摘要
汽车驱动桥是汽车的主要部件之一，其基本的功用是增大由传动轴或直接由变速器传来的转矩，再将转矩分配给左右驱动车轮，并使左右驱动车轮具有汽车行驶运动所要求的差速功能。汽车差速器位于驱动桥内部，为满足汽车转弯时内外侧车轮或两驱动桥直接以不同角度旋转，并传递扭矩的需求，在传递扭矩时应能够根据行驶的环境自动分配扭矩，提高了汽车通过性。其质量，性能的好坏直接影响整车的安全性，经济性、舒适性、可靠性。
随着汽车技术的成熟，轻型车的不断普及，人们根据差速器使用目的的不同，设计出多种类型差速器。与国外相比，我国的车用差速器开发设计不论在技术上，还是在成本控制上都存在不小的差距，尤其是目前兴起的三维软件设计方面，缺乏独立开发与创新能力，这样就造成设计手段落后，新产品上市周期慢，材料品质和工艺加工水平也存在很多弱点。
本文认真地分析了国内外驱动桥中差速器设计的现状及发展趋势，在论述汽车驱动桥的基本原理和运行机理的基础上，提炼出了在差速器设计中应掌握的满足汽车行驶的平顺性和通过性、降噪技术的应用及零件的标准化、部件的通用化、产品的系列化等关键技术；阐述了汽车差速器的基本原理并进行了系统分析；根据经济、适用、舒适、安全可靠的设计原则和分析比较，确定了轻型车差速器总成及半轴的结构型式；轻型车差速器的结构设计强度计算运用了理论分析成果；最后运用CATIA软件对汽车差速器进行建模设计，提升了设计水平，缩短了开发周期，提高了产品质量，设计完全合理，达到了预期的目标。
关键词：驱动桥；差速器；半轴；结构设计；
Automobile driving axle is one of the main components of cars, its basic function is increased by the transmission shaft or directly by coming from torque, again will torque distribution to drive wheels, and make about driving wheel has about vehicle movement required differential function. Auto differential drive to meet internal, located in car wheel or when turning inside and outside two axles directly with different point of view, and transfer the rotating torque transmission torque in demand, according to the environment should be driving torque, improve the automatic assignment car through sex. Its quality, performance will have a direct impact on the security of the vehicle, economy, comfort and reliability.
As car technology maturity, the increasing popularity of small, people of different purposes according to differential, the design gives a variety of types differential. Compared with foreign countries, China's automotive differential development design whether in technology, or in the cost control there are large gap, especially at present the rise of 3d software design, lack of independent development and innovation ability, thus causing design means backward, new products listed cycle slow, materials quality and craft processing level also has many weaknesses.
This paper conscientiously analyzes the differential drive axle design at home and abroad in the present situation and development trend of automobile driven axle, this basic principle and operation mechanism, carry on the basis of the differential practiced a meet the design should be mastered in smooth and automobile driving through sexual, noise reduction technology application and parts of standardization, parts of generalization, serialization of products, and other key technology; Expounds the basic principle and automotive differential system analysis; According to economic, applicable, comfortable, safe and reliable design principles and analysis comparison, determine the small differential assembly and half shaft structure type; Small differential structure design strength calculation using theoretical analysis results; Finally using CATIA software modeling design of automotive differential, promoted design level, shorten the development cycle, improve the product quality, design completely reasonable, can achieve the desired goals.
Key words：Differential mechanism；Differential gear；Planetary gear；Semiaxis；
目录
1 绪论 (1)
1.1 我国汽车驱动桥的现状分析 (1)
1.2 我国汽车零部件的发展趋势 (2)
1.3 本文研究主要内容 (2)
2 汽车驱动桥的总体结构与差速器分类 (3)
2.1 汽车驱动桥的总体结构及原理简介 (3)
2.2 汽车驱动桥的设计要求 (5)
2.3 差速器的组成与工作原理 (5)
2.4 差速器的分类 (6)
2.4.1 对称锥齿轮式差速器 (6)
2.4.2 滑块凸轮式差速器 (9)
2.4.3 蜗轮式差速器 (10)
2.4.4 牙嵌式自由轮差速器 (11)
3 普通圆锥齿轮式差速器设计 (13)
3.1 普通圆锥齿轮式差速器的差速原理 (13)
3.2 普通圆锥齿轮式差速器的结构 (14)
3.3 普通圆锥齿轮式差速器的设计和计算 (14)
3.3.1 行星齿轮数目的选择 (15)
3.3.2 行星齿轮球面半径的确定 (15)
3.3.3 行星齿轮与半轴齿轮齿数选择 (17)
3.3.4 差速器圆锥齿轮模数及半轴齿轮节圆直径的初步确定 (17)
3.3.5 压力角 (18)
3.3.6 行星齿轮安装孔的直径及其深度 (18)
3.3.7 差速器齿轮的几何计算 (19)
3.3.8 差速器齿轮的强度计算 (20)
3.4 差速器的材料 (21)
3.5 差速器壳体设计 (22)
3.5.1 差速器壳参数设计 (23)
4 半轴的设计 (24)
4.1 结构形式分析 (24)
4.2 半浮式半轴杆部半径的确定 (25)
4.3 半轴花键设计 (27)
4.3.1 半轴的工作条件和性能要求 (29)
4.3.2 选择用钢 (29)
4.3.3 热处理工艺分析 (29)
5 基于CATIA的差速器建模 (30)
5.1 CATIA软件的介绍 (30)
5.2 CATIA V5版本和应用领域介绍 (31)
5.2.1 CATIA V5版本特点 (31)
5.2.2 CATIA V5应用领域 (32)
5.4 差速器的建模 (33)
5.4.1 差速器零件建模 (33)
5.4.2 差速器的装配 (38)
总结 (39)
参考文献 (40)
致谢 (40)
1 绪论
