三輪摩托車差速器的綜述論文

1、<p>　　摘　要:介紹差速器的結(jié)構(gòu),并較詳細(xì)地論述差速器的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)特性,分析它的動(dòng)力傳遞路線和工作原理,推導(dǎo)出鎖緊系數(shù)K,同時(shí),剖析差速器鎖緊系數(shù)的調(diào)節(jié)原理。</p><p>　　關(guān)鍵詞:差速器;綜述；原理</p><p>　　Abstract: Introduced the differential device the structure, and elaborate

2、s the differential device kinematics and dynamics characteristic in detail, analyzes its power transmission route and the principle of work, infers locking coefficient K, simultaneously, analyzes the differential device

3、locking coefficient the adjustment principle.</p><p>　　Key word: Differential device; Summary; Principle</p><p><b>　　1.引言</b></p><p>　　差速器是汽車驅(qū)動(dòng)橋的主件,最由法國(guó)雷諾汽車公司的創(chuàng)始人路易斯?雷諾發(fā)

4、明，它的作用就是在向兩個(gè)半軸傳遞力的同時(shí)，允許兩邊半軸以不同的轉(zhuǎn)速，滿足兩邊車輪盡可能以純滾動(dòng)的形式作不等距行駛，減少輪胎與地面的摩擦。差速器是一種允許車輛在兩驅(qū)動(dòng)輪之間有不同轉(zhuǎn)速的動(dòng)力傳遞裝置。它保證汽車驅(qū)動(dòng)橋兩側(cè)車輪在行程不等或一邊車輪打滑時(shí),以不同速度旋轉(zhuǎn)而滿足汽車行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)的要求。汽車上廣泛適用的是普通對(duì)稱式圓錐齒輪差速器,由于其內(nèi)摩擦力矩極小,轉(zhuǎn)矩平均分配,故基本上沒有防滑功能,影響了車的通過性。當(dāng)某一驅(qū)動(dòng)車輪與地面附著較差時(shí)

5、,由于附著力不夠會(huì)導(dǎo)致車輪滑轉(zhuǎn)而陷車,為克服普通差速器的缺點(diǎn),改善牽引性能,往往采用防滑差速器[1]。</p><p>　　1.1三輪摩托車現(xiàn)實(shí)市場(chǎng)</p><p>　　我國(guó)三輪摩托車的開發(fā)和生產(chǎn)，源20世紀(jì)50年代初。當(dāng)時(shí)，一些兩輪摩托車生產(chǎn)企業(yè)，運(yùn)用其生產(chǎn)工藝裝備和技術(shù)，采用兩輪摩托車的動(dòng)力，開發(fā)和生產(chǎn)出邊三輪摩托車，并廣泛應(yīng)用于公安、電力、交通等特殊行業(yè)。1961年11月，國(guó)內(nèi)第一輛

6、正三輪摩托車“長(zhǎng)城牌”BM020型貨運(yùn)正三輪摩托車的誕生，標(biāo)志著我國(guó)三輪摩托車的生產(chǎn)步入了一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期。　　自50年代至80年代末，我國(guó)三輪摩托車的生產(chǎn)和銷售，一直按照計(jì)劃經(jīng)濟(jì)和賣方市場(chǎng)的軌道平緩地向前發(fā)展。當(dāng)20世紀(jì)90年代伴隨著摩托車工業(yè)的春天的到來，三輪摩托車行業(yè)也隨之發(fā)生了天翻地覆的變化。特別是經(jīng)過近10年的發(fā)展，三輪摩托車市場(chǎng)已由賣方市場(chǎng)變成了買方市場(chǎng)。其市場(chǎng)的主要特征表現(xiàn)為：　　一是，三輪摩托車生產(chǎn)企業(yè)異軍突起。除國(guó)

