驅(qū)動橋差速器設(shè)計說明書【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ 摘 要 汽車驅(qū)動 橋是汽車的主要部件之一，其基本的功用是增大由傳動軸或直接由變速器傳來的轉(zhuǎn)矩，再將轉(zhuǎn)矩分配給左右驅(qū)動車輪，并使左右驅(qū)動車輪具有汽 車行駛運動所要求的差速功能。 汽車差速器位于 驅(qū)動橋內(nèi)部，為滿足汽車轉(zhuǎn)彎時內(nèi)外側(cè)車輪或兩驅(qū)動橋直接以不同角度旋轉(zhuǎn)，并傳遞扭矩的需求，在傳遞扭矩時應(yīng)能夠根據(jù)行駛的環(huán)境自動分配扭矩，提高了汽車通過性。 其質(zhì)量，性能的好壞直接影響整車的安全性，經(jīng)濟性、舒適性、可靠性。 隨著汽車技術(shù)的成熟， 輕型車的不斷普及，人們根據(jù)差速器使用目的的不同 ，設(shè)計出多種類型差速器 。 與國外相比 ，我國的車用 差速器 開發(fā)設(shè)計不論在技術(shù)上 ，還是在成本控制上都存在不小的差距 ， 尤其是 目前興起的三維軟件設(shè)計方面， 缺乏獨立開發(fā)與創(chuàng)新能力， 這樣就造成設(shè)計 手段落后 ， 新產(chǎn)品上市周期慢， 材料品質(zhì)和工藝 加工 水平 也存在 很多弱點。 本文認真地分析了國內(nèi)外驅(qū)動橋中差速器設(shè)計的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，在論述汽車驅(qū)動 橋的基本原理和運行機理的基礎(chǔ)上，提煉 出了在差速器 設(shè)計中應(yīng)掌握的滿足汽車行駛的平順性和通過性、降噪技術(shù)的應(yīng)用及零件的標準化、部件的通用化、產(chǎn)品的 系列化等關(guān)鍵技術(shù)；闡述了汽車差速器 的基本原理并進行了系統(tǒng)分析；根據(jù)經(jīng)濟、適用、舒適、 安全可靠的設(shè)計原則和分析比較，確定了 輕型車差速器總成 及半軸的結(jié)構(gòu)型式； 輕型車差速器 的結(jié)構(gòu)設(shè)計強度計算運用了理論分析成果； 最后運用 件對汽車差速器 進行建模 設(shè)計 ， 提升了設(shè)計水平，縮短了開發(fā)周期， 提高了產(chǎn)品質(zhì)量， 設(shè)計完全合理，達到了預(yù)期的目標。 關(guān)鍵詞 ： 驅(qū)動橋 ； 差速器 ； 半軸 ； 結(jié)構(gòu)設(shè)計 ； 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ is of of is by or by to to in or of in to be a on of As of of to a of s in or in at d of at in of on of a be in of of of to of 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ 目 錄 1 緒 論 . 1 我國汽車驅(qū)動橋的現(xiàn)狀分析 . 1 我國汽車零部件的發(fā)展趨勢 . 2 本文研究主要內(nèi)容 . 2 2 汽車驅(qū)動橋的總體結(jié)構(gòu)與差速器分類 . 2 汽車驅(qū)動橋的總體結(jié)構(gòu)及原理簡介 . 2 汽車驅(qū)動橋的設(shè)計要求 . 5 差速器的組成與工作原理 . 5 差速器的分類 . 6 對稱錐齒輪式差速器 . 6 滑塊凸輪式差速器 . 9 蝸輪式差速器 . 10 牙嵌式自由輪差速器 . 11 3 普通圓錐齒輪式差速器設(shè)計 . 12 普通圓錐齒輪式差速器的差速原理 . 13 普通圓錐齒輪式差速器的結(jié)構(gòu) . 14 普通圓錐齒輪式差速器的設(shè)計和計算 . 14 行星齒輪數(shù)目的選擇 . 15 行星齒輪球面半徑的確定 . 15 行星齒輪與半軸齒輪齒數(shù)選擇 . 16 差速器圓錐齒輪模數(shù)及半軸齒輪節(jié)圓直徑的初步確定 . 17 壓力角 . 17 行星齒輪安裝孔的直徑及其深度 . 18 差速器齒輪的幾何計算 . 18 差速器齒輪的強度計算 . 20 差速器的材料 . 21 差速器殼體設(shè)計 . 22 差速器 殼 參數(shù)設(shè)計 . 23 4 半軸的設(shè)計 . 24 結(jié)構(gòu)形式分析 . 24 半浮式半軸 桿部半徑的確定 . 25 半軸花鍵設(shè)計 . 27 半軸的工作條件和性能要求 . 29 選擇用鋼 . 