自改革开放以来我国汽车产业发展迅猛，成为了我国的支柱产业。与之配套的汽车零部件生产企业更是像雨后春笋一样不断涌现，呈现出欣欣向荣的境象，但与发达国家相比规模小，生产效率低、技术都较落后。缺乏自己的核心技术，缺乏创新能力，在国际竞争中还没有任何优势可言，因此，我国汽车及汽车零部件企业必须加快步伐，自主创新，积极迎接挑战，不断提升产品技术含量，努力提高生产管理水平，降低产品制造成本，走出强企之路。
1.1 我国汽车驱动桥的现状分析
汽车驱动桥是汽车的主要部件之一，其质量、性能的好坏直接影响整车的安全性、经济性、舒适性，虽然我国车桥制造企业众多，但与国外相比差距较大，没有形成自已的核心竞争力，主要表现在以下几个方面：
1）技术含量较低
我国汽车车桥制造企业除少数企业规模较大外，普遍规模较小，生产能力强弱不均，技术力量参差不齐。不论是大中型企业还是小型企业其产品设计水平和工艺制造水平都相对落后，产品不能很好地与整车相匹配，不能完全满足使用要求。
2）开发模式落后
我国汽车车桥制造企业的开发模式主要由测绘、引进、自主开发三种组成。在中小企业中，测绘市场销路较好的产品是它们的主要开发模式。特别是一些小型企业或民营企业。这些企业生产的产品质量与原配套企业生产的产品相比其质量较差，容易发生故障，严重时会引起车毁人亡的重大事故。
3）技术创新能力不够
我国汽车零部件企业长期没有重视技术创新能力，大中型企业普遍存在技术引进经费占技术开发经费的比例较高的问题。多数车桥企业对引进的技术只停留在消化阶段，尤其对软件消化吸收的速度很慢，对引进的硬件设备只停留在使用上。
4）CAD应用落后
计算机辅助设计(CAD：Computer Aided Design)技术一般指以计算机作为辅助工具的各种应用技术，是以计算机外围设备及其系统软件为基础，包括二维绘图设计、三维几何造型设计、有限元分析(FEA)及优化设计、数控加工编程(NCP)、仿真模拟及产品数据管理(PDM)等内容。汽车工业是最先用CAD技术的行业之一，目前在发达国家的汽车行业中，CAD技术已得到了普遍应用，并取得了巨大的经济效益，新的轿车产品的开发周期已缩短至2～3年，汽车CAD系统的软硬件都已达到较高水平，并仍在向智能化，集成化和标准化的方向发展。
然而，我国汽车零部件企业的CAD应用大部分只是停留在计算机绘图阶段，产品设计还局限于几何尺寸设计。在产品设计过程中，计算机技术、先进软件及在三维建模的基础上对汽车车桥的有限元分析、动态仿真还极为落后。从某些方面来说这成了制约企业快速发展的
主要因素。因此，CAD／CAM／CAE／PDM的应用就显得尤为重要。
1.2 我国汽车零部件的发展趋势
随着电子计算机的出现和在工程设计中的应用，使汽车零部件设计技术飞跃发展，设计过程将完全改观。汽车零部件结构参数及陛能参数等的优化选择与匹配，强度核算与寿命预测，产品有关方而的模拟计算或仿真分析、设计方案的选择及定型，设计图纸的绘制均可在计算机上进行。采用电子计算机作分析计算手段，由于其计算速度很快且数据容量很大，就可采用较为准确的多自由度的数学模型来模拟汽车零部件在各种工况下的运动，采用现代先进的数学方法进行分析，可取得较准确的结果，这就为设计人员分析各种方案和进行创造性的工作提供了很大的方便。今后CAD将与CAM、CAT(Computer Aided Test，计算机辅助测试)结合成CADMAT系统，更将显示出其巨大的作用。
我国在驱动桥的开发水平上与国外同类企业相比还比较落后，不适应新的发展，计算机辅助设计只局限于二维制图，对所设计的产品不能进行建模和CAE分析，致使产品设计风险大，成本高，效率低。
1.3 本文研究主要内容
(1)分析驱动桥国内外现状及发展趋势，分析驱动桥的基本原理及运行机理提炼出驱动桥设计的关键技术；
(2)根据经济、适用、舒适、安全、可靠的设计原则和分析比较，确定轻型车驱动桥的差速器及半轴的结构型式，并且对其差速器的主、从齿进行详细设计和强度校核以满足强度和降噪要求。
(3)运用CATIA软件对驱动桥的差速器及半轴进行建模分析，并验证差速器设计的合理性。
2 汽车驱动桥的总体结构与差速器分类
2.1 汽车驱动桥的总体结构及原理简介
汽车的驱动后桥位于传动系的末端[1]，其基本功用是增大由传动轴或直接由变速器传来的转矩，再将转矩分配给左、右驱动车轮，并使左、右驱动车轮具有汽车行驶运动所要求的差速功能；同时，驱动后桥还要承受作用于路面和车架或承载车身之间的铅垂力、纵向力、横向力及其力矩。
一般的驱动后桥由主减速器总成，差速器总成，桥壳总成及半轴总成等零部件组成，如图2-1所示。
图2-1 汽车后桥示意图
1--主减速前轴承；2--主动齿轮；3--主减速器后轴承；4一差速器；5--行星、半轴齿轮副6--半轴；7--制动器及制动鼓；8--半轴轴承；9--桥壳；10一差速器轴承：11一从动齿轮
12一主减速器壳：13一凸缘
驱动桥的结构型式与驱动车轮的悬架结构型式密切相关。当车轮采用非独立悬架时，采用的非断开式(整体式)驱动桥。普通的非断开式驱动后桥的桥壳相当于一根联接左、右驱动车轮的刚性空心梁，而主减速器，差速器及半轴都装在其中。非断开式驱动后桥的桥壳多采用整体式(如冲焊结构，铸造结构)，也可以采用可分式的，但由于后者在维修，调整主减速器时拆装的不便，故已很少采用。有些汽车为了提高其行驶平顺性，舒适性而采用独立悬架时，则采用断开式驱动桥。这种驱动桥无刚性整体桥壳，如德国梅赛德斯—奔驰200型轿车，左、右两段桥壳仅由一销轴相联，且仅有一侧的半轴为分段式的，可相对的主减速器做上、下摆动和双铰节式，如德国Audi 80 Quattro的后驱动桥左、右两半轴均可相对主减速器做
上、下摆动。
汽车传动系的总任务是传递发动机的动力，并使之适应于汽车行驶的需要。在一般汽车的机械式传动中，有了变速器还不能完全解决发动机特性与汽车行驶需求间的矛盾和结构布置上的问题。首先是因为绝大多数的发动机在汽车上是纵向安置的，为使其转矩能传动给左、右驱动轮，必须由驱动桥的主减速器改变转矩的传递方向，同时还得由驱动桥的差速器来解决左、右驱动车轮的差速要求及转矩分配问题。其次是因为变速器的主要任务仅在于通过选择适应的排挡数目及各挡传动比，以使内燃机的转矩一转速特性能适应汽车在各种行驶阻力下对动力性和燃料经济性要求，而驱动桥主减速器(有时还有轮边减速器)的功用则在于当变速器处于最高挡位(通常为直接挡，有时还有超速挡)时，使汽车有足够的牵引力，适当的最高车速和良好的燃料经济性，为此，需将经过变速器、传动轴传来的动力，通过驱动桥的主减速器作进一步增大转矩，降低转速的变化。困此，为了使汽车传动系设计得合理，首先必须选择好传动系的传动比，并恰当地将其分配给变速成器和驱动桥。当变速器处于直接挡位时，汽车的动力性及燃料经济性主要取决于主减速器比。在汽车的总布置设计时，应根据汽车的工作条件及发动机、传动系、轮胎等的有关参数，选择合适的主减速比来保证汽车具有良好的动力性和燃料经济性。采用优化设计方法使传动系各传动比与发动性能参数作最佳匹配，可得到最佳效果。
汽车在行驶过程中所遇到的道路情况是千变万化的，此外，汽车本身在空、满载之间轴负荷变化非常大，为了扩大汽车对这些不同使用条件的适用范围，除了常见的具有唯一固定主减速比的单速主减速器外，在某些重型汽车上有时将主减速做成双速的。双速主减速器具有两个固定的主减比，并可根据汽车行驶条件来选择档位。
最简单常见的是由一对螺旋锥齿轮或双曲齿轮组成的单级减速器。在大型汽车上，为了得到大的主减速器比同时又不减小离地间隙，常采用另加一对斜齿(或人字形齿)圆柱齿轮或行星轮系的双级主减速器的方法。有的重型汽车为了进一步增大驱动桥的减速比还增设了轮边减速器。微型汽车驱动桥采用的是双曲面齿轮。
当汽车转弯或在不平路面上行驶时，左、右车轮在同一时间内所滚过的行程是不相等的，因此其转速也应不同[2]。另外，即使汽车在平坦路面上直线行驶左、右轮行程相同，但有时也会由于轮胎外径的制造误差，轮胎磨损程度，轮胎气压或轮胎负荷的不同，而引起它们的滚动半径不相等，导致转速也不相同。因此，要求驱动桥在传递转矩给左、右驱动车轮的同时，能使它们以适应上述运动系要求的不同角速度旋转。这一要求是由差速器来实现的。简单的对称式圆锥行星齿轮差速器，由于其结构简单，工作平稳可靠，在各种汽车上都得到了广泛的应用，微型车驱动桥就是采用的该种差速器。如果不计其不大的内摩擦，则这种差速器是将转矩平均地分配到左、右半轴上，因此，装用这种简单的对称式圆锥行星齿轮差速器的汽车，当左、右驱动车轮与道路的附着系数不同是一个驱动车轮滑转而失去牵引力时，另一个附着驱动车轮也得丧失牵引功能。现在有些汽车生产厂家为了提高汽车的通过性，增加其产品竞争能力，采用差速锁将左、右半轴锁在一起，或采用具有高摩擦副的凸轮式，蜗轮
式和带有摩擦片的齿轮式以及自动轮式等自锁式差速器，以便使驱动桥的转矩尽可能多地传给不滑转的驱动车轮，以充分利用这一驱动车轮的附着力来产生足够的牵引力，使汽车能够继续行驶。
在普通的驱动桥上，如果驱动车轮不是转向轮，则车轮直接由联接差速器和轮毂的半轴来驱动。这时，半轴由于其外端支承的不同而承受不同的载荷。
根据所承受载荷的不同半轴分为全浮式、半浮式和3／4浮式三种。全浮式半轴的外端和用两个轴承支承于桥壳上的轮毂相联。由于引起弯矩的所有载荷都经过这些轴承传递，因此半轴只承受转矩，但实际上由于加工精度及装配精度的影响及桥壳、轴承等的支承刚度不足等原因，使全浮式半轴在使用条件下仍可能承受不大的、可忽略不计的弯矩。具有全浮式半轴的外端支承在位于桥壳内的轴承上。因此，它不仅承受转矩，而且承受作用车轮与路面间的铅垂力、纵向力、横向力所引起的弯矩。3／4浮式半轴的支承关系与全浮式是一样的，只是轮毂用～个轴承支承在桥壳上，这时由于轮毂的支承刚度较差，因此半轴不仅承受转矩，而且承受部份弯矩。微型车后桥采用半浮式半轴。
