分析了純電動(dòng)乘用車差速器總成的結(jié)構(gòu)，商用車差速器和乘用車差速器的區(qū)別，差速器總成的的裝配工藝流程，錐齒輪軸向間隙的檢測(cè)方法，為批量生產(chǎn)在線檢測(cè)提供了一種快速可靠的解決方案。

　　差速器是純電動(dòng)乘用車的核心部件，提升差速器的質(zhì)量，有利于提高整車效率、降低噪聲。

        一、差速器結(jié)構(gòu)分析

　　純電動(dòng)乘用車差速器結(jié)構(gòu)

　　純電動(dòng)乘用車差速器結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　純電動(dòng)乘用車差速器結(jié)構(gòu)緊湊，其動(dòng)力傳動(dòng)由電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速器進(jìn)入差速器殼體，驅(qū)動(dòng)半軸齒輪，不差速時(shí)，行星齒輪軸和行星齒輪形成一個(gè)整體，由其帶動(dòng)半軸齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，再由半軸齒輪帶動(dòng)左、右半軸，分別驅(qū)動(dòng)左、右車輪。差速時(shí)，行星齒輪與半軸齒輪有相互轉(zhuǎn)動(dòng)。

　　差速器的設(shè)計(jì)要求滿足：左半軸轉(zhuǎn)速+右半軸轉(zhuǎn)速 =2×行星輪架轉(zhuǎn)速。當(dāng)汽車直行時(shí)，左、右車輪與行星輪架三者的轉(zhuǎn)速相等處于平衡狀態(tài)，而在汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)三者平衡狀態(tài)被破壞，導(dǎo)致內(nèi)側(cè)輪轉(zhuǎn)速減小，外側(cè)輪轉(zhuǎn)速增加。

　　商用車差速器的結(jié)構(gòu)

　　商用車差速器與乘用車差速器的結(jié)構(gòu)基本一致，都是由差速器殼體、行星齒輪軸、行星齒輪、行星齒輪墊片、半軸齒輪及半軸齒輪墊片組成，如圖2所示。

　　1、12—殼體 2、11—半軸齒輪墊片 3、10—半軸齒輪 4、7、13 、15—行星齒輪 5、8、14、16—行星齒輪墊片 6、9、17—行星齒輪軸

　　純電動(dòng)乘用車與商用車差速器的差別

　　由于商用車載荷比乘用車大，所以差速器的結(jié)構(gòu)有明顯不同：

　　1)商用車差速器殼體是分體式的，裝配工藝性好。而乘用車差速器的殼體是整體式的，裝配工藝性差。

　　2)由于商用車差殼是分體式的，方便測(cè)量行星齒輪和半軸齒輪的齒側(cè)間隙。而乘用車差速器無法測(cè)量行星齒輪和半軸齒輪的尺側(cè)間隙。

　　3)行星齒輪數(shù)量不一樣。商用車差速器一般是4個(gè)行星輪，而乘用車差速器一般是2個(gè)行星輪。商用車差速器4個(gè)行星輪的節(jié)圓形成一個(gè)平面，半軸齒輪與行星輪接觸時(shí)，比較平穩(wěn)，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)沖擊比較小。而乘用車差速器只有2個(gè)行星齒輪，不能形成一個(gè)節(jié)圓平面，半軸齒輪與行星齒輪接觸時(shí)擺動(dòng)比較大，沖擊也比較大。因此，乘用車差速器零件精度比商用車的要求高。

　　4)由于行星齒輪數(shù)量不同，行星軸結(jié)構(gòu)也不一樣。商用車差速器的行星軸一般是十字形的，有整體十字結(jié)構(gòu)和可拆分十字結(jié)構(gòu)，本文圖中的十字軸就是可拆分十字結(jié)構(gòu)。

