拒绝专业术语！详解汽车差速器构造原理
汽车之家类型：原创日期：2009/03/30 汽车之家责任编辑：罗浩
[汽车之家汽车技术] 汽车是我们在日常生活中经常会用到的交通工具，然而一辆车要开动起来其实并不简单，其中凝聚着人类上百年的科技结晶。今天为大家讲解车内一个很不起眼但很关键的设备——差速器。车的动力来自哪里？傻子都知道是发动机！但各位有没有想过（我相信都想过），在普通两驱车上，动力是如何从发动机传递到两个轮胎上去的？因为发动机输出的动力经过变速箱再出来只是一根传动轴，而驱动轮是两个，这就需要一个把传动轴的动力分成两部分传到车轮上的装置，这个装置就是差速器！
要解释差速器原理，我们首先引用百度百科中的解释：
“……汽车在拐弯时车轮的轨线是圆弧，如果汽车向左转弯，圆弧的中心点在左侧，在相同的时间里，右侧轮子走的弧线比左侧轮子长，为了平衡这个差异，就要左边轮子慢一点，右边轮子快一点，用不同的转速来弥补距离的差异。”
“……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。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。……”
“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。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。”
如果对于专业人事来说，这篇文章到此可以结束了，但是作为普通汽车爱好者，我们需要的不是死板的书本知识，因此这里有必要用通俗易懂的语言把差速器是怎样工作的这一问题解释清楚。
● 为什么要装差速器？
首先要说的是差速器这个装置装在哪里，它的位置应该处于传动轴与左右半轴的交汇点，从变速箱输出的动力在这里被分配到左右两个半轴。至于为什么要装差速器这个问题就不需多做解释了，百度百科里写得非常清楚。我们都知道汽车在直线行驶时左右两个驱动轮的转速是相同的，但在转弯过时两边车轮行驶的距离不是等长的，因此车轮的转速肯定也会不同。差速器的作用就在于允许左右两边的驱动轮以不同的转速运行。
● 差速器的构造：
其实说白了，整个差速器系统的核心是四个齿轮：两个行星齿轮和两个与传动轴相连的半轴齿轮。这四个齿轮都在差速器壳内，这个壳体连接着传动轴（图中①），本身也要转动，在行驶时它的转动方向与车轮转动方向相同。
我们可以用一个球体来解释差速器问题！我们假设这个球体和地球一样有两个极点，并且以两极的连线为轴进行自传，这个球体可以理解为差速器壳体，这个壳体的两极连接的就
是汽车的左右半轴。这里安装着两个半轴齿轮，两齿轮中心的连线就是差速器壳体转动的轴线（图中②、④）。
除了两个半轴齿轮外还有两个行星齿轮（图中③）。理解两个行星齿轮的状态是理解差速原理的关键。还拿刚才所说的球体来举例，两个齿轮是对向安装并且与半轴齿轮垂直，相当于6点钟和12点钟位置。这两个齿轮经常要朝相反方向转动，从而实现差速作用。壳体在自传过程中会带着两个齿轮做公转。
这四个齿轮虽然安装在壳体内部但都是可以独立于差速器壳体转动的，只不过它们相互咬合在一起，每个齿轮的两边都咬合着另外两个齿轮（每个半轴齿轮都咬合着两个行星齿轮，每个行星齿轮都咬合着两个半轴齿轮），只要其中一个齿轮转动都会牵扯到其他三个齿轮一起转动，而且其中一个齿轮朝某个方向转动，与它相对的另一边齿轮必定朝反方向转动！这个现象可以通过实验来证实：如果把一辆车的两个驱动轮都悬空，转动一边的车轮，另一侧车轮会朝相反方向转动。
● 差速器的运作原理：
『车辆直行时差速器状态』
直线行驶时的特点是左右两边驱动轮的阻力大致相同。从发动机输出的动力首先传递到差速器壳体上使差速器壳体开始转动。接下来要把动力从壳体传递到左右半轴上，我们可以理解为两边的半轴齿轮互相在“较劲”，由于两边车轮阻力相同，因此二者谁也掰不过对方，
因此差速器壳体内的行星齿轮跟着壳体公转同时不会产生自转，两个行星齿轮咬合着两个半轴齿轮以相同的速度转动，这样汽车就可以直线行驶了！