7、內(nèi)目錄內(nèi)100多家三輪摩托車生產(chǎn)企業(yè)外，大批無牌、無證的個(gè)體和民營(yíng)企業(yè)，爭(zhēng)相看好這一市場(chǎng)，紛紛上馬組織生產(chǎn)和銷售。這些個(gè)體和民營(yíng)企業(yè)依靠投資少、成本低的優(yōu)勢(shì)，以低價(jià)位的產(chǎn)品，爭(zhēng)奪市場(chǎng)?！　《?，從整個(gè)行業(yè)來看，三輪摩托車盡管銷量不大，年銷量約占全行業(yè)總銷量的4%左右，但其發(fā)展速度卻相當(dāng)快。今年上半年，國(guó)內(nèi)三輪摩托車銷量比去年同期增長(zhǎng)3</p><p>　　五是，三輪摩托車的市場(chǎng)已由過去的城鎮(zhèn)、城鄉(xiāng)結(jié)合部開始向農(nóng)

8、村這個(gè)廣闊的市場(chǎng)轉(zhuǎn)移，產(chǎn)品也由過去的客運(yùn)車、客貨兩用車轉(zhuǎn)向以貨車為主的車型。以上五點(diǎn)，是目前三輪摩托車現(xiàn)實(shí)市場(chǎng)的主要表現(xiàn)特征?！　♂槍?duì)上述三輪摩托車市場(chǎng)的主要表現(xiàn)特征，筆者認(rèn)為，今后該產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)：首先是，產(chǎn)品的市場(chǎng)容量將逐漸增大，這主要來自農(nóng)村市場(chǎng)的發(fā)展?jié)摿?。同時(shí)，生產(chǎn)企業(yè)和經(jīng)銷商家，為了求得更大的發(fā)展，必將在經(jīng)營(yíng)規(guī)模上實(shí)現(xiàn)突破　　其次是，品牌的競(jìng)爭(zhēng)將日趨激烈。隨著價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)的弱化，品牌競(jìng)爭(zhēng)的優(yōu)勢(shì)日益凸現(xiàn)出來。人們信賴名牌，選擇名

9、牌成為市場(chǎng)的主流。一些生產(chǎn)工藝裝備落后，又缺乏質(zhì)量保證的產(chǎn)品，將退出市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)。再是，三輪摩托車在經(jīng)過市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)和發(fā)展之后，在產(chǎn)品的功能、造型、適應(yīng)性以及綠色環(huán)保性等方面，有一個(gè)較大的突破和變化。也就是說技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)革命，必將推動(dòng)三輪摩托車行業(yè)實(shí)現(xiàn)更大的飛躍。</p><p>　　1.2三輪車的市場(chǎng)潛力</p><p>　　中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2006年我國(guó)三輪摩托車行業(yè)發(fā)展迅

10、猛，產(chǎn)銷量均逼近90萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)69%，高出行業(yè)整體增幅近50個(gè)百分點(diǎn)，達(dá)到歷史最好水平。這還僅僅是由行業(yè)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，據(jù)業(yè)內(nèi)人士估計(jì)，目前全國(guó)三輪摩托車應(yīng)有近300萬(wàn)輛的產(chǎn)銷規(guī)模，約2/3的數(shù)據(jù)沒有上報(bào)。從行業(yè)報(bào)表觀察，排量50mL的三輪摩托車占行業(yè)總量的近96%,其中100~150mL排量的三輪摩托車由于具有油耗低、性能穩(wěn)定、價(jià)格適中、用途廣泛等優(yōu)勢(shì)受到廣大消費(fèi)者的青睞，成為市場(chǎng)的主流產(chǎn)品。   &#

11、160;2006年是三輪摩托車行業(yè)的整合年，業(yè)內(nèi)企業(yè)重組不斷，面對(duì)國(guó)家提高準(zhǔn)入門檻，弱小企業(yè)千方百計(jì)尋找自己的避風(fēng)港，積極向大集團(tuán)靠攏，大的企業(yè)為擴(kuò)大市場(chǎng)占有率，完善產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，利用品牌、技術(shù)、資金優(yōu)勢(shì)積極向外擴(kuò)張，收購(gòu)、兼并一些沒有資質(zhì)、但有一定產(chǎn)能和資源優(yōu)勢(shì)的三輪摩托車企業(yè)，組建子公司、分公司，完成準(zhǔn)入，建立自己的擴(kuò)張基地，延伸自己的產(chǎn)業(yè)鏈。從全行業(yè)統(tǒng)計(jì)情況看，全年在產(chǎn)三輪摩托車企業(yè)28家，比上年減少11家。生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)銷量超過5萬(wàn)輛的

