差速機(jī)構(gòu)講義

1、差速機(jī)構(gòu)乘用車變速器開發(fā)部 姓名：朱迎春差速機(jī)構(gòu)課件大綱第一課時(shí):概述及差速機(jī)構(gòu)在整 車四輪驅(qū)動(dòng)中的應(yīng)用 第二課時(shí):對稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì) 和計(jì)算以及齒輪側(cè)隙的測量及計(jì)算 第三課時(shí):差速機(jī)構(gòu)的臺(tái)架試驗(yàn) 及故障診斷 玩轉(zhuǎn)四驅(qū)世界著名公司四驅(qū)車型介紹 第一課時(shí)：概述及差速機(jī)構(gòu)在整車四輪驅(qū)動(dòng) 中的應(yīng)用第一章 概 述1.1差速器的功用、類型1.2各種差速器介紹第二章、差速機(jī)構(gòu)在整車四輪驅(qū)動(dòng)中的應(yīng)用2.1四輪驅(qū)動(dòng)（4WD）的類型 2.2四輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)介紹2.3雙差動(dòng)差速器差速原理分析（MF86A差速器）第一章 概 述1.1 差速器的功用、類型1.1.1 功用圖1 汽車轉(zhuǎn)向時(shí)驅(qū)動(dòng)車輪的運(yùn)動(dòng)示意圖 差

2、速器的作用就是即時(shí)滿足汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)兩側(cè)車輪轉(zhuǎn)速不同的要求！ 第一章 概 述 后來發(fā)展的中央差速器、防滑差速器、LSD差速器、托森差速器等，他們是為了提高汽車的行駛性能、操控性能而設(shè)計(jì)的 。 圖2 差速器工作示意圖 第一章 概 述1.1.2類型 差速器按其工作特性可分為普通齒輪式差速器和防滑差速器兩大類。 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)型式如下： 第一章 概 述1.2各種差速器介紹1.2.1、開放式差速器 顧名思義，開放式差速器就是沒有任何限制，可以在汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)正常工作的差速器，行星

3、齒輪組沒有任何鎖止裝置。優(yōu)點(diǎn)：沒有特別的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)椴钏偈瞧囌Ｐ旭偟谋貍錀l件；缺點(diǎn)：在越野車領(lǐng)域，開放式差速器會(huì)影響非鋪裝路面的脫困性。1.2.2、伊頓鎖式差速器圖3第一章 概 述 伊頓鎖式差速器屬于自動(dòng)、低速鎖式差速器，當(dāng)車子的速度超過30km/h時(shí)，便會(huì)自動(dòng)解鎖。這種純機(jī)械式的差速器利用離心原理工作，當(dāng)兩側(cè)車輪的速度差在100r/min以上時(shí)，離心鎖銷就會(huì)自動(dòng)扣緊把兩個(gè)半軸鎖住，形成一根驅(qū)動(dòng)軸，動(dòng)力就會(huì)完全的、不打滑地輸送給低牽引力端的車輪上。效果和通過牙嵌手動(dòng)鎖死一樣。1.2.3、多片離合式限滑差速器圖4第一章 概 述 多片離合式限滑差速器應(yīng)用非常廣泛，因?yàn)槠湓靸r(jià)沒有托森差速器那樣昂貴

4、，而且與電子系統(tǒng)的兼容性強(qiáng)，靈敏度高，鎖住的扭矩可以隨離合壓板的壓力變化而變化，理論上可以實(shí)現(xiàn)0到100的變化。 易磨損，需要定期維護(hù)。其本質(zhì)是多組摩擦片和開放式差速器的結(jié)合，摩擦片分別置于差速器殼和一根傳動(dòng)軸上面，且交錯(cuò)放置。當(dāng)系統(tǒng)探測到兩輸出軸的轉(zhuǎn)速差超過限定值時(shí)（即一邊打滑時(shí)），便會(huì)施加力量給離合片壓板，迫使轉(zhuǎn)速小的那根軸一起運(yùn)動(dòng)，減小轉(zhuǎn)速差。對動(dòng)力源的控制一般是電子控制的，但是也有少數(shù)是通過機(jī)械結(jié)構(gòu)控制的。這種限滑差速器對于汽車的前中后三根軸都適用。 優(yōu)點(diǎn)：反映速度很快，可瞬間結(jié)合；多數(shù)車型都是電控結(jié)合，無需手動(dòng)控制； 缺點(diǎn)：最多只能將50%的動(dòng)力傳遞給后輪，高負(fù)荷工作時(shí)容易過熱。第一

5、章 概 述1.2.4、粘性偶合式差速器粘性偶合器： 是一個(gè)密封的多板片偶合器，它是由殼體、外板、內(nèi)板、內(nèi)軸等主要零件構(gòu)成，其中殼體和外板為主動(dòng)部分，在動(dòng)力輸入一端；內(nèi)板和內(nèi)軸為從動(dòng)部分，在動(dòng)力輸出一端；內(nèi)、外板間隔排列在一起，它們之間的間隙很小，黏度很高的硅酮油液充入這些間隙中。 當(dāng)輸入端與輸出端轉(zhuǎn)速差較少時(shí)，硅酮油和內(nèi)、外板幾乎以同一轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，這時(shí)油液內(nèi)部不會(huì)產(chǎn)生剪切粘性阻力，偶合器不傳遞動(dòng)力。 當(dāng)輸入端與輸出端轉(zhuǎn)速差較大時(shí)，接近內(nèi)板的油液與接近外板的油液之間有較大的轉(zhuǎn)速差，這時(shí)就會(huì)產(chǎn)生剪切粘性阻力，迫使輸入端與輸出端之間減少轉(zhuǎn)速差，偶合器傳遞動(dòng)力。 這種限滑差速器造價(jià)低，適應(yīng)性好，但由于粘

6、性偶合器的性能制約，轉(zhuǎn)速慢的一側(cè)（即未打滑一側(cè)）至多得到百分之五十的扭矩，沒有良好的脫困性能，且由于流體的滯后特性，其反應(yīng)速度較慢。而且若兩輸出軸長期存在轉(zhuǎn)速差，會(huì)導(dǎo)致硅油過熱，耐久性不好。第一章 概 述1.2.5、托森差速器 托森差速器是一種扭力感應(yīng)式LSD，它是將普通差速器的齒輪從齒輪改成渦輪蝸桿，而安裝位置和形式并不變，借由蝸輪蝸桿傳動(dòng)的自鎖功能（蝸桿可以向蝸輪傳遞扭矩，而蝸輪向渦桿施以扭矩時(shí)齒間摩擦力大于所傳遞的扭矩，而無法旋轉(zhuǎn)）來實(shí)現(xiàn)防滑功能。 圖5第一章 概 述 兩輸出軸之間的扭矩可以在75:2525:75之間線性變化。 托森差速器是純機(jī)械的自鎖差速器，駛員不能手動(dòng)設(shè)定，這意味著該

7、裝置有很高的可靠性和靈敏度。 但由于精密的計(jì)算及制造，托森差速器的成本很高。奧迪的四驅(qū)版本往往裝備托森差速器。 優(yōu)點(diǎn)：能夠在瞬間對驅(qū)動(dòng)輪之間出現(xiàn)的阻力差提供反饋，分配扭矩輸出，而且鎖止特性是線性的，能夠在一個(gè)相對寬泛的扭矩輸出范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)； 缺點(diǎn)：沒有兩驅(qū)狀態(tài)；差速器限滑能力有限，動(dòng)力無法完全傳遞到有某一車輪。 第一章 概 述1.2.6、螺旋齒輪限滑差速器 螺旋齒輪限滑差速器內(nèi)部的齒輪構(gòu)造與扭力感應(yīng)式LSD有些相似，同樣是將普通差速器的齒輪從直齒改成螺旋齒，不過不是利用二者摩擦力的不同，而是改變了齒輪的安裝位置和形式，通過只有螺旋齒輪才能實(shí)現(xiàn)的安裝位置和形式，利用齒輪的減速比來限制左右驅(qū)動(dòng)輪

