5.1.6 行星齿轮安装孔的直径?及其深度L ............................. 33 5.1.7差速器齿轮的其它几何尺寸计算 ................................. 34 5.1.8差速器齿轮的强度计算 ......................................... 36 5.1.9差速器齿轮的材料 ............................................. 37 5.2半轴的基本参数选择 .............................................. 39 5.2.1半轴的型式 ................................................... 40 5.2.2半轴的设计计算 ............................................... 41 结束语 ................................................................ 40 致谢 .................................................................. 41 参考文献 .............................................................. 42

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1 绪论

1.1汽车差速器简介

根据汽车行驶运动学的要求和实际的车轮、道路以及它们之间的相互关系表明：汽车在行驶过程中左右车轮在同一时间内所滚过的行程往往是不相等的。最明显的例子是汽车转弯行驶，在转弯时为满足运动学的要求，汽车的外侧车轮的行程总要比内侧的长。另外，即使汽车作直线行驶，也会由于左右车轮在同一时间内所滚过的路面的垂向波形的不同，或由于左右轮胎气压、轮胎负荷、胎面磨损程度的不同以及制造误差等因素引起左右车轮外径不等或滚动半径不相等，而使左右车轮行程不等。在左右车轮行程不等的情况下，如果采用一根整体的驱动轴将动力传给左右车轮，则会由于左右驱动车轮的转速虽相等但行程却不相同的这一运动学上的矛盾，引起某一驱动车轮产生滑转或滑移。其结果不仅会使轮胎过早磨损、无益的消耗功率和燃料以及使驱动轴超载等，而且还会因为不能按要求的瞬时中心转向而使操纵性变坏。此外，由于车轮与路面间尤其在转弯时有大的滑转或滑移，易使汽车在转向时失去抗侧滑的能力使汽车行驶稳定性变坏。为了消除由于左右车轮在运动学的不协调而产生的这些弊病，汽车左右驱动轮间都装有差速器，保证了汽车驱动桥两侧车轮在行程不等时，具有以不同速度旋转的可能性，从而满足了汽车运动学的要求。

为改善汽车的通过性，人们采取了多种措施，其中常用的有两种：一种是普通差速锁；另一种是限滑差速器（Limited Slip Differential简称LSD）。前者要求驾驶员在必要时锁止差速器，采用这种措施的车辆通过性能强，但对车辆转向性能及行驶性、轮胎磨损均有不利影响，且不适合连续使用。另外，也容易分散驾驶员的注意力，影响安全性。但它结构简单，实现方便，所以还是取得了一定应用。后者就是在普通差速器基础上附加一些其它机构来限制差速器的滑差从而改善它的转矩分配特性。尤其兼顾了差速器的转矩分配特性与转速分配特性。

1.2差速系统的发展

差速系统的发展大致经历了三个阶段：

1.2.1普通差速系统

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普通差速系统是行星齿轮组结构。主动轮是行星架，被动轮是两个太阳轮。直线行驶时，普通差速系统传递给两个半轴的扭矩相同。如果一个驱动轮悬空，另一个有附着力的驱动轮会丧失驱动力；如果传动轴加速转动，有附着力的驱动轮的驱动力等于悬空车轮的角加速度和转动惯量的乘积。轮胎不打滑时，差速系统连接两个半轴的扭矩方向相反，内侧车轮提供驱动力，行星架和内侧的太阳轮之间的等速传动变成了减速传动。这种差速系统仅适合于在铺装路面上行驶。

1.2.2锁止式差速系统

锁止式差速系统通过一定的机械结构把差速系统锁死，实现两个半轴的同步转动，有机械、电动、气动三种形式。这种差速系统在路况较差时能提供最大的驱动力，但转向困难，单车轮可能承受发动机的全部扭矩而扭断半轴，因此只适用于低速行驶在非铺装路面上，否则会导致转向失控。

1.2.3限滑差速系统

限滑差速系统由普通差速系统改进而成，是目前使用最多的差速系统。按控制方法可分为三类：

（1）人工控制式——通过手动操作改变中间差速器或半轴差速器的扭矩分配比，有机械、电动、液压或气压等控制形式；

（2）主动控制式——利用各种传感器收集动态参数和信息，经电子控制单元处理后发出指令，实现牵引力控制，性能虽然理想，但成本较高；

（3）被动控制式——分为转速差感应式和扭矩感应式两类。转速差感应式利用硅油的粘度产生限滑转矩，在转速差较大时，输出限滑转矩。主要有牙嵌自由轮式和粘性联轴节差速器。扭矩感应式在传统的差速系统上增加了摩擦片、滑块、离合器或蜗轮蜗杆等机械装置。

1.3粘性式限滑差速器的应用情况

车用粘性联轴器最早出现于1973年，英国GKN公司首先应用福格森专利设计了用于轴间差速器的粘性联轴器。1979年，美国克莱斯勒公司在“EAGLE”汽车上首先应用，并且在美国生产。1985年，德国的VOLKSWAGEN公司和STERDAIMLER PUCH公司联合研制的“TRAPROTER”汽车，把粘性联轴器布置到传动轴上，并申请了专利。从那时起，粘性联

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轴器广泛应用到汽车传动系上。1987年，日本富士重工和本田公司先后推出了具有轮间和轴间限滑差速器双重功能的粘性联轴器（TWIN VISCO）。粘性联轴器在日本和欧州汽车行业迅速地生产和发展。其应用也越来越广泛，不仅用于四轮驱动汽车的轴间差速器，而且还用于二轮驱动汽车的轮间差速器。

最初的粘性式限滑差速器多用在越野车或工程机械上，但随着人们出行和运输的需要，人们对汽车性能的要求也越来越高，粘性式限滑差速器的应用日益广泛，装车率也迅速提高。当前，越来越多的越野车，跑车，高级轿车及大货车，开始提供粘性式限滑差速器作为选装件。这是因为随着人们对限滑差速器认识的深入，人们发现粘性式限滑差速器不仅可以改善汽车在坏路面上的通过性，而且限滑差速器对汽车安全性，操纵稳定性都有很大的改善作用。因此粘性式限滑差速器正在成为人们提高汽车性能的一项新技术。

1.4粘性式限滑差速器对汽车性能的影响

1.4.1驱动性能

在左右路面的摩擦系数μ不同时，限滑差速器产生的限滑转矩越大则驱动性能越高，另一方面由于限滑转矩增加了汽车的驱动力，驾驶员的转向修正量增加。即使在一般的冰雪路面上，由于左右车轮的路面附着系数μ和轮胎的接地负荷不一定相等，只要不进行粗暴的加速踏板操作，也会得到较大的限滑转矩。在冰雪坡路上行驶时，限滑转矩越大，车辆的总驱动力越大，爬坡的距离就越长越大。

1.4.2转弯行驶性能

（1）定圆转弯性能。在汽车进行定圆转弯行驶时，限滑差速器由于两车轮有转速差而输出限滑转矩。因此内轮的驱动力比外轮驱动力大，因而实现一个与转弯方向相反的横摆力矩。故汽车的不足转向的倾向增强。

（2）加速转弯性能。汽车由定圆转弯状态加速，因为在侧向加速度很大时，转弯的内轮接地负荷减小，所以滑转率上升，内轮的驱动力达到顶点。此点成了装置普通差速器车辆的加速极限。而对装有LSD的车辆即使转弯车辆的内驱动轮的驱动力达到极限后仍可靠外驱动轮产生一定驱动力，因此能继续加速。一般轿车用的LSD不仅能提高车辆转弯时的加速度极限，而且极限附近的横摆角速度变化平稳。另外，在靠操纵加速踏板控制

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