差速器结构和工作原理(各种类型差速器构造和工作原理)
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差速器功能汽车差速器是驱动桥的主要部件。它的作用是使左右车轮以不同的转速滚动,将主减速器的扭矩平均分配到两个半轴上,使两个车轮的驱动力尽量相等,满足汽车的行驶需要。当xjs.com汽车转弯时,两个车轮行驶的距离不相等。在差速器工作之前,两侧的驱动轮以相同的速度运转。为了满足汽车转弯时外轮行驶距离大于内轮行驶距离的要求,内轮必然会打滑,而外轮则会拖地。这样,路面会对滑动车轮施加一个向前的附加阻力,而作用在牵引车轮上的附加阻力是向后的。此时,附加阻力会传递给差速器,同时带动两侧齿轮向不同方向转动,使内侧车轮转速降低,外侧车轮转速升高,使两侧车轮尽可能以纯滚动的形式不等距离行驶,汽车顺利完成转弯,减少车轮与地面的摩擦。http://
差速器类型的分类差速器的分类方法有很多种,按用途可分为轴差速器和轮差速器,按功能可分为普通齿轮差速器和防滑差速器。
1。普通齿轮差速器普通齿轮差速器有两种:锥齿轮差速器和圆柱齿轮差速器。锥齿轮差速器因其结构简单、紧凑、运行平稳,是目前应用最广泛的差速器。
1)行星锥齿轮差速器的结构行星锥齿轮差速器由行星锥齿轮4’十字轴7’,两个半轴锥齿轮2’,两个差速器壳1和5以及垫圈3和6组成,如图5所示。12.
主减速器的从动圆柱齿轮8夹在两个差速器壳1和5之间,它们用螺栓均匀地固定在一起;十字轴的两个轴颈嵌入两个半差速器壳端面的半圆形凹槽形成的孔中;行星锥齿轮4分别松套在四个轴颈上;两个半轴锥齿轮2分别与行星锥齿轮啮合,轴颈安装在差速器壳内,并用花键连接。l连接到车轴上。行星锥齿轮的背面和差速器壳的内表面做成球面,保证了行星锥齿轮对中,便于与两个半轴锥齿轮正确啮合。
止推垫片3和止推垫片6安装在行星锥齿轮和半轴锥齿轮的背面与差速器壳之间,以减少摩擦和磨损,延长差速器的使用寿命,也可调整齿轮的啮合间隙。调整后,半轴锥齿轮大端面的球面应与四个行星锥齿轮背面的球面一致,在同一球面上。如果不合适,应通过改变行星锥齿轮背面球面垫圈的厚度进行调整。差速器壳的十字轴孔是在左右壳装配后加工的,装配时不允许周向错位。http://
差速器由主减速器壳体内的润滑油润滑,所以差速器上有润滑油进出口?l .为了保证行星锥齿轮与十字轴轴颈之间的润滑,在十字轴轴颈上铣一个平面,在行星锥齿轮的齿间钻一个油孔,与它的中心孔相通。同样,半轴的锥齿轮上也钻有油孔,与锥齿轮背面相通,加强与差速器箱的连接。
差速器的动力传输:
发动机的动力通过传动轴和主减速器进入差速器,传递到差速器箱,再依次通过十字轴7、行星锥齿轮4、半轴锥齿轮2传递到左右半轴,然后分别驱动左右车轮。
在中型以下的卡车或汽车上,由于传递的扭矩较小,可以使用两个行星锥齿轮。对应的行星锥齿轮轴是直轴,如图5所示。13、桑塔纳的差速器,其差速器壳是整体框架结构。小齿轮轴5安装到差速器壳体后,由止动销6定位,以确保行星锥齿轮的对准。行星锥齿轮和半轴锥齿轮2也制成。半轴锥齿轮的瓦块与排锥齿轮背面的推力瓦块是一体的,称为复合推力瓦块。螺纹套筒3用于紧固半轴锥齿轮。2)行星锥齿轮差速器的差动原理行星锥齿轮差速器的差动原理如图5所示。14.差速器壳7与行星锥齿轮轴6连接,并由主减速器的从动锥齿轮2带动一起转动。它是差速器的驱动部分,转速设为n。侧锥齿轮1和5为从动件,转速分别为Wl和%。两点A’B是行星锥齿轮4与侧锥齿轮1和5的啮合点,C是行星锥齿轮4的中心。A、B、C到差速器旋转轴的距离相等。轴旋转。当汽车直线行驶时,行星锥齿轮相当于一个等臂的杠杆来保持平衡,即行星锥齿轮不“旋转”,只随行星锥齿轮轴6和差速器壳7“公转”,左右半轴之间没有速度差,如图5所示。第14条(b)款。此时,微分没有微分作用。
汽车转弯时,由于外轮打滑,内轮打滑,两个驱动轮会产生两个方向相反的附加力,破坏行星锥齿轮、差速器壳、半轴锥齿轮之间的平衡关系,迫使行星锥齿轮“转动”。设其转速为,方向如图5箭头所示。14’),那么半轴锥齿轮1的转速将加快,半轴锥齿轮5的转速将减慢。因为7 [s=,半轴锥齿轮1转速的增加值等于半轴锥齿轮5转速的减少值。假设半轴锥齿轮的转速增量为%,则两个半轴齿轮的转速为n1=n0 An。
n2=no — An
这就是差速器的差速作用,即汽车转弯或路面不平时,两侧车轮以不同的转速在地面上滚动,这样就有如下转速关系n1 n2=2n0。上述公式称为行星锥齿轮差速器。
