越野車的防滑差速器結(jié)構(gòu)設(shè)計【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 防滑差速器是對普通差速器的革新與改進，它克服了普通差速器只能平均分配扭矩的缺點，可以使大部分甚至全部扭矩傳給另外一個不滑轉(zhuǎn)的驅(qū)動輪，以充分利用這一驅(qū)動輪的附著力而產(chǎn)生足夠的牽引力，大大提高了汽車在雙附著系數(shù)路面上的動力性和通過性，顯著改善了汽車操縱穩(wěn)定性。有效地提高了汽車行駛安全性，是普通差速器的理想替代產(chǎn)品。本文對汽車差速器與防滑差速器的優(yōu)缺點作了較為詳細(xì)的比較分析，介紹了國內(nèi)外防滑差速器的應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀。在總結(jié)相 關(guān)資料的基礎(chǔ)上，對防滑差速器的原理和分類情況作了分析，通過分析和比較各種防滑差速 器的優(yōu)缺點， 最終確定 蝸輪式防滑差速器（托森差速器） 為設(shè)計對象。 【關(guān)鍵詞】 ： 防滑差速器 ； 模型 ； 分析 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 to s of or to is in to of of to of on So is In of of in is of of 【 ： 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 第一章 緒論 1 速器 1 滑差速器 1 外發(fā)展現(xiàn)狀 2 年來 汽車防滑差速器的應(yīng)用情況 2 滑差速器國外研究情況 2 外防滑差速器 2 內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 4 滑差速器在國內(nèi)的應(yīng)用 4 展防滑差速器研究的緊迫性 4 究目的與意義 5 第二章 差速器的原理與分類 5 速器的原理 5 速器的分類 9 種 常 見 的 防 滑 差 速 器 的 工 作 原 理 及 優(yōu) 缺點 9 制鎖止式差速器 9 擦片式自鎖差速器 11 塊凸輪式差速器 12 嵌式自由輪差速器 14 森差速器 15 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ 第三章 防滑差速器的選型研究 18 言 18 滑差速器的性能評價 18 流防滑差速器的結(jié)構(gòu)分析總結(jié) 20 制鎖止式差速 器 20 摩擦自鎖式差速器 20 嵌式自由輪差速器 20 輪式差速器 20 型結(jié)論 20 第五章 全文結(jié)論 26 參考文獻 27 謝辭 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！ 第一章 緒論 1 1 差速器 與防滑差速器的作用原理 汽車行駛過程中，車輪與 路面存在著兩 種相對運動狀態(tài)：即車輪沿路面的滾動和滑動?；瑒訉⒓铀佥喬サ哪p， 增加轉(zhuǎn)向阻力，增加汽車的動力消耗。因此，希望在汽車行駛過程中，盡量使車輪沿路面滾動而不是滑動，以減少車輪與路面之間的滑磨現(xiàn)象。 為了使車輪相對路面的滑磨盡可能地減少，同一驅(qū)動橋的左右兩側(cè)驅(qū)動輪不能由一根整軸直接驅(qū)動，而應(yīng)由兩根半軸分別驅(qū)動，使兩輪有可能以不同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，盡可能地接近于純滾動。兩根半軸則由主傳動器通過差速器驅(qū)動。 傳通行星齒輪 防滑差速器是對普通差速器的革新與改進，它克服了普通差速器只能平均分配扭矩的缺點，可以使大部分甚至全 部扭矩傳給另外一個不滑轉(zhuǎn)的驅(qū)動輪，以充分利用這一驅(qū)動輪的附著力而產(chǎn)生足夠的牽引力，大大提高了汽車在雙附著系數(shù)路面上的動力性和通過性，顯著改善了汽車的操縱穩(wěn)定性，有效地提高了汽車的行駛安全性是普通差速器的理想替代產(chǎn)品。因此，防滑差速器首先在越野汽車、中型和重型汽車、多功能汽車、工程機械以及拖拉機等車輛上得到廣泛應(yīng)用，近年轎車和商務(wù)車也有采用了。 1 3 國 內(nèi) 外 防滑差速器 發(fā)展現(xiàn)狀 1 3 1 防滑差速器國外研究現(xiàn)狀 國外對防滑差速器的研究開發(fā)比較早，早在 20 世紀(jì) 60 年代，為提高賽車的動 力 性 和 操 縱 穩(wěn) 定 性 ， 已 有 采 用 防 滑 差 速 器 的 例 子 。買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ 從圖 1 1 中可以看出，進入 20 世紀(jì) 90 年代以來，有關(guān)防滑差速器的專利數(shù)量有大幅度的提高，這說明國外對于防滑差速器的研究非常重視，也非常深入。 (1)轉(zhuǎn)矩感應(yīng)式防滑差速器 根據(jù)輸入轉(zhuǎn)矩決定差動限制轉(zhuǎn)矩的方式，從實現(xiàn)機構(gòu)上可分為外螺旋式防滑差速器和多片摩擦式防滑差速器。多片摩擦式防滑差速器應(yīng)用較廣，它是依靠濕式多片離合器產(chǎn)生差動轉(zhuǎn)矩，有轉(zhuǎn)矩比例式、預(yù)壓式及轉(zhuǎn)矩比例式加預(yù)壓式三種形式。