8、轉(zhuǎn)速差的。 這種LSD所能達(dá)到的最大轉(zhuǎn)速差比較小。而且，扭力感應(yīng)型的齒輪配置為縱向，而此種螺旋齒輪LSD的則為橫向裝置。 和機(jī)械式LSD相比，它的最大弱點(diǎn)在于限制鎖定的扭力范圍較小，但維修、使用上沒有什么特別麻煩之處。第一章 概 述1.2.7、普通錐齒輪差速器應(yīng)用最廣泛的普通齒輪差速器為錐齒輪差速器。如圖所示為桑塔納2000轎車差速器：1復(fù)合式推力墊片 2半軸齒輪 3螺紋套 4行星齒輪 5行星齒輪軸 6止動(dòng)銷 7圓錐滾子軸承 8主減速器從動(dòng)錐齒輪 9差速器殼 10螺栓 11車速表齒輪 12車速表齒輪鎖緊套筒圖6第一章 概 述1結(jié)構(gòu) 由差速器殼、行星齒輪軸、2個(gè)行星齒輪、2個(gè)半軸齒輪、復(fù)合式推力

9、墊片等組成。行星齒輪軸裝入差速器殼體后用止動(dòng)銷定位。行星齒輪和半軸齒輪的背面制成球面，與復(fù)合式的推力墊片相配合，以減摩、耐磨。螺紋套用于緊固半軸齒輪。差速器通過一對圓錐滾子軸承支承在變速器殼體中。2工作原理 差速器的工作原理如圖7、8所示。主減速器傳來的動(dòng)力帶動(dòng)差速器殼（轉(zhuǎn)速為n0）轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過行星齒輪軸、行星齒輪、半軸齒輪、半軸（轉(zhuǎn)速分別為n1和n2），最后傳給兩側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪。圖7 差速器運(yùn)動(dòng)原理1、2半軸齒輪 3差速器殼 4行星齒輪 5行星齒輪軸 6主減速器從動(dòng)齒輪第一章 概 述圖8 差速器轉(zhuǎn)矩分配原理1、2半軸齒輪 3行星齒輪軸 4行星齒輪1) 汽車直線行駛時(shí) 此時(shí)兩側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪所受到的地面阻

10、力相同，并經(jīng)半軸、半軸齒輪反作用于行星齒輪兩嚙合點(diǎn)A和B（見圖3）。這時(shí)行星齒輪相當(dāng)于等臂杠桿，即行星齒輪不自轉(zhuǎn)，只隨差速器殼和行星齒輪軸一起公轉(zhuǎn)，兩半軸無轉(zhuǎn)速差，即n1n2n0，n1n22n0。 同樣，由于行星齒輪相當(dāng)于等臂杠桿，主減速器傳動(dòng)差速器殼體上的轉(zhuǎn)矩M0等分給兩半軸齒輪（半軸），即M1M2M0/2。第一章 概 述2) 汽車轉(zhuǎn)向行駛時(shí) 此時(shí)兩側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪所受到的地面阻力不同。 如果車輛右轉(zhuǎn)，右側(cè)（內(nèi)側(cè)）驅(qū)動(dòng)車輪所受的阻力大，左側(cè)（外側(cè)）驅(qū)動(dòng)車輪所受的阻力小。這兩個(gè)阻力經(jīng)半軸、半軸齒輪反作用于行星齒輪兩嚙合點(diǎn)A和B（見圖7），使行星齒輪除了隨差速器殼公轉(zhuǎn)外還順時(shí)針自轉(zhuǎn)，設(shè)自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為n4，

11、則左半軸齒輪的轉(zhuǎn)速增加，右半軸齒輪的轉(zhuǎn)速降低，且左半軸齒輪增加的轉(zhuǎn)速等于右半軸齒輪降低的轉(zhuǎn)速。 設(shè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速變化為n，則n1n0n，n2n0n，即汽車右轉(zhuǎn)時(shí)，左側(cè)（外側(cè)）車輪轉(zhuǎn)的快，右側(cè)（內(nèi)側(cè)）車輪轉(zhuǎn)的慢，實(shí)現(xiàn)純滾動(dòng)。此時(shí)依然有n1n22n0。 由于行星齒輪的自轉(zhuǎn)，行星齒輪孔與行星齒輪軸軸徑間以及齒輪背部與差速器殼體之間都產(chǎn)生摩擦。如圖8所示，行星齒輪所受的摩擦力矩MT方向與其自轉(zhuǎn)方向相反，并傳到左、右半軸齒輪，使轉(zhuǎn)的快的左半軸的轉(zhuǎn)矩減小，轉(zhuǎn)的慢的右半軸的轉(zhuǎn)矩增加。所以當(dāng)左、右驅(qū)動(dòng)車輪存在轉(zhuǎn)速差時(shí)，M1(M0MT)/2，M2(M0MT)/2。但由于有推力墊片的存在，實(shí)際中的MT很小，可以忽

12、略不計(jì)，則M1M2M0/2?？偨Y(jié)：a普通錐齒輪差速器的運(yùn)動(dòng)特性：n1n22n0。b普通錐齒輪差速器的轉(zhuǎn)矩分配特性：M1M2M0/2，即轉(zhuǎn)矩等量分配特性。c普通錐齒輪式差速器轉(zhuǎn)矩等量分配的特性對于汽車在好路面上行駛是有利的。但汽車在壞路面上行駛時(shí)卻會(huì)嚴(yán)重影響其通過能力。 第一章 概 述第二章 差速機(jī)構(gòu)在整車四輪驅(qū)動(dòng)中的應(yīng)用 2.1四輪驅(qū)動(dòng)（4WD）的類型第二章 差速機(jī)構(gòu)在整車四輪驅(qū)動(dòng)中的應(yīng)用 1、定時(shí)式（轉(zhuǎn)換式） 定時(shí)式可按需要用手動(dòng)操縱液壓多片離合器呈二輪驅(qū)動(dòng)（2WD）或四輪驅(qū)動(dòng)（4WD）。在正常情況下四輪驅(qū)動(dòng)汽車在具有相同的附著系數(shù)路面上行駛時(shí)，驅(qū)動(dòng)力分配與前后輪載荷成正比，即使某一輪打滑，

13、也能實(shí)現(xiàn)與輪胎牽引力相對應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力分配。 其缺點(diǎn)是在四輪驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下轉(zhuǎn)彎或前后輪滾動(dòng)半徑不同時(shí)，輪胎與路面之間會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)制打滑現(xiàn)象。2、全時(shí)式 全時(shí)式的裝置中有差速機(jī)構(gòu)，不但能吸收轉(zhuǎn)速差，而且能按一定比率分配驅(qū)動(dòng)力或根據(jù)路面和行使?fàn)顩r自動(dòng)改變驅(qū)動(dòng)力分配。第二章 差速機(jī)構(gòu)在整車四輪驅(qū)動(dòng)中的應(yīng)用 2.2 四輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)介紹2.2.1分時(shí)四驅(qū)（PART-TIME 4WD） 分時(shí)四驅(qū)是一種駕駛者可以在兩驅(qū)和四驅(qū)之間手動(dòng)選擇的四輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，由駕駛員根據(jù)路面情況，通過接通或斷開分動(dòng)器來變化兩輪驅(qū)動(dòng)或四輪驅(qū)動(dòng)模式，這也是越野車或四驅(qū)SUV最常見的驅(qū)動(dòng)模式。 它靠操作分動(dòng)器實(shí)現(xiàn)兩驅(qū)與四驅(qū)的切換。 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)

14、定性高，堅(jiān)固耐用 缺點(diǎn)：1、必須手動(dòng)操作，不止是一個(gè)步驟，同時(shí)需要停車操作，這樣不僅操作起來比較麻煩，遇到惡劣路況不能迅速反應(yīng)，往往錯(cuò)過了脫困的最佳時(shí)機(jī) ；2、因?yàn)闆]有中央差速器，所以不能在硬地面（鋪裝路面）上使用四驅(qū)系統(tǒng)，特別是在彎道上不能順利轉(zhuǎn)彎。 一般情況下，車輛并不是長時(shí)間處于四驅(qū)狀態(tài)，正常行使?fàn)顩r下，采用的是兩輪驅(qū)動(dòng) 。第二章 差速機(jī)構(gòu)在整車四輪驅(qū)動(dòng)中的應(yīng)用 操作方式： 車內(nèi)會(huì)特別設(shè)計(jì)分動(dòng)裝置，有些是分動(dòng)箱的擋桿，有些是電子的按鈕或旋鈕。一般有檔位2H，4H，4L，N。 下圖是越野能力最強(qiáng)的分時(shí)四驅(qū)系統(tǒng)，前后差速器都可以手動(dòng)鎖死。如果前后均為開放式差速器，則遇到前后各有一個(gè)輪子打滑的