普通锥齿轮式差速器转矩等量分配的特性对于汽车在良好路面上行驶是有利的,但汽 车在路况差路面上行驶却会严重影响其通过能力。当汽车一个驱动车轮接触泥泞或冰雪等 附着力较小的路面时,而另一驱动车轮接触在良好路面上时,在泥泞或冰雪等路面上的车 轮在原地滑转,而在良好路面上的车轮却静止不动。qcwxjs.com
这是因为在泥泞或冰雪等路面上车轮 与路面之间的附着力很小,路面只能对此半轴作用很小的反作用力矩,虽然另一车轮与良 好路面之间附着力较大,但由于行星齿锥轮式差速器转矩平均分配的特点,使这一车轮分 配到的转矩只能与传到滑转驱动轮上很4、的转矩相等,以致锥产生的驱动力不足以克服行 驶阻力,汽车不能前进,而大部分动力则消耗在高速旋转的车轮上。由于行星锥齿轮式差 速器转矩平均分配这一特性,当汽车一侧驱动轮附着力下降,则另一侧驱动轮所能获得的 转矩受打滑一侧车轮所限,总驱动力往往不足以驱动汽车行驶,使汽车行驶穿越差路面的 能力及通过能力受到限制。另外,当汽车转弯时,由于质量转移形成内轮附着力下降而滑 转,不仅使汽车行驶驱动力不足,而且影响了汽车的操纵稳定性。
因此一些越野汽车、高 速小客车和载重汽车都装用了防滑差速器。
汽车上常用的防滑差速器有人工强制锁止式和自动锁止式两大类。
人工强制锁止式防滑差速器
通过驾驶员操 纵差速锁,人为地将差速器暂时锁住,使差速器不起差速作用;
人工强制锁止式差速器就是在普通行星锥齿轮式差速器基础上设计了差速锁。当一侧 驱动轮滑转时,利用差速锁使差速器不起作用,保证了汽车的正常行驶。奔驰2026A型汽 车采用的就是人工强制锁止式差速器,如图5. 16所示。它的差速锁由牙嵌式接合器及操 纵机构两大部分组成。牙嵌式接合器的固定接合套26用花键与差速器24左端连接,并用 弹性挡圈27轴向限位。滑动接合套28用花键与半轴29连接,并可轴向滑动。操纵机构 的拨叉37装在拨叉轴36上并可沿导向轴39轴向滑动,其叉形部分插人滑动接合套28的 环槽中。当汽车行驶在泥泞或冰雪等附着力较小的路面时,通过驾驶员控制操纵机构拨叉37 使滑动接合套28与固定接合套26接合,差速锁将差速器壳与半轴锁紧成一体,使差速器 失去差速作用,进而把扭矩转移到另一侧驱动轮上,防止驱动轮滑转,以致产生的驱动力行驶阻 , 汽车的行驶通过 。
自动锁止式防滑差速器
是在汽车行驶过程 中,根据路面情况自动改变驱动轮间的转矩分配。自动锁止式又有摩擦片式、滑块凸轮式 和托森式等多种结构型式。
轴间差速器未闭锁时,差速锁机构均保持在最前方位置。此时,前后差速齿轮可根据 汽车行驶情况,既可等速运转,也可以不同转速运转。当各车轮的滚动半径基本相等、汽车沿平坦道路作直线行驶时,汽车各车轮所受的滚动阻力基本相同,各车轮以相同的转速 滚动。此时,行星齿轮只随十字轴及差速器壳作公转运动,不起差速作用。当汽车各车轮的运行情况出现差异时,如汽车在转向行驶或在凸凹不平的路面上行驶时,车轮滚动半 径不相等,各桥车轮所受阻力不等,行星齿轮在公转的同时,还绕十字轴转动,即在公 转的同时发生自转,从而使动力以不同的转速输出,差速器在传递扭矩的同时起差速 作用。http://www.qcwxjs,com
当汽车通过泥泞路段后,尤其行驶在坚硬良好的路面上或作大角度转向行驶时,严禁 使用差速锁,否则会导致传动机件的损坏。http://www.qcwxjs,com
托森式差速器是一种轴间差速器,适用于全轮驱动汽车,其结构如图5.18所示。托森 式差速器主要由空心轴2、差速器外壳3、后轴蜗杆5、前轴蜗杆9、涡轮轴7和涡轮8等
托森式差速器采用了涡轮一蜗杆传动的基本原理,当汽车驱动时,来自发动机的驱动力 通过空心轴2传至差速器外壳3,差速器外壳3通过涡轮轴7传到涡轮8,再传到蜗杆,前轴 蜗杆9通过差速器齿轮轴1将驱动力传至前桥,后轴蜗杆5通过驱动轴凸缘盘4将驱动力传 至后桥,从而实现了前后驱动桥的牵引作用。http://www.qcwxjs,com
当汽车转向时,前、后驱动轴出现转速差,通过啮合的直齿圆柱齿轮相对转动,使一轴 转速加快,另一轴转速下降,实现差速作用。差速器可使转速低的轴比转速高的轴分配得到 的驱动转矩大,目卩附着力大的轴比附着力小的轴得到的驱动扭矩大。qcwxjs.com
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