在日本，轉(zhuǎn)矩比例加預(yù)壓式的裝車率最高，它是依靠小齒輪軸兩端的凸輪機構(gòu)使壓圈擴張。從而使設(shè)在半軸齒輪與差速器之間 的濕式多片離合器產(chǎn)生摩擦力。但是前述機構(gòu)在單側(cè)齒輪仍然滑轉(zhuǎn)的情況下，對半軸齒輪的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩也明顯減小，所以用碟形彈簧給濕式多片離合器施加預(yù)壓。典型產(chǎn)品有機械摩擦片式、錐盤式、蝸輪式等，如圖 1 2 所示。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ (2)轉(zhuǎn)速感應(yīng)式防滑差速器 這是一種差動限制轉(zhuǎn)矩隨著轉(zhuǎn)速差的增加而增加的防滑差速器，被廣泛應(yīng)用的是粘性裝置的防滑差速器。一旦產(chǎn)生轉(zhuǎn)速差就可以依靠硅油的粘度、填充率、片的直徑、件數(shù)等多種設(shè)計參數(shù)的不同而產(chǎn)生不同的防滑作用。該種防滑差速器工作平滑，能很好地提高驅(qū)動、轉(zhuǎn)彎、制動等諸性能的均衡，并且也可應(yīng)用于前輪驅(qū) 動車或后輪驅(qū)動車上。典型產(chǎn)品有粘性聯(lián)軸式、 等，如圖 1 3所示。 (3)主動控制式防滑差速器 這是一種用電子裝置控制最大差動轉(zhuǎn)矩的防滑差速器，可以使兩側(cè)驅(qū)動輪獲得最佳驅(qū)動附著效果。這種裝置在奔馳車或波爾舍車上均有應(yīng)用。其構(gòu)造同前述的多片摩擦式相似，其特征是可由外部控制濕式多片離合器的壓緊力，因此在差速器罩殼上設(shè)有油壓活塞。由于活塞上的油壓由外部調(diào)節(jié)閥控制，所以能獲得任意的最大差動限制轉(zhuǎn)矩。雖然其技術(shù)難度比較大，成本比較高，但是以其優(yōu)越的性能，在國外的汽車上得到了廣泛的應(yīng)用。典型產(chǎn)品有電磁控 制式、電子控制式買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ 等，如圖 1 4所示。 內(nèi)概況 與國外相比，國內(nèi)的防滑差速器研究起步較晚，尚無自主產(chǎn)品問世。應(yīng)用比較廣泛的都是一些機械式的，比如用于大眾高爾夫轎車上的摩擦片式自鎖差速器、用于中型和重型汽車上的牙嵌式自由輪差速器、用于奧迪 80和奧迪 90轎車上的托森差速器、用于高爾夫一辛克羅型轎車上的粘性聯(lián)軸差速器等等，但是電予控制式防滑差速器卻幾乎沒有應(yīng)用。在這一點上，我國和國外的差距比較明顯。 1 4 研究目的及意義 1 防滑差速器的自身特性 防滑差速器使汽車左右驅(qū)動輪之間驅(qū)動力得到了更好的匹配 ，消除了一般汽車存在的寄生功率及由此引起的功率損失。它在大幅度提高汽車動力性與通過性的同時，極大地改善了汽車行駛時的操縱穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)向安全性及制動性等性能，是汽車傳動系中極為理想的傳動裝置。防滑差速器在汽車上的應(yīng)用越來越廣泛，是一個有著廣泛應(yīng)用前景的產(chǎn)品。為了適應(yīng)我國汽車工業(yè)的發(fā)展，迫切需要開發(fā)適用的防滑差速器，開發(fā)適用的防滑差速器無疑將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益和社會效益，對促進我國汽車工業(yè)的發(fā)展、增強國產(chǎn)汽車的產(chǎn)品競爭力是非常重要的。國外已有各種形式的防滑差速器產(chǎn)品，但國內(nèi)非常缺少成熟的防滑差速器配套產(chǎn)品，引進產(chǎn) 品中雖也有裝置了防滑差速器，但相關(guān)技術(shù)卻未能引進或很難得到引進。隨著我國汽車工業(yè)發(fā)展和技術(shù)進步的要求，對于防滑差速器的開發(fā)與應(yīng)用研究項目開始提出，很多企業(yè)也有防滑差速器的開發(fā)計劃。目前關(guān)于防滑差速器方面的技術(shù)資料很少，在汽車、拖拉機、工程機械等相關(guān)專業(yè)構(gòu)造教材和引進產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與維修一類圖書或使用手冊中只介紹了一些防滑差速器的結(jié)構(gòu)和原理，即使是 2001 年以后出版的汽車工程手冊、汽車設(shè)計教材和汽車試驗標(biāo)準(zhǔn)等也未涉及防滑差速器的設(shè)計計算方法和試驗方法。經(jīng)文獻檢索，有關(guān)防滑差速器設(shè)計方面的論文僅有少數(shù)幾篇，關(guān)于其試 驗方法研究基本沒有。鑒此，開展防滑差速器的設(shè)計計算方法、防滑性能、試驗方法及其在汽車產(chǎn)品中的應(yīng)用研究，具有重要的理論意義和實用價值。