差速器作为汽车传动系统的重要组成部分,它的主要功用是当汽车转弯行驶或者在不平路面上行驶时,使左右驱动车轮以不同的角速度滚动以保证两侧驱动轮做纯滚动运动。本文的主要研究内容如下:基于汽车设计原则和差速器工作原理,依据某汽车基本参数,对普通锥齿轮差速器进行基本的参数设计,像压力角、模数、齿数等参数的计算分析,根据设计参数对齿轮进行建模,建模借助三维软件SolidWorks及其插件迈迪工具集,利用迈迪形成基本的齿形,进一步完善修改,完成齿轮模型的建立。然后根据齿轮的设计和模型对差速器壳体及其他零件进行设计及建模,最终完成差速器整体模型的建立。相比于普通的建模方法,参数化建模可以提高设计效率,简化设计流程,对设计中的不足之处进行快速修正。基于三维模型,借助有限元分析方法,对差速器中的行星齿轮和半轴齿轮做接触分析,设置接触对并施加载荷,求解齿轮的受力情况,得到齿轮的受力云图。最终得出齿轮在齿根部位的应力值最大,其次在两轮齿的啮合位置会出现次表层应力,这也是产生齿根折断和齿面点蚀的重要原因,分析结果与实际使用过程中齿轮常见的失效形式相符。对差速器齿轮轴进行有限元分析,得到齿轮轴应力云图和前六阶振型图,为进一步的动力学分析做准备。提出了差速器壳体轻量化的设想,根据常用的轻量化途径,尝试用铝合材料ADC12代替常用材料球墨铸铁。针对一侧车轮打滑和两侧车轮均做滚动运动的两种工况,分别对铝合金材料和球铁材料的壳体进行静力学分析和自由模态分析,通过对比分析数据判断此轻量化方式的可行性。静力学分析结果显示,无论是哪种材质,在两种工况下,差速器壳体的最大应力值均没有超出所选材质的屈服强度,都满足差速器的使用要求;模态分析结果显示,铝合金材质的固有频率要高于球铁材质的固有频率,但从频率本身来说,不会影响到汽车的NHV性能。在结合实物实验的基础上,可以尝试采用铝合金代替常用材料球墨铸铁,实现汽车轻量化。