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試述對稱式錐齒輪差速器的結構和差速原理?

結構:該差速器由差速器殼、圓錐行星齒輪、行星齒輪軸(十字軸)和圓錐半軸齒輪等構成。

l)差速器殼從中間剖分成兩部分,剖分面通過十字軸各軸頸的中心線,每個剖分面上均有相間90度四個座孔,兩部分通過螺栓固緊在壹起,主減速器的從動齒輪用鉚釘或螺栓固定在差速器殼左半部的凸緣上。

2)十字軸的四個軸頸嵌裝在差速器殼的相應的座孔內,十字軸的側面銑成平面以便容納潤滑油。

3)四個圓錐行星齒輪分別浮套在十字軸的四個軸頸上,為了保證潤滑,輪齒間鉆有油孔,每個行星齒輪均與兩個直齒圓錐半軸齒輪相互嚙合,行星齒輪的背面和差速器殼相應位置的內表面均做成球面,並在二者之間裝著軟鋼的球面墊片,以減少磨損並保證行星齒輪對正中心,使其與半軸齒輪正確嚙合。

4)半軸齒輪的軸頸分別支承在差速器殼相應左右座孔中,並借花鍵與半軸相連。為減少齒輪和殼的磨損,在半軸齒輪和差速器殼之間裝著軟鋼的平墊片。

差速原理:如圖15所示,差速器殼3與行星齒輪軸5連成壹體,形成行星架,因它又與主減速器的從動齒輪6固連,故為主動件,設其角速度為ω0。;半軸齒輪1和2為從動件,其角速度為ω1和ω2。A、B兩點分別為行星齒輪4與兩半軸齒輪的嚙合點,行星齒輪的中心點為C,A、B、C點到差速器旋轉軸線的距離均為r。

當行星齒輪只是隨同行星架繞差速器旋轉軸線公轉時,顯然,處在同壹半徑上的A、B、C三點的圓周速度都相等(圖15b),其值為ω0r。於是ω0=ω1=ω2,即差速器不起差速作用,兩半軸角速度等於差速器殼3的角速度。

當行星齒輪除公轉外,還繞本身的軸5以角速度自轉時,嚙合點A的圓周速度為ω1r=ω0r+ω4r4,嚙合點B的圓周速度為

ω2r=ω0r-ω4r4。

於是 ω1r+ω2r=(ω0r+ω4r4)+(ω0r-ω4r4)

即 ω1+ω2=2ω0

若角速度以每分鐘轉數表示,則

n1+n2=2n0

此即兩半軸齒輪直徑相等的對稱式錐齒輪差速器的運動特性方程式。它表明,左右兩側半軸齒輪的轉速之和等於差速器殼轉速的兩倍,而與行星齒輪轉速無關。因此,在汽車轉彎行駛或其他行駛情況下,都可以借行星齒輪以相應轉速自轉,使兩側驅動車輪以不同轉速在地面上滾動而無滑動。