我们以汽车为例,在现实生活中我们都知道汽车转向并不是一个很圆的圆弧,但是我们可以把汽车转向的轨迹模拟为一个理想的圆弧,这样有助于我们对转向进行分析。
我们以一对车轮来进行观察,我们可以看到当汽车向一个方向转向时,内侧车轮和外侧车轮的运动轨迹是和下图绘制的轨迹一样的。
我们能够从图中看到,在最开始车轮从下方直行时内侧轮和外侧轮所行驶的距离是一样的,而开始转向后内侧车轮走蓝色的弧线,外侧车轮走红色的弧线,这时两个车轮所行进的距离就有了很大的差别,而如果我们仅仅用一根通轴连接两个轮胎的话,会让两个轮胎的角速度一样,而同一辆车的轮胎大小又是一致的,就会导致两个车轮所走的线速度也可以说是距离一样,这样可能会导致车辆转向不畅,磨损轮胎,严重时可能导致车辆跳跃甚至车轴断裂等问题。
为了解决这个问题,我们就需要使用一种装置,叫做差速器。
1.差速器
汽车差速器能够使左、右(或前、后)驱动轮实现以不同转速转动的机构。主要由左右半轴齿轮、两个行星齿轮及齿轮架组成。功用是当汽车转弯行驶或在不平路面上行驶时,使左右车轮以不同转速滚动,即保证两侧驱动车轮作纯滚动运动。
2.差速器的原理
差速器的工作顺序如下:
(1)差速器通过一根外部动力轴配合斜齿轮带动整体外壳进行转动;
(2)差速器外壳进行转动后,带动其中的一个横向的斜齿轮进行转动;
(3)此时就出现了两种情况,一种是两侧齿轮轴所受到的阻力一致即车辆直行、第二种是一侧齿轮所受的阻力大于另一侧齿轮即车辆转弯;