15、情況，車輛將無法脫困。圖9 分時(shí)四驅(qū)第二章 差速機(jī)構(gòu)在整車四輪驅(qū)動(dòng)中的應(yīng)用 2.2.2全時(shí)四驅(qū)（All Wheel Drive） 全時(shí)四驅(qū)是指動(dòng)力始終傳遞到四個(gè)輪子的動(dòng)力方案，具體步驟是：發(fā)動(dòng)機(jī)變速箱中央差速器前軸和后軸。由于前后軸都有動(dòng)力輸出，全時(shí)四驅(qū)車輛的轉(zhuǎn)向風(fēng)格也很有特點(diǎn)，最明顯的就是它會(huì)比兩驅(qū)車型轉(zhuǎn)向更加中性，通常它可以更好的避免前驅(qū)車的轉(zhuǎn)向不同和后驅(qū)車的轉(zhuǎn)向過度，這也是駕駛安全性以及穩(wěn)定性的特點(diǎn)之一。 下面列出了幾種由不同種類的差速器或配合差速鎖而形成的風(fēng)格和性能各異的全時(shí)四驅(qū)系統(tǒng)。（D為開放式差速器，TD為托森差速器，綠色符號(hào)為牙嵌式手動(dòng)差速鎖，藍(lán)色符號(hào)為多片離合器，紅色箭頭指打滑

16、時(shí)會(huì)有電子系統(tǒng)介入，通過制動(dòng)來限滑）第二章 差速機(jī)構(gòu)在整車四輪驅(qū)動(dòng)中的應(yīng)用 1、無論何種路況均能發(fā)揮出高超的行駛性能2、城市路面游刃有余，越野能力不足，傾向于城市路面。圖10圖11第二章 差速機(jī)構(gòu)在整車四輪驅(qū)動(dòng)中的應(yīng)用 3、城市路面上的性能并無多大優(yōu)勢，但低速檔和3個(gè)差速鎖保證了強(qiáng)悍的越野性能，傾向于越野。圖124、傾向于城市低速檔幾乎沒有作用，除非搭載的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩很小。圖13第二章 差速機(jī)構(gòu)在整車四輪驅(qū)動(dòng)中的應(yīng)用 5、擁有一定的越野性能，對付一般的情況足夠。圖146、城市路面性能出色，越野性能更強(qiáng)悍圖15第二章 差速機(jī)構(gòu)在整車四輪驅(qū)動(dòng)中的應(yīng)用 總結(jié)： 越野車的全時(shí)四驅(qū)系統(tǒng)和高性能房車的全時(shí)四

17、驅(qū)系統(tǒng)由于其功能的側(cè)重點(diǎn)不同，存在著較大的差異。 越野車：主要注重在極限情況下（如只有一個(gè)輪子和地面有較好的附著力）的脫困性能，只要差速器的兩根輸出軸可以連成一個(gè)整體，即不發(fā)生相對滑動(dòng)是最好的，所以“鎖死”是最高效的方法； 高性能房車：注重過彎極限高，加速不打滑，所以對差速器的要求較高，不僅要可以百分之百得鎖死，還要兩輸出軸之間的扭矩可以線性變化，這就決定了它要有眾多傳感器和電子設(shè)備做輔助，在嚴(yán)酷的環(huán)境中容易出問題，不如機(jī)械鎖死來得可靠。操作方式：直接駕駛；代表車型：A4 3.2 FSI Quattro、大眾CC、奔馳S350 4MATIC、謳歌MDX等。4WD為汽車提供了“主動(dòng)安全、主動(dòng)駕駛

18、”第二章 差速機(jī)構(gòu)在整車四輪驅(qū)動(dòng)中的應(yīng)用 2.2.3適時(shí)四驅(qū)（RealTime） 適時(shí)四驅(qū)就是指只有在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候才會(huì)的四輪驅(qū)動(dòng)，而在其它情況下仍然是兩輪驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。 動(dòng)力方案是：發(fā)動(dòng)機(jī)變速箱前軸中央偶合器后軸。 缺點(diǎn)：絕大多數(shù)適時(shí)四驅(qū)在前后軸傳遞動(dòng)力時(shí)，會(huì)受制于結(jié)構(gòu)本身的缺陷，無法將超過50%以上的動(dòng)力傳遞給后軸，這使它在主動(dòng)安全控制方面，沒有全時(shí)四驅(qū)的調(diào)整范圍那么大；同時(shí)相比分時(shí)四驅(qū)，它在應(yīng)對惡劣路面時(shí)，四驅(qū)的物理結(jié)構(gòu)極限偏低。 操作方式：大多數(shù)都在車內(nèi)設(shè)計(jì)了單獨(dú)的按鈕，印有“LOCK”字樣，而也有些為自動(dòng)感應(yīng)式的聯(lián)通四驅(qū)狀態(tài)，車內(nèi)無按鈕。 代表車型：奇駿、RAV4、CRV等。第二章 差

19、速機(jī)構(gòu)在整車四輪驅(qū)動(dòng)中的應(yīng)用 下圖為運(yùn)用多片離合器作為中央偶合器的適時(shí)四驅(qū)結(jié)構(gòu)圖。圖16 適時(shí)四驅(qū)第二章 差速機(jī)構(gòu)在整車四輪驅(qū)動(dòng)中的應(yīng)用 2.2.4超選四驅(qū)（super select 4WD） “超選四驅(qū)分動(dòng)箱”是三菱對其的稱呼，它也是一種分時(shí)四驅(qū)分動(dòng)箱，包括了兩驅(qū)、全時(shí)四驅(qū)和分時(shí)四驅(qū)，可由人來選擇。 檔位有：2H，4H，4HLOCK，4Llock，N 2H：是半時(shí)四驅(qū)車在硬路面時(shí)使用的。 4H：是半時(shí)四驅(qū)車在沙、泥、雪地時(shí)使用的。 4L：是半時(shí)四驅(qū)車攀爬1：4以上的大斜坡或是更大的拖力和驅(qū)動(dòng)扭力在野地時(shí)使用。 N：是被拖時(shí)用的或使用其它的動(dòng)力輸出），如絞盤時(shí)才可以用,因?yàn)楫?dāng)掛上了N，四個(gè)輪都

20、沒有動(dòng)力，引擎離合器、波箱不能把動(dòng)力傳給分動(dòng)器。 4H：是全時(shí)四驅(qū)在馬路上用的。 4HLC：是全時(shí)四驅(qū)碰到有車輪打滑時(shí)使用，在沙、泥和雪地一定要把中央差速器鎖上。 4LLC：是全時(shí)四驅(qū)攀爬1：4以上的大坡或需要更大的拖力（拖動(dòng)3-5噸以上卡車用）和驅(qū)動(dòng)扭矩 的情況下使用。第二章 差速機(jī)構(gòu)在整車四輪驅(qū)動(dòng)中的應(yīng)用 掛上4H時(shí)不僅能在沙石路面上高速行駛，也能在普通公路上實(shí)現(xiàn)公路四驅(qū)的功能。而它提供的4HLC和4LLC選項(xiàng)，則是鎖上了中央差速鎖的四驅(qū)模式，這個(gè)時(shí)候，它與普通分時(shí)四驅(qū)中的4H和4L的功能是一樣的。 優(yōu)點(diǎn)：可以實(shí)現(xiàn)前后軸差速功能，四驅(qū)模式下也可正常行駛；行駛中 可切換二/四驅(qū)；缺點(diǎn)：無明顯

21、缺點(diǎn)。目前三菱越野車多采用的是這種分動(dòng)箱。 第二章 差速機(jī)構(gòu)在整車四輪驅(qū)動(dòng)中的應(yīng)用 2.3雙差動(dòng)差速器差速原理分析（MF86A差速器）1、傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)分析圖17第二章 差速機(jī)構(gòu)在整車四輪驅(qū)動(dòng)中的應(yīng)用 從傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)簡圖看出，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)雙差動(dòng)差速器后被分成三部分，分別為：1、變速器輸出軸齒輪主減速被動(dòng)齒雙差動(dòng)差速器左太陽齒輪左半軸左前輪。2、變速器輸出軸齒輪主減速被動(dòng)齒雙差動(dòng)差速器右太陽齒輪右半軸右前輪。3、變速器輸出軸齒輪主減速被動(dòng)齒雙差動(dòng)差速器行星架粘性聯(lián)軸器齒輪組傳動(dòng)軸后橋2、雙差動(dòng)差速器差速原理分析雙差動(dòng)差速器的傳動(dòng)系統(tǒng)簡圖如圖18所示圖18第二章 差速機(jī)構(gòu)在整車四輪驅(qū)動(dòng)中的應(yīng)用 圖中各

