非圆面齿轮限滑差速器的设计方法与锁紧特性

文中提出了一种基于非圆面齿轮的新型变传动比差速器,具有互换性好、容错性能强的突出优势,针对该差速器的构型设计与转矩分配特性展开研究。在阐明非圆面齿轮传动机理的基础上,给出了非圆面齿轮的传动比函数与齿数配比方法;结合非圆面齿轮的传动特性和变传动比差速器的机构原理,给出了非圆面齿轮差速器的构型设计方法,并推导出非圆面齿轮差速器锁紧系数表达式,仿真结果表明:增大非圆面齿轮的偏心距有利于提高非圆面齿轮差速器锁紧系数,但考虑非圆面齿轮差速器的体积及轮齿缺陷,需要对非圆面齿轮差速器偏心距进行限制;最后,根据非圆面齿轮设计方法完成了样机研制,测得实际锁紧系数为2.32,与理论计算结果基本吻合。

非圆面齿轮差速器的构型原理与动态防滑机制

针对变传动比差速器核心元件制造难度大、动态限滑机制不明确的问题,提出一种基于非圆面齿轮的新型变传动比差速器,并针对该差速器的构型原理与动态防滑机制展开研究。在阐明圆柱齿轮与非圆面齿轮的传动原理的基础上,给出非圆面齿轮差速器的构型原理;针对单侧驱动车轮打滑,整车陷入困境的工况,根据机构旋转法得到非圆面齿轮差速器的运动学表达式,利用高等动力学理论,构建非圆面齿轮差速器各构件的力学平衡方程,推导出整车牵引力公式,进而建立非圆面齿轮差速器驱动下整车水平移动的动力学模型;通过试验和仿真相结合的方法,对差速器在两驱动轮上的扭矩分配,动态牵引力变化以及整车的脱困行为进行研究,结果表明:非圆面齿轮差速器使单侧打滑车轮产生周期惯性扭矩,有利于提升车辆的最大牵引力,它是变传动比差速器动态防滑的根本原因;增加差速器输入转速,能够有效提升车辆脱困的平均速度,同时对车辆产生的柔性冲击幅值也会增大,研究结果为变传动比差速器的设计提供一定的理论依据。