驱动桥不仅是汽车的动力传递机构，而且也是汽车的行使机构，还起着支承汽车荷重的作用。
2.2 汽车驱动桥的设计要求
驱动桥是汽车传动系统中主要总成之一。驱动桥的设计是否合理直接关系到汽车使用性能的好环。因此，设计中要保证：
所选择的主减速比应保证汽车在给定使用条件下有最佳的动力性能和燃料经济性：
(1)当左、右两车轮的附着系数不同时，驱动桥必须能合理的解决左右车轮的转矩分配问题，以充分利用汽车的牵引力；
(2)具有必要的离地间隙以满足通过性的要求：
(3)驱动桥的各零部件在满足足够的强度和刚度的条件下，应力求做到质量轻，特别是应尽可能做到非簧载质量，以改善汽车的行驶平顺性；
(4)能承受和传递作用于车轮上的各种力和转矩：
(5) 齿轮及其它传动部件应工作平稳，噪声小；
(6)对传动件应进行良好的润滑，传动效率要高；
(7)结构简单，拆装调整方便：
(8)设计中应尽量满足“三化”。即产品系列化、零部件通用化、零件设计标准化的要求。
2.3 差速器的组成与工作原理
普通差速器由行星齿轮、行星轮架（差速器壳）、半轴齿轮等零件组成[3]。发动机的动力经传动轴进入差速器，直接驱动行星轮架，再由行星轮带动左、右两条半轴，分别驱动左、右车轮。差速器的设计要求满足：（左半轴转速）+（右半轴转速）=2（行星轮架转速）。当汽车直行时，左、右车轮与行星轮架三者的转速相等处于平衡状态，而在汽车转弯时三者平衡
状态被破坏，导致内侧轮转速减小，外侧轮转速增加。
汽车在行驶过程中左，右车轮在同一时间内所滚过的路程往往不等。当转弯时，由于外侧轮有滑拖的现象，内侧轮有滑转的现象，两个驱动轮此时就会产生两个方向相反的附加力，由于“最小能耗原理”，必然导致两边车轮的转速不同，从而破坏了三者的平衡关系，并通过半轴反映到半轴齿轮上，迫使行星齿轮产生自转，使外侧半轴转速加快，内侧半轴转速减慢，从而实现两边车轮转速的差异，提高车子的通过性。
驱动桥两侧的驱动轮若用一根整轴刚性连接，则两轮只能以相同的角度旋转。这样，当汽车转向行驶时，由于外侧车轮要比内侧车轮移过的距离大，将使外侧车轮在滚动的同时产生滑拖，而内侧车轮在滚动的同时产生滑转。即使是汽车直线行驶，也会因路面不平或虽然路面平直但轮胎滚动半径不等（轮胎制造误差、磨损不同、受载不均或气压不等）而引起车轮的滑动。
车轮滑动时不仅加剧轮胎磨损、增加功率和燃料消耗，还会使汽车转向困难、制动性能变差。为使车轮尽可能不发生滑动，在结构上必须保证各车轮能以不同的角度转动。
差速器的这种调整是自动的，这里涉及到“最小能耗原理”，也就是地球上所有物体都倾向于耗能最小的状态。例如把一粒豆子放进一个碗内，豆子会自动停留在碗底而绝不会停留在碗壁，因为碗底是能量最低的位置（位能），它自动选择静止（动能最小）而不会不断运动。同样的道理，车轮在转弯时也会自动趋向能耗最低的状态，自动地按照转弯半径调整左右轮的转速。
差速器用来在两输出轴间分配转矩，并保证两输出轴有可能以不同的角速度转动，差速器构造有多种形式。
2.4 差速器的分类
差速器结构形式有多种，它分为对称锥齿轮式差速器，滑块凸轮式差速器，涡轮式差速器，对称锥齿轮式差速器又可分为普通锥齿轮式差速器、摩擦片式差速器和强制锁止式差速器。普通齿轮式差速器的传动机构为齿轮式，齿轮差速器要圆锥齿轮式和圆柱齿轮式两种，汽车上广泛采用的差速器为对称锥齿轮式差速器，具有结构简单、质量较小等优点，应用广泛。强制锁止式差速器就是在对称式锥齿轮差速器上设置差速锁。当一侧驱动轮滑转时，可利用差速锁使差速器不起差速作用。差速锁在军用汽车上应用较广。普通的对称式圆锥行星齿轮差速器由差速器左、右壳，2个半轴齿轮，4个行星齿轮(少数汽车采用3个行星齿轮，小型、微型汽车多采用2个行星齿轮)，行星齿轮轴(不少装4个行星齿轮的差逮器采用十字轴结构)，半轴齿轮及行星齿轮垫片等组成。由于其结构简单、工作平稳、制造方便、用在公路汽车上也很可靠等优点，最广泛地用在轿车、客车和各种公路用载货汽车上。
2.4.1 对称锥齿轮式差速器
汽车上广泛采用的差速器为对称锥齿轮式差速器，具有结构简单、质量较小等优点，应用广泛。他又可分为普通锥齿轮式差速器、摩擦片式差速器和强制锁止式差速器等
1)普通锥齿轮式差速器
由于普通锥齿轮式差速器结构简单、工作平稳可靠，所以广泛应用于一般使用条件的汽车驱动桥中。图2-2为其示意图，图中0w 为差速器壳的角速度；1w 、2w 分别为左、右两半轴的角速度；0T 为差速器壳接受的转矩；r T 为差速器的内摩擦力矩；1T 、2T 分别为左、右两半轴对差速器的反转矩。
图2-2 差速器工作示意图
根据运动分析可得
120w w w += (2-1)
显然，当一侧半轴不转时，另一侧半轴将以两倍的差速器壳体角速度旋转；当差速器壳体不转时，左右半轴将等速反向旋转。
根据力矩平衡可得
{120210T T T T T T +=-= (2-2)
差速器性能常以锁紧系数k 是来表征，定义为差速器的内摩擦力矩与差速器壳接受的转矩之比，由下式确定
10
/k T T = (2-3)
结合式(2—2)可得 {
10200.5(1)0.5(1)T T k T T k =-=+ (2-4) 定义快慢转半轴的转矩比kb=T2/T1,则kb 与k 之间有
11k kb k +=- ; 11kb k kb -=+ (2-5)
普通锥齿轮差速器的锁紧系数是;一般为0．05～0．15，两半轴转矩比kb=1．11～1．35，这说明左、右半轴的转矩差别不大，故可以认为分配给两半轴的转矩大致相等，这样的分配比例对于在良好路面上行驶的汽车来说是合适的。但当汽车越野行驶或在泥泞、冰雪路面上行驶，一侧驱动车轮与地面的附着系数很小时，尽管另一侧车轮与地面有良好的附着，其驱动转矩也不得不随附着系数小的一侧同样地减小，无法发挥潜在牵引力，以致汽车停驶。
2)摩擦片式差速器
为了增加差速器的内摩擦力矩，在半轴齿轮7与差速器壳1之间装上了摩擦片2(图2—
3)。两根行星齿轮轴5互相垂直，轴的两端制成V 形面4与差速器壳孔上的V 形面相配，两个行星齿轮轴5的V 形面是反向安装的。每个半轴齿轮背面有压盘3和主、从动摩擦片2，主、从动摩擦片2分别经花键与差速器壳1和压盘3相连。
当传递转矩时，差速器壳通过斜面对行星齿轮轴产生沿行星齿轮轴线方向的轴向力，该轴向力推动行星齿轮使压盘将摩擦片压紧。当左、右半轴转速不等时，主、从动摩擦片间产生相对滑转，从而产生摩擦力矩。此摩擦力矩Tr ，与差速器所传递的转矩丁。成正比，可表示为示为
0tan f
r z d T r T f r β=
(2-6)
式中，f r 为摩擦片平均摩擦半径；d r 为差速器壳V 形面中点到半轴齿轮中心线的距离；f
为摩擦因数；z 为摩擦面数；β为V 形面的半角。
摩擦片式差速器的锁紧系数k 可达0.6，b k 可取4。这种差速器结构简单，工作平稳，可明显提高汽车通过性。
3）强制锁止式差速器
当一个驱动轮处于附着系数较小的路面时，可通过液压或气动操纵，啮合接合器(即差速锁)将差速器壳与半轴锁紧在一起，使差速器不起作用，这样可充分利用地面的附着系数，使牵对于装有强制锁止式差速器的4?2型汽车，假设一驱动轮行驶在低附着系数甲的路面上，另一驱动轮行驶在高附着系数的路面上，这样装有普通锥齿轮差速器的汽车所能发挥的最大牵引力为
22min min 2min 22
t G G F G ψψψ=+= (2-7) 式中，2G 为驱动桥上的负荷。
如果差速器完全锁住，则汽车所能发挥的最大牵引力t F 为
222min min ()222
t G G G F ψψψψ=+=+ (2-8) 可见，采用差速锁将普通锥齿轮差速器锁住，可使汽车的牵引力提高min min ()/2ψψψ+倍，从而提高了汽车通过性。
当然，如果左、右车轮都处于低附着系数的路面，虽锁住差速器，但牵引力仍超过车轮与地面间的附着力，汽车也无法行驶。
强制锁止式差速器可充分利用原差速器结构，其结构简单，操作方便。目前，许多使用范围比较广的重型货车上都装用差速锁。
2.4.2 滑块凸轮式差速器
图2—4为双排径向滑块凸轮式差速器。
差速器的主动件是与差速器壳1连接在一起的套，套上有两排径向孔，滑块2装于孔中并可作径向滑动。滑块两端分别与差速器的从动元件内凸轮4和外凸轮3接触。内、外凸轮分别与左、右半轴用花键连接。当差速器传递动力时，主动套带动滑块并通过滑块带动内、外凸轮旋转，同时允许内、外凸轮转速不等。理论上凸轮形线应是阿基米德螺线，为加工简单起见，可用圆弧曲线代替。
滑块凸轮式差速器址一种高摩擦自锁差速器，其结构紧凑、质量小。但其结构较复杂，对零件材料、机械加工、热处耶、化学处理等方面均有较高的技术要求。
2.4.3 蜗轮式差速器
蜗轮式差速器(图2—5)也是一种高摩擦自锁差速器。蜗杆2、4同时与行星蜗轮3与半轴蜗轮1、5啮合，从而组成一行星齿轮系统。这种差速器半轴的转矩比为
tan()tan()b k βρβρ+=- (2-9)
式中，β为蜗杆螺旋角；ρ为摩擦角。
蜗轮式差速器的半轴转矩比b k 可高达5．67～9．00，锁紧系数是达0．7～0．8。但在如此高的内摩擦情况下，差速器磨损快、寿命短。当把b k 降到2．65～3．00，k 降到0．45～0．50时，可提高该差速器的使用寿命。由于这种差速器结构复杂，制造精度要求高，因而限制了它的应用。
2.4.4 牙嵌式自由轮差速器
牙嵌式自由轮差速器(图2-6)是自锁式差速器的一种。装有这种差速器的汽车在直线行驶时，主动环可将由主减速器传来的转矩按左、右轮阻力的大小分配给左、右从动环(即左、右半轴)。