『一侧车轮遇到阻力』
假设车辆现在向左转，左侧驱动轮行驶的距离短，相对来说会产生更大的阻力。差速器壳体通过齿轮和输出轴相连，在传动轴转速不变情况下差速器壳体的转速也不变，因此左侧半轴齿轮会比差速器壳体转得慢，这就相当于行星齿轮带动左侧半轴会更费力，这时行星齿轮就会产生自传，把更多的扭矩传递到右侧半轴齿轮上，由于行星齿轮的公转外加自身的自传，导致右侧半轴齿轮会在差速器壳体转速的基础上增速，这样以来右车轮就比左车轮转得快，从而使车辆实现顺滑的转弯。
为了更方便大家理解差速器的原理，我将结合上面这个视频为大家讲解。首先要说明的是视频里这个差速器和之前我们说的差速器有一点儿不同。视频里的差速器有四个行星齿轮，而我们所讲的差速器有两个行星齿轮，其实各位不用在意行星齿轮的多少，实质的原理都是一样的。
在这段视频里，从屏幕最左边伸过来的这根轴是传动轴，发动机输出的动力经过传动轴传递到差速器壳体上，视频里那个最大的齿轮就固定在差速器壳体上，这个大齿轮旋转就相当于差速器壳体的旋转。
在视频的前7秒钟演示的是车辆转弯时的状态，我们可以明显看出靠下的这一侧半轴转速要比另一侧半轴和差速器壳体都慢，这时差速器壳体内的行星齿轮就会旋转，把扭矩传到另一侧半轴上。第7秒之后到第14秒演示的是直线行驶状态，两侧阻力相同，因此壳体内的行星齿轮不会转动，两侧半轴转速相同。第14秒之后演示的是上面那一侧半轴遇到阻力的情况。
● 普通差速器的弊端：
现在有一个问题：如果一侧驱动轮失去抓地力为什么车辆就无法前行？那是因为当一侧车轮失去抓地之后，相当于这一侧车轮的阻力为0，而另一侧车轮的阻力相对于失去抓地的这一侧来说太大了，在跟着壳体做公转的同时，差速器内的行星齿轮自身还会疯狂的自转，把动力源源不断的传递到失去抓地的那一侧车轮，因此车子只会呆在原地不动。
因此可以这样说，我们日常生活中接触的两轮驱动家用车其实是很“脆弱”的，只要路面铺装得不好或者带点泥泞的话就很有可能抛锚！这和车子的马力大小是没有关系的。这也是为什么很多高性能车和越野车要装备限滑差速器。
限滑差速器的作用是若左右半轴的转速差过大，限滑差速器会锁止普通差速器，让动力能够在左右两侧半轴合理分配。而一些专业的越野车装备四驱装置和差速锁，在抓地力不足的情况下通过手动控制或者电子设备把差速器锁止，此时差速器就不起作用了，动力被平均分配到四个车轮上帮助车辆摆脱困境，关于四驱装置的原理会在之后的文章中做具体讲解。（文/汽车之家罗浩）
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图解汽车（9）汽车差速器结构原理解析 2012-09-07 18:01 出处：pcauto 作者：陈启贞责任编辑：陈启贞(评论84条) 关键词：差速器托森差速器四轮驱动适时驱动全时驱动 【太平洋汽车网技术频道】发动机动力输出是需经过一系列的传动机构才传递到驱动轮的，其中非常重要的一环就是差速器了。差速器是如何实现差速的？本期文章将对差速器的结构原理进行解析。 阅读提示：
PCauto技术频道图解类文章都可以使用全新的高清图解形式进行阅读。大家可以通过点击上面图片链接跳转到图解模式。高清大图面积提升3倍，看着更清晰更爽，赶紧来体验吧！ ● 为什么要用差速器？ 汽车在转弯时，车轮做的是圆弧的运动，那么外侧车轮的转速必然要高于内侧车轮的转速，存在一定的速度差，在驱动轮上会造成相互干涉的现象。由于非驱动轮左右两侧的轮子是相互独立的，互不干涉。 驱动轮如果直接通过一根轴刚性连接的话，两侧轮子的转速必然会相同。那么在过弯时，内外两侧车轮就会发生干涉的现象，会导致汽车转弯困难，所以现在汽车的驱动桥上都会安装差速器。
布置在前驱动桥（前驱汽车）和后驱动桥（后驱汽车）的差速器，可分别称为前差速器和后差速器，如安装在四驱汽车的中间传动轴上，来调节前后轮的转速，则称为中央差速器。 ● 差速器是如何工作的 一般的差速器主要是由两个侧齿轮（通过半轴与车轮相连）、两个行星齿轮（行星架与环形齿轮连接）、一个环形齿轮（动力输入轴相连）。
