哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）
第4章 差速器总成的设计
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有差别的。例如，转弯时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垂向波形的不同，或由于左右车轮轮胎气压、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同或滚动半径不相等而要求车轮行程不等。在左右车轮行程不等的情况下，如果采用一根整体的驱动车轮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而行程却又不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。这不仅会使轮胎过早磨损、无益地消耗功率和燃料及使驱动车轮轴超载等，还会因为不能按所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能力而使稳定性变坏。为了消除由于左右车轮在运动学上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，后者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特性，从而满足了汽车行驶运动学要求。
4.1 差速器结构形式选择
差速器的分类可按用途(如图4-1所示)也可按其工作特性分类(如图4-2所示)。
23
哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）
图4-1 差速器按用途分类
图4-2 差速器按工作特性分类
从经济性和平稳性考虑，后桥选用结构简单、紧凑、工作平稳、制造方便，用于公路汽车也很可靠的普通对称式圆锥行星齿轮差速器。
24
哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）
4.2 差速器齿轮主要参数选择
（1）行星齿轮数目的选择
轿车常用2个行星齿轮，载货汽车和越野汽车多用4个行星齿轮，少数汽车采用3个行星齿轮。故行星齿轮数目定为4。
（2）行星齿轮球面半径RB(mm)的确定
圆锥行星齿轮差速器的尺寸通常决定于行星齿轮背面的球面半径RB，它就是行星齿轮的安装尺寸，实际上代替了差速器圆锥齿轮的节锥距，在一定程度上表征了差速器的强度。
球面半径可根据经验公式来确定：
RB?KB3Tj （4-1）
式中KB——行星齿轮球面半径系数，KB=2.52~2.99，对于有4个行星齿轮的轿车和公路载货汽车取小值；对于有2个行星齿轮的轿车以及越野汽车、矿用汽车取最大值；Tj——计算转矩，N·m。
所以RB??2.52?2.99??324262.74?72.37?86.85mm，取RB?85mm (3) 节锥距的确定
Ao = (0.98 -0.99 )RB 4-2 取A0=84mm
(4)行星齿轮齿数Z1和半轴齿轮齿数Z2的选择
为了得到较大的模数从而使齿轮有较高的强度，应使行星齿轮尽量少，但一般不应小于10。半轴齿轮齿数采用14?25。后桥半轴齿轮与行星齿轮的齿数比多在1.5?2范围内。在任何圆锥行星齿轮式差速器中，左、右两半轴齿轮的齿数z2L、z2R之和，必须能被行星齿轮的数目n所整除，否则将不能安装。取Z1=10，
Z2=16。
（5）差速器圆锥齿轮模数及半轴齿轮节圆直径的初步确定 先初步求出行星齿轮和半轴齿轮的节锥角?1、?2：
?1?arctan(z1/z2) 4-3
25
哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）
?2?arctan(z2/z1) 4-4 式中z1、z2——行星齿轮和半轴齿轮齿数。
故?1?arctan(10/16)?32.005?，?2?arctan(16/10)?57.99? 再根据下式初步求出圆锥齿轮的大端模数：
m?2A02A02?84sin?1?sin?2=?sin32.005??8.9 z1z210节圆直径d?mz 4-5
d1?8.9?10?89mm，d2?8.9?16?142.4mm。
（6）压力角
过去汽车差速器齿轮都选用20o压力角，这时齿高系数为l，而最少齿数是13。目前汽车差速器齿轮大都选用22o30′，的压力角，齿高系数为0.8，最少齿数可减至10，并且在小齿轮(行星齿轮)齿顶不变尖的条件下还可由切向修正加大半轴齿轮齿厚，从而使行星齿轮与半轴齿轮趋于等强度。由于这种齿形的最少齿数比压力角为20o的少，故可用较大的模数以提高齿轮的强度。某些重型汽车和矿用汽车的差速器也可采用25o压力角。故压力角取为25o。
表3-6 行星、半轴此轮参数表
齿轮参数 齿数 模数 齿面宽 （mm） 节锥距 （mm） 节锥角 节圆直径 （mm） 齿工作高 （mm） 齿全高 （mm） 32.005? 行星齿轮 10 8.9 26 84 半轴齿轮 16 57.99? 89 14.24 15.962 142.4
26
哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）
齿顶高 （mm） 齿根高（mm） 面锥角 根锥角 齿根角 压力角 轴交角 外圆直径（mm） 径向间隙（mm） 齿侧间隙（mm） 9.1267 6.7865 39.33? 72.385? 4.62? 25? 5.1133 10.7999 62.61? 50.628? 7.326? 90? 104.4789 1.7242 0.255 147.8208 （7）行星齿轮安装孔直径?及其深度L的确定
行星齿轮安装孔?与行星齿轮轴名义直径相同，而行星齿轮安装孔的深度L就是行星齿轮在其轴上的支承长度。通常取
L?1.1? 4-6 T0?103L??1.1??
[?c]?n?l2T0?103?? 4-7
[?c]?n?l?1.1式中T0——差速器传递的转矩，N·m； n——行星齿轮数；
l——为行星齿轮支承面中点到锥顶的距高，mm；l?0.4d2； [?c]——支承面的许用挤压应力，取为69MPa。 本文中T0=3639.411N，l=56mm
3639.411?103?14.66mm，取?=15mm 所以??69?4?56?1.1
27