產(chǎn)品結(jié)構(gòu)原理課程設(shè)計A(差速器)(共33頁)

1、 課 程 設(shè) 計 說 明 書PAGE PAGE - 1 -課程設(shè)計說明書 課 程 名 稱: 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)(jigu)原理課程設(shè)計 課 程 代 碼: 6004019 題 目:微型汽車變速箱反求設(shè)計(shj) 學(xué)院(xuyun)(直屬系) : 機(jī)械工程與自動化學(xué)院 年級/專業(yè)/班: 學(xué) 生 姓 名: 學(xué) 號: 指 導(dǎo) 教 師: 陳 守 強 開 題 時 間: 年 月 日完 成 時 間: 年 月 日 目 錄摘要(zhiyo)IAbstractII引言(ynyn)III1.任務(wù)分析11.1發(fā)動機(jī)主要(zhyo)性能參數(shù)11.2整車主要參數(shù)12.微型汽車變速箱功能分析22.1 微型汽車變速器的功能22.2 微

2、型汽車變速器的位置32.3 功率的傳遞32.4 變速和保證變速的順利進(jìn)行的實現(xiàn)32.5 各個檔位的換檔42.6 功能結(jié)構(gòu)圖43.微型汽車變速箱運動分析63.1 測量微型汽車車輪直徑63.2 最高車速為120KM時變速箱的傳動比63.3 四檔的傳動比的分配63.4 變速箱的最大和最小載狀態(tài)63.5 行駛速度分別為10、20、40、60km/h時應(yīng)該使用檔位的分析74.微型汽車變速箱的外觀功能分析85.變速箱的拆裝106.微型汽車變速箱結(jié)構(gòu)受力分析136.1 受力最大的時候各軸的扭矩136.2 各軸的最小直徑136.3 各個檔位齒輪強度137.微型汽車變速箱結(jié)構(gòu)原理方案反求分析167.1 微型汽車

3、變速箱整體結(jié)構(gòu)及布置方案167.2 微型汽車變速箱具體結(jié)構(gòu)及布置方案反求167.2.1差速器工作過程與原理167.3 變速器操縱機(jī)構(gòu)裝配工藝流程反求分析 178.微型汽車變速箱關(guān)鍵零部件反求分析 208.1 零件公差反求208.2 零件材料、熱處理反求分析 208.3 變速器主要零部件的結(jié)構(gòu)、功能原理的反求分析208.4 大錐齒輪加工工藝218.5大錐齒輪與行星輪的參數(shù)計算219.變速器總成(zn chn)裝配22結(jié)論(jiln)23致謝(zh xi)24參考文獻(xiàn)25 摘 要本課程是通過對微型汽車變速器的分析，了解它的變速原理、各軸的布局、自鎖與互鎖原理、裝配工藝過程、潤滑方式、同步器的作用(

4、zuyng)和工作原理以及組成、主要零件的熱處理要求、形位公差、表面粗糙度等。通過分析、利用反求的方法創(chuàng)造出新的微型汽車變速器，具體內(nèi)容有：其軸的布置，同步器的位置，差速器的位置;同步器的作用，組成，工作原理和變速器操縱機(jī)構(gòu)的組成及變位檔的自鎖和互鎖機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理和結(jié)構(gòu)；通過拆裝變速器了解并編寫操縱的裝配工藝過程，確定各零件的裝配方法；通過觀察變速箱的機(jī)構(gòu)形狀，分析其從提高剛度和剛性要求并滿足功能要求和工藝要求而設(shè)計的結(jié)構(gòu)；對變速箱各軸的結(jié)構(gòu)形狀、結(jié)構(gòu)要素作用進(jìn)行(jnxng)分析，并對其結(jié)構(gòu)尺寸與軸的功能強度剛度裝配關(guān)系等進(jìn)行了反求；分析變速箱的主要零件材料及熱處理要求、形位公差及箱體和軸的

5、技術(shù)要求等。反求設(shè)計是創(chuàng)新的重要方法，所以我們通過本課程的學(xué)習(xí)(xux)，可以了解和基本掌握這種技術(shù)。反求設(shè)計就是從有到新，重在創(chuàng)新，創(chuàng)造，借助已有的產(chǎn)品、圖樣、音響等已存在的可感觀的實物，創(chuàng)新出更先進(jìn)、更完美的產(chǎn)品。關(guān)鍵詞：分析、反求設(shè)計、創(chuàng)新、差速器 AbstractThis course is the analysis of the micro- car gearbox , understand its shifting principle , the layout of each axis , self-locking and interlocking principle , the

6、assembly process , lubrication, and how they work synchronizer and composed mainly of parts heat treatment requirements , geometric tolerances , surface roughness . Through the analysis , the use of reverse way to create a new mini- car gearbox, the specific contents are: location arranged synchroni

