本科毕业设计(论文) 读书报告（读书笔记）
学 院： 机械与控制工程学院 课题名称：汽车后桥主减速器和差速器设计 专业(方向)： 机械装备设计与制造 班 级： 机械0 - 班 学 生： 指导教师： 日 期： 2013年4月30日 2
读书笔记一：《机械工程材料》 主编：于永泗，齐民——大连理工大学出版社 1 材料的性能 我们在使用材料前，首先要理解材料的有性能，使之与构件的使用要求相匹配。材料的性能一般分为使用性能和工艺性能两大类。 由于力学性能是结构件选材的主要依据，因此本章主要介绍材料的力学性能，对材料的物理和化学性能及工艺性能做简单的介绍。 主要知识点有：1，强度与塑性的介绍以及测量方法。 2，硬度的介绍及测量方法。 3，冲击韧性的的定义及测量方法。 4，冲击韧性和疲劳的定义。 5，材料的物理和化学性能。材料的化学性能、工艺性能的介绍。
2 材料的结构 物质是由原子构成的，原子的结合方式和排列方式决定了物质的性能。作为机械工程技术人员，要理解材料的性能并合理使用，必须首先掌握材料结构方面的知识。本章详细介绍了有关材料结构方面的知识。介绍了原子的结合方式、晶体结构的 基本理念、金属的结构、陶瓷的结构等方面内容。
3 材料的凝固 本章主要介绍的是材料的凝固过程发生的一些变化。物质从液态从固态的转变过程称为凝固。在加工过程中，凝固过程是第一步，也是决定材料最终性能好坏的基础。因此凝固过程对材料的性能起到决定性作用。本章的详细内容有： 3.1 纯金属的结晶 金属从液体状态转变为固体状态的过程叫做金属的结晶。 金属结晶的两个基本过程：1；晶核的形成。2；晶核的长大。 3.2 合金的结晶 不平衡凝固的组织，合金内部成分不均匀的现象被称为“偏析”。而晶粒内部成分不均匀的现象被称为“晶内偏折”．树枝晶内的偏析被称为“枝晶偏析”。 3
3.3 铁碳合金相图 从某种意义上讲，铁碳合金相图是研究铁碳合金的工具，是研究碳钢和铸铁成分、温度、组织和性能之间关系的理论基础，也是制定各种热加工工艺的依据。铁碳合金相图实际上是Fe-Fe3C相图，铁碳合金的基本组元也应该是纯铁和Fe3C。铁存在着同素异晶转变，即在固态下有不同的结构。不同结构的铁与碳可以形成不同的固溶体，Fe—Fe3C相图上的固溶体都是间隙固溶体。由于α-Fe和γ-Fe晶格中的孔隙特点不同，因而两者的溶碳能力也不同。 3.4 凝固组织及其控制 实际中液体总是在一定的容器中进行冷却的，接触容器的液体与处于中间位置的液体的凝固条件不同，结晶后的组织也不相同。本节中介绍了金属及合金结晶后的晶粒大小及其控制。
4 金属的塑性变形与再结晶 金属材料在加工和使用过程中会因外力作用而发生变形，不可恢复的变形为塑性变形。塑性变形及其随后的加热会对金属材料的组织和性能有显著的影响。了解塑性变形的本质、塑性变形及加热时组织的变化，有助于发挥金属的性能潜力，正确确定加工工艺。其主要内容有：金属的塑性变形；合金的塑性变形和强化；塑性变形对金属组织和性能的影响；回复和再结晶；金属的热加工等内容。 钢的热处理 钢的热处理对钢的性能的改变起到重要作用，通过热处理使钢的性能起到很大的改变，更加符合使用性能的要求。改变钢的性能主要有两个途径：一个是合金化，一个是热处理。 热处理时指将钢在固态下加热、保温和冷却，以改变钢的组织结构，从而获得所需的性能的一种工艺。