第五章驅(qū)動(dòng)橋-第二節(jié)差速器

1、 第五章驅(qū)動(dòng)橋§5.2差速器類型：普通差速器；抗滑差速器。輪間差速器；軸間差速器（多軸驅(qū)動(dòng)車用）1. 普通差速器對(duì)稱式圓錐齒輪差速器組成：差速器殼體、行星齒輪、半軸齒輪、行星齒輪軸、摩擦墊片等。行星齒輪軸：十字軸4個(gè)行星輪；一字軸兩個(gè)行星輪（橋車多用）。動(dòng)力傳遞路線：從動(dòng)錐齒輪差速器殼十字軸行星齒輪半軸齒輪半軸驅(qū)動(dòng)車輪。1.運(yùn)動(dòng)特性方程差速器的差速原理設(shè)：差速器殼角速度為o （1） 無差速時(shí)（行星輪無自轉(zhuǎn)，只作公轉(zhuǎn)）對(duì)行星輪A、B、C、三點(diǎn)，v相等，v =or則 1=2=o（2） 差速時(shí) （行星輪自轉(zhuǎn)+公轉(zhuǎn)）A點(diǎn)：行星輪使半軸齒輪轉(zhuǎn)速加快；B點(diǎn)：行星輪使半軸齒輪轉(zhuǎn)速減慢。加快或減慢的

2、量：4r故，半軸齒輪嚙合點(diǎn)A的圓周速度 1r = or + 4r 半軸齒輪嚙合點(diǎn)B的圓周速度2r = or - 4r + ： 1r + 2r = 2or 1+ 2 = 2o n1 + n2 = 2no 即為差速器運(yùn)動(dòng)特性方程可見：n1 = n2 = no ，車直線行駛； 若n1 = 0（一側(cè)車輪不動(dòng)），n2 = 2no; no = 0時(shí)，n1 = - n2 ，（支起驅(qū)動(dòng)橋，使一則車輪旋轉(zhuǎn)，另一側(cè)車輪會(huì)同速反轉(zhuǎn)） 右轉(zhuǎn)彎時(shí)， n1 no n2 2. 轉(zhuǎn)矩分配設(shè)：差速器殼上作用轉(zhuǎn)矩為Mo ，由Mo作用到十字軸的圓周P. P= Mo /r 兩半軸齒輪轉(zhuǎn)矩：M1和M2（1） 無差速時(shí) 行星輪對(duì)兩半軸齒

3、輪作用力分別為Q1、Q2 .則 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可見，無差速時(shí) Mo 均分與兩半軸齒輪。（2） 差速時(shí) 兩半軸齒輪端面摩擦力矩相等均為 Mbm，方向相反。 行星輪自轉(zhuǎn)與十字軸產(chǎn)生內(nèi)摩擦力矩MT4,MT4作用于兩半軸齒輪上產(chǎn)生作用力F1、F2，方向相反。 F1 = F2 對(duì)于行星輪，受到半軸齒輪反作用力大小與F1、F2分別相等，方向相反。那么，F(xiàn)1r4 + F2r4 =MT4 2F1r4 = MT4 則 F1

4、 = F2 = MT4 /（2r4）此時(shí) 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行星齒輪的內(nèi)摩擦力矩作用到兩半軸齒輪上的力矩； 2Mbm半軸齒輪與差速器殼相對(duì)摩擦的總摩擦力矩。以 MT = MT4 r/r4 + 2Mbm 有 M1 = 1/2（Mo - MT） M2 = 1/2（Mo + MT） MT 差速器總的內(nèi)摩擦力矩。其

5、包括行星齒輪部分和半軸齒輪部分。無差速時(shí)MT =0.小結(jié)：無差速時(shí)， M1 =M2 =MO/2, MT =0; n1 = n2 = nO 有差速時(shí)， M1 = 1/2（Mo - MT） M2 = 1/2（Mo + MT） M2 M1 M1 +M2 =Mo n1 no n2 鎖止系數(shù)K反映內(nèi)摩擦力矩大小。 K=（M2 - M1)/MO =MT/MO轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)Kb Kb = M2/M1 Kb與K關(guān)系： Kb = M2/M1=（1+K）/（1-K）對(duì)于普通差速器，K=0.050.15，即MT很小， Kb = 1.11.4，M2 - M1 差值不大。所以無論有、無差速 ， M1 M2 = MO/2

