4电动汽车传动系统1PPT课件

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1.普通锥齿轮式差速器
由于普通锥齿轮式差速器结构简单、工作平稳 可靠,所以广泛应用于一般使用条件的汽车驱动桥 中。图4—28为其示意图,图中W0为差速器壳的角 速度;W1、W2分别为左、右两半轴的角速度;T0 为差速器壳接受的转矩;Tr为差速器的内摩擦力矩; T1、T2分别为左、右两半轴对差速器的反转矩。
对于装有强制锁止式差速器的4x2型汽车,假设一 驱动轮行驶在低附着系数φmin的路面上,另一驱动 轮行驶在高附着系数φ的路面上,这样装有普通锥 齿轮差速器的汽车所能发挥的最大牵引力Ft为 9
Ft G 22 mi nG 22 mi nG 2 min
(4—28)
式中,G2为驱动桥上的负荷。 如果差速器完全锁住,wenku.baidu.com汽车所能发挥的最大
牵引力F't为
29F ) t' G 2 2 G 2 2 mi nG 2 2( m)in
(4—
可见,采用差速锁将普通锥齿轮差速器锁住, 可使汽车的牵引力提高(φ+ φmin)/2φmin倍,从而提 高了汽车通过性。
当然,如果左、右车轮都处于低附着系数的路 10
强制锁止式差速器可充分利用原差速器结构, 其结构简单,操作方便。目前,许多使用范围比较 广的重型货车上都装用差速锁。
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2. 摩擦片式差速器
为了增加差速器的内摩
擦力矩,在半轴齿轮7与 差速器壳1之间装上了摩 擦片2(图4-29)。两根行星 齿轮轴5互相垂直,轴的 两端制成V形面4与差速器 壳孔上的V形面相配,两 个行星齿轮轴5的V形面是 反向安装的。每个半轴齿 图4-29 摩擦片式差速器 轮背面有压盘3和主、从 1-差速器壳 2-摩擦片 3动摩擦片2,主、从动摩 压盘 4-V形面 5-行星齿轮 擦片2分别经花键与差速 轴 6-行星齿轮 7-半轴齿轮
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图4-30 滑块凸轮式差速器 1-差速器壳 2-滑块 3-外凸轮 4-内凸轮
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图4—31为滑块受力图。滑块与内凸轮、外凸轮和 主动套之间的作用力分别为F1、F2和F,由于接触 面间的摩擦,这些力与接触点法线方向均偏斜一摩 擦角ρ由F1、F2和F构成的力三角形可知
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当传递转矩时,差速器壳通过斜面对行星齿轮轴
产生沿行星齿轮轴线方向的轴向力,该轴向力推动
行星齿轮使压盘将摩擦片压紧。当左、右半轴转速
不等时,主、从动摩擦片间产生相对滑转,从而产
生摩擦力矩。此摩擦力矩Tr与差速器所传递的转矩
T0成正比。可表示为 (4—27)
Tr
T0rf rd
fztan
式中,rf为摩擦片平均摩擦半径;rd为差速器壳v形 面中点到半轴齿轮中心线的距离;f为摩擦因数;z 为摩擦面数;β为V形面的半角。
摩擦片式差速器的锁紧系数k可达0.6,kb可达 4。这种差速器结构简单,工作平稳,可明显提8 高
3.强制锁止式差速器
当一个驱动轮处于附着系数较小的路面时,可 通过液压或气动操纵,啮合接合器(即差速锁)将差 速器壳与半轴锁紧在一起,使差速器不起作用,这 样可充分利用地面的附着系数,使牵引力达到可能 的最大值。使用中,在汽车进入难行驶路段之前操 纵差速锁锁止差速器;在驶出难行驶路段刚进入较 好路段时,应及时将差速锁松开,以避免出现因无 差速作用带来的不良后果。
根据运动分析可得
W1+W2=2W0 (4—22) 显然,当一侧半轴不转时,另一侧半轴将以两 倍的差连器壳体角速度旋转;当差速器壳体不转时, 左右半轴将等速反向旋转。
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图4—28 普通锥齿轮式差速器示意图
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根据力矩平衡可得
T1+T2=T0 (4—23)
T2-T1=Tr 差速器性能常以锁紧系数k来表征,定义为差速 器的内摩擦力矩与差速器壳接受的转矩之比,由下 式确定
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间产生功率循环及由此引起的附加载荷、传动系零 件损坏、轮胎磨损和燃料消耗等。
差速器用来在两输出轴间分配转矩,并保证两 输出轴有可能以不同角速度转动。差速器按其结构 特征可分为齿轮式、凸轮式、蜗轮式和牙嵌自由轮 式等多种形式。
一、差速器结构形式选择
(一)对称锥齿轮式差速器 汽车上广泛采用的差速器为对称锥齿轮式差速 器,具有结构简单、质量较小等优点,应用广泛。 它又可分为普通锥齿轮式差速器、摩擦片式差速器 和强制锁止式差速器等。
k=Tr/T0 (4—24) 结合式(4-23)可得
T1=0.5T0(1-k) (4—25)
T2=0.5T0(1+k)
定义半轴转矩比kb=T2/T1,则kb与k之间有
kb=(1+k)/(1-k) (4—26)
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普通锥齿轮差速器的锁紧系数k一般为0.05— 0.15,两半轴转矩比kb为1.11—1.35,这说明 左、右半轴的转矩差别不大,故可以认为分配给两 半轴的转矩大致相等,这样的分配比例对于在良好 路面上行驶的汽车来说是合适的。但当汽车越野行 驶或在泥泞、冰雪路面上行驶,一侧驱动车轮与地 面的附着系数很小时,尽管另一侧车轮与地面有良 好的附着,其驱动转矩也不得不随附着系数小的一 侧同样地减小,无法发挥潜在牵引力,以致汽车停 驶。
4.4.4 差速器设计
汽车在行驶过程中,左、右车轮在同一时间内所 滚过的路程往往是不相等的,如转弯时内侧车轮行 程比外侧车轮短;左右两轮胎内的气压不等、胎面 磨损不均匀、两车轮上的负荷不均匀而引起车轮滚 动半径不相等;左右两轮接触的路面条件不同,行 驶阻力不等等。这样,如果驱动桥的左、右车轮刚 性连接,则不论转弯行驶或直线行驶,均会引起车 轮在路面上的滑移或滑转,一方面会加剧轮胎磨损、 功率和燃料消耗,另一方面会使转向沉重,通过性 和操纵稳定性变坏。为此,在驱动桥的左、右车轮 间都装有轮间差速器。在多桥驱动的汽车上还常装 有轴间差速器,以提高通过性,同时避免在驱动桥
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(二)滑块凸轮式差速器 图4—30为双排径向滑块凸轮式差速器。
差速器的主动件是与差速器壳1连接在一起的 套,套上有两排径向孔,滑块2装于孔中并可作径 向滑动;滑块两端分别与差速器的从动元件内凸轮 4和外凸轮3接触。内、外凸轮分别与左、右半轴 用花健连接。当差速器传递动力时,主动套带动滑 块并通过滑块带动内、外凸轮旋转,同时允许内、 外凸轮转速不等。理论上凸轮形线应是阿基米德螺 线,为加工简单起见,可用圆弧曲线代替。
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