22、齒輪的齒數(shù)如下：Z1=Z6=30，Z2=19，Z3=70，Z4=Z5=15；其中差速器殼10、行星架9、主減速被動(dòng)齒8由螺栓連成一體。 圖示傳動(dòng)系統(tǒng)是一個(gè)分別由左排（齒輪1239）和右排（齒輪34567）兩個(gè)行星差動(dòng)輪系組成的復(fù)合雙差動(dòng)輪系，左右兩個(gè)差動(dòng)輪系由齒圈3連接。3、自由度計(jì)算F=2e-n 式中：F自由度 e行星排數(shù) n連接行星排的構(gòu)件數(shù) 此處，行星排數(shù)等于2，連接行星排的構(gòu)件數(shù)等于1。 則自由度F=221=3，由差動(dòng)輪系的特性可知，差動(dòng)輪系可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合成與分解，自由度等于3的差動(dòng)輪系需要3個(gè)原動(dòng)件來確定一個(gè)運(yùn)動(dòng)件，也可以是一個(gè)原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)被分成其余3個(gè)運(yùn)動(dòng)件。此處，是一個(gè)原動(dòng)件的運(yùn)

23、動(dòng)被分成3個(gè)運(yùn)動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)，即由主減速被動(dòng)齒傳過來的動(dòng)力被分解成3部分。第二章 差速機(jī)構(gòu)在整車四輪驅(qū)動(dòng)中的應(yīng)用 4、轉(zhuǎn)速分析圖18左排差動(dòng)輪系1239中：由周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比計(jì)算公式得： 可解得： 即： 解得： 圖18右排差動(dòng)輪系34567中，由周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比計(jì)算公式得：即： 將方程（1）代入方程（2）中解得 方程（3）即為雙差動(dòng)差速器差速特性方程，由于行星架H的轉(zhuǎn)速等于差速器殼的轉(zhuǎn)速，所以方程（3）說明了差速器殼的轉(zhuǎn)速只與左、右太陽齒輪、行星架H轉(zhuǎn)速有關(guān)系，而與行星輪、齒圈轉(zhuǎn)速無關(guān)。第二章 差速機(jī)構(gòu)在整車四輪驅(qū)動(dòng)中的應(yīng)用 第二章 差速機(jī)構(gòu)在整車四輪驅(qū)動(dòng)中的應(yīng)用 通過對雙差動(dòng)差速器的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、差速

24、關(guān)系分析，得出了雙差動(dòng)差速器各輸入輸出元件之間轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩關(guān)系?？筛鶕?jù)需要，對各構(gòu)件的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以得出所需的轉(zhuǎn)矩分配關(guān)系，并且，雙差動(dòng)差速器可同時(shí)實(shí)現(xiàn)左、右輪間差速與前、后軸間差速，這正是雙差動(dòng)差速器得優(yōu)點(diǎn)所在，同時(shí)，結(jié)合粘性聯(lián)軸器使用，使得四輪驅(qū)動(dòng)成為全時(shí)化和智能化，無須駕駛員的干預(yù)，并且，傳動(dòng)系的結(jié)構(gòu)變得簡單而緊湊，減少了制造成本。但由于粘性聯(lián)軸器傳遞的轉(zhuǎn)矩不大，所以，它特別適合在城市硬路面行駛的乘用車。第二課時(shí)：對稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè) 計(jì)和計(jì)算以及齒輪側(cè)隙的測量及計(jì)算第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)和計(jì)算3.1直齒錐齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)3.2. 直齒錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算3.3差速器

25、齒輪的材料3.4對稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)和計(jì)算舉例3.5驅(qū)動(dòng)半軸簡介第四章普通錐齒輪差速器行星半軸齒輪側(cè)隙的測量及計(jì)算4.1設(shè)計(jì)計(jì)算公式4.2計(jì)算舉例4.3直齒錐齒輪精鍛技術(shù)4.4錐齒輪測量技術(shù)發(fā)展第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)和計(jì)算3.1直齒錐齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 錐齒輪是圓錐齒輪的簡稱，它用來實(shí)現(xiàn)兩相交軸之間的傳動(dòng),兩軸交角S稱為軸角，其值可根據(jù)傳動(dòng)需要確定，一般多采用90。錐齒輪的輪齒排列在截圓錐體上，輪齒由齒輪的大端到小端逐漸收縮變小，如下圖所示。由于這一特點(diǎn)，對應(yīng)于圓柱齒輪中的各有關(guān)“圓柱”在錐齒輪中就變成了“圓錐”，如分度錐、節(jié)錐、基錐、齒頂錐等。錐齒輪的輪齒有直齒、斜齒和曲

26、線齒等形式。直齒和斜齒錐齒輪設(shè)計(jì)、制造及安裝均較簡單，但噪聲較大，用于低速傳動(dòng)（5m/s）；曲線齒錐齒輪具有傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小及承載能力大等特點(diǎn)，用于高速重載的場合。本章只討論S=90的標(biāo)準(zhǔn)直齒錐齒輪傳動(dòng)。 圖19第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)和計(jì)算3.1.1. 齒廓曲面的形成圖20 直齒錐齒輪齒廓曲面的形成與圓柱齒輪類似。如圖20所示，發(fā)生平面1與基錐2相切并作純滾動(dòng)，該平面上過錐頂點(diǎn)O的任一直線OK的軌跡即為漸開錐面。漸開錐面與以O(shè)為球心，以錐長R為半徑的球面的交線AK為球面漸開線，它應(yīng)是錐齒輪的大端齒廓曲線。但球面無法展開成平面，這就給錐齒輪的設(shè)計(jì)制造帶來很多困難。為此產(chǎn)生一種代替

27、球面漸開線的近似方法。第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)和計(jì)算3.1.2. 錐齒輪大端背錐、當(dāng)量齒輪及當(dāng)量齒數(shù) (1) 背錐和當(dāng)量齒輪 圖21錐距 ： 圖21為一錐齒輪的軸向半剖面，其中DOAA為分度錐的軸剖面，錐長OA稱錐距，用R表示； 大端背錐 ：過A作O1AOA，交齒輪的軸線于點(diǎn)O1。設(shè)想以O(shè)O1為軸線，以O(shè)1A為母線作圓錐面O1AA，該圓錐稱為錐齒輪的大端背錐 。第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)和計(jì)算3.1.2. 錐齒輪大端背錐、當(dāng)量齒輪及當(dāng)量齒數(shù) 兩背錐展成平面后得到兩個(gè)扇形齒輪，將兩扇形齒輪的輪齒補(bǔ)足，使其成為完整的圓柱齒輪，那么它們的齒數(shù)將增大ZV1和ZV2。這兩個(gè)假想

28、的當(dāng)量齒輪，其齒數(shù)為錐齒輪的當(dāng)量齒數(shù)直齒圓柱齒輪叫。第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)和計(jì)算3.1.2. 錐齒輪大端背錐、當(dāng)量齒輪及當(dāng)量齒數(shù) 第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)和計(jì)算 注意： 當(dāng)量齒數(shù)總大于錐齒輪的實(shí)際齒數(shù)。當(dāng)量齒數(shù)不一定是整數(shù)。 當(dāng)量齒輪應(yīng)用: (1)一般精度的錐齒輪常采用仿形法加工，銑刀的號(hào)碼應(yīng)按當(dāng)量齒數(shù)來選擇； (2)在齒根抗彎強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，要按當(dāng)量齒數(shù)來查取齒形因數(shù)； (3)標(biāo)準(zhǔn)直齒錐齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù) Zmin 可通過當(dāng)量齒數(shù)來計(jì)算，第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)和計(jì)算(2) 基本參數(shù) 由于直齒錐齒輪大端的尺寸最大，測量方便。因此，規(guī)定錐齒輪的參數(shù)

29、和幾何尺寸均以大端為準(zhǔn)。大端的模數(shù)m的值為標(biāo)準(zhǔn)值，按下表選取。在GB12369-90中規(guī)定了大端的壓力角a=20。，齒頂高系數(shù)ha*=1，頂隙系數(shù)c*=0.2。 876.565.554.543.753.53.2532.752.52.2521.751.51.3751.251.1251錐齒輪模數(shù)（摘自GB12368-90）第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)和計(jì)算3.1.3 直齒錐齒輪傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 圖22該對錐齒輪的軸角等于兩分度錐角之和，即 ：第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)和計(jì)算3.1.3.1直齒圓錐齒輪的嚙合傳動(dòng)特點(diǎn) 1.基本參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值 為便于計(jì)算和測量，也便于確定機(jī)構(gòu)的外廓尺寸