那差速器是怎样工作的呢？传动轴传过来的动力通过主动齿轮传递到环齿轮上，环齿轮带动行星齿轮轴一起旋转，同时带动侧齿轮转动，从而推动驱动轮前进。 当车辆直线行驶时，左右两个轮受到的阻力一样，行星齿轮不自转，把动力传递到两个半轴上，这时左右车轮转速一样（相当于刚性连接）。 当车辆转弯时，左右车轮受到的阻力不一样，行星齿轮绕着半轴转动并同时自转，从而吸收阻力差，使车轮能够与不同的速度旋转，保证汽车顺利过弯。
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)
汽车在弯道行驶，内外两侧车轮的转速有一定的差别，外侧车轮的行驶路程长，转速也要比内部车轮的转速高，这个时候就需要差速器来调节。今天呢，我们就来谈谈差速器的原理，并对限滑差速器进行一些详细的介绍。 ●差速器功能以及原理 顾名思义，“差速器”就是用来让车轮转速产生差异的，在转弯的情况下可以使左右车轮进行合理的扭矩分配，来达到合理的转弯效果。当发动机的动力经离合器、变速器、传动轴，经过了驱动桥上减速器的减速增矩之后，就要面临左右车轮的扭矩的分配，实现左右车轮的不同速度，使两边车轮尽可能以纯滚动的形式不等距行驶，减少轮胎与地面的摩擦，这就是所谓的“差速”过程。
那么这个过程是如何实现的呢？首先我们来看看普通差速器的构成。差速器主要由行星齿轮、齿轮架以及左右半轴齿轮构成。在传动轴和驱动桥的结合点上，我们能看到一个半径比较大的从动齿轮，由于输入轴主动齿轮半径比较小，因此动力从此齿轮传递到半径比较大的从动齿轮的过程中就能实现一个减速增矩的过程。
接下来减速器从动齿轮带动着行星齿轮架一起运转，由于左右输出轴和行星齿轮架是相连的，因此左右输出轴会跟着一起转动，而左右半轴齿轮就会跟着一起运转，而实现“差速”的关键就是两个和左右半轴齿轮相垂直的行星齿轮。这两个行星齿轮和左右车轮都咬合着，齿轮咬合方式能够让左右两个齿轮达到一个互相抵制的效果。
当汽车直线行驶的时候，左右半轴齿轮的扭矩和转速都是相同的，因此和行星齿轮结合的时候左侧和右侧能够互相抵消，这个时候行星齿轮是不运动的。遇到转弯情况，内侧车轮要比外侧车轮受到的阻力大，这个时候左右半轴齿轮的扭矩不同，就会导致行星齿轮的转动，行星齿轮能给内侧齿轮一个阻力扭矩实现减速，同时也能给外侧齿轮增速，这样外侧齿轮比内侧齿轮的转速快，实现了顺利的转弯。 ●限滑差速器实际意义 普通差速器有一种弊端，那就是由于车轮悬空而导致空转，一旦发生类似的情况，差速器将动力源源不断的传给没有阻力的空转车轮，车辆不但不能向前运动，大量的动力也会流失。这时候就需要一种差速器来解决这样的情况，也就是本节我们将要介绍的限滑差速器。 限滑差速器 限滑差速器的英文简写为LSD，是Limited Slip Differential的缩写，而LSD 的主要功能就是在工作时使左右车轮一同运转，而且将左右车轮的转速差控制在一定范围之内，以车辆保证正常的行进。根据实现方式以及机件结构的不同，LSD
汽车各部件工作原理(图解)
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汽车各部位工作原理(图示） ? 差速器具有三种功能: 使发动机动力指向车轮?相当于车辆上的最终传动减速器,在变速器撞击车轮之前最后一次降低其旋转速度 在以不同的速度旋转期间向车轮传输动力（这是将它称为差速器的原因) 本文将介绍汽车需要差速器的原因，以及差速器的作用和缺点。我们还将介绍几种防滑差速器，也称为限滑差速器。为什么需要差速器？车轮旋转的速度是不同的,尤其是转弯时。在以下动画中可以看到转弯时每个车轮行驶不同的距离，并且内侧车轮比外侧车轮行驶的距离短。由于速度等于行驶的路程除以通过这段路程所花费的时间,因此行进路程较短的车轮行驶的速度就较低。同时请注意，前轮与后轮的行驶距离也不同。对于汽车上的非驱动轮(后轮驱动汽车的前轮或前轮驱动汽车的后轮），这并不是问题。因为在前轮和后轮之间没有连接，所以它们独立旋转。但是驱动轮被连接到一起，以便单个发动机和变速器可以同时使两个车轮转动。如果汽车没有差速器,车轮必须锁止在一起,以便以相同的速度旋转。这样汽车将不便于转弯——为了使汽车能够转弯，一个轮胎必须滑动。对于现代轮胎和混凝土路面,轮胎需要很大的动力才会滑动。此动力必须由轴从一个车轮传输到另一个车轮,这会在轴组件上形成很大的压力。什么是差速器?差速器是将发动机扭矩按两个方向分开的设备,可允许每次输出的扭矩以不同的速度旋转。