在机床的制造中60%~70%的零件要经过热处理，在汽车、拖拉机制造业中需要经过热处理的零件达到70%~80%。总之，重要的零件都要经过热处理才能使用。热处理与其他加工工艺，如铸造，压力加工相比，其特点是只通过改变工件的组织来改变性能，不改变其形状。 热处理时钢从组织转变的规律称为热处理原理。根据热处理原理制定的温度、时间、介质等参数称为热处理工艺。根据加热、；冷却方式及钢组织性能的变化特点不同，将热处理工艺分类为： 1）普通热处理。退火、正火、猝火和回火。 2）表面热处理。表面猝火，化学热处理。 3）其他热处理。真空热处理、形变热处理、控制气氛热处理等。 4
在本章中详细介绍了普通热处理和表面热处理，对钢热处理的原理进行了详细的介绍。能搞充分的理解了其形成过程以及变化。
5 工业用钢 钢可分为多种，各种钢的用途也不一样。工业用钢按化学成分分为碳钢和合金钢两大类。碳钢为含量小于2.11%的铁碳合金，而合金钢是指为了提高钢的性能，在碳钢的基础上有意的加入了一定含量的合金元素所获得的铁基合金。 在本章的主要内容有：钢的分类与编号；钢中杂质和合金元素；结构钢等内容。按化学成分，钢的分类可分为低碳钢，中碳钢和高碳钢。按质量分类，根据钢中磷、硫的成分钢分为普通质量钢、优质钢、高级优质钢和特级优质钢。按冶炼的方法分类可分为平炉钢、转炉钢和电炉钢。
6 铸 铁 铸铁中含碳量大于2.11%并含有较多的硅、硫、磷等元素的多元铁基合金。铸铁具有许多优良的性能并且生产简便、成本低廉，因而是应用最广泛的材料之一。 工业上常用的铸铁组织中不含有莱氏体，铸铁中的碳主要以石墨的形式存在，因此工业用铸铁需要进行石墨化。含有石墨而不含莱氏体的铸铁有着与白口铸铁不同的组织性能特点。 在本章中详细介绍了铸铁的石墨化过程，以及常用铸铁的石墨化过程以及必要进行的热处理。
读书笔记二：《汽车车桥设计》 主编：刘惟信 清华大学出版社 1 驱动桥总成的结构形式及布置 汽车的驱动桥与从动桥统称为车桥。汽车的车桥又分为车轴。其两端安装着车轮并经悬架与车架或车身相联，用于传递车架或承载式车身与车轮之间的铅垂力、纵向力和横向力及其力矩。根据与之相匹配的悬架结构的不同，车桥分为非断式和断开式。 在一般的汽车结构中，驱动桥包括主减速器，差速器、驱动车轮的传动装置及桥壳等部件。驱动桥的结构型式按其总体布置来说共有三种，即普通的非断开式驱动桥、带 5
有摆动半轴的非断开式驱动桥和断开式驱动桥。 驱动桥的轮廓尺寸主要取决于其主减速器的结构型式。断开式驱动桥区别于非断开式驱动桥的明显特征在于前者没有一个连接、右驱动车轮的刚性整体外壳或梁。断开式驱动桥的桥壳是分段的，并且彼此之间可以做相对运动，座椅这种桥称为断开式。断开式驱动桥又总是与独立悬架相匹配，因此又称为独立悬架驱动桥。 为了提高装载量和通过性，一些重型汽车及全部的越野汽车都是采用多桥驱动，，在多桥驱动的情况下，动力经分动器传给各驱动桥的方式有两种。相应的这两种传递方式，多桥驱动汽车的各驱动桥的布置型式分非贯通式和贯通式两种。
