CN205331351U - 差速器齿轮副 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种差速器齿轮副，其包括相啮合的行星直齿锥齿轮和半轴齿轮，行星直齿锥齿轮的齿面和半轴齿轮的齿面均由多段锥形曲面构成，锥形曲面以差速器齿轮副的节锥顶点为顶点，齿面从齿顶至齿根包括依次相连的上工作锥面、下工作锥面和非工作锥面，下工作锥面由光滑的凸解析曲面构成，上工作锥面由通过啮合方程按运动学要求逐点求得的共轭曲面构成，非工作锥面为凹曲面；上工作锥面与下工作锥面的拼接线为参考线，行星直齿锥齿轮的参考线位于差速器齿轮副的有效工作齿高的中点，半轴齿轮的参考线与行星直齿锥齿轮的参考线为一对共轭接触线。本实用新型的差速器齿轮副，齿根弯曲强度高，齿面接触应力小，该差速器齿轮副的承载能力高。

Description

差速器齿轮副

技术领域

本实用新型有关于一种齿轮副，尤其有关于一种适用于汽车差速器行星齿轮系的差速器齿轮副。

背景技术

对于汽车差速器，目前所采用的直齿锥齿轮副基本上都是渐开线齿形。为了提高齿轮副的承载能力，对于渐开线齿轮所能选用的手段包括减少齿数、加大压力角和变位等方法，该些方法已经被用到了极限，受制于渐开线齿形的固有特征，受根切、齿顶变尖、重叠系数减小和齿根部分齿廓曲率半径缩小等因素的限制，差速器齿轮副的齿数比最少只能做到9:13(对于两个行星轮的差速器)和9:14(对于四个行星轮的差速器)，无法依靠进一步减少齿数、加大模数或优化其它参数来提高差速器齿轮的强度，其强度已经达到了极限，难以进一步提高其承载能力。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种差速器齿轮副，其齿根弯曲强度高，齿面接触应力小，该差速器齿轮副的承载能力高。

本实用新型的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本实用新型提供一种差速器齿轮副，其包括相啮合的行星直齿锥齿轮和半轴齿轮，所述行星直齿锥齿轮的齿面和所述半轴齿轮的齿面均由多段锥形曲面构成，所述锥形曲面以所述差速器齿轮副的节锥顶点为顶点，所述齿面从齿顶至齿根包括依次相连的上工作锥面、下工作锥面和非工作锥面，所述下工作锥面由光滑的凸解析曲面构成，所述上工作锥面由通过啮合方程按运动学要求逐点求得的共轭曲面构成，所述非工作锥面为凹曲面；其中，所述上工作锥面与所述下工作锥面的拼接线为参考线，所述行星直齿锥齿轮的参考线位于所述差速器齿轮副的有效工作齿高的中点，所述半轴齿轮的参考线与所述行星直齿锥齿轮的参考线为一对共轭接触线。

在优选的实施方式中，所述有效工作齿高h_K为：

h_K＝Δh×m

其中，Δh的取值范围为1.7～1.8，m为所述差速器齿轮副的模数。

在优选的实施方式中，所述行星直齿锥齿轮的上工作锥面和所述行星直齿锥齿轮的下工作锥面在所述行星直齿锥齿轮的参考线处相切，并具有相同的曲率。

在优选的实施方式中，所述半轴齿轮的上工作锥面和所述半轴齿轮的下工作锥面在所述半轴齿轮的参考线处相切，并具有相同的曲率。

在优选的实施方式中，所述行星直齿锥齿轮的参考线上的大端参考点处的曲率半径通过下列公式计算：

$\frac{1}{{\mathrm{\ρ}}_P}=\frac{{\stackrel{\‾}{P}}_{12}\·{\stackrel{\‾}{P}}_{12}}{s_{12}}-\frac{1}{{\mathrm{\ρ}}_G}$

式中，是所述半轴齿轮的参考线上的大端参考点处的曲率半径；

是一个与所述行星直齿锥齿轮的大端参考点处瞬时接触线垂直的向量，且 ${\stackrel{\‾}{P}}_{12}=\stackrel{\‾}{n}\×{\stackrel{\‾}{\mathrm{\ω}}}_{12}-{\stackrel{\‾}{v}}_{12}/{\mathrm{\ρ}}_G;$

s₁₂是一个系数，且 $s_{12}={\stackrel{\‾}{v}}_{12}\·{\stackrel{\‾}{P}}_{12}+\stackrel{\‾}{n}\·{\stackrel{\‾}{q}}_{12};$