现在在所有汽车或卡车上都配备差速器,一些全轮驱动车辆上（全时四轮驱动)也配备差速器。这些全轮驱动车辆的每组驱动轮之间都需要一个差速器,并且在前轮和后轮之间也需要一个,因为在转弯时前轮行驶的距离与后轮不同。
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)
汽车差速器的结构和工作原理 汽车差速器是一个差速传动机构，用来保证各驱动轮在各种运动条件下的动力传递，避免轮胎与地面间打滑。 当汽车转弯行驶时，外侧车轮比内侧车轮所走过的路程长(图1)；汽车在不平路面上直线行驶时，两侧车轮走过的曲线长短也不相等；即使路面非常平直，但由于轮胎制造尺寸误差，磨损程度不同，承受的载荷不同或充气压力不等，各个轮胎的滚动半径实际上不可能相等，若两侧车轮都固定在同一刚性转轴上，两轮角速度相等，则车轮必然出现边滚动边滑动的现象。 图1 车轮对路面的滑动不仅会加速轮胎磨损，增加汽车的动力消耗，而且可能导致转向和制动性能的恶化。若主减速器从动齿轮通过一根整轴同时带动两侧驱动轮，则两侧车轮只能同样的转速转动。为了保证两侧驱动轮处于纯滚动状态，就必须改用两根半轴分别连接两侧车轮，而由主减速器从动齿轮通过差速器分别驱动两侧半轴和车轮，使它们可用不同角速度旋转。这种装在同一驱动桥两侧驱动轮之间的差速器称为轮间差速器。 在多轴驱动汽车的各驱动桥之间，也存在类似问题。为了适应各驱动桥所处的不同路面情况，使各驱动桥有可能具有不同的输入角速度，可以在各驱动桥之间装设轴间差速器。 差速器可分为普通差速器和防滑差速器两大类。 普通差速器的结构及工作原理 目前国产轿车及其它类汽车基本都采用了对称式锥齿轮普通差速器。对称式锥齿轮差速器由行星齿轮、半轴齿轮、行星齿轮轴（十字轴或一根直销轴）和差速器壳等组成（见图1）。（从前向后看）左半差速器壳2和右半差速器壳8用螺栓固紧在一起。主减速器的从动齿轮7用螺栓（或铆钉）固定在差速器壳右半部8的凸缘上。十字形行星齿轮轴9安装在差速器壳接合面处所对出的园孔内，每个轴颈上套有一个带有滑动轴承（衬套）的直齿圆锥行星齿轮6，四个行星齿轮的左右两侧各与一个直齿圆锥半轴齿轮4相啮合。半轴齿轮的轴颈支承在差速器壳左右相应的孔中，其内花键与半轴相连。与差速器壳一起转动（公转）的行星齿轮拨动两侧的半轴齿轮转动，当两侧车轮所受阻力不同时，行星齿轮还要绕自身轴线转动--自转，实现对两侧车轮的差速驱动。行星齿轮的背面和差速器壳相应位置的内表面，均做成球面，这样作能增加行星齿轮轴孔长度，有利于和两个半轴齿轮正确地啮合。 在传力过程中，行星齿轮和半轴齿轮这两个锥齿轮间作用着很大的轴向力，为减少齿轮和差速器壳之间的磨损，在半轴齿轮和行星齿轮背面分别装有平垫片3和球面垫片5。垫片通常用软钢、铜或者聚甲醛塑料制成。
差速器的结构及工作原理（图解） 汽车差速器是一个差速传动机构，用来保证各驱动轮在各种运动条件下的动力传递，避免轮胎与地面间打滑。 当汽车转弯行驶时，外侧车轮比内侧车轮所走过的路程长(图D－C5－5)；汽车在不平路面上直线行驶时，两侧车轮走过的曲线长短也不相等； 即使路面非常平直，但由于轮胎制造尺寸误差，磨损程度不同，承受的载荷不同或充气压力不等，各个轮胎的实际上不可能相等，若两侧车轮都固定在同一转轴上，两轮角速度相等，则车轮必然出现边滚动边滑动的现象。 差速器的作用 车轮对路面的滑动不仅会加速轮胎磨损，增加汽车的动力消耗，而且可能导致转向和制动性能的恶化。 若主减速器从动齿轮通过一根整轴同时带动两侧驱动轮，则两侧车轮只能同样的转速转动。为了保证两侧驱动轮处于纯滚动状态，就必须改用两根半轴分别连接两侧车轮，而由主减速器从动齿轮通过差速器分别驱动两侧半轴和车轮，使它们可用不同角速度旋转。