12、企業(yè)僅有5家，這5家企業(yè)累計(jì)產(chǎn)量65.54萬(wàn)輛，占總量的73%。其中宗申集團(tuán)產(chǎn)量32.2萬(wàn)輛，占</p><p>　　1.3差速器的作用及價(jià)值</p><p>　　差速器是一種允許車輛在兩驅(qū)動(dòng)輪之間有不同轉(zhuǎn)速的動(dòng)力傳遞裝置。它保證汽車驅(qū)動(dòng)橋兩側(cè)車輪在行程不等或一邊車輪打滑時(shí),以不同速度旋轉(zhuǎn)而滿足汽車行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)的要求。   目前全國(guó)三輪摩托車總銷量已接近300萬(wàn)

13、輛，但這個(gè)數(shù)字與中國(guó)龐大的農(nóng)村市場(chǎng)相比上升空間仍很大，經(jīng)過一代又一代的改良，其功能還在不斷增加、完善，使三輪摩托車在某些用途方面優(yōu)于二輪摩托車、電動(dòng)車，價(jià)格上優(yōu)于微型汽車，所以在短期內(nèi)處于不可替代的地位。目前全國(guó)摩托車保有量在9000萬(wàn)輛左右，三輪摩托車約占900萬(wàn)輛，發(fā)展中的中國(guó)來說，雖然已經(jīng)進(jìn)入了小康社會(huì)，但我國(guó)仍有9億農(nóng)民，2.5億農(nóng)戶，平均每3戶1輛，還有約7500萬(wàn)輛的市場(chǎng)空間（這還不包括國(guó)外不發(fā)達(dá)國(guó)家的市場(chǎng)的需求），按照目前

14、的產(chǎn)能，還需20~25年的時(shí)間才能基本滿足我國(guó)市場(chǎng)需要。因此，對(duì)于發(fā)展中的中國(guó)來說，雖然已經(jīng)進(jìn)入了小康社會(huì)，但社會(huì)的三輪摩托車差速器的研究同樣具有很大經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)意義。</p><p>　　2.差速器的結(jié)構(gòu)及工作原理</p><p>　　差速器主要由主動(dòng)環(huán)、從動(dòng)環(huán)、消聲環(huán)、卡環(huán)、壓緊彈簧、彈簧座和左、右差速器殼體等零件組成。</p><p>　　主動(dòng)環(huán)上的十字軸固

15、定在左、右差速器殼之間，與驅(qū)動(dòng)橋從動(dòng)大齒輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)機(jī)械直線行駛時(shí)，主動(dòng)環(huán)通過兩面上均勻分布的倒梯形齒在彈簧壓緊力作用下與兩側(cè)從動(dòng)環(huán)外圈倒梯形齒在緊緊地嚙合在一起，傳遞運(yùn)動(dòng)到左、右半軸。此時(shí)，差速器的全部零件構(gòu)成一個(gè)整體作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，左右車輪轉(zhuǎn)速相等。主傳動(dòng)的總扭矩平均分給左、右半軸。</p><p>　　中心環(huán)用卡環(huán)固定在主動(dòng)環(huán)孔內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)角度受到插在中心環(huán)空槽里主動(dòng)環(huán)加長(zhǎng)齒的限制，在中心環(huán)的兩端各有沿圓周均布與從

16、動(dòng)環(huán)數(shù)量相同的鼓形齒，當(dāng)機(jī)械直線行駛時(shí)，中心環(huán)的鼓形齒分別與兩側(cè)從動(dòng)環(huán)倒齒形牙嵌齒上工作斜面想嚙合，但此時(shí)兩都沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，中心環(huán)的鼓形齒工作時(shí)為線嚙合，磨擦力小。</p><p>　　機(jī)械轉(zhuǎn)彎時(shí)，快轉(zhuǎn)一側(cè)的從動(dòng)環(huán)將超前主動(dòng)環(huán)形成脫開扭矩，使從動(dòng)環(huán)內(nèi)圈齒在中心環(huán)鼓形齒齒面上滑動(dòng)，并通過從動(dòng)環(huán)內(nèi)圈倒梯形齒很小的工作斜面克服彈簧壓緊力將從動(dòng)環(huán)推出嚙合，快轉(zhuǎn)從動(dòng)環(huán)成為自由輪，作單純回轉(zhuǎn);而慢轉(zhuǎn)一側(cè)的從動(dòng)環(huán)內(nèi)圈齒仍緊緊地

