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差速器旋转那点事儿
发表时间:2018-11-26 14:18

  一、 差速器工作原理

  在车辆减速箱中,有一个关键核心零件差速器,顾名思义,差速器就是形成速度不一样的两边。

  为什么会有差速器呢?是因为车辆在转弯时候,外侧车轮行驶的距离要大于内侧车轮行驶的距离,即使在直线行驶工况下,由于两边车轮的胎压、轮胎磨损或者遇到小凸处,也会造成两车轮的行驶路程不一致。假如采用一根车轴,让两边转速一致,然而他们的行驶距离不一致,是相互矛盾的,就会发生某一边车轮发生滑转,其结果不仅让车胎过早的磨损、消耗功率,并且还会让驱动车轴增加负载,在转弯较大的情况下,会导致轮胎抗地面附着能力差,车辆的稳定性差,因此需要有差速器。

  二、差速器零件组成

  普通差速器结构组成:普通行星锥齿轮差速器由两个圆锥行星齿轮、行星齿轮轴、2个圆锥半轴齿轮、垫片和差速器壳等组成,2个行星齿轮分别套在行星齿轮轴的轴颈上,2个半轴齿轮与两个行星齿轮相互啮合,并一起装在差速器壳体里面。

  三、行星齿轮运动状态

  行星齿轮的自转:差速器工作时,行星齿轮绕行星齿轮轴的旋转称为行星齿轮的自转,

  行星齿轮的公转:差速器工作时,行星齿轮绕半轴轴线的旋转称为行星齿轮的公转;

  四、差速器工作状态

  (1)汽车直线行驶时,主减速器的从动锥齿轮驱动差速器壳旋转,差速器壳驱动行星齿轮轴旋转,行星齿轮轴驱动行星齿轮公转,半轴齿轮在行星齿轮的夹持下同速同向旋转,此时,行星齿轮只公转,不自动,左右车轮和转速等于从动锥齿轮的转速

  (2)汽车转弯时,行星齿轮在公转的同时,产生了自转,即绕行星齿轮轴的旋转,造成一侧半轴齿轮转速的增加,而加一侧半轴齿轮转速的降低,两侧车轮以不同的转速旋转。此时,一侧车轮增加的转速等于另一侧车轮减少的转速。

  (3)当将两个驱动轮支起后,车轮离地,如果我们转一侧的车轮,另一侧车轮反方向同速旋转,这时,差速器内的行星齿轮只自转,不公转,两侧半轴齿轮以相反的方向旋转,从而带动两侧车轮反方向同速旋转。

  五、结合公式说明转速问题

微信图片_20181126143114.jpg

  下图就是差速器的原理图:

  a—半轴齿轮1

  g—行星齿轮

  b—半轴齿轮2

  H—转臂

  由行星固定转化机构可得

  I H a b=( na-nH)/(n b-n H)=-1 因为他们的转速方向相反

  可得n H=(na +n b)/2

  n H就是差速器齿片转速

  na就是半轴齿轮1的转速

  nb就是半轴齿轮2的转速

  I H a b说明下此符号表达的意思:最上面H表示转臂是固定的,

  左边a表示a是主动件,右边b是从动件,

  I H a b表达是在转臂固定的工况下,a为主动,b为从动的速比的大小。

  第一种工作情况:

  当n H =1500r/min

  na = n b =1500

  1500=(1500+1500)/2

  第二种工作情况:

  当n H=1500r/min na =0,nb =3000r/min

  总结:两车轮转速和的一半等于差速器的转速 n H=(na+ n b)/2

  也会有人经常问道,两个车轮子转速在某转速下,问行星小齿轮转速多少?

  下面我来演算一遍:

  有差速器原理图推到;

  n g /n a=Za/Zg 可得n a=n g*Zg/Za(na——半轴齿轮转速)

  Za—代表这半轴齿轮1的齿轮齿数

  Zg—代表着行星齿轮的齿轮齿数

  设行星齿轮自转速度为n3

  那么n a=n3*Zg/Za

  在车辆两边轮子转速一致情况下转速为n0

  当某一边车轮子转速增高,另外一边车轮子转速必将降低

  所以:

  一边车轮子转速n1=n0+ n3*Zg/Za (公式一)

  一边车轮子转速n2=no- n3*Zg/Za (公式二)

  将公式一与公式二相互相减

  n1-n2=2 n3*Zg/Za

  假设两边轮子转速相差1500r/min,Zg=10,Za=14

  行星齿轮转速n3=1050r/min

  可得结论是;两个轮子的转速差与行星齿轮转速的关系

  还可以将公式一与公式二相互相加

  那么:n 1+n2=2n0, 同样也符合:两车轮转速和的一半等于差速器的转速 n H=(na +n b)/2


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