7、zer its axis location differentials ; acting synchronizer , composition , working principle and Transmission Controls structure principle and structure of the composition and organization of self- displacement gear lock and interlock mechanism ; understand and manipulate writing assembly process , i

8、dentify the parts of the assembly method by dismantling the gearbox ; through institutional shape of the observed transmission , analysis from improving its stiffness and rigidity requirements and meet the functional requirements and process requirements and design structure ; structure and shape of

9、 each axis gearbox, to analyze the role of structural elements , and the relationship between its functional strength structural rigidity of the assembly and shaft dimensions , etc. Reverse ; analysis gearbox main parts materials and heat treatment requirements , geometric tolerances and technical r

10、equirements , such as housing and the shaft . Inverse Design is an important way of innovation , so we pass this course , you can understand and master the basic techniques. Reverse design is from there to the new , with the existing products , drawings , audio and other already existing can feel ki

11、nd, innovative more advanced , more perfect product . Keywords: analysis, reverse engineering design, principles of innovation引 言 當(dāng)今世界科學(xué)技術(shù)發(fā)展日新月異，產(chǎn)品的科技含量越來越高，高新技術(shù)產(chǎn)品已進(jìn)入家庭。世界進(jìn)入知識經(jīng)濟(jì)的時代，只有科學(xué)技術(shù)才能興國。由于(yuy)一些發(fā)達(dá)國家在計算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、人工智能技術(shù)、材料科學(xué)技術(shù)、空間科學(xué)技術(shù)、制造工業(yè)技術(shù)、等領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位，引進(jìn)發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)技術(shù)為我所用，是發(fā)展本國經(jīng)濟(jì)的最佳途徑。我國是一個發(fā)展中國家，科學(xué)技術(shù)

12、相對落后，投入大量資金去研究發(fā)達(dá)國家已推向市場的產(chǎn)品或技術(shù)是完全沒有必要的。這不僅浪費資金，也拖延發(fā)展經(jīng)濟(jì)的時間。而且涉及到發(fā)展經(jīng)濟(jì)的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域非常廣泛，我國也缺少巨額資金去進(jìn)行大面積的科學(xué)研究。因此，引進(jìn)發(fā)達(dá)國家先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)或先進(jìn)的產(chǎn)品，然后進(jìn)行反求設(shè)計，仿照或創(chuàng)新設(shè)計更新的產(chǎn)品，是發(fā)展中國家發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)的必由之路。特別是在知識經(jīng)濟(jì)的時代，反求工程在科技發(fā)展中的地位更為重要。因此，我們要學(xué)習(xí)這門課程，對微型汽車的變速器進(jìn)行反求分析設(shè)計。PAGE - 28 -1 任務(wù)分析本次課程設(shè)計的目的在于進(jìn)一步加強學(xué)生應(yīng)用所學(xué)的專業(yè)理論、知識以及專業(yè)技能，進(jìn)行獨立解決工程實際問題的能力。機(jī)械產(chǎn)品功能原

13、理、機(jī)構(gòu)課程設(shè)計的重點在于掌握典型機(jī)械的功能原理分析方法及分析機(jī)械機(jī)構(gòu)的組成要素和機(jī)構(gòu)功能，掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計要求及特點(tdin)，豐富學(xué)生的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計知識，啟發(fā)設(shè)計思維，通過實踐是學(xué)生的機(jī)構(gòu)設(shè)計理論得以鞏固、加深，為今后進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計打下良好基礎(chǔ)。 1.1 發(fā)動機(jī)主要(zhyo)性能參數(shù) 表1-1發(fā)動機(jī)型式直立三缸，四沖程水冷汽油機(jī)發(fā)動機(jī)型號JL368Q3電噴發(fā)動機(jī)汽油牌號93#氣缸數(shù)量3氣缸直徑68.5mm行程72mm排量796ml氣缸壓縮壓力1.35MPa額定功率26.5KW（5500r/min）最大扭矩60.5N.m（3000-4000r/min）點火順序1-3-2點火提前角上止點錢9

14、度怠速轉(zhuǎn)速900+-50r/min升功率36.93KW/L發(fā)動機(jī)凈重75Kg曲軸箱通風(fēng)形式閉式潤滑方式壓力潤滑冷卻方式水冷電動風(fēng)扇式散熱器形式管帶式壓力循環(huán)水泵離心式節(jié)溫器蠟式汽油泵膜片式汽油濾清器濾芯式 1.2 整車主要(zhyo)技術(shù)參數(shù) 表1-2整車尺寸3300 X 1405 X 1410 mm軸距2175輪距1500前輪1215后輪1200車內(nèi)尺寸1740 X 1220 X1170 mm汽車整備質(zhì)量640Kg汽車滿載質(zhì)量950kg乘員數(shù)4人空載175mm滿載150mm最小轉(zhuǎn)彎直徑9600mm接近角28度離去角34度前懸555mm后懸570mm最高車速120Km/h最大爬坡度Tan30%

