1．2工作原理
  
   車(chē)輛直線行駛時(shí)．動(dòng)力由差速器殼通過(guò)滑塊帶動(dòng)左右差速輪旋轉(zhuǎn)，并且在摩擦力作用下滑塊與羞速器殼之間也無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，三者轉(zhuǎn)速相等。
  
   轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)．由于兩驅(qū)動(dòng)輪遇到的阻力不同，使得左右差速輪也產(chǎn)生轉(zhuǎn)速差。此時(shí)，滑塊除帶動(dòng)兩差速輪轉(zhuǎn)動(dòng)外，還在差速器殼內(nèi)孔表面的軸向槽內(nèi)軸向移動(dòng)，但由于碟形彈簧的軸向壓力作用，差速輪的螺旋面始終與滑塊的螺旋面嚙合．并且兩者之間存在相對(duì)滑動(dòng)。由于滑塊與左右差速輪產(chǎn)生的摩擦轉(zhuǎn)矩作用，使慢轉(zhuǎn)差速輪可以得到比快轉(zhuǎn)差速輪更大的轉(zhuǎn)矩。
  
   軸向滑塊凸輪式差速器的鎖緊系數(shù)與凸輪表面的摩擦系數(shù)和傾角有關(guān)，正是利用了滑塊與差速輪問(wèn)產(chǎn)生的較大數(shù)值的內(nèi)摩擦轉(zhuǎn)矩，才使得該差速器的鎖緊系數(shù)較大，成為一種高摩擦自鎖式差速器。
  

   2仿真與分析
  
   2．1運(yùn)動(dòng)仿真概述
  
   現(xiàn)代科學(xué)研究、生產(chǎn)開(kāi)發(fā)、社會(huì)工程、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中涉及的許多項(xiàng)目，都有一定的規(guī)模和復(fù)雜度。在進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)和規(guī)劃時(shí)，往往需要對(duì)項(xiàng)目的合理性、經(jīng)濟(jì)性等品質(zhì)加以評(píng)價(jià)；在項(xiàng)目實(shí)際運(yùn)行前，也希望對(duì)項(xiàng)目的實(shí)施結(jié)果加以預(yù)測(cè)，以便選擇正確、高效的運(yùn)行策略或提前糾正該項(xiàng)目設(shè)計(jì)中的缺陷，最大限度地提高實(shí)際系統(tǒng)的運(yùn)行水平。采用仿真技術(shù)町以省時(shí)、省力．省錢(qián)地達(dá)到下述目的。
  
   計(jì)算機(jī)仿真的顯著特點(diǎn)是：它是一種在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行試驗(yàn)的方法，試驗(yàn)所依賴的是實(shí)際產(chǎn)品抽象出來(lái)的仿真模型。由于這一特點(diǎn)，計(jì)算機(jī)仿真給出的是由試驗(yàn)選出的較優(yōu)解，而不像數(shù)學(xué)分析方法那樣給出問(wèn)題確定性的最優(yōu)解。
  
   2．2仿真設(shè)置
  
   基于COSMOS/MOTION軟件的動(dòng)態(tài)仿真，可以依據(jù)如圖6所示的基本步驟進(jìn)行。為了達(dá)到仿真與實(shí)際情況盡最大可能相符，在差速輪與滑塊、滑塊與差速器殼、差速輪與差速器殼之間分別添加了摩擦，并設(shè)置差速器各零部件間的工作條件為潤(rùn)滑，為各個(gè)零件設(shè)置密度和質(zhì)量。
  
   車(chē)輛轉(zhuǎn)彎時(shí)，由于地面施加給內(nèi)外側(cè)車(chē)輪的摩擦力不一樣，所以兩輪上的反轉(zhuǎn)矩也不相等。在仿真中給兩輪沒(méi)定不同的反轉(zhuǎn)矩值，根據(jù)車(chē)輛的正常行駛速度及差速器的額定載荷，配有該差速器的車(chē)輛最高行駛速度約為50 km／h，車(chē)輪直徑為800 mm，最大驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩為140 N·m，因此，設(shè)定差速器殼(即滑塊)的角速度為ω0=2 000(°)／s，在30～140 N·m范圍內(nèi)，給兩差速輪設(shè)置了多組合反轉(zhuǎn)矩值進(jìn)行仿真模擬。
  
   2．3仿真結(jié)果分析
  
   在仿真過(guò)程中，選取發(fā)動(dòng)機(jī)排量為500 mL，差速輪(滑塊)螺旋面螺距分別為84 mm和120 mm兩組不同規(guī)格的差速器進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真。為區(qū)分左右兩側(cè)差速輪，分別取名為輪l，輪2。仿真中發(fā)現(xiàn)．當(dāng)合反轉(zhuǎn)矩及反轉(zhuǎn)矩差不同時(shí)，差速器既有正常差速，也有反轉(zhuǎn)等非正常差速，還有差速不明顯或相當(dāng)于直線行駛狀態(tài)的不差速。所謂反轉(zhuǎn)，就是添加較大反轉(zhuǎn)矩的差速輪旋轉(zhuǎn)方向與差速器殼的旋轉(zhuǎn)方向相反，即不正常結(jié)果。
  
   2．3．1 發(fā)動(dòng)機(jī)排量為500 mL．螺距為84 mm時(shí)的仿真與分析在30～140 N·m范圍內(nèi)，各組合反轉(zhuǎn)矩下的仿真統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1所示。
  

   由表l看出，當(dāng)合反轉(zhuǎn)矩在50～110 N·m范圍內(nèi)，反轉(zhuǎn)矩差≤24 N·m時(shí)，差速器在各合反轉(zhuǎn)矩下基本卜都能正常差速運(yùn)行。圖7是兩輪的合反轉(zhuǎn)矩為100 N·m時(shí)差速輪的角速度曲線，其中圖7a、圖7b添加的反轉(zhuǎn)矩分別為60 N·m和40 N·m。
  

   由圖7可以看出，輪l的角速度在1 995(°)／s上下波動(dòng)，而輪2的角速度在2 005(°)／s上下波動(dòng)。在ExceI中輸出O．30～O．50 s范圍內(nèi)兩差速輪的角速度值．并計(jì)算其平均角速度得：ω1=l 994．472(°)／s，ω2=2005．488(°)／8，其平均值為l 999．98(°)／s。因此，可以認(rèn)為，當(dāng)兩輪的合反轉(zhuǎn)矩為100 N·m，且轉(zhuǎn)矩差為20 N·m時(shí)，能夠正常差速，并且ω1+ω2=2ω0。
  
   2)合反轉(zhuǎn)矩對(duì)差速效果的影響
  
   仿真中發(fā)現(xiàn)，如果差速輪合反轉(zhuǎn)矩降低到40 N·m時(shí)，差速就不明顯了。圖8是兩輪的合反轉(zhuǎn)矩為40 N·m時(shí)差速輪的角速度曲線，其中圖8a、圖8b添加的反轉(zhuǎn)矩分別為30 N·m和lO N·m。由圖8可以看出，兩差速輪的角速度均在2 O00(°)／s上下波動(dòng)；輸出兩輪的角速度值后，所求得的各差速輪的平均角速度與滑塊角速度的差值均不超過(guò)O．1％。因此，可認(rèn)為當(dāng)兩差速輪合反轉(zhuǎn)矩減小到40 N·m時(shí)．差速器基本上就不再差速了，而足以直線狀態(tài)運(yùn)行。