汽车变速器与差速器详解

差速器和主减速器结构和工作原理内容简介：发动机的动力经过变速器输出后，必须经过主减速器和差速器才能传递车轮，对于前轮驱动的汽车，如我们常见的轿车，主减速器和差速器设计在变速器壳体内；对于后轮驱动的汽车，如客车和货车，主减速器和差速器安装在后轿内发动机的动力经过变速器输出后，必须经过主减速器和差速器才能传递车轮，对于前轮驱动的汽车，如我们常见的轿车，主减速器和差速器设计在变速器壳体内；对于后轮驱动的汽车，如客车和货车，主减速器和差速器安装在后轿内。

一主减速器主减速器的作用将变速器输出的动力再次减速，以增加转矩，之后将动力传递给差速器。

主减速器的类型：（1）单级主减速器：大部分汽车的主减速器为单级主减速器，减速型式为普通斜齿轮式或锥形齿轮式：锥形齿轮式主减速器图其中锥形齿轮式主减速器如图所示，广泛的应用于后驱汽车的后轿中，变速器输出动力经过传动轴传给主动锥齿轮，经从动锥齿轮减速后传给差速器。

普通斜齿轮式主减速器应用于前驱汽车的变速器中。

注：对于前驱汽车的变速器中的主减速器，如果发动机在机舱在横置，则主减速器为普通斜齿轮式；如果发动机在机舱内纵置，则主减速器为锥形齿轮式，如桑塔纳、帕萨特等。

（2）双级主减速器：在重型货车上，常采用双级主减速器，如下图所示：双级主减速器结构图第一级为锥形齿轮减速，第二级为普通斜齿轮减速。

二减速器：1 差速器的作用：汽车在直线行驶时，左右车轮转速几乎相同，而在转弯时，左右车轮转速不同，差速器能实现左右车轮转速的自动调节，即允许左右车轮以不同的转速旋转。

2 差速器的组成结构：差速器结构图1-差速器壳轴承；2和8-差速器壳体；3和5-调整垫片；4-半轴齿轮（两个）；6-行星齿轮（两个或四个）；7-主减速器从动锥齿轮；9-行星齿轮轴。

3 差速器的工作原理和工作状态：行星齿轮的自转：差速器工作时，行星齿轮绕行星齿轮轴的旋转称为行星齿轮的自转；行星齿轮的公转：差速器工作时，行星齿轮绕半轴轴线的旋转称为行星齿轮的公转；（1）汽车直线行驶时，主减速器的从动锥齿轮驱动差速器壳旋转，差速器差驱动行星齿轮轴旋转，行星齿轮轴驱动行星齿轮公转，半轴齿轮在行星齿轮的夹持下同速同向旋转，此时，行星齿轮只公转，不自动，左右车轮和转速等于从动锥齿轮的转速。

摘要汽车问世百余年，特别是从汽车产品的大批量生产及汽车工业的打发展以来，汽车已经对世界经济打发展和人类进入现代生活产生了无法估量的巨大影响，为人类社会的进步作出了不可磨灭的巨大贡献。

为了使大家对汽车这一影响人类社会的产品有更全面、更深入的了解，以便把握住“汽车设计”技术的发展方向，通过对汽车的总体设计，汽车零部件的载荷和计算工况与计算方法，以及汽车各系统、各组成及主要零部件的结构分析和设计计算的概述，是大家对汽车的设计理论与设计技术有更好的认识与突破。

