对称式锥齿轮差速器
《汽车构造》需要掌握的知识点
《汽车构造》需要掌握的知识点：1.汽车传动系统的组成、功能和布置方案答：组成：离合器及其操纵、变速器及其操纵、万向节与传动轴、驱动桥功能：实现汽车减速增矩、实现汽车变速、实现汽车倒车、必要时中断传动系统的动力传递和应使车轮具有差速功能布置方案：前置后驱（FR）、前置前驱（FF）、后置后驱（RR）、中置后驱（MR）、全轮驱动（AWD）类型:液力式(液力机械式/静液式)/和电力式2.(螺旋)周布弹簧离合器和膜片离合器等的结构和优缺点答:膜片离合器由分离指和碟簧两部分组成,分为推式膜片弹簧离合器(双支承环式/单支承环式/无支承环式)和拉式膜片弹簧离合器(无支承环式/单支承环式).膜片离合器优缺点:膜片弹簧离合器转矩容量大且较稳定(书15页图14-4)/操纵轻便/结构简单且较紧凑/高速时平衡性好/散热通风性能好/摩擦片的使用寿命长/可冲压加工,适合大批量生产/膜片弹簧难制造（热处理等）/分离指根部应力集中，容易产生裂纹或损坏/分离指舌尖易磨损，且难以恢复。
周布弹簧离合器结构(单盘:主动部分：飞轮、压盘、离合器盖（四组传动片）/从动部分：从动盘（摩擦片）、从动盘毂（从动轴）/压紧机构：16个螺旋弹簧/操纵机构：分离杠杆、分离套筒（轴承）、分离叉)单盘特点:飞轮、压盘和离合器盖都是主动部分/离合器盖与压盘之间用沿圆周切向均匀布置的传动片连接（传动片可周向传递转矩，轴向可弹性移动），并通过离合器盖连接在飞轮上，因此压盘也是主动部分/从动盘处于压盘与飞轮之间/通过压盘四周均匀排列的螺旋弹簧，将压盘、从动盘、飞轮压紧在一起/分离时分离杠杆的外端推动压盘，克服压紧弹簧力，使主动部分与从动部分分离/离合器需要与曲轴一起作动平衡，为保证拆卸后的安装，离合器盖与飞轮之间用定位销来保证相对角位置/与膜片弹簧离合器相比结构复杂，质量大，周布的螺旋弹簧受离心力的影响产生径向变形，并因减小压紧力而导致打滑。
双盘特点:可以传递较大的转矩，用于重型车辆。
差速器设计
上式被称为是普通锥齿轮式差速器的特征方程。从上式中可知，无论在何种行驶情况下,差速器壳的转速就等于左右半轴转速和的一半。从特征方程中,我们可以得出几种特殊路况时的各部件的转速关系。当一侧的车轮陷入坑中打滑，而另一侧的车轮静止时，此时大化的车轮的转速将是差速器壳的两倍，即 。当采用中央制动器紧急制动时，此时 =０,当 时，那么就会有 。由于此时两侧车轮受力的方向不同，可能会造成偏转甩尾的情况。
差速器按结构可分为齿轮式、凸轮式、涡轮式和牙嵌式等多种型式。在一般用途的汽车上,差速器常选择对称锥齿轮式差速器。它的特点是,左右两个半轴齿轮大小相同,然后将转矩分配给左右两个驱动轮。因此此次设计选用对称式锥齿轮式差速器。由左右两半组成,用螺栓固定在一起整个壳体的两端以锥形滚柱轴承支承在主传动壳体的支座内，上面用螺钉固定着轴承盖。两轴承的外端装有调整圈,用以调整轴承的紧度。并能配合主动齿轮轴轴承壳与壳体之间的调整垫片,调整主动,从动锥齿轮的啮合间隙和啮合印痕。为了防止松动,在调整圈外缘齿间装有锁片，锁片用螺钉固定在轴承盖上。
差速器设计.