其中，是所述行星直齿锥齿轮的大端参考点处的单位法线向量；

是所述行星直齿锥齿轮与所述半轴齿轮间的相对角速度向量，且 ${\stackrel{\‾}{\mathrm{\ω}}}_{12}={\stackrel{\‾}{a}}_1-{\mathrm{\ω}}_2{\stackrel{\‾}{a}}_2;$

是所述行星直齿锥齿轮的大端参考点与所述半轴齿轮间的大端参考点相接触处的齿面间的相对滑动速度，且

${\stackrel{\‾}{q}}_{12}=\mathrm{\ϵ}{\stackrel{\‾}{a}}_1\×{\stackrel{\‾}{R}}_P+{\stackrel{\‾}{\mathrm{\ω}}}_{12}\×({\mathrm{\ω}}_2{\stackrel{\‾}{a}}_2\×{\stackrel{\‾}{R}}_G)-{\stackrel{\‾}{a}}_2\×{\stackrel{\‾}{v}}_{12};$

其中，和分别表示所述行星直齿锥齿轮的大端参考点处的单位轴线向量和所述半轴齿轮的大端参考点处的单位轴线向量；

ω₂是所述半轴齿轮相对于所述行星直齿锥齿轮的瞬时角速度，即所述差速器齿轮副的瞬时速比，且ω₂＝N_P/N_G，式中，N_P是所述行星直齿锥齿轮的齿数，N_G是所述半轴齿轮的齿数；

是所述半轴齿轮大端参考点处的径矢，为所述行星直齿锥齿轮大端参考点处的径矢；

ε是所述半轴齿轮相对于所述行星直齿锥齿轮的角加速度。

在优选的实施方式中，在所述行星直齿锥齿轮和所述半轴齿轮相啮合的状态下，所述行星直齿锥齿轮的齿顶与所述半轴齿轮的槽底之间的距离C₀为：

C₀＝0.0175A₀

其中，A₀是所述半轴齿轮的参考线上的大端参考点处的分度锥母线长度，且A₀＝0.5D_G/sinΓ_G；式中，D_G是所述半轴齿轮大端参考点处的分度圆直径，Γ_G是所述半轴齿轮大端参考点处的分度锥角。

在优选的实施方式中，所述凸解析曲面为单独的一段凸解析曲面。

在优选的实施方式中，所述凸解析曲面为圆锥面或椭圆锥面。

在优选的实施方式中，所述凸解析曲面由两段解析曲面拼合而成。

在优选的实施方式中，所述凸解析曲面为圆锥面和它的切平面拼合而成；或者所述凸解析曲面为椭圆锥面和它的切平面拼合而成。

本实用新型的差速器齿轮副的特点及优点是：该差速器齿轮副由于行星直齿锥齿轮的齿面和半轴齿轮的齿面是以各自的参考线为分界由共轭曲面和凸解析曲面拼合而成，因此，本实用新型不会出现渐开线齿轮特有的根切问题，该差速器齿轮副可以完全避免根切问题，提高承载能力。本实用新型可克服渐开线齿形接近齿根处法曲率增大，导致接触强度降低的问题，使得在同样的结构尺寸下，差速器齿轮副的承载能力得以大幅度的提高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的差速器齿轮副的结构示意图。

图2为本实用新型的差速器齿轮副的行星直齿锥齿轮大端处的球面投影变换图。

图3为本实用新型的差速器齿轮副的半轴齿轮大端半封闭槽内侧处的球面投影变换图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1至图3所示，本实用新型提供一种差速器齿轮副，其包括相啮合的行星直齿锥齿轮1和半轴齿轮2，所述行星直齿锥齿轮1的齿面11和所述半轴齿轮2的齿面21均由多段锥形曲面构成，所述锥形曲面以所述差速器齿轮副的节锥顶点10为顶点，所述行星直齿锥齿轮1的齿面11从齿顶至齿根包括依次相连的上工作锥面111、下工作锥面112和非工作锥面113，所述半轴齿轮2的齿面21从齿顶至齿根包括依次相连的上工作锥面211、下工作锥面212和非工作锥面213，所述行星直齿锥齿轮1的下工作锥面112和所述半轴齿轮2的下工作锥面212均由光滑的凸解析曲面构成，所述行星直齿锥齿轮1的上工作锥面111和所述半轴齿轮2的上工作锥面211均由通过啮合方程按运动学要求逐点求得的共轭曲面构成，所述行星直齿锥齿轮1的非工作锥面113和所述半轴齿轮2的非工作锥面213均为凹曲面；其中，所述行星直齿锥齿轮1的上工作锥面111与所述行星直齿锥齿轮1的下工作锥面112的拼接线为参考线114，所述半轴齿轮2的上工作锥面211与所述半轴齿轮2的下工作锥面212的拼接线为参考线214，所述行星直齿锥齿1的参考线114位于所述差速器齿轮副的有效工作齿高h_K的中点，所述半轴齿轮2的参考线214与所述行星直齿锥齿轮1的参考线114为一对共轭接触线。