15、百公里耗油4.5L/100Km30Km/h制動距離6m30Km/h制動距偏80mm縱向通過半徑3200mm橫向通過半徑1100mm前束12mm主銷內(nèi)傾角1220主銷后傾角330車輪外傾角0302 微型汽車變速箱功能分析2.1 微型汽車變速器的功能(gngnng)變速器是改變汽車力矩和轉(zhuǎn)速(zhun s)的機(jī)構(gòu)，其主要功能有：（1）根據(jù)(gnj)汽車在不同的行駛條件下的需要，改變發(fā)動機(jī)輸出的扭矩和轉(zhuǎn)速，使汽車具有合適的牽引力和行駛車速，并同時使發(fā)動機(jī)在最有利的工況范圍內(nèi)運轉(zhuǎn)。（2）汽車起步時，需要較大扭矩來牽引汽車，加速到一定車速(ch s)。這時就需要掛在低檔位，輸出扭矩大，轉(zhuǎn)速低。（3）汽車

16、告訴行駛時，汽車需要的是高轉(zhuǎn)速，因而就需要掛在高檔位，此時輸出扭矩較小，而轉(zhuǎn)速較高。（4）變速器設(shè)立倒檔，是為了保證汽車能夠倒車。（5）變速器設(shè)立空擋，是為了使發(fā)動機(jī)與傳動系統(tǒng)能夠分開。2.2 微型汽車變速器的位置變速器一般是和發(fā)動機(jī)固連在一起的，他的輸出連接差速器。 2.3 功率的傳遞發(fā)動機(jī)的曲軸輸出功率到離合器再由離合器傳遞給變速器輸入軸，通過變速器改變驅(qū)動力矩和轉(zhuǎn)速再傳遞到差速器，受力不同的時候兩個車輪所獲得不同的速度，再通過差速器把動力通過半軸把動力傳遞到驅(qū)動車輪上。車輪半軸差速器變速箱離合器發(fā)動機(jī) 2.4 變速和保證變速的順利進(jìn)行的實現(xiàn)發(fā)動機(jī)的曲軸輸出功率到變速器，變速器的中間軸上有

17、二個同步器，而每個同步器都與變速器輸出軸連在一起，并且可以左右滑動。每個同步器共有左、中、右三個位置，中間不與任何齒輪同步，而左右都可以和齒輪同步，通過撥叉撥動來控制同步器的左右運動，與不同的齒輪同步，而四個齒輪處于常嚙全狀態(tài)，但可以相對于II軸轉(zhuǎn)動，一旦與同步器同步就可帶動II軸轉(zhuǎn)動，從而通過撥叉控制同步器與不同的齒輪嚙合，實現(xiàn)變速。而撥叉機(jī)構(gòu)具有自鎖與互鎖功能，每次變速換檔都會經(jīng)過中間位置，即空檔，這樣就保證了變速的順利進(jìn)行。 2.5 各個(gg)檔位的換檔變速器的換檔操縱機(jī)構(gòu)，其中變速器內(nèi)部一共有三根控制換檔桿，其中每一根桿都有左、中、右三個位置可供控制，可實現(xiàn)六個檔位控制。換檔是通過換

18、檔桿實現(xiàn)的，換檔桿縱向有三個位置，旋轉(zhuǎn)有兩個位置，從而實現(xiàn)六個位置的控制。但是任何(rnh)檔位之間要切換時都必須先回到中間位置，即空檔位置。而且每個檔位之間都具有自鎖和互鎖功能，從而實現(xiàn)不跳檔和脫檔的現(xiàn)象。變速箱的控制操縱方式如下圖：圖2-1變速箱檔位圖 2.6 功能(gngnng)結(jié)構(gòu)圖汽車變速箱系統(tǒng)黑箱圖轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速不同的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速檔位噪音、熱圖2-2變速箱黑箱圖通過人工控制操縱手柄將發(fā)動機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速和力矩轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌燃壍妮敵鲛D(zhuǎn)速和力矩，以此來實現(xiàn)汽車的不同工況的需求，同時因摩擦，碰撞等產(chǎn)生熱，噪音等。主軸機(jī)構(gòu)操縱機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動操作噪音熱I檔轉(zhuǎn)速II檔轉(zhuǎn)速III檔轉(zhuǎn)速IV檔轉(zhuǎn)速倒檔轉(zhuǎn)速圖2-3變

