【正文】 1連接在一起的 套，套上有兩排徑向孔，滑塊 2裝于孔中并可作徑向滑動(dòng)。目前，許多使用范圍比較廣的重型貨車上都裝用差速鎖。 當(dāng)然，如果左、右車輪都處于低附著系數(shù)的路面，雖鎖住差速器，但牽引力仍超過車輪與地面間的附著力，汽車也無法行駛。 3） 強(qiáng)制鎖止式差速器 當(dāng)一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪處于附著系數(shù)較小的路面時(shí)，可通過液壓或氣動(dòng)操縱，嚙合接合器 (即差速鎖 )將差速器殼與半軸鎖緊在一起，使差速器不起作用，這樣可充分利用地面的附著系數(shù)，使?fàn)繉?duì)于裝有強(qiáng)制鎖止式差速器的 4? 2型汽車，假設(shè)一驅(qū)動(dòng)輪行駛在低附著系數(shù)甲的路面上，另一驅(qū)動(dòng)輪行駛在高附著系數(shù)的路面上，這樣裝有普通錐齒輪差速器的汽車所能發(fā)揮的最大9 牽引力為 22m i n m i n 2 m i nt GGFG? ? ?? ? ? (27) 式中， 2G 為驅(qū)動(dòng)橋上的負(fù)荷。 摩擦片式差速器的鎖緊系數(shù) k 可達(dá) ， bk 可取 4。此摩擦力矩 Tr，與差速器所傳遞的轉(zhuǎn)矩丁。 當(dāng)傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，差速器殼通過斜面對(duì)行星齒輪軸產(chǎn)生沿行星齒輪軸線方向的軸向力，該軸向力推動(dòng)行星齒輪使壓盤將摩擦片壓緊。兩根行星齒輪軸 5互相垂直，軸的兩端制成 V 形面 4與差速器殼孔上的 V 形面相配，兩個(gè)行星齒輪軸 5 的 V 形面是反向安裝的。但當(dāng)汽車越野行駛或在泥濘、冰雪路面上行駛，一側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪與地面的附著系數(shù)很小時(shí)，盡管另一側(cè)車輪與地面有良好的附著，其驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩也不得不隨附著系數(shù)小的一側(cè)同樣地減小，無法發(fā)揮潛在牽引力，以致汽車停駛。 11kbk kb?? ? (25) 普通錐齒輪差速器的鎖緊系數(shù)是 。 7 圖 22 差速器工作示意圖 根據(jù)運(yùn)動(dòng)分析可得 1 2 0w w w?? (21) 顯然，當(dāng)一側(cè)半軸不轉(zhuǎn)時(shí)，另一側(cè)半軸將以兩倍的差速器殼體角速度旋轉(zhuǎn)；當(dāng)差速器殼體不轉(zhuǎn)時(shí)，左右半軸將等速反向旋轉(zhuǎn)。他又可分為普通錐齒輪式差速器、摩擦片式差速器和強(qiáng)制鎖止式差速器等 1)普通錐齒輪式差速器 由于普通錐齒輪式差速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作平穩(wěn)可靠，所以廣泛應(yīng)用于一般使用條件的汽車驅(qū)動(dòng)橋中。由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作平穩(wěn)、制造方便、用在公路汽車上也很可靠等優(yōu)點(diǎn)，最廣泛地用在轎車、客車和各種公路用載貨汽車上 。差速鎖在軍用汽車上應(yīng)用較廣。 強(qiáng)制鎖止式差速器就是在對(duì)稱式錐齒輪差速器上設(shè)置差速鎖 。 差速器的分類 差速器結(jié)構(gòu)形式 有多種， 它分為 對(duì)稱錐齒輪式差速器 ， 滑塊凸輪式差速器，渦輪式差速器， 對(duì)稱錐齒輪式差速器 又 可 分為 普通錐齒輪式差速器、 摩擦片式差速器和強(qiáng)制鎖止式差速器。同樣的道理，車輪在轉(zhuǎn)彎時(shí)也會(huì)自動(dòng)趨向能耗最低的狀態(tài)，自動(dòng)地按照轉(zhuǎn)彎半徑調(diào)整左右輪的轉(zhuǎn)速。 差速器的這種調(diào)整是自動(dòng)的，這里涉及到 “ 最小能耗 原理 ” ，也就是地球上所有物體都傾向于耗能最小的狀態(tài)。 車輪滑動(dòng)時(shí)不僅加劇輪胎磨損、增加功率和燃料消耗，還會(huì)使汽車轉(zhuǎn)向困難、制動(dòng)性能變差。這樣，當(dāng)6 汽車轉(zhuǎn)向行駛時(shí)，由于外側(cè)車輪要比內(nèi)側(cè)車輪移過的距離大，將使外側(cè)車輪在滾動(dòng)的同時(shí)產(chǎn)生滑拖，而內(nèi)側(cè)車輪在滾動(dòng)的同時(shí)產(chǎn)生滑轉(zhuǎn)。 當(dāng)轉(zhuǎn)彎時(shí)，由于外側(cè)輪有滑拖的現(xiàn)象，內(nèi)側(cè)輪有滑轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪此時(shí)就會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)方向相反的附加力，由于 “ 最小能耗原理 ” ，必然導(dǎo)致兩邊車輪的轉(zhuǎn)速不同，從而破壞了三者的平衡關(guān)系，并通過半軸反映到半軸齒輪上，迫使行星齒輪產(chǎn)生自轉(zhuǎn)，使外側(cè)半軸轉(zhuǎn)速加快，內(nèi)側(cè)半軸轉(zhuǎn)速減慢，從而實(shí)現(xiàn)兩邊車輪轉(zhuǎn)速的差異 ，提高車子的通過性 。