差速器設計教程

汽車設計合肥工業(yè)大學汽車教研室馬恒永防滑差速器設計9.4.4防滑差速器設計１、防滑差速器與汽車防滑控制系統(tǒng)２、防滑差速器結構形式與應用３、防滑差速器性能評價指標與計算４、差速器殼體有限元分析1、防滑差速器與汽車防滑控制系統(tǒng)

普通差速器差速器是汽車驅動橋中的重要部件，其主要功能是使驅動橋的左、右驅動輪具有汽車行駛運動學所要求的差速，并將動力分配給左、右驅動輪。但普通差速器的“差速不差扭”即等轉矩分配性能，卻嚴重影響了汽車的通過性、牽引性和行駛安全性。

為了克服普通差速器的缺點，改善汽車的通過性、牽引性和行駛安全性一般采用強制鎖止式差速器和防滑差速器；為了更好地提高汽車動力性和行駛安全性能，發(fā)展了汽車防滑控制系統(tǒng)。

強制鎖止式差速器－普通差速器＋差速鎖

防滑差速器－差速器＋自鎖防滑結構

汽車防滑控制系統(tǒng)－制動防抱死系統(tǒng)(ABS)和驅動防滑系統(tǒng)(ASR)的統(tǒng)稱，有簡稱ABS/ASR?！虖娭奇i止式差速器

強制鎖止式差速器－普通差速器＋差速鎖

必要時將差速器鎖止，令其不起差速器作用。結構簡單、易于制造；但往往要停車掛鎖或脫鎖，操作不便，當在好路段行駛時如未及時脫鎖則將產生無差速器的一系列問題。

強制鎖止式差速器典型結構：P365,圖9-82,83防滑差速器

防滑差速器－差速器＋自鎖防滑結構

防滑差速器是一種能克服普通差速器等轉矩分配的缺點，并同時具有普通差速功能的差速器。當汽車左、右驅動輪在不同地面附著條件下行駛時，防滑差速器可以設法（自動或通過控制）使大部分轉矩甚至全部轉矩分配給附著條件相對比較好的一側驅動輪，從而改善了汽車的通過性、牽引性和行駛安全性。有稱自鎖差速器、限滑差速器。防滑差速器工作原理慢速側快速側汽車防滑控制系統(tǒng)（ABS/ASR）

汽車防滑控制系統(tǒng)－驅動防滑系統(tǒng)(ASR)和制動防抱死系統(tǒng)(ABS)的統(tǒng)稱，有簡稱ABS/ASR。

驅動防滑系統(tǒng)

汽車驅動過程中防止驅動車輪發(fā)生滑轉的控制系統(tǒng)稱為驅動防滑轉系統(tǒng)(AccelerationSlipRegulation)，簡稱ASR。它是通過調節(jié)驅動車輪的牽引力實現驅動車輪滑轉控制的，所以也被稱為牽引力控制系統(tǒng)(TractionControlSystem)，簡稱TCS。ASR可以利用已有的ABS和發(fā)動機電子控制系統(tǒng)來實現！防滑控制系統(tǒng)應用

一般首先是裝備ABS（國外轎車和輕型貨車幾乎100%），而后裝備ABS/ASR；在大型客車和貨車上，ABS也在迅速地普及，有些也裝備了ASR。目前國外有形式多樣、價格檔次不同的多種防滑控制系統(tǒng)，可供不同檔次的汽車進行選擇裝備。2、防滑差速器結構形式及其應用防滑差速器結構形式及其應用結構形式鎖緊系數評價與應用普通差速器1.1～1.5等轉矩分配？強制鎖止式簡單，操作不便？越野、重型車用高摩擦式＞5結構簡單、工作平穩(wěn)、工藝繼承性好轎車、輕型車用3～6結構復雜、制造要求高、磨損大？蝸輪式6～9全輪驅動軸間與非轉向驅動橋輪間牙嵌式傳遞轉矩有脈動？中、重型車用滾子式接觸應力大？越野車、輕型車用1.3~1.5P379摩擦片式預壓彈簧式滑塊凸輪式蝸輪式自由輪式變傳動比式摩擦片（盤）式防滑差速器F1－行星齒輪－半軸齒輪嚙合軸向力F1利用主從摩擦片（盤）間相對滑轉產生大的內摩擦力矩摩擦片（盤）式防滑差速器

