差速器的运动分析教学文案
第三节：差速器
半浮式半轴内端不受弯矩。车轮的各种反力都经过半轴传给桥壳，半轴外 端承受弯矩
二、桥壳
桥壳：是安装主减速器、差速器、半轴、轮毂和悬架的基础件 它承受驱动轮传来的各种反力、力矩，并经过悬架传给车架或车身。这就要 求桥壳有足够的强度和刚度。便于主减速器的拆装和调整。 （一）桥壳结构型式 （1）整体式
中部为一环形空心壳体7， 两端压入半轴套管8，并用 螺钉2止动。半轴套管露出 部分安装轮毂轴承，端部制 螺纹，用以安装轮毂轴承调 整螺母和锁紧螺母。凸缘盘 1用来固定制动底板，桥壳 后端面上的大孔可用来检查 主减速器的技术状况，平时 用盖封住，盖上有螺塞5， 用来检查油面高度。
பைடு நூலகம்
（二）工作原理
（1）差速器运动特性
汽车直线行驶：
行星齿轮两侧受力： P1=P2=P0/2行星齿 轮受力平衡，不自转，只随着差速器公 转，不起差速作用 即：n1= n2= n0；得： n1+n2=2n0
A C B
汽车转弯时：
两侧驱动轮受到 阻力不相等
1）行星齿轮自转力矩Mr的产生
转向轮转向瞬间外侧车轮拖滑、内侧车轮有滑转趋势，路面对驱动车轮产生两 个方向相反的附加力（P’），经车轮、半轴反映到行星齿轮上，
优点：易于拆装，只需拧下半轴凸缘上的螺钉，即可抽出半轴。
半浮式支承半轴
半浮式半轴内端通过花键与半轴齿轮连接。靠外端处与桥壳之间只用一 盘轴承支承。车轮与桥壳无直接联系而支承于半轴的外端，距支承轴承 有一悬臂b。
（一）全、半浮式半轴支承受力 全浮式半轴这种支承型式的半轴除受扭矩外，两端均不承受任何弯矩。
差速器速度、扭矩特性演示
第四节：半轴与桥壳
一、半轴 半轴：在差速器与驱动轮之间传递较大的扭矩，一般是实心轴。半轴内端一般 用花键与半轴齿轮连接，外端与轮毂连接。
差速器的运动分析
防滑差速器： 为提高汽车在坏路上的通过能力，某些越野汽车及高级轿车上装置防滑差速器。
防滑差速器的特点是，当一侧驱动轮在坏路上滑转时，能使大部分甚至全部转矩传给 在良好路面上的驱动轮，以充分利用这一驱动轮的附着力来产生足够的驱动力，使汽 车顺利起步或继续行驶。
发动机的动力经 传动轴进入差速器 ，直接驱动 行星轮架， 再由行星轮带动左、右两条半轴 ，分别驱动左、右车轮。
差速器的设计要求满足： （左半轴转速） +（右半轴转速） =2（行星轮架转速） 。当汽车直行时，左、右车轮与行星轮架 三者的转速相等处于平衡状态；而在汽车转弯时三者平衡状态 被破坏，导致内侧轮转速减小，外侧轮转速增加。
差速器动作原理分析
陆应辉 2012年10月19日
一.差速器简介
现代汽车上的差速器通常按其工作特性分为齿轮式差 速器和防滑差速器两大类。
点此编辑标题内容
Visual Identification System
1.什么是差速器
汽车差速器是驱动桥的主件。它的作用就是在向两边半轴 传 递动的同时 ，允许两边半轴 以不同的转速旋转 ，满足两边车 轮尽可能以 纯滚动的形式作不等距行驶 ，减少轮胎与地面的摩 擦。
当转弯时，由于外侧轮有 滑拖的现象 ，内侧轮有 滑转的现象 ，两 个驱动轮此时就会产生 两个方向相反的附加力 ，由于“最小能耗原 理”，必然导致两边车轮的转速不同，从而破坏了三者的平衡关系， 并通过半轴反映到半轴齿轮上，迫使 行星齿轮产生自转 ，使外侧半轴 转速加快，内侧半轴转速减慢 ，从而实现两边车轮转速的差异。
三.差速器运动分析
根据运动分析，可得：
2w0 ? w1 ? w2
根据力矩平衡条件可得：
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，即
差速器齿轮机构的运动学及动力学分析