當(dāng)汽車直 行時(shí)，左、右車輪與行星輪架三者的轉(zhuǎn)速相等處于平衡狀態(tài)，而在汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)三者平衡狀態(tài)被破壞，導(dǎo)致內(nèi)側(cè)輪轉(zhuǎn)速減小，外側(cè)輪轉(zhuǎn)速增加。發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)傳動(dòng)軸進(jìn)入差速器，直接驅(qū)動(dòng)行星輪架，再由行星輪帶動(dòng)左、右兩條半軸，分別驅(qū)動(dòng)左、右車輪。即產(chǎn)品系列化、零部件通用化、零件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化的要求。驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)是否合理直接關(guān)系到汽車使用性能的好環(huán)。 驅(qū)動(dòng)橋不僅是汽車的動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)，而且也是汽車的行使機(jī)構(gòu)，還起著支承汽車荷重的作用。 3／ 4浮式半軸的支承關(guān)系與全浮式是一樣的，只是輪轂用～個(gè)軸承支承在橋殼上，這時(shí)由于輪轂的支承剛度較差，因此半軸不僅承受轉(zhuǎn)矩，而且承受部份彎矩。具有全浮式半軸的外端支承在位于橋殼內(nèi)的軸承上。全浮式半軸的外端和5 用兩個(gè)軸承支承于橋殼上的輪轂相聯(lián)。這時(shí)，半軸由于其外端支承的不同而承受不同的載荷?，F(xiàn)在有些汽車生產(chǎn)廠家為了提高汽車的通過性，增加其產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)能力，采用差速鎖將左、右半軸鎖在一起，或采用具有高摩擦副的凸輪 式，蝸輪式和帶有摩擦片的齒輪式以及自動(dòng)輪式等自鎖式差速器，以便使驅(qū)動(dòng)橋的轉(zhuǎn)矩盡可能多地傳給不滑轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)車輪，以充分利用這一驅(qū)動(dòng)車輪的附著力來產(chǎn)生足夠的牽引力，使汽車能夠繼續(xù)行駛。簡(jiǎn)單的對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器，由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作平穩(wěn)可靠，在各種汽車上都得到了廣泛的應(yīng)用，微型車驅(qū)動(dòng)橋就是采用的該種差速器。因此，要求驅(qū)動(dòng)橋在傳遞轉(zhuǎn)矩給左、右驅(qū)動(dòng)車輪的同時(shí)，能使它們以適應(yīng)上述運(yùn)動(dòng)系要求的不同角 速度旋轉(zhuǎn)。 當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎或在不平路面上行駛時(shí)，左、右車輪在同一時(shí)間內(nèi)所滾過的行程是不相等的，因此其轉(zhuǎn)速也應(yīng)不同 [2]。有的重型汽車為了進(jìn)一步增大驅(qū)動(dòng)橋的減速比還增設(shè)了輪邊減速器。 最簡(jiǎn)單常見的是由一對(duì)螺旋錐齒輪或雙曲齒輪組成的單級(jí)減速器。 汽車在行駛過程中所遇到的道路情況是千變?nèi)f化的，此外，汽車本身在空、滿載之間軸負(fù)荷變化非常大，為了擴(kuò)大汽車對(duì)這些不同使用條件的適用范圍，除了常見的具有唯一固定主減速比的單速主減速器外，在某些重型汽車上有時(shí)將主減速做成雙速的。在汽車的總布置設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)汽車的工作條件及發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系、輪胎等的有關(guān)參數(shù)，選擇合適的主減速比來保證汽車具有良好的動(dòng)力性和 燃料經(jīng)濟(jì)性。困此，為了使汽車傳動(dòng)系設(shè)計(jì)得合理，首先必須選擇好傳動(dòng)系的傳動(dòng)比，并恰當(dāng)?shù)貙⑵浞峙浣o變速成器和驅(qū)動(dòng)橋。首先是因?yàn)榻^大多數(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)在汽車上是縱向安置的，為使其轉(zhuǎn)矩能傳動(dòng)給左、右驅(qū)動(dòng)輪，必須由驅(qū)動(dòng)橋的主減速器改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向，同時(shí)還得由驅(qū)動(dòng)橋的差速器來解4 決左、右驅(qū)動(dòng)車輪的差速要求及轉(zhuǎn)矩分配問題。 