19、速箱功能(gngnng)分解圖3 微型汽車變速箱運動(yndng)分析3.1 測量微型汽車車輪(ch ln)直徑經(jīng)測量微型汽車的車輪直徑為D=500mm3.2 最高車速為120KM時變速箱的傳動比由車輪(ch ln)的線速度公式可以(ky)求出總的傳動比，則有：3.3 四檔的傳動比的分配(fnpi)首先應(yīng)該保證汽車在全部載重后能夠平穩(wěn)的起步，然后是汽車在高速行駛的時候能夠達(dá)到需要的最高速度。發(fā)動機(jī)的功率一定、轉(zhuǎn)速一定的情況下只有通過減速器的減速作用來實現(xiàn)汽車的平穩(wěn)行駛，根據(jù)資料查的各個檔位的傳動比分配如下表：表3-1一檔二檔三檔四檔3.5852.1661.330.93.4 變速箱的最大和最小載

20、狀態(tài)微型汽車的額定功率時一定的，則有：根據(jù)上式可知，當(dāng)發(fā)動機(jī)的額定功率達(dá)到最大且變速箱的檔位最低，即速度最低時，該軸受到的載荷是最大的；同樣當(dāng)發(fā)動機(jī)的功率達(dá)到了額定功率，變速箱檔位最大，即速度最高時，該軸的載荷就是最小。根據(jù)傳動比可以分析出變速箱中受載荷最大的時候再是汽車處于一檔的時候的差速器從動軸上；變速箱中受載荷最小的軸是汽車處于四檔的時候中間軸上。3.5 行駛速度分別為10、20、40、60km/h時應(yīng)該使用檔位的分析變速箱主減速器的傳動比為i：根據(jù)(gnj)速度計算公式可以計算出在額定功率( dn n l)下各個檔位所能夠達(dá)到的最大速度。則有：再通過最大速度與所要求的速度進(jìn)行比較(bj

21、io)，由于汽車的第四檔穩(wěn)定速。以汽車在行駛的過程中能夠省油為標(biāo)準(zhǔn)選取合適的檔位行使，則最后選定：10km/h用1檔，20km/h用2檔，40km/h用3檔，60km/s用4檔。4 微型汽車變速箱的外觀功能分析圖4-1分析(fnx)圖1（1）是離合器的分離軸承，它的作用是連接(linji)和斷開發(fā)動機(jī)與變速箱之間運動和動務(wù)，是整個汽車啟動、停止、倒車變速換檔的關(guān)鍵。圖4-2分析(fnx)圖2(2) 是發(fā)動機(jī)啟動電機(jī)的安裝孔，這個孔是變速箱上一個很關(guān)鍵的孔。由于啟動電機(jī)是通過齒輪嚙合啟動發(fā)動機(jī)，這就要求這個孔端面與發(fā)動機(jī)曲軸的垂直度要求高，同時孔的中心與發(fā)動機(jī)曲軸之間距離的精度要其很高。孔的大小

22、由啟動電機(jī)的形狀所決定。 (3) 是上端蓋的起蓋機(jī)構(gòu)，這個結(jié)構(gòu)(jigu)沒有什么特別要求,只是要求能夠方便的把上端蓋起開即可。 (4) 是汽車行駛速度(sd)的一個測試裝置。 (5) 是一根通氣管，變速箱本身是密閉空間，齒輪在里面高速旋轉(zhuǎn)的時候會發(fā)熱升溫，體積會膨脹，如果(rgu)不排氣減壓，會破壞變速箱的密封性能。 (6) 是油標(biāo)，同時也是加油口。 (7) 是離合器的分離操縱手柄。要求能夠進(jìn)行調(diào)整能夠很方便的進(jìn)行離合器的分離，使換檔順利進(jìn)行。 (8) 觀測和調(diào)整發(fā)動機(jī)點火時間的孔，這個孔沒有什么特別的要求，要求能夠看得見連接在發(fā)動機(jī)曲軸上的那個大齒輪，并且能夠方便的對其進(jìn)行調(diào)整。使發(fā)動機(jī)在

23、修理過后能夠順利點火。5 變速箱的拆裝圖5-1分析(fnx)圖11)拆下離合器的分離軸承(zhuchng)，用手直接拆下。2)用鉗子拆下離合器擺桿回位彈簧(tnhung)，使擺桿處于自由狀態(tài)。3)用十字螺絲刀將變速箱輸入軸前端蓋十字沉頭螺釘拆下（4顆）并拆下端蓋。并記錄型號M6x15。(如圖)圖5-2分析(fnx)圖2 注：先用十字螺絲刀預(yù)松1號2號螺釘，再預(yù)松3號4號螺釘，后在分別松開1、2和3、4螺釘。最后用已取下的螺釘2顆分別插入a，b兩處用作起蓋螺釘，兩處應(yīng)緩慢、均勻受力，使端蓋受力均勻，以不致端蓋在起蓋過程(guchng)中受損變形。變速箱蓋拆卸(chixi)圖5-3拆卸順序圖注：先