29 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ 熱處理工藝分析 . 29 5 基于 . 30 件的介紹 . 30 5 版本和應(yīng)用領(lǐng)域介紹 . 31 5版本特點 . 31 5應(yīng)用領(lǐng)域 . 32 差速器的建模 . 33 差速器零件建模 . 33 差速器的裝配 . 37 總 結(jié) . 38 參考文獻 . 39 致 謝 . 40 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ 1 緒 論 自改革開放以來 我國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā) 展迅猛，成為了我國的支柱產(chǎn)業(yè)。與之配套的汽車零部件生產(chǎn)企業(yè)更是像 雨后春筍一樣不斷涌現(xiàn)，呈現(xiàn)出欣欣向榮的境 象 ， 但與發(fā)達國家相比規(guī)模小，生產(chǎn)效率低 、技術(shù)都較落后。缺 乏自己的核心技術(shù)，缺乏創(chuàng)新能力，在國際競爭中還沒有任何優(yōu)勢可言， 因此 ，我國汽車及汽車零部件企業(yè)必須加快步伐，自主創(chuàng)新，積極迎接挑戰(zhàn)， 不斷提 升產(chǎn)品技術(shù)含量，努力提高生產(chǎn)管理水平，降低產(chǎn)品制造成本，走出 強企之路 。 我國汽車驅(qū)動橋的 現(xiàn)狀 分析 汽車驅(qū)動 橋是汽車的主要部 件之一，其質(zhì)量、性能的好壞直接影響整車的安全性、經(jīng)濟性、舒適性， 雖然 我國車橋制造企業(yè)眾多，但與國外相比差距較大，沒有形成自已的核心競爭力，主要表現(xiàn)在以下幾個方面： 1） 技術(shù)含量較低 我國汽車車橋制造企業(yè)除少數(shù)企業(yè)規(guī)模較大外，普遍規(guī)模較小，生產(chǎn)能力強弱不均，技術(shù)力量參差不齊。不論是大中型企業(yè)還是小型企業(yè)其產(chǎn)品設(shè)計水平和工藝制造水平都相對落后，產(chǎn)品不能很好地與整車相匹配，不能完全滿足使用要求。 2） 開發(fā)模式落后 我國汽車車橋制造企業(yè)的開發(fā)模式主要由測繪、引進、自主開發(fā)三種組成。在中小企業(yè)中，測繪市場銷路較好的產(chǎn)品是它們的主要開發(fā)模式。特別是一些小型企業(yè)或民營企業(yè)。這些企業(yè)生產(chǎn)的 產(chǎn)品質(zhì)量與原配套企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品相比其質(zhì)量較差，容易發(fā)生故障，嚴重時會引起車毀人亡的重大事故。 3） 技術(shù)創(chuàng)新能力不夠 我國汽車零部件企業(yè)長期沒有重視技術(shù)創(chuàng)新能力，大中型企業(yè)普遍存在技術(shù)引進經(jīng)費占技術(shù)開發(fā)經(jīng)費的比例較高的問題。多數(shù)車橋企業(yè)對引進的技術(shù)只停留在消化階段，尤其對軟件消化吸收的速度很慢，對引進的硬件設(shè)備只停留在使用上。 4） 計算機輔助設(shè)計 (術(shù)一般指以計算機 作為輔助工具的各種應(yīng)用技術(shù)， 是以計算機外圍設(shè)備及其系統(tǒng)軟件為基礎(chǔ)，包括二維繪圖 設(shè)計、三維幾何造型設(shè)計、有限元分析 (優(yōu)化設(shè)計、數(shù)控加工編程 (仿真模擬及產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理 (內(nèi)容。汽車工業(yè)是最先用 術(shù)的行業(yè)之一，目前在發(fā)達國家的汽車行業(yè)中， 術(shù)已得到了普遍應(yīng)用，并取得了巨大的經(jīng)濟效益，新的轎車產(chǎn)品的開發(fā)周期已縮短至 2 3年，汽車 仍在向 智能化，集成化和標準化的方向發(fā)展 。 然而，我國汽車零部件企業(yè)的 用大部分只是停留在計算機繪圖階段，產(chǎn)品設(shè)計還局限于幾何尺寸設(shè)計。在產(chǎn)品設(shè)計過程中，計算機技術(shù)、先進軟件及在三維建模的 基礎(chǔ)上對汽車車橋的有限元分析、動態(tài)仿真還極為落后。從某些方面來說這成了制約企業(yè)快速發(fā)展的主要因素。因此， 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ 我國汽車零部件的發(fā)展趨勢 隨著電子計算機的出現(xiàn)和在工程設(shè)計中的應(yīng)用，使汽車零部件設(shè)計技術(shù)飛躍發(fā)展，設(shè)計過程將完全改觀。