螺旋齿式限滑差速器的结构性能分析及试验研究
齿轮泵限滑差速器的结构设计
齿轮泵限滑差速器的结构设计齿轮泵限滑差速器目前我的设想有几种结构，下面我先介绍两种。
一、最较简单的结构：图1是半轴齿轮，半轴齿轮中间封闭。
图2是中间密封架中间有管道把啮合形成的腔体两两相连。
图3是差速器壳的一边，可以看到差速器壳刻有凹槽，与半轴齿轮贴合后形成管道，可以润滑差速器壳与半轴齿轮，同时可以平衡半轴齿轮旋转时产生的压力，中间的凹槽与半轴齿轮和行星齿轮啮合的中间位置相通，在产生高压时压力润滑油脂泄漏到中间凹槽后可以回流到压力较低的空间。
图4是组装图，上下斜的蓝色可以调节限滑的能力，也可以省去，左右两侧蓝色用来添加压力润滑油并封闭差速器。
这是目前最简单的结构，在半轴齿轮转动时，一侧差速器壳的的管道形成高压，另一侧形成低压，通过调节压力，润滑油在高低压区的流动可以调节限滑差速器的限滑能力，在设计好限滑以后这个也可以省去。
二、优化设计结构图1半轴齿轮。
图2中间密封架中间有管道连通，可以少去两条管道。
图3差速器壳管道布置图，绿色的部分在差速器壳上面镂空。
图4图5是管道与差速器装配的位置图。
最后的图是组装图。
这种结构大绿色圈是高压区，小绿色圈是低压区，齿轮旋转产生的高压和低压区通过图4、图5中所示蓝色高低压连通开关来转换，这种结构在半轴齿轮背面就变成了压力润滑，半轴齿轮旋转时背面始终处于高压状态。
图中紫色部分为储存压力润滑油部分，与低压管道相通，可以应对压力润滑油的热胀冷缩。
三、以上两种是较好的结构形式，通过高低压连通开关的形式，润滑效果会更好，也可以用其他的开关形式，还可以通过压力开关的形式来达到更好的限滑与差速效果。
齿轮泵限滑差速器与目前的普通差速器同样安装垫片也不影响。
螺旋齿限滑差速器原理
螺旋齿限滑差速器原理螺旋齿限滑差速器原理简介•介绍螺旋齿限滑差速器的概念和作用差速器的作用•解释差速器在汽车中的作用，如何使车辆更加稳定传统差速器的缺点•列举传统差速器的缺点，如在一个轮子打滑时，差速器会将功率都传输给打滑的轮子，导致其他轮子失去牵引力螺旋齿限滑差速器的原理•解释螺旋齿限滑差速器的原理–提到螺旋齿限滑差速器通过螺旋形齿轮的设计来控制功率的传输–解释螺旋齿轮在不同转速和不同扭矩条件下的工作方式工作原理的细节•详细解释螺旋齿限滑差速器的工作原理–提到差速器内部的两个半轴之间通过螺旋齿轮的齿咬来传递动力–解释螺旋齿轮齿咬的力学原理–提到差速器采用预先设定的差速值，当差速超过设定值时，差速器开始通过齿咬来分配动力螺旋齿限滑差速器的优点•列举螺旋齿限滑差速器相对于传统差速器的优点–提到螺旋齿限滑差速器能够根据不同的路况和车辆状态自动调整功率的分配–解释如何提高车辆的牵引力和稳定性应用情景•提及螺旋齿限滑差速器的应用情景，如在越野车、赛车等车辆中广泛使用结论•总结螺旋齿限滑差速器的原理和应用•强调螺旋齿限滑差速器的重要性和对汽车性能的改善螺旋齿限滑差速器原理简介螺旋齿限滑差速器是一种用于汽车差速器的设计，通过螺旋形齿轮来控制动力的分配，以提高车辆的牵引力和稳定性。
差速器的作用差速器是汽车传动系统中的重要组成部分，它的作用是使车辆在转弯时，内外两个轮子能够以不同的转速自由旋转，从而避免由于转弯造成的刹车效果。
差速器的存在可以使车辆更加稳定，并提供更好的操控性能。
传统差速器的缺点传统差速器在一个轮子打滑时存在缺点。
当一个轮子打滑时，差速器会将动力全部传输给打滑的轮子，导致其他轮子失去牵引力，这会使车辆失去稳定性，甚至无法前进。
螺旋齿限滑差速器的原理螺旋齿限滑差速器采用了一种特殊的设计，通过螺旋形齿轮的配合来控制动力的传输。
相比传统差速器，它能够更好地分配动力，提高车辆的牵引力和稳定性。
工作原理的细节螺旋齿限滑差速器内部的两个半轴之间通过螺旋齿轮的齿咬来传递动力。
差速器的性能要求与试验项目研究
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军事交通学院学报
第 21 卷 第 10 期
和差速器性能有机结合，发挥最大的功能效益。 差速器最 初 是 为 解 决 汽 车 转 向 问 题 而 设 计，
但是随着汽 车 性 能 的 不 断 提 高，只 达 到 转 向 功 能 已远远不够，应 从 实 际 工 况 的 角 度 出 发 设 计 差 速 器的性能。一般来说包括 3 个方面: 限滑能力、承 受冲击能 力、承 受 高 温 能 力。① 限 滑 能 力 是 为 提 高汽车在较 差 路 况 下 的 通 过 性 而 提 出 的，一 般 越 野车、军车 对 该 项 性 能 的 要 求 较 高。锁 紧 系 数 是 限滑性能的 评 价 指 标，在 一 定 范 围 内 锁 紧 系 数 越 大 ，限 滑 性 能 越 好 ，汽 车 的 通 过 性 也 越 好 。 ② 承 受 冲击能力是 差 速 器 性 能 的 重 要 组 成 部 分，汽 车 在 起步过急或紧急制动时会处于短暂的失速工况， 这时会对差速器造成短时间的冲击。差速器必须 确 保 在 日 常 频 繁 的 起 步 、制 动 中 不 致 损 坏 ，即 能 够 承受短而大的冲击载荷。③承受高温能力主要针 对差速器 轴 承，汽 车 高 速 行 驶 时，油 温 很 高，当 润 滑 油 因 高 温 失 效 时 ，会 使 轴 承 磨 损 加 剧 ，从 而 造 成 差速器损坏。这就要求差速器总成能够在较高油 温下正常 工 作，即 承 受 高 温 的 能 力。本 文 从 冲 击 试验、转矩 比 差 试 验、转 速 试 验 出 发，重 点 研 究 每 一个试验的 目 的 和 原 理，以 期 对 差 速 器 的 性 能 有 一个全面的认识。