24、用十字螺絲刀預(yù)松1號2號螺釘，再預(yù)松3號4號螺釘，后在分別松開1、2和3、4螺釘。最后用已取下的螺釘2顆分別插入a，b兩處用作起蓋螺釘，兩處應(yīng)緩慢、均勻受力，使端蓋受力均勻，以不致端蓋在起蓋過程中受損變形。由于變速箱具有良好的密封性，所以拆卸的時候一定要均勻合理卸力，保證機(jī)蓋不變形而影響密封性能。首先，按照順序?qū)B接螺釘進(jìn)行(jnxng)預(yù)松,標(biāo)準(zhǔn)為將螺桿旋轉(zhuǎn)半圈，預(yù)松順序為：注：無#號的用梅花扳手(bn shou)預(yù)松，有符號的用套筒預(yù)松其次，完全(wnqun)松開螺釘，其順序為：注：除了16號螺釘要用到小零件拾取器外，其余在完全松開的情況下可以直接取下。然后，將取下來的螺釘都做好記錄所有的

25、螺釘除了17號是M6的螺釘外，其他的都是M8螺釘，則統(tǒng)一只記錄螺釘?shù)拈L度。最后，取下變速器上蓋在變速器上下端蓋連接的地方有三個地方要突出一點。在此處同時用一字螺絲刀用力撬，則可以把上端蓋松掉，現(xiàn)在就可以取下上端蓋。6 微型汽車變速箱結(jié)構(gòu)(jigu)受力分析6.1 受力最大的時候(sh hou)各軸的扭矩發(fā)動機(jī)輸出扭矩最大是60.5N，由于發(fā)動機(jī)直接(zhji)輸出到變速器的輸入軸，所以變速器的輸入軸受到的最大扭矩，則有：根據(jù)公式可以計算出中間軸的最大扭矩，中間軸的轉(zhuǎn)速是第一根軸的傳動比轉(zhuǎn)換過來的，則有：同樣可以求出差速器所受到的最大扭矩為，則有：6.2 各軸的最小直徑根據(jù)公式，可以計算出在最大

26、扭矩的前提下軸的功率p,也就是說在發(fā)動機(jī)輸出最大扭矩的時候發(fā)動機(jī)沒有達(dá)到額定功率，那么可以計算發(fā)動機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下的扭矩,則有：遠(yuǎn)比最大扭矩小，這樣在最大扭矩下求得軸的最小直徑就是該軸的最小直徑，則有各個軸的最小直徑為：6.3 各個(gg)檔位齒輪強度變速箱各檔齒輪(chln)材料為:合金鋼(20CrMnTi)。材料強度極限為：。取7級精度(jn d)。齒輪的彎郵疲勞強度為：齒輪的接觸疲勞強度為： 各齒輪參數(shù)如下：表6-1I檔II檔III檔IV檔齒數(shù)Z43393227螺旋角23933318法面模數(shù)2175齒寬b12121211重合度1.581.481.481.5K2.97524241252571

27、.6761.6651.6351.600.800.720.720.723134294724182040傳動比3.5852.1661.330.92332181898941815669565 所以，各檔齒輪(chln)的彎曲疲勞強度為：齒面接觸(jich)疲勞強度為：可見(kjin)，齒輪的強度滿足要求。7 微型汽車變速箱結(jié)構(gòu)原理(yunl)方案反求分析7.1微型汽車變速箱整體(zhngt)結(jié)構(gòu)及布置方案反求圖7-1變速箱原理圖變速箱在汽車中的位置：一般(ybn)安裝于發(fā)動機(jī)和驅(qū)動橋之前。三軸式變速器的結(jié)構(gòu)方案：第一軸與齒輪做成一體，其前端軸承支承在發(fā)動機(jī)內(nèi)腔的軸承上，軸頸根據(jù)其與殼體之間軸承內(nèi)徑而