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ 課題的研究 的主要 內(nèi)容 速器與 防滑差速器的 應(yīng)用 原理； 選擇合適的防滑差速器； 附注： 東風(fēng) 車部分驅(qū)動橋差速器的參數(shù) 齒數(shù) 121018 差速器行星齒輪數(shù) 4 齒面寬 F 壓力角 02230 節(jié)圓直徑 12 節(jié)錐距 0318 齒頂高 1 2 理論安裝距 行星齒輪：半軸齒輪 東風(fēng) 車的主減速比0驅(qū)動方式 裝載質(zhì)量 t 總質(zhì)量 t 發(fā)動機最大功率轉(zhuǎn)速Pnr 動機最大轉(zhuǎn)矩r 減速比0 953400 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ 第二章 防滑 差速器的 總體設(shè)計 2 1 對稱式圓錐行星齒輪差速器 原理 汽車差速器的結(jié)構(gòu)形式很多，用得最廣泛的是對稱式圓錐行星齒輪差速器，其工作原理如圖 2 0 1w、2驅(qū)動車輪或差速器半軸齒輪的角速度 ; 3 當(dāng)汽車在平坦路面上直線行駛時，差速器各零件之間無相對運動，則有 1 2 0w w w3 0w買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ 這時，差速器殼經(jīng)十字軸以力 轉(zhuǎn)” 而 無自轉(zhuǎn) (3 0w)。行星齒輪的輪齒以 P 2力推動左、右半軸齒輪的輪齒使它們一起繞半軸齒輪的中心旋轉(zhuǎn)，而左、右半軸齒輪則給行星齒輪以 P 2 的反作用力。對于對稱式差速器來說，兩半軸齒輪的節(jié)圓半徑 傳給左、右半軸的轉(zhuǎn)矩均等于 2，故汽車在平坦路面上直線行駛時驅(qū)動左、右車輪的轉(zhuǎn)矩 相等。 當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎時，假如左右輪之間無差速器，則按運動學(xué)要求，行程長的外側(cè)車輪將產(chǎn)生滑移，而行程短的內(nèi)側(cè)車輪 將產(chǎn)生滑轉(zhuǎn)。由此導(dǎo)致在左、右輪胎切線方向上各產(chǎn)生一附加阻力，且它們的方向相反，如圖 2 1 所示。當(dāng)裝有差速器時，附加阻力所形成的力矩使差速器起差速作用，以免內(nèi)外側(cè)驅(qū)動車輪在地面上的滑轉(zhuǎn)和滑移，保證它們以不同的轉(zhuǎn)速1常轉(zhuǎn)動。當(dāng)然，若差速器工作時阻抗其中各零件相對運動的摩擦大，則扭動它的力矩就大。在普通的齒輪差速器中這種摩擦力很小，故只要左、右車輪所走路程稍有差異，差速器即開始工作。當(dāng)差速器工作時，行星 齒輪不僅有繞半軸齒輪中心的“公轉(zhuǎn)”，而且還有繞行星齒輪軸以角速度為3時外側(cè)車輪及其半軸齒輪的轉(zhuǎn)速將增高，且增高量為331(3z 為行星齒輪齒數(shù)， 1z 為該側(cè)半軸齒輪齒數(shù) )，這樣，外側(cè)半軸齒輪的角速度為： 31 0 31zw w w z 在同一時間內(nèi)，內(nèi)側(cè)車輪及其半軸齒輪 (齒數(shù)為2z)的轉(zhuǎn)速將減低，且減低量為332由于對稱式圓錐齒輪差速器的兩半軸齒輪齒數(shù)相等，于是內(nèi)側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速為： 32 0 31zw w w z 由以上兩式得差速器工作時的轉(zhuǎn)速關(guān)系為： 1 2 02w w w即兩半軸齒輪的轉(zhuǎn)速和為差速器殼轉(zhuǎn)速的兩倍。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ 由式1 2 02w w w知： 當(dāng)2 0w時，102 當(dāng)1 0w時，202 當(dāng)0 0w時，12。 最后一種情況0 0w，有時發(fā)生在使用中央制動器緊急制動時，這時很容易導(dǎo)致汽車失去控制，使汽車急轉(zhuǎn)和甩尾。 由于汽車轉(zhuǎn)彎時行星齒輪繞其軸轉(zhuǎn)動，必然有一使其轉(zhuǎn)動 的力矩，設(shè) 2 (r 為行星齒輪的節(jié)圓半徑 )。由圖 2。 彎時在轉(zhuǎn)得較慢的一邊即內(nèi)側(cè)的半軸齒輪上， p 與2在轉(zhuǎn)得較快的一邊即外側(cè)的半軸齒輪上， p 與2旋轉(zhuǎn)較慢的半軸齒輪所傳的 轉(zhuǎn)矩較大，而旋轉(zhuǎn)較快的半軸齒輪所傳的轉(zhuǎn)矩較小。即 1 ()2p ，2 ()2p 令0， ，則有 0100 . 5 ( )22 f f 0200 . 5 ( )22 f f 1 2 0 21f 式中： 1 旋轉(zhuǎn)較快的半軸齒輪上的轉(zhuǎn)矩 ; 2 旋轉(zhuǎn)較慢的半軸齒輪上的轉(zhuǎn)矩； 0 差速器殼上的轉(zhuǎn)矩； f 差速器元件在相對運動時所產(chǎn)生的摩擦力矩。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ 由此可見：差速器的內(nèi)摩擦使驅(qū)動橋左右半軸的轉(zhuǎn)矩分配改變，這有利于改善汽車的通過性。例如當(dāng)汽車的一個驅(qū)動輪由于附著力變壞而開始滑轉(zhuǎn)時，給它的轉(zhuǎn)矩就減小，而傳到不滑轉(zhuǎn)的 車輪的轉(zhuǎn)矩卻相應(yīng)地增大了。