行星齒輪軸－差速器殼／壓力盤Ｖ形槽F1－行星齒輪－半軸齒輪嚙合軸向力F2－行星齒輪軸－差速器殼／壓力盤Ｖ形槽壓力F1F1F1F2F2F2彈簧預壓摩擦片（盤）式防滑差速器利用預壓緊彈簧壓緊摩擦片（盤）產生大的內摩擦力矩圓柱螺旋彈簧－增載式車橋廠樣品F3F3F3F1F1F1F1－行星齒輪－半軸齒輪嚙合軸向力F3－彈簧壓緊力

彈簧預壓摩擦片（盤）式防滑差速器

彈簧、行星齒輪軸－壓力盤Ｖ形槽F1－行星齒輪－半軸齒輪嚙合軸向力F2－行星齒輪軸－差速器殼／壓力盤Ｖ形槽

F3－彈簧壓緊力F3F1F2圓柱螺旋彈簧－增載式彈簧預壓摩擦式－卸載式F1－行星齒輪－半軸齒輪嚙合軸向力F2－彈簧壓緊力F1F2碟形彈簧－卸載式彈簧預壓摩擦式－卸載式F1－行星齒輪－半軸齒輪嚙合軸向力F2－彈簧壓緊力F2碟形彈簧－卸載式獵豹彈簧暢預壓扁式防滑籠差速貿器圓柱螺旋彈簧碟形彈簧利用擴預壓謹緊彈杜簧壓桑緊摩畜擦片洋或錐踢面產千生大悟的內傷摩擦貞力矩江蘇鑒-5搞0拖畢拉機防滑穿差速鄉(xiāng)豐器車橋勞廠防滑被差速警器樣掀品彈簧疼預壓略式防滑妙差速束器圓柱檔螺旋績彈簧召－增展載式碟形領彈簧朵－卸繞載式利用傷預壓村緊彈共簧壓顧緊摩柔擦錐斧面產品生大絮的內憂摩擦衛(wèi)力矩彈簧怕預壓及摩擦涉片式防滑困差速擁器利用誕預壓夢緊彈爆簧壓列緊摩集擦片畫產生爬大的泄內摩蝦擦力綱矩江蘇塑-5連0拖悼拉機車橋店廠樣快品滑塊半凸輪板式防滑休差速昂器凸輪狡套滑塊利用岔滑塊百與凸雹輪套蒜之間緩產生我大的受內摩創(chuàng)擦力活矩蝸輪刊式防滑杠差速爬器蝸輪驢式防位滑差糧速器托森礎式防溫滑差腸速器奧迪博80葬/9咸0轎破車軸捏間差遺速器豐田Ce答li慈ca狗G述t-銜Fo添ur輪間緞差速蠻器利用挨蝸輪氣蝸桿覺副的貍螺旋擦角與椒摩擦絡角產繩生大解的內腫摩擦誕力矩牙嵌保式自爽由輪防滑頂差速油器控制森閉鎖零式防滑炕差速次器防滑柱差速京器與朱方向隙盤聯夠動（桌液壓善或電陽控操先縱）各種棕摩擦榨式防壩滑差嘉速器堡性能φTTLTH摩擦片式彈簧預壓式彈簧預壓摩擦片式普通差速器《汽趁車的考傳動濤裝置傲》預壓年量增載藥式防脾滑差急速器耐性能普通差速器《拖現拉機裂及類學似車震輛傳伏動系痛》彈簧預壓摩擦片式(增載式)轉矩估增值恒量Φr=1TLTd卸載婦式防奇滑差蘆速器年性能普通差速器《拖誰拉機餐及類垃似車寒輛傳把動系研》彈簧預壓式（卸載式）轉矩擠增值奧量Φr=1TLTd3、觀防滑漁差速開器性雨能評炊價指找標與拜計算防滑無差速先器鎖緊沿系數閣和扭貨矩分朵配系啄數差速急器效藥率和蠢差速守器傳便動效商率摩擦眉式防滑幻玉差速懷器性偷能防滑憲差速辯器內牲摩擦啟力矩TrＴr=F·f·夢Rf·戀ZF－作用速與摩遺擦表仿面的叔壓力賤，以在產生貢內摩諷擦力寺矩。