汽車零部件結(jié)構(gòu)參數(shù)及陛能參數(shù)等的優(yōu)化選擇與匹配，強度核算與壽命預(yù)測，產(chǎn)品有關(guān)方而的模擬計算或仿真分析、設(shè)計方案的選擇及定型，設(shè)計圖紙的繪制均可在計算機上進行。采用電子計算機作分析計算手段，由于其計算速度很快且數(shù)據(jù)容量很大，就可 采用較為準確的多自由度的數(shù)學(xué)模型來模擬汽車零部件在各種工況下的運動，采用現(xiàn)代先進的數(shù)學(xué)方法進行分析，可取得較準確的結(jié)果，這就為設(shè)計人員分析各種方案和進行創(chuàng)造性的工作提供了很大的方便。今后 算機輔助測試 )結(jié)合成 將顯示出其巨大的作用。 我國在驅(qū)動橋 的開發(fā)水平上與國外同類企業(yè)相比還比較落后，不適應(yīng)新的發(fā)展，計算機輔助設(shè)計只局限于二維制圖，對所設(shè)計的產(chǎn)品不能進行建模和 析，致使產(chǎn)品設(shè)計風(fēng)險大，成本高，效率低。 本文 研究主要內(nèi)容 (1)分析驅(qū)動橋國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，分析驅(qū)動 橋的基本原理及運行機理 提煉出驅(qū)動橋設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)； (2)根據(jù)經(jīng)濟、適用、舒適、安全、可靠的設(shè)計原則和分析比較，確定 輕型車驅(qū)動 橋的 差速器及半軸的結(jié)構(gòu)型式，并且對其差速器 的主、從齒進行詳細設(shè)計和強度校核以滿足強度和降噪要求。 (3)運用 件 對 驅(qū)動橋 的 差速器及半軸 進行建模分析， 并 驗證 差速器 設(shè)計的合理性。 2 汽車驅(qū)動 橋的總體結(jié)構(gòu)與 差速器 分類 汽車 驅(qū)動 橋的總體結(jié)構(gòu)及原理簡介 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ 汽車的驅(qū)動后橋位于傳動系的末端 1，其基本功用是增大由傳動軸或直接由變速器傳來的轉(zhuǎn)矩，再將轉(zhuǎn)矩分配給左、右驅(qū)動車輪，并使左、右驅(qū)動車輪具有汽車行駛運動所要求的差速功能；同時，驅(qū)動后橋還要承受作用于路面和車架或承載車身之間的鉛垂力、縱向力、橫向力及其力矩。 一般的驅(qū)動后橋由主減速器總成，差速器總成，橋殼總成及半軸總成等零部件組成，如圖 2 圖 2車后橋示意圖 1234一差速器； 5軸齒輪副 678910一差速 器軸承： 11 一從動齒輪 12一主減速器殼： 13 一凸緣 驅(qū)動 橋的結(jié)構(gòu)型式與驅(qū)動車輪的懸架結(jié)構(gòu)型式密切相關(guān)。當(dāng)車輪采用非獨立懸架時，采用的非斷開式 (整體式 )驅(qū)動橋。普通的非斷開式驅(qū)動后橋的 橋殼相當(dāng)于一根聯(lián)接左、右驅(qū)動車輪的剛 性空心梁，而主減速器，差速器及半軸都裝在其中。非斷開式驅(qū)動后橋的橋殼多采用整體式 (如沖焊結(jié)構(gòu)，鑄造結(jié)構(gòu) )，也可以采用可分式的，但由于后者在維修，調(diào)整主減速器時拆裝 的 不便，故 已很少采用。 有些汽車為了提高其行駛平順性，舒適性而采用 獨立懸架時，則采用斷開式驅(qū)動橋。這種驅(qū)動橋無剛性整體橋殼，如德國梅 賽德斯 奔馳 200型轎車，左、右兩段橋殼僅由一銷軸相聯(lián)，且僅有一側(cè)的半軸為分段式的，可相對的主減速器做上、下擺動和雙鉸節(jié)式 ， 如德國 0 后驅(qū)動橋左、右兩半軸均可相對主減速器做上、下擺動。 汽車傳動系的總?cè)蝿?wù)是傳遞發(fā)動機的動力，并使之適應(yīng)于汽車行駛的需要。在一般汽車的機械式傳動中，有了變速器還不能完全解決發(fā)動機特性與汽車行駛需求間的矛盾和結(jié)構(gòu)布置上的問題。首先是因為絕大多數(shù)的發(fā)動機在汽車上是縱向安置的，為使其轉(zhuǎn)矩能傳動給左、買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ 右驅(qū)動輪，必須由驅(qū)動橋的主減速器改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向，同時還 得由驅(qū)動橋的差速器來解決左、右驅(qū)動車輪的差速要求及轉(zhuǎn)矩分配問題。