結(jié)果在汽車左右驅(qū)動車輪上的總牽引力可能達到的最大數(shù)值為 m a x m i n2 式中： 左 、右驅(qū)動車輪總牽引力的最大值； 在附著力較小的車輪上的牽引力； r 車輪的滾動半徑； 差速器的內(nèi)摩擦力力矩。 由此可見，由于差速器的內(nèi)摩擦使汽車 總牽引力增大了 普通圓錐行星齒輪差速器的內(nèi)摩擦不大，為了提高汽車的通過性，可采用具有較大內(nèi)摩擦的高摩擦式差速器，這時在驅(qū)動車輪上的總牽引力可增加 10 1 5。 1 2 0T T T21 T式中： 1T 旋轉(zhuǎn)較快的半軸齒輪上的轉(zhuǎn)矩； 2T 旋轉(zhuǎn)較慢的半軸齒輪上的轉(zhuǎn)矩； 0T 差速器殼上的轉(zhuǎn)矩； 差速器元件在相對運動時所產(chǎn)生的摩擦力矩。 由此可見，差速器的內(nèi)摩擦使驅(qū)動橋左右半軸的轉(zhuǎn)矩分配改變，這有利于改善汽車的通過性。例如當(dāng)汽車的一個驅(qū)動橋由于附著力變壞而開始滑轉(zhuǎn)時，傳給它的轉(zhuǎn)矩就減少，而傳到不滑轉(zhuǎn)的車輪的轉(zhuǎn)矩卻相應(yīng)的增大了。結(jié)果在汽車左右輪上買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ 的總牽引力可能達到的最大數(shù)值為：m a x m i n2 式中： 左、右驅(qū)動輪總牽引力的最大值； 在附著力較小的車輪的牽引力； r 車輪的滾動半徑； 差速器的內(nèi)摩擦力矩； 由此可見，由于差速器的內(nèi)摩擦使汽車總牽引力增大了 普通圓錐行星齒輪差速器內(nèi)摩擦不大，為了提高汽車的通過性，可采用我們前面提到的商摩擦式差速器。這時在驅(qū)動車輪的總 牽引力可增加 10 15。 通常采用系數(shù) 21 表示兩側(cè)驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)矩可能相差的最大倍數(shù)，也是慢、快轉(zhuǎn)驅(qū)動車輪的轉(zhuǎn)矩比。因為它也說明了迫使差速器所需的力矩大小，即差速器“鎖緊的程度，所以又被稱為差速器的鎖緊系數(shù)，因21故鎖緊系數(shù) 1K 。 鎖緊系數(shù)有時亦可定義為 2100 這時它是一個小于 1 的數(shù)。 差速器的轉(zhuǎn)矩分 配特性可用轉(zhuǎn)矩分配系數(shù) 來表示： 20 由于慢轉(zhuǎn)一側(cè)的半軸齒輪上的轉(zhuǎn)矩2 1 。 綜上所述，系數(shù) 是汽車防滑差速器的重要性能指標(biāo)。在汽車設(shè)計中是根據(jù)汽車的類型，性能 要求 及使用條 件等來選擇差速器的鎖緊系數(shù) K。在一般情況下買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ 從汽車的通過性來看，希望 從轉(zhuǎn)向操縱的靈活性、行駛的穩(wěn)定性，從延長有關(guān)傳動零件的使用壽命和減小輪胎磨損等方面考慮，鎖緊系數(shù) 主要決定于差速器的結(jié)構(gòu)型式。 2 2 防滑 差速器的 結(jié)構(gòu)型式選擇 對于經(jīng)常行駛在泥濘、松軟土路或無路地區(qū)的越野汽車來說，為了防止因某一側(cè)驅(qū)動車輪滑轉(zhuǎn)而陷車， 則 可采用防滑差速器。 常見的防滑差速器有強制鎖止式差速器、摩擦片式自鎖差速器、滑塊凸輪式差速器、 牙嵌式自由輪差 速器、 蝸輪式高摩擦差速器 。 2 2 1 常見的防滑差速器的工作原理及優(yōu)缺點 2 2 1 1 強制鎖止式差速器 為了提高汽車在壞路上的通過能力，可采用各種形式的防滑差速器。其共 同出發(fā)點都是在一個驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)時，設(shè)法使大部分轉(zhuǎn)矩甚至全部轉(zhuǎn)矩傳給不滑轉(zhuǎn)的驅(qū)動輪，以充分利用這一驅(qū)動輪的附著力而產(chǎn)生足夠的牽引力，使汽車能繼續(xù)行駛。為實現(xiàn)上述要求，最簡單的辦法是在對稱式錐齒輪差速器上設(shè)置差速鎖，使之成為強制鎖止式差速器。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。圖 2 4為瑞典斯堪尼亞 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！ 首先應(yīng)予說明，該車由于在單級主減速器之前，有一對外嚙合圓柱齒輪傳動，因而主減速器從動齒輪布置在主動齒輪的右側(cè)，以保證驅(qū)動車輪的轉(zhuǎn)動方向與汽車前進方向相適應(yīng)。差速鎖由接合器及其操縱裝置組成。端面上有接合齒的外、內(nèi)接合器 9 和 10，分別用花鍵與半軸和差速器殼左端相連。前者可沿半軸軸向滑動，后者則以鎖圈 8 固定其軸向位置。圖示位置即接合器分離、差 速器正常工作的狀況。 這種形式的差速鎖可采用電控氣動方式操縱。 當(dāng)汽車的一側(cè)車輪處于附著力較小的路面上時，可按下儀表板上的電鈕，使電磁閥接通壓縮空氣管路，壓縮 空氣便從氣路管接頭 3 進入工作缸 4，推動活塞 1 克服壓力彈簧 7，帶動外接合器9右移，使之與內(nèi)接合器 10接合。