臥防滑遙差速吼器的良結構肅型式泉不同竄，F力的構姜成不酒同！防滑悄差速父器鎖緊禮系數Ｋ與轉撤矩分庭配系閑數ξ定義按《鳴汽車顧工程廈手冊減（設敘計篇累）》前、《姑拖拉窮機設開計手潑冊》鏟、《屬汽車過構造敞》等炎定義朋：Ｋ=T2／T1（k=Tr／T0=（災T2－T1）／耐T0，…）ξ=T2／T0（kb=標T2／T1，k極’=敬Tr漸／T0，…）防滑役差速丑器鎖任緊系靜數與掘轉矩鑼分配密系數王望邪予《錫汽車琴設計肅》等防滑染差速礙器效就率η0η0=T1／T2=1／援K防滑門差速思器傳孔動效懇率ηη=（太T1·n1＋T2·n2）／口（T0·n0）防滑嬌差速句器效襖率與栽傳動炕效率η0=（王T1析·n站1）依/（頓T2經·n殘2）（按則《拖橋拉機背設計聾手冊醫(yī)》定姑義）各種埋摩擦夾式防縮慧滑差發(fā)速器遼性能φTTLTH摩擦片式彈簧預壓式彈簧預壓摩擦片式普通差速器《汽毒車的擾傳動吐裝置辟》預壓摧量增載搞式防宏滑差駕速器柔性能普通差速器《拖焰拉機慣及類神似車忘輛傳稠動系它》彈簧預壓摩擦片式(增載式)轉矩宴增值擔量Φr=1TLTd卸載節(jié)式防政滑差蠶速器具性能普通差速器《拖璃拉機榴及類曉似車辣輛傳股動系駱》彈簧預壓式（卸載式）轉矩葉增值偏量Φr=1TLTd摩擦袍片式岔防滑擊差速用器性能英計算容方法F1立－行星停齒輪段－半困軸齒信輪嚙中合軸螺向力F2倡－彈簧悶壓緊袍力①泡無預衛(wèi)壓機尊構摩魄擦式吐（F1）F2F2F1F1F1②括彈簧項預壓呀摩擦他式（F1服,曉F2）F－作用冬與摩接擦表蝴面的立壓力眼計算③問行星階齒輪還軸－木差速喉器殼肺／壓波力盤膠Ｖ形澡槽（F1嫩，F丈3）F1就－行星儀齒輪充－半陳軸齒很輪嚙厲合軸炊向力F3稅－行星孫齒輪諸軸－響差速設器殼叢／壓閥力盤承Ｖ形馳槽壓仍力F1F1F1F3F3F3④況彈簧槳預壓、行星片齒輪烈軸－寄壓力疾盤Ｖ現形槽肢（F1旱，F薯2，曲F3）F1深－行星孩齒輪駕－半魯軸齒啄輪嚙蹤蝶合軸腹向力F2膽－彈簧恩壓緊束力F3芹－行星浪齒輪橡軸－執(zhí)差速餓器殼露／壓組力盤課Ｖ形介槽F2F1F3⑤彈簧萄預壓濤摩擦召式－混卸載壁式（F1扶，F推2）F1呢－行星煮齒輪邪－半亭軸齒頂輪嚙森合軸苗向力F2稠－彈簧草壓緊園力F1F2防滑允差速救器鎖緊是系數爺計算主動門片的牙摩擦兔系數u1余=0就.1興50登00抬0行星幟齒輪子與差圖速器讀殼及掀行星寇齒輪畝軸的狡摩擦計系數u2喇=0援.0盯80理00遍0摩擦殃片的忘平均預摩擦驅半徑rm瀉=3康2.匪40騰00拾02摩擦光片的俯襯面鉤數nm荒=7咱.0社00看00璃0行星輔齒輪馬的節(jié)殘錐角a2何=0界.5恰83委00持0半軸血齒輪恩的平糾均分析度圓弱半徑rh替=3此6.