具体是，该行星直齿锥齿轮1的齿面11上的多段锥形曲面和半轴齿轮2的齿面21上的多段锥形曲面均是广义上的锥面，即由一族相交于差速器齿轮副的节锥顶点10的直母线构成的曲面。在本实用新型中，可在该行星直齿锥齿轮1的各齿槽的一端或两端，以及半轴齿轮2的各齿槽的一端或两端采用半封闭结构来提高齿轮的强度。

在本实用新型中，该行星直齿锥齿轮1的上工作锥面111和行星直齿锥齿轮1的下工作锥面112在行星直齿锥齿轮1的参考线114处相切，并具有相同的曲率，也即，上工作锥面111与下工作锥面112为二阶连续拼接，从而可以拼合成为一个完整光顺的行星直齿锥齿轮1的齿形曲面。另外，半轴齿轮2的上工作锥面211和半轴齿轮2的下工作锥面212在半轴齿轮2的参考线214处相切，并具有相同的曲率。也即，上工作锥面211和下工作锥面212为二阶连续拼接，从而可以拼合成为一个完整光顺的半轴齿轮2的齿形曲面。

在一实施例中，该行星直齿锥齿轮1的下工作锥面112和半轴齿轮2的下工作锥面212的凸解析曲面可为单独的一段凸解析曲面，例如为圆锥面或椭圆锥面等。

在另一实施例中，该行星直齿锥齿轮1的下工作锥面112和半轴齿轮2的下工作锥面212的凸解析曲面可由两段解析曲面拼合而成，例如，该凸解析曲面为圆锥面和它的切平面拼合而成，或者该凸解析曲面为椭圆锥面和它的切平面拼合而成等。作为示例，图2和图3中仅示出了圆锥面和它的切平面拼合而成的情况。该两段解析曲面的拼合点最好位于齿面的有效工作区域之下，以增加齿根宽度，提高轮齿的弯曲强度，同时又不影响齿面间的正常啮合和对安装误差的敏感性。

在本实用新型中，该行星直齿锥齿轮1的非工作锥面113和半轴齿轮2的非工作锥面213分别以一阶连续的方式拼接于行星直齿锥齿轮1的下工作锥面112和半轴齿轮的下工作锥面212，且非工作锥面113与下工作锥面112位于其拼接切平面的两侧，非工作锥面213与下工作锥面212位于其拼接切平面的两侧，非工作锥面113和非工作锥面213均为凹曲面。也就是说，非工作锥面113和非工作锥面213的设计相对增加了行星直齿锥齿轮1和半轴齿轮2的齿根部分的实体材料，使齿根变得更加肥厚。

本实用新型的差速器齿轮副，由于行星直齿锥齿轮1的齿面和半轴齿轮2的齿面是以各自的参考线为分界由共轭曲面和凸解析曲面拼合而成，因此，本实用新型不会出现渐开线齿轮特有的根切问题，该差速器齿轮副可以完全避免根切问题，提高承载能力。本实用新型可以采用少齿数、大模数的设计方法来大幅度提高差速器齿轮副的齿根弯曲强度，其适用的行星直齿锥齿轮1与半轴齿轮2的齿数比有6:10、7:10、7:11(仅适用于两行星轮的布局情况)和7:12。

本实用新型的差速器齿轮副的基本设计过程如下：

1、先给定行星直齿锥齿轮1的齿数N_P与半轴齿轮2的齿数N_G；

2、按照所需扭矩，初步给定半轴齿轮2大端处的分度圆直径D_G，单位：毫米；

3、计算半轴齿轮2大端参考点处的分度锥角Γ_G＝tan^-1(N_G/N_P)，单位：度；

4、计算行星直齿锥齿轮1的分度锥角Γ_P＝90-Γ_G，单位：度；

5、计算模数m＝D_G/N_G；

6、初步选取有效工作齿高h_K，单位：毫米，该有效工作齿高h_K为：

h_K＝Δh×m

其中，Δh的取值范围为1.7～1.8，m为差速器齿轮副的模数；

7、初步分配行星直齿锥齿轮1的齿顶高ha_P和半轴齿轮2的齿顶高ha_G，且齿顶高应满足ha_P+ha_G＝h_K，之后，初步按ha_P/ha_G＝N_G/N_P做齿顶高的分配；