其次是因為變速器的主要任務(wù)僅在于通過選擇適應(yīng)的排擋數(shù)目及各擋傳動比，以使內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)矩一轉(zhuǎn)速特性能適應(yīng)汽車在各種行駛阻力下對動力性和燃料經(jīng)濟性要求，而驅(qū)動橋主減速器 (有時還有輪邊減速器 )的功用則在于當(dāng)變速器處于最高擋位 (通常為直接擋，有時還有超速擋 )時，使汽車有足夠的牽引力，適當(dāng)?shù)淖罡哕囁俸土己玫娜剂辖?jīng)濟性，為此，需將經(jīng)過變速器、傳動軸傳來的動力，通過驅(qū)動橋的主減速器作進一步增大轉(zhuǎn)矩，降低轉(zhuǎn)速的變化。困此，為了使汽車傳動系設(shè)計得合理，首先必須選擇 好傳動系的傳動比，并恰當(dāng)?shù)貙⑵浞峙浣o變速成器和驅(qū)動橋。當(dāng)變速器處于直接擋位時，汽車的動力性及燃料經(jīng)濟性主要取決于主減速器比。在汽車的總布置設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)汽車的工作條件及發(fā)動機、傳動系、輪胎等的有關(guān)參數(shù)，選擇合適的主減速比來保證汽車具有良好的動力性和燃料經(jīng)濟性。采用優(yōu)化設(shè)計方法使傳動系各傳動比與發(fā)動性能參數(shù)作最佳匹配，可得到最佳效果。 汽車在行駛過程中所遇到的道路情況是千變?nèi)f化的，此外，汽車本身在空、滿載之間軸負荷變化非常大，為了擴大汽車對這些不同使用條件的適用范圍，除了常見的具有唯一固定主減速比的單速主減速 器外，在某些重型汽車上有時將主減速做成雙速的。雙速主減速器具有兩個固定的主減比，并可根據(jù)汽車行駛條件來選擇檔位。 最簡單常見的是由一對螺旋錐齒輪或雙曲齒輪組成的單級減速器。在大型汽車上，為了得到大的主減速器比同時又不減小離地間隙，常采用另加一對斜齒 (或人字形齒 )圓柱齒輪或行星輪系的雙級主減速器的方法。有的重型汽車為了進一步增大驅(qū)動橋的減速比還增設(shè)了輪邊減速器。微型汽車驅(qū)動橋采用的是雙曲面齒輪。 當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎或在不平路面上行駛時，左、右車輪在同一時間內(nèi)所滾過的行程是不相等的，因此其轉(zhuǎn)速也應(yīng)不同 2。另外，即使 汽車在平坦路面上直線行駛左、右輪行程相同，但有時也會由于輪胎外徑的制造誤差，輪胎磨損程度，輪胎氣壓或輪胎負荷的不同，而引起它們的滾動半徑不相等，導(dǎo)致轉(zhuǎn)速也不相同。因此，要求驅(qū)動橋在傳遞轉(zhuǎn)矩給左、右驅(qū)動車輪的同時，能使它們以適應(yīng)上述運動系要求的不同角速度旋轉(zhuǎn)。這一要求是由差速器來實現(xiàn)的。簡單的對稱式圓錐行星齒輪差速器，由于其結(jié)構(gòu)簡單，工作平穩(wěn)可靠，在各種汽車上都得到了廣泛的應(yīng)用，微型車驅(qū)動橋就是采用的該種差速器。如果不計其不大的內(nèi)摩擦，則這種差速器是將轉(zhuǎn)矩平均地分配到左、右半軸上，因此，裝用這種簡單的對稱式圓 錐行星齒輪差速器的汽車，當(dāng)左、右驅(qū)動車輪與道路的附著系數(shù)不同是一個驅(qū)動車輪滑轉(zhuǎn)而失去牽引力時，另一個附著驅(qū)動車輪也得喪失牽引功能。現(xiàn)在有些汽車生產(chǎn)廠家為了提高汽車的通過性，增加其產(chǎn)品競爭能力，采用差速鎖將左、右半軸鎖在一起，或采用具有高摩擦副的凸輪式，蝸輪式和帶有摩擦片的齒輪式以及自動輪式等自鎖式差速器，以便使驅(qū)動橋的轉(zhuǎn)矩盡可能多地傳給不滑轉(zhuǎn)的驅(qū)動車輪，以充分利用這一驅(qū)動車輪的附著力來產(chǎn)生足夠的牽引力，使汽車能夠繼續(xù)行駛。 在普通的驅(qū)動橋上，如果驅(qū)動車輪不是轉(zhuǎn)向輪，則車輪直接由聯(lián)接差速器和輪轂的半軸來驅(qū)動。 這時，半軸由于其外端支承的不同而承受不同的載荷。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ 根據(jù)所承受載荷的不同半軸分為全浮式、半浮式和 3 4浮式三種。全浮式半軸的外端和用兩個軸承支承于橋殼上的輪轂相聯(lián)。由于引起彎矩的所有載荷都經(jīng)過這些軸承傳遞，因此半軸只承受轉(zhuǎn)矩，但實際上由于加工精度及裝配精度的影響及橋殼、軸承等的支承剛度不足等原因，使全浮式半軸在使用條件下仍可能承受不大的、可忽略不計的彎矩。