车用直齿圆柱齿轮轮间差速器设计与性能分析

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1、辽宁工业大学硕士学位论文车用直齿圆柱齿轮轮间差速器设计与性能分析工程领域:车辆工程研究生:王晓怡校内指导教师:单鹏教授校外指导教师:刘春喜高级工程师辽宁工业大学汽车与交通工程学院二〇一五年三月MasterThesisDesignandPerformanceAnalysisofSpurGearDifferentialMechanismSpeciality:VehicleEngineeringCandidate:WANGXiao-yiSupervisors:ProfessorSHANPengSeniorEngineerLIUChun-xiLiaoningUniversityofTech

2、nologyJinzhou,121001,ChinaMarch2015摘要减少传动系统的体积及重量对提高能量利用率，改善操控性能都很重要。本文在设计直齿圆柱齿轮差速器时，提出了一种新的结构方案，与传统的斜齿轮圆柱齿轮差速器相比，该新型结构的变速器可以压缩差速器轴向尺寸，减少差速器的空间尺寸，实现小体积和轻量化的设计目标。本文所做主要工作为：用直齿圆柱齿轮构成的WW行星机构作为基本机构，通过齿轮变位的方法使差速器左右两边部分具有不同的传动类型以实现压缩轴向尺寸的目标；文中提出了设计新结构直齿圆柱齿轮差速器时应满足的几个设计条件，其中轴向装配条件与转矩均分条件为本文首次提出，从而解决了

3、设计行星传动机构时选择各齿轮副的变位系数必须满足的设计条件。文中进行了所设计的差速器在直线行驶与转弯行驶时的运动特性分析、转矩特性分析和传动效率分析，推导出了相应的计算公式。为进一步优化这种新型变速器的设计奠定了基础。文中根据特定的设计参数，设计了一款新型结构的差速器，并应用PRO/E建立了三维实体模型，应用ADAMS进行了差速器的运动特性和转矩特性分析，表明所设计的差速器工作原理合理，所给出的分析公式正确。由于新型差速器设计时需要进行计算量大、方法复杂的变位系数选择计算、强度计算等设计或校核计算，本文运用VB编制了一个变位直齿轮设计的CAD程序，把大量的公式、图表程序化，为差速器

4、的设计计算奠定了基础。本文所设计的新型差速器可用于对空间及轻量化有较高要求的车辆如轿车、轻型电动车中；本文所进行的相关分析可在设计此类差速器时参考使用。关键词：轮间差速器；WW行星轮系；直齿变位齿轮；运动特性；转矩特性；效率分析IAbstractReducingthesizeandweightofthedrivesystemtoimproveenergyefficiency,andimprovetheperformanceofcontrollabilityareimportant.Anewstructureofthespurgeardifferentialisproposedint

5、hispaper,comparedwithtraditionaldifferentialcylindricalhelicalgearwheel,thenewstructureoftransmissioncancompresstheaxialdimensionofdifferentialandreducethesizeofthedifferentialinthespace,toachievethedesigngoalsofsmallsizeandlightweight.Themainworkisdonefor:WWplanetarybodieswithspurgearformedas

6、abasicinstitution,throughthemethodofgearmodificationsothattheleftandrightpartsofthedifferentialhavedifferenttypesoftransmission,toachievethegoalofcompressioninaxialdimension;Inthenewstructuredesignofspurgeardifferential,thispaperproposesseveraldesignrequirementswhichshouldbesatisfied,including

7、theaxialassemblyconditionsandtorquesharingconditionswasfirstproposedinthispaper,tosolvethedesignconditionswhichmustbesatisfiedinthedesignofplanetarytransmissionmechanismaboutselectingthemodificationcoefficientofthegearpair.Onthedesigned