安00焰00醉00行星佛齒輪雹軸與尖差速塵器殼賴接觸倆面的蕩平均演摩擦汪半徑rt弱c=抽15價.6厚00漲00蜜0行星齊齒輪析與半扶軸齒瓶輪的葬嚙合餡角a1暑=0嚷.4纖19山00嘉0行星橫齒輪傅軸的蛾半徑r0喬=9莊.7倘00阻00懸0行星屆齒輪奶的平蹄均分慌度圓宿半徑rc翼=2壇4.隱00稍00挖00彈簧輕的預乳壓緊決力Fs置=2配40價.0恩00轎00幟0能夠捐產生駝摩擦尊力的踢摩擦鵝面數n=防7.茄00屯00興00可變舉地面錘摩擦雞系數乒產生取的車粉輪轉森矩Tl壓=7奔20體80噴0.柄00謊00候00計算彼結果紋：防滑捆差速價器的泳鎖緊同系數忘:2四.3緣瑞17券22躍4４、結防滑猴差速跡器殼皂體有霜限元巷分析差速閣器殼裙體有浙限元裙分析傘模型計算演模型計算筋載荷邊界拼約束差速賤器殼韻體有叛限元初步霜分析防結果Ansys－有限元模型防滑撲差速婦器殼毅體有偉限元禁分析存模型UG偽－3D模型UG－3D簡化模型防滑萬差速冊器殼勤體有稀限元湯分析載荷夜工況懂－三種詠工況工況鴿1：切防滑螞差速罰器為突普通書差速岸器工辟況，衫不考倆慮差起速器最內摩患擦；工況幟2：牲汽車蠢左側必車輪攏嚴重艦打滑惑，右勺側附夜著條雁件好堵，防垃滑差繡速器想工作懇，考席慮差樂速器都內摩光擦，滾右殼誤承受免的轉忠矩較撤大；工況丹3：赴汽車崖右側跑車輪叢嚴重杰打滑榜，左墳側附沉著條保件好失，防塘滑差幕速器皮工作禍，考波慮差演速器收內摩征擦，譽左殼區(qū)承受令的轉孕矩較饞大。計算敗載荷（計算允載荷）防滑剝差速尺器殼叫體有見限元沸分析①殼體撒－左壟、右轎半軸寺齒輪抓接觸鉗端面的砍均布懂載荷P1、P2；②殼內銀－行離星齒役輪止殖推端勾面的搏均布鍛載荷P3；③殼體女法蘭攝盤螺覽孔處泛后橋自大齒座輪的核等效嚇圓周佛力FT1；④殼體基后橋止大齒翠輪安踩裝孔潮處大則齒輪誰等效開徑向杏均布隙載荷P0；⑤殼體察后橋劉大齒線輪安桿裝孔堂處大策齒輪鹿等效擁軸向臺力Fa昂；⑥殼體爹內左冷、右池半軸儉齒輪垮端面稠摩擦士力的望等效禮圓周芹力FT2（計算青載荷）防滑籮差速榴器殼坦體有韻限元逆分析①差改速器狼殼左遍、右季軸承躺軸頸吵表面虧均施丑加了X、智Y兩方畢向的慢約束惡；②差死速器而殼左蓄半軸脊軸承澇安裝葉端面訂施加隱一個Z向約偉束；③再慎考慮稅到差速器焰殼體發(fā)的轉駛矩作沉用，饅在行概星齒土輪軸老孔處加糾了Y向的紙約束黃。（邊界潑約束）防滑抱差速項器殼錦體有班限元脹分析（初步迅分析綠結果絞－工況足３）應力靈云圖位移叫云圖防滑倉差速咐器設唉計計躁算程劑序總體院設計程序魔功能防滑續(xù)差速攻器性諸能分溪析防滑粥差速澆器參源數優(yōu)鋤化設即計差速客器錐恩齒輪轎、花扯鍵、紡軸承澡等零燙件設顏計計向算程序系總體竹結構防滑陷差速鏡器設僑計計析算程絲式序差速改器錐