本科毕业设计说明书 4 差速器设计
4.1 概述
汽车在行使过程中，左右两轮胎内的气压不等、胎面磨损不均匀、两车轮上的负荷不均匀而引起车轮滚动半径不相等；这样，如果驱动桥的左、右车轮刚性连接，则不论转弯行使或直线行使，均会引起车轮在路面上的滑移或滑转，一方面会加剧轮胎磨损，另一方面会使转向沉重，通过性和操纵稳定性变坏。为此，在驱动桥的左右车轮间都装有轮间差速器。差速器是个差速传动机构，用来在两输出轴间分配转矩，并保证两输出轴有可能以不同的角速度转动，用来保证各驱动轮在各种运动条件下的动力传递，避免轮胎与地面间打滑。
4.2 对称式圆锥行星齿轮差速器原理
对称式锥齿轮差速器是一种行星齿轮机构。
图4.1 差速器差速原理
4.3 对称式圆锥行星齿轮差速器的结构
1—轴承; 2—调整螺母; 3,7—差速器壳; 4—半轴齿轮垫片; 5—半轴齿轮; 6—行星齿轮; 8—轴架; 9—长轴; 10—行星齿轮止推片; 11—短轴
图4-2 差速器零件图
本设计采用普通的对称式圆锥行星齿轮差速器。此种差速器由于其结构简
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本科毕业设计说明书 单、工作平稳、制造方便、用在公路汽车上也很可靠等优点，最广泛地用在轿车、客车和各种公路用载货汽车上。
4.4对称圆锥行星锥齿轮差速器的设计
4.4.1 差速器齿轮的基本参数选择 1）行星齿轮数目的选择
轿车常用2个行星齿轮，载货汽车和越野汽车多用4个行星齿轮，少数汽车采用3个行星齿轮。此设计采用4个行星齿轮． 2）行星齿轮球面半径RB(mm)的确定 球面半径可根据经验公式来确定：
RB?KB3md (4-1)
式中：KB——行星齿轮球面半径系数，KB=2.52～2.99，对于有4个行星齿轮的轿
车和公路载货汽车取小值；对于有2个行星齿轮的轿车以及越野汽车、矿用汽车取最大值；取KB=2.9
md——计算转矩，5460.021N·m。
按上式可以计算出行星齿轮球面半径RB为51.066 mm RB确定后，即可根据下式预选其节锥距：
A0=(0.98～0.99) RB （4-2）
此设计选用较大值50.555mm
3）行星齿轮与半轴齿轮齿数的选择
为了得到较大的模数从而使齿轮有较高的强度，应使行星齿轮的齿数尽量少，但一般不应少于10。此设计行星齿轮的齿数选z1择10。
考虑到在任何圆锥行星齿轮式差速器中，左、右两半轴齿轮的齿数z2L、z2R
之和，必须能被行星齿轮的数目n所整除，所以半轴齿轮的齿数选z２用18 4）差速器圆锥齿轮模数及半轴齿轮节圆直径的初步确定 先初步求出行星齿轮和半轴齿轮的节锥角?1、?2：
10/18)＝29.050 （4-3） ?1?arctan(z1/z2)＝arctan(18/10)＝60.950 （4-4） ?2?arctan(z2/z1)＝arctan(式中：z1、z2——行星齿轮和半轴齿轮齿数。
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本科毕业设计说明书 再根据下式初步求出圆锥齿轮的大端模数：
m?2A02Asin?1?0sin?2＝2?50.555?sin29.05o/10＝4.91（4-5） z1z2 算出模数后，节圆直径d即可由下式求得：
d?mz （4-6）
行星齿轮节圆直径d?mz＝10?4.91＝49.1mm 半轴齿轮节圆直径d?mz＝18?4.91＝88.38mm 齿面宽的选择
双曲面齿轮的轮齿面宽ｂ2(mm)推荐为：
bz＝（0.250～0.300）A0＝（0.250～0.300）?50.555 ＝12.639～15.167mm
式中：d——齿轮节圆直径，mm。并且F要小于10m 即49.1mm。
考虑到齿轮强度要求取15mm。 5）压力角
此设计差速器齿轮大采用22o30′的压力角，齿高系数取0.8 6）行星齿轮安装孔直径?及其深度L的确定
[1]
T0?103???2.0323 mm （4-7）
[?c]?n?rd?1.1式中：T0——差速器传递的转矩，3034.395 N·m； n——行星齿轮数；2
rd——为行星齿轮支承面中点到锥顶的距高，mm；rd?0.4d2；
[?c]——支承面的许用挤压应力，取为98MPa。
行星齿轮安装孔的深度L就是行星齿轮在其轴上的支承长度。通常取
L?1.1?＝1.1?22.2857＝24.2355 mm
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本科毕业设计说明书 4.4.2 差速器齿轮的几何尺寸的计算
表4-1 差速器齿轮的几何参数的计算
序号 1 项目 行星齿轮齿数 计算公式 z1?10,应尽量取小值 z2=14~25,且需满足式（4-14） m F=(0.25~0.30)A0; F?10m hg=1.6m h=1.788m+0.051 一般汽车:a=22o30'；某些重型汽车：a=25o 结果 10 2 3 4 5 6 7 半轴齿轮齿数 模数 齿面宽 齿工作高 齿全高 压力角 18 4.91 15 7.856 8.830 22.58 轴交角 ??90 o90 o 9 节圆直径 d1=mz1;d2=mz2 49.1； 88.38 10 节锥角 ?1?arctanz1z ； ?2?arctan2z2;z1 29.0546o ；60.9454 o 或?2=90o-?1 11 12 节锥距 周节 d1d2Ao= ?2sin?12sin?2t=3.1416m 50.555 15.425 - 24 -
本科毕业设计说明书 13 齿顶高 ????0.370??''h1'?hg?h2;h2??0.430?m 2??z2?????z????1????5.184； 2.672 14 齿根高 \' h1''?1.788m?h1';h2?1.788m?h23.595； 6.107 15 径向间隙 c?h?hg?0.188m?0.051 0.974 16 17 齿根角 面锥角 ?1?arctanhh;?2?arctan AoAo\1\24.067 o ； 7.557o 36.61； 65.012 o?01??1??2;?02??2??1 18 根锥角 ?R1??1??2;?R2??2??2 d01?d1?2h1'cos?1;d02?d2?2hcos?2'224.98760；53.38840 58.16； 19 外圆直径 90.975 41.67； 22.214 20 节锥顶点至齿轮外缘距离 d?01?2?h1'sin?1;2 d'?02?1h2sin?22 21 理论弧齿厚 s1?t?S2;S2?8.515； 6.910 t'?(h1'?h2)tana??m2B(见表3-19) 22 齿侧间隙 0.1678 采用高精度一栏的数值 - 25 -