具有全浮式半軸的外端支承在位于橋殼內(nèi)的軸承上。因此，它不僅承受轉(zhuǎn)矩，而且承受作用車輪與路面間的鉛垂力、縱向力、橫向力所引起的彎矩。 3 4浮式半軸的支承關(guān)系與 全浮式是一樣的，只是輪轂用個軸承支承在橋殼上，這時由于輪轂的支承剛度較差，因此半軸不僅承受轉(zhuǎn)矩，而且承受部份彎矩。微型車后橋采用半浮式半軸。 驅(qū)動橋不僅是汽車的動力傳遞機構(gòu)，而且也是汽車的行使機構(gòu)，還起著支承汽車荷重的作用。 汽車驅(qū)動 橋的設(shè)計要求 驅(qū)動橋是汽車傳動系統(tǒng)中主要總成之一。驅(qū)動橋的設(shè)計是否合理直接關(guān)系到汽車使用性能的好環(huán)。因此，設(shè)計中要保證： 所選擇的主減速比應(yīng)保證汽車在給定使用條件下有最佳的動力性能和燃料經(jīng)濟性： (1)當(dāng)左、右兩車輪的附著系數(shù)不同時，驅(qū)動橋必須能合理的解決左右車輪的 轉(zhuǎn)矩分配問題，以充分利用汽車的牽引力； (2)具有必要的離地間隙以滿足通過性的要求： (3)驅(qū)動橋的各零部件在滿足足夠的強度和剛度的條件下，應(yīng)力求做到質(zhì)量輕，特別是應(yīng)盡可能做到非簧載質(zhì)量，以改善汽車的行駛平順性； (4)能承受和傳遞作用于車輪上的各種力和轉(zhuǎn)矩： (5) 齒輪及其它傳動部件應(yīng)工作平穩(wěn)，噪聲?。?(6)對傳動件應(yīng)進行良好的潤滑，傳動效率要高； (7)結(jié)構(gòu)簡單，拆裝調(diào)整方便： (8)設(shè)計中應(yīng)盡量滿足“三化”。即產(chǎn)品系列化、零部件通用化、零件設(shè)計標準化的要求。 差速器的組成與工作原理 普通 差速器由行星齒輪、行星輪架（差速器殼）、半軸齒輪等零件組成 3。發(fā)動機的動力經(jīng)傳動軸進入差速器，直接驅(qū)動行星輪架，再由行星輪帶動左、右兩條半軸，分別驅(qū)動左、右車輪。差速器的設(shè)計要求滿足：（左半軸轉(zhuǎn)速） +（右半軸轉(zhuǎn)速） =2（行星輪架轉(zhuǎn)速）。當(dāng)汽車直行時，左、右車輪與行星輪架三者的轉(zhuǎn)速相等處于平衡狀態(tài)，而在汽車轉(zhuǎn)彎時三者平衡狀態(tài)被破壞，導(dǎo)致內(nèi)側(cè)輪轉(zhuǎn)速減小，外側(cè)輪轉(zhuǎn)速增加。 汽 車 在行 駛過 程中左，右 車輪 在同一 時間內(nèi) 所 滾過 的路程往往不等。 當(dāng)轉(zhuǎn)彎時，由于外側(cè)輪有滑拖的現(xiàn)象，內(nèi)側(cè)輪有滑轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，兩個驅(qū)動輪此時就會產(chǎn)生 兩個方向相反的附加力，由于 “ 最小能耗原理 ” ，必然導(dǎo)致兩邊車輪的轉(zhuǎn)速不同，從而破壞了三者的平衡關(guān)系，并通過半軸反映到半軸齒輪上，迫使行星齒輪產(chǎn)生自轉(zhuǎn)，使外側(cè)半軸轉(zhuǎn)速加快，內(nèi)側(cè)半軸轉(zhuǎn)速減慢，從而實現(xiàn)兩邊車輪轉(zhuǎn)速的差異 ，提高車子的通過性 。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ 驅(qū)動橋兩側(cè)的驅(qū)動輪若用一根整軸剛性連接，則兩輪只能以相同的角度旋轉(zhuǎn)。這樣，當(dāng)汽車轉(zhuǎn)向行駛時，由于外側(cè)車輪要比內(nèi)側(cè)車輪移過的距離大，將使外側(cè)車輪在滾動的同時產(chǎn)生滑拖，而內(nèi)側(cè)車輪在滾動的同時產(chǎn)生滑轉(zhuǎn)。即使是汽車直線行駛，也會因路面不平或雖然路面平直但輪胎滾動半徑不等（輪胎制造誤差、 磨損不同、受載不均或氣壓不等）而引起車輪的滑動。 車輪滑動時不僅加劇輪胎磨損、增加功率和燃料消耗，還會使汽車轉(zhuǎn)向困難、制動性能變差。為使車輪盡可能不發(fā)生滑動，在結(jié)構(gòu)上必須保證各車輪能以不同的角度轉(zhuǎn)動。 差速器的這種調(diào)整是自動的，這里涉及到 “ 最小能耗原理 ” ，也就是地球上所有物體都傾向于耗能最小的狀態(tài)。例如把一粒豆子放進一個碗內(nèi)，豆子會自動停留在碗底而絕不會停留在碗壁，因為碗底是能量最低的位置（位能），它自動選擇靜止（動能最小）而不會不斷運動。