第五章驱动桥-第二节差速器

1、 第五章驱动桥§5.2差速器类型：普通差速器；抗滑差速器。轮间差速器；轴间差速器（多轴驱动车用）1. 普通差速器对称式圆锥齿轮差速器组成：差速器壳体、行星齿轮、半轴齿轮、行星齿轮轴、摩擦垫片等。行星齿轮轴：十字轴4个行星轮；一字轴两个行星轮（桥车多用）。动力传递路线：从动锥齿轮差速器壳十字轴行星齿轮半轴齿轮半轴驱动车轮。1.运动特性方程差速器的差速原理设：差速器壳角速度为o （1） 无差速时（行星轮无自转，只作公转）对行星轮A、B、C、三点，v相等，v =or则 1=2=o（2） 差速时 （行星轮自转+公转）A点：行星轮使半轴齿轮转速加快；B点：行星轮使半轴齿轮转速减慢。加快或减慢的

2、量：4r故，半轴齿轮啮合点A的圆周速度 1r = or + 4r 半轴齿轮啮合点B的圆周速度2r = or - 4r + ： 1r + 2r = 2or 1+ 2 = 2o n1 + n2 = 2no 即为差速器运动特性方程可见：n1 = n2 = no ，车直线行驶； 若n1 = 0（一侧车轮不动），n2 = 2no; no = 0时，n1 = - n2 ，（支起驱动桥，使一则车轮旋转，另一侧车轮会同速反转） 右转弯时， n1 no n2 2. 转矩分配设：差速器壳上作用转矩为Mo ，由Mo作用到十字轴的圆周P. P= Mo /r 两半轴齿轮转矩：M1和M2（1） 无差速时 行星轮对两半轴齿

3、轮作用力分别为Q1、Q2 .则 Q1 = Q2 P = Q1 + Q2 那么 Q1 = Q2 = P/2 = Mo /（2r） M1 = Q1 r = Mo / 2 M2 = Q2 r = Mo / 2即 M1 = M2 = Mo / 2可见，无差速时 Mo 均分与两半轴齿轮。（2） 差速时 两半轴齿轮端面摩擦力矩相等均为 Mbm，方向相反。 行星轮自转与十字轴产生内摩擦力矩MT4,MT4作用于两半轴齿轮上产生作用力F1、F2，方向相反。 F1 = F2 对于行星轮，受到半轴齿轮反作用力大小与F1、F2分别相等，方向相反。那么，F1r4 + F2r4 =MT4 2F1r4 = MT4 则 F1

4、 = F2 = MT4 /（2r4）此时 M1 =（Q1- F1 )r - Mbm=Q1r - F1 r -Mbm = Mo / 2 -1/2 MT4 r/r4 + 2Mbm (a) M2 =（Q2 + F2 )r + Mbm=Q2r + F2 r +Mbm = Mo / 2 + 1/2 MT4 r/r4 + 2Mbm (b)式中， MT4 r/r4行星齿轮的内摩擦力矩作用到两半轴齿轮上的力矩； 2Mbm半轴齿轮与差速器壳相对摩擦的总摩擦力矩。以 MT = MT4 r/r4 + 2Mbm 有 M1 = 1/2（Mo - MT） M2 = 1/2（Mo + MT） MT 差速器总的内摩擦力矩。其

5、包括行星齿轮部分和半轴齿轮部分。无差速时MT =0.小结：无差速时， M1 =M2 =MO/2, MT =0; n1 = n2 = nO 有差速时， M1 = 1/2（Mo - MT） M2 = 1/2（Mo + MT） M2 M1 M1 +M2 =Mo n1 no n2 锁止系数K反映内摩擦力矩大小。 K=（M2 - M1)/MO =MT/MO转矩分配系数Kb Kb = M2/M1 Kb与K关系： Kb = M2/M1=（1+K）/（1-K）对于普通差速器，K=0.050.15，即MT很小， Kb = 1.11.4，M2 - M1 差值不大。所以无论有、无差速 ， M1 M2 = MO/2

6、，转矩都是平均分配的。这就可以解释一侧驱动轮打滑，另一侧驱动轮不动的原因了.即非打滑车轮所得到的转矩只能与打滑车轮相同，因此车不能行驶。二.抗滑差速器 作用使一侧驱动轮在路面打滑时，大部分或全部的转矩传给不打滑的驱动轮，以利用其附着力产生较大驱动力使车继续行驶。1.强制锁止时差速器又名：带差速锁式差速器。 在普通差速器上设置差速锁；人操纵，以“电控-气动”方式控制。原理：司机按下差速锁电建开关（在仪表盘上），电磁阀线圈通电产生磁力，向上吸起铁芯及气动阀门，B-A口接通，高压空气经-管路-气路管接头-气缸，推动活塞，使差速锁内、外接合器接合，差速器成为一刚体，将两驱动轮刚性连接，转矩全部分配到费