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差速器设计
在车辆行驶过程中，会碰到多种情形的车况,导致左右车轮的行走的里程不同，即左右车轮会以不同的速度行驶,即会有左右车轮的转速不同。例如:
（1）汽车在进行转弯时，外侧的车轮要经过更多的路程,速度要比内侧车轮速度大;
代入数据经过计算可知:
4５.１~53.５ ，所以此时将球面半径取为50 。
根据汽车设计相关书籍的节锥距的选取方法有：
～
所以将 取为4９
车辆结构与设计期末考试复习资料
《车辆结构与设计》课程综合复习资料一、填空题1、为满足汽车制动系功用的要求，汽车制动系都有几套独立的制动装置，它们是行车制动装置、（）制动装置和应急制动、安全制动和辅助制动装置。
答案：驻车2、循环球式转向器中一般有两级传动副，第一级是螺杆（转向）螺母传动副，第二级是（）传动副。
答案：齿条齿扇3、全流式滤清器串联于机油泵与主油道之间，分流式滤清器与主油道并联，分流式滤清器常用作（）。
答案：细滤器4、汽车转向系统按转向能源的不同，可分为（）、动力转向系两大类。
答案：机械转向系5、油环的主要作用是（）。
答案：刮除气缸壁上多余的机油6、为了保证变速器安全、可靠的工作，变速器操纵机构设有自锁装置、（）和倒档锁。
答案：互锁装置7、万向传动装置主要用来实现（）。
答案：一对轴线相交且相对位置经常变化的转轴8、托森差速器主要利用了蜗杆传动的不可逆原理和（）条件。
答案：齿面高摩擦9、半轴齿轮和差速器壳之间的推力垫片的作用是（）。
答案：减少齿轮和壳的磨损10、横向稳定器的作用是（）。
答案：减少横向倾斜11、麦弗逊悬架的主销轴线是由筒式减振器上铰链的中心与（）中心的连线确定。
答案：横摆臂外端的球铰链12、轮胎的扁平率是指（）之比。
答案：轮胎断面高度与宽度13、传动轴的临界转速是指（）。
答案：使传动轴发生共振现象的工作转速14、托森差速器是利用（）进行转矩分配的。
答案：涡轮蜗杆传动副的高内摩擦力矩15、麦弗逊前独立悬架的主销轴线是指（）。
答案：筒式减震器上铰链中心与横摆臂外端的球铰链中心的连线16、单片周布弹簧离合器的主动部分是飞轮和（）。
答案：压盘17、轮式汽车行驶系统由车架、车桥、（）和车轮组成，绝大部分汽车都采用轮式行驶系统。
答案：悬架18、发动机润滑系统主要通过集滤器和（）清除杂质。
答案：机油滤清器19、锥齿轮啮合的调整是指齿面啮合印迹和（）的调整。
答案：齿侧间隙20、汽车传动系统的基本功用是将（）发出的动力传给驱动。
差速器的结构及工作原理(图解)
差速器的结构及工作原理（图解）汽车差速器是一个差速传动机构，用来保证各驱动轮在各种运动条件下的动力传递，避免轮胎与地面间打滑。
当汽车转弯行驶时，外侧车轮比内侧车轮所走过的路程长(图D－C5－5)；汽车在不平路面上直线行驶时，两侧车轮走过的曲线长短也不相等；即使路面非常平直，但由于轮胎制造尺寸误差，磨损程度不同，承受的载荷不同或充气压力不等，各个轮胎的实际上不可能相等，若两侧车轮都固定在同一转轴上，两轮角速度相等，则车轮必然出现边滚动边滑动的现象。
差速器的作用车轮对路面的滑动不仅会加速轮胎磨损，增加汽车的动力消耗，而且可能导致转向和制动性能的恶化。
若主减速器从动齿轮通过一根整轴同时带动两侧驱动轮，则两侧车轮只能同样的转速转动。
为了保证两侧驱动轮处于纯滚动状态，就必须改用两根半轴分别连接两侧车轮，而由主减速器从动齿轮通过差速器分别驱动两侧半轴和车轮，使它们可用不同角速度旋转。
这种装在同一驱动桥两侧驱动轮之间的差速器称为轮间差速器。
在多轴驱动汽车的各驱动桥之间，也存在类似问题。
为了适应各所处的不同路面情况，使各驱动桥有可能具有不同的输入角速度，可以在各驱动桥之间装设轴间差速器。
布置在前驱动桥（前驱汽车）和后驱动桥（后驱汽车）的差速器，可分别称为前差速器和后差速器，如安装在四驱汽车的中间传动轴上，来调节前后轮的转速，则称为中央差速器。
差速器可分为普通差速器和两大类。
普通差速器的结构及工作原理目前国产轿车及其它类汽车基本都采用了对称式锥齿轮普通差速器。
对称式锥齿轮差速器由行星齿轮、半轴齿轮、行星齿轮轴（十字轴或一根直销轴）和差速器壳等组成12-13（见图D－C5－6）。
（从前向后看）左半差速器壳2和右半差速器壳8用螺栓固紧在一起。
主减速器的从动齿轮7用螺栓（或）固定在差速器壳右半部8的上。