28、定，長度根據(jù)離合器總成軸向尺寸來定。軸與殼體之間軸承的外徑最好大于第一軸常嚙合齒輪的外徑，以便于裝拆第一軸。第二軸前端通過軸承安裝在第一軸的常嚙合齒輪內(nèi)腔，其軸徑受齒輪徑向尺寸限制。安裝同步器齒轂的花鍵多采用漸開線花鍵，其定位性能好，承載能力大，花鍵齒短，其小徑相應(yīng)增大，可一提高軸的剛度。此軸上各檔齒輪與軸之間有相對旋轉(zhuǎn)運動，因此，軸的表面加工精度要求很高。一般情況下，軸上開螺旋油槽，以保證充分潤滑。第二軸制成階梯軸，便于安裝齒輪。從受力和合理利用材料來看，這也是需要的。各截面尺寸要避免相差懸殊。軸上供磨削用的砂輪越程槽產(chǎn)生應(yīng)力集中，易造成軸的折斷。輕型汽車變速器各檔齒輪常用彈性擋圈軸向定位，

29、簡單，但拆裝不方便。7.2微型汽車變速箱具體結(jié)構(gòu)及布置方案反求7.2.1差速器工作過程與原理：汽車發(fā)動機(jī)的動力經(jīng)離合器、變速器、傳動軸，最后傳送到驅(qū)動橋再左右分配給半軸 驅(qū)動車輪，在這條動力傳送途徑上，驅(qū)動橋是最后一個總成，它的主要部件是減速器和差速器。減速器的作用就是減速增矩，這個功能完全靠齒輪與齒輪之間的嚙合完成。汽車差速器是驅(qū)動轎的主件。它的作用就是在向兩邊半軸傳遞動力的同時，允許兩邊半軸以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，滿足兩邊車輪盡可能以純滾動的形式作不等距行駛，減少輪胎與地面的摩擦。 功能 汽車在拐彎時車輪的軌線是圓弧，如果汽車向左轉(zhuǎn)彎，圓弧的中心點在左側(cè)，在相同 的時間里，右側(cè)輪子走的弧線比左側(cè)

30、輪子長，為了平衡這個差異，就要左邊輪子慢一點， 右邊輪子快一點，用不同的轉(zhuǎn)速來彌補距離的差異。 如果后輪軸做成一個整體，就無法做到兩側(cè)輪子的轉(zhuǎn)速差異，也就是做不到自動調(diào)整。普通差速器由行星齒輪、行星輪架（差速器殼）、半軸齒輪等零件組成。發(fā)動機(jī)的動力經(jīng)傳動軸進(jìn)入差速器，直接驅(qū)動行星輪架，再由行星輪帶動左、右兩條半軸，分別驅(qū)動 左、右車輪。差速器的設(shè)計要求滿足：（左半軸轉(zhuǎn)速）+（右半軸轉(zhuǎn)速）=2（行星輪架轉(zhuǎn)速）。 當(dāng)汽車直行時，左、右車輪與行星輪架三者的轉(zhuǎn)速相等處于平衡狀態(tài)，而在汽車轉(zhuǎn)彎時三 者平衡狀態(tài)被破壞，導(dǎo)致內(nèi)側(cè)輪轉(zhuǎn)速減小，外側(cè)輪轉(zhuǎn)速增加。差速器的這種調(diào)整是自動的，這里涉及到“最小能耗原理”

31、，也就是地球上所有物體都傾向于耗能最小的狀態(tài)。車輪在轉(zhuǎn)彎時也會自動趨向能耗最低的狀態(tài)，自動地按照轉(zhuǎn)彎 半徑調(diào)整左右輪的轉(zhuǎn)速。當(dāng)轉(zhuǎn)彎時，由于外側(cè)輪有滑拖的現(xiàn)象，內(nèi)側(cè)輪有滑轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，兩個驅(qū)動輪此時就會產(chǎn)生兩個方向相反的附加力，由于“最小能耗原理”，必然導(dǎo)致兩邊車輪的轉(zhuǎn)速不同，從而破壞了三者的平衡關(guān)系，并通過半軸反映到半軸齒輪上，迫使行星齒輪產(chǎn)生自轉(zhuǎn)，使外側(cè) 半軸轉(zhuǎn)速加快，內(nèi)側(cè)半軸轉(zhuǎn)速減慢，從而實現(xiàn)兩邊車輪轉(zhuǎn)速的差異。驅(qū)動橋兩側(cè)的驅(qū)動輪若用一根整軸剛性連接，則兩輪只能以相同的角速度旋轉(zhuǎn)。這樣，當(dāng)汽車轉(zhuǎn)向行駛時，由于外側(cè)車輪要比內(nèi)側(cè)車輪移過的距離大，將使外側(cè)車輪在滾動的同 時產(chǎn)生滑拖，而內(nèi)側(cè)車輪在滾動