6、，轉(zhuǎn)矩都是平均分配的。這就可以解釋一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪打滑，另一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪不動(dòng)的原因了.即非打滑車輪所得到的轉(zhuǎn)矩只能與打滑車輪相同，因此車不能行駛。二.抗滑差速器 作用使一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪在路面打滑時(shí)，大部分或全部的轉(zhuǎn)矩傳給不打滑的驅(qū)動(dòng)輪，以利用其附著力產(chǎn)生較大驅(qū)動(dòng)力使車?yán)^續(xù)行駛。1.強(qiáng)制鎖止時(shí)差速器又名：帶差速鎖式差速器。 在普通差速器上設(shè)置差速鎖；人操縱，以“電控-氣動(dòng)”方式控制。原理：司機(jī)按下差速鎖電建開關(guān)（在儀表盤上），電磁閥線圈通電產(chǎn)生磁力，向上吸起鐵芯及氣動(dòng)閥門，B-A口接通，高壓空氣經(jīng)-管路-氣路管接頭-氣缸，推動(dòng)活塞，使差速鎖內(nèi)、外接合器接合，差速器成為一剛體，將兩驅(qū)動(dòng)輪剛性連接，轉(zhuǎn)矩全部分配到費(fèi)

7、打滑驅(qū)動(dòng)輪上。操縱差速鎖注意：（1） 停車后，操縱差速鎖電鍵開關(guān)，。若行駛中操縱，易使內(nèi)外接合器打齒；（2） 車駛出打滑路面后，即解開差速鎖，指示燈才熄滅。2. 高摩擦自鎖式差速器本質(zhì)上，就是通過提高差速器內(nèi)摩擦力矩MT而加大向非打滑驅(qū)動(dòng)輪分配的轉(zhuǎn)矩。（1）摩擦片自鎖式差速器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：a)十字軸為分體式，與差速器殼體承載面呈V型； b)主動(dòng)摩擦片-殼體，凸鍵聯(lián)接；從動(dòng)摩擦片-傳力盤，花鍵聯(lián)接；原理：（a)摩擦片壓緊力產(chǎn)生： 殼上轉(zhuǎn)矩Mo作用兩十字軸V型承載面，產(chǎn)生圓周方向力F正壓力N軸向推壓力P分別推動(dòng)左右推理壓盤左右摩擦片組均壓緊，且壓緊力相同。(b)直線行駛： 無差速，轉(zhuǎn)矩平均分配給兩半軸

8、。傳矩路線：殼上轉(zhuǎn)矩十字軸行星輪半軸齒輪半軸（大部分） 主從動(dòng)摩擦片推力壓盤半軸（小部分）(c)轉(zhuǎn)彎行駛：有差速。 當(dāng)右轉(zhuǎn)彎時(shí)，n1non2 左側(cè)：半軸-推力壓盤-從動(dòng)片轉(zhuǎn)速為n1；殼體-主動(dòng)片轉(zhuǎn)速為no。因從動(dòng)片轉(zhuǎn)速大于主動(dòng)片的轉(zhuǎn)速，從動(dòng)片受到主動(dòng)片的摩擦力矩（可認(rèn)為MT/2),方向與n1相反，即MT/2與Mo反向。故左半軸： M1=(Mo-MT)/2 右側(cè)：同理，半軸-推力壓盤-從動(dòng)片轉(zhuǎn)速為n2；殼體-主動(dòng)片轉(zhuǎn)速為no因從動(dòng)片轉(zhuǎn)速小于主動(dòng)片的轉(zhuǎn)速，從動(dòng)片受到主動(dòng)片的摩擦力矩（可認(rèn)為MT/2),方向與n2相同，即MT/2與Mo同向。故右半軸：M2=(Mo+MT)/2 轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)：Kb=2.

