汽车差速器均载装置设计研究

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1、汽车差速器均载装置设计研究重庆大学硕士学位论文（专业学位）学生姓名：魏井岗指导教师：宋立权教授学位类别：工程硕士（机械工程领域）重庆大学机械工程学院二O一五年四月ResearchanddesignforAutomotiveDifferentialLoadSharingDeviceAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementforProfessionalDegreeByWeiJinggangSupervisor：Prof.SongLiquanSpecialty：Mec

2、hanicalEngineeringCollegeofMechanicalEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,China.April,2015重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要差速器是汽车传动系统的重要组成部分，用来实现两侧车轮在行程不等时以不同转速旋转，满足车辆行驶运动学的需求。目前应用最广泛的是对称式圆锥行星齿轮差速器。差速器位于传动链末端，传递扭矩大，载荷条件恶劣。由于制造、安装误差等因素，各行星齿轮负载分配不均，限制了结构的承载能力。采用均载装置可以改善载荷分配，提高差速器的承载能力和可靠性，同时还能减小运转时

3、的振动和噪声。采用集中参数法建立了对称式圆锥行星齿轮差速器的平移—扭转耦合动力学模型，建模时综合考虑了系统刚度、综合误差和外部载荷等对系统的影响。根据锥齿轮啮合副弹性变形协调条件推导了各构件的运动微分方程，建立了差速器传动系统的动力学分析模型。从静力学和动力学角度分别对差速器直线行驶和转弯状态下的均载特性作了分析。研究了两种状态下均载系数的计算方法；从各误差单独作用、单独变化以及行星齿轮安装误差相位关系三方面分析了误差对系统均载性能的影响；研究了均载系数与行星齿轮支撑刚度和啮合刚度、行星齿轮数量以及载荷之间的变化关系。研究结果表明，提高行星齿轮的精度、合理布置误差相

4、位、适当降低径向支撑刚度对提升系统均载性能更有效，行星齿轮数量越多，负载不均匀现象越严重。均载特性分析揭示了均载系数变化规律，对均载装置设计具有指导意义。对现有均载装置的工作原理和技术特点进行了分析，从减小行星轮径向支撑刚度出发，提出了一种适用于差速器的柔性行星轴均载装置，并对该装置的结构设计做了研究，通过理论分析和有限元计算论证了装置的顺从性和均载效果，最后进行了试验验证，证明了该装置能够有效改善差速器行星齿轮载荷分配。关键词：差速器，均载，系统动力学，均载装置I重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTDifferentialisanimportantpart

5、ofautomotivetransmissionsystem,whichusedtoimplementeachwheelrotatingatdifferentspeedtomeettheneedofthevehiclekinematics.Currently,themostwidelyuseddifferentialissymmetricalconeplanetarygeardifferential.Differentiallocatedattheendofthetransmissionchain,itoperatesatarelativelyhightorquea

6、ndtransmitssubstantialpower.However,thebearingcapacityofthestructureislimitedbytheunevenplanetarygearloaddistributionwhichcausedbymanufactureerrors,installationerrors,etc.Theloadsharingdevicecanmaketheloaddistributionmoreuniform,then,improvethebearingcapacityandthereliabilityofthediffe

7、rential.What’smore,itcouldreducethevibrationandnoisetoo.Acouplingdynamicsmodeloftranslationtorsionofsymmetricconeplanetarygeardifferentialisconstructedbythemethodoflumpedparametermodeling.Theprocessofdynamicsmodelconstructionconsidersthenonlinearelementoftransmissionsystem.Thenonline