称为公转 ; 当两侧车轮阻力不同时 ,行星齿轮在公转的 同时绕自身轴线的转动 ,称为自转 。行星齿轮自转时 , 两个半轴转速不同 ,此时 ,即起差速作用[3 ] 。
图1 差速器结构简图
2 虚拟样机模型
2. 1 模型建立
1 传动原理
差速器主要由圆锥行星齿轮 2 、 行星齿轮轴 5 、 圆 锥半轴齿轮 4 和差速器壳 3 组成 , 如图 1 所示 。发动 机动力自主动齿轮传递至从动齿轮 6 ,经差速器壳 、 行 星齿轮轴 、 行星齿轮 、 半轴齿轮 、 半轴传递给车轮 。当 汽车两侧车轮转速相同时 ,行星齿轮绕半轴轴线转动 ,
表1 差速器齿轮主要参数 半轴齿轮 齿数 模数/ mm 齿宽/ mm
) 压力角/ (°
Hertz 碰撞理论 [ 5 ] 可知
2 δ= a =
R
9 P2 16 RE2
1 3
( 1)
则可得撞击时接触法向力 P 和变形δ的关系为 δ2 P= K
4 1 R2 E 3 1
R1
3
( 2)
式中 , 接触刚度 K 取决于撞击物体材料和结构形状
22 . 50 52 . 5 56 . 31 31 . 55 2 . 03 4 . 288 61 . 18 48 . 57 4 . 14 2 . 08 3 . 57 2 . 688 41 . 43 28 . 82 5 . 76 3 . 78
节圆直径/ mm
) 节锥角/ (°
式 ( 1) 和式 ( 3) 中的 R 是个变量 , 这里 R1 、 R2 分别 采用 两 齿 轮 的 节 圆 处 半 径 , 计 算 得 k = 5 . 71 ×
摘要 首先阐述了差速器的传动原理 ,然后利用 ADAMS 建立了差速器齿轮机构的虚拟样机模型 , 并对该机构进行了两种工况下的仿真分析 ,得到传动齿轮的转速特性曲线及受力曲线 ,并通过曲线分析 了差速器的差速原理 。分析受力曲线能为差速器齿轮的有限元分析提供依据 ,并为其动态优化及疲劳 寿命预测提供指导 。 关键词 差速器 虚拟样机 齿轮机构 ADAMS
差速器课程设计文档
差速器课程设计文档一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握差速器的结构、工作原理和维护方法，培养学生分析和解决差速器相关问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解差速器的组成部分及其功能；（2）掌握差速器的工作原理；（3）熟悉差速器的维护和故障诊断方法。
2.技能目标：（1）能够绘制差速器的结构示意图；（2）能够分析差速器的工作过程；（3）能够进行差速器的维护和故障排除。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对汽车维修行业的兴趣和热情；（2）培养学生认真、细致、合作的学习态度；（3）培养学生关爱车辆、安全驾驶的意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个方面：1.差速器的结构：介绍差速器的组成部分，如差速器壳、行星齿轮、半轴齿轮等，并阐述各部分的作用。
2.差速器的工作原理：讲解差速器的工作过程，包括行星齿轮的旋转、半轴齿轮的转动等，使学生理解差速器的工作原理。
3.差速器的维护方法：介绍差速器的维护方法，如定期检查、更换润滑油、调整间隙等，强调维护的重要性。
4.差速器的故障诊断与排除：讲解差速器常见故障的现象、原因及诊断方法，如异响、抖动等，并提供故障排除技巧。
三、教学方法本课程采用多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1.讲授法：教师讲解差速器的结构、工作原理和维护方法，引导学生掌握知识点。