9、55 。適用于轎車或輕型貨車。Kb不易過大，否則摩擦片摩擦過熱，易損壞。實(shí)例如圖： (2)無行星齒輪軸自鎖式差速器這種差速器通過行星齒輪-凸緣座套的蘑菇狀摩擦元件，加大內(nèi)摩擦力矩MT。（3）滑塊凸輪自鎖式差速器該差速器在SH3281車上用于軸間差速器。主動(dòng)套動(dòng)力輸入件，相當(dāng)于普通差速器殼；內(nèi)凸輪花鍵套以花鍵與中橋主動(dòng)錐齒輪軸18聯(lián)接；外凸輪花鍵套以花鍵與后橋傳動(dòng)軸26聯(lián)接；原理：（a)無差速時(shí) n中 = n后 = no轉(zhuǎn)矩路線：轉(zhuǎn)矩凸緣盤主動(dòng)套滑塊 內(nèi)花鍵套中橋。 外花鍵套后橋?；瑝K與兩花鍵套之間無相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 （b)中、后橋有差速時(shí) 靠滑塊與內(nèi)、外凸輪間摩擦作用進(jìn)行轉(zhuǎn)矩分配。若中橋車輪行于泥濘

10、，那么 n中 no n后（n中 相當(dāng)于轉(zhuǎn)彎時(shí)外輪轉(zhuǎn)速；n后 相當(dāng)于轉(zhuǎn)彎時(shí)內(nèi)輪轉(zhuǎn)速） n中 no ，滑塊對(duì)內(nèi)凸輪的摩擦力F中與n中反向 F中使內(nèi)凸輪轉(zhuǎn)矩減小。又 n后no，滑塊對(duì)內(nèi)凸輪的摩擦力F后與no同向， F后使外凸輪轉(zhuǎn)矩增大。故 后橋驅(qū)動(dòng)輪可獲得較大的驅(qū)動(dòng)力。一般 轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)Kb=2.56 。此外，滑塊凸輪自鎖式差速器也可用于輪間差速器。 （3）托森差速器 要點(diǎn)：主要是通過采用渦輪蝸桿傳動(dòng)來大大提高差速器的內(nèi)摩擦力矩MT。 （4）粘性聯(lián)軸差速器 要點(diǎn)：無差速時(shí)，主、從動(dòng)片靠硅油粘性傳遞轉(zhuǎn)矩； 有差速時(shí)，主、從動(dòng)片之間產(chǎn)生相對(duì)摩擦產(chǎn)生熱硅油受熱膨脹主從動(dòng)片壓緊兩半軸鎖成一體轉(zhuǎn)矩向附著性好的

11、一側(cè)車輪轉(zhuǎn)移。變化到無摩擦?xí)r間久了溫度下降硅油體積縮小主從動(dòng)片壓緊力減小恢復(fù)靠硅油粘性傳遞轉(zhuǎn)矩。思考題：1. 差速器的作用是什么？普通差速器運(yùn)動(dòng)特性方程是什么？2. 差速器轉(zhuǎn)矩分配關(guān)系式以及各個(gè)物理量的的含義？3. 什么是差速器鎖緊系數(shù)和轉(zhuǎn)矩比，系數(shù)大小說明什么，兩個(gè)系數(shù)的關(guān)系式是什么？4. 抗滑差速器主要是依據(jù)什么原理？5. 簡述各種抗滑差速器的工作原理。練習(xí)：根據(jù)雙速主減速器示意圖，已知：主減速器主動(dòng)齒輪輸入轉(zhuǎn)矩為M，各齒輪齒數(shù)Z的下角標(biāo)為圖示符號(hào)。在高速檔工作時(shí),求：(1) 主減速器的主傳動(dòng)比i0和第二級(jí)傳動(dòng)比i02 。 (2) 差速器內(nèi)摩擦力矩MT .（轉(zhuǎn)矩比例系數(shù)Kb已知） 作業(yè)： 1.畫出普通差速器簡圖。（1）說明差速器組成；（2）轉(zhuǎn)矩傳遞路線；（3）差速器運(yùn)動(dòng)特性方程表達(dá)式，以及文字表