什么是差速器：差速器相當于一個扭矩分配器,將輸入扭矩一分為二,傳遞給左右兩個驅動半軸，并允許兩個半軸以不同速率旋轉。
差速器的作用：車輛轉彎時，內側車輪走的弧線會比外側短。為彌補差距，我們就希望內側輪子轉得慢些，外側轉得快些。
差速器的作用：差速器能使同一驅動橋的兩個車輪，以不同的速率旋轉(即允許其產生轉速差)。
下面我們對差速器的發(fā)展和結構進行簡單的剖析：
◆1、 開放式差速器
圖1典型的差速器結構圖
1-軸承;2和8-差速器殼;3和5-調整墊片;6-行星齒輪;
7-從動錐齒輪;4-半軸齒輪;9-行星齒輪軸;
開放式差速器最為常用，其能向左右兩驅動半軸分配同等大小的扭矩。車輛直線行駛時，左右車輪受力相等，兩半軸齒輪不存在轉速差，所以行星齒輪不發(fā)生自轉，主減速器從動齒圈相當于直接驅動兩半軸齒輪。半軸齒輪通過驅動半軸與車輪相連，因此實質上經過一系列動力傳遞過程后，車輪得到了和主減速器從動齒圈相同的轉速。車輛轉彎時，外側車輪希望能夠獲得比內側車輪更高的轉速，此時行星齒輪介入，在維持扭矩傳遞的同時允許兩半軸齒輪出現(xiàn)輕微的轉速差。
如果一側的半軸齒輪相對另一側靜止不動，那么輸入差速器的所有動力都將被分配給阻力較小的車輪上。這就是為何當車子一側車輪在冰面上，另一側在附著力良好的路面上時大腳加油，冰面一側的車輪拼命打滑，而附著力良好的路面上的車輪卻紋絲不動的原因。此時車輛根本動彈不得，因為引擎所有的動力都被輸送到了阻力最小的——即處在冰面上的那個車輪上。車輛喪失了驅動能力。
對于水田型輪式拖拉機的農用車來說，水田作業(yè)工作環(huán)境是非常惡劣的，在作業(yè)工程中，泥濘的地下有以前留下的深車轍，高低不平的高臺和深坑，這都是讓車輛拋錨的重大隱患。如何改變這一狀態(tài)?首先工作環(huán)境是無法改變的，我們只能從機械機構出發(fā)解決這一問題，那就是差速器。“差速不差扭”是普通差速器的弊端，是導致車輛無法獲得所需驅動力的元兇。在這里，我們要設計一款限滑差速器，讓車輛獲得所需的驅動力，驅動車輛正常前進。
◆2、 限滑差速器
限滑差速器的設計原理也分為多種，比如托森扭力感應式，摩擦離合片式，螺旋齒輪嚙合式等，在很多書籍雜志上均有介紹，這里不再累述。
作為用戶,最為關心的就是：一個是達到的脫困的效果,另一個就是價格便宜和保養(yǎng)方便。因此，我們設計了一款“圓柱螺旋齒式限滑差速器”。
擁有固定扭矩分配比的圓柱螺旋齒輪機構決定扭矩的分配率,齒輪機構發(fā)生扭矩鎖緊時自動分配左右動力輸出.比如一個扭矩分配比為2.5:1的差速器能夠將扭矩放大2.5倍傳遞給驅動橋上抓地力更大的那個驅動輪。但其缺點在于,若某一驅動輪突然失去牽引力，另一個車輪也將徹底失去牽引力。
圖2 齒輪差動圖
螺旋齒輪差速器限滑的原理：就是當某一側車輪發(fā)生打滑現(xiàn)象的時候，由于螺旋齒輪的嚙合方向，會讓這些在殼體內懸浮的齒輪向外發(fā)力，與殼體之間形成摩擦，每個零件處產生的滑動摩擦產生了差動限制力，從而起到限滑的作用。而當正常駕駛的時候他們仍然起到行星齒輪一樣的差速作用。
圖3 齒輪端面處的摩擦
圖4 孔摩擦
產品結構：
圖5 圓柱螺旋齒式限滑差速器結構圖
該圓柱螺旋齒式限滑差速器由三組齒輪同一公轉軸線平均布置。在左右兩側，每個行星齒輪分別和各自的輸出太陽輪嚙合，每對行星齒輪在中間部位相互嚙合，同時，兩個太陽輪之間是有間隙的，不和對面的行星齒輪嚙合。
◆3、 產品試驗
3.1 整車試驗
試驗現(xiàn)場，本產品安裝在70馬力輪式的前驅動橋中，前橋一側驅動輪置于一個泥坑中，進行整車脫困試驗;試驗車2臺，一臺安裝普通差速器，另一臺安裝圓柱螺旋齒式限滑差速器，試驗過程中，安裝普通差速器的試驗車置于泥坑中的車輪出現(xiàn)打滑，另一側車輪喪失驅動力，整車無法擺脫困境;而安裝圓柱螺旋齒式限滑差速器的試驗車在相同工況下，試驗車順利的擺脫困境，從泥坑中開出來。
圖6 人工泥坑
圖7 安裝限滑差速器試驗車脫困試驗
3.2 臺架試驗
3.2.1磨合試驗
3.2.2性能試驗
3.2.3可靠性試驗
按照Q/12 TH 5140-2012試驗標準和試驗任務書要求，完成磨合試驗后，進入正式試驗流程，試驗共計完成12000次循環(huán)，在試驗過程中每完成2400次循環(huán)后要進行性能檢測。
圖8 12000次可靠性試驗后性能曲線圖
通過上述試驗表明，產品可靠性滿足要求，性能符合設計要求，整車具有一定的脫困能力。
◆4、 小結
安裝限滑差速器的車輛，在輪胎與地面附著力較差的情況下能夠有效地提高整車的驅動力，提高農機車在水田里的工作效率，這對使用者來說是一個莫大的歡喜。