陶泽南1 ，贾巨民2 ，徐 柳3 ，樊智涛1 ，王 亮1
( 1． 陆军军事交通学院 学员五大队，天津 300161; 2． 陆军军事交通学院 军用物资配送系， 天津 300161; 3． 陆军军事交通学院 军用车辆工程系，天津 300161)
差速器和四轮驱动
关于差速器和四轮驱动的研究摘要：差速器可以保证汽车左右两个轮子有转速差，其本质是两根输出轴可以有转速差，这保证了汽车在过弯时左右轮不发生干涉。
但差速器扭力的输出总是倾向于阻力小的那一侧，因此这不利于越野车摆脱困境。
所以就有了限滑差速器和差速锁。
本文就差速器的种类和四驱的种类以及差速器和四驱的关系进行介绍。
1.差速器和四驱系统的分类：开放式差速器锁式差速器：伊顿锁式差速器（自动）手动锁止式差速器电动差速器多片离合式液压气动粘性偶合式限滑差速器托森差速器螺旋齿轮差速器分时四驱四驱系统全时四驱适时四驱2各种差速器的介绍2．1伊顿锁式差速器伊顿锁式差速器属于自动、低速锁式差速器，当车子的速度超过30km/h时，便会自动解锁。
这种纯机械式的差速器利用离心原理工作，当两侧车轮的速度差在100r/min以上时，离心锁销就会自动扣紧把两个半轴锁住，形成一根驱动轴，动力就会完全的、不打滑地输送给低牵引力端的车轮上。
效果和通过牙嵌手动锁死一样。
2.2多片离合式限滑差速器多片离合式限滑差速器应用非常广泛，因为其造价没有托森差速器那样昂贵，而且与电子系统的兼容性强，灵敏度高，锁住的扭矩可以随离合压板的压力变化而变化，理论上可以实现0到100％的变化。
但是易磨损，需要定期维护。
其本质是多组摩擦片和开放式差速器的结合，摩擦片分别置于差速器壳和一根传动轴上面，且交错放置（如图1）。
当系统探测到两输出轴的转速差超过限定值时（即一边打滑时），便会施加力量给离合片压板，迫使转速小的那根轴一起运动，减小转速差。
对动力源的控制一般是电子控制的，但是也有少数是通过机械结构控制的。
这种限滑差速器对于汽车的前中后三根轴都适用。
图12.3粘性偶合式差速器粘性偶合式差速器是粘性偶合器和开放式差速器的结合，粘性偶合器置于两输出轴之间。
先来介绍一下粘性偶合器，它是一个密封的多板片偶合器，它是由壳体、外板、内板、内轴等主要零件构成，其中壳体和外板为主动部分，在动力输入一端；内板和内轴为从动部分，在动力输出一端；内、外板间隔排列在一起，它们之间的间隙很小，黏度很高的硅酮油液充入这些间隙中。
自适应机械限滑差速器的结构分析及其优化
自适应机械限滑差速器的结构分析及其优化作者：黄巍来源：《中小企业管理与科技·下旬刊》2016年第03期摘要：限滑差速器在汽车运行过程中起到非常重要的作用，我们结合一定的实践经验，认真分析限滑差速器的结构，可以从中找到一些研究的方法。
本文通过一些具体的例子，主要在于分析汽车差速器的机构进行科学化的讨论，这主要在于根据差速器零件设计情况，逐步引进一些先进的技术，从而有利于汽车性能发展的研究。
关键词：限滑差速器；结构；优化1 限滑差速器的概述往往我们对于限滑差速器的概念不是这里认识错误，就是那里认识错误。
可是对于如何进行深入的研究分析，这还需要我们不断地进行实践，从中找到一些适合当前我国汽车发展需要的技术，这才是我们进行科学化分析的重点所在。
1.1 限滑差速器的作用我们在进行研究过程中可以发现，目前，我国的一些汽车发动机主要研究其离合器、变速器、传动轴，因为这些具体的零件可以起到促进汽车更新换代的作用。
然而，为了真正找到一些技术捷径，从而保障汽车的驱动更加有力，我们必须从重视具体的传输路径开始，逐步将一些有利于我国汽车产业发展的新方法给予科学性的利用，这才是抓住问题的重点。
我们在实践中发现，要做好汽车的限滑差速器技术提高，必须得增强我国经济发展的后劲，这主要体现在汽车的具体行驶过程要靠一些先进的技术给予支撑。
1.2 限滑差速器的结构不是说所有的汽车差速器都要采取一定的方法进行科学化的设计，这是因为要进行具体的科学化设计，还需要不断地加强汽车构造开始，要充分了解到限滑差速器在实际运用过程中所起到的积极作用，这是我们进行深入分析其结构的重要内容。
往往由于一些错误的认识，从而会导致出现一些不利于我国汽车产业发展的方向，这是我们进行深入分析和研究限滑差速器结构的重要方向。
2 限滑差速器的设计方案2.1 限滑差速器的方案选择及结构分析根据东风EQ1090载货汽车的类型，初步选定差速器的种类为对称式行星锥齿轮差速器，安装在驱动桥的两个半轴之间，通过两个半轴把动力传给车轮。
螺旋齿式限滑差速器的结构性能分析及试验研究
螺旋齿式限滑差速器的结构性能分析及试验研究范春利;宁雪松;申春宝;保万全;徐伟健【摘要】对螺旋齿式限滑差速器的结构及工作原理进行分析研究,并提出了限滑性能的主要评价参数,结合限滑差速器台架试验,对安装两种不同螺旋角的螺旋齿式限滑差速器进行对比试验分析,试验结果表明:螺旋角越大,限滑性能越好.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2017(000)012【总页数】4页(P132-135)【关键词】螺旋齿;台架试验;限滑差速器;限滑性能;螺旋角【作者】范春利;宁雪松;申春宝;保万全;徐伟健【作者单位】中国第一汽车股份有限公司,吉林长春 130011;中国第一汽车股份有限公司,吉林长春 130011;中国第一汽车股份有限公司,吉林长春 130011;中国第一汽车股份有限公司,吉林长春 130011;中国第一汽车股份有限公司,吉林长春130011【正文语种】中文【中图分类】U467.3基于普通圆锥行星齿轮式差速器的结构特点[1]，其内摩擦力矩小，只能将转矩平均分配给左、右驱动车轮，而无法实现按需分配。