結(jié)果，左半軸 6與差速器殼 11成為剛性連接，差速器不起差速作用。即左右兩半軸被連鎖成一體一同旋轉(zhuǎn)。這樣。當(dāng)一側(cè)驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)而無牽引力時，從主減速器傳來的轉(zhuǎn)矩全部分配到另一驅(qū)動輪上，使汽車買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ 得以正常行駛。 當(dāng)汽車通過壞路后駛上好路時，駕駛員通過電鈕使電磁閥切斷高壓氣路，并使工作缸通大氣，缸內(nèi)壓縮空氣即經(jīng)電磁閥排出。于是，彈簧 7回位，推動活塞使外接合器左移回到分離位置。 儀表板上設(shè)有信號裝置。當(dāng)按電扭接合差速鎖時， 亮起紅色信號燈，以提醒駕駛員注意，汽車駛?cè)牒寐访婧髴?yīng)及時摘下差速鎖。差速鎖一分離，紅燈即熄滅。 強制鎖止式差速鎖結(jié)構(gòu)簡單，易于制造；但操縱不便，一般要在停車時進行。而且如果過早接上或過晚摘下差速鎖，亦即在好路段上左、右車輪仍剛性連接，則將產(chǎn)生前已述及的在無差速器情況下出現(xiàn)的一系列問題。 中、重型汽車普遍采用強制鎖止式差速器，它可由駕駛員控制手動或電動操縱鎖止差速器，使差速器兩端剛性連接，消除差速器的差速作用，利用非打滑驅(qū)動輪的地面附著力驅(qū)動汽車。其結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，可以傳遞 100的驅(qū)動扭矩，但其操縱時機 不易掌握，鎖止差速器前必須停車。 擦片式自鎖差速器 高摩擦自鎖式差速器包括摩擦片式和滑塊凸輪式等 結(jié)構(gòu)形式 。 摩擦片式自鎖差速器是在對稱式錐齒輪差速器的基礎(chǔ)上發(fā)展而成的 (圖2為增加差速器內(nèi)摩擦力矩，從而提高汽車的有效轉(zhuǎn)矩利用率，在半軸齒輪與差速器殼 1之間裝有摩擦片組 2。十字軸由兩根相互垂直的行星齒輪軸組成，其端部均切出凸 面 6，相應(yīng)地差速器殼孔上也有凹 面，兩根行星齒輪軸的 個半軸齒輪的背面有推力壓盤 3和 主、從動 摩擦片組 2。 主、從動 摩擦片組 2 由 彈簧 鋼片 7 和若 干間隔排列的主動摩擦片 (摩擦板 )8及從動摩擦片 (摩擦盤 )9組成。 主、從動摩擦片上均加工出許多油槽（兩面均有），但主、從動摩擦片上 油槽（線）形狀是不一樣的，這樣有利于增大摩擦、減小噪聲和有利潤滑。 推力壓盤以內(nèi)花鍵與半軸相連，而軸頸處用外花鍵與從動摩擦片連接，主動摩擦片 (伸出兩耳的摩擦板 )則用兩耳花鍵與差速器殼 l 的內(nèi)鍵槽相配。推方壓盤和主、從動摩擦片均可作微小的軸向移動。 當(dāng)汽車直線行駛、兩半軸無轉(zhuǎn)速差時，轉(zhuǎn)矩平均分配給兩半軸。由于差速器殼通過斜面對行星齒輪軸兩端壓緊，斜面上產(chǎn)生的軸向力迫使兩行星齒輪軸分別向 左、右方向 (向外 )略微移動，通過行星齒輪使推力壓盤壓緊摩擦片。此時，轉(zhuǎn)買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ 矩經(jīng)兩條路線傳給半軸：一路經(jīng)行星齒輪軸、行星齒輪和半軸齒輪，將大部分轉(zhuǎn)矩傳給半軸：另一路則由差速器殼經(jīng)主、從動摩擦片、推力壓盤傳給半軸。 當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎或一側(cè)車輪在路面上滑轉(zhuǎn)對，行星齒輪自轉(zhuǎn)，起差速作用，左、右半軸齒輪的轉(zhuǎn)速不等。由于轉(zhuǎn)速差的存在和軸向力的作用，主、從動摩擦片問在滑轉(zhuǎn)同時產(chǎn)生摩擦力矩，其數(shù)值大小與差速器傳遞的轉(zhuǎn)矩和摩擦片數(shù)量成正比，而其方向與快轉(zhuǎn)半軸的旋向相反，與慢轉(zhuǎn)半軸的旋向相同。較大數(shù)值的內(nèi)摩擦力矩作用的結(jié)果，使慢轉(zhuǎn)半軸傳 遞的轉(zhuǎn)矩明顯增加。 摩擦片式差速器結(jié)構(gòu)簡單，工作平穩(wěn)，鎖緊系數(shù) K可達 0 6 0 7 或更高，常用于轎車和輕型汽車上 ，如 現(xiàn)代圣塔菲， 豐獵豹，華泰特拉卡等。摩擦片之間或滑塊凸輪之間所能承受的轉(zhuǎn)矩相對較小，不能傳遞大扭矩，因而高摩擦自鎖式差速器不適用于重型車。 塊凸輪式差速器 滑塊凸輪式差速器是利用滑塊與凸輪之間產(chǎn)生較大數(shù)值的內(nèi)摩擦力矩，以提高鎖緊系數(shù)的一種高摩擦自鎖式差速器。 圖 2 7 為汽車中、后驅(qū)動橋之間采用的滑塊凸輪式軸間差速器。轉(zhuǎn)矩由傳買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ 動軸經(jīng)凸緣盤 1 和軸間差速器分配給中橋主動 曲 線齒錐齒輪 18 和后橋的傳動軸26。 軸間差速器由主動套 6、 8 個短滑塊 7 及 8 個長滑塊 8、接中橋的內(nèi)凸輪花鍵套 9、 接后橋的外凸輪花鍵套 25及軸間 差速器殼 27和蓋 24組成。 接中橋 內(nèi)凸輪花鍵套 9 用花鍵與中橋主動曲線齒錐齒輪 18 相連，其前端內(nèi)表面有 13 個圓弧凹面。