这种装在同一驱动桥两侧驱动轮之间的差速器称为轮间差速器。 在多轴驱动汽车的各驱动桥之间，也存在类似问题。为了适应各所处的不同路面情况，使各驱动桥有可能具有不同的输入角速度，可以在各驱动桥之间装设轴间差速器。 布置在前驱动桥（前驱汽车）和后驱动桥（后驱汽车）的差速器，可分别称为前差速器和后差速器，如安装在四驱汽车的中间传动轴上，来调节前后轮的转速，则称为中央差速器。
差速器可分为普通差速器和两大类。 普通差速器的结构及工作原理 目前国产轿车及其它类汽车基本都采用了对称式锥齿轮普通差速器。 对称式锥齿轮差速器由行星齿轮、半轴齿轮、行星齿轮轴（十字轴或一根直销轴）和差速器壳等组成12-13（见图D－C5－6）。（从前向后看）左半差速器壳2和右半差速器壳8用螺栓固紧在一起。主减速器的从动齿轮7用螺栓（或）固定在差速器壳右半部8的上。十字形行星齿轮轴9安装在差速器壳接合面处所对出的园孔内，每个轴颈上套有一个带有滑动轴承（衬套）的直齿圆锥行星齿轮6，四个行星齿轮的左右两侧各与一个直齿圆锥半轴齿轮4相啮合。半轴齿轮的轴颈支承在差速器壳左右相应的孔中，其内花键与半轴相连。与差速器壳一起转动（公转）的行星齿轮拨动两侧的半轴齿轮转动，当两侧车轮所受阻力不同时，行星齿轮还要绕自身轴线转动--自转，实现对两侧车轮的差速驱动。
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。 （2）汽车转弯时，行星齿轮在公转的同时，产生了自转，即绕行星齿轮轴的旋转，造成一侧半轴齿轮转速的增加，而加一侧半轴齿轮转速的降低，两侧车轮以不同的转速旋转。此时，一侧车轮增加的转速等于另一侧车轮减少的转速。 （3）当将两个驱动轮支起后，车轮离地，如果我们转一侧的车轮，另一侧车轮反方向同速旋转，这时，差速器内的行星齿轮只自转，不公转，两侧半轴齿轮以相反的方向旋转，从而带动两侧车轮反方向同速旋转。
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
差速器得结构及工作原理(图解) 汽车差速器就是一个差速传动机构,用来保证各驱动轮在各种运动条件下得动力传递,避免轮胎与地面间打滑。 当汽车转弯行驶时,外侧车轮比内侧车轮所走过得路程长(图D－C5－5);汽车在不平路面上直线行驶时,两侧车轮走过得曲线长短也不相等; 即使路面非常平直,但由于轮胎制造尺寸误差,磨损程度不同,承受得载荷不同或充气压力不等,各个轮胎得滚动半径实际上不可能相等,若两侧车轮都固定在同一刚性转轴上,两轮角速度相等,则车轮必然出现边滚动边滑动得现象。 差速器得作用 车轮对路面得滑动不仅会加速轮胎磨损,增加汽车得动力消耗,而且可能导致转向与制动性能得恶化。 若主减速器从动齿轮通过一根整轴同时带动两侧驱动轮,则两侧车轮只能同样得转速转动。为了保证两侧驱动轮处于纯滚动状态,就必须改用两根半轴分别连接两侧车轮,而由主减速器从动齿轮通过差速器分别驱动两侧半轴与车轮,使它们可用不同角速度旋转。
这种装在同一驱动桥两侧驱动轮之间得差速器称为轮间差速器。 在多轴驱动汽车得各驱动桥之间,也存在类似问题。为了适应各驱动桥所处得不同路面情况,使各驱动桥有可能具有不同得输入角速度,可以在各驱动桥之间装设轴间差速器。 布置在前驱动桥(前驱汽车)与后驱动桥(后驱汽车)得差速器,可分别称为前差速器与后差速器,如安装在四驱汽车得中间传动轴上,来调节前后轮得转速,则称为中央差速器。 差速器可分为普通差速器与防滑差速器两大类。 普通差速器得结构及工作原理 目前国产轿车及其它类汽车基本都采用了对称式锥齿轮普通差速器。 对称式锥齿轮差速器由行星齿轮、半轴齿轮、行星齿轮轴(十字轴或一根直销轴)与差速器壳等组成12-13(见图D－C5－6)。(从前向后瞧)左半差速器壳2与右半差速器壳8用螺栓固紧在一起。主减速器得从动齿轮7用螺栓(或铆钉)固定在差速器壳右半部8得凸缘上。十字
