幾種防滑差速器的結(jié)構(gòu)(編輯修改稿)
2024-07-23 20:13 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 代在多方面要受制于國(guó)外，這無(wú)疑對(duì)我國(guó)汽車工業(yè)的發(fā)展極為不利?，F(xiàn)在，我國(guó)已成為WTO成員國(guó)，國(guó)內(nèi)汽車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，同時(shí)國(guó)內(nèi)汽車業(yè)也面臨著與國(guó)外汽車業(yè)同臺(tái)競(jìng)爭(zhēng)的壓力。只有在價(jià)格和性能方面占優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)品才能在這場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取勝。而加裝防滑差速器對(duì)現(xiàn)有汽車的差速器結(jié)構(gòu)改動(dòng)不必太大，自身成本低，但卻能大大改善汽車的牽引性、加速性及操縱穩(wěn)定性，這無(wú)疑是極具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品。1．5研究目的及意義防滑差速器使汽車左右驅(qū)動(dòng)輪之間驅(qū)動(dòng)力得到了更好的匹配，消除了一般汽車存在的寄生功率及由此引起的功率損失。它在大幅度提高汽車動(dòng)力性與通過(guò)性的同時(shí)，極大地改善了汽車行駛時(shí)的操縱穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)向安全性及制動(dòng)性等性能，是汽車傳動(dòng)系中極為理想的傳動(dòng)裝置。防滑差速器在汽車上的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，是一個(gè)有著廣泛應(yīng)用前景的產(chǎn)品。為了適應(yīng)我國(guó)汽車工業(yè)的發(fā)展，迫切需要開(kāi)發(fā)適用的防滑差速器，開(kāi)發(fā)適用的防滑差速器無(wú)疑將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，對(duì)促進(jìn)我國(guó)汽車工業(yè)的發(fā)展、增強(qiáng)國(guó)產(chǎn)汽車的產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力是非常重要的。國(guó)外已有各種形式的防滑差速器產(chǎn)品，但國(guó)內(nèi)非常缺少成熟的防滑差速器配套產(chǎn)品，引進(jìn)產(chǎn)品中雖也有裝置了防滑差速器，但相關(guān)技術(shù)卻未能引進(jìn)或很難得到引進(jìn)。隨著我國(guó)汽車工業(yè)發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步的要求，對(duì)于防滑差速器的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用研究項(xiàng)目開(kāi)始提出，很多企業(yè)也有防滑差速器的開(kāi)發(fā)計(jì)劃。目前關(guān)于防滑差速器方面的技術(shù)資料很少，在汽車、拖拉機(jī)、工程機(jī)械等相關(guān)專業(yè)構(gòu)造教材和引進(jìn)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與維修一類圖書或使用手冊(cè)中只介紹了一些防滑差速器的結(jié)構(gòu)和原理，即使是2001年以后出版的汽車工程手冊(cè)、汽車設(shè)計(jì)教材和汽車試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)等也未涉及防滑差速器的設(shè)計(jì)計(jì)算方法和試驗(yàn)方法。經(jīng)文獻(xiàn)檢索，有關(guān)防滑差速器設(shè)計(jì)方面的論文僅有少數(shù)幾篇，關(guān)于其試驗(yàn)方法研究基本沒(méi)有。鑒此，開(kāi)展防滑差速器的設(shè)計(jì)計(jì)算方法、防滑性能、試驗(yàn)方法及其在汽車產(chǎn)品中的應(yīng)用研究，具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。本課題研究所開(kāi)發(fā)的防滑差速器試驗(yàn)方法與防滑性能試驗(yàn)方案以及適用于江淮汽車集團(tuán)SUV504產(chǎn)品的防滑差速器，可供江淮汽車集團(tuán)進(jìn)一步開(kāi)展防滑差速器的試制、試驗(yàn)和應(yīng)用，也可供企業(yè)開(kāi)展防滑差速器系列產(chǎn)品的設(shè)計(jì)研究，以作為儲(chǔ)備技術(shù)和擴(kuò)大產(chǎn)品的配套能力。1．6本課題研究的主要內(nèi)容本課題來(lái)源于合肥市“十五”重點(diǎn)科技攻關(guān)資助項(xiàng)目。主要研究?jī)?nèi)容：①SUV504防滑差速器的選型研究；②各種防滑差速器防滑性能的數(shù)學(xué)計(jì)算模型的研究：②SUV504防滑差速器殼體的有限元分析；③SUV504防滑差速器的試驗(yàn)研究。第二章差速器的原理與分類2．1差速器的原理汽車差速器的結(jié)構(gòu)形式很多，用得最廣泛的是對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器，其工作原理如圖2．I所示。為主減速器從動(dòng)齒輪或差速器殼的角速度；分別為左、右驅(qū)動(dòng)車輪或差速器半軸齒輪的角速度。 為行星齒輪繞其軸的自轉(zhuǎn)角速度。當(dāng)汽車在平坦路面上直線行駛時(shí)，差速器各零件之間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，則有這時(shí)，差速器殼經(jīng)十字軸以力尸帶動(dòng)行星齒輪繞半軸齒輪中心作“公轉(zhuǎn)”而無(wú)自轉(zhuǎn)()。