柴油動力微型客車設計(后橋設計)(含CAD圖紙)
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外文翻譯
差速器
大多數(shù)汽車都有一個標準的或非限滑差速器。(限滑差速器花費的費用比較多,而且在大多數(shù)正常行駛條件下是非必須的。)正如我們提到的,差速器必須在過彎時將功率不等分開。和變速器一樣,差速器有很多齒輪和零部件。
10.1主減速器
設想一根軸炒一個方向旋轉,該軸驅動另一根與第一軸呈90度的夾角的軸。每一個都有45度角的齒,嚙合這兩個齒輪。每一根軸上都帶有一個齒輪。組合到一起,這兩個齒輪就形成了90度角的方向的改變。如圖10-1.帶有這樣角度齒的齒輪被稱為錐齒輪,因為他們呈錐形或是被切成錐形的角度。
當一根驅動軸需要驅動另一根軸時,如圖10-1中的錐齒輪工作效果是非常好的。但是在主減速器總成中,兩根半軸必須被驅動。(一根半軸驅動一個驅動輪)然后一個錐齒輪中心就要有一個孔,可以使其中一個半軸能夠穿過去。在半軸上的這個大的環(huán)形齒輪被稱為齒圈。圖10-1.
主減速器總成也提供齒輪減速,所以驅動輪會比驅動軸旋轉的更慢。主減速器比因發(fā)動機尺寸和功率,發(fā)動機扭矩和汽車尺寸重量的不同而不同。通常情況下,大多數(shù)的主減速器比有2.5:1到3.5:1.因此驅動輪以驅動軸轉速的三分之一旋轉。(如果驅動軸的轉速為3000rpm,那么驅動輪的轉速就是1000rpm)為了得到足夠的減速,主減速器中的驅動齒輪必須要比被齒圈足夠小。因此主動小齒輪必須轉好幾圈,齒圈才會轉一圈。驅動齒輪被稱為主動小齒輪。圖10-1。驅動軸驅動主動小齒輪,主動小齒輪帶動齒圈和半軸旋轉。如果錐齒輪的齒是曲線型的,主動小齒輪和齒圈的嚙合會更容易更快速?,F(xiàn)在我們可以參考螺旋錐齒輪。圖10-2展示了螺旋錐齒輪的設計。
螺旋錐齒輪已經(jīng)被運用了好多年。然而另一種布置形式可以讓傳動軸和底盤更低一些。研究圖10-2.如果主動小齒輪中心線延伸到后面,它將穿過齒圈的中心。齒圈的一半處于中心線以上,另一半處于中心線一下。新的布置形式把主動小齒輪放置在齒圈上更低的位置嚙合。因此中心線不再相交。盡管驅動軸直接連接著主動齒輪,但是驅動輪可以更低。發(fā)動機前置后輪驅動的車輛利用準雙曲面齒輪使用這種布置形式。
10.2差速器系統(tǒng)
只要驅動輪以相同的轉速旋轉時,主減速器工作的就很好。然而這種系統(tǒng)不具備不同車輪的不同轉速比。如我們之前提到的,差速器系統(tǒng)可以允許車輪以不同轉速旋轉。這個齒輪系統(tǒng)是主減速器總成的核心系統(tǒng)。
差速器系統(tǒng)有一個差速器殼,圖10-3.這個差速器殼體包含著差速器的齒輪。齒圈用螺栓與殼體一側的法蘭盤連接。當主動輪驅動齒圈時,差速器殼體也跟著旋轉。殼體有可以讓半軸配合的中心孔。因此半軸的內(nèi)端在殼體內(nèi)部。在半軸的末端,有一個稱為半軸齒輪或差速器齒輪的錐齒輪。事實上,半軸齒輪帶動半軸旋轉,半軸齒輪旋轉,半軸就旋轉。
在兩個半軸齒輪之間,有一部分空間,一根軸在這部分空間里與半軸正好垂直。這跟軸被稱為行星齒輪軸。行星齒輪軸的每個末端都有一個錐齒輪,與兩側半軸齒輪相嚙合,我們把這些齒輪叫做行星齒輪。
不要混淆這兩個小齒輪,如以上所述,傳動軸帶動主動齒輪旋轉。這個主動齒輪就是主動小齒輪,另外一個齒輪就是行星小齒輪,它與兩側半軸末端的半軸齒輪嚙合。
觀看圖10-4的差速器系統(tǒng)。差速器的零部件在差速器殼體中形成一個矩形的形狀。半軸齒輪平行于驅動輪。行星齒輪正交與半軸齒輪和驅動輪。半軸齒輪與兩個行星齒輪嚙合。如上面提到的,每一側的半軸齒輪帶動一個半軸。但是,行星齒輪不會帶動行星齒輪軸旋轉。一個行星齒輪軸鎖緊螺母使行星齒輪軸完全固定。行星齒輪在行星齒輪軸的額末端,既能旋轉也能靜止不動。
10-3差速器系統(tǒng)是如何工作的
參考圖10-5.正常情況下,前輪驅動的,傳動軸驅動主動小齒輪,帶動齒圈。因為齒圈用螺栓固定在差速器殼體上,齒圈就帶動整個差速器殼體旋轉。由于行星齒輪軸固定在差速器殼體上,他就和殼體一起旋轉,行星齒輪也隨著行星齒輪軸一遍一遍的轉動,行星齒輪推著半軸齒輪旋轉,之后半軸齒輪就會旋轉起來。因為半軸和半軸齒輪是一體的,所以半軸也旋轉。
當汽車直線前進行駛時,驅動輪具有相同的牽引力。在行星齒輪上的力是相等的,而且行星齒輪不會隨著行星齒輪軸旋轉。相反,行星齒輪就像被鎖止在行星齒輪軸上一樣。此時兩側半軸齒輪和半軸以相同的速度運轉。功率輸出通過主動小齒輪、齒圈、殼體、行星齒輪軸到行星齒輪,然后功率平均的分配到半軸齒輪、半軸和驅動輪。
當汽車轉彎時,功率到達行星齒輪不再平均的分配到兩半軸齒輪,內(nèi)側驅動輪和半軸運轉較慢。圖10-6結果行星齒輪開始繞著行星齒輪軸旋轉。行星齒輪的旋轉使外側半軸齒輪加速。然后外側車輪就會比內(nèi)側車輪運轉的更快些。
行星齒輪就像是一個平衡桿一樣,他們可以等分負載到兩側半軸齒輪,也可以使半軸齒輪和半軸以不同的速度運轉。當然,差速器殼和齒圈仍然是以相同的速度旋轉。但是半軸則不再以相同的速度運轉。例如,當內(nèi)側半軸變慢時,外側半軸就會加速,實現(xiàn)差速。
在光滑的路面上,一個輪子可能沒有沒有牽引力而空轉,功率,像電一樣,阻力最小。如果一個車輪沒有牽引力,功率就會流逝到這個車輪,另一個車輪就會靜止。功率會從行星齒輪軸通過行星齒輪只會傳到一側半軸齒輪,因為另一側半軸齒輪是靜止的。在這時,差速器殼仍然會保持周而復始的旋轉,該側半軸將會以兩倍差速器殼體的速度運轉,同時,另一側半軸不再旋轉。
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