30、，圓錐齒輪取大端參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，幾何尺寸計(jì)算以大端為基準(zhǔn)。2.正確嚙合條件3. 連續(xù)傳動(dòng)條件 e1，重合度e可按其齒寬中點(diǎn)的當(dāng)量齒輪計(jì)算。 第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)和計(jì)算4. 不根切的最少齒數(shù) 5.傳動(dòng)比當(dāng)S=90時(shí)，有 第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)和計(jì)算3.1.3.2 幾何尺寸計(jì)算 根據(jù)錐齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)，其基本幾何尺寸按大端計(jì)算，但錐齒輪齒寬中點(diǎn)處及其當(dāng)量齒輪的幾何尺寸必須通過大端導(dǎo)出。 齒寬系數(shù)FR 。一般取FR=1/3，且b1=b2=b 齒寬中點(diǎn)的分度圓直徑（平均分度圓直徑）dm和平均模數(shù)mm (3) 齒寬中點(diǎn)處當(dāng)量齒輪的分度圓直徑dmv、當(dāng)量齒數(shù)zv及齒數(shù)比uv

31、 第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)和計(jì)算3.1.3.2 幾何尺寸計(jì)算 (4) 其余參數(shù)（具體見表3-1）第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)和計(jì)算3.1.3.2 幾何尺寸計(jì)算 第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)和計(jì)算式中齒數(shù)比 影響分度錐頂角的大小，一般取u3，最大不超過5 第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)和計(jì)算3.2. 直齒錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 直齒錐齒輪的制造精度較低，在強(qiáng)度計(jì)算中一般不考慮與重合度的影響，即取齒間載荷分配系數(shù)Ka、重合度系數(shù)Ze、Ye的值為1。 3.2.1 輪齒受力分析 忽略齒面摩擦力，并假設(shè)法向力Fn集中作用在齒寬中點(diǎn)上，在分度圓上可將其分解為圓周力F

32、t、徑向力Fr和軸向力Fa相互垂直的三個(gè)分力，如下圖所示。各力的大小分別為 ：式中 T1-小齒輪的名義轉(zhuǎn)矩（Nmm） 第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)和計(jì)算3.2.1 輪齒受力分析 圖24 輪齒受力分析第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)和計(jì)算3.2.1 輪齒受力分析 第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)和計(jì)算各分力的方向：圓周力Ft：主動(dòng)輪的的圓周力方向與圓周速度方向相反；從 動(dòng)輪的的圓周力方向與圓周速度方向同徑向力Fr：兩輪的徑向力方向指向各自的輪心。軸向力Fa：兩輪軸向力的方向由各自的小端指向大端。3.2.1 輪齒受力分析 3.2.2. 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 載荷系數(shù) （1）K

33、A-使用系數(shù)，按使用系數(shù)KA表查取第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)和計(jì)算3.2.2. 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)和計(jì)算（2）Kv-動(dòng)載荷系數(shù)，降低一級(jí)精度等級(jí)，用齒寬中點(diǎn)的圓周速度由動(dòng)載荷系數(shù)Kv圖查取 。第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)和計(jì)算（3）K-齒向載荷分布系數(shù)，可按式，式中KHbbe由表 齒向載荷分配系數(shù) KHbbe查取。 第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)和計(jì)算3.2.2. 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 接觸強(qiáng)度計(jì)算以當(dāng)量齒輪作齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，則式 為 將當(dāng)量齒輪的有關(guān)參數(shù)代入上式中，可得直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核公式為

34、而齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式為 第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)和計(jì)算3.2.3. 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 將當(dāng)量齒輪的有關(guān)參數(shù)代入式 和中，可得直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核公式和設(shè)計(jì)公式第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)和計(jì)算（1）YFa-齒形系數(shù)，根據(jù)當(dāng)量齒數(shù) ，由外齒輪的齒形系數(shù)圖YFa查取。 3.2.3. 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)和計(jì)算3.2.3. 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 （2）YSa-應(yīng)力修正系數(shù)，根據(jù)當(dāng)量齒數(shù) ，由應(yīng)力修正系數(shù)YSa圖查取。第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)和計(jì)算注意：第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)和計(jì)算

35、3.3差速器齒輪的材料 差速器齒輪和主減速器齒輪一樣，基本上都是用滲碳合金鋼制造，目前用于制造差速器錐齒輪的材料為20CrMnTi、20CrMoTi、22CrMnMo和20CrMo等。由于差速器齒輪輪齒要求的精度較低，所以精鍛差速器齒輪工藝已被廣泛應(yīng)用。 第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)和計(jì)算3.4對稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)和計(jì)算舉例3.4.1差速器設(shè)計(jì)計(jì)算（舉例）已知條件： 發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩Mmax=134N. m，Nn=4000rmp，發(fā)動(dòng)機(jī)到主傳動(dòng)主動(dòng)齒輪的傳動(dòng)效率=0.96，安全系數(shù)n=1.5，一檔變比i1=3.27，計(jì)算選用主加速器傳動(dòng)比i0=3.2。 差速器轉(zhuǎn)矩比S=1.

36、11.4之間選取，這里取S=1.3軸最大轉(zhuǎn)矩為Tb，半軸最小轉(zhuǎn)矩為Ts得到方程 解得： 第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)和計(jì)算3.4.1.1差速器中的轉(zhuǎn)矩分配計(jì)算當(dāng)變速箱掛1檔時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)通過變速箱輸出的轉(zhuǎn)矩最大，差速器的轉(zhuǎn)矩 ： 左右驅(qū)動(dòng)車輪不存在差速情況：行星齒輪沒有自轉(zhuǎn)時(shí)，總是將轉(zhuǎn)矩平均分配給左、右兩半軸齒輪，即： 左右驅(qū)動(dòng)車輪存在差速情況：轉(zhuǎn)矩比S：較高轉(zhuǎn)矩側(cè)半軸傳遞轉(zhuǎn)矩與較低轉(zhuǎn)矩側(cè)半軸傳遞轉(zhuǎn)矩之比稱為轉(zhuǎn)矩比S，即：（取S=1.3） 且代入相關(guān)數(shù)據(jù)得 在設(shè)計(jì)過程中要將安全系數(shù)考慮上，安全系數(shù)范圍 第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)和計(jì)算 在設(shè)計(jì)過程中要將安全系數(shù)考慮上，安全系數(shù)

37、范圍n=1.21.6，該設(shè)計(jì)取 n=1.2，設(shè)計(jì)中較高轉(zhuǎn)矩側(cè)半軸傳遞轉(zhuǎn)矩： 3.4.1.1差速器中的轉(zhuǎn)矩分配計(jì)算3.4.1.2差速器的齒輪主要參數(shù)選擇（1）行星齒輪數(shù)n 行星齒輪數(shù)n需根據(jù)承載情況來選擇的，由于是小轎車的差速器所以行星齒輪數(shù)n選擇2個(gè)。（2）行星齒輪球面半徑Rb和節(jié)錐距A0的確定 行星齒輪球面半徑Rb反映了差速器錐齒輪節(jié)錐距的大小和承載能力，可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式來確定 式中：由于是2個(gè)行星齒輪的差速器的轎車，所以取行星齒輪球面半徑系數(shù)Rb=3.0, 差速器計(jì)算轉(zhuǎn)矩 第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)和計(jì)算3.4.1.2差速器的齒輪主要參數(shù)選擇則 取整 差速器行星齒輪球面半徑確定后

38、，可初步根據(jù)下式確定節(jié)錐距 取 （3）行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù)的選擇： 小轎車齒輪強(qiáng)度要求不太高，可以選取行星齒輪齒數(shù)Z1=15，半軸齒輪齒數(shù)初選為24，Z1與Z2的齒數(shù)比為1.6，兩個(gè)半軸齒數(shù)和為48，能被行星齒輪數(shù)2整除，所以能夠保證裝配，滿足設(shè)計(jì)要求。第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)和計(jì)算3.4.1.2差速器的齒輪主要參數(shù)選擇（4）行星齒輪和半軸齒輪節(jié)錐角、及模數(shù)m當(dāng)量齒數(shù)： 當(dāng)量齒數(shù)都大于17，因此錐齒輪大端端面模數(shù)m為第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)和計(jì)算3.4.1.2差速器的齒輪主要參數(shù)選擇行星齒輪分度圓直徑，半軸齒輪分度圓直徑。壓力角采用推薦值，齒高系數(shù)為0.8。(5)