8、计算在该行星直齿锥齿轮1和半轴齿轮2相啮合的状态下，行星直齿锥齿轮1的齿顶与半轴齿轮2的槽底之间的距离C₀为：

C₀＝0.0175A₀

其中，A₀是半轴齿轮2的参考线214上的大端参考点处的分度锥母线长度，且A₀＝0.5D_G/sinΓ_G；A₀的单位是毫米，C₀的单位是毫米；

9、计算行星直齿锥齿轮1的面锥角Γ_0P＝Γ_P+tan^-1((ha_P+C₀)/A₀)，单位：度；

10、计算半轴齿轮2的面锥角Γ_0G＝Γ_G+tan^-1((ha_G+C₀)/A₀)，单位：度；

11、计算行星直齿锥齿轮1的参考锥角Γ_MP，首先要确定行星直齿锥齿轮1的大端参考点的位置。该大端参考点通常在有效工作齿高h_K的中部，可根据具体情况稍作调整，调整幅度Δh的取值范围为-0.05h_K至0.05h_K，由此可得行星直齿锥齿轮1的大端参考点到节锥的高度为hm＝0.5(ha_P-ha_G)+Δh，单位：毫米；则行星直齿锥齿轮1的参考锥的锥角为Γm_P＝Γ_P+tan^-1(hm/A₀)，单位：度；

12、初步给定半轴直齿锥齿轮2的下工作锥面212的解析方程，并计算行星直齿锥齿轮1的参考线的大端参考点处的曲率半径其公式如下：

$\frac{1}{{\mathrm{\ρ}}_P}=\frac{{\stackrel{\‾}{P}}_{12}\·{\stackrel{\‾}{P}}_{12}}{s_{12}}-\frac{1}{{\mathrm{\ρ}}_G}$

式中，是半轴齿轮2的参考线上的大端参考点处的曲率半径；

是一个与行星直齿锥齿轮1的大端参考点处瞬时接触线垂直的向量，且 ${\stackrel{\‾}{P}}_{12}=\stackrel{\‾}{n}\×{\stackrel{\‾}{\mathrm{\ω}}}_{12}-{\stackrel{\‾}{v}}_{12}/{\mathrm{\ρ}}_G;$

s₁₂是一个系数，且 $s_{12}={\stackrel{\‾}{v}}_{12}\·{\stackrel{\‾}{P}}_{12}+\stackrel{\‾}{n}\·{\stackrel{\‾}{q}}_{12};$

其中，是行星直齿锥齿轮1的大端参考点处的单位法线向量；

是行星直齿锥齿轮1与半轴齿轮2间的相对角速度向量，且 ${\stackrel{\‾}{\mathrm{\ω}}}_{12}={\stackrel{\‾}{a}}_1-{\mathrm{\ω}}_2{\stackrel{\‾}{a}}_2,$ 单位是：秒^-1；

是行星直齿锥齿轮1的大端参考点与半轴齿轮2间的大端参考点相接触处的齿面间的相对滑动速度，且单位是：毫米/秒；

${\stackrel{\‾}{q}}_{12}=\mathrm{\ϵ}{\stackrel{\‾}{a}}_1\×{\stackrel{\‾}{R}}_P+{\stackrel{\‾}{\mathrm{\ω}}}_{12}\×({\mathrm{\ω}}_2{\stackrel{\‾}{a}}_2\×{\stackrel{\‾}{R}}_G)-{\stackrel{\‾}{a}}_2\×{\stackrel{\‾}{v}}_{12};$

其中，和分别表示行星直齿锥齿轮1的大端参考点处的单位轴线向量和半轴齿轮2的大端参考点处的单位轴线向量；

ω₂是半轴齿轮2相对于行星直齿锥齿轮1的瞬时角速度，单位是弧度/秒；假设行星直齿锥齿轮1的角速度是1弧度/秒，则ω₂成为该差速器齿轮副的瞬时速比，ω₂＝(1弧度/秒)×N_P/N_G；