17、和中心環(huán)趴合與主動(dòng)環(huán)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，于是便產(chǎn)生了差速作用，至此一個(gè)脫離過程完成。此時(shí)，主傳動(dòng)的扭矩全部傳遞給慢轉(zhuǎn)車輪，這是普通差速器所不能實(shí)現(xiàn)的。</p><p>　　當(dāng)快轉(zhuǎn)從動(dòng)環(huán)與中心環(huán)脫開后，從動(dòng)環(huán)內(nèi)圈齒在中心環(huán)鼓形齒上面滑動(dòng)，為防止因間歇嚙合造成齒之間的沖擊而發(fā)出噪聲，在從動(dòng)環(huán)內(nèi)、個(gè)圈之間裝有帶缺口的消聲環(huán)，并使主動(dòng)環(huán)上的加長(zhǎng)齒正好位于它的缺口內(nèi)。消聲環(huán)以不大的彈力圍箍在從動(dòng)環(huán)的環(huán)槽上，隨快轉(zhuǎn)從動(dòng)環(huán)作周向運(yùn)動(dòng)和軸

18、向移動(dòng)。所當(dāng)從動(dòng)環(huán)想對(duì)主動(dòng)環(huán)快轉(zhuǎn)時(shí)，消聲環(huán)是被帶動(dòng)向前轉(zhuǎn)過一個(gè)角度而停留在主動(dòng)環(huán)加長(zhǎng)齒的側(cè)面上，消聲環(huán)的4個(gè)齒頂正好與中心環(huán)的4個(gè)長(zhǎng)齒相抵觸，從而使從動(dòng)環(huán)的內(nèi)圈齒不可能與中心環(huán)的齒嚙合，這就避免了沒有消聲環(huán)時(shí)會(huì)發(fā)生沖擊響聲的現(xiàn)象，只有當(dāng)機(jī)械恢復(fù)直線行駛時(shí)，從動(dòng)環(huán)與主動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)速相等或接近時(shí)，消聲環(huán)在從動(dòng)環(huán)帶動(dòng)下，它的4個(gè)凸齒才又重新進(jìn)入中心環(huán)邊緣的4個(gè)缺口內(nèi)，使脫開的從動(dòng)環(huán)在彈簧壓緊力作用下與主動(dòng)環(huán)重新進(jìn)入嚙合狀態(tài)[2]。</p>

19、;<p>　　3.1　新型高摩擦式防滑差速器的結(jié)構(gòu)</p><p>　　高摩擦式防滑差速器是在普通的圓錐齒輪差速器中安裝摩擦元件,增加差速器的內(nèi)摩擦力。較早使用的2種摩擦式差速器,一種是在行星輪的背部固定1個(gè)球面凸緣作為摩擦元件;另一種是使用2個(gè)錐形摩擦盤作為摩擦元件。為近一步增大內(nèi)摩擦,后一種差速器經(jīng)改進(jìn)后發(fā)展成帶有2組摩擦片的圓錐齒輪差速器,并被美國(guó)克萊斯勒汽車公司所采納,稱為Sure Grip

20、 式差速器。在此基礎(chǔ)上近一步改進(jìn),得到如圖1 所示的新型高摩擦式防滑差速器。左右承壓環(huán)上開有V 形槽,兩行星輪軸的兩端端部軸頸分別以相反方向支承在承壓環(huán)的V形槽上,4 個(gè)直齒行星齒輪則浮套在行星輪軸的軸頸上。行星齒輪的背部球面與承壓環(huán)的內(nèi)部球面相配合,同時(shí)保證行星齒輪中心對(duì)正,以利于和2 個(gè)半軸齒輪正確嚙合。左右承壓環(huán)的外部有外齒與差速器左殼內(nèi)的槽相配合,左右主動(dòng)摩擦片3、9也具有外齒與差速器左殼內(nèi)的槽相配合,帶有花鍵孔的左右從動(dòng)摩擦片