7、打滑驱动轮上。操纵差速锁注意：（1） 停车后，操纵差速锁电键开关，。若行驶中操纵，易使内外接合器打齿；（2） 车驶出打滑路面后，即解开差速锁，指示灯才熄灭。2. 高摩擦自锁式差速器本质上，就是通过提高差速器内摩擦力矩MT而加大向非打滑驱动轮分配的转矩。（1）摩擦片自锁式差速器结构特点：a)十字轴为分体式，与差速器壳体承载面呈V型； b)主动摩擦片-壳体，凸键联接；从动摩擦片-传力盘，花键联接；原理：（a)摩擦片压紧力产生： 壳上转矩Mo作用两十字轴V型承载面，产生圆周方向力F正压力N轴向推压力P分别推动左右推理压盘左右摩擦片组均压紧，且压紧力相同。(b)直线行驶： 无差速，转矩平均分配给两半轴

8、。传矩路线：壳上转矩十字轴行星轮半轴齿轮半轴（大部分） 主从动摩擦片推力压盘半轴（小部分）(c)转弯行驶：有差速。 当右转弯时，n1non2 左侧：半轴-推力压盘-从动片转速为n1；壳体-主动片转速为no。因从动片转速大于主动片的转速，从动片受到主动片的摩擦力矩（可认为MT/2),方向与n1相反，即MT/2与Mo反向。故左半轴： M1=(Mo-MT)/2 右侧：同理，半轴-推力压盘-从动片转速为n2；壳体-主动片转速为no因从动片转速小于主动片的转速，从动片受到主动片的摩擦力矩（可认为MT/2),方向与n2相同，即MT/2与Mo同向。故右半轴：M2=(Mo+MT)/2 转矩分配系数：Kb=2.

9、55 。适用于轿车或轻型货车。Kb不易过大，否则摩擦片摩擦过热，易损坏。实例如图： (2)无行星齿轮轴自锁式差速器这种差速器通过行星齿轮-凸缘座套的蘑菇状摩擦元件，加大内摩擦力矩MT。（3）滑块凸轮自锁式差速器该差速器在SH3281车上用于轴间差速器。主动套动力输入件，相当于普通差速器壳；内凸轮花键套以花键与中桥主动锥齿轮轴18联接；外凸轮花键套以花键与后桥传动轴26联接；原理：（a)无差速时 n中 = n后 = no转矩路线：转矩凸缘盘主动套滑块 内花键套中桥。 外花键套后桥。滑块与两花键套之间无相对运动。 （b)中、后桥有差速时 靠滑块与内、外凸轮间摩擦作用进行转矩分配。若中桥车轮行于泥泞

10、，那么 n中 no n后（n中 相当于转弯时外轮转速；n后 相当于转弯时内轮转速） n中 no ，滑块对内凸轮的摩擦力F中与n中反向 F中使内凸轮转矩减小。又 n后no，滑块对内凸轮的摩擦力F后与no同向， F后使外凸轮转矩增大。故 后桥驱动轮可获得较大的驱动力。一般 转矩分配系数Kb=2.56 。此外，滑块凸轮自锁式差速器也可用于轮间差速器。 （3）托森差速器 要点：主要是通过采用涡轮蜗杆传动来大大提高差速器的内摩擦力矩MT。 （4）粘性联轴差速器 要点：无差速时，主、从动片靠硅油粘性传递转矩； 有差速时，主、从动片之间产生相对摩擦产生热硅油受热膨胀主从动片压紧两半轴锁成一体转矩向附着性好的

11、一侧车轮转移。变化到无摩擦时间久了温度下降硅油体积缩小主从动片压紧力减小恢复靠硅油粘性传递转矩。思考题：1. 差速器的作用是什么？普通差速器运动特性方程是什么？2. 差速器转矩分配关系式以及各个物理量的的含义？3. 什么是差速器锁紧系数和转矩比，系数大小说明什么，两个系数的关系式是什么？4. 抗滑差速器主要是依据什么原理？5. 简述各种抗滑差速器的工作原理。练习：根据双速主减速器示意图，已知：主减速器主动齿轮输入转矩为M，各齿轮齿数Z的下角标为图示符号。在高速档工作时,求：(1) 主减速器的主传动比i0和第二级传动比i02 。 (2) 差速器内摩擦力矩MT .（转矩比例系数Kb已知） 作业： 1.画出普通差速器简图。（1）说明差速器组成；（2）转矩传递路线；（3）差速器运动特性方程表达式，以及文字表