当一侧车轮悬空或进入泥泞、冰雪等路面时，主动环的转矩可全部或大部分分配给另一侧车轮。当转弯行驶时，外侧车轮有快转的趋势，使外侧从动环与主动环脱开，即中断对外轮的转矩传递；内侧车轮有慢转的趋势，使内侧从动环与主动环压得更紧，即主动环转矩全部传给内轮。由于该差速器在转弯时是内轮单边传动，会引起转向沉重，当拖带挂车时尤为突出。此外，由于左、右车轮的转矩时断时续，车轮传动装置受的动载荷较大，单边传动也使其受较大的载荷。
牙嵌式自由轮差速器的半轴转矩比是可变的，最大可为无穷大。该差速器工作可靠，使用寿命长，锁紧性能稳定，制造加工也不复杂。
3 普通圆锥齿轮式差速器设计
汽车在行驶过程中左，右车轮在同一时间内所滚过的路程往往不等，例如，转弯时内、外两侧车轮行程显然不同，即外侧车轮滚过的距离大于内侧的车轮；由于路面波形不同也会造成两侧车轮滚过的路程不等；即使在平直路面上行驶，由于轮胎气压、轮胎负荷、胎面磨损程度不同以及制造误差等因素的影响，也会引起左、右车轮因滚动半径的不同而使左、右车轮行程不等。如果驱动桥的左、右车轮刚性连接，则行驶时不可避免地会产生驱动轮在路面上的滑移或滑转。这不仅会加剧轮胎的磨损与功率和燃料的消耗，而且可能导致转向和操纵性能恶化。为了防止这些现象的发生，汽车左、右驱动轮间都装有轮间差速器，从而保证了驱动桥两侧车轮在行程不等时具有不同的旋转角速度，满足了汽车行驶运动学要求。
差速器用来在两输出轴间分配转矩，并保证两输出轴有可能以不同的角速度转动。差速器有多种形式，在此设计普通对称式圆锥行星齿轮差速器。
3.1 普通圆锥齿轮式差速器的差速原理[6]
图3-1 差速器差速原理
如图3-1所示，对称式锥齿轮差速器是一种行星齿轮机构。差速器壳3与行星齿轮轴5连成一体，形成行星架。因为它又与主减速器从动齿轮6固连在一起，固为主动件，设其角速度为w 0；半轴齿轮1和2为从动件，其角速度为1w 和2w 。A 、B 两点分别为行星齿轮4与半轴齿轮1和2的啮合点。行星齿轮的中心点为C ，A 、B 、C 三点到差速器旋转轴线的距离均为r 。
当行星齿轮只是随同行星架绕差速器旋转轴线公转时，显然，处在同一半径r 上的A 、B 、C 三点的圆周速度都相等（图3-1），其值为0w r 。于是012w w w ==,即差速器不起差速作用，而半轴角速度等于差速器壳3的角速度。
当行星齿轮4除公转外，还绕本身的轴5以角速度4w 自转时，啮合点A 的圆周速度为104w r w r w r =+，啮合点B 的圆周速度为204w r w r w r =-，于是
120404()()w r w r w r w r w r w r +=++- （3-1）
即 1202w w w += （3-2）
若角速度以每分钟转数n 表示，则 0
212n n n =+ （3-3） 式（3-3）为两半轴齿轮直径相等的对称式圆锥齿轮差速器的运动特征方程式，它表明左右两侧半轴齿轮的转速之和等于差速器壳转速的两倍，而与行星齿轮转速无关。因此在汽车转弯行驶或其它行驶情况下，都可以借行星齿轮以相应转速自转，使两侧驱动车轮以不同转速在地面上滚动而无滑动。
有式（3-3）还可以得知：①当任何一侧半轴齿轮的转速为零时，另一侧半轴齿轮的转速为差速器壳转速的两倍；②当差速器壳的转速为零（例如中央制动器制动传动轴时），若一侧半轴齿轮受其它外来力矩而转动，则另一侧半轴齿轮即以相同的转速反向转动。
3.2 普通圆锥齿轮式差速器的结构
普通的对称式圆锥齿轮差速器由差速器左右壳，两个半轴齿轮，四个行星齿轮，行星齿轮轴，半轴齿轮垫片及行星齿轮垫片等组成[7]。如图3-2所示。由于其具有结构简单、工作平稳、制造方便、用于公路汽车上也很可靠等优点，故广泛用于各类车辆上。
图3-2 普通圆锥齿轮式差速器
1-轴承；2-差速器左壳；3-锁止垫片；4-半轴齿轮；5行星齿轮垫片； 6-行星齿轮；
7-减速器齿轮； 8-差速器右壳；9-十字轴；10-螺栓
3.3 普通圆锥齿轮式差速器的设计和计算
由于在差速器壳上装着主减速器从动齿轮，所以在确定主减速器从动齿轮尺寸时，应考虑差速器的安装。差速器的轮廓尺寸也受到主减速器从动齿轮轴承支承座及主动齿轮导向轴承座的限制。本设计中选择的汽车基本参数如下表3-1所示：
表3-1 汽车的基本参数
3.3.1 行星齿轮数目的选择
行星齿轮数n需根据承载情况来选择，在承载不大的情况下n可以取两个，由于轻型轿车的承载较小，因此，采用2个行星齿轮。
3.3.2 行星齿轮球面半径的确定
圆锥行星齿轮差速器的结构尺寸，通常取决于行星齿轮的背面的球面半径B R，它就是行星齿轮的安装尺寸，实际上代表了差速器圆锥齿轮的节锥距，因此在一定程度上也表征了差
速器的强度。
球面半径B R 可按如下的经验公式确定： 3T K R B B =mm (3-4)
式中：B K —行星齿轮球面半径系数，可取2.52～2.99，对于有2个行星齿轮的轻型汽车取大值，B K =2.99；
T —计算转矩，取ce T 和cs T 的较小值，N m ?
计算转矩的计算 0max 0.377f p a gh r n i V i = （3-5）
式中f r —车轮的滚动半径，f r =0.398m
gh i —变速器量高档传动比, gh i =1
根据所选定的主减速比0i 值，就可基本上确定主减速器的减速型式（单级、双级等以及是否需要轮边减速器），并使之与汽车总布置所要求的离地间隙相适应。
把p n =5200r/n , max a V =140km/h , f r =0.398m , gh i =1代入（3-5）计算出 0i =5.91
从动锥齿轮计算转矩ce T
n i i i k T k T f e d ce η01max = （3-6）
式中：
ce T —计算转矩，Nm ；
max e T —发动机最大转矩；max e T =158 N m ?
n —计算驱动桥数，n =1；
f i —变速器传动比，f i =3.704；
0i —主减速器传动比，0i =5.91；
η—变速器传动效率，η=0.96；
k —液力变矩器变矩系数，k =1；
d k —由于猛接离合器而产生的动载系数，d k =1；
1i —变速器最低挡传动比，1i =1；
代入式（4-6），有：
ce T =3320.4 Nm
主动锥齿轮计算转矩T =896.4Nm
摘要 本文介绍了轿车差速器与主减速器的设计建模过程，论述了轿车差速器与主减速器的结构和工作原理，通过对轿车主要参数的分析与计算对差速器和主减速器进行设计，并使用Pro/E对差速器与主减速器进行3D建模，生成2D工程图。完成装配后，对主减速器、差速器进行运动仿真，以论证差速器的差速器原理。 关键词：建模，差速器，主减速器，分析
Abstract This paper discusses the automobile differential design and modeling process of the final drive, and the structure and the principle of automobile differential and the final drive.the car After the analysis and calculation of final drive and differential,to use Pro/E to complete make 3D model of the final drive and differential, then to produce 2D drawings.There is going to analysis the final drive to prove the principle after finishing the composing. Keywords: Modeling, Differential,Final drive，Analysis
目录 摘要........................................................ I Abstract ................................................... II 目录...................................................... III 1绪论 (1) 1.1课题来源 (1) 1.2课题研究现状 (1) 1.2.1国内外汽车行业CAD研究与应用情况 (1) 1.3主减速器的研究现状 (1) 1.4 差速器的研究现状 (2) 1.5 课题研究的主要内容 (3) 2QY7180概念轿车主减速器与差速器总体设计 (4) 2.1QY7180概念轿车主要参数与主减速器、差速器结构选型 (4) 2.1.1QY7180概念轿车的主要参数 (4) 2.1.2QY7180概念轿车主减速器与差速器结构选型 (4) 2.2主减速器与差速器的结构与工作原理 (5) 2.3QY7180概念轿车主减速器主减速比i0的确定 (6) 3主减速器和差速器主要参数选择与计算 (7) 3.1主减速器齿轮计算载荷的确定 (7) 3.1.1按发动机最大转矩和最低档传动比确定从动齿轮的计算转 矩Tce (7) 3.1.2按驱动车轮打滑转矩确定从动齿轮的计算转矩Tcs (7) 3.1.3按日常平均使用转矩来确定从动齿轮的计算转矩 (8) 3.2主减速器齿轮传动设计 (8) 3.2.1按齿面接触强度设计 (8)
摘要 本次毕业设计主要是对安装在驱动桥的两个半轴之间的差速器进行设计，主要涉及到了差速器非标准零件如齿轮结构和标准零件的设计计算，同时也介绍了差速器的发展现状和差速器的种类，对于差速器的方案选择和工作原理也作出了简略的说明。在设计中参考了大量的文献，因此对差速器的结构和作用有了更透彻的了解，通过利用CATIA软件对差速器进行建模工作，也让我在学习方面得到了提高。 关键词：半轴，差速器，齿轮结构