是半轴齿轮2大端参考点处的径矢，为行星直齿锥齿轮1大端参考点处的径矢；

ε是半轴齿轮2相对于行星直齿锥齿轮1的角加速度，单位：弧度/秒²；

在本实用新型中，由于齿形中鼓的原因，当一对齿面在参考线之外啮合时，齿轮副的瞬时速比与齿轮副齿数比的倒数略有偏差，即半轴齿轮2相对于行星直齿锥齿轮1存在一个角加速度ε。为了获得所需的鼓形量，当行星直齿锥齿轮1和半轴齿轮2在参考线114、参考线214外啮合时，齿轮副的瞬时速比ω₂由下式求得：

${\mathrm{\ω}}_2={\mathrm{\φ}}_P\·N_P/N_G+\mathrm{\ϵ}\·{\mathrm{\φ}}_P^2/2$

其中，φ_P表示行星直齿锥齿轮1的转角，单位：弧度；

为了保证齿面为中鼓齿形，ε必须为负值，其绝对值随行星直齿锥齿轮1齿数的增加而增大。上述半轴齿轮2相对于行星直齿锥齿轮1的角加速度ε的取值范围可在0至－0.0015之间。该角加速度ε可以根据需要选取0至－0.0015之间的任意一个数值，例如选用0、－0.001、－0.0012、－0.0015等。

13、按啮合方程，计算半轴齿轮2的上工作锥面211与行星直齿锥轮1的下工作锥面112的大端参考点对应的共轭点的径矢、法线向量和齿廓曲率；

由于行星齿轮1的上工作锥面111和下工作锥面112在参考线114处是二阶连续的，故行星齿轮1的下工作锥面112上该点的径矢、法线向量和齿廓曲率和上工作锥面111上该点的径矢、法线向量和齿廓曲率是相同的。由此可以构造一个符合上述条件的行星齿轮1的下工作锥面112的解析方程；这样就完成了一个齿轮副的基本设计过程；

14、对上述差速器齿轮副进行几何参数分析，以确保设计的差速器齿轮副是可用的；如存在问题，通过调整上述初步给定的参数来解决；

15、对差速器齿轮副进行力学性能分析，通过调整上述初步给定的参数来优化设计。

本实用新型的差速器齿轮副采用分段设计的齿廓，即将行星直齿锥齿轮1和半轴齿轮2的每一侧齿廓至少分成三段来设计，其中有效工作齿高h_K的上半部分是按照能与配对的齿轮的下半部分做平稳啮合的原理来设计的；有效工作齿高h_K的下半部分是由一个锥面或多个满足二阶连续条件的锥面构成的；而靠近齿根部分不参与啮合的齿面，是由参与工作的齿面的延伸部分和另一个与工作齿面的延伸部分满足一阶连续的锥面共同构成的。

下工作锥面112和下工作锥面212是一段解析锥面，采用解析锥面可以比较自由地控制齿廓下半部分的曲率变化率，防止出现局部齿面接触应力急剧增大的情况。当然，在选择解析锥面参数的时候，除了要考虑齿面接触应力，还必须满足与上工作锥面111和上工作锥面211的共轭锥面二阶连续的条件，否则齿轮副的实际啮合质量对齿轮间的安装误差会比较敏感，对装配质量要求过高，会增加装配成本；同时还要兼顾齿面重合度、齿顶宽度、齿根厚度等许多因素。

齿面上靠近齿根部位的非工作锥面113和非工作锥面213可以通过拼接来提高强度，具体做法是在下工作锥面112和下工作锥面212的延伸部分分别拼接上一张与其一阶相切，并且位于原齿面继续延伸后的实体之外的锥面。这里强调采用一阶连续的拼接方法是为了在有限的齿高范围内尽可能迅速地扩大齿根厚度，提高轮齿的弯曲强度。而二阶连续的齿面要在短距离内明显增加齿厚是几乎不可能实现的。