        二、純電動(dòng)乘用車差速器對(duì)整車性能的影響

　　純電動(dòng)乘用車差速器作為純電動(dòng)乘用車傳動(dòng)系統(tǒng)的重要組成部件之一，能夠保證汽車轉(zhuǎn)彎過程的內(nèi)/外輪速度差與動(dòng)力扭矩的傳遞，直接影響著車輛行駛的功能可靠性和舒適性。而差速器異常噪聲問題影響駕駛?cè)说鸟{車體驗(yàn)和身心健康，隨著當(dāng)前市場(chǎng)用戶對(duì)車輛質(zhì)量水平和NVH性能的要求越來越高，對(duì)于純電動(dòng)汽車差速器運(yùn)行噪聲水平控制和先期故障模式識(shí)別的研究工作就顯得非常重要。

        三、純電動(dòng)乘用車差速器的裝配流程

　　純電動(dòng)乘用車差速器生產(chǎn)批量大，工廠在裝配過程中，一般都采用自動(dòng)線裝配，既保證了生產(chǎn)效率，也提高了產(chǎn)品質(zhì)量。純電動(dòng)乘用車減速器差速器的裝配流程為：裝配半軸齒輪及墊片;裝配行星齒輪及墊片;裝配行星齒輪軸;半軸齒輪軸向間隙測(cè)量;判斷，間隙合格則進(jìn)行后續(xù)零部件加工，間隙不合格則返工。

　　為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，裝配線上，每臺(tái)純電動(dòng)乘用車差速器都要檢測(cè)半軸齒輪的軸向間隙，差速器兩端的半軸齒輪軸向間隙都要檢測(cè)，而且兩端差值要求控制在 ±0.02mm以內(nèi)。由于純電動(dòng)乘用車減速器差速器殼體結(jié)構(gòu)特殊，檢測(cè)不方便。樣件和小批量生產(chǎn)時(shí)，一般采用手工檢測(cè)。

　　手工檢測(cè)普遍存在以下問題：

　　1)手工檢測(cè)速度慢，需要手動(dòng)旋轉(zhuǎn)半軸齒輪，并往一個(gè)方向?qū)胼S齒輪壓住。檢測(cè)了一端的軸向間隙，還要將差速器倒過來再檢測(cè)另一端的軸向間隙。操作復(fù)雜，效率低。

　　2)檢測(cè)的軸向間隙不準(zhǔn)確，不同的人檢測(cè)數(shù)據(jù)不一致，而且同一個(gè)人，多次檢測(cè)的結(jié)果也相差很大。

       四、純電動(dòng)乘用車差速器裝配的要求

　　為了保證差速器的強(qiáng)度，降低噪聲，保證整車的舒適性，裝配純電動(dòng)乘用車差速器，一般要保證：

　　1)用手觸摸零件各處應(yīng)無毛刺，目測(cè)齒輪應(yīng)無磕碰、凸起、凹坑及裂紋等缺陷。

　　2)半軸齒輪和行星齒輪的法向間隙Ln= 0.05～ 0.2mm，變動(dòng)量控制在0～0.05mm。

　　3)接觸區(qū)，齒長(zhǎng)方向：接觸區(qū)居于齒長(zhǎng)方向離小頭距離為齒長(zhǎng)的10%處;齒高方向：位于齒高中部。

　　由于純電動(dòng)乘用車差速器的殼體是一體式的，裝配好差速器總成后檢查接觸區(qū)和法向間隙，非常不方便。只能通過控制零件相關(guān)尺寸，來控制行星齒輪的理論安裝距，進(jìn)而控制半軸齒輪和行星齒輪的接觸區(qū)位置和長(zhǎng)度。再通過檢測(cè)半軸齒輪的軸向間隙，間接控制半軸齒輪和行星齒輪的法向間隙。

       五、純電動(dòng)乘用車差速器錐齒輪軸向間隙的在線控制

　　純電動(dòng)乘用車差速器軸向間隙的定義

　　純電動(dòng)乘用車差速器軸向間隙是當(dāng)半軸齒輪處于差速器殼體最上端，和當(dāng)半軸齒輪處于與行星齒輪接觸最低點(diǎn)之間的距離。當(dāng)半軸齒輪處于差速器殼體最上端時(shí)，半軸齒輪端面與差速器殼體端面貼合。