2.讨论法：分组讨论差速器故障案例，培养学生的分析问题和解决问题的能力。
3.案例分析法：分析实际车辆中的差速器故障案例，使学生能够将理论知识应用于实际操作。
4.实验法：安排差速器实验，让学生亲自动手操作，提高学生的实践能力。
四、教学资源为实现教学目标，我们将使用以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，如《汽车差速器维修技术》。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料：制作精美的PPT、视频等多媒体资料，提高学生的学习兴趣。
4.实验设备：准备差速器实验设备，确保学生能够进行实践操作。
差速器 教案
山东华宇工学院教案首页项目一驱动桥检修子项目2 差速器提要教学内容、方法和过程附记新课导入由复习题问汽车驱动桥的组成和功用导入本讲内容：讲授新课重点介绍：·要求学生理解掌握差速器的结构类型及基本组成重点：掌握普通差速器的构造和差速原理同学们，上节课我们共同学习了主减速器（提问：主减速器的功用是什么？将输入的转矩增大、转速降低，并将动力传递的方向改变后(有些横向布置发动机的除外)传给差速器），那么差速器起什么作用？它的结构又是怎样的？它的工作原理是什么？这就是请我们这节课的学习重点。
一、差速器的功用和分类1．为什么汽车正常行驶需要差速器？车轮旋转的速度是不同的，尤其是转弯时。
在以下动画中可以看到转弯时每个车轮行驶不同的距离，并且内侧车轮比外侧车轮行驶的距离短。
由于速度等于行驶的路程除以通过这段路程所花费的时间，因此行进路程较短的车轮行驶的速度就较低。
同时请注意，前轮与后轮的行驶距离也不同。
对于汽车上的非驱动轮（后轮驱动汽车的前轮或前轮驱动汽车的后轮），这并不是问题。
因为在前轮和后轮之间没有连接，所以它们独立旋转。
但是驱动轮被连接到一起，以便单个发动机和变速器可以同时使两个车轮转动。
如果汽车没有差速器，车轮必须锁止在一起，以便以相同的速度旋转。
这样汽车将不便于转弯——为了使汽车能够转弯，一个轮胎必须滑动。
对于现代轮胎和混凝土路面，轮胎需要很大的动力才会滑动。
此动力必须由轴从一个车轮传输到另一个车轮，这会在轴组件上形成很大的压力。
2．差速器功用（1）差速器使左右车轮能以不同的转速，进行纯滚动转向或直线行驶，称为差速特性（即N特性）。
（2）把主减速器传来的扭矩平分给两半轴，使两侧车轮驱动力尽量相等，此称为扭矩等分特性（即M特性）。
3．差速器分类（1）差速器按其用途分为轮间差速器（装在驱动桥内）和轴间差速器（装在各个驱动桥之间）。
（2）按工作特性分为普通差速器和防滑差速器。
二、普通差速器的构造和工作原理1．普通差速器的构造主要由四个行星齿轮、行星齿轮轴、二个半轴齿轮和差速器壳等组成。
差速器教案
参与活动
提问，回答（点1—2名同学上台讲解，其余同学参与提问
结
（10分钟）
提问：
1.强调本节课的重点，难点内容
2.学生小结，收获分享，教师点评，表扬，鼓励
3.课后布置作业
总结，提问，分享
分析
小结
本节讲授的是：差速器
一差速器的作用：
当汽车转弯或者在不平路面上行驶时，使左右车轮以不同的转速滚动。
二车辆转弯工况的分析：
设车轮中心的速度为：U。车轮的纯滚动半径为：r；车轮的角速度为：ω。则：
车轮纯滚动时：U=ω×r。
车轮纯滑转时：ω≠0但U= 0。车轮纯滑移时：U≠0但ω= 0。
当汽车转弯时，在同一时间内：外侧车轮位移长，内侧车轮位移短，如果内外车轮转速相同。则：
外侧车轮一边滚动，一边滑移；
内侧车轮一边滚动，一边滑转。
1）.当左右半轴转速相等时：M1=M2=1/2 M0；
2）.当左右半轴转速不相等时：行星齿轮因为自转而产生力矩Mr.