汽車傳動(dòng)系的總?cè)蝿?wù)是傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的 動(dòng)力，并使之適應(yīng)于汽車行駛的需要。 有些汽車為了提高其行駛平順性，舒適性而采用 獨(dú)立懸架時(shí)，則采用斷開式驅(qū)動(dòng)橋。普通的非斷開式驅(qū)動(dòng)后橋的 橋殼相當(dāng)于一根聯(lián)接左、右驅(qū)動(dòng)車輪的剛 性空心梁，而主減速器，差速器 及半軸都裝在其中。 圖 21 汽車后橋示意圖 1主減速前軸承； 2主動(dòng)齒輪； 3主減速器后軸承； 4一差速器； 5行星、半軸齒輪副 6半軸； 7制動(dòng)器及制動(dòng)鼓； 8半軸軸承； 9橋殼； 10 一差速器軸承： 11 一從動(dòng)齒輪 12一主減速器殼： 13一凸緣 驅(qū)動(dòng) 橋的結(jié)構(gòu)型式與驅(qū)動(dòng)車輪的懸架結(jié)構(gòu)型式密切相關(guān)。 2 汽車驅(qū)動(dòng) 橋的總體結(jié)構(gòu)與 差速器 分類 汽車 驅(qū)動(dòng) 橋的總體結(jié)構(gòu)及原理簡(jiǎn)介 3 汽車的驅(qū)動(dòng)后橋位于傳動(dòng)系的末端 [1]，其基本功用是增大由傳動(dòng)軸或直接由變速器傳來的轉(zhuǎn)矩，再將轉(zhuǎn)矩分配給左、右驅(qū)動(dòng)車輪，并使左、右驅(qū)動(dòng)車輪具有汽車行駛運(yùn)動(dòng)所要求的差速功能；同時(shí)，驅(qū)動(dòng)后橋還要承受作用于路面和車架或承載車身之間的鉛垂力、縱向力、橫向力及其力矩。 本文 研究主要內(nèi)容 (1)分析驅(qū)動(dòng)橋國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，分析驅(qū)動(dòng) 橋的基本原理及運(yùn)行機(jī)理 提煉出驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)； (2)根據(jù)經(jīng)濟(jì)、適用、舒適、安全、可靠的設(shè)計(jì)原則和分析比較，確定 輕型車驅(qū)動(dòng) 橋的 差速器及半軸的結(jié)構(gòu)型式，并且對(duì)其差速器 的主、從齒進(jìn)行詳細(xì)設(shè) 計(jì)和強(qiáng)度校核以滿足強(qiáng)度和降噪要求。今后 CAD 將與 CAM、 CAT(Computer Aided Test，計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試 )結(jié)合成 CADMAT 系統(tǒng)，更將顯示出其巨大的作用。汽車零部件結(jié)構(gòu)參數(shù)及陛能參數(shù)等的優(yōu)化選擇與匹配，強(qiáng)度核算與壽命預(yù)測(cè)，產(chǎn)品有關(guān)方而的模擬計(jì)算或仿真分析、設(shè)計(jì)方案的選擇及定型，設(shè)計(jì)圖紙的繪制均可在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行。因此， CAD／ CAM／ CAE／ PDM的應(yīng)用就顯得尤為重要。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中，計(jì)算機(jī)技術(shù)、先進(jìn)軟件及在三維建模的基礎(chǔ)上對(duì)汽車車橋的有限元分析、動(dòng)態(tài)仿真還極為落后。汽車工業(yè)是最先用 CAD 技術(shù)的行業(yè)之一，目前在發(fā)達(dá)國(guó)家的汽車行業(yè)中， CAD 技術(shù)已得到了普遍應(yīng)用，并取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，新的轎車產(chǎn) 品的開發(fā)周期已縮短至 2～ 3 年，汽車 CAD 系統(tǒng)的軟硬件都已達(dá)到較高水平，并仍在向 智能化，集成化和標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展 。多數(shù)車橋企業(yè)對(duì)引進(jìn)的技術(shù)只 停留在消化階段，尤其對(duì)軟件消化吸收的速度很慢，對(duì)引進(jìn)的硬件設(shè)備只停留在使用上。這些企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量與原配套企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品相比其質(zhì)量較差，容易發(fā)生故障，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起車毀人亡的重大事故。