目录 1.引言 (1) 1.1汽车差速器研究的背景及意义 (1) 1.2汽车差速器国内外研究现状 (1) 1.2.1国外差速器生产企业的研究现状 (1) 1.2.2我国差速器行业市场的发展以及研究现状 (2) 1.3汽车差速器的功用及其分类 (3) 1.4毕业设计初始数据的来源与依据 (4) 1.5本章小结 (5) 2.差速器的设计方案 (6) 2.1差速器的方案选择及结构分析 (6) 2.2差速器的工作原理 (7) 2.3本章小结 (9) 3.差速器非标准零件的设计 (10) 3.1对称式行星齿轮的设计计算 (10) 3.1.1对称式差速器齿轮参数的确定 (10) 3.1.2差速器齿轮的几何计算图表 (15) 3.1.3差速器齿轮的强度计算 (17) 3.1.4差速器齿轮材料的选择 (18) 3.1.5差速器齿轮的设计方案 (19) 3.2差速器行星齿轮轴的设计计算 (19) 3.2.1行星齿轮轴的分类及选用 (19) 3.2.2行星齿轮轴的尺寸设计 (20) 3.2.3行星齿轮轴材料的选择 (20) 3.3差速器垫圈的设计计算 (20) 3.3.1半轴齿轮平垫圈的尺寸设计 (21) 3.3.2行星齿轮球面垫圈的尺寸设计 (21) 3.4本章小结 (21) 4.差速器标准零件的选用 (22)
湖南农业大学东方科技学院 课程设计说明书 课程名称：现代设计方法 题目名称：差速器建模装配仿真 班级： 2008 级机制专业二班姓名：李攀 学号：200841914213 指导教师陶栋材 评定成绩： 教师评语： 指导老师签名： 20 年月日
第一章建模分析 在菜单栏选取【文件】下拉菜单，选取【新建】选项，系统将弹出如图1-1所示的【新增】对话框，选中其中的【零件】单选按钮，在【名字】编辑框中输 入“zwp”。单击对话框下部的按钮，进入三维实体建模 这是建立三维实体模型的第一步：其中需要注意的是在左图片中一定要把使用缺省模板前方框中选择的默认项去掉，这是欧美标准。在右图中我们需要选择mans_part_solid这个是表示在公尺下建模。默认选择是英尺这点也要注意不要回给自己带来很多麻烦。 第二章建模过程 本课程设计是针对减速器装配和仿真，建模过程只是大概叙述一下。 （1）建立装配基准JIZHUN.PAT 根据安装要求，通过点·线·面建立安装基准图
（2）建立CHILUN60.PRT 斜齿轮这是个斜齿轮盘建模过程有些简单，平时在建立模型时，会用到族表和关系，利用齿轮特有的关系建立驱动尺寸的齿轮。这次我采用的建模过程，通过建立几条相关的尺寸线，利用边界混合·合并·实体化，生成齿形，再通过阵列完成齿轮的外形轮廓。最后通过旋转和拉伸，完成最后模型。重要建模过程如下些图所示： 边界混合
红色部分模型阵列前单个齿形 阵列后
完成后的模型图 （3）建立ZHOU_4.PRT 旋转和倒角完成建模
（4）建立XIGAN.PRT 建模过程如下图中 （5）建立模型ZHUICHILUN2O_PRT 建模过程跟CHILUN60_PRT，在此不再重述。
摘要 汽车驱动桥是汽车的主要部件之一，其基本的功用是增大由传动轴或直接由变速器传来的转矩，再将转矩分配给左右驱动车轮，并使左右驱动车轮具有汽车行驶运动所要求的差速功能。汽车差速器位于驱动桥内部，为满足汽车转弯时内外侧车轮或两驱动桥直接以不同角度旋转，并传递扭矩的需求，在传递扭矩时应能够根据行驶的环境自动分配扭矩，提高了汽车通过性。其质量，性能的好坏直接影响整车的安全性，经济性、舒适性、可靠性。 随着汽车技术的成熟，轻型车的不断普及，人们根据差速器使用目的的不同，设计出多种类型差速器。与国外相比，我国的车用差速器开发设计不论在技术上，还是在成本控制上都存在不小的差距，尤其是目前兴起的三维软件设计方面，缺乏独立开发与创新能力，这样就造成设计手段落后，新产品上市周期慢，材料品质和工艺加工水平也存在很多弱点。 本文认真地分析了国内外驱动桥中差速器设计的现状及发展趋势，在论述汽车驱动桥的基本原理和运行机理的基础上，提炼出了在差速器设计中应掌握的满足汽车行驶的平顺性和通过性、降噪技术的应用及零件的标准化、部件的通用化、产品的系列化等关键技术；阐述了汽车差速器的基本原理并进行了系统分析；根据经济、适用、舒适、安全可靠的设计原则和分析比较，确定了轻型车差速器总成及半轴的结构型式；轻型车差速器的结构设计强度计算运用了理论分析成果；最后运用CATIA软件对汽车差速器进行建模设计，提升了设计水平，缩短了开发周期，提高了产品质量，设计完全合理，达到了预期的目标。 关键词：驱动桥；差速器；半轴；结构设计；
Automobile driving axle is one of the main components of cars, its basic function is increased by the transmission shaft or directly by coming from torque, again will torque distribution to drive wheels, and make about driving wheel has about vehicle movement required differential function. Auto differential drive to meet internal, located in car wheel or when turning inside and outside two axles directly with different point of view, and transfer the rotating torque transmission torque in demand, according to the environment should be driving torque, improve the automatic assignment car through sex. Its quality, performance will have a direct impact on the security of the vehicle, economy, comfort and reliability. As car technology maturity, the increasing popularity of small, people of different purposes according to differential, the design gives a variety of types differential. Compared with foreign countries, China's automotive differential development design whether in technology, or in the cost control there are large gap, especially at present the rise of 3d software design, lack of independent development and innovation ability, thus causing design means backward, new products listed cycle slow, materials quality and craft processing level also has many weaknesses. This paper conscientiously analyzes the differential drive axle design at home and abroad in the present situation and development trend of automobile driven axle, this basic principle and operation mechanism, carry on the basis of the differential practiced a meet the design should be mastered in smooth and automobile driving through sexual, noise reduction technology application and parts of standardization, parts of generalization, serialization of products, and other key technology; Expounds the basic principle and automotive differential system analysis; According to economic, applicable, comfortable, safe and reliable design principles and analysis comparison, determine the small differential assembly and half shaft structure type; Small differential structure design strength calculation using theoretical analysis results; Finally using CATIA software modeling design of automotive differential, promoted design level, shorten the development cycle, improve the product quality, design completely reasonable, can achieve the desired goals. Key words：Differential mechanism；Differential gear；Planetary gear；Semiaxis；