21、4、8分別與左右半軸齒輪的外花鍵相配合。承壓環(huán)及主從動(dòng)摩擦片均可作微小的軸向移動(dòng)。</p><p>　　在傳遞扭矩時(shí),新型高摩擦式防滑差速器的左殼通過其內(nèi)部的槽帶動(dòng)承壓環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng),承壓環(huán)分別對(duì)2根行星齒輪軸的兩端壓緊,后者略為偏轉(zhuǎn)并向左右稍許移開,連同行星齒輪一起通過承壓環(huán)壓向主、從動(dòng)摩擦片,并將它們壓緊,形成左右車輪以不同轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所必須克服的摩擦力矩。新型高摩擦式圓錐齒輪差速器的優(yōu)點(diǎn)是:較凸輪式差速器、自由輪式差

22、速器工作得更加平滑,且結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單。因此適用于越野汽車、載重汽車、工程機(jī)械及轎車等各種車輛,是一種頗有發(fā)展前途差速器結(jié)構(gòu)。</p><p>　　3.2　差速器的動(dòng)力傳遞路線及工作原理</p><p>　　圖1. 差速器殼　2, 14. 左,右半軸齒輪　3, 9. 左,右主動(dòng)摩擦片　4, 8. 左,右從動(dòng)摩擦片　5, 15. 左,右承壓環(huán)　6. 行星齒輪　7. 行星輪軸　10. 調(diào)整墊片　11

23、. 差速器蓋　12. 止推墊片　13. 末端墊片</p><p><b>　　16. V 型斜面</b></p><p>　　當(dāng)汽車或裝載機(jī)沿直線行駛、兩半軸無轉(zhuǎn)速差時(shí),傳給差速器殼的扭矩在左右半軸之間平均分配。此時(shí)力矩經(jīng)過兩條路線傳給半軸,如圖2 (a)所示,一路是由差速器殼通過行星齒輪軸、承壓環(huán)、行星齒輪、半軸齒輪等傳向半軸,這與普通圓錐行星齒輪差速器的動(dòng)力傳遞路

24、線一樣;另一路則是由差速器殼傳給在驅(qū)動(dòng)力矩作用下被壓緊的主、從動(dòng)摩擦片,然后傳給左、右半軸。由此可見,當(dāng)左右車輪無轉(zhuǎn)速差時(shí),高摩擦式防滑差速器比普通圓錐齒輪差速器的傳遞扭矩能力要大,這兩種差速器傳遞扭矩能力的差值即通過摩擦片所傳遞扭矩值。</p><p>　　當(dāng)汽車或裝載機(jī)轉(zhuǎn)彎或其某一側(cè)的驅(qū)動(dòng)車輪陷入附著系數(shù)較小的路面并達(dá)到附著極限而打滑時(shí),左右驅(qū)動(dòng)車輪產(chǎn)生轉(zhuǎn)速差。此時(shí)差速器殼的轉(zhuǎn)速n0與左、右半軸齒輪的轉(zhuǎn)速n2

25、 、n1都各不相等,如圖2 (b)所示,當(dāng)n1> n2時(shí),有n1> n0> n2 的轉(zhuǎn)速關(guān)系。由于轉(zhuǎn)速差的存在和主、從動(dòng)摩擦片與承壓環(huán)的被壓緊,這時(shí)在左右兩側(cè)的主從動(dòng)摩擦片、半軸齒輪及差速器殼之間必將分別產(chǎn)生摩擦力矩。該摩擦力矩的大小與摩擦元件之間的摩擦系數(shù)及壓緊力的大小有關(guān),摩擦力矩的方向與n1和n0或n2和n0之間的相對(duì)轉(zhuǎn)速有關(guān),根據(jù)n1 、n2 、n0三者的轉(zhuǎn)速關(guān)系得到:快轉(zhuǎn)輪一側(cè)的摩擦力矩,其方向與快轉(zhuǎn)輪的旋轉(zhuǎn)

