差速器壳体的机械加工工艺及工装设计.doc

1、摘 要 差速器是驱动轿的主件。差速器的作用就是在向两边半轴传递动力的同时，允许两边半轴以不同的转速旋转，满足两边车轮尽可能以纯滚动的形式作不等距行驶，减少轮胎与地面的摩擦。普通差速器由行星齿轮、差速器壳（行星轮架）、半轴齿轮等零件组成。发动机的动力经传动轴进入差速器，直接驱动差速器壳带动行星轮轴，再由行星轮带动左、右两条半轴，分别驱动左、右车轮。本文主要是介绍了差速器外壳的加工工艺及加工中所需要的专用钻床夹具的设计。首先对零件进行了工艺性分析了解各加工面所需要打到的加工精度，确定各个加工面的加工余量。制定合理的能够满足加工需要的工艺方案。为了保证零件的加工精度需要进行基准面的选择和对零件的定位

2、，并遵循一定基本原则，并进行定位误差的分析。加工中还涉及到各种加床夹具的设计。本文主要介绍的是镗床专用工艺方案的设计，主要有夹具的定位，零件与零件的连接、夹具体与机床的连接和误差分析。关键词：加工工艺；工艺方案；夹具。2AbstractThe main differential is the driving car parts. Differential role is to transmit power to the axle on both sides at the same time, allowing both sides of the axle rotating at differe

3、nt speeds to meet the both sides of the wheel as far as possible in the form of pure rolling road of no offset, reducing the friction between tire and ground. By the ordinary differential gear, differential case (planetary gear frame), side gears and other parts. The power of the engine drive shaft

4、into the differential, direct-drive planetary drive axle differential case, then the planetary wheel drive left, right, two axle, respectively, drive left and right wheels. This article is to introduce a differential case processing technology and processing needs of drilling machine in the fixture

5、design. First of all parts of the process of analysis needed to understand the processing of surface machining accuracy to hit, to determine the allowance of each machined surface. To develop a reasonable process to meet the processing needs of the program. To ensure the machining accuracy is requir

6、ed datum selection and positioning of parts, and follow certain basic principles, and the positioning error analysis. Processing also involves a variety of extra fixture design. This paper describes the design of special fixture boring, there are fixture positioning, parts and components of the conn

7、ection, the connection with the machine specific folder and error analysis. Keywords:differential case processing；the processing of the program；fixture.目 录摘 要iAbstractii1. 绪论11.1 课题的背景及意义11.2 差速器的主要分类11.3 差速器结构21.4论文主要内容22. 零件的工艺分析及生产类型42.1 零件的作用42.2 零件的工艺分析42.3零件的生产类型53. 毛坯工艺过程设计63.1毛坯材料的选择63.2铸造方法

8、的选择63.3毛坯铸造工艺分析73.4确定毛坯分型方案83.5确定毛坯尺寸83.6确定毛坯的热处理方式103.7设计毛坯图104. 选择加工方法，制定加工工艺路线114.1基准面的选择114.2零件表面加工方法的选择114.3制定加工工艺路线125. 工序设计165.1选择加工设备与工艺装备165.2确定工序尺寸236. 确定切削用量及基本工时276.1工序切削用量及基本时间的确定276.2工序切削用量及基本时间的确定376.3工序切削用量及基本时间的确定416.4工序切削用量及基本时间的确定446.5工序切削用量及基本时间的确定476.6工序切削用量及基本时间的确定516.7工序切削用量及基

9、本时间的确定526.8工序切削用量及基本时间的确定526.9工序切削用量及基本时间的确定557. 钻法兰孔夹具设计607.1 问题的提出607.2 夹具设计608. 钻凸台孔夹具设计628.1 问题的提出628.2 定位基准的选择628.3 切削力与夹紧力的计算628.4 钻套、衬套、钻模板及夹具体设计628.5 夹具精度分析65结束语66外文文献67High-speed machining and demand for the development67Machining fixture locating and clamping position optimization using ge

10、netic algorithms72中文翻译78高速切削加工的发展及需求78采用遗传算法优化加工夹具定位和加紧位置82参考文献87致 谢88iv1. 绪论1.1 课题的背景及意义差速器的作用就是使两侧车轮转速不同。当汽车转弯时，例如左转弯，弯心在左侧，在相同的时间内右侧车轮要比左侧车轮走过的轨迹要长，所以右侧车轮转的要更快一些。要达到这个效果，就得通过差速器来调节。差速器由差速器壳、行星齿轮、行星齿轮轴和半轴齿轮等机械零件组成。发动机的动力经变速器从动轴进入差速器后，直接驱动差速器壳，再传递到行星齿轮，带动左、右半轴齿轮，进而驱动车轮，左右半轴的转速之和等于差速器壳转速的两倍。当汽车直线行驶时