当汽车在泥泞或冰雪路面上行驶，且一侧驱动车轮与地面附着系数相对很小时，容易导致单侧车轮过度滑转而使整车无法获得良好的动力性和通过性。
限滑差速器的开发和应用，克服了普通锥齿轮差速器只能“差速不差转矩”的缺点，它能够使发动机传递到驱动桥转矩的大部分甚至全部扭矩传给高附着系数侧驱动车轮，以充分利用这一驱动车轮的附着力而产生足够的牵引力，大大提高了汽车在双附着系数路面上的驱动性能，显著改善了汽车操纵稳定性，有效提高了汽车平顺性和行驶安全性。
因此，随着用户出行和运输业的需求不断提高，限滑差速器的应用日益广泛，装车率也迅速提高。
越来越多的越野汽车、中型和重型汽车、多功能汽车、工程机械以及拖拉机等车辆提供限滑差速器作为高配置选装件，近年在轿车和微型汽车上也逐渐采用。
作者通过对螺旋齿式限滑差速器的结构性能进行分析研究和针对不同螺旋角的螺旋齿式限滑差速器进行的台架试验，研究了装配螺旋齿式限滑差速器的驱动桥在试验测试中的性能表现，得到了限滑性能评价参数及不同工况下限滑性能之间的关系，为螺旋齿式限滑差速器的改进设计提供试验数据，同时为限滑差速器的选型和实际应用提供了科学依据。
限滑差速器研究分析
限滑差速器研究分析作者：樊智涛来源：《科技创新导报》2018年第03期摘要：本文从差速器的定义入手，分析了限滑差速器的特点和类型，并以托森差速器和变传动比限滑差速器分析了两者的组成结构和工作原理，提出了变传动比差速器的几种新形式，在此基础上对两种差速器进行了对比分析和前景展望。
关键词：限滑差速器托森差速器变传动比中图分类号：U463 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2018）01（c）-0085-021 限滑差速器概述差速器是汽车驱动桥的重要零部件之一，如图1所示，其相当于一个扭矩分配器，将输入扭矩传递给左右两个驱动半轴，并允许两个半轴以不同速率旋转。
目前的差速器主要面临的问题就是如何确保车辆在以下3种情况下都能稳定传导动力以确保车辆良好的通过性。
（1）正常情况（路面）下保证车辆正常运转，避免因路面不平或轮胎气压不同等问题而降低车辆的操纵稳定性。
（2）转弯时，根据两侧车轮车速进行差速运转，为两侧车轮提供动力，保证车轮的不等距行驶。
（3）遇到泥泞或松软等附着系数较小的路面时能够及时提供动力，摆脱困境。
普通的差速器只能满足上述前两种情况，而对于情况三，当一侧车轮陷入打滑路面时，差速器的平均分配转矩特性使其成为在泥泞路面阻碍汽车正常行驶的一个短板。
随着汽车领域的不断发展，机械行业对差速器的研究也越来越多，为弥补传统差速器的不足，限滑差速器应运而生，并在越野车辆上得到广泛应用。
限滑差速器是对普通差速器的一种改进，是指其两侧的驱动轮转速差值可在一定范围内波动，以此来保证车辆在直线、转弯、遇到泥泞路面情况下能够得到足够驱动力的新型差速器。
目前，限滑差速器主要有主动控制式、被动控制式（包括转矩感应式和转速感应式）以及人工控制式三大类。
人工控制式是指通过驾驶员的手动操作来改变中间差速器或半轴差速器的扭矩分配比，主要是各种手动差速锁[1]。
被动控制式差速器中，转矩感应式按照输入转矩决定差动限制转矩方式，主要有变传动比式差速器和托森差速器等若干种；转速感应式是随着限滑差速器左、右半轴转速差来被动限制差速器差动。
关于LSD限滑差速器.(图文讲解)
汽车除了直行，还要转弯。
在转弯过程中，由于车体存在宽度，左右轮的回转半径是不一样大的，也就是说在转弯过程中，左右轮的转速是不一样的，可早期的汽车左右驱动轮为刚性连接，轮胎和机械部件在转弯过程中存在相当大的损耗，车子的寿命收到严重的限制，路易斯•雷诺通过一个小小的齿轮机构解决了这个问题，（哪国的工程师？法国雷诺公司创始人。
）并及其形象的将其命名为“差速器”。
这个机构及其巧妙的通过一个行星齿轮组【红】将左右两轮的传动轴【绿】连接起来，变速箱的输出轴【蓝】连接到差速器外壳【白】上，带动差速器外壳旋转，差速器内部通过一组行星齿轮（轴固定在外壳上）将动力通过左右半轴传送给两侧车轮，当汽车直线行驶时，差速器外壳、左右轮轴同步转动，差速器内部行星齿轮只随差速器旋转，没有自转。
当转弯时，由于汽车左右驱动轮受力情况发生变化，反馈在左右半轴上，进而破坏行星齿轮原来的力平衡，这时行星齿轮开始旋转，使弯内侧轮转速减小，弯外侧轮转速增加，重新达到平衡状态。
同时，汽车完成转弯动作。
正是差速器的出现进一步推动了汽车的广泛使用，并逐步代替了马车、火车成为人们日常生活中不可缺少的交通工具。
而这种差速器在拥有结构简单、成本低廉、维护方便的优势的同时，一个致命的缺点随着汽车的普及逐渐暴露了出来。
当汽车行驶的路况不理想的情况下，特别是左右两侧驱动轮的附着力不一样时（比如冰雪、泥坑、沙地等），由于差速器的作用，越是打滑的车轮将会转的越快，差速器将发动机输出的扭矩大部分甚至全部传送到打滑的车轮上，而没有打滑的车轮却分不到足够的扭矩维持车辆行驶，于是，抛锚发生了。