汽车主减速器及差速器是汽车传动中最重要的部件之一。

它能够将万向传动装置传来的发动机转矩传给驱动车轮，以实现降速增扭。

本次设计的是有关乘用车的主减速器和差速器，并要使其具有通过性。

本次设计的内容包括有：方案选择，结构的优化与改进。

齿轮与齿轮轴的设计与校核。

并且在设计过程中，描述了主减速器的组成和差速器的差速原理和差速过程。

方案确定主要依据原始设计参数，对比同类型的减速器及差速器，确定此轮的传动比，并对其中重要的齿轮进行齿面接触和齿轮弯曲疲劳强度的校核。

而对轴的设计过程中着重齿轮的布置，并对其受最大载荷的危险截面进行强度校核。

主减速器及差速器对提高汽车行驶平稳性和其通过性有着独特的作用，是汽车设计的重点之一。

关键词：驱动桥；主减速器；差速器；半轴AbstractVehicle drive axle at the end of the transmission system, the basic skills to use is to increase the transmission came directly from the drive shaft or torque, the torque distribution to the left and right wheels, and get differential requirements. In the drive axle, the realization of the usefulness of the main parts of this series are the main reducer, differential, axle, but also other transmission devices and axle. The main design principle of the drive axle was carefully understanding and statement, Santana 2000, the main reducer drive axle, differential, axle and other important components such as a detailed design. In the design process, according to the principles of automotive design and procedures, carried out a detailed calculation. In the design process, but also analysis of the components need to adopt the method, the feasibility of the program discussions, and possible faults of thinking, the last on the important parts and the assembly showing the way with engineering drawings.Keywords：Drive axle ；Main reducer ；Differential ；Axle目录摘要 (I)目录 (II)第1章绪论 (1)1.1选题的背景与意义 (1)1.2 研究的基本内容 (1)1.2.1 主减速器的作用 (2)1.2.2 主减速器的工作原理 (2)1.2.3 国内主减速器的状况 (2)1.2.4 国内与国外差距 (2)1.3 课题研究内容 (3)1.3.1主减速器的结构分析 (3)1.3.2 差速器的结构分析 (3)第2章主减速器的设计 (5)2.2主减速器的方案确定 (5)2.3主减速器从动齿轮支承方案确定 (5)2.3.1主动双曲面锥齿轮 (5)2.3.2从动双曲面锥齿轮 (4)2.4基本参数的选择与计算载荷的确 (5)2.4.1 齿轮计算载荷的确定 (5)2.4.2 主减速器基本参数的选择 (8)2.4.3 主减速器准双面圆锥齿轮的集合计算 (10)2.4.4 主减速器齿轮的热处理 (17)第3章差速器的设计 (19)3.1 差速器概述 (19)3.2 差速器的结构形式选择 (20)3.3 差速器齿轮的基本参数选择 (20)3.3.1 行星齿轮数目的选择 (20)3.3.2 行星齿轮球面半径R的选择 (22)B3.3.3 行星齿轮与半轴齿轮齿数的选择 (21)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 (21)3.3.5 压力角 (21)3.3.6 行星齿轮轴直径d及支承长度L (22)3.4 差速器齿轮的集合计算 (22)3.5 差速器齿轮的强度计算 (24)第4章轴的设计 (25)4.1 主动锥齿轮轴的设计 (25)4.1.1 锥齿轮齿面上的作用力 (25)4.1.2 齿宽中点处的圆周力 (26)4.1.3 锥齿轮轴向力和径向力 (26)4.1.4 轴和轴承的计算 (27)4.1.5 齿轮轴承径向载荷的计算 (28)4.1.6 主动锥齿轮轴参数设计 (28)4.1.7 主动锥齿轮轴的校核 (29)4.2 行星齿轮轴的设计 (31)4.2.1 普通平键的选择 (31)4.2.2 圆柱销的选择 (31)4.2.3 计算载荷的确定 (31)4.2.4 行星齿轮轴的强度计算 (32)第5章结论 (33)参考文献 (34)致谢 (35)第1章绪论1.1选题的背景与意义主减速器和差速器是汽车是驱动桥的中的一部分,是传动系统的重要组成部分.主减速器的功用是增大转矩同时降低转速,差速器的作用是能使同一个驱动桥上的两个车轮以不同的速率旋转.单级主减速器通常由主动齿轮从动齿轮组成,在双级主减速器中，通常还要加一对圆柱齿轮或一组行星齿轮。