外凸輪花鍵套 25 用花鍵與后橋傳動軸 26 相連，其外表面有 11 個圓弧凹面。主動套 6 前端與凸緣盤 1 用花鍵連接，后端空心套筒部分即裝在內(nèi)、外凸輪之間，空心套筒上銑出 8條穿通槽，每個槽內(nèi)裝長、短滑塊各一個。所有滑塊均可在槽內(nèi)沿徑向自由滑動。為了使滑塊及內(nèi)、外凸輪磨損 均勻，相鄰兩槽內(nèi)滑塊的裝法不同，其中一個槽內(nèi)長滑塊在前，短滑塊在后，而另一槽內(nèi)滑塊裝法則相反。 當(dāng)汽車在平直路上直線行駛，中、后驅(qū)動橋車輪無轉(zhuǎn)速差時，中橋主動曲線齒錐齒輪 18和后橋傳動軸 26的轉(zhuǎn)速相同，即軸間差速器沒有差速作用。此時，轉(zhuǎn)矩由凸緣盤 1輸入，經(jīng)主動套 6，滑塊 7和 8，內(nèi)、外凸輪花鍵套 9和 25，分別傳給中橋和后橋。內(nèi)、外凸輪花鍵套和主動套三者的轉(zhuǎn)速相等。 當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎或在不平道路上行駛，或由于中、后橋驅(qū)動輪半徑不等等原因，前 、后兩驅(qū)動橋出現(xiàn)轉(zhuǎn)速差時，主動套 6槽內(nèi)的滑塊，一方面隨主動套旋轉(zhuǎn)并帶動內(nèi)、外凸 輪花鍵套旋轉(zhuǎn)，同時在內(nèi)、外凸輪間沿槽孔徑向滑動，保證中、后兩驅(qū)動橋得以在不脫離傳動的情況下實現(xiàn)差速。且由于滑動與內(nèi)、外凸輪間 產(chǎn)生的摩擦力矩起作用，使慢轉(zhuǎn)的驅(qū)動輪上可以得到比快轉(zhuǎn)驅(qū)動輪更大的轉(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！ 假設(shè)中橋驅(qū)動輪因陷于泥濘路面而滑轉(zhuǎn)，此時驅(qū)動橋的外凸輪花鍵套 25的轉(zhuǎn)速25n，小于主動套 6 的轉(zhuǎn)速6n，而驅(qū)動中橋的內(nèi)凸輪花鍵套 9 的轉(zhuǎn)速9n，則大于主動套轉(zhuǎn)速6n。相應(yīng)的滑塊作用于內(nèi)、外凸輪的摩擦力方向如圖 2 7 所示。滑塊作用于內(nèi)凸輪上的摩擦力9使內(nèi)凸輪所受的轉(zhuǎn)矩減?。蛔饔糜谕馔馆喩系哪Σ亮?5使外凸輪所受的轉(zhuǎn)矩增加。因此，中、后驅(qū)動橋上的轉(zhuǎn)矩得到重新分配。 滑塊凸輪式差速器的鎖緊系數(shù)與凸輪表面的摩擦因數(shù)和傾角有關(guān) ， 滑塊凸輪買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ 式差速器的鎖緊系數(shù)，通常為 K= 或 K=差速器的鎖緊系數(shù) 也不會大于 。 隨著 摩擦表面的接觸應(yīng)力將增大，從而其使用壽命將降低。 對于某些越野汽車和特種車輛來說，采用滑塊凸輪式差速器有時尚嫌其鎖緊系數(shù) 用它代替普通圓錐行星齒輪差速器用于通用的載貨汽車，則可顯著地提高其通過性。 嵌式自由輪差速器 如圖 速器殼的左右兩半 與主減速器從動齒輪用螺栓聯(lián)接。主動環(huán) 3固定在兩半殼體之間，隨差速器殼體一起轉(zhuǎn)動。主動環(huán) 3的兩個側(cè)面制有沿圓周分布的許多倒梯形 (角 度很小 )斷面的徑向傳力齒。相應(yīng)的左、右從動環(huán) 4的內(nèi)側(cè)面也有相同的傳力齒。制成倒梯形齒的目的，在于防止傳遞轉(zhuǎn)矩過程中從動環(huán)與主動環(huán)自動脫開。彈簧 5力圖使主、從動環(huán)處于接合狀態(tài)?；ㄦI轂 7內(nèi)外均有花鍵，外花鍵與從動環(huán) 4相連，內(nèi)花鍵連接半軸。 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)汽車的兩側(cè)車輪受到的阻力矩相等時，主動環(huán) 3通過兩側(cè)傳力齒帶動左、右從動環(huán) 4、花鍵轂 7及半軸一起旋轉(zhuǎn)，如圖 2 8時，由主減速器傳給主動環(huán)的轉(zhuǎn)矩，平均分配給左、右半軸。 汽車轉(zhuǎn)彎行駛時。要求差速器能起差速作用，為此，在主動環(huán) 3的孔內(nèi)裝有中心環(huán) 9，它可相對主動環(huán)自由 轉(zhuǎn)動，但受卡環(huán) 10 限制而不能軸向移動。中心環(huán) 9的兩側(cè)有沿圓周分布的許多梯形斷面的徑向齒，分別與兩從動環(huán) 4內(nèi)側(cè)面內(nèi)圈相應(yīng)的梯形齒接合。設(shè)此時左轉(zhuǎn)彎 (參見圖 2 8e)，左驅(qū)動輪有慢轉(zhuǎn)趨勢，則左從動環(huán)和主動環(huán)的傳力齒之間壓得更緊，于是主動環(huán)帶動左從動環(huán)、左半軸一起旋轉(zhuǎn)，左輪被驅(qū)動；而右輪有快轉(zhuǎn)的趨勢，即右從動環(huán)有相對于主動環(huán)快轉(zhuǎn)的趨勢，于是在中心環(huán)和從動環(huán)內(nèi)圈梯形齒斜面接觸力的軸向分力作用下，從動環(huán)4壓縮彈簧 5而右移，使從動環(huán)上的傳力齒同主動環(huán)上的傳力齒不再接合，從而中斷對右輪的轉(zhuǎn)矩傳遞。