　　純電動(dòng)乘用車差速器軸向間隙的控制

　　大批量生產(chǎn)中，為了實(shí)現(xiàn)高效、快速、可靠的檢測(cè)，特設(shè)計(jì)如圖4所示的控制裝置。

　　1)C、F是檢測(cè)軸，檢測(cè)軸連接在設(shè)備主軸上。

　　2)D、E是圓孔賬套，且固定在檢測(cè)軸上。

　　通過G面將純電動(dòng)乘用車差速器固定在檢測(cè)臺(tái)上，C、F檢測(cè)軸帶著D、E圓孔漲套插入半軸齒輪花鍵孔，通過拉桿將賬套拉開，將兩個(gè)半軸齒輪漲緊固定在檢測(cè)軸上。檢測(cè)純電動(dòng)乘用車差速器軸向間隙時(shí)，起動(dòng)檢測(cè)軸，轉(zhuǎn)速為20～30r/min，同時(shí)，檢測(cè)軸沿著軸向運(yùn)動(dòng)，將半軸齒輪拉向殼體，當(dāng)半軸齒輪A面與殼體B面貼合在一起時(shí)，檢測(cè)軸停止，檢測(cè)裝置記錄數(shù)據(jù)M₁。然后，檢測(cè)軸往行星齒輪方向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)接觸到行星齒輪并且不能再移動(dòng)的時(shí)候，旋轉(zhuǎn)檢測(cè)軸，連續(xù)記錄數(shù)據(jù)，采集距離最大的數(shù)據(jù)，記錄為M₂，則實(shí)際的半軸齒輪軸向間隙為

　　需要注意的是，由于齒輪和殼體等零件的制造誤差，將影響M₂值，不同的齒輪嚙合位置，M₂值不一樣，為了取得最大M₂值，需要測(cè)量軸轉(zhuǎn)動(dòng)至少轉(zhuǎn)數(shù)

　　式中 Z₁——半軸齒輪齒數(shù);

　　Z₂——行星齒輪齒數(shù)。

　　數(shù)據(jù)處理

　　(1)直齒錐齒輪齒側(cè)間隙和半軸齒輪軸向間隙的換算為了提高直齒錐齒輪的承載能力、降低嚙合噪聲，一般會(huì)對(duì)半軸齒輪和行星齒輪齒面修形，并且由于采用精鍛齒面工藝，熱處理后齒面變形，理論計(jì)算齒側(cè)間隙和半軸齒輪軸向間隙換算的結(jié)果，與實(shí)際數(shù)據(jù)相差比較大。生產(chǎn)中多采用下述方法進(jìn)行換算。

　　如圖5所示，將半軸齒輪和行星齒輪按理論安裝距安裝在錐齒輪滾動(dòng)檢查機(jī)上，然后用百分表來檢查齒側(cè)間隙。

　　檢測(cè)方法：先將半軸齒輪往行星齒輪方向移動(dòng)，直到齒側(cè)間隙為0，記錄位置為L(zhǎng)_i1;然后將半軸齒輪朝著遠(yuǎn)離行星齒輪的方向移動(dòng)，直到檢查的齒側(cè)間隙為設(shè)計(jì)要求的尺側(cè)間隙，這時(shí)記錄位置為L(zhǎng)_i2，則理論半軸齒輪軸向間隙

　　(2)純電動(dòng)乘用車差速器軸向間隙合格判定設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到制造誤差、熱處理變形、熱脹冷縮等因素對(duì)零件尺寸的影響，純電動(dòng)乘用車差速器軸向間隙給定一個(gè)區(qū)間值，即最大最小值，實(shí)物測(cè)量值，應(yīng)處在設(shè)計(jì)理論值的最大最小值范圍內(nèi)，即L_nmin<ΔL_i >L_nmax。

　　滿足以上條件，即可判定純電動(dòng)乘用車差速器軸向間隙合格。

　　參考文獻(xiàn)略.