在中小企業(yè)中，測(cè)繪市場(chǎng)銷路較好的產(chǎn)品是它們的主要開發(fā)模式。不論是大中型企業(yè)還是小型企業(yè)其產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平 和工藝制造水平都相對(duì)落后，產(chǎn)品不能很好地與整車相匹配，不能完全滿足使用要求。缺 乏自己的核心技術(shù)，缺乏創(chuàng)新能力，在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中還沒有任何優(yōu)勢(shì)可言， 因此 ，我國(guó) 汽車及汽車零部件企業(yè)必須加快步伐，自主創(chuàng)新，積極迎接挑戰(zhàn)， 不斷提 升產(chǎn)品技術(shù)含量，努力提高生產(chǎn)管理水平，降低產(chǎn)品制造成本，走出 強(qiáng)企之路 。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 V 目 錄 1 緒 論 ..................................................................... 1 我國(guó)汽車驅(qū)動(dòng)橋的現(xiàn)狀分析 ................................................. 1 我國(guó)汽車零部件的發(fā)展趨勢(shì) ................................................. 2 本文研究主要內(nèi)容 ......................................................... 2 2 汽車驅(qū)動(dòng)橋的總體結(jié)構(gòu) 與差速器分類 ........................................... 2 汽車驅(qū)動(dòng)橋的總體結(jié)構(gòu)及原理簡(jiǎn)介 ........................................... 2 汽車驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)要求 ..................................................... 5 差速器的組成與工作 原理 ................................................... 5 差速器的分類 ............................................................. 6 對(duì)稱錐齒輪式差速器 .................................................. 6 滑塊凸輪式差速器 .................................................... 9 蝸輪式差速器 ....................................................... 10 牙嵌式自由輪差速器 ................................................. 11 3 普通圓錐齒輪式差速器設(shè)計(jì) .................................................. 12 普通圓錐齒輪式差速器的差速原理 .......................................... 13 普通圓錐齒輪式差速器的結(jié)構(gòu) .............................................. 14 普通圓錐齒輪式差速器的設(shè)計(jì)和計(jì)算 ........................................ 14 行星齒輪數(shù)目的選擇 ................................................. 15 行星齒輪球面半徑的確定 ............................................. 15 行星齒輪與半軸齒輪齒數(shù)選擇 ......................................... 16 差速器圓錐齒輪模數(shù)及半軸齒輪節(jié)圓直徑的初步確定 ..................... 17 壓力角 ............................................................. 17 行星齒輪安裝孔的直徑及其深度 ....................................... 18 差速器齒輪的幾何計(jì)算 ............................................... 18 差速器齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 ..............................................