这种现象在野外是致命的，于是，差速器锁诞生了。
所谓差速器锁就是在一侧驱动轮打滑的时候能够自动或手动的将左右两侧驱动轮刚性连接（也就是将差速器屏蔽掉，差速器此时不再发生作用），两侧车轮就会以相同的转速旋转，将发动机的输出扭矩平分，很好的解决了抛锚的问题。
可是这种差速器锁仅仅适用于越野车的使用，在野外非铺装路面上，路面附着力不大，即便差速器锁止时车轮发生一些打滑也无所谓，至少没有安全性问题。
螺旋齿轮限滑差速器[实用新型专利]
![螺旋齿轮限滑差速器[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/51771448b0717fd5370cdc77.png)
专利名称：螺旋齿轮限滑差速器专利类型：实用新型专利
发明人：张宇荣
申请号：CN201920446253.X 申请日：20190403
公开号：CN209977182U
公开日：
20200121
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开一种螺旋齿轮限滑差速器，包括差速器壳体、左、右半轴太阳轮、多个左、右行星轮，左、右半轴太阳轮左右同轴设于差速器壳体内。
左行星轮环绕左半轴太阳轮设置且同时与之啮合，右行星轮环绕右半轴太阳轮设置且同时与之啮合，左、右行星轮交错布置且两两啮合；每个左、右行星轮一侧轴向端面上设有第一凹槽，第一凹槽内设有第一弹性件，第一弹性件一端抵压在环形凹槽内，另一端抵压在差速器壳体上；左、右半轴太阳轮间还设有两摩擦片，摩擦片间设有第二弹性件，两摩擦片相对设有第二凹槽，第二弹性件设于两第二凹槽围合的空间内，两摩擦片外共同套有固定套。
本结构既能避免打滑，又能防止频繁动作，提高驾驶舒适度。
申请人：温岭市华鑫机械制造有限公司
地址：317502 浙江省台州市温岭市新河上莫工业区
国籍：CN
代理机构：杭州九洲专利事务所有限公司
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自动机械锁止式螺旋齿限滑差速器在皮卡车后桥的应用研究
AUTO TIME175AUTO PARTS | 汽车零部件自动机械锁止式螺旋齿限滑差速器在皮卡车后桥的应用研究张安霞1 胡德鹏2 许庆超1 楚斌峰11.郑州日产汽车有限公司 河南省郑州市 4500162.吉利汽车研究院（宁波）有限公司 浙江省宁波市 315336摘 要： 文章介绍了自动机械锁止式螺旋齿限滑差速器的特点，根据皮卡车的实际行驶工况对装有自动机械锁止式螺旋齿限滑差速器的后桥进行了台架试验。
对试验数据进行分析,结果表明，该后桥在不同车速下的转速差、输入转矩与锁紧系数的关系曲线均较为紧凑、锁紧系数分布相对集中。
因此可得，自动机械锁止式螺旋齿限滑差速器在皮卡车上应用具有较高的工作可靠性和性能稳定性，为自动机械锁止式螺旋齿限滑差速器的批量推广与应用提供了经验依据。
关键词：限滑差速器 锁紧系数 台架试验 锁止1 引言差速器是汽车驱动桥中的重要部件，其主要功能是当汽车转弯行驶或在不平路面上行驶时，使左右驱动轮以不同的转速滚动，即保证两侧驱动轮作纯滚动运动，并将动力分配给左右车轮[1]。
自动机械锁止式螺旋齿限滑差速器是一款复合型的差速器，是对普通差速器的革新与改进，它克服了普通差速器只能平均分配扭矩的缺点。
自动机械锁止式螺旋齿限滑差速器能够根据道路条件的变化自动分配左右两侧车轮的扭矩，使发动机传递过来的扭矩向附着条件好的一侧车轮转移，从而抑制车轮打滑，提高车辆在湿滑路面的安全行驶能力。
当极限工况下一侧车轮悬空空转时，自动机械锁止式螺旋齿限滑差速器可以自动锁止两半轴，将全部扭矩转移给附着条件好的那侧车轮上，从而使车辆脱困，提高车辆在坏路面的越野性能。
车辆一旦驶出坏路面恢复附着力或者车速高于30km/h，自动机械锁止式螺旋齿限滑差速器还能够自动解锁。
自动机械锁止式螺旋齿限滑差速器相比其他差速器具有以下优点：①相比仅在特别恶劣路况下才起作用的锁止式差速器，增加了限滑功能，给车辆提供更稳定的通过能力和更可靠的安全保障；②相比仅有限滑功能的防滑差速器，增加了锁止功能，能够在一侧车轮悬空或完全打滑时自动锁止两半轴，提高恶劣路况下的脱困能力；③相比普通开式差速器，除具备正常的差速功能外，还具有限滑功能和锁止功能。
关于LSD限滑差速器 (图文讲解)
关于LSD限滑差速器〔图文讲解〕汽车除了直行，还要转弯。
在转弯过程中，由于车体存在宽度，左右轮的回转半径是不一样大的，也就是说在转弯过程中，左右轮的转速是不一样的，可早期的汽车左右驱动轮为刚性连接，轮胎和机械部件在转弯过程中存在相当大的损耗，车子的寿命收到严重的限制，路易斯?雷诺通过一个小小的齿轮机构解决了这个问题，〔哪国的工程师？法国雷诺公司创始人。
〕并及其形象的将其命名为“差速器〞。
这个机构及其巧妙的通过一个行星齿轮组【红】将左右两轮的传动轴【绿】连接起来，变速箱的输出轴【蓝】连接到差速器外壳【白】上，带动差速器外壳旋转，差速器内部通过一组行星齿轮〔轴固定在外壳上〕将动力通过左右半轴传送给两侧车轮，当汽车直线行驶时，差速器外壳、左右轮轴同步转动，差速器内部行星齿轮只随差速器旋转，没有自转。
当转弯时，由于汽车左右驱动轮受力情况发生变化，反应在左右半轴上，进而破坏行星齿轮原来的力平衡，这时行星齿轮开始旋转，使弯内侧轮转速减小，弯外侧轮转速增加，重新到达平衡状态。