行星齒輪的輪齒以P／2．力推動(dòng)左、右半軸齒輪的輪齒使它們一起繞半軸齒輪的中心旋轉(zhuǎn)，而左、右半軸齒輪則給行星齒輪以P／2的反作用力。對(duì)于對(duì)稱式差速器來(lái)說(shuō)，兩半軸齒輪的節(jié)圓半徑r相同，故傳給左、右半軸的轉(zhuǎn)矩均等于Pr／2，故汽車在平坦路面上直線行駛時(shí)驅(qū)動(dòng)左、右車輪的轉(zhuǎn)矩相等。當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，假如左右輪之間無(wú)差速器，則按運(yùn)動(dòng)學(xué)要求，行程長(zhǎng)的外側(cè)車輪將產(chǎn)生滑移，而行程短的內(nèi)側(cè)車輪將產(chǎn)生滑轉(zhuǎn)。由此導(dǎo)致在左、右輪胎切線方向上各產(chǎn)生一附加阻力，且它們的方向相反，如圖2．1所示。當(dāng)裝有差速器時(shí)，附加阻力所形成的力矩使差速器起差速作用，以免內(nèi)外側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪在地面上的滑轉(zhuǎn)和滑移，保證它們以不同的轉(zhuǎn)速和．正常轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)然，若差速器工作時(shí)阻抗其中各零件相對(duì)運(yùn)動(dòng)的摩擦大，則扭動(dòng)它的力矩就大。在普通的齒輪差速器中這種摩擦力很小，故只要左、右車輪所走路程稍有差異，差速器即開(kāi)始工作。當(dāng)差速器工作時(shí)，行星齒輪不僅有繞半軸齒輪中心的“公轉(zhuǎn)”，而且還有繞行星齒輪軸以角速度為的自轉(zhuǎn)。這時(shí)外側(cè)車輪及其半軸齒輪的轉(zhuǎn)速將增高，且增高量為 (為行星齒輪齒數(shù)，為該側(cè)半軸齒輪齒數(shù))，這樣，外側(cè)半軸齒輪的角速度為：在同一時(shí)間內(nèi)，內(nèi)側(cè)車輪及其半軸齒輪(齒數(shù)為)的轉(zhuǎn)速將減低，且減低量為，由于對(duì)稱式圓錐齒輪差速器的兩半軸齒輪齒數(shù)相等，于是內(nèi)側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速為：由以上兩式得差速器工作時(shí)的轉(zhuǎn)速關(guān)系為：即兩半軸齒輪的轉(zhuǎn)速和為差速器殼轉(zhuǎn)速的兩倍。最后一種情況，有時(shí)發(fā)生在使用中央制動(dòng)器緊急制動(dòng)時(shí)，這時(shí)很容易導(dǎo)致汽車失去控制，使汽車急轉(zhuǎn)和甩尾。由于汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)行星齒輪繞其軸轉(zhuǎn)動(dòng)，必然有一使其轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩，設(shè)為 (為行星齒輪的節(jié)圓半徑)。由圖2。l可見(jiàn)，轉(zhuǎn)彎時(shí)在轉(zhuǎn)得較慢的一邊即內(nèi)側(cè)的半軸齒輪上，與的方向相同；而在轉(zhuǎn)得較快的一邊即外側(cè)的半軸齒輪上，與的方向相反。故旋轉(zhuǎn)較慢的半軸齒輪所傳的轉(zhuǎn)矩較大，而旋轉(zhuǎn)較快的半軸齒輪所傳的轉(zhuǎn)矩較小。即令則有由此可見(jiàn)：差速器的內(nèi)摩擦使驅(qū)動(dòng)橋左右半軸的轉(zhuǎn)矩分配改變，這有利于改善汽車的通過(guò)性。例如當(dāng)汽車的一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪由于附著力變壞而開(kāi)始滑轉(zhuǎn)時(shí)，給它的轉(zhuǎn)矩就減小，而傳到不滑轉(zhuǎn)的車輪的轉(zhuǎn)矩卻相應(yīng)地增大了。結(jié)果在汽車左右驅(qū)動(dòng)車輪上的總牽引力可能達(dá)到的最大數(shù)值為由此可見(jiàn)，由于差速器的內(nèi)摩擦使汽車總牽引力增大了 。但普通圓錐行星齒輪差速器的內(nèi)摩擦不大，為了提高汽車的通過(guò)性，可采用具有較大內(nèi)摩擦的高摩擦式差速器，這時(shí)在驅(qū)動(dòng)車輪上的總牽引力可增加10％～1 5％。2．3差速器的分類差速器的結(jié)構(gòu)型式選擇，應(yīng)從所設(shè)計(jì)汽車的類型及其使用條件出發(fā)，以滿足該型汽車在給定的使用條件下的使用性能要求。差速器的結(jié)構(gòu)型式有多種，其主要的結(jié)構(gòu)型式如圖2．3所示：大多數(shù)汽車都屬于公路運(yùn)輸車輛，對(duì)于在公路上和市區(qū)行駛的汽車來(lái)說(shuō)，由于路面較好，各驅(qū)動(dòng)車輛與路面的附著系數(shù)變化很小，因此幾乎都采用了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作平穩(wěn)、制造方便、用于公路汽車也很可靠的普通對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器，作為安裝在左、右驅(qū)動(dòng)輪間的所謂輪間差速器使用；對(duì)于經(jīng)常行駛在泥濘、松軟土路或無(wú)路地區(qū)的越野汽車來(lái)說(shuō)，為了防止因某一側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪滑轉(zhuǎn)而陷車，剛可采用防滑差速器。后者又分為強(qiáng)制鎖止式和自鎖式兩類。自鎖式差速器又有多種結(jié)構(gòu)型式的高摩擦式和自由輪式的以及變傳動(dòng)比式的。這些差速器的詳細(xì)結(jié)構(gòu)情況見(jiàn)以下各節(jié)。2．3．1幾種常見(jiàn)的防滑差速器的工作原理及優(yōu)缺點(diǎn)常見(jiàn)的防滑差速器有強(qiáng)制鎖止式差速器
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