M1=1/2(M0－Mr)
M2=1/2(M0＋Mr)
当左右两轮存在转速差时，摩擦力矩使得转的快的半轴转矩减小，转的慢的半轴转矩增大。右转弯时，行星齿轮自转，产生摩擦转矩M4，使转速快的半轴1的转矩减小，使转速快的半轴2的转矩增大，但由于M4，很小，半轴1、2的转矩几乎不变，仍为平均分配。。
轮间差速器：用于同一驱动桥的两侧驱动轮之间的差速器。
轴间差速器：用于两个驱动桥之间的差速器。
三差速器的分类：
齿轮的形状：
圆锥齿轮差速器；
圆柱齿轮差速器。
按两侧半轴输出的转矩是否相等：
对称式差速器；
不对称差速器。
汽车差速器介绍范文
汽车差速器介绍范文一、汽车差速器的作用：汽车差速器主要作用是平衡和控制车轮的转速差异。
在车辆转弯时，内侧车轮比外侧车轮行驶距离更短，如果没有差速器，车轮之间的转速差将会引发轮胎打滑、磨损严重甚至损坏传动系统的问题。
而差速器的存在可以允许车轮之间存在一定的转速差，使车辆平稳转弯，并且保证车轮的转速均匀分配。
二、差速器的结构：差速器的结构包括左右半轴、差速器本体、齿轮组成。
左右半轴分别连接车轮与差速器本体，而差速器的本体则由主动轮、固定轮和齿轮组成。
主动轮与固定轮相连、同心固定在一起，它们通过齿轮传动与左右半轴相连。
齿轮组分为两个方向，一个与左半轴相连，另一个与右半轴相连，使得两个车轮能够独立运动。
三、差速器的工作原理：差速器的工作原理是基于齿轮传动。
当车辆行驶直线时，主动轮和固定轮速度相等，齿轮传动的作用下，左右半轴的转速相同。
当车辆转弯时，内侧车轮行驶距离较短，转速较快，而外侧车轮行驶距离较长，转速较慢。
差速器通过齿轮传动的方式，使得内外侧车轮的转速差得到平衡，保证车轮的转速均匀分配。
四、差速器的分类：差速器可以根据不同的传动方式进行分类，主要有开式差速器和电子差速器。
1.开式差速器：开式差速器是最常见的差速器类型，它通过齿轮传动来实现左右车轮的独立运动。
开式差速器结构简单、可靠性高，但在低摩擦路面下，差速器容易造成不稳定的情况，如轮胎打滑等。
2.电子差速器：电子差速器是通过电子控制系统来实现左右车轮的独立运动。
它通过传感器感知车辆的转弯情况，通过电子控制单元（ECU）控制电机来动态分配驱动力。
电子差速器能够实现更精确的转速控制，提高车辆的稳定性和操控性能，但是成本相对较高。
五、差速器的维护保养：差速器作为汽车传动系统的重要组成部分，需要定期进行维护保养以保证正常运转。
1.差速器油更换：差速器油在承载车轮转动以及齿轮传输动力时发挥重要作用，因此需要定期更换差速器油，以保证润滑性能和正常运转。
2.差速器齿轮检查：定期检查差速器齿轮的磨损情况，如有必要，应及时更换，以保证差速器的正常工作。
差速器课程设计讲解稿
差速器课程设计讲解稿一、教学目标本节课的教学目标是使学生掌握差速器的结构、工作原理和功能，能够分析差速器在汽车行驶中的作用，以及了解差速器在汽车维修中的重要性。
1.了解差速器的结构及其各部分的名称和功能。
2.掌握差速器的工作原理，能够解释差速器是如何实现车辆转弯时内外轮的差速的。
3.明白差速器在汽车行驶中的作用，了解其在汽车维修中的重要性。
4.能够使用专业工具对差速器进行检查和维护。
5.能够根据差速器的工作状态判断其是否存在故障。
6.能够根据差速器的损坏情况选择合适的维修方法。
情感态度价值观目标：1.培养学生的团队合作意识，学会与他人共同完成差速器的检查和维护工作。
2.培养学生的责任感和敬业精神，意识到差速器维修对于汽车安全行驶的重要性。
3.激发学生对汽车维修技术的兴趣，培养其对汽车行业的热爱。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括差速器的结构、工作原理和功能，以及差速器在汽车维修中的应用。