同时，汽车完成转弯动作。
正是差速器的出现进一步推动了汽车的广泛使用，并逐步代替了马车、火车成为人们日常生活中不可缺少的交通工具。
而这种差速器在拥有结构简单、本钱低廉、维护方便的优势的同时，一个致命的缺点随着汽车的普及逐渐暴露了出来。
当汽车行驶的路况不理想的情况下，特别是左右两侧驱动轮的附着力不一样时〔比方冰雪、泥坑、沙地等〕，由于差速器的作用，越是打滑的车轮将会转的越快，差速器将发动机输出的扭矩大局部甚至全部传送到打滑的车轮上，而没有打滑的车轮却分不到足够的扭矩维持车辆行驶，于是，抛锚发生了。
这种现象在野外是致命的，于是，差速器锁诞生了。
所谓差速器锁就是在一侧驱动轮打滑的时候能够自动或手动的将左右两侧驱动轮刚性连接〔也就是将差速器屏蔽掉，差速器此时不再发生作用〕，两侧车轮就会以相同的转速旋转，将发动机的输出扭矩平分，很好的解决了抛锚的问题。
一种螺旋齿轮限滑差速器[实用新型专利]
![一种螺旋齿轮限滑差速器[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/3bac5ee348649b6648d7c1c708a1284ac850050c.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201821036176.2(22)申请日 2018.07.02(73)专利权人 重庆大学城市科技学院地址 402167 重庆市永川区光彩大道368号(72)发明人 田丰云 彭正丰 (74)专利代理机构 北京科亿知识产权代理事务所(普通合伙) 11350代理人 汤东凤(51)Int.Cl.F16H 48/06(2012.01)F16H 48/22(2012.01)F16H 48/24(2012.01)F16H 48/38(2012.01)(54)实用新型名称一种螺旋齿轮限滑差速器(57)摘要本实用新型公开了一种螺旋齿轮限滑差速器，包括差速器壳体，差速器壳体内设置有右半轴齿轮和左半轴齿轮，右半轴齿轮与两个以上的右行星齿轮啮合，左半轴齿轮与两个以上的左行星齿轮啮合，所述右侧行星齿轮孔和左侧行星齿轮孔相互错开并贯通，使得右行星齿轮与左行星齿轮之间两两啮合；所述差速器壳体右端设有差速器盖，所述差速器壳体和所述差速器盖内还设有驱动环、锁止环和缓冲环，本实用新型的有益效果：通过在锁止环的左方设置缓冲结构，使锁止环在与半轴齿轮啮合前初步实现同步转动，平顺度较好，不易对花键产生冲击，安全性就好，使用寿命长，维护成本低，易于推广。
权利要求书1页 说明书3页 附图2页CN 208364727 U 2019.01.11C N 208364727U1.一种螺旋齿轮限滑差速器，包括差速器壳体(1)，差速器壳体(1)内左右设置有右半轴齿轮(2)和左半轴齿轮(3)，右半轴齿轮(2)与两个以上的右行星齿轮(4)啮合，所述右行星齿轮(4)设置在差速器壳体(1)右侧的右侧行星齿轮孔内，左半轴齿轮(3)与两个以上的左行星齿轮(5)啮合，所述左行星齿轮(5)设置在差速器壳体(1)左侧的左侧行星齿轮孔内，所述右侧行星齿轮孔和左侧行星齿轮孔相互错开并贯通，使得右行星齿轮(4)与左行星齿轮(5)之间两两啮合；所述差速器壳体(1)右端设有差速器盖(6)，其特征在于：所述差速器壳体(1)和所述差速器盖(6)内还设有驱动环(7)、锁止环(8)和缓冲环(9)，所述驱动环(7)的右端面上设置有环形凸起(71)，所述环形凸起(71)可滑动插接在位于差速器盖(6)左端面上的环形气槽(61)内，所述环形气槽(61)通过气嘴(62)与外部供气设备连通；在所述驱动环(7)左侧为锁止环(8)，所述锁止环(8)右端面与驱动环(7)左端面相贴合，所述驱动环(7)用于推动锁止环(8)向左移动；所述锁止环(8)的内圈侧壁上成型有内花键(81)，在所述右半轴齿轮(2)的齿轮轴的外侧成型有与所述内花键(81)相匹配的外花键(21)；所述锁止环(8)内圈的直径由内花键(81)的左边缘向左逐渐增大形成一斜面(82)；在所述锁止环(8)的左侧为缓冲环(9)，在缓冲环(9)的右端面上呈辐射状设置有若干滑槽(91)，在所述滑槽(91)内安装有螺旋弹簧(92)，所述螺旋弹簧(92)的末端连接有滑块(93)，所述滑块(93)可滑动卡接在所述滑槽(91)内；所述滑块(93)的宽度由左至右逐渐减小形成一滑动面(931)，所述滑动面(931)与所述斜面(82)相贴合并可相互滑动，锁止环(8)向左移动可推动滑块(93)接近右半轴齿轮(2)的齿轮轴直至与右半轴齿轮(2)的齿轮轴相贴合；所述锁止环(8)左端面与缓冲环(9)的右端面之间留有间隙；所述驱动环(7)、锁止环(8)和缓冲环(9)均固定连接在差速器壳体(1)内壁上并随差速器壳体(1)转动。
基于多用途车的螺旋齿轮限滑差速器结构设计