同樣的道理，車輪在轉(zhuǎn)彎時也會自動趨向能耗最低的狀態(tài)，自動地按照轉(zhuǎn)彎半 徑調(diào)整左右輪的轉(zhuǎn)速。 差速器用 來 在 兩輸 出 軸間 分配 轉(zhuǎn)矩 ，并保 證兩輸 出 軸 有可能以不同的角速度 轉(zhuǎn)動 ， 差速器 構(gòu)造有多種形式。 差速器的分類 差速器結(jié)構(gòu)形式 有多種， 它分為 對稱錐齒輪式差速器 ， 滑塊凸輪式差速器，渦輪式差速器， 對稱錐齒輪式差速器 又 可 分為普通錐齒輪式差速器、 摩擦片式差速器和強制鎖止式差速器。 普通齒輪式差速器的傳動機構(gòu)為齒輪式 ， 齒輪差速器要圓錐齒輪式和圓柱齒輪式兩種 ，汽車上廣泛采用的差速器為對稱錐齒輪式差速器，具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量較小等優(yōu)點，應(yīng)用廣泛。 強制鎖止式差速器就是在對稱式錐齒輪差速器上設(shè)置差 速鎖 。 當(dāng)一側(cè)驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)時，可利用差速鎖使差速器不起差速作用。差速鎖在軍用汽車上應(yīng)用較廣。 普 通的對稱式圓錐行星齒輪差速器由差速器左、右殼， 2個半軸齒輪 ， 4個 行星 齒輪 (少數(shù)汽車采用 3個行星齒輪，小型、微型汽車多采用 2個 行星齒輪 )，行星齒輪 軸 (不少裝 4個行星齒輪的差逮器采用十字軸結(jié)構(gòu) )，半軸齒輪及行星齒輪墊片等組成。由于其結(jié)構(gòu)簡單、工作平穩(wěn)、制造方便、用在公路汽車上也很可靠等優(yōu)點，最廣泛地用在轎車、客車和各種公路用載貨汽車上 。 對稱錐 齒輪式差速器 汽車上廣泛采用的差速器為對稱錐齒輪式差速器，具有 結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量較小等優(yōu)點，應(yīng)用廣泛。他又可分為普通錐齒輪式差速器、摩擦片式差速器和強制鎖止式差速器等 1)普通錐齒輪式差速器 由于普通錐齒輪式差速器結(jié)構(gòu)簡單、工作平穩(wěn)可靠，所以廣泛應(yīng)用于一般使用條件的汽車驅(qū)動橋中。圖 2其示意圖，圖中0w、2兩半軸的角速度；0接受的轉(zhuǎn)矩；T、2兩半軸對差速器的反轉(zhuǎn)矩。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ 圖 2速器工作示意圖 根據(jù)運動分析可得 1 2 0w w w(2顯然，當(dāng)一側(cè)半軸不轉(zhuǎn)時，另一側(cè)半軸將以兩倍的差速器殼體角速度旋轉(zhuǎn)；當(dāng)差速器殼體不轉(zhuǎn)時， 左右半軸將等速反向旋轉(zhuǎn)。 根據(jù)力矩平衡可得 1 2 02 1 0T T T (2差速器性能常以鎖緊系數(shù) k 是來表征，定義為差速器的內(nèi)摩擦力矩與差速器殼接受的轉(zhuǎn)矩之比，由下式確定 10/k T T (2結(jié)合式 (2 2)可得 10200 . 5 ( 1 )0 . 5 ( 1 )T T k (2定義快慢轉(zhuǎn)半軸的轉(zhuǎn)矩比 2/ 11; 11(2普通錐齒輪差速器的鎖緊系數(shù)是 ;一般為 0 05 0 15，兩半軸轉(zhuǎn)矩比 11 1 35，這說明左、右半軸的轉(zhuǎn)矩差別不大，故可以認為分配給兩半軸的轉(zhuǎn)矩大致相等，這樣的分配比例對于在良好路面 上行駛的汽車來說是合適的。但當(dāng)汽車越野行駛或在泥濘、冰雪路面上行駛，一側(cè)驅(qū)動車輪與地面的附著系數(shù)很小時，盡管另一側(cè)車輪與地面有良好的附著，其驅(qū)動轉(zhuǎn)矩也不得不隨附著系數(shù)小的一側(cè)同樣地減小，無法發(fā)揮潛在牽引力，以致汽車停駛。 2)摩擦片式差速器 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ 為了增加差速器的內(nèi)摩擦力矩，在半軸齒輪 7 與差速器殼 1 之間裝上了摩擦片 2(圖 23)。兩根行星齒輪軸 5 互相垂直，軸的兩端制成 V 形面 4 與差速器殼孔上的 V 形面相配，兩個行星齒輪軸 5 的 V 形面是反向安裝的。每個半軸齒輪背面有壓盤 3 和主、從動摩擦片 2，主、從動摩擦片 2分別經(jīng)花鍵與差 速器殼 1和壓盤 3 相連。 當(dāng)傳遞轉(zhuǎn)矩時，差速器殼通過斜面對行星齒輪軸產(chǎn)生沿行星齒輪軸線方向的軸向力，該軸向力推動行星齒輪使壓盤將摩擦片壓緊。