驱动桥的工作原理 驱动桥处于动力传动系的末端，其基本功能有如下三个方面： 1、增大由传动轴或变速器传来的转矩，并将动力传到驱动轮，产生牵引力。 2、通过差速器将动力合理的分配给左、右驱动轮，使左右驱动轮有合理的转速 差，使汽车在不同路况下行驶。 3、承受作用于路面和车架或车身之间的垂直力、纵向力和横向力。 驱动桥的组成： 驱动桥一般由主减速器、差速器、车轮传动装置和驱动桥壳等组成。 1-后桥壳；2-差速器壳；3-差速器行星齿轮；4-差速器半轴齿轮；5-半轴；6-主减速器从动齿轮；7-主减速器主动锥齿轮 对一些载重较大的载重汽车，要求较大的减速比，用单级主减速器传动，则从动齿轮的直径就必须增大，会影响驱动桥的离地间隙，所以采用两次减速。通常称为双级减速器。双级减速器有两组减速齿轮，实现两次减速增扭。 A、在主减速器内完成双级减速 为提高锥形齿轮副的啮合平稳性和强度，第一级减速齿轮副是螺旋锥齿轮。二级齿轮副是斜齿圆柱齿轮。 主动圆锥齿轮旋转，带动从动圆银齿轮旋转，从而完成一级减速。第二级减速的主动圆柱齿轮与从动圆锥齿轮同轴而一起旋转，并带动从动圆柱齿轮旋转，进行第二级减速。因从动圆柱齿轮安装于差速器外壳上，所以，当从动圆柱齿轮转动时，通过差速器和半轴即驱动车轮转动 B、轮边减速： 将二级减速器设计在轮毂中，其结构是半轴的末端是小直径的外齿轮，周围有一组行星齿轮（一般5个），轮毂内有齿包围这组行星齿轮，以达到减速驱动的目的。 优点： a、由于半轴在轮边减速器之前，所承受扭矩减小，减速性能更好（驱动力加大）； b、半轴、差速器等尺寸减小，车辆通过性能大大提高。 缺点： a、结构复杂，成本增加。 b、载质量大、平顺性小（故只用于重型车）。
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
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
简述差速器作用、结构与工作原理 一差速器的基本作用是什么？ 汽车转弯时，内侧车轮和外侧车轮的转弯半径不同，外侧车轮的转弯半径要大于内侧车轮的转弯半径，这就要求在转弯时外侧车轮的转速要高于内侧车轮的转速。差速器的作用就是即是满足汽车转弯时两侧车轮转速不同的要求！这个作用是差速器最基本的作用，至于后为发展的什么中央差速器、防滑差速器、LSD差速器、托森差速器等，他们是为了提高汽车的行驶性能、操控性能而设计的。 二差速器的基本结构是什么？ 典型的差速器结构图 1－轴承；2和8－差速器壳；3和5－调整垫片；6－行星齿轮；7－从动锥齿轮；4－半轴齿轮；9－行星齿轮轴； 差速器最基本的结构由差速器从动齿轮（图中的7）、差速器壳体、
行星齿轮轴、行星齿轮、半轴齿轮组成； 1－输入轴（将驱动差速器从动齿轮）；2－差速器壳体；3－行星齿轮； 4－半轴齿轮（驱动两侧传动轴输出）；
差速器结构图 说明：这里的框架即是差速器壳体；太阳齿轮即是所说的半轴齿轮； 桑塔纳差速器结构图 三差速器的传动原理是什么？ 差速器的动力输入：从动齿轮（锥齿轮等），带动差速器壳体旋转； 差速器的输出：两个半轴齿轮，连接两侧的传动轴（也称为半轴）将动力给两侧车轮； 行星齿轮的自转：指的是行星齿轮绕行星齿轮轴的旋转；
行星齿轮的公转：指的是行星齿轮绕半轴齿轮轴线的旋转； 1直线行驶时差速器的工作状态： 直线行驶差速器状态图 直线行驶时，差速器壳体（作为差速器的输入）带动行星齿轮轴，从而带动行星齿轮绕半轴齿轮轴线公转，行星齿轮绕半轴齿轮轴线的公转将半轴齿轮夹持，带动半轴齿轮输出动力。所以在直线行驱时：左侧车轮转速（即左侧半轴齿轮转速）＝右侧车轮转速（右半轴齿轮转速）＝差速器壳体的转速。 2将车轮支起后，转一侧车轮，另一侧车轮将反向同速旋转，这是为什么呢？