26、方向相反,值為負(fù);慢轉(zhuǎn)輪一側(cè)的摩擦力矩,其方向與慢轉(zhuǎn)輪的旋轉(zhuǎn)方向相同,值為正。這種情況猶如部分驅(qū)動(dòng)力矩由快轉(zhuǎn)輪一側(cè)轉(zhuǎn)移到慢轉(zhuǎn)輪一側(cè)。如圖2 (b)所示。因此,慢轉(zhuǎn)輪的驅(qū)動(dòng)力矩將大于快轉(zhuǎn)輪的驅(qū)動(dòng)力矩[3]。</p><p>　　圖2 新型高摩擦式防滑差速器的動(dòng)力傳遞簡(jiǎn)圖</p><p>　?、?由摩擦片傳遞的力矩 Ⅱ.由差速器齒輪傳遞的力矩 Ⅲ.由承壓環(huán)和行星輪之間的摩擦傳遞的力矩 Ⅳ

27、.由轉(zhuǎn)速差引起的力矩轉(zhuǎn)移 1.差速器殼 2,9.左/右承壓環(huán) 3.行星齒輪 4.行星輪軸 5.從動(dòng)摩擦片 6.主動(dòng)摩擦片 7.差速器蓋 8.右半軸 10.主傳動(dòng)從動(dòng)錐齒輪 11.主傳動(dòng)主動(dòng)錐齒輪 12.左半軸</p><p>　　3.3 差速器的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析[4]</p><p>　　新型高磨擦式防滑差速器在運(yùn)動(dòng)學(xué)上實(shí)際是一種行星齒輪機(jī)構(gòu)，圖3（a）為差速器運(yùn)

28、動(dòng)原理示意圖。</p><p><b>　　(b)</b></p><p>　　圖3　差速器運(yùn)動(dòng)示意圖</p><p>　　1, 2. 半軸齒輪　3. 差速器殼　4. 行星齒輪5. 行星齒輪軸　6. 從動(dòng)錐齒輪</p><p>　　差速器殼3和行星齒輪軸5通過承壓環(huán)連成一體,構(gòu)成行星架是主動(dòng)件,動(dòng)力通過從動(dòng)錐齒輪6傳入。

29、設(shè)差速器殼的旋轉(zhuǎn)角速度為ω0 。半軸齒輪1和2連同2個(gè)半軸分別為2 個(gè)從動(dòng)件,設(shè)其旋轉(zhuǎn)角速度分別為ω1 和ω2 。圖(3)中A 和B 兩點(diǎn)分別為行星齒輪4 和半軸齒輪1、2 的齒寬中點(diǎn)(嚙合點(diǎn)) 。r為行星齒輪4的中心點(diǎn)C 到差速器的旋轉(zhuǎn)軸線的距離。</p><p>　　當(dāng)三輪車沿直線行駛時(shí)兩半軸無轉(zhuǎn)速差時(shí)，行星齒輪只是隨同差速器和承壓環(huán)繞差速器旋轉(zhuǎn)軸線公轉(zhuǎn)，顯然，處于同一半徑r上的A、B、C3點(diǎn)的圓周角速度相等

30、，即：ω1 =ω2 =ω0 ( 1)</p><p>　　當(dāng)左右車輪有轉(zhuǎn)速差時(shí)，行星輪不僅繞差速旋轉(zhuǎn)器軸線公轉(zhuǎn)而且還要繞行星輪軸以角速度ω4自轉(zhuǎn)，如圖3（b）所示。此時(shí)點(diǎn)A、B的圓周速度分別為</p><p>　　ω1 =ω2 =ω0 ( 1) r 式(2)中: r4為行星齒輪的節(jié)圓半徑。兩式相加得: </p><p>　　ω1 +ω2 = 2ω0 ( 3) 　 &

31、lt;/p><p>　　即兩半軸齒輪的轉(zhuǎn)速之和為差速器殼轉(zhuǎn)速的2 倍。因此,汽車在需要轉(zhuǎn)彎或其它需要差速行駛時(shí),都可以借助于行星齒輪的自轉(zhuǎn),使左右車輪以不同的轉(zhuǎn)速在地面上只滾動(dòng)而不產(chǎn)生滑動(dòng),從而達(dá)到差速的目的。</p><p>　　3.4 差速器的動(dòng)力學(xué)分析 [5]</p><p>　　防滑差速器一般用鎖緊系數(shù)k來衡量差速器內(nèi)磨擦力矩的大小及轉(zhuǎn)矩的分配特性，它也表示兩

