6.3差速器(课件）-高二《汽车底盘构造与维修》同步教学（北京理工大学出版社）

2023-06-27

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６.３　差速器差速器的功用是将主减速器传来的动力传给左、右两半轴，并在必要时允许左、右半轴以不同转速旋转，以满足两侧驱动轮差速的需要。此外，多桥驱动的汽车各驱动桥之间也同样存在上述驱动车轮相对于地面的滑转和滑移现象。为此，有些汽车在驱动桥之间也装有差速器，称为轴间差速器。无论是轮间差速器还是轴间差速器。按其工作特性均可分为普通齿轮式差速器和防滑差速器两大类。６.３.１　普通齿轮式差速器１．构造下一页返回６.３　差速器普通齿轮式差速器有锥齿轮式和圆柱齿轮式两种。由于锥齿轮式差速器结构简单、工作平稳，因此目前应用最为广泛。图６－９所示为上海桑塔纳轿车采用的一字轴式行星锥齿轮差速器。它由两个行星锥齿轮４、一字形行星锥齿轮轴５、两个半轴齿轮２、整体框架式差速器壳９及复合式推力垫片１组成。行星齿轮轴５装入差速器壳后用止动销６定位。两个行星锥齿轮４分别松套在行星锥齿轮轴５的轴颈上。两个半轴锥齿轮２分别与行星锥齿轮４啮合，以其轴颈支承在差速器壳中，并以花键孔与半轴连接。螺纹套３用来紧固半轮齿轮。上一页下一页返回６.３　差速器行星锥齿轮背面和差速器壳相应位置的内表面，均制成球面，以保证行星锥齿轮良好的对中性，使其与两个半轴锥齿轮能正确啮合。行星锥齿轮和半轴锥齿轮的背面与差速器壳之间装有复合式推力垫片１，用以减轻摩擦面间的摩擦和磨损，提高差速器的使用寿命。使用中还可以通过更换垫片来调整齿轮的啮合间隙。差速器靠主减速器壳内的齿轮油来润滑。为了保证行星锥齿轮与行星锥齿轮轴轴颈之间的润滑，在十字轴轴颈上铣有平面，并在行星锥齿轮的齿间钻有油孔与其中心孔相通。同样，半轴齿轮齿间也钻有油孔，与其背面相通，以加强背面与差速壳之间的润滑。上一页下一页返回６.３　差速器工作时，传至差速器壳的动力依次经行星锥齿轮轴５、行星锥齿轮４和半轴锥齿轮２传给半轴，再由半轴传给驱动车轮。而在有些汽车上，因传递的扭矩较大，可用四个行星锥齿轮，相应的行星锥齿轮轴为十字形行星锥齿轮轴。２．工作原理１）差速器的运动特性图６－１０所示为行星锥齿轮差速器运动原理图。差速器壳３与行星齿轮轴５连成一体，并由主减速器从动齿轮６带动一起转动，是差速器的主动件，设其转速为ｎ０。上一页下一页返回６.３　差速器半轴齿轮１和２从动件，设其转速分别为ｎ１和ｎ２。Ａ、Ｂ两点分别为行星齿轮４与半轴齿轮１和２的啮合点。Ｃ点为行星齿轮４的中心。Ａ、Ｂ、Ｃ点到差速器旋转轴线的距离相等。当汽车直线行驶时，两侧驱动轮没有滑转和滑移趋势，即转速相等，此时两侧车轮所受的行驶阻力相等，通过半轴及半轴齿轮反作用于行星齿轮两啮合点Ａ、Ｂ的力也相等。这时行星齿轮相当于一个等臂的杠杆保持平衡，行星齿轮不能自转，只能随行星齿轮轴５及差速器壳３一起公转。所以，两半轴无转速差，如图6－10（ｂ）所示，差速器不起差速作用，即当汽车转弯时，两侧车轮所受的行驶阻力不再相等，通过半轴及半轴齿轮反作用于行星齿轮两啮合点的力也不相等。上一页下一页返回６.３　差速器这样，将破坏行星齿轮的平衡，即行星齿轮除了随差速器壳一起公转外，还要绕行星齿轮轴自转。设其自转速度为ｎ４，方向如图６－１０（ｃ）所示。则半轴齿轮１的转速加快，而半轴齿轮２的转速减慢。因ＡＣ＝ＣＢ，所以半轴齿轮１转速的增加值等于半轴齿轮２转速的减小值。设半轴齿轮转速的增减值为Δｎ，则两半轴的转速分别为上一页下一页返回６.３　差速器这就是差速器的差速作用，即汽车在转弯或其他情况下行驶，两侧车轮有滑转和滑移趋势时，行星齿轮即发生自转，借行星齿轮的自转，使两侧车轮以不同的转速在地面上滚动。显然此时仍有：ｎ１＋ｎ２＝２ｎ０上式即为行星锥齿轮差速器的运动特性方程式，可见差速器的运动特性是：（１）差速器不起作用时，两半轴转速均等于差速器壳的转速。即ｎ１＝ｎ２＝ｎ０。（２）差速器起作用时，一侧半轴增加的转速等于另一侧半轴减小的速度，Δｎ１＝Δｎ２。上一页下一页返回６.３　差速器（３）两半轴转速之和永远等于差速器壳转速的两倍，即ｎｌ＋ｎ２＝２ｎ０。由这一特性可知，当任何一侧半轴齿轮的转速为零时，另一侧半轴齿轮的转速为差速器壳转速的两倍；当差速器壳转速为零时，若一侧半轴齿轮受其他外来力矩而转动，则另一侧半轴齿轮即可以相同的转速反向转动。２）扭矩特性图６－１１所示为行星锥齿轮差速器转矩分配示意图。设主减速器传至差速器壳的转矩为Ｍ０，经行星齿轮轴和行星齿轮传给两半轴齿轮，两半轴齿轮的转矩分别为Ｍ１和Ｍ２。上一页下一页返回６.３　差速器当行星齿轮不自转时，即ｎ４＝０，ＭＴ＝０（ＭＴ为行星齿轮自转时，其内孔和背面所受的摩擦力矩），行星齿轮相当于一个等臂杠杆，均衡拨动两半轴齿轮转动。所以，差速器将转矩Ｍ

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