十字形行星齿轮轴9安装在差速器壳接合面处所对出的园孔内，每个轴颈上套有一个带有滑动轴承（衬套）的直齿圆锥行星齿轮6，四个行星齿轮的左右两侧各与一个直齿圆锥半轴齿轮4相啮合。
汽狗下选择题
第16章万向传动装置问答题：1.万向转动装置在汽车上的应用主要有哪些？叙述如何利用万向节传动的不等速条件来实现两轴间的等速传动？2.图16-1是十字轴式刚性不等速万向节，请将下列各零部件名称填入相应的序号中，并简述十字轴刚性万向节的优缺点。
轴承盖；套筒；十字轴；万向节叉；滚针；油封；注油嘴；安全阀。
第17章驱动桥17.1选择题1．汽车驱动桥主要由( )、半轴和驱动桥壳等组成。
A．主减速器B．差速器C．转向盘D．转向器2驱动桥的功用有( )。
A．将变速器输出的转矩依次传到驱动轮，实现减速增矩B．将变速器输出的转矩依次传到驱动轮，实现减速减矩C．改变动力传递方向，实现差速作用D．减振作用3．驱动轿按结构形式可分为（）。
A．四轮驱动B．非断开式驱动桥C．综合式驱动挢D．断开式驱动轿4．差速器接其工作特性可分为( )两类。
A．普通齿轮式差速器B．防滑差速器C．综合式速器D．自锁式差速器5．主减速器的功用有( )。
A．差速作用B．将动力传给左右半轴C．减速增矩D．改变转矩的旋转方向6．主减速器按齿轮副结构形式分有( )几种。
A．圆柱齿轮式B．曲线锥齿轮式C．准双曲面锥齿轮式D．准双曲面圆柱齿轮式7．发动机前置前轮驱动的汽车，变速驱动桥是将( )合二为一，成为一个统一的整体。
A．驱动桥壳体和变速器壳体B．变速器壳体和主减速器壳体C．主减速器壳体和差速器壳体D．差速器壳和驱动桥壳体8．差速器的主要作用有( )：A．传递动力至左右两半轴B．对左右两半轴进行差速C．减速增矩D．改变动力传递方向9．汽车上常用的防滑差速器有( )两大类。
A．托森差速器B．强制锁止式差速器C．自锁式差速器D．圆锥齿轮式差速器10．托森差速器是一种新型的中央( )差速器，在四轮驱动汽车上日益广泛应用。
A．轮间B．齿间C．传动式D．轴间11．学生a说，全浮式半轴支承形式使半轴只承受转矩而不承受任何弯矩；学生b说，全浮式半轴支承形式使半袖只承受转矩而不承受任何反力。
对称式锥齿轮差速器理论计算和测试数据分析
1234差速器作用与分类齿轮式差速器实验数据分析总结一、差速器作用与分类差速器的作用主要是在车辆转弯或沿不平路面行驶时，使左右车轮以不同的角速度运转，且保证两侧车轮与地面做纯滚动，即v=ωr r。
差速器分为：1）轮间差速器：将动力横向分配给一个车桥的两个车轮。
2）轴间差速器（分动器）：将动力纵向分配给多个驱动桥。
常见差速器类型：1）锥齿轮差速器；2）圆柱齿轮行星齿轮差速器（直线差速器）；3）蜗杆式差速器；根据转矩对称分布传递能力，锥齿轮差速器常常用于轮间差速器，直线式差速器通常用于轴间差速器，蜗杆式差速器（TORSEN差速器）既用作轴间差速器又用作轮间差速器。
其它差速器：当两侧驱动轮或前后驱动轮与路面间的附着条件相差较大的情况时，车轮驱动力只能取决于附着条件较小的一侧附着力，传统差速器将不能保证车辆得到足够的驱动力，为克服传统差速器这一缺点，须采用防（限）滑差速器，对差速器差速能力加以限制。
二、齿轮式差速器齿轮式差速器有锥齿轮式和圆柱齿轮式两种。
按两侧的输出转矩是否相等，齿轮式差速器有对称式（等转矩式）和不对称式（不等转矩式）两类。
目前汽车上广泛应用的时对称式锥齿轮差速器。
1、差速器原理和计算对称式锥齿轮差速器，差壳3与行星齿轮轴5连为一体，构成行星架，该行星架与主减齿轮6连为一体，是差速器的主动件，其角速度为ω0，半轴齿轮1和半轴齿轮2是差速器的从动件，其对应角速度分别为ω1和ω2。
设定行星齿轮4和半轴齿轮1的啮合点为A点，行星齿轮4和半轴齿轮2的啮合点为B点，行星齿轮中心点为C点。
半轴齿轮1和半轴齿轮2为相同的两个齿轮，根据结构关系得知A、B、C三点到差速器旋转轴线距离相等且为R，AC=BC=r。
1.1、差速器转速特性计算：已知：V A=ω1R，V B=ω2R，V C=ω0R（1）当ω0=ω1=ω2时，即无差速状态时：V A=V B=V C将角速度以每分钟转速n表示，即：n1=n2=n0（2）当ω1≠ω2时，即差速状态时，行星齿轮4除公转外且自转，设：ω1>ω2，行星齿轮4角速度为ω4，则：V C=ω0RV A=ω1R=ω0R+ω4rV B=ω2R=ω0R−ω4r推出：ω1+ ω2=2ω0n1+n2=2n0综上：半轴齿轮直径相等的对称式锥齿轮差速器，无论差速器运行状态如何，n1+n2=2n0，即两侧半轴齿轮的转速之和等于差壳转速的两倍，与行星齿轮状态无关，注意n1，n2，n0有大小和方向之分，沿某一方向看去同向为正异向为负。