基于多用途车的螺旋齿轮限滑差速器结构设计张学文;褚亚旭;肖辉;张英芝【摘要】对多用途乘用车差速器进行改造,分析了螺旋齿轮限滑差速器的结构及工作原理,并对其结构设计参数进行优化,给出了螺旋齿轮参数化设计中相关参数的初步设计值.研究成果可为多用途乘用车限滑差速器的改进与创新奠定基础,提升螺旋齿轮限滑差速器的工作效率.%This paper analyzed the structure and working principle of the helical gear limited slip differential in detail through the differential reform of the multipurpose passenger vehicle ( MPV ) . The optimal design and research had been done for its unique structure parameter, the preliminary design values of the relevant parameters of the helical gear design are given. The foundation of the improvement and innovation had been laid down for the helical gear limited slip differential and its working efficiency.【期刊名称】《北华大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(017)001【总页数】4页(P137-140)【关键词】限滑;螺旋齿轮;差速器;多用途乘用车【作者】张学文;褚亚旭;肖辉;张英芝【作者单位】北华大学机械工程学院,吉林吉林 132021;北华大学机械工程学院,吉林吉林 132021;北华大学机械工程学院,吉林吉林 132021;吉林大学机械科学与工程学院,吉林长春 130022【正文语种】中文【中图分类】U463.21【引用格式】张学文，褚亚旭，肖辉，等.基于多用途车的螺旋齿轮限滑差速器结构设计[J].北华大学学报(自然科学版)，2016，17(1)：137-140.差速器是汽车传动系统中的重要部件，其主要功能是使汽车两侧驱动轮以不同的转速滚动，从而实现车辆转弯，避免翻车，同时将动力传递给两侧驱动轮[1].但它存在一种弊端:当某侧驱动轮空转时，差速器会因为将动力都传递给无阻力的驱动轮，导致另一侧驱动轮停滞，大量的动力被浪费，车辆也无法前进.在螺旋齿轮限滑差速器的作用下，这一情况可以得到改善[2]，它会将两侧驱动轮的转速差保持在相对正常的范围内，使车辆正常行驶[3].本文将主要对螺旋齿轮限滑差速器部分结构进行剖析与整理，阐述工作原理，给出螺旋齿轮部分参数的初步设计值，这将有助于后期对差速器的进一步研究.图1为螺旋式限滑差速器的结构，其特征是它的左右行星齿轮5，7和左右半轴齿轮4，10都为螺旋齿轮，左侧行星齿轮5与左半轴齿轮4啮合，右侧行星齿轮7与右侧半轴齿轮10啮合，且都不与另一侧的半轴齿轮啮合.通过辅助视图(图2)可见，左右行星齿轮也处于啮合状态.由图2可以看出：在差速器腔体内有3对各自相互啮合的左右行星齿轮，左右两个半轴齿轮各与3个行星齿轮相互啮合构成了整个差速器的核心工作部分.当传动轴将发动机输出的动力通过差速器主减速弧齿的啮合传到差速器壳体后，差速器壳体将通过摩擦使行星齿轮带动半轴齿轮转动，之后将动力通过后桥输出到后桥半轴，使车轮滚动.当轮胎感受到来自地面的阻力后，就会反向作用到半轴上，进而影响行星齿轮之间的啮合与转动关系，使差速器产生差速与限滑的作用.螺旋齿轮工作原理见图3.当汽车沿直道正常行驶时，动力由传动轴6传入，经主动锥齿轮5与从动锥齿轮1的作用传到与从动锥齿轮1相连的差速器壳体2上，嵌入差速器壳体10的左右行星齿轮7，9在壳体的带动下开始转动.自此，动力传到差速轮系上，再由左右行星齿轮7，9作为主动轮，将左右半轴齿轮8作为从动轮，形成动力传输系统(图3右半部分).实际上，对于这个动力传输系统，由图3左半图可以看出：左右半轴齿轮并不存在啮合，所以不会产生运动干涉，但左右行星齿轮是存在啮合的，此时的直线运动使左右半轴与差速器壳等速转动，而左右行星齿轮和相应的半轴齿轮也一起等速转动.同样，转矩也是等同地从差速器壳上分配到两侧半轴上.由于半轴齿轮与半轴存在花键连接，因此，差速轮系动力传输系统输出的动力会继续传到半轴4上.传到半轴4上的动力最后就会作用于驱动轮上，使车辆沿直道正常运动，整个经由螺旋差速器的动力传输系统就此形成.以上是直线行驶，没涉及转弯，所以没有体现出左右行星齿轮7，9的啮合过程.螺旋齿轮限滑差速器差速原理见图4.当汽车转弯时，左右半轴开始产生转速差.假设车辆向左转弯，那么左侧半轴所感受到来自地面的阻力矩Tl将大于右侧半轴所感受到来自地面的阻力矩Tf，即Tl>Tf.这时，受阻力变化的影响，右行星齿轮9的转速nf将会快于左行星齿轮7的转速nl，即nf>nl.之后，右行星齿轮9将作为主动轮带动左行星齿轮7旋转，从而产生相对转动.由于右侧的旋转方向与相应侧半轴齿轮加快旋转一致，而左侧的旋转方向也与相应侧半轴齿轮减慢旋转一致，则这时左右行星轮的转矩分别为Mz=Ml-Ml′，My=Mf+Mf′(其中：Mz为左侧行星轮转矩；Ml为左侧行星齿轮自身转矩；Ml′为左侧半轴齿轮转矩；My为右侧行星轮转矩；Mf为右侧行星齿轮自身转矩；Mf′为右侧半轴齿轮转矩)，即右侧的车轮将以快于左侧车轮的速度实现左转弯.左右行星齿轮啮合限速受力分析见图5.当汽车处于可能使轮胎失速的路面时，一侧轮胎失速，左右行星齿轮的啮合开始产生限速作用.假设右侧轮胎处于失速状态，则右侧半轴受到的阻力矩就为0，则此时右侧行星轮的转速ωf将远大于左侧行星轮的转速ωl，即ωf≫ωl.