39、行星齒輪軸直徑d及支承長度L行星齒輪軸直徑d為 行星齒輪在軸上的支承長度L為 （6）差速器齒輪的幾何尺寸計(jì)算 查得修正系數(shù) 齒側(cè)間隙第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)和計(jì)算3.4.1.2差速器的齒輪主要參數(shù)選擇第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)和計(jì)算3.4.1.2差速器的齒輪主要參數(shù)選擇（7）差速器齒輪強(qiáng)度計(jì)算第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)和計(jì)算3.5驅(qū)動(dòng)半軸簡介半軸花鍵的強(qiáng)度計(jì)算在計(jì)算半軸在承受最大轉(zhuǎn)矩時(shí)還應(yīng)該校核其花鍵的剪切應(yīng)力和擠壓應(yīng)力。半軸花鍵的剪切應(yīng)力為半軸花鍵的擠壓應(yīng)力為式中T半軸承受的最大轉(zhuǎn)矩；DB半軸花鍵(軸)外徑；dA相配的花鍵孔內(nèi)徑；z花鍵齒數(shù)；Lp花鍵工作

40、長度；b花鍵齒寬； 載荷分布的不均勻系數(shù)，取0.75。 第四章 普通錐齒輪差速器行星半軸齒輪側(cè)隙的測量及計(jì)算 錐齒輪安裝時(shí)，應(yīng)檢查側(cè)隙看是否滿足圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求。要改變側(cè)隙的大小，可以改變行星齒輪或半軸齒輪的位置，也就是改變某一齒輪的調(diào)整止推墊片來實(shí)現(xiàn)。 4.1設(shè)計(jì)計(jì)算公式 為獲得某一側(cè)隙變動(dòng)量，大輪或小輪所需進(jìn)行的軸向移動(dòng)量可以按下列公式確定：第四章 普通錐齒輪差速器行星半軸齒輪側(cè)隙的測量及計(jì)算4.2計(jì)算舉例MF70B、MF86B、MF31B計(jì)算實(shí)例第四章 普通錐齒輪差速器行星半軸齒輪側(cè)隙的測量及計(jì)算4.3直齒錐齒輪精鍛技術(shù)a、1990年列入國家首批重點(diǎn)推廣節(jié)材節(jié)能應(yīng)用項(xiàng)目； b、到現(xiàn)在全國直齒

41、錐齒輪中，精鍛齒輪的市場覆蓋率已迅速增長到63%；c、精密模鍛直齒錐齒輪比機(jī)加工節(jié)約鋼材203O，節(jié)省工時(shí)32，降低 成本25；d、精鍛的輪齒有沿齒廊合理分布并連續(xù)的金屬流線，從而使抗疲勞強(qiáng)度提高 2O以上 。4.3.1鍛齒工藝技術(shù)特點(diǎn) 一般采用的基本生產(chǎn)工藝流程是：備料 加熱 鍛造 清理(酸洗) 機(jī)加(鉆、車、拉花鍵) 熱處理(滲碳、淬火、回火) 一清理(拋丸) 機(jī)加(磨削)成品檢驗(yàn)。第四章 普通錐齒輪差速器行星半軸齒輪側(cè)隙的測量及計(jì)算4.3.1鍛齒工藝技術(shù)特點(diǎn)精鍛齒輪法主要有以下特點(diǎn)： (1)由于齒形由模具直接成形鍛造，因此，模具的精度和熱變形決定著精鍛齒輪的精度；(2)由于模具在工作時(shí)受

42、成形應(yīng)力、鍛造溫度、潤滑條件、材質(zhì)狀態(tài)以及模具成形方法等多方面因素的影響，因此，如何修正模具中齒形的幾何參數(shù)十分關(guān)鍵；(3)由于輪齒鍛出在先，在后續(xù)機(jī)加工中難免夾持定位基準(zhǔn)多次轉(zhuǎn)換，導(dǎo)致制造誤差加大。為了保證精度，盡量做到加工、檢驗(yàn)、使用(裝配)基準(zhǔn)一致，需設(shè)計(jì)以齒輪節(jié)圓定位的專用夾具；(4)當(dāng)熱精鍛齒輪時(shí)，必須盡可能減少和消除齒面產(chǎn)生氧化和脫碳。否則，難以保證齒輪精度。因此應(yīng)采用少無氧化加熱措掩。第四章 普通錐齒輪差速器行星半軸齒輪側(cè)隙的測量及計(jì)算 精鍛齒輪的模具中的齒形，是用電火花成型機(jī)床電蝕而成。由于在放電加工中放電間隙和電極齒輪燒損的存在，從而使模具中的齒形不等于電極的齒形。 另一方面

43、，鍛模在工作過程中受熱膨脹、受壓彈性變形以及齒輪在終鍛溫度下從模具中取出到室溫冷卻過程中的收縮等因素，均直接影響到鍛出的齒形與模具中的齒形不一致(圖29)。 4.3.2 精鍛模的設(shè)計(jì)圖29 1 模具齒形2 鍍件齒形第四章 普通錐齒輪差速器行星半軸齒輪側(cè)隙的測量及計(jì)算（1）粗略的修正措施是修正電極齒輪的有關(guān)參數(shù)，使模具中的齒形得到修正。（2）精確的方法是利用計(jì)算機(jī)程序，計(jì)算出終鍛溫度下齒輪上任一點(diǎn)的半徑。其基本思路是：假定鍛件(齒輪)尺寸的變化發(fā)生在沿半徑方向上，那么在既定條件下，齒輪上任一點(diǎn)相應(yīng)半徑上的變化量與其半徑的比例關(guān)系為 如果鍛造溫度一致，則k為常數(shù)且可計(jì)算于是，對輪齒上的任一點(diǎn) 則n

44、有 式中 B1、B2 模具受熱膨脹、受壓彈性變形量 E 鍛件(齒輪)冷卻到室溫后的收縮量 C 電極齒輪在電加工中電火花放電間隙那么終鍛時(shí)，齒形上任一點(diǎn)的半徑即為 R= R + dR = R(1+ k) 第四章 普通錐齒輪差速器行星半軸齒輪側(cè)隙的測量及計(jì)算43 .3專用夾具的結(jié)構(gòu) 對于精鍛齒輪而言，即使鍛成的齒形精度很高，若后續(xù)機(jī)加工精度得不到保證，則整個(gè)齒輪的精度將會(huì)喪失。 圖31所示直齒錐齒輪的制造精度要求為：當(dāng)它在理論安裝距474情況下與標(biāo)準(zhǔn)齒輪作無隙嚙合時(shí)，允許度量軸向移動(dòng)的極限偏差為045 075，齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周的變動(dòng)公差為020，轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)齒的變動(dòng)公差為011mm，接觸斑點(diǎn)的位置應(yīng)在齒面

45、中部，其大小沿齒長和齒高方向均不少于50 。圖28第四章 普通錐齒輪差速器行星半軸齒輪側(cè)隙的測量及計(jì)算工藝分析如下： 43 .3專用夾具的結(jié)構(gòu)(1)嚴(yán)格控制軸向移動(dòng)極限偏差，是為了保證齒輪副合理的齒側(cè)伺隙。為此，在最終磨削E和F面時(shí)必須從嚴(yán)控制安裝距的制造誤差；(2)為使齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周的軸向移動(dòng)量020，必須控制F面軸線與節(jié)錐軸線的同軸度。為此，在機(jī)加工中不能出現(xiàn)幾何偏心，以免增大齒圈徑向跳動(dòng)偏差；(3)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)一齒軸向移動(dòng)量的大小，主要反映齒形和壓力角的制造誤差當(dāng)機(jī)加工中E和F面的形位公差得不到保證時(shí)，同樣會(huì)造成該項(xiàng)超差。經(jīng)驗(yàn)表明，一齒徑向綜臺(tái)誤差約等于徑向綜合誤差減去齒圈徑向跳動(dòng)偏差。從而說

46、明保證F面軸線與節(jié)錐線的同軸度非常重要；( 4 )齒面接觸面積的多少，反映齒向誤差的大小。不言而喻，在機(jī)加工中E和F面之間形位公差的大小，同樣對其有著直接的影響。 第四章 普通錐齒輪差速器行星半軸齒輪側(cè)隙的測量及計(jì)算如正常有下列工藝：圖33 磨端面、外圓圖32 車端面圖31 鏜孔 綜上所述，精鍛齒輪后續(xù)機(jī)加工工藝的關(guān)鍵，在于必須以齒輪節(jié)圓為夾持定位基準(zhǔn)，從嚴(yán)控制F面線同節(jié)錐軸線在加工過程中的同軸度。 第四章 普通錐齒輪差速器行星半軸齒輪側(cè)隙的測量及計(jì)算4.3.4結(jié)論（1）精鍛齒輪的精度，主要取決于模具精度和熱變形的影響；后續(xù)機(jī)加工工藝及其裝備的科學(xué)合理，同樣十分關(guān)鍵。（2）精鍛模具中的齒形設(shè)計(jì)

