差速器是車輛的重要組成部分，當在車輛在直線行駛過程中，起著傳遞轉矩和調整轉速的作用，在車輛轉彎或在不平路面上行駛時，能夠保證左右驅動車輪以不同的轉速轉動，這樣就可以保證兩側的驅動車輪運動狀態為純滾動。作為汽車零部件中一個較小的總成，把差速器單獨拿來進行設計、分析的比較少，通常都把它作為驅動橋設計的一部分，因此對它的設計方法及分析的相關研究一般都不夠詳細具體，對直齒圓錐齒輪的強度分析通常采用齒輪手冊中傳統的校核計算方法。但隨著現代新材料的不斷采用、齒輪加工工藝的迅速發展，尤其是齒輪精鍛技術的進步，相比傳統工藝加工的齒輪，現在差速器所采用的精鍛齒輪的尺寸更小，而強度更高，所以傳統齒輪設計中采用的設計及校核方法顯得相對保守。
      為了更準確地對齒輪進行幾何設計和強度分析，能夠適應車輛輕量化、小型化的發展要求，使用先進的工具對齒輪相關參數的設計和強度分析顯得愈加重要。我們旨在通過自編軟件精確建立差速器錐齒輪的有限元模型，利用大型有限元軟件Hypemesh和ABAQUS模擬差速器行星齒輪和半軸齒輪的接觸和嚙合情況和受力分析，為研究結構緊湊體積較小的差速器提供一種方法。
      差速器主要起著消除由于左、右驅動車輪在運動學上的不協調的重要作用。差速器保證了汽車驅動橋兩側車輪在行程不等時能以相應的不同的轉速轉動，因此可以滿足車輛行駛過程中運動學的要求。差速器的結構形式有很多種，其中以普通對稱式圓錐行星齒輪差速器應用最為廣泛。對稱式行星齒輪差速器由差速器左、右殼體、半軸齒輪、行星齒輪(小型、微型汽車一般都采用2個，少數的車輛則是采用3個)、行星齒輪軸以及齒輪墊片等組成，其中，作為主要傳動部分的半軸齒輪和行星齒輪多為直齒圓錐齒輪。圓錐齒輪能夠傳遞任意兩相交軸間的運動和動力，其中，直齒圓錐齒輪作為圓錐齒輪中最簡單的一種，其節錐齒線為徑向直線形，輪齒走向沿圓錐母線方向，齒面節線通過節錐頂點，其齒長上各點的螺旋角都是零度，因此它的軸向力是各種齒線型錐齒輪中最小的。直齒圓錐齒輪的特點是便于制作，軸向力較小，支承系統簡單，甚至可以用滑動軸承，能夠減少較多的安裝空間。本研究中以裝載機干式驅動橋所采用的對稱式圓錐行星齒輪差速器為研究對象，對單個行星輪和半軸齒輪的嚙合及受力進行分析計算，并與傳統計算方法進行比較。
      直線行駛占車輛行駛工況的絕大多數，在這種情況下，對于車輛差速器錐齒輪副來說，車輛左右輪是等速或接近等速的。此時，行星齒輪只是起個等臂推力桿的作用，即行星齒輪的輪齒推動兩邊的半軸齒輪的輪齒，使行星齒輪與半軸齒輪共同繞半軸齒輪的軸線一起轉動，而兩者很少有相對轉動，只有左右車輪產生差速時，行星齒輪與半軸齒輪間才有相對轉動。由于只有當車輛轉彎或一邊打滑、滑轉時，差速齒輪才會有相對運動。本研究中以主要以直線行駛時的工況為研究進行展開分析。根據裝載機設計參數及要求，當取最大轉矩時，由下面公式可求得一個行星齒輪給予一個半軸齒輪的轉式中，M為主減速器從動齒輪的轉矩，分別按最大轉矩和平均計算轉矩進行計算;屯為差速器的轉矩分配系數，通常取0.55~0.6，在計算半軸齒輪的最大轉矩時是按地面最大附著力計算，因而此時取0.5，在計算平均轉矩時取0.6，h為差速器行星齒輪的數目，風為某個行星齒輪給予一個半軸齒輪的轉矩，在模擬行星齒輪和半軸齒輪擬合時將半軸齒輪完全約束，在行星齒輪上施加最大轉矩，通過ABAQUS計算求得齒輪齒面的接觸應力和齒根處的彎曲應力。

                                                                                  專業從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優化│技術服務與解決方案
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