第一章绪论 汽车行驶时,左、右车轮在同一时间内所滚过的路程往往不等。例如，转弯时内、外两侧车轮行程显然不同，即外侧车轮滚过的距离大于内侧车轮；汽车在不平路面上行驶时，由于路面波形不同也会造成两侧车轮滚过的路程不等；即使在平直路面上行驶，由于轮胎气压、轮胎符合、胎面磨损程度不同以及制造误差等因素的影响，也会引起左、右车轮因滚动半径不同而使左、右车轮行程不等。如果驱动桥的左、右、车轮刚性连接，则行驶时不可避免地会产生驱动轮在路面上滑移或滑转。这不仅会加剧轮胎磨损与功率和燃料的消耗，而且可能导致转向和操纵性能恶化。为了防止这些现象的发生，汽车左、右驱动轮间都装有轮间差速器，从而保证了驱动桥两侧车轮在行程不等时具有不同的旋转角速度，满足了汽车行驶运动学的要求；在多桥驱动汽车上还常装有轴间差速器，以提高通过性，同时避免在驱动桥间产生功率循环及由此引起的附加载荷，使传动系零件损坏、轮胎磨损和增加燃料消耗等。 差速器用来在两输出轴间分配转矩，并保证两输出轴有可能以不同的角速度转动。差速器按其结构特征不同，分为齿轮、凸轮式、蜗轮式和牙嵌自由轮式等多种形式。 本次设计选择的是对称锥齿轮式差速器中的普通锥齿轮式差速器。
第二章 普通锥齿轮差速器基本原理 普通锥齿轮差速器由于结构简单、工作平稳可靠，一直广泛用于一般使用条件下的汽车驱动桥中。图2-1为其示意图，图中ω0为差速器壳的角速度； ω1、ω2分别为左、右两半轴的角速 度；To 为差速器壳接受的转矩；T r 为 差速器的内摩擦力矩；T 1、T 2分别为左、右两半轴对差速器的 反转矩。 图2-1 普通锥齿轮式差速器示意图 根据运动分析可得 ω1+ω2＝2ω0 (2 - 1) 显然，当一侧半轴不转时，另一侧半轴将以两倍的差速器壳体角速度旋转；当差速器壳体不转时，左右半轴将等速反向旋转。 根据力矩平衡可得 T0 T2T1T0T1-T2{ =+= (2 - 2) 差速器性能常以锁紧系数k 是来表征，定义为差速器的内摩擦力矩与差速器壳接受的转矩之比，由下式确定 K=r T /0T (2 - 3) 结合式(5—24)可得 k ) -0.5T0(1T1k ) 0.5T0(1T2{ =+= (2 - 4) 定义快慢转半轴的转矩比kb=T2/T1,则kb 与k 之间有
货车汽车后桥差速器的设计计算说明书
第一章驱动桥结构方案分析 由于要求设计的是货车的后驱动桥，一般选用非断开式结构以与非独立悬架相适应，该种形式的驱动桥的桥壳是一根支撑在左右驱动车轮的刚性空心梁，一般是铸造或钢板冲压而成，主减速器，差速器和半轴等所有传动件都装在其中，此时驱动桥，驱动车轮都属于簧下质量。 驱动桥的结构形式有多种，基本形式有三种如下： 1)中央单级减速驱动桥。此是驱动桥结构中最为简单的一种，是驱动桥的基本形式，在载重汽车中占主导地位。一般在主传动比小于6的情况下，应尽量采用中央单级减速驱动桥。目前的中央单级减速器趋于采用双曲线螺旋伞齿轮，主动小齿轮采用骑马式支承，有差速锁装置供选用。 2)中央双级驱动桥。在国内目前的市场上，中央双级驱动桥主要有2种类型：一类如伊顿系列产品，事先就在单级减速器中预留好空间，当要求增大牵引力与速比时，可装入圆柱行星齿轮减速机构，将原中央单级改成中央双级驱动桥，这种改制“三化”（即系列化，通用化，标准化）程度高，桥壳、主减速器等均可通用，锥齿轮直径不变；另一类如洛克威尔系列产品，当要增大牵引力与速比时，需要改制第一级伞齿轮后，再装入第二级圆柱直齿轮或斜齿轮，变成要求的中央双级驱动桥，这时桥壳可通用，主减速器不通用，锥齿轮有2个规格。 由于上述中央双级减速桥均是在中央单级桥的速比超出一定数值或牵引总质量较大时，作为系列产品而派生出来的一种型号，它们很难变型为前驱动桥，使用受到一定限制；因此，综合来说，双级减速桥一般均不作为一种基本型驱动桥来发展，而是作为某一特殊考虑而派生出来的驱动桥存在。 3)中央单级、轮边减速驱动桥。轮边减速驱动桥较为广泛地用于油田、建筑工地、矿山等非公路车与军用车上。当前轮边减速桥可分为2类：一类为圆锥行星齿轮式轮边减速桥；另一类为圆柱行星齿轮式轮边减速驱动桥。 ①圆锥行星齿轮式轮边减速桥。由圆锥行星齿轮式传动构成的轮边减速器，轮边减速比为固定值2，它一般均与中央单级桥组成为一系列。在该系列中，中央单级桥仍具有独立性，可单独使用，需要增大桥的输出转矩，使牵引力增大或速比增大时，可不改变中央主减速器而在两轴端加上圆锥行星齿轮式减速器即可变成双级桥。这类桥与中央双级减速桥的区别在于：降低半轴传递的转矩，把增大的转矩直接增加到两轴端的轮边
汽车差速器的设计 摘要：本文阐述了汽车差速器的历史、现状以及未来的发展趋势，通过对差速器的结构、作用和工作原理进行分析，最后确定研究课题使用差速器类型为对称式圆锥行星齿轮差速器。 关键词：汽车; 差速器; 对称式圆锥行星齿轮
引言 当汽车转弯时，由于外侧轮有滑脱现象，内侧轮有滑转现象，两个驱动轮就会产生两个方向相反的附加力，由于“最小能耗原理”，必然导致两边车轮的转速不同，从而破坏了三者的平衡关系，并通过半轴反映到半轴齿轮上，迫使行星齿轮自转，使外侧半轴转速加快，内侧半轴转速减慢，从而实现两边车轮转速的差异，这就是差速器的原理。这里涉及到“最小耗能原理”，也就是地球上所有物体都倾向于耗能最小的状态。例如把一粒豆子放进一个完内，豆子就会自动停留在这个碗的碗底，它自动选择静止（动能最小）而不会不断运动[1]。同样的，车轮在转弯时也会自动趋向最低耗能状态，自动地按照转弯半径调整左右轮的转速。 1汽车差速器的发展历史 汽车自上个世纪末诞生以来，已经走过了风风雨雨的一百多年。从卡尔本茨造出的第一辆三轮汽车以每小时18公里的速度，跑到现在，竟然诞生了从速度为零到加速到100公里/小时只需要三秒钟多一点的超级跑车。这一百年，汽车发展的速度是如此惊人！同时，汽车工业也造就了多位巨人，他们一手创建了通用、福特、丰田、本田这样一些在各国经济中举足轻重的著名公司。在我国，随着长春第一生产汽车厂的建成投产，1955年生产了61辆汽车，才结束了我国一直不能生产汽车的历史。经过几十年的努力，目前我国建立了自己的汽车工业[2]。在汽车行业发展初期，法国雷诺汽车公司的创始人雷诺发明了汽车差速器，它作为汽车必不可少的部件之一曾被汽车专家誉为“小零件大功用”。 汽车行驶时，左右车轮在同一时间内所滚过的路程往往不等。例如，转弯时内、外两侧车轮行程显然不同，即外侧车轮滚过的距离大于内侧车轮；即使在平直路面上行驶，由于轮胎气压、轮胎负载、胎面磨损程度不同以及制造误差等因素的影响，也会引起左、右车轮因滚动半径不同而使左、右车轮行程不等。如果驱动桥的左、右车轮刚性连接，则行驶时不可避免地会产生驱动轮在路面上滑移或滑转。这不仅会加剧轮胎磨损与功率和燃料的消耗，而且可能导致转向和操纵性能恶化。为了防止这些现象的发生，汽车左、右驱动轮间都装有轮间差速器，从而保证了驱动桥两侧车轮在行程不等时具有不同的旋转角速度，满足了汽车行驶运动学的要求；在多桥驱动汽车上还常装有轴间差速器，以提高通过性，同时避免在驱动桥间产生功率循环及由此引起的附加载荷，使传动系零件损坏、轮胎磨损和增加燃料消耗等等[3]。基于以上事实，
差速器设计 在车辆行驶过程中，会碰到多种情形的车况，导致左右车轮的行走的里程不同，即左右车轮会以不同的速度行驶，即会有左右车轮的转速不同。例如： （1）汽车在进行转弯时，外侧的车轮要经过更多的路程，速度要比内侧车轮速度大； （2）当车辆上的货物装的左右不均匀时，两侧车轮也会产生速度差； （3）当两侧车轮的气压不相等时，会导致车轮外径大小不同，导致速度差； （4）当一侧车轮碰到有阻碍，另一侧没有阻碍或是两侧车轮都碰到阻碍，但阻碍的情况不同时，也会有速度差； （5）当两侧车轮的磨损状况不同时，也会导致车轮大小不同，或者是受到的摩檫力矩大小不同，产生速度差； 所以从上述列出的几种情况中可以得出这样一个结论，即使是在直线道路上行驶，左右车轮也会不可避免地出现速度差。如果此时两侧车轮是由一根驱动轴驱动，那么传给两侧车轮的转速一样，那么无论是在什么路况下行驶，必然会发生车轮的滑移或者滑转现象。在这种情况下，轮胎的损耗将比正常情况下的损耗剧烈，同时也使得发动机的功率得不到充分的发挥。另一方面也会使得车辆不能按照预订的要求行驶，可能造成危险。为了使车轮相对地面的滑磨尽量减少，因此在驱动桥中安装有差速器，并通过两侧半轴驱动车轮，使得两侧的车轮可以以不同的速度行驶，使车轮接近纯滚动。 差速器按结构可分为齿轮式、凸轮式、涡轮式和牙嵌式等多种型式。在一般用途的汽车上，差速器常选择对称锥齿轮式差速器。它的特点是，左右两个半轴齿轮大小相同，然后将转矩分配给左右两个驱动轮。因此此次设计选用对称式锥齿轮式差速器。 差速器结构： P147图 差速器壳由左右两半组成，用螺栓固定在一起整个壳体的两端以锥形滚柱轴承支承在主传动壳体的支座内，上面用螺钉固定着轴承盖。两轴承的外端装有调整圈，用以调整轴承的紧度。并能配合主动齿轮轴轴承壳与壳体之间的调整垫片，调整主动，从动锥齿轮的啮合间隙和啮合印痕。为了防止松动，在调整圈外缘齿间装有锁片，锁片用螺钉固定在轴承盖上。 十字轴的4个轴颈分别装在差速器壳的轴孔内，其中心线与差速器的分界面重合。从动齿轮固定在差速器壳体上，当从动齿轮转动时，便带动差速器壳体和十字轴一起转动。 4个行星齿轮分别活动地装在十字轴轴颈上，两个半轴齿轮分别装在十字轴的左右两侧，与4个行星齿轮常啮合，半轴齿轮的延长套内表面制有花键，与半轴内端部用花键连接，这样就把十字轴传来的动力经4个行星齿轮和2个半轴齿轮分别传给两个半轴。行星齿轮背面做成球面，以保证更好地使半轴齿轮正确啮和以及定中心。 行星齿轮和半轴齿轮在转动时，其背面和差速器壳体会造成相互磨损，为减少磨损，在它们之间要装有止推垫片，那么就可用垫片的磨损来减少差速器和半轴的磨损，当磨损到一定程度时，只需更换垫片即可，这样既延长了主要零件的使用寿命，又便于维修。另外，差速器工作时，齿轮又和各轴颈及支座之间有相对的转动，为保证它们之间的润滑，在十字轴上铣有平面，并在齿轮的齿间钻有小孔，供润滑油循环进行润滑。在差速器壳上还制有窗孔，以确保壳中的润滑油能进出差速器。 差速器工作原理 P148