【什么是差速器？以及差速器工作原理】 差速器具有三种功能： ?把发动机发出的动力传输到车轮上； ?充当汽车主减速齿轮，在动力传到车轮之前将传动系的转速减下来 ?将动力传到车轮上，同时，允许两轮以不同的轮速转动 为什么需要差速器？ 当汽车转向时，车轮以不同的速度旋转。在这个图中你可以看到，在转弯时，每个车轮驶过的距离不相等，即内侧车轮比外侧车轮驶过的距离要短。因为车速等于汽车行驶的距离除以通过这段距离所花费的时间，所以行驶距离短的车轮转动的速度就慢。同时需要注意的是：前轮较之后轮，所走过的路程是不同的。 对于后轮驱动型汽车的从动轮，或前轮驱动型汽车的从动轮来说，不存在这样的问题。由于它们之间没有相互联结，它们彼此独立转动。但是两主动轮间相互是有联系的。因此一个引擎或一个变速箱可以同时带动两个车轮。如果你的车上没有差速器，两个车轮将不得不固定联结在一起，以同一转速驱动旋转。这会导致汽车转向困难。此时，为了使汽车能够转弯，一个轮胎将不得不打滑。对于现代轮胎和混凝土道路来说，要使轮胎打滑则需要很大的外力，这个力通过车桥从一个轮胎传到另一个轮胎，这样就给车桥零部件产生很大的应力。 差速器是将发动机扭矩按两个方向分开的设备，可允许每次输出的扭矩以不同的速度旋转。差速器的在汽车上的应用
1－输入轴（将驱动差速器从动齿轮）；2－差速器壳体；3－行星齿轮；4－半轴齿轮（驱动 两侧传动轴输出）； 差速器结构图 说明：这里的框架即是差速器壳体；太阳齿轮即是所说的半轴齿轮；
如果想要改善这个现象使车辆在转弯时能够变的较为顺畅，就要让左边轮子慢一点，右边轮子快一点，用不同的转速来弥补距离的差异。为了解决这个问题，一百年前，法国Renault （雷诺）汽车的创始人Louis Renault，就发明了差速器这个东西。差速器的内主要是由螺旋环状齿轮（主齿轮）、行星齿轮和左右轴齿轮所组成的，有了差速器车辆在转弯时动力会透过变速箱，主传动轴将动力传至差速器使大的螺旋环状齿轮转动，在转弯时二边车轮的转速虽然不同，但透过行星齿轮后可自行调节左右车轮不同的速差，使车辆顺利的完成转弯的动作。透过文字可能比较难懂，因此我们找了影片让大家一看就能了解它的作动原理。 虽然有了差速器可让车轮顺利的完成转弯的动作，但当有一轮驱动轮打滑或空转时，车辆将会失去前进的动力。这主要是因为当一侧车轮失去抓地力时，这一轮的阻力为零，而另一侧车轮的阻力却很大，在螺旋环状齿轮转动的同时，调节车轮转速的行星齿轮也会不停的一直自转，把动力源源不断的传递到失去抓地力的那一轮，而使车辆无去前进只能呆在原地不动。为了解决这种情况的发生，事必要对差速器的作动进行某种程度的限制，因此就出现了限滑差速器和差速器锁定这类特殊的差速器。 差速器工作原理 整个差速器系统的核心是四个齿轮：两个行星齿轮和两个与传动轴相连的半轴齿轮。这四个齿轮都在差速器壳内，这个壳体连接着传动轴（图中①），本身也要转动，在行驶时它的转动方向与车轮转动方向相同。 我们可以用一个球体来解释差速器问题！我们假设这个球体和地球一样有两个极点，并且以两极的连线为轴进行自传，这个球体可以理解为差速器壳体，这个壳体的两极连接的就是汽车的左右半轴。这里安装着两个半轴齿轮，两齿轮中心的连线就是差速器壳体转动的轴线（图中②、④）。 除了两个半轴齿轮外还有两个行星齿轮（图中③）。理解两个行星齿轮的状态是理解差速原理的关键。还拿刚才所说的球体来举例，两个齿轮是对向安装并且与半轴齿轮垂直，相当于6点钟和12点钟位置。这两个齿轮经常要朝相反方向转动，从而实现差速作用。壳体在自传过程中会带着两个齿轮做公转。 这四个齿轮虽然安装在壳体内部但都是可以独立于差速器壳体转动的，只不过它们相互咬合在一起，每个齿轮的两边都咬合着另外两个齿轮（每个半轴齿轮都咬合着两个行星齿轮，每个行星齿轮都咬合着两个半轴齿轮），只要其中一个齿轮转动都会牵扯到其他三个齿轮一起转动，而且其中一个齿轮朝某个方向转动，与它相对的另一边齿轮必定朝反方向转动！这个现象可以通过实验来证实：
