汽车差速器虚拟样机研究应用.doc

1、目录 摘 要IISummaryIII第一章 前言11.1汽车差速器相关知识的介绍11.2小结5第二章 差速器设计62.1差速器设计方案62.2汽车差速器主要参数的设定及其计算:72.3差速器的锁紧系数与转矩分配系数82.4差速器的效率与差速器的传动效率92.5差速器行星齿轮的力矩分析及转矩计算112.6差速器齿轮的基本参数选择及齿轮参数计算152.7差速器齿轮的强度计算192.8差速器的材料选择和参数的设定202.9小结23第三章 差速器建模243.1差速器总成的建模243.2差速器的建模过程253.3 差速器的装配343.4小结40第四章 差速器的有限元分析414.1有限元分析414.2小结

2、45总结46致谢47参考文献48摘 要 随着社会的发展与进步，经济的发展与科技的与日俱进，汽车已经不是与我们那么的遥不可及，千千万万的汽车已经步入我们的生活，那么就引起了我的好奇，汽车在转弯的时候，左右轮运行速度的不同是如何实现的，它是通过汽车差速器实现的。那么就不得不说汽车的差速器啦，差速器作为汽车驱动桥中的主要部件，在汽车行驶转向中起着至关重要的作用。当转弯时，由于外侧轮有滑拖的现象，内侧轮有滑转的现象，两个驱动轮此时就会产生两个方向相反的附加力，由于“最小能耗原理”，必然导致两边车轮的转速不同，从而破坏了三者的平衡关系，并通过半轴反映到半轴齿轮上，迫使行星齿轮产生自转，使外侧半轴转速加快

3、，内侧半轴转速减慢，从而实现两边车轮转速的差异。总而言之，它在向两边半轴传递动力的同时也能保证两边半轴以不同的转速旋转，很大程度上的避免了汽车在转向过程中驱动车轮产生滑转或滑移的现象，从而很好的实现了汽车的安全的转弯功能。 本次毕业设计的题目就是汽车差速器的虚拟样研究，根据毕业论文设计任务书中的要求，本文首先对汽车差速器做了阐述，并介绍了汽车差速器的分类和设计要求，着重介绍了差速器的组成和功用，并对其几个重要的设计参数进行分析计算。然后建立汽车差速器的实体模型并进行了装配。接着对差速器进行运动仿真分析。最后对差速器典型零件进行有限元分析，最后做出结论。关键词：差速器；对称式圆锥差速器IISum

4、mary With the social development and progress, with Japans economic development and science and technology the times, and our car is not so far away, thousands of cars have entered our lives, then it aroused my curiosity , in the car when turning left and right wheel speed difference is how to achie

5、ve it is through the automobile differential achieved. Then we have to say it automobile differential, differential as a vehicle drive axle main components in cars plays a crucial role in steering. When cornering, the outside wheel has a slip due to drag phenomenon, the inside of the wheel slip phen

6、omenon has two wheels in the opposite direction this time it will have two additional force, due to the minimum energy principle, will inevitably lead to both sides of the wheel the different speeds, thereby undermining the balance between the three, and by reflecting on the axle side gear, forcing

7、the rotation of planetary gears, the outer axle speed to accelerate, slow down the speed of the inside of the axle, in order to achieve both sides of the wheel speed difference. All in all, it is transmitted to the axle on both sides of power but also to ensure that both sides of the axle rotating a

8、t different speeds, largely avoiding the vehicle drive wheels to generate slip or slip phenomenon during steering, so good to achieve the cars safety features of cornering.This graduation design topic is like a virtual automobile differential research, design tasks according to the requirements thes

9、is of the book, this paper made an exposition of the automobile differential, and introduced the automobile differential classification and design requirements, It focuses on the composition and function of the differential, and its analysis and calculation of several important design parameters. Th

10、en the entity model cars and differential assembly. Next to the differential motion simulation. Finally, the typical differential parts finite element analysis, the final conclusions.Keywords: differential; symmetrical cone differentialIII 第一章 前言1.1汽车差速器相关知识的介绍1）汽车差速器研究的背景及意义 汽车行业发展初期，法国雷诺汽车公司的创始人雷诺