1.差速器的结构：差速器的各部分名称、作用和相互关系。
2.差速器的工作原理：差速器是如何实现车辆转弯时内外轮的差速的。
3.差速器的功能：差速器在汽车行驶中的作用，以及其在汽车维修中的重要性。
4.差速器维修：差速器的检查方法，维修工具的使用，以及维修方法的选择。
三、教学方法本节课采用讲授法、实践教学法和互动教学法相结合的教学方法。
1.讲授法：教师通过讲解差速器的结构、工作原理和功能，使学生掌握基本知识。
2.实践教学法：学生分组进行差速器的检查和维护实践操作，增强动手能力。
3.互动教学法：教师提问，学生回答，激发学生的思考，提高课堂参与度。
四、教学资源本节课的教学资源包括教材、实车差速器实物、检查和维护工具，以及多媒体课件。
1.教材：提供差速器的基本知识，为学生学习提供理论支持。
2.实车差速器实物：使学生更直观地了解差速器的结构，增强实践操作能力。
3.检查和维护工具：培养学生动手实践能力，提高实际操作技能。
4.多媒体课件：通过动画、图片等形式展示差速器的工作原理，提高学生的学习兴趣。
差速器教案
课题：差速器
目的：在汽车行驶过程中，差速器如何差速？
教具：课件、多媒体、黑板
课时：40分钟
主讲教师：季京蓉
时间内容概述授课方法和内容解释直观教具参考资料
5”1、本次课要
解决的问题：
差速器如何差
速
2、复习上一次
课的内容：差
速器构造讲课法：
1、用视频演示引出课
题
2、提出问题：为什么要
有这个差速器？
3、用课件展示课题和
授课目的
1、课件
2、多媒体
3,、主减速器
模型
7”差速器因何而
生?讲解法/提问
1、通过视频演示提出问
题：演示过程中，汽车
在每一种演示状态下车
轮的变化？
1、课件
2、多媒体
23”差速器如何来
工作的？讨论法：
1、如果汽车在转弯的
时候，两个车轮的车速
一样，会出现什么情
况？
2、观察一下在转弯的
时候各个齿轮的工作情
况
1、课件
2、多媒体
5”小结：1、差速
器是如何来实
现差速的讲解法
1、将小结内容用课件
投影给学生
2、引出下节课的内容
1、课件
2、多媒体。
汽车差速器的设计与分析
汽车差速器的设计与分析汽车差速器是一种用于分配动力的机械装置，它允许车轮在转弯时以不同的速度旋转，从而解决车辆转弯时的差速问题。
在车辆驱动过程中，两侧车轮需要以不同的速度旋转，以适应转弯时的运动要求。
差速器在汽车的传动系统中起到了至关重要的作用，它能够确保车轮获得足够的动力，并且提高汽车的行驶稳定性和操作性能。
差速器通常由主行星齿轮组、钻石齿轮组和输出轴组成。
主行星齿轮组由太阳轮、行星轮和太阳轮组成。
行星轮通过行星架连接，使其能够自由旋转。
这种设计使得差速器能够根据车速和车轮的旋转速度调整行星轮的转速，从而达到动力分配的目的。
差速器的工作原理如下：当车辆直线行驶时，主行星齿轮组会将输入动力平均分配给两个侧边车轮，使它们以相同的速度旋转。
而在转弯时，由于内外侧车轮需要以不同的速度旋转，差速器会自动调整行星轮的转速，使内侧车轮转速减小，而外侧车轮转速增加，从而保持两侧车轮的转速差异，确保车辆能够顺利转弯。
差速器的设计必须考虑以下几个因素：1.承受扭矩能力：差速器承受着来自发动机的扭矩，并将其分配给车轮。
因此，差速器的设计必须考虑到承受的扭矩大小，确保其能够稳定运行。
2.高速稳定性：差速器在高速行驶时需要保持稳定并能够承受较大的转速。
因此，在设计中要考虑到高速条件下的摩擦和热量产生问题，以确保其性能和寿命。
3.转矩分配精度：差速器必须能够准确地分配转矩给两侧车轮，以确保车辆的稳定性和操作性能。
因此，在设计中需要考虑到行星齿轮组的准确性和可调性。