由图5 的受力分析可知：右侧行星齿轮作用于左侧行星齿轮上的合力Fc1迫使左侧行星齿轮带动左侧半轴齿轮转动，而左侧行星齿轮反作用于右侧行星齿轮上的合力Fcf就会限制右侧轮胎的空转.随着左侧行星齿轮转速ωl的增加，左右行星齿轮的差速开始减小，由于两个齿轮之间相互作用的合力Fcl，Fcf也开始减小，转而由两个齿轮齿面间的摩擦力开始作用.齿面之间的摩擦力会限制左侧行星齿轮转速ωl的增加，进而阻止右侧行星齿轮及右侧半轴齿轮转速ωf的增加，实现对右侧驱动车轮的限滑作用.螺旋齿轮传动是用来传递空间两交错轴之间的运动，也称为交错轴斜齿轮传动.但是，由于两轮螺旋角的差异，其端面参数就不一定相同，这是它与平行轴斜齿轮传动的不同之处[4].在实际设计计算中，已经确定了中心距、轴交角等齿轮副啮合参数，然后设计齿轮参数，还要考虑到轮齿的强度设计以及根切等问题，以确保设计出的齿轮能在确定的空间中良好地运动[5].3.1 行星齿轮与半轴齿轮的啮合参数设计由图2、图3可知腔体的结构以及齿轮具体的安放位置，齿轮全为“横向”，也就是轴交角为0，属于平行轴斜齿轮传动.所以，两轮的法面参数与端面参数都相同，可以按照平行轴斜齿轮传动设计.按照斜齿轮正确啮合的条件[6]：1)交错轴斜齿轮传动的轮齿是在法面内啮合的，因而两轮齿的法面模数mn和法面压力角αn必须分别相等，即2)螺旋角大小相等，外啮合时应旋向相反，内啮合时应旋向相同，即β1=±β2.其中：+表示外啮合，-表示内啮合.如图6所示，t-t表示啮合线，则有∑=0，β1=β2.已确定及可知尺寸参数.壳体最大尺寸为φ156mm×127mm，差速器腔体最大尺寸为φ104.5mm×60mm.初步给定行星轮、半轴轮的设计齿数分别为z1=6，z2=15.选取螺旋角β1=β2=β=45°，法面压力角αn=20°，则可知端面压力角αt=arctan(tanαn/cosβ)=27.236°，基圆螺旋角βb=arctan(tanβcosαt)=41.641°，传动比i12=ω1/ω2=z2/z1=2.5，齿宽系数暂取φd=1.齿轮传动的强度计算及模数的选取、符号意义参见文献[7].1)按齿面接触疲劳强度设计的计算公式为由式(1)可知：在齿轮的齿宽系数、材料及传动比已选定的情况下，影响齿轮齿面接触疲劳强度的主要因素是齿轮直径.将数据代入式(1)，可得行星齿轮分度圆直径d1t≥16.042mm.按实际的载荷系数校正所得分度圆直径模数2)按齿根弯曲强度设计的计算公式所以，将数据代入(2)式得mn≥1.542mm.综上取模数mn=2.189mm.3.2 差速器壳体的参数设计差速器壳体材料为QT500-7，密度为7 200 kg/m3，弹性模量为154 GPa，泊松比为0.3.其主要作用是支撑齿轮组，并负担来自主减速器的扭矩[8]，在保证结构尺寸合理前提下的设计要求:1)强度和刚度必须保证；2)进行轻量化设计以提高汽车的性能；3)工艺性好，成本低；4)方便维修保养.本文通过详细论述螺旋齿轮限滑差速器部分结构，阐述工作原理，对螺旋齿轮的参数进行了初步设计.限滑转矩数值大小主要与螺旋齿轮结构尺寸和螺旋角有关，本研究使差速器的整体结构设计意图呈现得更为清晰：1)结构方面，采用螺旋齿轮作为限滑差速器的核心构件，依靠其特有的齿形特点，按平行轴的方式进行对称式安装.其次，差速器壳体的设计需遵循上述给出尺寸及要求，在保证齿轮能顺利安装的前提下，可以进行切合实际的简化设计以节省成本.2)齿轮参数设计方面，通过对给定的基本参数和设计要求进行分析，根据经典的设计公式计算出差速器齿轮的基本参数.本研究为参数化齿轮系统得到行星齿轮和半轴齿轮的三维模型及后续仿真分析打下基础，在后续研究中，可能还需要对基本参数进行进一步的修正.【相关文献】[1] 刘惟信.汽车车桥设计[M].北京:清华大学出版社，2004:214-229.[2] 毛啸滇.防滑差速器的应用研究[D].合肥：合肥工业大学，2006.[3] 胡建军，丁华，秦大同，等.基于限滑差速器驱动的防滑控制[J].北京工业大学学报，2011，37(1)：33-39.[4] 王建华，王云成，付铁军，等.转矩式限滑差速器对后轮驱动汽车操纵稳定性影响的研究[J].汽车工程，2006，28(5)：460-464，476.[5] 王云成，王建华，付铁军，等.主动控制式限滑差速器结构分析及其性能评价[J].汽车技术，2008(7)：35-38.[6] 王知行，邓宗全.机械原理[M].2版.北京：高等教育出版社，2006.[7] 朱孝录.齿轮传动设计手册[M].北京:化学工业出版社，2005:367-469.[8] 王志铁.车用限滑差速器转矩特性分析及其对整车操纵稳定性影响[D].长春：吉林大学，2004.。
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Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： Ｈｅ ｌ ｉ ｘ ｇ ｅ ａ ｒ ； Ｂｅ ｎ ｃ ｈ ｔ ｅ ｓ ｔ ； Ｌｉ ｍｉ ｔ ｅ ｄ Ｓ ｌ ｉ ｐ Ｄｉ ｆｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｌ ； Ｌｉ ｍｉ ｔ ｅ ｄ ｓ ｌ ｉ ｐ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ； ｈ ｅ ｌ ｉ ｘ ａ ｎ ｇ ｌ ｅ ｓ
汽 车 实 用 技术
测试 试 验
