什么是差速器：差速器相當(dāng)于一個扭矩分配器，將輸入扭矩一分為二，傳遞給左右兩個驅(qū)動半軸，并允許兩個半軸以不同速率旋轉(zhuǎn)。

　　差速器的作用：車輛轉(zhuǎn)彎時，內(nèi)側(cè)車輪走的弧線會比外側(cè)短。為彌補差距，我們就希望內(nèi)側(cè)輪子轉(zhuǎn)得慢些，外側(cè)轉(zhuǎn)得快些。

　　差速器的作用：差速器能使同一驅(qū)動橋的兩個車輪，以不同的速率旋轉(zhuǎn)(即允許其產(chǎn)生轉(zhuǎn)速差)。

　　下面我們對差速器的發(fā)展和結(jié)構(gòu)進行簡單的剖析：

　　1、 開放式差速器

　　圖1典型的差速器結(jié)構(gòu)圖

　　1-軸承;2和8-差速器殼;3和5-調(diào)整墊片;6-行星齒輪;

　　7-從動錐齒輪;4-半軸齒輪;9-行星齒輪軸;

　　開放式差速器最為常用，其能向左右兩驅(qū)動半軸分配同等大小的扭矩。車輛直線行駛時，左右車輪受力相等，兩半軸齒輪不存在轉(zhuǎn)速差，所以行星齒輪不發(fā)生自轉(zhuǎn)，主減速器從動齒圈相當(dāng)于直接驅(qū)動兩半軸齒輪。半軸齒輪通過驅(qū)動半軸與車輪相連，因此實質(zhì)上經(jīng)過一系列動力傳遞過程后，車輪得到了和主減速器從動齒圈相同的轉(zhuǎn)速。車輛轉(zhuǎn)彎時，外側(cè)車輪希望能夠獲得比內(nèi)側(cè)車輪更高的轉(zhuǎn)速，此時行星齒輪介入，在維持扭矩傳遞的同時允許兩半軸齒輪出現(xiàn)輕微的轉(zhuǎn)速差。

　　如果一側(cè)的半軸齒輪相對另一側(cè)靜止不動，那么輸入差速器的所有動力都將被分配給阻力較小的車輪上。這就是為何當(dāng)車子一側(cè)車輪在冰面上，另一側(cè)在附著力良好的路面上時大腳加油，冰面一側(cè)的車輪拼命打滑，而附著力良好的路面上的車輪卻紋絲不動的原因。此時車輛根本動彈不得，因為引擎所有的動力都被輸送到了阻力最小的——即處在冰面上的那個車輪上。車輛喪失了驅(qū)動能力。

　　對于水田型輪式拖拉機的農(nóng)用車來說，水田作業(yè)工作環(huán)境是非常惡劣的，在作業(yè)工程中，泥濘的地下有以前留下的深車轍，高低不平的高臺和深坑，這都是讓車輛拋錨的重大隱患。如何改變這一狀態(tài)?首先工作環(huán)境是無法改變的，我們只能從機械機構(gòu)出發(fā)解決這一問題，那就是差速器。“差速不差扭”是普通差速器的弊端，是導(dǎo)致車輛無法獲得所需驅(qū)動力的元兇。在這里，我們要設(shè)計一款限滑差速器，讓車輛獲得所需的驅(qū)動力，驅(qū)動車輛正常前進。

　　2、 限滑差速器

　　限滑差速器的設(shè)計原理也分為多種，比如托森扭力感應(yīng)式，摩擦離合片式，螺旋齒輪嚙合式等，在很多書籍雜志上均有介紹，這里不再累述。

　　作為用戶，最為關(guān)心的就是：一個是達到的脫困的效果，另一個就是價格便宜和保養(yǎng)方便。因此，我們設(shè)計了一款“圓柱螺旋齒式限滑差速器”。

　　擁有固定扭矩分配比的圓柱螺旋齒輪機構(gòu)決定扭矩的分配率，齒輪機構(gòu)發(fā)生扭矩鎖緊時自動分配左右動力輸出。比如一個扭矩分配比為2.5:1的差速器能夠?qū)⑴ぞ胤糯?.5倍傳遞給驅(qū)動橋上抓地力更大的那個驅(qū)動輪。但其缺點在于，若某一驅(qū)動輪突然失去牽引力，另一個車輪也將徹底失去牽引力。

        螺旋齒輪差速器限滑的原理：就是當(dāng)某一側(cè)車輪發(fā)生打滑現(xiàn)象的時候，由于螺旋齒輪的嚙合方向，會讓這些在殼體內(nèi)懸浮的齒輪向外發(fā)力，與殼體之間形成摩擦，每個零件處產(chǎn)生的滑動摩擦產(chǎn)生了差動限制力，從而起到限滑的作用。而當(dāng)正常駕駛的時候他們?nèi)匀黄鸬叫行驱X輪一樣的差速作用。

　　圖3 齒輪端面處的摩擦

　　圖4 孔摩擦

　　產(chǎn)品結(jié)構(gòu)：

       該圓柱螺旋齒式限滑差速器由三組齒輪同一公轉(zhuǎn)軸線平均布置。在左右兩側(cè)，每個行星齒輪分別和各自的輸出太陽輪嚙合，每對行星齒輪在中間部位相互嚙合，同時，兩個太陽輪之間是有間隙的，不和對面的行星齒輪嚙合。

　　3、 產(chǎn)品試驗

　　3.1 整車試驗

　　試驗現(xiàn)場，本產(chǎn)品安裝在70馬力輪式的前驅(qū)動橋中，前橋一側(cè)驅(qū)動輪置于一個泥坑中，進行整車脫困試驗;試驗車2臺，一臺安裝普通差速器，另一臺安裝圓柱螺旋齒式限滑差速器，試驗過程中，安裝普通差速器的試驗車置于泥坑中的車輪出現(xiàn)打滑，另一側(cè)車輪喪失驅(qū)動力，整車無法擺脫困境;而安裝圓柱螺旋齒式限滑差速器的試驗車在相同工況下，試驗車順利的擺脫困境，從泥坑中開出來。

　　圖6 人工泥坑

　　圖7 安裝限滑差速器試驗車脫困試驗

　　3.2 臺架試驗

　　3.2.1磨合試驗

　　3.2.2性能試驗

　　3.2.3可靠性試驗

　　按照Q/12 TH 5140-2012試驗標(biāo)準(zhǔn)和試驗任務(wù)書要求，完成磨合試驗后，進入正式試驗流程，試驗共計完成12000次循環(huán)，在試驗過程中每完成2400次循環(huán)后要進行性能檢測。

　　圖8 12000次可靠性試驗后性能曲線圖

　　通過上述試驗表明，產(chǎn)品可靠性滿足要求，性能符合設(shè)計要求，整車具有一定的脫困能力。

　　4、 小結(jié)

　　安裝限滑差速器的車輛，在輪胎與地面附著力較差的情況下能夠有效地提高整車的驅(qū)動力，提高農(nóng)機車在水田里的工作效率，這對使用者來說是一個莫大的歡喜。