汽车传动系的工作原理
汽车传动系统是指汽车发动机输出的动力经过一系列传动装置传递到车轮，使车辆能够前进或后退的机制。

传动系统包括离合器、变速器、传动轴、差速器和驱动轮等部件。

其工作原理如下：
1. 离合器：位于发动机和变速器之间，通过与发动机输出轴相连，用于在发动机工作时将动力传递给传动系统。

当驾驶员踩下离合器踏板时，离合器分离发动机和传动系统，使发动机不再传递动力。

2. 变速器：用于调整发动机输出转速和扭矩，以适应不同的行驶工况。

变速器有多个齿轮组成的齿轮箱，通过切换不同齿轮比来实现不同的速度和扭矩输出。

比如，低速齿轮比适用于起步和爬坡，而高速齿轮比适用于高速行驶。

3. 传动轴：将动力从变速器传递到驱动轮。

传动轴是一根连接前后轴的金属轴杆，它通过万向节和万向轴传递动力，并且能够适应车辆转向和悬挂系统的运动。

4. 差速器：用于将动力分配给两个驱动轮。

差速器允许内外驱动轮在行驶过程中以不同的速度转动，以适应转弯时内外侧轮胎的滑动差异。

差速器还可以通过限滑差速器等装置来提供更好的牵引力。

5. 驱动轮：接受动力并将其传递到路面，从而推动车辆行驶。

驱动轮通常采用前驱、后驱或全驱的方式，其中前驱为前轮驱
动，后驱为后轮驱动，而全驱则同时由前后轮提供驱动力。

通过以上一系列的传动装置，汽车传动系统能够将发动机输出的动力传递到驱动轮，使车辆能够行驶并完成各种工况下的驾驶需求。

简述换挡原理及动力传递换挡原理和动力传递是汽车驱动系统中的关键部分，它们决定了发动机动力的传递方式和实现车辆速度调节的方法。

下面是对换挡原理和动力传递的详细解释。

换挡原理：换挡是指通过操纵离合器和变速器，在汽车行驶过程中改变传动比，以实现车速调节和提高动力传递效率的操作。

1.离合器工作原理：离合器是一种连接和分离发动机和变速器的装置。

发动机的动力通过离合器传递到变速器，然后再传递到车轮。

当离合器踏板被踩下时，离合器片与飞轮分离，发动机与变速器断开连接；当踩离合器踏板抬起时，离合器片与飞轮接触并通过摩擦力将发动机动力传递给变速器。

2.变速器工作原理：变速器是控制车辆行驶和发动机性能的装置。

它通过一系列的齿轮和离合器组合来改变转速和扭矩的传递比。

常见的变速器类型有手动变速器和自动变速器两种。

-手动变速器：手动变速器通过操纵离合器和换挡杆来改变变速器内部齿轮的组合，实现车速调节。

当换挡时，驾驶员先踩下离合器踏板，断开发动机和变速器的连接；然后操作换挡杆将齿轮组合调整到适当位置；最后松开离合器踏板，重新连接发动机和变速器。

-自动变速器：自动变速器通过电脑控制系统自动调整变速器内部齿轮的组合，实现车速调节。

自动变速器会根据驾驶员的需求和车辆状态来自动选择合适的挡位。

它通过感应器检测车速、发动机转速和加速踏板的位置，根据这些参数来控制离合器和换挡器的工作。

动力传递：动力传递是指将发动机产生的动力通过驱动轴、差速器和车轮传递到地面的过程。

1.驱动轴：驱动轴是连接发动机和差速器的传动轴，它将发动机产生的动力传递给差速器。

2.差速器：差速器是用于驱动车辆两侧车轮的装置。

当车辆转弯时，两个车轮会有不同的转速，而差速器会根据需要将动力分配给两个车轮，以保证车辆的稳定性。

3.车轮：车轮是连接地面和差速器的传动部件，它们将差速器传递给它们的动力传递到地面，驱动整个车辆运动。

总结：换挡原理和动力传递是汽车驱动系统中非常重要的部分。

汽车的各个零部件都有什么作用我们都知道，一辆完整的汽车上面所包含的零部件可谓是多如牛毛，想要一一列举几乎不太可能。

下面是小编分享的汽车零部件的结构作用详解，一起来看看吧。

汽车零部件的结构作用汽车一般由发动机、底盘、车身和电气设备等四个基本部分组成。

汽车发动机：发动机是汽车的动力装置。

由机体，曲柄连杆机构，配气机构，冷却系，润滑系，燃料系和点火系(柴油机没有点火系)等组成。