汽车设计课程设计说明书 题目：BJ130驱动桥部分设计验算与校核 姓名： 学号： 专业名称：车辆工程 指导教师： 目录 一、课程设计任务书 (1) 二、总体结构设计 (2) 三、主减速器部分设计 (2) 1、主减速器齿轮计算载荷的确定 (2) 2、锥齿轮主要参数选择 (4) 3、主减速器强度计算 (5) 四、差速器部分设计 (6) 1、差速器主参数选择 (6) 2、差速器齿轮强度计算 (7) 五、半轴部分设计 (8) 1、半轴计算转矩Tφ及杆部直径 (8) 2、受最大牵引力时强度计算 (9) 3、制动时强度计算 (9) 4、半轴花键计算 (9) 六、驱动桥壳设计 (10) 1、桥壳的静弯曲应力计算 (10) 2、在不平路面冲击载荷作用下的桥壳强度计算 (11) 3、汽车以最大牵引力行驶时的桥壳强度计算 (11) 4、汽车紧急制动时的桥壳强度计算 (12)
5、汽车受最大侧向力时的桥壳强度计算 (12) 七、参考书目 (14) 八、课程设计感想 (15)
一、课程设计任务书 1、题目 《BJ130驱动桥部分设计验算与校核》 2、设计内容及要求 （1）主减速器部分包括：主减速器齿轮的受载情况；锥齿轮主要参数选择；主减速器强度计算；齿轮的弯曲强度、接触强度计算。 （2）差速器：齿轮的主要参数；差速器齿轮强度的校核；行星齿轮齿数和半轴齿轮齿数的确定。 （3）半轴部分强度计算：当受最大牵引力时的强度；制动时强度计算。 （4）驱动桥强度计算：①桥壳的静弯曲应力 ②不平路载下的桥壳强度 ③最大牵引力时的桥壳强度 ④紧急制动时的桥壳强度 ⑤最大侧向力时的桥壳强度 3、主要技术参数 轴距L=2800mm 轴荷分配：满载时前后轴载1340/2735(kg) 发动机最大功率：80ps n：3800-4000n/min 发动机最大转矩17.5kg﹒m n：2200-2500n/min 传动比：i1=7.00； i0=5.833 轮毂总成和制动器总成的总重：g k=274kg
差速器设计 汽车在行驶过程中，左、右车轮在同一时间内所滚过的路程往往是不相等的，如转弯时内侧车轮行程比外侧车轮短；左右两轮胎内的气压不等、胎面磨损不均匀、两车轮上的负荷不均匀而引起车轮滚动半径不相等；左右两轮接触的路面条件不同，行驶阻力不等等。这样，如果驱动桥的左、右车轮刚性连接，则不论转弯行驶或直线行驶，均会引起车轮在路面上的滑移或滑转，一方面会加剧轮胎磨损、功率和燃料消耗，另一方面会使转向沉重，通过性和操纵稳定性变坏。为此，在驱动桥的左、右车轮间都装有轮间差速器。在多桥驱动的汽车上还常装有轴间差速器，以提高通过性，同时避免在驱动桥间产生功率循环及由此引起的附加载荷、传动系零件损坏、轮胎磨损和燃料消耗等。 差速器用来在两输出轴间分配转矩，并保证两输出轴有可能以不同角速度转动。差速器按其结构特征可分为齿轮式、凸轮式、蜗轮式和牙嵌自由轮式等多种形式。 一、差速器结构形式选择 (一)齿轮式差速器 汽车上广泛采用的差速器为对称锥齿轮式差速器，具有结构简单、质量较小等优点，应用广泛。他又可分为普通 锥齿轮式差速器、摩擦片式差速器 和强制锁止式差速器等 1．普通锥齿轮式差速器 由于普通锥齿轮式差速器结 构简单、工作平稳可靠，所以广泛 应用于一般使用条件的汽车驱动 桥中。图5—19为其示意图，图中 ω0为差速器壳的角速度；ω1、ω 2分别为左、右两半轴的角速度； To为差速器壳接受的转矩；T r为差速器的内摩擦力矩；T1、T2分别为左、右两半轴对差速器的反转矩。 根据运动分析可得 ω1+ω2＝2ω0 (5—23) 显然，当一侧半轴不转时，另一侧半轴将以两倍的差速器壳体角速度旋转；当
学号成绩 汽车专业综合实践说明书 设计名称：汽车差速器设计 设计时间 2012年 6月 系别机电工程系 专业汽车服务工程 班级 姓名 指导教师 2012 年 06 月 18日
目 录 任务设计书 已知条件：（1）假设地面的附着系数足够大； （2）发动机到主传动主动齿轮的传动效率96.0=w η； （3）车速度允许误差为±3%； （4）工作情况：每天工作16小时，连续运转，载荷较平稳； （5）工作环境：湿度和粉尘含量设为正常状态，环境最高温度为30 度； （6）要求齿轮使用寿命为17年（每年按300天计，每天平均10小时）； （7）生产批量：中等。 （8）半轴齿轮、行星齿轮齿数，可参考同类车型选定，也可自己设计。 （9）主传动比、转矩比参数选择不得雷同。 差速器的功用类型及组成 差速器——能使同一驱动桥的左右车轮或两驱动桥之间以不同角速度旋转，并传递转矩的机构。起轮间差速作用的称为轮间差速器，起桥间作用的称桥间（轴间）差速器。轮间差速器的功用是当汽车转弯行驶或在不平路面上行驶时，使左右驱动轮以不同的转速滚动，即保证两侧驱动车轮作纯滚动。 1.齿轮式差速器 齿轮式差速器有圆锥齿轮式和圆柱齿轮式两种。 按两侧的输出转矩是否相等，齿轮差速器有对称式（等转矩式）和不对称式（不等转矩式）。目前汽车上广泛采用的是对称式锥齿轮差速器，具有结构简单、质量较小等优点，应用广泛。它又可分为普通锥齿轮式差速器、摩擦片式差速器和强制锁止式差速器等。其结构见下图：
2.滑块凸轮式差速器 图二—2为双排径向滑块凸轮式差速器。 差速器的主动件是与差速器壳1连接在一起的套，套上有两排径向孔，滑块2装于孔中并可作径向滑动。滑块两端分别与差速器的从动元件内凸轮4和外凸轮3接触。内、外凸轮分别与左、右半轴用花键连接。当差速器传递动力时，主动套带动滑块并通过滑块带动内、外凸轮旋转，同时允许内、外凸轮转速不等。理论上凸轮形线应是阿基米德螺线，为加工简单起见，可用圆弧曲线代替。
差速器间隙调整 这是要看具体情况而调了！下面告诉你方法！当啮合印记偏向大端时，将从动齿轮向主动齿轮靠近，若侧隙过小将主动齿轮向外移开；当啮合印记偏向小端时，将从动齿轮远离主动齿轮，此时若侧隙过大，将主动齿轮内移近；当啮合印记偏向齿顶时，主动齿轮向从动齿轮移近，若此时间隙过小，则将从动齿轮向外移开；当啮合印记偏向齿根时，主动齿轮向从动齿轮移开，若此时间隙过大，则将从动吃乱向内移近。归纳了一句顺口溜，齿轮移动方向：大进从，根出主；小出从，顶进主；顶进主，小出从；根出主，大进从。图上印泥看就行了，主要就是看从动齿轮与主动齿轮的接触面来调整的，调整不好的话磨损得会很厉害的。轴承调间隙不了，都是靠主动齿轮和从动齿轮来回纵向移动来调整差速器的。这在修车里面也是一项重要的技术哦！呵呵！~~ 首先要先调整好轴承预紧度，就是你所说的轴承间隙。调整到转动灵活，无卡滞现象，无间隙感。主动锥齿轮轴承间隙用两轴承之间的垫片调整，加垫片轴承间隙大，反之间隙减小。从动锥齿轮（盆齿）用调整螺母调整。用印泥是调整齿轮的接触面积是否正确，齿轮间隙是否合适。当啮合印记偏向大端时，将从动齿轮向主动齿轮靠近，若侧隙过小将主动齿轮向外移动当啮合印记偏向小端时，将从动齿轮远离主动齿轮，此时若侧隙过大，将主动齿轮内移近；移动从动齿轮时，当一边的调整螺母退出多少，另一边要相应拧紧多少，以保证轴承的预紧度和间隙保持不变。当啮合印记偏向齿顶时，主动齿轮向从动齿轮移动若此时间隙过小，则将从动齿轮向外移动当啮合印记偏向齿根时，主动齿轮向从动齿轮移动，若此时间隙过大，则将从动齿轮向内移动这个是靠主动锥齿轮和轴承之间的垫片来调整。或减速器壳体和主动锥齿轮壳体之间的垫片调整。 答:差速器轴承属圆锥止推轴承，左右两只轴承止推面相对设置，轴承锥面(即滚棒锥面)朝外，设置在减速器壳上的差速器轴承外套以两侧相对朝向中间与轴承配套，其间隙由轴承座孔上的差速器轴承调整螺母调整。在半浮式后桥壳中设置的差速器，其轴承间隙是以增减轴承止推面垫圈和两段后桥壳装配而调整的。 在主双级式减速器中的差速器，也就是二道减速的减速器里设置的差速器，其轴承间隙调整的方法是:先调整好二道减速的圆柱主动齿轮的圆锥止推轴承，然后将减速器外壳侧盖、垫片等拆掉，将齿轮移位，再将差速器装配，进行轴承间隙调整。差速器轴承间隙调整合格后，再将拆掉的二道减速部件复原装配，这样实际上是进 行部件单体调整，它可以防止两套部件相互影响而造成错觉。如果先调整差速器轴承间隙，后调整二道减速圆柱主动齿轮轴承间隙，必然要将先调整好的轴承拆掉，再调整二道减速主动齿轮轴承，这就造成了二次装配差速器轴承间隙的误差，使轴承间隙不 合适。 半浮式后桥壳差速器轴承间隙的调整仍然按照上述方法，不允许在调整差速器轴
