第五章驱动桥-第二节差速器

第五章驱动桥

§5.2差速器

类型：▲普通差速器；抗滑差速器。▲轮间差速器；轴间差速器（多轴驱动车用）

一.普通差速器——对称式圆锥齿轮差速器

组成：差速器壳体、行星齿轮、半轴齿轮、行星齿轮轴、摩擦垫片等。

●行星齿轮轴：十字轴——4个行星轮；一字轴——两个行星轮（桥车多用）。

▲动力传递路线：从动锥齿轮→差速器壳→十字轴→行星齿轮→半轴齿轮→半轴→驱动车轮。

1.运动特性方程——差速器的差速原理

设：差速器壳角速度为ωo

（1）无差速时（行星轮无自转，只作公转） 对行星轮A 、B 、C 、三点，v 相等，v =ωo r 则 ω1=ω2=ωo

（2）差速时 （行星轮自转+公转） A 点：行星轮使半轴齿轮转速加快； B 点：行星轮使半轴齿轮转速减慢。 加快或减慢的量：ω4r

故，半轴齿轮啮合点A 的圆周速度

ω1r = ωo r + ω4r ①

半轴齿轮啮合点B 的圆周速度

ω2r = ωo r - ω4r ② ①+ ②：

ω1r + ω2r = 2ωo r

ω1+ ω2 = 2ωo

n 1 + n 2 = 2n o 即为差速器运动特性方程

可见：●n 1 = n 2 = n o ，车直线行驶； ●若n 1 = 0（一侧车轮不动），n 2 = 2n o ; ●n o = 0时，n 1 = - n 2 ，（支起驱动桥，使一则车轮旋转，另一侧车轮会同速反转）

●右转弯时， n 1＞ n o ＞ n 2

2.转矩分配

设：差速器壳上作用转矩为M o ，由M o 作用到十字轴的圆周P. P= M o /r

两半轴齿轮转矩：M 1和M 2 （1）无差速时

行星轮对两半轴齿轮作用力分别为Q 1、Q 2 . 则 Q 1 = Q 2 P = Q 1 + Q 2

那么 Q 1 = Q 2 = P/2 = M o /（2r ） M 1 = Q 1 r = M o / 2 M 2 = Q 2 r = M o / 2 即 M 1 = M 2 = M o / 2

可见，无差速时 M o 均分与两半轴齿轮。

（2）差速时

两半轴齿轮端面摩擦力矩相等均为 M bm ，方向相反。

行星轮自转与十字轴产生内摩擦力矩M T4,M T4作用于两半轴齿轮上产生作用力F 1、F 2，方向相反。 F 1 = F 2

对于行星轮，受到半轴齿轮反作用力大小与F 1、F 2分别相等，方向相反。那么，F 1r 4 + F 2r 4 =M T4 2F 1r 4 = M T4

则 F 1 = F 2 = M T4 /（2r 4）

此时 M 1 =（Q 1- F 1 )r - M bm =Q 1r - F 1 r -M bm

= M o / 2 -1/2[ M T4 r/r 4 + 2M bm ] (a) M 2 =（Q 2 + F 2 )r + M bm =Q 2r + F 2 r +M bm

= M o / 2 + 1/2[ M T4 r/r 4 + 2M bm ] (b)

式中， M T4 r/r 4——行星齿轮的内摩擦力矩作用到两半轴齿轮上的力矩； 2M bm ——半轴齿轮与差速器壳相对摩擦的总摩擦力矩。 以 M T = M T4 r/r 4 + 2M bm 有 ▲ M 1 = 1/2（M o - M T ） ▲ M 2 = 1/2（M o + M T ）

M

T

——差速器总的内摩擦力矩。其包括行星齿轮部分和半轴齿轮部分。无差速

时M

T

=0.

小结：无差速时，M

1 =M

2

=M

O

/2,

M

T

=0;

n

1 = n

2

= n

O

有差速时，M

1 = 1/2（M

o

- M

T

）

M

2 = 1/2（M

o

+M

T

）

M

2 ＞ M

1

M

1 +M

2

=M

o

n 1＞ n

o

＞ n

2

▲锁止系数K——反映内摩擦力矩大小。

K=（M

2 - M

1

)/M

O

=M

T

/M

O

▲转矩分配系数K

b

K

b = M

2

/M

1

▲ K

b

与K关系：

K

b = M

2

/M

1

=（1+K）/（1-K）

对于普通差速器，K=0.05～0.15，即M

T

很小，

K

b = 1.1～1.4，M

2

- M

1

差值不大。

所以无论有、无差速，M

1≈ M

2

=M

O

/2 ，转矩都是平均分配的。

这就可以解释一侧驱动轮打滑，另一侧驱动轮不动的原因了......即非打滑车轮所得到的转矩只能与打滑车轮相同，因此车不能行驶。

二.抗滑差速器

作用——使一侧驱动轮在路面打滑时，大部分或全部的转矩传给不打滑的驱动轮，以利用其附着力产生较大驱动力使车继续行驶。

1.强制锁止时差

速器

又名：带差速锁

式差速器。