當(dāng)左、右半軸轉(zhuǎn)速不等時，主、從動摩擦片間產(chǎn)生相對滑轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生摩擦力矩。此摩擦力矩 差速器所傳遞的轉(zhuǎn)矩丁。成正比，可表示為示為 0 t a (2式中，平均摩擦半徑；形面中點到半軸齒輪中心線的距離； z 為摩擦面數(shù)； 為 摩擦片式差速器的鎖緊系數(shù) k 可達 0.6，。這種差速器結(jié)構(gòu)簡單，工作平穩(wěn)，可明顯提高汽車通過性 。 3） 強制鎖止式差速器 當(dāng)一個驅(qū)動輪處于附著系數(shù)較小的路面時，可通過液壓或氣動操縱，嚙合接合器 (即差速鎖 )將差速器殼與半軸鎖緊在一起，使差速器不起作用，這樣可充分利用地面的附著系數(shù)，使牽對于裝有強制鎖止式差速器的 4 2型汽車，假設(shè)一驅(qū)動輪行駛在低附著系數(shù)甲的路面上，另一驅(qū)動輪行駛在高附著系數(shù)的路面上，這樣裝有普通錐齒輪差速器的汽車所能發(fā)揮的最大買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ 牽引力為 22m i n m i n 2 m i (2式中，2 如果差速器完全鎖住，則汽車所能發(fā)揮的最大牽引力2 2 2m i n m i n()2 2 2t G G (2可見，采用差速鎖將普通錐齒輪差速器鎖住，可使汽車的牽引力提高m i n m i n( ) / 2 倍，從而提高了汽車通過性。 當(dāng)然，如果左、右車輪都處于低附著系數(shù)的路面，雖鎖住差速器，但牽引力仍超過車輪與地面間的附 著力，汽車也無法行駛。 強制鎖止式差速器可充分利用原差速器結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。目前，許多使用范圍比較廣的重型貨車上都裝用差速鎖。 滑塊凸輪式差速器 圖 2 4為雙排徑向滑塊凸輪式差速器。 差速器的主動件是與差速器殼 1連接在一起的套，套上有兩排徑向孔，滑塊 2裝于孔中并可作徑向滑動。滑塊兩端分別與差速器的從動元件內(nèi)凸輪 4 和外凸輪 3 接觸。內(nèi)、外凸輪分別與左、右半軸用花鍵連接。當(dāng)差速器傳遞動力時，主動套帶動滑塊并通過滑塊帶動內(nèi)、外凸輪旋轉(zhuǎn)，同時允許內(nèi)、外凸輪轉(zhuǎn)速不等。理論上凸輪形線應(yīng)是阿基米德螺 線，為加工簡單起見，可用圓弧曲線代替。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ 滑塊凸輪式差速 器址一種高摩擦自鎖差速器，其結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量小。但其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，對 零件材料、機械加工、熱處耶、化學(xué)處理等方面均有較高的技術(shù)要求。 蝸輪式差速器 蝸輪式差速器 (圖 2 5)也是一種高摩擦自鎖差速器。蝸桿 2、 4 同時與行星蝸輪 3 與半軸蝸輪 1、 5嚙合，從而組成一行星齒輪系統(tǒng)。這種差速器半軸的轉(zhuǎn)矩比為 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ t a n ( )t a n ( )(2式中， 為蝸桿螺旋角； 為摩擦角。 蝸輪式差速器的半軸轉(zhuǎn)矩比 67 9 00，鎖緊系數(shù)是達 0 7 0 8。但在如此高的內(nèi)摩擦情況下，差速器磨損快、壽命短。當(dāng)把 65 3 00， k 降到 0 45 0 50時，可提高該差速器的使用壽命。由于這種差速 器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高，因而限制了它的應(yīng)用。 牙嵌式自由輪差速器 牙嵌式自由輪差速器 (圖 2自鎖式差速器的一種。裝有這種差速器的汽車在直線行駛時，主動環(huán)可將由主減速器傳來的轉(zhuǎn)矩按左、右輪阻力的大小分配給左、右從動環(huán) (即左、右半軸 )。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ 當(dāng)一側(cè)車輪懸空或進 入泥濘、冰雪等路面時，主動環(huán)的轉(zhuǎn)矩可全部或大部分分配給另一側(cè)車輪。當(dāng)轉(zhuǎn)彎行駛時，外側(cè)車輪有快轉(zhuǎn)的趨勢，使外側(cè)從動環(huán)與主動環(huán)脫開，即中斷對外輪的轉(zhuǎn)矩傳遞；內(nèi)側(cè)車輪有慢轉(zhuǎn)的趨勢，使內(nèi)側(cè)從動環(huán)與主動環(huán)壓得更緊，即主動環(huán)轉(zhuǎn)矩全部傳給內(nèi)輪。