托森差速器的设计说明书（可编辑）本科毕业设计(论文)通过答辩 目录 一 . 托森差速器的简介 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 二 . 托森差速器的工作原理 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2 三 . 蜗轮、蜗杆设计 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 四 . 蜗杆前、后轴的设计 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9 五 . 空心轴的设计 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 0 六 . 直齿圆柱齿轮设计 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 1 七 . 蜗轮轴设计 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 4 八 . 差速器外壳的设计 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 6 九 . 参考车型相关数据 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 7 十 . 设计心得 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 7
本次设计主要是对安装在驱动桥的两个半轴之间的差速器进行 设计，主要涉及到了差速器非标准零件如齿轮结构和标准零件的设计计算，同时也对整车的参数、结构做了简单的选择计算。在设计中参考了大量的文献，因此对差速器的结构和作用有了更透彻的了解，通过利用CAＤ软件对差速器进行作图，也让我在学习方面得到了提高。关键字：差速器半轴设计校核
1.引言 1.１差速器的功用和分类 差速器的功用是当汽车转弯行驶或在不平路面上行驶时，使左右驱动车轮以不同的角速度滚动，以保证两侧驱动车轮与地面间作纯滚动运动。 现在差速器的种类趋于多元化，功用趋于完整化。目前汽车上最常用的是对称式锥齿轮差速器，还有各种各样的功能多样的差速器，如：防滑差速器、强制锁止式差速器、高摩擦自锁式差速器、托森差速器、行星圆柱齿轮差速器。 1.２原始数据及设计要求 1.2.1原始数据 1.2.2设计要求 （1）根据已知数据，确定轴数，驱动形式，布置形式，注意国家道路交通法规规定和汽车设计规范。 （2）确定汽车主要参数。 1）主要尺寸，可从参考资料中获取。 2）进行汽车轴荷分配。 （3）选定发动机功率、转速、扭矩，可参考已有车型。
（4）离合器的结构形式选择，主要参数计算。 （5）确定传动系最小传动比，即主减速器传动比。 （6）确定传动系最大传动比，从而计算出变速器最大传动比。 （7）机械式变速器型式选择，主要参数计算，设置合理的档位数，计算出各档的速比。 （8）驱动桥结构型式，根据主减速器的速比，确定采用单级或双级主减速器。 2.总布置设计 2.1轴数确定 因为汽车最大总质量为2100kg，小于19t，所以采用结构简单、制造成本低廉的两轴方案。 2.2驱动形式 因为总质量较小，所以采用结构简单、制造成本低的4×2驱动形式。 2.3布置形式 为充分发挥前置发动机后桥驱动的优势：便于发动机的维修，离合器、变速器操纵机构简单，前、后车桥载荷分配合理，牵引性能比前置前驱型式优越，转向轮是从动轮，转向机构结构简单、便于维修等，选择前置发动机后桥驱动。
1 绪论 1.1 课题国内外研究背景 汽车行业发展初期，汽车差速器作为汽车必不可少的部件之一被汽车专家誉为“小零件大功用”。当汽车转弯行驶时，内、外两侧车轮在同一时间内要移动不同的距离，外轮移动的距离比内轮大。差速器的功用就是把主减速器传过来的动力再传给左、右两个半轴，并且在转弯过程中允许左、右两个半轴以不同转速来旋转。在本世纪六七十年代，当世界经济进入一个高速增长期，但是2008年爆发的全球金融危机又让汽车产业在危机过程中有了发展的机遇。 当前我们国家的重型汽车的差速器产品技术基本上都是来自美国、德国、日本等几个传统的工业强国，目前我国现有技术几乎是在引进国外技术的基础上发展起来的，并且已经具备了一定的规模。然而目前我国的差速器没有自己的核心技术产品，创新能力仍然很弱，影响了整个汽车行业的发展。在差速器的发展上还有很长的路要走。 1.1.1 差速器目前发展态势 当前汽车基本上是在朝着经济性和动力性的方向发展，但是怎样能够使尽可能提高自己产品燃油经济性以及动力性是每个汽车厂家一直在攻克的课题。具体说来，汽车身上的每个零件都在不停地变化。差速器也是一样的。国外有些差速器生产企业的研究水平已经很高。伊顿公司汽车集团是全球化的汽车零部件制造供应商之一，在牵引力控制、安全排放控制、发动机以及变速箱等领域居全球领先地位。当前国内差速器起步算是较晚，所以目前发展最主要是靠引进国外产品来满足自身的需求。 当然了，我们还是要努力抓住市场机遇，在保证现有差速器生产和改进的基础上，还是要充分认识到发展与改革的关系，特别是要认识到创新对发展的巨大推动作用。我们要紧随世界潮流，才能让我们的产品向高技术含量，智能化等方向发展，才能开发出适合我国自身国情，具有自主知识产权的新型的差速器。 当前国内外主要差速器典型结构类型
本次毕业设计主要是对安装在驱动桥的两个半轴之间的差速器进行设计，主要涉及到了差速器非标准零件如齿轮结构和标准零件的设计计算，同时也介绍了 差速器的发展现状和差速器的种类，对于差速器的方案选择和工作原理也作出了简略的说明。在设计中参考了大量的文献，因此对差速器的结构和作用有了更透彻的了解，通过利用CATIA软件对差速器进行建模工作，也让我在学习方面得到了提高。 关键词：半轴，差速器，齿轮结构
1. 引言 (1) 1.1汽车差速器研究的背景及意义 (1) 1.2汽车差速器国内外研究现状 (1) 1.2.1国外差速器生产企业的研究现状 (1) 1.2.2我国差速器行业市场的发展以及研究现状 (2) 1.3汽车差速器的功用及其分类 (4) 1.4毕业设计初始数据的来源与依据 (5) 1.5本章小结 (6) 2. 差速器的设计方案 (7) 2.1差速器的方案选择及结构分析 (7) 2.2差速器的工作原理 (8) 2.3本章小结 (11) 3. 差速器非标准零件的设计 (12) 3.1 对称式行星齿轮的设计计算 (12) 3.1.1对称式差速器齿轮参数的确定 (12) 3.1.2差速器齿轮的几何计算图表 (17) 3.1.3差速器齿轮的强度计算 (19) 3.1.4差速器齿轮材料的选择 (20) 3.1.5差速器齿轮的设计方案 (21) 3.2差速器行星齿轮轴的设计计算 (21) 3.2.1行星齿轮轴的分类及选用 (21)
322行星齿轮轴的尺寸设计 (22) 323行星齿轮轴材料的选择 (22) 3.3差速器垫圈的设计计算 (22) 3.3.1半轴齿轮平垫圈的尺寸设计 (23) 3.3.2行星齿轮球面垫圈的尺寸设计 (23) 3.4本章小结 (24) 4. 差速器标准零件的选用 (25) 4.1螺栓的选用和螺栓的材料 (25) 4.2螺母的选用和螺母的材料 (25) 4.3差速器轴承的选用 (26) 4.4十字轴键的选用 (26) 4.5本章小结 (26) 5. 差速器总成的装配和调整 (27) 5.1差速器总成的装配 (27) 5.2差速器零部件的调整 (27) 5.3本章小结 (27) 附图 (29) 参考文献 (30) 致谢 (32)
差速器设计
第四节差速器设计 汽车在行驶过程中，左、右车轮在同一时间内所滚过的路程往往是不相等的，如转弯} 内侧车轮行程比外侧车轮短；左右两轮胎内的气压不等、胎面磨损不均匀、两车轮上的负荷 不均匀而引起车轮滚动半径不相等；左右两轮接触的路面条件不同，行驶阻力不等等。这 样，如果驱动桥的左、右车轮刚性连接，则不论转弯行驶或直线行驶，均会引起车轮在路面 上的滑移或滑转，一方面会加剧轮胎磨损、功率和燃料消耗，另一方面会使转向沉重，通过 性和操纵稳定性变坏。为此，在驱动桥的左、右车轮间都装有轮间差速器。在多桥驱动的汽 车上还常装有轴间差速器，以提高通过性，同时避免在驱动桥间产生功率循环及由此引起的 附加载荷、传动系零件损坏、轮胎磨损和燃料消耗等。 差速器用来在两输出轴间分配转矩，并保证两输出轴有可能以不同角速度转动。差速器 按其结构特征可分为齿轮式、凸轮式、蜗轮式和牙嵌自由轮式等多种形式。 一、差速器结构形式选择 (一)对称锥齿轮式差速器
汽车上广泛采用的差速器为对称锥齿轮式差速器，具有结构简单、质量较小等优点，应 用广泛。它又可分为普通锥齿轮式差速器、摩擦片式差速器和强制锁止式差速器等。 1.普通锥齿轮式差速器 由于普通锥齿轮式差速器结构简单、工作平 稳可靠，所以广泛应用于一般使用条件的汽车驱 动桥中。图5-19为其示意图，图中0w 为差速 器壳的角速度；1w 、2w 分别为左、右两半轴的 角速度；0T 为差速器壳接受的转矩；r T 为差速 器的内摩擦力矩；1T 、2T 分别为左、右两半轴 对差速器的反转矩。 根据运动分析可得 0212w w w =+ (5-23) 显然，当一侧半轴不转时，另一侧半轴将以 图5—19 普通锥齿轮式差速器示意图 两倍的差速器壳体角速度旋转；当差速器壳体不转时，左右半轴将等速反向旋转。