32、的同時產(chǎn)生滑轉(zhuǎn)。即使是汽車直線行駛，也會因路面不平 或雖然路面平直但輪胎滾動半徑不等（輪胎制造誤差、磨損不同、受載不均或氣壓不等）而引起車輪的滑動。車輪滑動時不僅加劇輪胎磨損、增加功率和燃料消耗，還會使汽車轉(zhuǎn)向困難、制動性 能變差。為使車輪盡可能不發(fā)生滑動，在結(jié)構(gòu)上必須保證各車輛能以不同的角速度轉(zhuǎn)動。7.3裝配(zhungpi)工藝流程反求分析差速器總成(zn chn)的裝配：圖7-2三維裝配圖拆裝之前，首先要分析整個變速箱的結(jié)構(gòu)形式，各個部件的裝配要求，拆裝步驟，怎樣保證不變形，不改變其原有密封效果，要注意到使箱體，箱蓋的變形最小，所以應(yīng)該先拆倆邊，再拆中間，拆的同時記錄下每個零件的名稱，拆

33、裝順序，每個零件的位置，包括安裝方向，角度以及遇到的問題。這里(zhl)我們主要研究同步器的裝配工藝。 工具(gngj)箱中工具名稱及規(guī)格如下：游標(biāo)卡尺(yubio kch)平口鉗，普通扳手六角扳手（四個）小零件拾取器（利用磁性吸力）改刀頭組（10個一組）雙頭扳手：規(guī)格17，14，12，10,8省力扳手：規(guī)格14拉馬套筒扳手拆裝步驟如下：用拉馬頂住半軸的一端中心孔，將拉馬套住軸承內(nèi)圈，先用手慢慢擰緊，再用套筒扳手?jǐn)Q松，取下軸承；用省力扳手先對角線預(yù)松緊固螺栓，然后再依次按對角線拆卸下螺栓，規(guī)格：14#將螺栓編號放好，卸下大齒輪；用吸取器吸取定位銷；取出小錐齒輪中間軸，卸下兩個小錐齒輪及兩個2#

34、墊片；取出另一端半軸錐齒輪，及1#墊片(din pin)，分離左端殼體。拆裝完成(wn chng)之后如下圖： 圖7-3零件圖8 汽車變速箱關(guān)鍵(gunjin)零部件反求分析8.1零件公差(gngch)反求分析實測尺寸不等于原設(shè)計尺寸，需要從實測尺寸推論(tuln)出原設(shè)計尺寸。假設(shè)所測的零件尺寸均為合格，實測值一定是圖樣上規(guī)定的公差范圍內(nèi)一數(shù)值，即實測值=基本尺寸 制造誤差 測量誤差采用基孔制：孔的實測值 - 基本尺寸 1/2 孔公差（ITII級）采用基軸制：基本尺寸 - 軸的實測值 1/2 軸公差（ITII級）8.2件材料、熱處理反求分析機(jī)械零件的材料選擇與熱處理方法直接影響到零件的強度，

35、剛度，周，壽命，可靠性等指標(biāo)，材料的選擇是機(jī)械設(shè)計中的重要問題。材料的成分分析：對材料的整體，局部，表面進(jìn)行定性分析或定量分析時，可通過以下手段：火花鑒別法，音質(zhì)判別法，原子發(fā)射光譜分析法，化學(xué)成分分析法，微探針分析法。材料的組織結(jié)構(gòu)分析：可以用放大鏡觀察材料的晶體大小，淬火硬層的分布，縮孔的缺陷等情況。通過對材料的分析，結(jié)合我國國產(chǎn)材料的具體性能，選擇合適的代用品。8.3零件結(jié)構(gòu)、功能原理的反求分析（1） 變速器軸的反求 ：變速器軸在工作時承受轉(zhuǎn)矩和彎矩，因此應(yīng)具備足夠的強度和剛度。軸的剛度不足，會產(chǎn)生過大的變形，影響齒輪的正常嚙合，產(chǎn)生過大的噪音，并會降低齒輪的使用壽命。軸的長度對剛度影響

36、很大。軸的剛度比強度更重要。對齒輪工作影響最大的是軸在垂直面內(nèi)產(chǎn)生撓度和軸在水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)角，前者使齒輪中心距發(fā)生變化，并破壞了齒輪的正常嚙合。（2） 差速器參數(shù)的反求 ：普通差速器由行星齒輪、行星輪架（差速器殼）、半軸齒輪等零件組成。發(fā)動機(jī)的動力經(jīng)傳動軸進(jìn)入差速器，直接驅(qū)動行星輪架，再由行星輪帶動左、右兩條半軸，分別驅(qū)動左、右車輪。差速器的設(shè)計要求滿足：（左半軸轉(zhuǎn)速）+（右半軸轉(zhuǎn)速）=2（行星輪架轉(zhuǎn)速）。當(dāng)汽車直行時，左、右車輪與行星輪架三者的轉(zhuǎn)速相等處于平衡狀態(tài)，而在汽車轉(zhuǎn)彎時三者平衡狀態(tài)被破壞，導(dǎo)致內(nèi)側(cè)輪轉(zhuǎn)速減小，外側(cè)輪轉(zhuǎn)速增加。在對差速器殼體參數(shù)和錐齒輪之間的配合保證不能發(fā)生干涉，差速器