同樣，當(dāng)一側(cè)車輪懸空或進 入泥濘、冰雪等路面時，主買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ 動環(huán)的轉(zhuǎn)矩可全部分配給另一側(cè)車輪。 但是，從動環(huán)梯形齒每經(jīng)軸向力作用，沿齒斜面滑動與主動環(huán)分離后，在彈簧力作用下，又會與主動環(huán)重新接合。這種分離與接合不斷重復(fù)出現(xiàn)，將引起傳遞動力的脈動、噪聲和加重零件的磨損。為避免這種情況，在從動環(huán)的傳力齒與梯形齒之間的凹槽中，還裝有帶梯形齒的消聲環(huán) 8(見圖 2 8c)。消聲環(huán)形似卡環(huán)，具有一定彈性，其缺口對著主動環(huán)上的伸長齒 12(圖 2 8b)。在右驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)速高于主動環(huán)的情況下，消聲環(huán) 8與從動環(huán) 4上的梯形齒一起在中心環(huán)梯形齒滑過，到齒頂彼此相對，且消 聲環(huán)缺口一邊被主動環(huán)上的伸長齒擋住 (圖 2 8f)時，從動環(huán)便被消聲環(huán)擠緊而保持在離主動環(huán)最遠的位置，軸向往復(fù)運動不再發(fā)生。 當(dāng)從動環(huán)轉(zhuǎn)速下降到等于并開始低于主動環(huán)的轉(zhuǎn)速時，從動環(huán)即在彈簧 5 的作用下又重新與主動環(huán)接合。 牙嵌式自由輪差速器能在必要時使汽車變成由單側(cè)車輪驅(qū)動，明顯提高了汽車的通過能力。此外，還具有工作可靠、使用壽命長等優(yōu)點。其缺點是左右車輪傳遞轉(zhuǎn)矩時，時斷時續(xù)，引起車輪傳動裝置中載荷的不均勻性和加劇輪胎磨損。 牙嵌自由輪式差速器靠固定在兩半殼體之間的主動環(huán)和與半軸相連的從動環(huán)來限制差速作用，防止 驅(qū)動輪打滑。它也可以有效地改善汽車的通過性，且工作可靠，使用壽命長，但是其左右車輪的扭矩傳遞時斷時續(xù)，引起傳動裝髓中載荷的不均勻。該差速器多用于中、重型車輛上 蝸輪式差速器 又稱托森 式 差速器。托森差速器是美國格里森公司生產(chǎn)的轉(zhuǎn)矩感應(yīng)式差速器。托森差速器利用蝸輪桿傳動的基本原理和齒面摩擦條件實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的自動調(diào)節(jié)，從而提高非打滑驅(qū)動輪的驅(qū)動扭矩，達到防滑的目的。 托森 (速器作為一種新型差速機構(gòu)，在四輪驅(qū)動轎車上得到日益廣泛的使用。它利用蝸桿傳動的不可逆性原理和齒面 高摩擦條件。使差速器根據(jù)其內(nèi)部差動轉(zhuǎn)矩 (差速器的內(nèi)摩擦力矩 )大小而自動鎖死或松開，即在差速器內(nèi)差動轉(zhuǎn)矩較小時起差速作用，而過大時自動將差速器 鎖 死，有效地提高了汽車的通過性。托森差速器的結(jié)構(gòu)如圖 2 9所示。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ 托森差速器由空心軸 2、差速器外殼 3、后軸蝸桿 5、前軸蝸桿 9、蝸輪軸 7(6個 )和直齒圓柱齒輪 6(12個 )、蝸輪 8(6個 )等組成。空心軸 2和差速器外殼 3通過花鍵相連而一同轉(zhuǎn)動。每個蝸輪軸 7上的中間有 1個蝸輪 8和兩個尺寸相同的直齒圓柱齒輪 6。蝸輪 8和直齒圓柱齒輪 6通過蝸輪軸 7安裝在差速器外殼 3上。其中三個蝸 輪與前軸蝸桿 9嚙合，另外三個蝸輪與后軸蝸桿 5相嚙合。與前、后軸蝸桿相嚙合的蝸輪 8彼此通過直齒圓柱齒輪相嚙合，前軸蝸桿 9和驅(qū)動前橋的差速器前齒輪軸 1為 一 體，后軸蝸桿 5和驅(qū)動后橋的差速器后齒輪軸 4為一體。當(dāng)汽車驅(qū)動時，來自發(fā)動機的動力通過空心軸 2傳至差速器外殼 3，差速器外殼 3通過蝸輪軸 7傳到蝸輪 8，再傳到蝸桿。前軸蝸桿 9通過差速器前齒輪軸 軸蝸桿 5通過差速器后齒輪軸 4傳至后橋，從而實現(xiàn)前、后驅(qū)動橋的驅(qū)動牽引作用。當(dāng)汽車轉(zhuǎn)向時，前、后驅(qū)動軸出現(xiàn)轉(zhuǎn)速差，通過嚙合的贏齒圓柱齒輪相對轉(zhuǎn)動，使一軸轉(zhuǎn)速加 快，另一軸 轉(zhuǎn)速下降，實現(xiàn)差速作用。托森差速器的工作過程可分為下述幾種情況： (1) a. 當(dāng)12時，為汽車直線行駛狀況 (圖 2 10a)。設(shè)差速器殼轉(zhuǎn)速為0n，前、后軸蝸桿轉(zhuǎn)速分別為確1n、2n。當(dāng)汽車驅(qū)動時，來自發(fā)動機的動力通買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ 過空心軸 2傳至差速器外殼 3，再通過蝸輪軸 7傳到 蝸輪 8(參閱圖 2 9)，最后傳到蝸桿。前、盾蝸桿軸將動力分別傳至前、后橋。由于兩蝸桿軸轉(zhuǎn)速相等，故蝸輪與蝸桿之間無相對運動，兩相嚙合的直齒圓柱齒輪之間亦無相對傳動，差速器殼與兩蝸桿軸均繞蝸桿軸線同步轉(zhuǎn)動，即1 2 0n n n。其轉(zhuǎn)矩平均分配。