非对称式行星齿轮分动器

非对称式行星齿轮分动器%刘志东!孟#刚!兰州师范高等专科学校 工学系 甘肃 兰州#L*L#摘#要!阐述传统分动器的不足之处 以奔驰车为例 详细介绍带有差速功能的非对称式行星齿轮分动器的特点$工作原理$扭矩分配特性$差速特性及在特殊行驶条件下的使用%关键词!差速功能&非对称式&行星齿轮&分动器中图分类号!80!*)C.)#文献标识码!&#文章编号!L$.!.)#)$*.$)&#问题的提出越野汽车上 为了将变速器输出的动力分配到各驱动桥均装有分动器%分动器的基本结构也是!个齿轮传动系统%为了增加传动系的最大传动比和档数 绝大多数越野车都装用两档分动器 使之兼起副变速器的作用%装有上述传统分动器形式的汽车 当用全部车轮驱动行驶于不平路面或弯道上时 或在前后驱动轮由于轮胎磨损而半径不等的情况下行驶时 将引起发动机功率消耗$轮胎及传动零件磨损%另外 传统越野车的分动器是将扭矩平均分配给各个驱动桥的%而前桥的轴负荷一般小于后桥的轴负荷因此 在汽车行驶阻力较大的情况下 前桥车轮的滑转趋势高于后桥车轮的滑转趋势%一旦前桥车轮发生滑转 由于轴间差速器的作用 后桥车轮将停止转动 从而不能充分利用后桥车轮与地面间的附着条件 影响了汽车的通过性!(%因此 为克服这些缺点 并将扭矩能大体根据轴负荷比例分配给各驱动桥 在龙尼克)L)M M型汽车*(及德国进口的奔驰)M)M型和!+)M型等汽车上 采用了一种非对称式行星齿轮分动器%该分动器既合理地向前后桥分配了扭矩 又起到了轴间差速器的作用%其箱体与变速器的箱体装在一起结构十分紧凑 与变速器一起同时完成了变速$分动$扭矩合理分配$差速各项任务 中间又省去了万向传动装置联结%#非对称式行星齿轮分动器的工作原理图!#分动器传动示意图!C前桥传动法兰#)C行星架#*C传动齿轮#.C齿圈#C行星齿轮MC太阳轮#LC后桥传动法兰#该分动器的工作原理如图!所示%太阳轮M与前桥传动法兰!相连 即向前桥传递动力&传动齿轮*与行星架)为一个整体 为动力输入元件%变速器的动力经传动齿轮*传给行星架)由行星架带动行星齿轮#绕太阳轮M公转 而同时带动太阳轮M和齿圈.旋转 再通过法兰!和法兰L将动力分别向前桥和后桥传递)*(%(#非对称式行星齿轮分动器的工作特性(C&#扭矩分配特性如图!所示 设行星架)的角速度为1;太阳轮M!前桥传动轴#的角速度为1G 齿圈.!后桥传动轴#的角速度为1太阳轮和齿圈的传动半径分别为0G和0 行星齿轮#的传动半径为0W%0We!*)!0$0G#!#在汽车直线行驶而没有差速时 行星齿轮#仅有公转而不自转 及行星齿轮的角速度1We 此时1Ge1e1;#太阳轮和齿圈与行星轮的啮合部位的线速度分别为+ZGe1G0Ge1;0G#Ze10e1;0图)#作用于行星齿轮上的力#由于行星齿轮不自转 因此它与太阳轮和齿圈的)个啮合部位所受到的力必然相等%可以根据如图)所示的行星轮所受力示意图和行星齿轮的平衡条件求得.(+即#7Ge7#和7Ge7e!*)7式中+7为行星架传给行星齿轮中心的力&7G为太阳轮作用与行星轮上的力&7为齿圈作用与行星齿轮上的力%设行星架上总的驱动力矩为 并考虑到式!#则7!0Gf0W#因为0We!*)!0$0G#故+7!0Gf!*)0$!*)0G#e!*)7!0Gf0#即7e)*!0Gf0#因此 分配给前$后桥传动轴的扭矩分别为+Ge7G0Ge!*)7 0Ge0G*!0Gf0#(,.*,:;!-#(;)#=.#机械研究与应用/%01(2%1 34 5 14%0 6 1 7 7 3 2%18 2 9(#第!-卷#第)期)#年.月%收稿日期!).$!$!L作者简介!刘志东!+M)$#男 吉林长白山人 副教授 从事机电数控方面教学工作%!NG#NGfN$%#)$e70e!)7 0e!0#0Gf0$%!N#NGfN$%#*$式中&NGN为分别为太阳轮和齿圈的齿数(G为前桥传动轴的扭矩(为后桥传动轴的扭矩)已知奔驰)M)M型和!+)M型汽车上NGe.)NeL M 代入上式可得G!.)#.)HL M$%=*#M!L M#.)HL M$%*+5 8W*+2)8#L*L!),+*$#=;/7.-/&8 K RG S F U J RR b G F U G F R W F K RQ U W G Q a G O F G Z R W;X F S G Q U F U;O G ;V R S F S G O W X R S WG O Q U O F S;Q N J R W U OQ R F G U F K R J K G S G J F R S U W F U J W;XN O=W DD R F S U J G J K G U OZ R G S W;V R S F S G O W X R S WV U F KF K R X N O J F U;O;XQ U X X R S R O F U G W R R QF K R;R S G F U O Z S U O J U R WF K R F;S d N R F S G O W X R SF K RQ U X X R S R O F U G W R R QJ K G S G J F R S U W F U J WG O QF K RN W R W;XV K U J KN O Q R SW R J U G 3 6?0 7 9;&Q U X X R S R O F U G X N O J F U;O(G W DD R F S(J K G U OZ R G S(;V R S F S G O W X R S+#*+第!-卷#第)期)#年.月#机械研究与应用/%01(2%1 34 5 14%0 6 1 7 7 3 2%18 2 9(#:;!-#(;)#=.