4.耐用性和可靠性：差速器是汽车传动系统中最常见的易损部件之一，因此其设计必须考虑到其耐用性和可靠性。
在设计中要选择高强度和耐磨损的材料，并确保其结构合理，从而保证其长时间的可靠运行。
此外，现代汽车差速器还有许多改进和创新的设计，以满足不同类型汽车的需求。
例如，一些先进的差速器设计还包括限滑差速器和电子差速器等。
限滑差速器采用了特殊的摩擦材料，能够在车轮转速差异过大时提供额外的摩擦力，以提高牵引力和车辆的操控性能。
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的阻力大致相同。从发动机输出的 动力首先传递到差速器壳体上使差 速器壳体开始转动，接着把动力从 壳体传递到左右半轴上，我们可以 理解为两边的半轴齿轮互相在“较 劲”，由于两边车轮阻力相同，因 此二者谁也掰不过对方，因此差速 器壳体内的行星齿轮跟着壳体公转 同时不会产生自转，两个行星齿轮 咬合着两个半轴上齿轮以相同的速 度转动，这样汽车就可以直线行驶 了！
防滑差速器： 为提高汽车在坏路上的通过能力，某些越野汽车及高级轿
车上装置防滑差速器。防滑差速器的特点是，当一侧驱动轮在 坏路上滑转时，能使大部分甚至全部转矩传给在良好路面上的 驱动轮，以充分利用这一驱动轮的附着力来产生足够的驱动力， 使汽车顺利起步或继续行驶。
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差速器的运动分析
2.齿轮式差速器构造 锥形齿轮差速器
零轮普
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ件架通
组 成
（ 差 速 器
差 速 器
壳由
）行
、星
半齿
轴轮
齿、
轮行
等星
二.差速器工作原理
差速器动作原理动画.flv
差速器的差速调整是自动的，这里涉及到“最小能耗原理”，也 就是地球上所有物体都倾向于耗能最小的状态。
例如把一粒豆子放进一个碗内，豆子会自动停留在碗底而绝不会 停留在碗壁，因为碗底是能量最低的位置（位能），它自动选择静止 （动能最小）而不会不断运动。同样的道理， 车轮在转弯时也会自 动趋向能耗最低的状态，自动地按照转弯半径调整左右轮的转速。
当转弯时，由于外侧轮有滑拖的现象，内侧轮有滑转的现象，两 个驱动轮此时就会产生两个方向相反的附加力，由于“最小能耗原 理”，必然导致两边车轮的转速不同，从而破坏了三者的平衡关系， 并通过半轴反映到半轴齿轮上，迫使行星齿轮产生自转，使外侧半轴 转速加快，内侧半轴转速减慢，从而实现两边车轮转速的差异。
2.1.车辆直行时差速器状态
2.2.车辆差速行驶时差速器状态
假设车辆现在向左转，左侧驱动
轮行驶的距离短，相对来说会产生更 大的阻力。差速器壳体通过齿轮和输 出轴相连，在传动轴转速不变情况下 差速器壳体的转速也不变，因此左侧 半轴齿轮会比差速器壳体转得慢，这 就相当于行星齿轮带动左侧半轴会更 费力，这时行星齿轮就会产生自传， 把更多的扭矩传递到右侧半轴齿轮上， 由于行星齿轮的公转外加自身的自传， 导致右侧半轴齿轮会在差速器壳体转 速的基础上增速，这样以来右车轮就 比左车轮转得快，从而使车辆实现顺 滑的转弯。
三.差速器运动分析
根据运动分析，可得：
2w 0w 1w 2
根据力矩平衡条件可得：
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，即
kT1/T2
因为普通锥齿轮
差速器的锁紧系数一 般为0.05~0.15，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。