47、與制造。應(yīng)考慮在既定生產(chǎn)條件下，諸多影響因素中最關(guān)鍵因素對它的修正。（3）后續(xù)機(jī)加工中主要工序所使用的專用夾具，必須設(shè)計(jì)成以齒輪節(jié)圓為主定位基準(zhǔn)。（4）熱精鍛齒輪因受影響因素繁多且不易控制，目前只能生產(chǎn)8級(jí)以下精度的齒輪，更改精度的齒輪應(yīng)采用冷或溫精鍛技術(shù)?？梢詤⒄眨褐饼X錐齒輪精密熱鍛件 技術(shù)條件JB/T4201-1999第四章 普通錐齒輪差速器行星半軸齒輪側(cè)隙的測量及計(jì)算4.4錐齒輪測量技術(shù)發(fā)展 不同的用途對錐齒輪性能質(zhì)量的要求也不同，歸納起來包括：有良好的接觸區(qū)，能可靠的傳遞動(dòng)力扭矩；有良好匹配的幾何形狀，能平穩(wěn)的傳遞運(yùn)動(dòng)，從而保證載荷均勻、傳動(dòng)平穩(wěn)、振動(dòng)小、噪音低。4.4.1錐齒輪精度標(biāo)

48、準(zhǔn)一、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)1、GB/T 11365-1989，適用于齒面中點(diǎn)法向模數(shù)mn1mm的各類錐齒輪。2、GB/T 10225-1988，適用于齒面中點(diǎn)法向模數(shù)mn1mm的各類錐齒輪。3、ANSI/AGMA 2009-B01(2001.10)，總的來說適用于齒面中點(diǎn)法向模數(shù)mn0.2mm、齒數(shù)5、測量直徑5mm的各類錐齒輪，但對每一誤差項(xiàng)目均規(guī)定了適用范圍。4、DIN 3965-1986，適用于齒面中點(diǎn)法向模數(shù)mn1mm的各類錐齒輪。5、AGMA 2009-B01 反映了齒輪檢測新技術(shù)，如坐標(biāo)測量方法。6、AGMA 2009-B01及DIN 3965-1986規(guī)定的測量項(xiàng)目的公差值均表示為中點(diǎn)法向模

49、數(shù)及測量直徑的計(jì)算公式，使用準(zhǔn)確方便。7、GB/T 11365-1989、GB/T 10225-1988規(guī)定的測量項(xiàng)目的公差值列為表格，為一范圍值。第四章 普通錐齒輪差速器行星半軸齒輪側(cè)隙的測量及計(jì)算4.4.1錐齒輪精度標(biāo)準(zhǔn)二、GB/T 11365-1989規(guī)定的測量項(xiàng)目 齒輪副軸間距偏差 齒厚偏差 齒圈軸向位移 齒形相對誤差 齒輪副側(cè)隙變動(dòng)量 齒距偏差 齒輪副側(cè)隙 齒圈跳動(dòng) 接觸斑點(diǎn) K個(gè)齒距累積誤差 齒輪副齒頻周期誤差 齒距累積誤差 齒輪副周期誤差 周期誤差 齒輪副一齒軸交角綜合誤差 一齒軸交角綜合誤差 齒輪副軸交角綜合誤差 軸交角綜合誤差 齒輪副一齒切向綜合誤差 一齒切向綜合誤差 齒輪副

50、切向綜合誤差 切向綜合誤差 齒輪副軸交角偏差 第四章 普通錐齒輪差速器行星半軸齒輪側(cè)隙的測量及計(jì)算 GB/T 11365-1989公差組及檢驗(yàn)組: 分三個(gè)公差組。第公差組：主要影響運(yùn)動(dòng)精度；第公差組：主要影響工作平穩(wěn)性；第公差組：主要影響接觸質(zhì)量。4.4.1錐齒輪精度標(biāo)準(zhǔn)第四章 普通錐齒輪差速器行星半軸齒輪側(cè)隙的測量及計(jì)算4.4.2錐齒輪精度主要測量方法及儀器4.4.2.1術(shù)語1、坐標(biāo)式幾何解析測量法即把錐齒輪作為一個(gè)幾何實(shí)體，對其幾何元素分別進(jìn)行單項(xiàng)幾何精度的測量；齒輪測量中心是其主要測量儀器。2、嚙合式綜合精度測量法即把錐齒輪作為一個(gè)傳動(dòng)元件，對其傳動(dòng)精度、接觸斑點(diǎn)、振動(dòng)噪音進(jìn)行綜合測量。

51、其測量儀器主要有錐齒輪單面嚙合檢查儀、錐齒輪雙面嚙合測量儀及錐齒輪滾動(dòng)檢驗(yàn)機(jī)。3、錐齒輪整體誤差測量法它將錐齒輪作為一個(gè)用于實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)功能的幾何實(shí)體，或用坐標(biāo)測量法按單項(xiàng)幾何精度測量方式測量出錐齒輪的整體誤差，實(shí)現(xiàn)錐齒輪單項(xiàng)幾何誤差和傳動(dòng)精度、質(zhì)量之間內(nèi)在聯(lián)系的分析研究；或按單面嚙合測量方式、采用嚙合點(diǎn)掃描測量方法，對錐齒輪的整體誤差進(jìn)行測量，得到錐齒輪的綜合運(yùn)動(dòng)精度、接觸斑點(diǎn)以及各單項(xiàng)幾何精度。第四章 普通錐齒輪差速器行星半軸齒輪側(cè)隙的測量及計(jì)算4.4.2.2坐標(biāo)式幾何解析測量方法及儀器機(jī)械展成坐標(biāo)式直錐齒輪測量儀較有 ：瑞士馬格KP42型 德國克林伯格的P63美國格里森/馬爾的 GMX275

52、、MM的西格馬3 可對錐齒輪的單項(xiàng)幾何誤差進(jìn)行檢測，如齒距偏差（包括單個(gè)齒距偏差、齒距累計(jì)偏差、齒距累計(jì)總偏差）、齒廓偏差（包括齒廓總偏差、齒廓形狀偏差、齒廓傾斜偏差）、齒向偏差（包括齒向總偏差、齒向形狀偏差、齒向傾斜偏差）并可輸出三維齒面形狀偏差形貌圖等。 第四章 普通錐齒輪差速器行星半軸齒輪側(cè)隙的測量及計(jì)算4.4.2.3 單面嚙合滾動(dòng)檢驗(yàn)綜合測量方法及儀器美國格里森N0.513滾動(dòng)檢驗(yàn)機(jī)德國克林伯格公司的PSKE900 格里森公司推出的鳳凰500HCT數(shù)控錐齒輪滾動(dòng)檢驗(yàn)機(jī) 還有克林伯格GKC60、奧立孔T50等數(shù)控錐齒輪檢驗(yàn)機(jī) 4.4.2.4整體誤差測量方法及儀器 錐齒輪整體誤差測量是在同

53、一個(gè)回轉(zhuǎn)角度位移坐標(biāo)上按嚙合順序?qū)㈠F齒輪工作齒面上各檢測點(diǎn)所測得的所有單項(xiàng)幾何誤差集成為一個(gè)錐齒輪整體誤差圖，并以此為基礎(chǔ)，完成對于錐齒輪單項(xiàng)幾何精度、綜合運(yùn)動(dòng)精度以及錐齒輪副接觸狀態(tài)的分析計(jì)量，實(shí)現(xiàn)對于錐齒輪使用性能和質(zhì)量的評(píng)估和監(jiān)控。 第四章 普通錐齒輪差速器行星半軸齒輪側(cè)隙的測量及計(jì)算錐齒輪整體誤差測量方法和儀器，目前可分為二類三種：4.4.2.4整體誤差測量方法及儀器一類為坐標(biāo)式幾何解析測量法，該方法又分為“點(diǎn)到點(diǎn)測量法”和“點(diǎn)掃描測量法”，兩種方法采用的儀器都為CNC齒輪測量中心，但配用的測量軟件包有所不同；另一類為嚙合式運(yùn)動(dòng)幾何測量法（即嚙合式點(diǎn)掃描測量法，該方法為我國首創(chuàng)），所采