ＡＵ ＴＯ ＭＯ Ｂｌ Ｌ Ｅ ＡＰ ＰＬＩ Ｅ Ｄ ＴＥ Ｃ Ｈ ＮＯ ＬＯ ＧＹ
２ ０ １ ７ 年 第ｌ ２ 期
２ Ｏ１ ７ Ｎ０ ．１ ２
１ ０ ． １ ６ ６ ３ ８ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． １ ６ ７ １ － ７ ９ ８ ８ ． ２ ０ １ ７ ． １ ２ ． ０ ４ ４
螺 旋 齿 式 限 滑 差速 器 的 结 构 性 能 分 析 及 试 验研 究
范春 利 ，宁雪松 ，申春 宝，保 万全 ，徐伟健
（ 中国第一汽车股份有限公司 ，吉林 长春 １ ３ ０ ０ １ １ ） 摘 要 ：对螺旋齿式限滑差速器 的结构及 工作 原理进行分析研究 ， 并提 出了限滑性 能的主要 评价参数，结合 限滑差
速器 台架 试验 ，对安装两种不 同螺旋角 的螺旋齿式 限滑 差速 器进 行对 比试验分析，试验结果表 明：螺旋角越大 ，
限滑性 能越好 。 关键词 ：螺旋齿 ；台架试验 ；限滑差 ３ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ６ ７ １ — ７ ９ ８ ８（ ２ ０ １ ７ ） １ ２ — １ ３ ２ 一 Ｏ ４
实 现按需分配 。当汽车在泥泞或冰 雪路 面上行驶，且一侧驱 汽 车 、 中 型 和 重 型 汽 车 、多 功 能 汽 车 、工 程 机 械 以及 拖 拉 机 动 车轮与地面附着系数相对很 小时，容 易导致单侧车轮过度 等车辆提供限滑差速器作为高配置选装件 ，近年在轿车和微 滑转而 使整车无法获得 良好 的动力性和通过 性。限滑 差速 器 型汽 车上 也逐渐采 用。 的开发 和应 用，克服 了普通锥齿轮差速器 只能 “ 差速 不差转
Ｆ ａ ｎ Ｃ ｈ ｕ ｎ ｌ ｉ ， Ｎｉ ｎ ｇ Ｘ ｕ ｅ ｓ ｏ ｎ ｇ ， Ｓ ｈ ｅ ｎ Ｃ ｈ ｕ ｎ ｂ ａ ｏ ， Ｗａ ｎ Ｂ ａ ｏ ｑ ｕ ａ ｎ， Ｘｕ Ｗｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ａ
（ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ｉ ｆ ｒ ｓ ｔ ａ ｕ ｔ ｏ ｍｏ ｂ ｉ ｌ ｅ Ｃ Ｏ ． ， Ｌ Ｔ Ｄ． ， Ｊ ｉ ｌ ｉ ｎ Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｃ ｈ ｕ ｎ １ ３ ０ ０ １ １ ）
前 言
基 于普通 圆锥行星齿轮式差 速器 的结构特 点【 ” ，其 内摩 擦 力矩 小 ，只能将转矩平均分配给左 、右驱动车轮，而无法
有效提高 了汽车平顺性和行驶安全性 。 因此 ，随着用户 出行和运输业 的需求不 断提 高，限滑差
速 器 的 应 用 日益 广 泛 ，装 车 率 也 迅 速 提 高 。越 来 越 多 的越 野
Ｃ Ｌ Ｃ ＮＯ． ： Ｕ４ ６ ７ ． ３ Ｄｏ ｃ ｕ ｍｅ ｎ ｔ Ｃｏ ｄ ｅ ： Ａ Ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ Ｉ Ｄ： １ ６ ７ １ ・ ７ ９ ８ ８（ ２ ０ １ ７ ） １ ２ — １ ３ ２ － ０ ４
附着系数路面上 的驱动性能 ，显著改善 了汽车操纵稳定 性，
ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｏ ｆ ｌ ｉ ｍｉ ｔ ｅ ｄ ｓ ｌ ｉ ｐ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｒｅ ａ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ｅ ｄ ， ｃ ｏ ｍｂ ｉ ｎ ｅ ｄ州 ｍ ｈｅ ｔ ｌ ｉ ｍｉ ｔ ｅ ｄ ｓ ｌ ｉ ｐ ｄ ｉ ｆｅ ｒ ｅ ｔｉ ｎ ａ ｌ ｂ ｅ ｎ ｃ ｈ ｔ ｅ ｓ ｔ ， ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｔ ｅ ｓ ｔ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗｏ ｋ ｉ ｎ ｄ ｓ ｏ ｆ ｈ ｅ ｌ ｉ ｘ ｇ ｅ ｒｓ ａ ｗｉ ｍ ｄ ｉ ｆｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ｌ ｉ ｘ ａ ｎ ｇ ｌ ｅ ｓ ｉ ｓ ｃ ａ ｒ ｒ ｉ ｅ ｄ ｏ ｕ ｔ ． ｈｅ ｔ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｔａ ｎ ｌ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｈａ ｔ ｔ ｈｅ ｔ ｈ ｉ ｇ ｈ ｅ ｒ ｈｅ ｔ ｈ ｅ ｌ ｉ ｘ ｎｇ ａ ｌ ｅ ｉ ｓ ， ｔ ｈ ｅ ｂ ｅ ｔ ｔ ｅ ｒ ｈｅ ｔ ｌ ｉ ｍｉ ｔ ｅ ｄ ｓ ｌ ｉ ｐ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｍ ａ ｒ ｎｃ ｅ ｉ ｓ ．
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