32、側(cè)驅(qū)動(dòng)輪的扭矩可能相差的最大倍數(shù)。鎖緊系數(shù)k為：</p><p>　　K=M2/M1 (4) 式(4)中:M 1為快轉(zhuǎn)輪一側(cè)的轉(zhuǎn)矩;M 2為慢轉(zhuǎn)輪一側(cè)的轉(zhuǎn)矩。新型高摩擦式防滑差速器的受力簡(jiǎn)圖如圖4所示。</p><p>　　圖4 行星齒輪軸及行星齒輪受力簡(jiǎn)圖</p><p>　　半軸齒輪 2、差速器殼 3、行星齒輪 4、行星齒輪軸</p&

33、gt;<p>　　磨擦片所受的軸向力Q的大小為承壓環(huán)對(duì)行星輪軸力QC的2倍與半軸齒輪在傳遞扭矩M0/2時(shí)所產(chǎn)生的軸向力這和，即：</p><p>　　Q= 2Qc + tgα·sinγ·M0/2r</p><p>　　= M0/(2R·tgβ) + tgα·sinγ·M0/2r</p><p>　　式

34、中: Qc 為行星輪軸與V 形槽作用產(chǎn)生水平分力;M 0為差速器殼上的扭矩;R 為承壓環(huán)與行星輪軸的接觸中點(diǎn)到行星輪公轉(zhuǎn)軸線的距離(見圖1); r 為半軸齒輪齒寬中點(diǎn)節(jié)圓半徑;α為差速器錐齒輪的嚙合角;β為承壓環(huán)V形槽斜面傾角;γ2 為半軸齒輪的節(jié)錐角[6]。</p><p>　　行星齒輪在承壓環(huán)的作用下移動(dòng),并與半軸齒輪嚙合,其軸向力為: </p><p>　　Qx= Pc ·

35、tgα·sinγ1 　　( 6) 式(6)中: Qx為行星齒輪受的軸向力; Pc為每個(gè)行星輪上與行星輪公轉(zhuǎn)方向相切的圓周力, Pc=M 0 /4 r;γ1 為行星齒輪的節(jié)錐角。</p><p>　　行星輪背部球面與承壓環(huán)內(nèi)球面間的摩擦力為: </p><p>　　Qf= μQx= μPc ·tgα·sinγ1 ( 7) 　</p><

36、p>　　上述摩擦力Qf 將在兩半軸齒輪上產(chǎn)生相應(yīng)的摩擦力矩M f1 ′或M f2 ′,其大小相等,在左右半軸有轉(zhuǎn)速差的情況下其符號(hào)相反,慢轉(zhuǎn)一側(cè)的摩擦力矩M f2 ′為正,而快轉(zhuǎn)一側(cè)的摩擦力矩M f1 ′為負(fù),它們的大小為: </p><p>　　M f ′=2μQx rx 　　　　　　(8) 式中:μ為承壓環(huán)內(nèi)球面和行星輪球面間的摩擦系數(shù), 一般取μ=0. 05～0. 1;rx為行星齒輪背部球面摩擦面平均

37、半徑[7]。</p><p>　　主從動(dòng)摩擦片之間形成的摩擦力矩大小為: </p><p>　　M f ″= NμfQrf 　　　　　　(9)</p><p>　　式(9)中: N 為單側(cè)主、從動(dòng)摩擦面總數(shù);μf 為主、從動(dòng)摩擦片間的摩擦系數(shù);rf 為摩擦片的平均作用半徑。</p><p>　　因此,傳給一側(cè)半軸的總的摩擦力矩大小為: <