11、发明了汽车差速器，汽车差速器作为汽车必不可少的部件之一曾被汽车专家誉为“小零件大功用”。汽车转弯行驶时，内、外两侧车轮在同一时间内要移动不同的距离，外轮移动的距离比内轮大。差速器的作用就是将主减速器传来的动力传给左、右两半轴，并在转弯行驶时允许左、右两半轴以不同转速旋转（差速）。本世纪六七十年代，世界经济发展进入了一个高速增长期，而2008年开始的全球金融危机又让汽车产业在危机中有了发展的机遇，在世界各处都有广阔的市场。 目前国内重型汽车的差速器产品的技术基本源自美国、德国、日本等几个传统的工业国家，我国现有的技术基本上是引进国外的基础上发展的，而且已经有了一定的规模。但是目前我国差速器的自主

12、开发能力仍然很弱，影响了整车新车的开发，在差速器的技术开发上还有很长的路要走。2）汽车差速器国内外研究现状 当前汽车在朝着经济性和动力性的方向发展，如何能够使自己的产品燃油经济性和动力性尽可能提高是每个汽车厂家都在做的事情，当然这是一个广泛的概念，汽车的每一个部件都在发生着变化，差速器也不例外，尤其是那些对操控性有较高要求的车辆。(1)国外差速器生产企业的研究现状 国外的那些差速器生产企业的研究水平已经很高，而且还在不断的进步。年销售额达18亿美金的伊顿公司汽车集团是全球化的汽车零部件制造供应商，在发动机气体管理，变速箱，牵引力控制和安全排放控制领域居全球领先地位，对汽车差速器的内部各零件的加

13、工制造要用精密制造方法。零件主要产品包括发动机气体管理部分及动力控制系统，其中属于动力控制系统的差速器产品在同类产品中居领先地位。伊顿公司开发了新型的锁式差速器，它的工作原理与其他差速器的不同之处：当一侧轮子打滑时，普通开式差速器几乎不能提供任何有效扭矩给车辆，而伊顿的锁式差速器则可以在发现车轮打滑，锁定动力传递百分之百的扭矩到不打滑车轮，足以克服各种困难路面给车辆带来的限制。在牵引力测试、连续弹坑、V型沟等试验中，两驱车在装有伊顿锁式差速器后，越野性能及通过性能甚至超过了四驱动的车辆，通过有限元软件的分析，就可以知道各个车轮的受力情况。因为只要驱动轮的任何一侧发生打滑空转以后，伊顿锁式差速器

14、会马上锁住动力，并把全部动力转移到另一有附着力的轮上，使车辆依然能正常向前或向后行驶。毫无疑问，更强的越野性和安全性是差速器的最终目标。(2)我国差速器行业市场的发展以及研究现状 从目前来看，我国差速器行业已经顺利完成了由小到大的转变，正处于由大到强的发展阶段，在这个转型和调整的关键时刻，提高汽车车辆差速器的精度、可靠性是中国差速器行业的紧迫任务。近几年中国汽车差速器市场发展迅速，产品产出持续扩张，国家产业政策鼓励汽车差速器产业向高科技产品方向发展，国企企业新增投资项目逐渐增多。投资者对汽车差速器行业的关注越来越密切，这就使得汽车差速器行业的发展需求增大。差速器的种类趋于多元化，功用趋于完整化

15、。目前汽车上最常用的是对称式锥齿轮差速器，还有现在各种各样的功能多样的差速器，如：轮间差速器、防滑差速器、强制锁止式差速器、高摩擦自锁式差速器、托森差速器。其中的托森差速器是一种新型差速器机构，它能解决在其他差速器内差动转矩较小时不能起差速作用的问题和转矩较大时不能自动将差速器锁死的问题。 这里着重介绍一下一种新型差速器为LMC常互锁差速器：LMC常互锁差速器是由湖北力鸣汽车差速器公司投资5000万元生产的新型差速器2009年批量生产，2010年达到验收。LMC常互锁差速器用于0.5-1.5吨级车辆，它能有效地提高车辆的通过性、越野型、可靠性、安全性和经济性，能够满足很多不同条件和不同情况下的车辆要求。这种纯机械、非液压、非液粘、非电控的中央差速分动装置，已申报了美、英、日、韩、俄罗斯等19个国家的专利保护，这一技术不仅仅是一项中国发明，也是一项世界发明。LMC常互锁差速器是由多种类的齿轮系统及相应的轴、壳体组成，具备传动汽车的前轮和后轮轮间差速器、前后桥轴间差速器。LMC常互锁差速分动器通过四支传动轴和轮边减速器带动四个车轮，实现每个车轮独立驱动，在有两个车轮打滑的情况下仍能正常行驶，在冰雪路面、泥泞路面、无路路面上有其独特优势，可以彻底解决传统四驱汽车的不足：如不能高速行驶；车轮打滑不能正常行驶；不能实现轴间差速；高油耗问题、功率循环