11、，行星齿轮，左、右半轴齿轮和驱动车轮三者转速相同。当转弯时，由于汽车受力情况发生变化，反馈在左右半轴上，进而破坏差速器原有的平衡，这时转速重新分配，导致内侧车轮转速减小，外侧车轮转速增加，重新达到平衡状态，同时，汽车完成转弯动作。差速器就是一种将发动机输出扭矩一分为二的装置，允许转向时输出两种不同的转速。差速器有三大功用：把发动机发出的动力传输到车轮上；充当汽车主减速齿轮，在动力传到车轮之前将传动系的转速减下来；将动力传到车轮上，同时，允许两轮以不同的轮速转动。当汽车转向时，车轮以不同的速度旋转。在转弯时，每个车轮驶过的距离不相等，即内侧车轮比外侧车轮驶过的距离要短。因为车速等于汽车行驶的距离

12、除以通过这段距离所花费的时间，所以行驶距离短的车轮转动的速度就慢。1.2 差速器的主要分类1.2.1 开式差速器 开式差速器的结构，是典型的行星齿轮组结构，只不过太阳轮和外齿圈的齿数是一样的。在这套行星齿轮组里，主动轮是行星架，被动轮是两个太阳轮。通过行星齿轮组的传动特性我们知道，如果行星架作为主动轴，两个太阳轮的转速和转动方向是不确定的，甚至两个太阳轮的转动方向是相反的。 车辆直行状态下，这种差速器的特性就是，给两个半轴传递的扭矩相同。在一个驱动轮悬空情况下，如果传动轴是匀速转动，有附着力的驱动轮是没有驱动力的，如果传动轴是加速转动，有附着力的驱动轮的驱动力等于悬空车轮的角加速度和转动惯量的

13、乘积。 车辆转弯轮胎不打滑的状态下，差速器连接的两个半轴的扭矩方向是相反的，给车辆提供向前驱动力的，只有内侧的车轮，行星架和内侧的太阳轮之间由等速传动变成了减速传动，驾驶感觉就是弯道加速比直道加速更有力。 开式差速器的优点就是在铺装路面上转行行驶的效果最好。缺点就是在一个驱动轮丧失附着力的情况下，另外一个也没有驱动力。 开式差速器的适用范围是所有铺装路面行驶的车辆，前桥驱动和后桥驱动都可以安装。 1.2.2 限滑差速器 限滑差速器用于部分弥补开式差速器在越野路面的传动缺陷，它是在开式差速器的机构上加以改进，在差速器壳的边齿轮之间增加摩擦片，对应于行星齿轮组来讲，就是在行星架和太阳轮之间增加了摩

14、擦片，增加太阳轮与行星架自由转动的阻力力矩。 限滑差速器提供的附加扭矩，与摩擦片传递的动力和两驱动轮的转速差有关。 在开式差速器结构上改进产生的LSD，不能做到100的限滑，因为限滑系数越高，车辆的转向特性越差。 LSD具备开式差速器的传动特性和机械结构。优点就是提供一定的限滑力矩，缺点是转向特性变差，摩擦片寿命有限。LSD的适用范围是铺装路面和轻度越野路面。通常用于后驱车。前驱车一般不装，因为LSD会干涉转向，限滑系数越大，转向越困难。 1.3 差速器结构当汽车转弯行驶时，外侧车轮比内侧车轮所走过的路程长；汽车在不平路面上直线行驶时。两侧主轮走过的曲长短也不相等即伸路面非平直，但由于轮胎制造

15、尺寸误差，磨损程度不同，承受的载荷不同或充气压力不等，各个轮胎的滚动半径实际上不可能相等，若两侧车轮都固定在同一刚性转轴上，两轮角速度相等，则车轮必然出现边滚动边滑动的现象。车轮对路面的滑动不仅会加速轮胎磨损，增加汽车的动力消耗，而且可能导致转向和制动性能的恶化。若主减速器从动齿轮通过一根整轴同时带动两侧驱动轮，则两侧车轮只能同样的转速转动。为了保证两侧驱动轮处于纯滚动状态，就必须改用两根半轴分别连接两侧车轮，而由主减速器从动齿轮通过差速器分别驱动两侧半轴和车轮，使它们可用不同角速度旋转。这种装在同一驱动桥两侧驱动轮之间的差速器称为轮间差速器。1.4论文主要内容本论文的主要内容有：对差速器及常用差速器功能、作用及结构作一介绍。主要针对差速器壳体安排合理的加工工艺，在这方面要考虑如下几个问题：零件的精度、结构工艺性，零件的毛坯及生产纲领、粗精基准的选择，表面的加工方法，切削用量及工时，设计专