什么是差速器：差速器相当于一个扭矩分配器，将输入扭矩一分为二，传递给左右两个驱动半轴，并允许两个半轴以不同速率旋转。

　　差速器的作用：车辆转弯时，内侧车轮走的弧线会比外侧短。为弥补差距，我们就希望内侧轮子转得慢些，外侧转得快些。

　　差速器的作用：差速器能使同一驱动桥的两个车轮，以不同的速率旋转(即允许其产生转速差)。

　　下面我们对差速器的发展和结构进行简单的剖析：

　　1、 开放式差速器

　　图1典型的差速器结构图

　　1-轴承;2和8-差速器壳;3和5-调整垫片;6-行星齿轮;

　　7-从动锥齿轮;4-半轴齿轮;9-行星齿轮轴;

　　开放式差速器最为常用，其能向左右两驱动半轴分配同等大小的扭矩。车辆直线行驶时，左右车轮受力相等，两半轴齿轮不存在转速差，所以行星齿轮不发生自转，主减速器从动齿圈相当于直接驱动两半轴齿轮。半轴齿轮通过驱动半轴与车轮相连，因此实质上经过一系列动力传递过程后，车轮得到了和主减速器从动齿圈相同的转速。车辆转弯时，外侧车轮希望能够获得比内侧车轮更高的转速，此时行星齿轮介入，在维持扭矩传递的同时允许两半轴齿轮出现轻微的转速差。

　　如果一侧的半轴齿轮相对另一侧静止不动，那么输入差速器的所有动力都将被分配给阻力较小的车轮上。这就是为何当车子一侧车轮在冰面上，另一侧在附着力良好的路面上时大脚加油，冰面一侧的车轮拼命打滑，而附着力良好的路面上的车轮却纹丝不动的原因。此时车辆根本动弹不得，因为引擎所有的动力都被输送到了阻力最小的——即处在冰面上的那个车轮上。车辆丧失了驱动能力。

　　对于水田型轮式拖拉机的农用车来说，水田作业工作环境是非常恶劣的，在作业工程中，泥泞的地下有以前留下的深车辙，高低不平的高台和深坑，这都是让车辆抛锚的重大隐患。如何改变这一状态?首先工作环境是无法改变的，我们只能从机械机构出发解决这一问题，那就是差速器。“差速不差扭”是普通差速器的弊端，是导致车辆无法获得所需驱动力的元凶。在这里，我们要设计一款限滑差速器，让车辆获得所需的驱动力，驱动车辆正常前进。

　　2、 限滑差速器

　　限滑差速器的设计原理也分为多种，比如托森扭力感应式，摩擦离合片式，螺旋齿轮啮合式等，在很多书籍杂志上均有介绍，这里不再累述。

　　作为用户，最为关心的就是：一个是达到的脱困的效果，另一个就是价格便宜和保养方便。因此，我们设计了一款“圆柱螺旋齿式限滑差速器”。

　　拥有固定扭矩分配比的圆柱螺旋齿轮机构决定扭矩的分配率，齿轮机构发生扭矩锁紧时自动分配左右动力输出。比如一个扭矩分配比为2.5:1的差速器能够将扭矩放大2.5倍传递给驱动桥上抓地力更大的那个驱动轮。但其缺点在于，若某一驱动轮突然失去牵引力，另一个车轮也将彻底失去牵引力。

        螺旋齿轮差速器限滑的原理：就是当某一侧车轮发生打滑现象的时候，由于螺旋齿轮的啮合方向，会让这些在壳体内悬浮的齿轮向外发力，与壳体之间形成摩擦，每个零件处产生的滑动摩擦产生了差动限制力，从而起到限滑的作用。而当正常驾驶的时候他们仍然起到行星齿轮一样的差速作用。

　　图3 齿轮端面处的摩擦

　　图4 孔摩擦

　　产品结构：

       该圆柱螺旋齿式限滑差速器由三组齿轮同一公转轴线平均布置。在左右两侧，每个行星齿轮分别和各自的输出太阳轮啮合，每对行星齿轮在中间部位相互啮合，同时，两个太阳轮之间是有间隙的，不和对面的行星齿轮啮合。

　　3、 产品试验

　　3.1 整车试验

　　试验现场，本产品安装在70马力轮式的前驱动桥中，前桥一侧驱动轮置于一个泥坑中，进行整车脱困试验;试验车2台，一台安装普通差速器，另一台安装圆柱螺旋齿式限滑差速器，试验过程中，安装普通差速器的试验车置于泥坑中的车轮出现打滑，另一侧车轮丧失驱动力，整车无法摆脱困境;而安装圆柱螺旋齿式限滑差速器的试验车在相同工况下，试验车顺利的摆脱困境，从泥坑中开出来。

　　图6 人工泥坑

　　图7 安装限滑差速器试验车脱困试验

　　3.2 台架试验

　　3.2.1磨合试验

　　3.2.2性能试验

　　3.2.3可靠性试验

　　按照Q/12 TH 5140-2012试验标准和试验任务书要求，完成磨合试验后，进入正式试验流程，试验共计完成12000次循环，在试验过程中每完成2400次循环后要进行性能检测。

　　图8 12000次可靠性试验后性能曲线图

　　通过上述试验表明，产品可靠性满足要求，性能符合设计要求，整车具有一定的脱困能力。

　　4、 小结

　　安装限滑差速器的车辆，在轮胎与地面附着力较差的情况下能够有效地提高整车的驱动力，提高农机车在水田里的工作效率，这对使用者来说是一个莫大的欢喜。