2 主减速器 主减速器的结构型式主要是根据其齿轮类型、主动齿轮和从动齿轮的安置方法以及减速类型的不同而异。在现代汽车的驱动桥上，应用最广泛的主减速齿轮的型式是“格里森”制或“奥利康”制螺旋锥齿轮和双曲面齿轮。 双曲面齿轮的传动特点是主、从动齿轮的曲线不相交而呈空间交叉。其空间交叉角也都采用90度夹角。主动齿轮轴相对于从动齿轮轴有向上或向下的偏移，称为上偏置或下偏置。 在壳体结构及轴承型式已定的情况下，主减速器主动齿轮的支撑型式及安置方法对其支撑刚度影响很大，这是齿轮能否正确啮合并具有较高使用寿命的重要因素之一。现代汽车主减速器主动锥齿轮的支承方式有两种，一种是悬臂式，一种是骑马式。 在轿车和轻型载货汽车上，主减速器从动锥齿轮采用无福式结构，并用螺钉将其固定在差速器的吐缘上。 主减速器的型式分为单级减速，双级减速、双速减速、单级贯通、双级贯通、单级或双级减速配以轮边减速等。减速器类型选择与汽车的类型和使用条件有关，主要取决于动力性、燃料经济性等整车性能所要求的主减速比的大小及驱动桥下的离地间隙；驱动桥的数目及布置型式等。 一些重型汽车、大型公共汽车驱动桥的主减速比往往采用单级主减速器附加轮边减速器的结构型式将驱动桥的一部分减速比分配给安装在轮毂中间或近旁的轮边减速器。这能使驱动桥中间部分主减速器的尺寸减小，保证了足够的离地间隙，而且可得到比较大的驱动桥总减速比。轮边减速器按齿轮及其布置型式有行星齿轮式和普通圆柱齿轮式两种类型。 设计主减速器包括主减速比的选择，法向压力角的选择，主减速器的基本参数选择 6
和设计计算主要设计的是主减速比主减速器圆弧齿及延伸外摆线齿螺旋锥齿轮与双曲面齿轮的几何尺寸计算等多方面内容 驱动桥的离地间隙和计算载荷是主减速器设计的原始数据。主减速比的大小对主减速器的结构型式、轮廓尺寸及质量的大小影响很大。 法向压力角的选择，加大压力角可以调高齿轮的强度、减少齿轮不产生跟切的最小齿数。但对尺寸小的齿轮，大压力角易使齿顶变尖及刀尖宽度过小，并使齿轮的端面重叠系数下降。所以对轻负荷齿轮一般采用小压力角，使齿轮运转平稳，噪音低。 主减速器齿轮的材料及热处理 汽车驱动桥的工作相当繁重，与传动系其他齿轮比较，它具有载荷大、作用时间长、载荷变化多、带冲击等特点。其损害型式主要有齿轮根部弯曲折断，齿面疲劳点蚀、磨损和擦伤等。对驱动桥齿轮的材料及热处理应有以下要求： 1） 具有高的弯曲疲劳强度和表面接触疲劳强度，以及较好的齿面耐磨性，故齿表面应有高的硬度； 2） 轮齿芯部应有适当的韧性以适应冲击载荷，避免在冲击载荷下齿轮根部折断； 3） 钢材的锻造、切削与热处理等加工性能良好，热处理变形小或变形规律易控制，以提高产品质量、缩短制造时间减小生产成本并降低废品率。 4） 选择齿轮材料的合金元素时要适应我过的情况。 主减速器轴承的计算 轴承的计算主要是轴承的寿命。通常是根据主减速器的结构尺寸初步选定轴承的型号，然后验算轴承的寿命。影响主减速器轴承使用寿命的主要外因是它的工作载荷再求出轴承的反力，以确定轴承载荷。主要确定有作用在主减速器主动齿轮上的力；主减速器轴承载荷的计算；主减速器轴承的润滑等内容。
3 差速器 为了消除由于左右驱动车轮在运动学上的不协调而产生的这些弊病，汽车的左右轮之间装有差速器以保证汽车驱动桥两侧车轮在行程不等时能以相应的不同转速旋转，从而满足汽车行驶运动学要求。汽车主要使用对称式圆锥行星齿轮差速器。 本章中介绍了对称式圆锥行星齿轮差速器的运动学和动力学及差速器的内摩擦、差速器的锁紧系数与转矩分配系数、差速器的效率与差速器的传动效率等内容。在差速器的结构型式选择中，应当首先所从设计的汽车类型及其使用条件出发，使所选用的那种结构型式的差速器能够满足该型汽车在给定使用条件下的使用性能要求。