設(shè)差速器殼接受轉(zhuǎn)矩為0M，前、后蝸桿軸上相應(yīng)的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩分別為1M、2M，則有1 2 0M M M。 b. 當(dāng)12，汽車轉(zhuǎn)向或某側(cè)車輪陷于泥濘路面時，如圖 2 10便于分析，假設(shè)差速器殼不動，即0 0n ，又10在1軸蝸桿帶動與其嚙合的蝸輪轉(zhuǎn)動，蝸輪兩端的直齒圓柱齒輪 3亦隨之以轉(zhuǎn)速 后蝸輪軸上的直齒圓柱齒輪 4與后軸蝸桿為一體， 則后軸蝸輪應(yīng)帶動后軸蝸桿朝買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ 相反方向轉(zhuǎn)動。顯然這是不可能的，因蝸桿傳動副的傳動逆效率極低。實際上，差速器殼一直在旋轉(zhuǎn)，0 0n 前、后軸蝸桿亦隨之同向旋轉(zhuǎn)。此時，兩軸之間的轉(zhuǎn)速差是通過一對相嚙合的圓柱齒輪的相對轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)的。由上述分析可知，前軸蝸桿 1使齒輪 3轉(zhuǎn)動，齒輪 4隨之被迫轉(zhuǎn)動，并迫使后軸蝸輪帶動后軸蝸桿轉(zhuǎn)動，因其齒面之間存在很大的摩擦力，限制了齒輪 4轉(zhuǎn)速的增加，阻止了齒輪 3及前軸蝸桿轉(zhuǎn)速的增加。顯然，只有當(dāng)兩軸轉(zhuǎn)速差不大時才能差速。 (2) 轉(zhuǎn)矩分配原理。 托森差速 器是利用蝸桿傳動副的高內(nèi)摩擦力矩 行轉(zhuǎn)矩分配的。其原理簡述如下：設(shè)前軸蝸桿 (圖 2 10b)的轉(zhuǎn)速，即12 當(dāng) 前軸蝸桿 輪軸上的直齒圓柱齒輪 3也將轉(zhuǎn)動。 帶動與之嚙合的后 蝸輪軸上的 直齒圓柱齒輪 4同步轉(zhuǎn)動，而與后端直齒圓柱齒輪同軸的蝸輪也將轉(zhuǎn)動，則后端蝸輪帶動后軸蝸桿 2轉(zhuǎn)動。蝸輪帶動蝸桿的逆?zhèn)鲃有嗜Q于蝸桿的螺旋角及傳動副的摩擦條件。對于一定的差速器結(jié)構(gòu)，其螺旋角是一定的，故此時傳動主要由摩擦狀況來決定。即取決于差 速器的內(nèi)摩擦力矩1n、2端蝸輪帶動蝸桿的摩擦力亦較小，通過差速器直齒圓柱齒輪吸收兩側(cè)輸出軸的轉(zhuǎn)速差。當(dāng)前軸蝸桿1輪驅(qū)動蝸桿的摩擦力矩也較大，差速器將抑制該車輪的空轉(zhuǎn)，將輸入轉(zhuǎn)矩0M多分配到后端輸出軸上，轉(zhuǎn)矩分配為101 ()2 M，201 ()2 M。 (3) 當(dāng)2 0n ，前軸蝸桿空轉(zhuǎn)時，由于后端蝸輪與蝸桿之間的內(nèi)摩擦力矩帆全部分配到后軸蝸桿上，此時，相當(dāng)于差速器鎖死不起差速作用。 蝸輪式差速器轉(zhuǎn)矩比 t a n ( )t a n ( ) ，其中， 蝸桿螺旋角， 為摩擦角。 當(dāng) 時，轉(zhuǎn)矩比，差速器自鎖。一般 5 9，鎖緊系數(shù) 7 0 8。選取不同的螺旋升角可得到不同的鎖緊系數(shù)，使驅(qū)動力既可來自買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ 蝸桿，也可以來自蝸輪。為減少磨損，提高使用壽命， 3 5左右較好，這樣即使在一端車輪附著條件很差的情況下，仍可以利用附著力大的另一端車輪產(chǎn)生足以克服行駛阻力的驅(qū)動力。 托森差速器由于其結(jié)構(gòu)及性能上的諸多優(yōu)點，被廣泛用于全輪驅(qū)動轎車的中央軸間差速器及后驅(qū)動橋的輪間差速器。但由于在轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩差較大時有自動鎖止作用，通常不用作轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋的輪間差速器。 蝸輪式高摩擦差速器主要用于在各種道路條件下和無路地區(qū)行駛的大噸位載貨汽車、越野汽車和特種牽引汽車。托森差速器結(jié)構(gòu)緊湊、性能可靠，被廣泛應(yīng)用于全輪驅(qū)動轎車的軸間差速器及后驅(qū)動軸輪間差速器，如應(yīng)用在 美軍 馬”越野汽車、奧迪夸特羅全輪驅(qū)動轎車。由于托森差速器在轉(zhuǎn)矩差很大時有自動鎖止作用，妨礙了正常差速作用，通常不用作轉(zhuǎn)向驅(qū)動軸的輪間差速器。另外由于它不能傳遞太大的力矩，故在重型車上應(yīng)用受到限制。 型結(jié)論 通過對上述幾種常見防滑差速器的工作原理及其優(yōu)缺點的比較，最終選擇蝸輪式差速器作為越野車的差速器。 第三章 差速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計 輪 材料選擇 差速器齒輪基本上都是用滲碳合金鋼制造，目前用于制造差速器錐齒輪的材料為 20 20 22 20 。 由于差速器齒輪 輪齒要求的精度較低，所以精鍛差速器齒輪工藝已被廣泛應(yīng)用。 速器齒輪的基本參數(shù)選擇 （ 1）行星齒輪數(shù)目的選擇 轎車常用 2 個行星齒輪，載貨汽車和越野汽車多用 4 個行星齒輪，少數(shù)汽車采用 3 個行星齒輪。 （ 2） 行星齒輪球面半徑圓錐行星齒輪差速器的結(jié)構(gòu)尺寸，通常取決于 行星齒輪背