差速器概述 汽车差速器能够使左、右（或前、后）驱动轮实现以不同转速转动的机构。主要由左右半轴齿轮、两个行星齿轮及齿轮架组成。功用是当汽车转弯行驶或在不平路面上行驶时，使左右车轮以不同转速滚动，即保证两侧驱动车轮作纯滚动运动。差速器是为了调整左右轮的转速差而装置的。在四轮驱动时，为了驱动四个车轮，必须将所有的车轮连接起来，如果将四个车轮机械连接在一起，汽车在曲线行驶的时候就不能以相同的速度旋转，为了能让汽车曲线行驶旋转速度基本一致性，这时需要加入中间差速器用以调整前后轮的转速差。 构成 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。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。[1] 原理 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， 三维效果 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。[2] 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，使内侧半轴转速减慢，外侧半轴转速加快，从而实现两边车轮转速的差异。 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 差速器原理图
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)
设计题目：差速器设计及驱动半轴设计 目录 1 基本数据 (3) 2 普通圆锥齿轮差速器设计 (3) 2.1 对称式圆锥行星齿轮差速器的差速原理 (3) 2.2 对称式圆锥行星齿轮差速器的结构 (4) 2.3 对称式圆锥行星齿轮差速器的设计和计算 (4) 2.3.1 差速器齿轮的基本参数的选择 (4) 2.3.2 差速器齿轮的几何计算 (7) 2.3.3 差速器齿轮的强度计算 (9) 2.3.4差速器齿轮的材料 (10) 3 驱动半轴的设计 (10) 3.1 结构形式分析 (10) 3.2 半浮式半轴杆部半径的确定 (10) 3.3 半轴花键的强度计算 (12) 3.4 半轴其他主要参数的选择 (12) 3.5 半轴的结构设计及材料与热处理 (13) 4.参考文献 (13)
差速器设计及驱动半轴设计 1.所设计车辆基本参数 参数名称数值单位 车辆前后轴距2620 mm 前轮距1455 mm 后轮距1430 mm 总质量2100 Kg 最大功率76.0 Kw 最大扭矩158 Nm 最高车速140 Km/h 2.普通圆锥齿轮差速器设计 汽车在行驶过程中，左右车轮在同一时间所滚过的路程往往不等。例如，在转弯时外两侧车轮行程显然不同，即外侧的车轮滚过的路程大于侧车轮；汽车在不平的路面上行驶，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，则行驶时不可避免的会产生驱动轮在路面上的滑移或滑转。这不仅会加剧轮胎磨损与功率和燃料的消耗，而且可能导致操纵性能恶化。为防止这类现象发生，汽车在左右驱动轮间装有轮间差速器，从而保证驱动桥两侧车轮在行程不等的情况下具有不同角速度，满足了汽车行驶时的运动要求。 差速器用来在两轴之间分配转矩，保证两输出轴有可能以不同角速度转动。 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。 2.1对称式圆锥行星齿轮差速器的差速原理 图2-1 差速器差速原理 如图2-1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 ω；半轴齿轮1和2为从动件，其角速度一起，固为主动件，设其角速度为0 为1ω和2ω。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。