低速载货汽车后驱动桥的设计
4.2 差速器的设计 4.2.1差速器的结构型式
差速器选用对称式圆锥行星齿轮差速器。其结构原理如图（4-6）所示。普通对称式圆锥行星齿轮差速器由差速器左、右壳，2个半轴齿轮，4个行星齿轮，行星齿轮轴，半轴齿轮等组成。其工作原理如图所示。?0为主减速器从动齿轮或差速器壳的角速度；?1、?2分别为左右驱动车轮或差速器半轴齿轮的角速度；?3为行星齿轮绕其轴的自转角速度。
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图4-6 普通圆锥齿轮差速器的工作原理简图
当汽车在平坦路面上直线行驶时，差速器各零件之间无相对运动，则有
?1??2??0 ?3?0
这时，差速器壳经十字轴以力P带动行星齿轮绕半轴齿轮中心作“公转”而无自转（?3?0）。行星齿轮的轮齿以P/2的反作用力。对于对称式差速器来说，两半轴齿轮的节圆半径r相同，故传给左、右半轴的转矩均等于Pr/2，故汽车在平坦路面上直线行驶时驱动左、右车轮的转矩相等。
当汽车转弯时，假如左右轮之间无差速器，则按运动学要求，行程长的外侧车轮将产生滑移，而行程短的内侧车轮将产生滑转。由此导致在左、右轮胎切线方向上各产生一附加阻力，且它们的方向相反，如图所示。当装有差速器时，附加阻力所形成的力矩使差速器起差速作用，以免内外侧驱动车轮在地面上的滑转和滑移，保证它们以不同的转速?1和?2正常转动。当然，若差速器工作时阻抗其中各零件相对运动的摩擦大，则扭动它的力矩就大。在普通的齿轮差速器中这种摩擦力很小，故只要左、右车轮所走路程稍有差异，差速器开始工作。
当差速器工作时，行星齿轮不仅有绕半轴齿轮中心的“公转”，而且还有绕行星齿轮以
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角速度为?3的自转。这时外侧车轮及其半轴齿轮的转速将增高，且增高量为?3行星齿轮齿数，z1为该侧半轴齿轮齿数），这样，外侧半轴齿轮的角速度为：
z3（z3为z1?1??0??3z3 z1z3，z2在同一时间内，内侧车轮及其半轴齿轮（齿数为z2）的转速将减低，且减低量为?3由于对称式圆锥齿轮差速器的两半轴齿数相等，于是内侧半轴齿轮的转速为：
?2??0??3由以上两式得差速器工作时的转速关系为
z3 z1?1??2?2?0
即两半轴齿轮的转速和为差速器壳转速的两倍。 由式（4-9）知：
当?2?0时，?1?2?0，或 当?1?0时，?2?2?0 当?0?0时，?1???2
?4?9?
最后一种情况?0?0，有时发生在使用中央制动时，这时很容易导致汽车失去控制，使汽车急转和甩尾。
4.2.2差速器的基本参数的选择及计算
由于差速器亮是装在主减速器从动齿轮上，故在确定主减速器从动齿轮尺寸时．应考
虑差速器的安装；差速器壳的轮廓尺寸也受到从动齿轮及主动齿轮导向轴承支座的限制。 1．差速器齿轮的基本参数选择 A．行星齿轮的基本参数选择 本载货汽车选用4个行星齿轮。 B．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，实际上代表了差速器圆锥齿轮的节锥矩，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?10?
式中：KB—行星齿轮球面半径系数；
Tj—计算转矩，N?m。
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RB?KB3Tj?2.52?322?7mm
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低速载货汽车后驱动桥的设计
RB确定后，即可根据下式预选其节锥矩：
A0??0.98～0.99?RB ?4?11?
A0??0.98～0.99?RB?0.98?7?6.86mm
C．行星齿轮与半轴齿轮齿数的选择
选用行星齿轮齿数为10，半轴齿轮齿数为16。 D．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式中：z1，z2为行星齿轮和半轴齿轮齿数
z1z； ?2?arcta2n ?4?12? z2z1?1?arctanz16?arctan?10? z234z234?arctan?80? z16?2?arctan再求出圆锥齿轮的大端模数：
m?2A02Asin?1?0sin?2 ?4?13? z1z2m?2A02A2?6.86sin?1?0sin?2?sin10??0.4 z1z26节圆半径d右下式求得：
d?zm ?4?14?
d1?z1m?6?0.4?2.4mm d2?z2m?34?0.4?13.6mm
4.3 半轴的设计 4.3.1半轴的结构型式
采用半浮式半轴。半浮式以靠近外端的轴颈直接支承在置于桥壳外端内孔中的轴承上，而端部则以具有锥面的轴颈及键与车轮轮毂相固定。半浮式半轴承受的载荷复杂，但它结构简单、质量小、尺寸紧凑、造价低廉等优点。
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图4-7 半浮式半轴的结构型式与安装
4.3.2半轴的设计与计算
半轴的主要尺寸是它的直径，设计与计算时首先应合理的确定其计算载荷。
半轴的计算要考虑以下三种可能的载荷工况：
A．纵向力X2（驱动力或制动力）最大时（X2?Z2?），附着系数?取0.8，没有侧向力作用；
B．侧向力Y2最大时，其最大值发生于侧滑时，为Z2?1，侧滑时轮胎与地面的侧向附着系数?1在计算中取1.0，没有纵向力作用；
C．垂向力最大时，这发生在汽车以可能的高速通过不平路面时，其值为(Z2?g?)kd，
kd是动载荷系数，这时没有纵向力和侧向力作用。
半浮式半轴的设计计算，应根据上述三种载荷工况进行
图4-8 半浮式半轴及受力简图
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