由 于該差速器在轉(zhuǎn)彎時是內(nèi)輪單邊傳動，會引起轉(zhuǎn)向沉重，當(dāng)拖帶掛車時尤為突出。此外，由于左、右車輪的轉(zhuǎn)矩時斷時續(xù)，車輪傳動裝置受的動載荷較大，單邊傳動也使其受較大的載荷。 牙嵌式自由輪差速器的半軸轉(zhuǎn)矩比是可變的，最大可為無窮大。該差速器工作可靠，使用壽命長，鎖緊性能穩(wěn)定，制造加工也不復(fù)雜。 3 普通圓錐齒輪式差速器設(shè)計 汽車在行駛過程中左，右車輪在同一時間內(nèi)所滾過的路程往往不等 ， 例如，轉(zhuǎn)彎時內(nèi)、買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ 外兩側(cè)車輪行程顯然不同，即外側(cè)車輪滾過的距離大于內(nèi)側(cè)的車輪；由于路面波形不同也會造成兩側(cè)車輪 滾過的路程不等；即使在平直路面上行駛，由于輪胎氣壓、輪胎負荷、胎面磨損程度不同以及制造誤差等因素的影響，也會引起左、右車輪因滾動半徑的不同而使左、右車輪行程不等。如果驅(qū)動橋的左、右車輪剛性連接，則行駛時不可避免地會產(chǎn)生驅(qū)動輪在路面上的滑移或滑轉(zhuǎn)。這不僅會加劇輪胎的磨損與功率和燃料的消耗，而且可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)向和操縱性能惡化。為了防止這些現(xiàn)象的發(fā)生，汽車左、右驅(qū)動輪間都裝有輪間差速器，從而保證了驅(qū)動橋兩側(cè)車輪在行程不等時具有不同的旋轉(zhuǎn)角速度，滿足了汽車行駛運動學(xué)要求。 差速器用來在兩輸出軸間分配轉(zhuǎn)矩，并保證兩輸出軸 有可能以不同的角速度轉(zhuǎn)動。差速器有多種形式，在此設(shè)計普通對稱式圓錐行星齒輪差速器。 普通 圓錐齒輪 式 差速器的差速原理 6 圖 3速器差速原理 如圖 3示，對稱式錐齒輪差速器是一種行星齒輪機構(gòu)。差速器殼 3 與行星齒輪軸 5連成一體，形成行星架。因為它又與主減速器從動齒輪 6 固連在一起，固為主動件，設(shè)其角速度為 軸齒輪 1 和 2 為從動件，其角速度為1A、 B 兩點分別為行星齒輪 4 與半軸齒輪 1和 2的嚙合點。行星齒輪的中心點為 C， A、 B、 r 。 當(dāng)行星齒輪只是隨同行星架繞差速器旋轉(zhuǎn)軸線公轉(zhuǎn)時，顯然，處在同一半徑 r 上的 A、 B、C 三點的圓周速度都相等（圖 3其值為0是0 1 2w w w,即差速器不起差速作用，而半軸角速 度等于差速器殼 3的角速度。 當(dāng)行星齒輪 4 除公轉(zhuǎn)外，還繞本身的軸 5 以角速度4合點 A 的圓周速度為1 0 4w r w r w r，嚙合點 B 的圓周速度為2 0 4w r w r w r， 于是 1 2 0 4 0 4( ) ( )w r w r w r w r w r w r （ 3 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ 即 1 2 02w w w（ 3 若角速度以每分鐘轉(zhuǎn)數(shù) n 表示，則 021 2 （ 3 式（ 3兩半軸齒輪直徑相等的對稱式圓錐齒輪差速器的運動特征方程式，它表明左右兩側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速之和等于差速器殼轉(zhuǎn)速的兩倍，而與行星齒輪轉(zhuǎn)速無關(guān)。因此在汽車轉(zhuǎn)彎行駛或其它行駛情況下，都可以借行星齒輪以相應(yīng)轉(zhuǎn)速自轉(zhuǎn)，使兩側(cè)驅(qū)動車輪以不同轉(zhuǎn)速在地面上滾動而 無滑動。 有式 （ 3可以得知： 當(dāng)任何一側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速為零時，另一側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速為差速器殼轉(zhuǎn)速的兩倍； 當(dāng)差速器殼的轉(zhuǎn)速為零（例如中央制動器制動傳動軸時），若一側(cè)半軸齒輪受其它外來力矩而轉(zhuǎn)動，則另一側(cè)半軸齒輪即以相同的轉(zhuǎn)速反向轉(zhuǎn)動。 普通 圓錐齒輪 式 差速器的結(jié)構(gòu) 普通的對稱式圓錐齒輪差速器由差速器左右殼，兩個半軸齒輪，四個行星齒輪，行星齒輪軸，半軸齒