按燃料分发动机有汽油和柴油发动机两种;按工作方式分有二冲程和四冲程两种，一般发动机为四冲程发动机。

四冲程发动机的工作过程：四冲程发动机是活塞往复四个行程完成一个工作循环，包括进气、压缩、作功、排气四个过程。

四行程柴油机和汽油机一样经历进气、压缩、作功、排气的过程。

但与汽油机的不同之处在于：汽油机是点燃，柴油机是压燃。

冷却系：一般由水箱、水泵、散热器、风扇、节温器、水温表和放水开关组成。

汽车发动机采用两种冷却方式，即空气冷却和水冷却。

一般汽车发动机多采用水冷却。

润滑系：发动机润滑系由机油泵、集滤器、机油滤清器、油道、限压阀、机油表、感压塞及油尺等组成。

燃料系：汽油机燃料系由汽油箱、汽油表、汽油管、汽油滤清器、汽油泵、化油器、空气滤清器、进排气歧管等组成。

化油器：是将汽油与空气以一定的比例混合为一种雾化气体的装置，这种雾化气体叫可燃混合气，及时适量供入气缸。

汽车的底盘：传动系：主要是由离合器、变速器、万向节、传动轴和驱动桥等组成。

离合器：其作用是使发动机的动力与传动装置平稳地接合或暂时地分离，以便于驾驶员进行汽车的起步、停车、换档等操作。

变速器：由变速器壳、变速器盖、第一轴、第二轴、中间轴、倒档轴、齿轮、轴承、操纵机构等机件构成，用于汽车变速、变输出扭矩。

行驶系：由车架、车桥、悬架和车轮等部分组成。

它的基本功用是支持全车质量并保证汽车的行驶。

钢板弹簧与减震器：钢板弹簧的作用是使车架和车身与车轮或车桥之间保持弹性联系。

减震器的作用是当汽车受到震动冲击时使震动得到缓和。

汽车传动系统——各类传动结构图解
一.机械式传动系一般组成及布置示意图
1-离合器 2-变速器 3-万向节 4-驱动桥 5-差速器 6-半轴 7-主减速器 8-传动轴
图为传统的发动机纵向安装在汽车前部，后桥驱动的4×2汽车布置示意图。

发动机发出的动力经离合器、变速器、万向传动装置传到驱动桥。

在驱动桥处，动力经过主减速器、差速器和半轴传给驱动车轮。

二.发动机前置、纵置，前轮驱动的布置示意图
1-发动机 2-离合器 3-变速器 4-变速器输入轴 5-变速器输出轴 6-差速器 7-车速表驱动齿轮 8-主减速器从动齿轮
发动机前置、纵置，前桥驱动，使得变速器和主减速器连在一起，省掉了它们之间的万向传动装置。

三.典型液力机械传动示意图
1-液力变矩器 2-自动器变速器 3-万向传动 4-驱动桥 5-主减速器6-传动轴
液力传动（此处单指动液传动）是利用液体介质在主动元件和从动元件之间循环流动过程中动能的变化来传递动力。

液力传动装置串联一个有级式机械变速器，这样的传动称为液力机械传动。

四.静液式传动系示意图
1-离合器 2-油泵 3-控制阀 4-液压马达 5-驱动桥 6-油管
液压传动也叫静液传动，是通过液体传动介质静压力能的变化来传递能量。

主要由发动机驱动的油泵、液压马达和控制装置等组成。

五.混合式电动汽车采用的电传动
1-离合器 2-发电机 3-控制器 4-电动机 5-驱动桥 6-导线
电传动是由发动机驱动发电机发电，再由电动机驱动驱动桥或由电动机直接驱动带有减速器的驱动轮。

汽车传动系各个部分的工作原理以及作用【答案解析】汽车发动机与驱动轮之间的动力传递装置称为汽车的传动系。

它应保证汽车具有在各种行驶条件下所必需的牵引力、车速，以及保证牵引力与车速之间协调变化等功能，使汽车具有良好的动力性和燃油经济性；还应保证汽车能倒车，以及左、右驱动轮能适应差速要求，并使动力传递能根据需要而平稳地结合或彻底、迅速地分离。

传动系包括离合器、变速器、传动轴、主减速器、差速器及半轴等部分。

下面分别介绍传动系各个分总成的工作原理以及作用：1、离合器：离合器位于发动机和变速箱之间的飞轮壳内，用螺钉将离合器总成固定在飞轮的后平面上，离合器的输出轴就是变速箱的输入轴。