对称式圆锥行星齿轮差速器的设计
对称式圆锥行星齿轮差速器的设计由于在差速器壳上装着主减速器从动齿轮，所以在确定主减速器从动齿轮尺寸时，应考虑差速器的安装。
差速器的轮廓尺寸也受到主减速器从动齿轮轴承支承座及主动齿轮导向轴承座的限制。
1.1.1差速器齿轮的基本参数的选择（1）行星齿轮数目的选择 载货汽车采用4个行星齿轮。
（2）行星齿轮球面半径B R 的确定圆锥行星齿轮差速器的结构尺寸，通常取决于行星齿轮的背面的球面半径B R ，它就是行星齿轮的安装尺寸，实际上代表了差速器圆锥齿轮的节锥距，因此在一定程度上也表征了差速器的强度。
球面半径B R 可按如下的经验公式确定：3T K R B B = mm (3.3)式中：B K ——行星齿轮球面半径系数，可取2.52～2.99，对于有4个行星齿轮的载货汽车取小值；T ——计算转矩，取Tce 和Tcs 的较小值，N·m.根据上式B R =2.7=47.62mm 所以预选其节锥距A 0=48mm（3）行星齿轮与半轴齿轮的选择为了获得较大的模数从而使齿轮有较高的强度，应使行星齿轮的齿数尽量少。
但一般不少于10。
半轴齿轮的齿数采用14～25，大多数汽车的半轴齿轮与行星齿轮的齿数比z 1/z 2在1.5～2.0的范围内。
差速器的各个行星齿轮与两个半轴齿轮是同时啮合的，因此，在确定这两种齿轮齿数时，应考虑它们之间的装配关系，在任何圆锥行星齿轮式差速器中，左右两半轴齿轮的齿数L z 2，R z 2之和必须能被行星齿轮的数目所整除，以便行星齿轮能均匀地分布于半轴齿轮的轴线周围，否则，差速器将无法安装，即应满足的安装条件为：I nz z RL =+22 （3.4）式中：L z 2，R z 2——左右半轴齿轮的齿数，对于对称式圆锥齿轮差速器来说，L z 2=R z 2n ——行星齿轮数目； I ——任意整数。
在此1z =11，2z =20 满足以上要求。
（4）差速器圆锥齿轮模数及半轴齿轮节圆直径的初步确定 首先初步求出行星齿轮与半轴齿轮的节锥角1γ，2γ211arctanz z =γ=11arctan 20=28.81° 1γ=90°-2γ=61.19° 再按下式初步求出圆锥齿轮的大端端面模数mm=110sin 2γz A =220sin 2γz A =247.5sin 28.8111⨯︒=4.16mm 得11 4.1611d mz ==⨯=45.77mm 22mz d ==4.16×20=83.21mm （5）压力角α目前，汽车差速器的齿轮大都采用22.5°的压力角，齿高系数为0.8。
差速器设计说明书
对称锥齿轮式差速器设计1 差速器作用汽车在行驶过程中，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。
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。
2 差速器原理结构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5-19为其示意图，图中0w 为差速器 壳的角速度；1w 、2w 分别为左、右两半轴的 角速度；0T 为差速器壳接受的转矩；r T 为差速 器的内摩擦力矩；1T 、2T 分别为左、右两半轴 对差速器的反转矩。
根据运动分析可得 0212w w w =+（2-1）图1：普通锥齿轮式差速器示意图 显然，当一侧半轴不转时，另一侧半轴将以两倍的差速器壳体角速度旋转；当差速器壳体不转时，左右半轴将等速反向旋转。
根据力矩平衡可得{rT T T T T T =-=+12021 （2-2）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T T k r= （2-3）结合（2-2）可得：⎩⎨⎧+=-=)1(5.0)1(5.00201k T T k T T （2-4）定义半轴转矩比12T T k b =，则b k 与k 之间有k kk b -+=11 11+-=b b k k k （2-5）普通锥齿轮差速器的锁紧系数忌一般为．O.05～O.15，两半轴转矩比足b 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。