差速器-教案.doc

差速器 教案
山东华宇工学院
教 案 首 页
课 题
章/情境/项目
驱动桥检修
课时
16
节/任务/子项目
差速器
课时
2
授课时间
第 周、星期 、第 节、日期
课序

授课类型
理论课（ ）、实验课（ ）、实训课（ ）、上机（ ）、一体化（ ）、其他方式（ ）
教学目标
了解差速器的功用和分类
掌握普通差速器的构造和差速原理
掌握行星锥齿轮差速器的运动原理
教学过程
（含导入、新课讲授、讨论、
总结等）
教学内容提要
教学方法
一、差速器的功用和分类
二、普通差速器的构造和工作原理
三、行星锥齿轮差速器的运动原理
四、总结

讲授法
多媒体演示法
教学重点
与难点
普通差速器的构造和差速原理
行星锥齿轮差速器的运动原理
作 业

课后
反思

项目一 驱动桥检修
子项目2
差速器

提 要
教学内容、方法和过程
附记
新课导入
由复习题问汽车驱动桥的组成和功用导入本讲内容：
讲授新课
重点介绍：
·要求学生理解掌握差速器的结构类型及基本组成
重点：掌握普通差速器的构造和差速原理
引用实例加以重点讲解

同学们，上节课我们共同学习了主减速器（提问：主减速器的功用是什么？将输入的转矩增大、转速降低，并将动力传递的方向改变后(有些横向布置发动机的除外)传给差速器），那么差速器起什么作用？它的结构又是怎样的？它的工作原理是什么？这就是请我们这节课的学习重点。
一、差速器的功用和分类
1．为什么汽车正常行驶需要差速器？
车轮旋转的速度是不同的，尤其是转弯时。在以下动画中可以看到转弯时每个车轮行驶不同的距离，并且内侧车轮比外侧车轮行驶的距离短。由于速度等于行驶的路程除以通过这段路程所花费的时间，因此行进路程较短的车轮行驶的速度就较低。同时请注意，前轮与后轮的行驶距离也不同。
对于汽车上的非驱动轮（后轮驱动汽车的前轮或前轮驱动汽车的后轮），这并不是问题。因为在前轮和后轮之间没有连接，所以它们独立旋转。但是驱动轮被连接到一起，以便单个发动机和变速器可以同时使两个车轮转动。如果汽车没有差速器，车轮必须锁止在一起，以便以相同的速度旋转。这样汽车将不便于转弯——为了使汽车能够转弯，一个轮胎必须滑动。对于现代轮胎和混凝土路面，轮胎需要很大的动力才会滑动。此动力必须由轴从一个车轮传输到另一个车轮，这会在轴组件上形成很大的压力。
2．差速器功用
（1）差速器使左右车轮能以不同的转速，进行纯滚动转向或直线行驶，称为差速特性（即N特性）。
（2）把主减速器传来的扭矩平分给两半轴，使两侧车轮驱动力尽量相等，此称为扭矩等分特性（即M特性）。
3．差速器分类
（1）差速器按其用途分为轮间差速器（装在驱动桥内）和轴间差速器（装在各个驱动桥之间）。
（2）按工作特性分为普通差速器和防滑差速器。

二、普通差速器的构造和工作原理
1．普通差速器的构造
主要由四个行星齿轮、行星齿轮轴、二个半轴齿轮和差速器壳等组成。
动力传递：主减速器——从动齿轮——差速器壳——行星齿轮轴——行星齿轮——半轴齿轮——半轴——驱动轮。
2．差速器的工作原理
我们将介绍最简单的差速器——开式差速器。
当车辆笔直向前行驶时，两个驱动轮以相同的速度旋转。输入小齿轮转动齿圈和保护架，同时保护架内的小齿轮均不旋转，这样两侧齿轮均被有效锁定到保护架。
汽车转弯时，车轮必须以不同的速度旋转。在flash动画中，可以看到汽车开始转弯时保护架上的小齿轮开始旋转，车轮以不同的速度移动。 内侧齿轮比保护架旋转得慢，而外侧车轮比保护架旋转得快。
三、行星锥齿轮差速器的运动原理
1．差速器的速度特性（汽车直线行驶）
（1）行星齿轮只随行星架绕差速器旋转轴线公转时，差速器不起作用，半轴角速度等于差速器壳的角速度。
（2）行星齿轮除公转外，还绕行星齿轮轴自转时，左右两半轴齿轮转速之和等于差速器壳转速的两倍，与行星齿轮转速无关。即： n1=n2=n3
n1 +n2 =2 n0
2．差速器的转矩特性（汽车转弯行驶）
（1）行星齿轮没有自转时，将传来的扭矩M0平均分配给左右两半轴齿轮： M1=M2=M0/2
（2）当两半轴齿轮转速不同时，产生自转，摩擦力矩方向与自转方向相反，附加在两半轴齿轮上：M1=1/2M0—1/2Mr M2=1/2M0+1/2Mr
3．对称式锥齿轮差速器转矩特性的说明：
（1）目前广泛使用的对称式锥齿轮差速器，其内摩擦力矩肘T很小。实际上可认为无论左右半轴转速是否相同，而转矩总是平均分配的。这样的分配比例反映了对称式锥齿轮差速器的转矩平均分配特性。
（2）差速器转矩的平均分配特性对于汽车在良好路面上直线或转弯行驶时，都是满意的。而当汽车在坏路面行驶时，却严重影响了它的通过能力。如汽车的一侧驱动乾行驶在泥泞或冰雪路面，而另一侧驱动轮在良好路面上，由于在坏路面上的轮子与地面附着力小，所产生的驱动力矩也很小。这时根据转矩的平均分配特性，另一侧在好路面上的驱动力矩也很小，无法产生足够的驱动力来使汽车前进。这时车轮运动现象为，一侧车轮转速为零，另一侧车轮以差速器壳转速的二倍高速空转。
断开式驱动桥采用独立悬架，其主减速器固定在车架上，驱动桥壳制成分段并用铰链连接，半轴也分段并用万向节连接。驱动桥两端分别用悬架与车架(或车身)连接。这样，两侧的驱动轮及桥壳可以彼此独立地相对于车架上下跳动。
四、总结
1.了解差速器的功用和分类
2.掌握普通差速器的构造和差速原理
3.行星锥齿轮差速器的运动原理