37、殼體必須根據(jù)錐齒輪之間裝配間距設(shè)計。錐齒輪由于齒數(shù)較小，屬于非標(biāo)準(zhǔn)齒輪，作圖設(shè)計時必須保證齒頂圓和齒根圓的大小，保證符合殼體之間間隙。在測量數(shù)據(jù)時，多次測量求平均值。所以數(shù)據(jù)測完之后進(jìn)行分析，對必要的配合數(shù)據(jù)進(jìn)行修改。 8.4 大錐齒輪加工(ji gng)工藝大錐齒輪材料20CrMnTi，加工(ji gng)工藝如下表：表8-1工序號工序名稱車床名稱工序節(jié)拍（min）1銑端面鉆中心孔銑鉆機(jī)床1.152粗車面錐仿形車床0.853粗車長軸端仿形車床1.054精車長軸端仿形車床1.055精車面錐仿形車床0.856車越程槽普通車床0.57軟磨花鍵軸徑外圓磨床0.88軟磨螺紋軸徑外圓磨床0.89去毛刺、

38、清洗、入庫清洗機(jī) 8.5 大錐齒輪與行星輪的參數(shù)(cnsh)計算z1=10,z2=16,m=3.25分度圓錐角 2=arctan(z2/z1)=58 1=90-2=32分度圓直徑d d1=mz1=32.5 d2=mz2=52齒頂高h(yuǎn)a ha=m=3.25齒根高h(yuǎn)f hf=1.2m=3.9齒全高h(yuǎn) h=2.2m=7.15齒頂間隙c c=0.2m=0.65齒頂圓直徑da da1=d1+2mcos1=38 da2=d2+2mcos2=55.4齒根圓直徑df df1=d1-2.4mcos1=25.89 df2=d2-2.4mcos2=47.87錐頂距R R=（r12+r22）0.5-m/2*(z12+

39、z22)0.5=d1/(2sin1) =d2/(2sin2)=30.66齒頂角a a=arctan(ha/R)=6.05齒根(ch n)角f f=arctan(hf/R)=7.25頂錐角a a1=1+a=38.05 a2=2+a=64.05根錐角f f1=1-f=24.75 f2=2+f=65.259變速器總成(zn chn)裝配（1）應(yīng)清洗所有(suyu)的零件，所有滑動配合表面應(yīng)涂齒輪油。（2）在將各零件裝配在輸出軸時，應(yīng)注意各墊圈，齒輪，同步器轂和同步器套在安裝方向和位置。（3）當(dāng)在輸出軸上裝低速檔和高速檔同步器轂時，各轂長凸臺部位的安裝方向要正確。（4）裝低速同步器套時，應(yīng)同步器套外表

40、面的槽朝低速齒輪側(cè)；裝高速同步器套時應(yīng)使外表面槽朝離合器。（5）裝二檔和三檔齒輪套時，應(yīng)檢查中間軸 油孔與二檔，三檔齒輪套油槽是否對準(zhǔn)。（6）裝同步器套彈簧時不得使彈簧變形或損傷。裝彈簧時，應(yīng)將彈簧的一端插入同步器轂的彈簧固定孔內(nèi)，并使兩彈簧相對，以使載荷均勻的施加在同步器滑塊上。( 7) 安裝同步器環(huán)時注意所用的同步器環(huán)的類型，不要錯裝；同步器環(huán)應(yīng)安裝到位。(8) 在低速檔同步器環(huán)宇同步器套之間，不得忘裝彈簧。(9) 在裝二，三檔從動齒輪時，不得忘裝二三檔從動齒輪間的彈簧。(10 ) 在裝低速齒輪套，軸承和低速齒輪后，中間軸應(yīng)裝鋼球。(11) 安裝輸出軸軸承時，要用專用的工具安裝。(12) 將專用工具裝在低速同步器套上，并將其固定在虎鉗上，然后，按60到80N.m的力矩擰緊固定螺母。(13) 當(dāng)在換擋軸上裝換擋叉時，應(yīng)注意換擋叉的方向。(14) 不得忘裝輸入軸和輸出軸的軸承止推環(huán)。不等忘裝倒檔軸銷，裝銷后，應(yīng)加潤滑脂潤滑。(15) 在裝軸承端蓋時，應(yīng)使堵蓋凸緣在箱外，并朝差速器側(cè)上下箱的結(jié)合處。(16)