在汽车行驶过程中，驾驶员可根据需要踩下或松开离合器踏板，使发动机与变速箱暂时分离和逐渐接合，以切断或传递发动机向变速器输入的动力。

2、变速器：变速器是用来改变来自发动机的转速和转矩的机构，它能固定或分档改变输出轴和输入轴传动比，又称变速箱。

通过改变传动比，改变发动机曲轴的转拒，适应在起步、加速、行驶以及克服各种道路阻碍等不同行驶条件下对驱动车轮牵引力及车速不同要求的需要。

一般上讲，汽车变速器为手动变速器（MT），自动变速器（AT），双离合变速器（DCT），无级式变速器（CVT）。

变速器的功能是变速变扭，并且能让车辆实现倒车和怠速停车功能。

变速箱、发动机桥人同称为汽车三大核心部件，由此可见，变速器对于汽车来讲非常重要。

3、传动轴：传动轴总成由外万向节（RF 节）、内万向节（VL 节）和花键轴组成，RF 节和 VL 节均为球笼式等速万向节。

VL 节用螺栓与差速器传动轴凸缘相连接，RF 节通过外星轮端部的花键轴与前轮相连接，左、右前轮分别由 1 根等速万向节传动轴驱动。

4、主减速器：主减速器是汽车传动系中减小转速、增大扭矩的主要部件。

对发动机纵置的汽车来说，主减速器还利用锥齿轮传动以改变动力方向。

主减速器通常装在车桥里，因外观似一鼓包，俗称后桥牙包。

差速器原理
差速器是一种机械设备，用于在汽车车轮上分配动力，它可以调节车轮之间的转速差异。

它是一种特殊的减速机，由几部分组成，如输入轴、输出轴、齿轮机构、定轴、中间轴和传动轴等。

差速器的作用是调节车轮之间的转速差异，转向时，它可以有效地降低车轮之间的转速差异，使车轮能够平稳、准确地转向，从而改善行驶舒适性和车辆控制性能，提高行车安全性。

它是一种无极变速器，传动转矩由追踪传动控制，传动速度由比例控制。

它可以有效控制轮胎和车辆体的传动转矩和车速，以便维持舒适的行驶条件，改善行车安全性。

差速器的结构可以分为两类：多级差速器和喷气式曲柄机构。

多级差速器是由多个摆线针轮和多个偏心轮组成的，它可以实现很大的转矩传动。

而喷气式曲柄机构则是将输入曲柄和输出曲柄分开，并且将输出曲柄安装在可以旋转的壳体上，以改变曲柄之间的几何特征，从而改变传动比。

此外，还有一种差速器，称为恒定变矩差速器，它是一种新型的高效差速器，由机械装置和电子控制系统组成。

它通过电子控制系统，可以根据车辆的行驶状态和行驶环境，自动调节传动转矩，以达到节能减排的目的。

以上就是关于差速器原理的相关内容，它是一种重要的汽车部件，可以有效改善行驶舒适性和车辆控制性能，提高行车安全性。

在未来，随着科技的发展，恒定变矩差速器将会更加普及，为汽车行业带来更
多发展，提升汽车的控制性能。

现在的家用车变速箱大概分为5种，使用的已经很普遍了，但是他们之间有什么区别，恐怕能说明白的人不多，那么我来谈谈自己的一些看法。

（先看图，解说在图下面）1）mt 手动挡变速器（离合器和换挡杆）,最基本也是最有效的换挡方式，优点：结构简单，传动效率高，可操纵性高。

缺点：刚入门时有难度，操作水平不高时，有顿挫感，市内左脚脚太累。

经典之作---大众MQ250,作为国内能见到的最完美的手动变速箱，广泛使用在大众及其旗下各品牌中高低档车辆上，口碑非常好。

2）amt 带有自动离合器和自动换挡装置的手动变速箱（置于变速箱上的液压装置根据电脑命令或换挡杆的命令操作离合器和拨叉进行换挡工作）相当于给司机装一个机器左脚和机器右手，呵呵优点：具有手动挡变速箱的传动效率和自动挡的简易操作。

缺点：换挡会有很明显顿挫感。

举例：北斗星，奇瑞，fiat BRAVO,载重卡车等。

3）at 自动变速器。

使用液力耦合器替代传统接触式离合器的变速箱，由液压机构完成换挡动作，优点，操作简单，可以适应于大多数的发动机形式（横置和纵置）和驱动形式（前驱，后驱，4驱，全时），缺点，因为采用液力耦合器，所以传动效率极低。

液力耦合器原理，液力耦合器是非接触性的传动方式，通俗讲来，就像是两台面对面摆的风扇，打开其中一台对着另一台吹，另一台的叶轮也会跟着转。

车型：几乎涵盖各个品牌的大部分车型。

使用范围接近手动挡，非常广泛。

cvt的打滑问题导致马力输出效率不高。

audi cvt 的传动链条4）cvt无级变速器。

由液压装置控制锥形皮带轮调整传动比来达到换“挡”目的的变速箱（cvt的档位是虚拟出来的，所以商家说的6,7,8挡都是忽悠，他说100挡也是可能的。

优点，无缝隙不间断传动，很平顺的体验，没有一丝换挡的抖动，自身体积小，很高的经济性。

缺点，采用皮带轮与钢带传动打滑是不可避免的，完成不了大扭矩，大马力的输出，太过于温柔，如果没有电脑保护着，可能一脚油门，变速箱就废了。