54、用的儀器為錐齒輪單面嚙合檢查儀，配有專用的測量錐齒輪和測量軟件包。 第四章 普通錐齒輪差速器行星半軸齒輪側(cè)隙的測量及計(jì)算（1）坐標(biāo)式點(diǎn)到點(diǎn)錐齒輪整體誤差的測量4.4.2.4整體誤差測量方法及儀器 在齒輪測量中心上，用三維測頭沿錐齒輪的齒廓和齒向兩個(gè)方向，按預(yù)先確定的間距，對被測齒面各檢測點(diǎn)（通常為齒廓上5處、齒向上9處，共45點(diǎn)）的幾何形狀誤差進(jìn)行一點(diǎn)一點(diǎn)的測量。 （2）坐標(biāo)式點(diǎn)掃描錐齒輪整體誤差的測量具有以下特點(diǎn)： 通過控制工件的回轉(zhuǎn)、測頭的平行位移運(yùn)動(dòng)，避免了測頭與齒面間的摩擦力對測量的不利影響；由于采用掃描測量方式，測量區(qū)域可覆蓋整個(gè)齒面包括齒頂以及接近大、小端的區(qū)域；測量路徑可有多種選

55、擇，通常齒形數(shù)及齒向數(shù)各為3條，共6條；每條掃描線上的采樣數(shù)可達(dá)113個(gè)點(diǎn)，由于采樣密度大，能夠反映齒面上的微小波紋度（該波紋往往是不悅耳噪音的主要來源，用常規(guī)的點(diǎn)到點(diǎn)測量方法難以測量）。 采用的是“共軛測量”原理 第四章 普通錐齒輪差速器行星半軸齒輪側(cè)隙的測量及計(jì)算（3）嚙合式點(diǎn)掃描錐齒輪整體誤差的測量 成都工具研究所提出的錐齒輪嚙合式點(diǎn)掃描測量法，是在錐齒輪單面嚙合檢查儀上，按設(shè)計(jì)安裝位置、采用特殊測量錐齒輪與被測錐齒輪進(jìn)行單面嚙合的滾動(dòng)測量。 第三課時(shí) 差速機(jī)構(gòu)的臺(tái)架試驗(yàn) 及故障診斷 玩轉(zhuǎn)四驅(qū)世界著名公司四驅(qū)車型介紹第五章 差速機(jī)構(gòu)的臺(tái)架試驗(yàn)5.1變速器主減速齒疲勞壽命試驗(yàn)5.2 變速器

56、差速器疲勞壽命試驗(yàn)5.3 變速器差速器殼體疲勞壽命試驗(yàn)5.4 附MF86A7差速器試驗(yàn)大綱第六章 差速器的故障診斷第七章 玩轉(zhuǎn)四驅(qū)世界著名公司四驅(qū)車型介紹第五章 差速機(jī)構(gòu)的臺(tái)架試驗(yàn)5.1變速器主減速齒疲勞壽命試驗(yàn)（僅限自帶差速器的變速器）5.1.1 試驗(yàn)設(shè)備變速器疲勞壽命試驗(yàn)應(yīng)包含以下試驗(yàn)設(shè)備：a) 驅(qū)動(dòng)裝置；b) 加載裝置；c) 變速器安裝支架，變速器的安裝狀態(tài)應(yīng)盡量與整車一致；d) 轉(zhuǎn)速、扭矩、溫度測量儀和計(jì)時(shí)器；e) 安全裝置。5.1.2 試驗(yàn)步驟5.1.2.1 按規(guī)定加注潤滑油。5.1.2.2 試驗(yàn)油溫為8010。5.1.2.3 試驗(yàn)在一檔狀況下運(yùn)轉(zhuǎn)，變速器輸出軸速度600r/min，

57、輸入扭矩為發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩。5.1.2.4 壽命：主減速齒主動(dòng)齒運(yùn)轉(zhuǎn)次數(shù)應(yīng)不少于200000 次。5.1.3 試驗(yàn)結(jié)果處理沒有由于斷裂造成的動(dòng)態(tài)嚙合中斷；軸承檔上無剝落；允許有初始階段的點(diǎn)蝕，但此種情況下噪聲不允許有明顯增高。判定被試變速器主減速齒疲勞壽命試驗(yàn)合格。第五章 差速機(jī)構(gòu)的臺(tái)架試驗(yàn)5.2 變速器差速器疲勞壽命試驗(yàn)（僅限自帶差速器的變速器）5.2.1 試驗(yàn)設(shè)備變速器疲勞壽命試驗(yàn)應(yīng)包含以下試驗(yàn)設(shè)備：f) 驅(qū)動(dòng)裝置；g) 加載裝置，其中兩輸出端的扭矩和轉(zhuǎn)速可分別控制；h) 變速器安裝支架，變速器的安裝狀態(tài)應(yīng)盡量與整車一致；i) 轉(zhuǎn)速、扭矩、溫度測量儀和計(jì)時(shí)器；j) 安全裝置。5.2.2 試驗(yàn)

58、步驟5.2.2.1 按規(guī)定加注潤滑油。5.2.2.2 試驗(yàn)油溫為8010。5.2.2.3 試驗(yàn)在一檔狀況下運(yùn)轉(zhuǎn)，變速器輸出軸速度400 r/min，輸出兩輪n 左：n 右=1：1.6。輸入扭矩為發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩。5.2.2.4 壽命：差速器運(yùn)轉(zhuǎn)次數(shù)應(yīng)不少于15000 次。5.2.3 試驗(yàn)結(jié)果處理差速器球面墊圈應(yīng)無變形、無裂痕；所有試驗(yàn)齒輪沒有由于斷裂造成的動(dòng)態(tài)嚙合中斷；軸承檔上無剝落；允許有初始階段的點(diǎn)蝕，但此種情況下噪聲不允許有明顯增高，以上情況均滿足情況下判定被試變速器差速器疲勞壽命試驗(yàn)合格。第五章 差速機(jī)構(gòu)的臺(tái)架試驗(yàn)5.3 變速器差速器殼體疲勞壽命試驗(yàn)（僅限自帶差速器的變速器）5.3.1

59、試驗(yàn)設(shè)備變速器疲勞壽命試驗(yàn)應(yīng)包含以下試驗(yàn)設(shè)備：a) 驅(qū)動(dòng)裝置；b) 加載裝置，可正、負(fù)兩方向加載；c) 變速器安裝支架，變速器的安裝狀態(tài)應(yīng)盡量與整車一致；d) 轉(zhuǎn)速、扭矩、溫度測量儀和計(jì)時(shí)器；e) 安全裝置。5.3.2 試驗(yàn)步驟5.3.2.1 按規(guī)定加注潤滑油。5.3.2.2 試驗(yàn)油溫為8010。5.3.2.3 試驗(yàn)在一檔狀況下運(yùn)轉(zhuǎn)，變速器輸出軸速度600r/min，輸入扭矩為發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩。工作齒面、非工作齒面每30 分鐘重復(fù)一次。5.3.2.4 壽命：差速器運(yùn)轉(zhuǎn)次數(shù)應(yīng)不少于125000 次。5.3.2.5 如果一檔齒輪損壞，則目檢差速器殼體和其他部件的缺陷（尤其是每一個(gè)齒和軸承）。更換損壞

60、的一檔齒、其他缺陷零件和潤滑油，并繼續(xù)試驗(yàn)。5.3.3 試驗(yàn)結(jié)果處理差速器殼體應(yīng)無變形、無裂痕；連接差速器殼體的螺釘、齒圈不松動(dòng)；軸承檔上無剝落，則判定被試變速器差速器殼體疲勞壽命試驗(yàn)合格。第五章 差速機(jī)構(gòu)的臺(tái)架試驗(yàn)5.4 附MF86A7差速器試驗(yàn)大綱6.1過熱1現(xiàn)象汽車行駛一段里程后，用手探試驅(qū)動(dòng)橋殼中部或主減速器殼，有無法忍受的燙手感覺。2原因(1)齒輪油變質(zhì)、油量不足或牌號(hào)不符合要求；(2)軸承調(diào)整過緊；(3)齒輪嚙合間隙和行星齒輪與半軸齒輪嚙合間隙調(diào)整太??；(4)油封過緊和各運(yùn)動(dòng)副、軸承潤滑不良而產(chǎn)生干(或半干)摩擦。3故障診斷與排除方法檢查變速橋中各部分受熱情況：1)局部過熱(1)油