38、;/p><p>　　M f= M f ′+ M f ″　　　　　　(10) </p><p>　　當(dāng)左右驅(qū)動(dòng)車輪有轉(zhuǎn)速時(shí)，在慢轉(zhuǎn)輪一側(cè)或快轉(zhuǎn)輪一側(cè)上傳遞的總的磨擦力矩為Mf1、Mf2，它們的大小相等方向相反，這些磨擦力矩并不改變經(jīng)過差速器殼所傳遞的扭矩M0的大小，僅改變這一扭矩M0在左右半軸間的分配，使快轉(zhuǎn)輪和慢轉(zhuǎn)輪的驅(qū)動(dòng)力矩分別為：</p><p>　　所以，該高磨擦

39、式防滑差速器的鎖緊系數(shù)K為</p><p>　　由式（12）可見，V弄斜面β越小，則鎖緊系數(shù)K值越大，β越大，則鎖緊系數(shù)K值越小；磨擦片數(shù)N越大，鎖緊系數(shù)K值越大，反之，則越小。因此設(shè)計(jì)時(shí)選擇適當(dāng)?shù)某袎涵h(huán)V形槽的斜面傾角β和磨擦片數(shù)N，就可以得到預(yù)計(jì)的差速器的鎖緊系數(shù)[8]。該新型高磨擦式防左速器的鎖緊系數(shù)為3.5左右，而普通齒輪式差速器由于內(nèi)磨擦力小，其鎖緊系數(shù)為1.1～1.4。顯然，新新型高磨擦式防滑差速器提

40、高了汽車的通過性。</p><p>　　差速器的效率η為鎖緊系數(shù)K的倒數(shù)，即：</p><p>　　η＝1/K （13）</p><p>　　由此可得，當(dāng)K值越大，效率η越低，雖然有利于兩半軸齒輪的轉(zhuǎn)矩的重新分配和提高汽車的通過性，但η過低將會(huì)導(dǎo)致磨擦損失加大。因此，鎖緊系數(shù)K值應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況，合理地選擇。</p><p&

41、gt;<b>　　3.5 本章小節(jié)</b></p><p>　　在詳細(xì)分析了新型高磨擦防滑差速器的結(jié)構(gòu)和工作原理的基礎(chǔ)上，分析了它的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)特性，推導(dǎo)出鎖緊系數(shù)K的計(jì)算公式。分析計(jì)算表明，該差速器可以大提高三輪車特別是越野車和工程機(jī)械的通過性，是一種很有應(yīng)用前景的新型差速器。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p>

42、;<p>　　[1] 汽車工程手冊(cè)編輯委員會(huì). 汽車工程手冊(cè)(設(shè)計(jì)篇) [M ]. 北京:人民交通出版社, 2001. </p><p>　　[2] 劉惟信. 汽車車橋設(shè)計(jì)[M ]. 北京:清華大學(xué)出版社, 2004. </p><p>　　[3] 刁增祥,余建星,王偉. 輕型越野汽車限滑差速裝置選型分析[J ]. 汽車技術(shù), 2002 (11) : 18 -21. <

43、/p><p>　　[4] 孫遇春.防滑差速器的運(yùn)動(dòng)幾何分析.礦山機(jī)械，1988（3）29－34 </p><p>　　[5] 馬俊.對(duì)稱式錐齒差速器原理的動(dòng)力分析.西安礦業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，1998，18（3）：248－251</p><p>　　[6]劉惟信.驅(qū)動(dòng)橋.北京：人民交通出版社，1987</p><p>　　[7]陳家瑞.汽車構(gòu)造（下冊(cè)）.北

44、京：人民出版社，1997</p><p>　　[8]劉惟信. 汽車設(shè)計(jì)[M ]. 北京:清華大學(xué)出版社, 2001</p><p><b>　　致謝信</b></p><p>　　經(jīng)過近半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)論文設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)?？粕漠厴I(yè)論文，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)

45、們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。</p><p>　　在論文寫作過程中，得到了李玉中老師的親切關(guān)懷和耐心的指導(dǎo)。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，李老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個(gè)日日夜夜，劉老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，除了敬佩李老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神

46、也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向李老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。     在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意!最后我還要感謝培養(yǎng)我長(zhǎng)大含辛茹苦的父母，謝謝你們!</p><p>　　最后我還要感謝機(jī)電系和我的母?！棺鞔髮W(xué)三年來對(duì)我的栽