40马力拖拉机差速器设计

 2023-01-14 12:01

论文总字数:13001字

摘 要

随着改革开放的不断发展与深入,中国的的经济在不断的提升。拖拉机在现代的农业生产中也变得越来越重要,越来越普及。而差速器作为驱动桥中的一个重要的,必不可少的部件,也越来越引起重视。它能传递动力并分配给车辆两侧的驱动轮,并且能够使两侧的驱动轮以不同的速度旋转。差速器的主要原理是通过行星齿轮和半轴齿轮等的配合,使驱动轮能够以不同的旋转速度转动。差速器能够使车辆在转弯时更稳定平顺,提高车辆的稳定性与通过性。是很重要的部件。在本文中,我们将设计出一个拖拉机差速器,并通过UG NX软件建立三维模型,进行装配与分析。

关键词:拖拉机;差速器;设计;三维建模;装配

Abstract

With the continuous development and deepening of reform and opening up, China"s economy is constantly improving.Tractors are also becoming more and more important and popular in modern agricultural production.Differential, as an important and indispensable part of the driving axle, has attracted more and more attention.It transmits power and distributes it to the driving wheels on either side of the vehicle, and enables the driving wheels on both sides to rotate at different speeds. The main principle of differential is through the planetary gear and half shaft gear, so that the drive wheel can rotate at different speeds. Differential can make the vehicle in the turn more stable smooth, improve the vehicle"s stability and passability.It"s a very important component. In this paper, we will design a tractor differential, and through UG NX software to establish a 3d model, assembly and analysis.

Keywords:Tractor ,Differential mechanism ,Design, 3D modeling,Assemble

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪 论 1

1.1课题背景及意义 1

1.2差速器的原理 1

1.3差速器的研究现状 1

1.4差速器的研究方向与展望 2

1.5本章小结 2

第二章 40马力拖拉机差速器设计方案的确定 3

2.1差速器的概述 3

2.2差速器的工作原理 3

2.3差速器的分类及用途 4

2.3差速器的方案选择与结构 5

2.4本章小结 6

第三章 40马力拖拉机差速器中重要零部件的设计 7

3.1差速器各齿轮参数化设计 7

3.1.1差速器各齿轮集合参数计算 7

3.1.2差速器齿轮的材料选择 9

3.1.3差速器锥齿轮的强度校核 9

3.2差速器行星齿轮轴的设计计算 10

3.2.1行星齿轮轴的分类及选用 10

3.2.2行星齿轮轴的尺寸设计 10

3.2.3行星齿轮轴的材料 11

3.3 差速器壳体的设计 11

3.4本章小结 13

第四章 40马力拖拉机差速器的动力分配 14

4.1差速器动力分配的作用 14

4.2差速器动力分配详情 14

第五章 40马力拖拉机差速器的装配 16

5.1UG装配程序简介 16

5.2装配过程 16

致 谢 19

参考文献 20

  1. 绪 论

1.1课题背景及意义

近年来,在中国的改革开放制度的不断深入之下,中国的经济在不断的发展着,人民的生活质量在不断地提高,汽车也逐渐进入千家万户。近几年,随着汽车工业的不断发展,研发科技不断进步,汽车的开发速度也越来越快。汽车的销量逐年增加,我国逐渐成为世界上最大的汽车市场。差速器作为汽车系统中必不可少的组成部分,能够保证汽车行驶在不平整的道路上或者转弯时是汽车的轮胎保持不同的速度旋转,使汽车在行驶途中保持平稳,保障行驶安全。随着汽车行业的发展,差速器这样的核心部件也越来越受到大家的重视。中国是一个农业大国,如今的中国的拖拉机市场已经成为了全球最大的拖拉机市场之一。随着拖拉机工业的不断发展,很多零部件也成为了重点发展的对象。一个好的差速器的对车辆的影响是非常大的,好的差速器能够提高车辆的性能,而差的差速器也会对车辆的行驶造成影响。

1.2差速器的原理

差速器作为车辆中常见而且特别重要的一个机构,它能够使车辆左右两侧的轮胎以不同的旋转速度旋转。它的组成部分比较简单,主要组成部分是两个半轴齿轮,数个行星齿轮以及行星齿轮轴。当车辆在行驶状况不好的道路上行驶或者进行转弯的时候,差速器能够使车辆两侧的车轮以不同的旋转速度旋转,也就是能够保证车辆的驱动轮能够保持纯滚动运动,不发生打滑现象。差速器是一种为了调节车辆左右两车轮的速度差而发明发一种机构。当车辆进行转弯的时候,车辆的内侧和外侧的两个车轮的转弯半径是不同的,车辆外侧的车轮的转弯半径是比内侧的车轮的转弯半径大的,这种情况就要求车辆在转弯时外侧车轮的旋转速度要高于内侧车轮的旋转速度。差速器装置的功能就是满足车辆在转弯时使车辆两边车轮的旋转速度不同。

1.3差速器的研究现状

在国外,科学家们对于差速器的研究起步比较较早,在汽车刚刚盛行的时候,雷诺汽车公司就率先在法国对差速器进行了最早的研究,并且获得了成功,研制出了世界上第一个汽车差速器。对于差速器的不断研究与创新的序幕在此时拉开了。法国科学家P.Velex和M.Maater探究了齿轮制造和安装过程中的误差对于运动过程中的差速器的影响,并且对差速器运动过程中产生的振动和噪音进行了优化。在汽车差速器电子化方面,在上世纪60年代,德国的科学家Kasselmann等提出了电控转向机构的想法,但是,由于当时的电子技术还比较初期,研发的成果最终并没有运用到实际的车辆上。在上世纪90年代,奔驰公司总结前人的研究经验,并在此基础上不断地进行着深入研究,研发出了一套电子转向系统,在汽车界引发了很多专家的探讨,给后人提供了一个很棒的思路。位于日本的YOKO技术研究所在此基础上深入研究电控差速系统,成功自主研发出了一套电子转向系统,并且进行了不同行车路况下的模拟,即使是在摩擦系数很小的雪地上行驶,也能保持较好的转向性能。此后,更多研究机构和知名汽车公司都对汽车电控差速系统进行了大量的设计分析和模拟实验,并且成功地应用到了相关车辆上。

在中国,汽车行业发展起步较晚。在2005年,四川大学的李建超等人对于差速器的设计详细地进行了理论上的阐述。介绍了差速器的用途、分类与应用,并且分析了差速器的结构,形态以及运动状况进行。为进一步的差速器设计提供了较为详细完整的理论依据。在2006年,蒋法国等人自主研究并使用了一种新方法,这种新的方法能够有效的计算出差速器的齿轮荷载分布情况。计算分析的结果为后来的行星齿轮的设计方案提供了有效的依据。2007年,武汉理工大学的马延会等人建立了差速器的行星齿轮模型,研究了行星齿轮与半轴齿轮之间的关系。并且深入研究了球面节曲线的建模方法,最终成功的利用UG建立了实体模型。同一年,姜平等人通过MATLAB软件对差速器进行了优化,最终获得了比传统的设计方案更加精密的优化设计结果。

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