在本实用新型的一个具体实施例中，一种牵引车单级驱动桥差速器，额定输出扭矩60000Nm，采用四个行星直齿锥齿轮1布局，行星直齿锥齿轮1的孔径40mm，球面半径90mm，半轴轮花键大径68.5mm，半轴轮支撑面的安装距为70mm。按照给定的数据，优化设计后，选择行星直齿锥齿轮1的齿数为7，半轴齿轮2的齿数为10，行星直齿锥齿轮1的节锥母线长度88.65，模数14.525，有效工作齿高中点处的压力角27°。齿面由三段锥面构成，有效工作齿高的下半部分为圆锥面，其中构成半轴齿轮2的下工作锥面212的圆锥面的半锥角为25°，构成行星直齿锥齿轮1的下工作锥面112的圆锥面的半锥角为22.79854644°，上半部分为与对侧齿轮的下半部分作等速传动的共轭锥面构成。行星直齿锥齿轮1的下工作锥面112和半轴齿轮2的下工作锥面212所取的这一组特殊的半锥角，可以保证行星直齿锥齿轮1和半轴齿轮2在有效工作齿高的中部同时满足齿廓二阶连续的要求。靠近齿根部分的非工作锥面113和非工作锥面213由一段凹圆锥面构成。所谓的凹圆锥面，是其轴线位于齿面实体之外的一段圆锥面，可以增加齿根厚度。按照上述设计参数，行星直齿锥齿轮1的大端的齿根厚度达到28.35mm。半轴齿轮2的大端因有web，齿根厚度较难定义，但即使按根锥面与web交界处的齿根厚度，也达到24.67mm，大大超过同等尺寸的渐开线锥齿轮副，实际承载能力也远高于额定指标。

虽然本实用新型可以完全避免根切，可以在设计差速器齿轮副时不受根切的限制，通过选用较少的齿数和较大的模数来增加齿根厚度，提高轮齿的弯曲强度，但差速器齿轮副的齿数比还是有下限的，主要受制于轮毂的强度和齿面间的重叠系数。因此在实际使用中，可能的行星直齿锥齿轮1与半轴齿轮2的齿数比为6:10，7:10，7:11和7:12。其中7:11的齿数比仅适用于两行星轮的差速器。

以上所述仅为本实用新型的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本实用新型实施例进行各种改动或变型而不脱离本实用新型的精神和范围。

Claims (10)

1.一种差速器齿轮副，其包括相啮合的行星直齿锥齿轮和半轴齿轮，其特征在于，所述行星直齿锥齿轮的齿面和所述半轴齿轮的齿面均由多段锥形曲面构成，所述锥形曲面以所述差速器齿轮副的节锥顶点为顶点，所述齿面从齿顶至齿根包括依次相连的上工作锥面、下工作锥面和非工作锥面，所述下工作锥面由光滑的凸解析曲面构成，所述上工作锥面由通过啮合方程按运动学要求逐点求得的共轭曲面构成，所述非工作锥面为凹曲面；其中，所述上工作锥面与所述下工作锥面的拼接线为参考线，所述行星直齿锥齿轮的参考线位于所述差速器齿轮副的有效工作齿高的中点，所述半轴齿轮的参考线与所述行星直齿锥齿轮的参考线为一对共轭接触线。

2.如权利要求1所述的差速器齿轮副，其特征在于，所述有效工作齿高h_K为：

h_K＝Δh×m

其中，Δh的取值范围为1.7～1.8，m为所述差速器齿轮副的模数。

3.如权利要求1所述的差速器齿轮副，其特征在于，所述行星直齿锥齿轮的上工作锥面和所述行星直齿锥齿轮的下工作锥面在所述行星直齿锥齿轮的参考线处相切，并具有相同的曲率。

4.如权利要求1所述的差速器齿轮副，其特征在于，所述半轴齿轮的上工作锥面和所述半轴齿轮的下工作锥面在所述半轴齿轮的参考线处相切，并具有相同的曲率。

5.如权利要求1所述的差速器齿轮副，其特征在于，所述行星直齿锥齿轮的参考线上的大端参考点处的曲率半径通过下列公式计算：

$\frac{1}{{\mathrm{\ρ}}_P}=\frac{{\stackrel{\‾}{P}}_{12}\·{\stackrel{\‾}{P}}_{12}}{s_{12}}-\frac{1}{{\mathrm{\ρ}}_G}$

式中，是所述半轴齿轮的参考线上的大端参考点处的曲率半径；

是一个与所述行星直齿锥齿轮的大端参考点处瞬时接触线垂直的向量，且 ${\stackrel{\‾}{P}}_{12}=\stackrel{\‾}{n}\×{\stackrel{\‾}{\mathrm{\ω}}}_{12}-{\stackrel{\‾}{v}}_{12}/{\mathrm{\ρ}}_G;$

s₁₂是一个系数，且 $s_{12}={\stackrel{\‾}{v}}_{12}\·{\stackrel{\‾}{P}}_{12}+\stackrel{\‾}{n}\·{\stackrel{\‾}{q}}_{12};$

其中，是所述行星直齿锥齿轮的大端参考点处的单位法线向量；

是所述行星直齿锥齿轮与所述半轴齿轮间的相对角速度向量，且 ${\stackrel{\‾}{\mathrm{\ω}}}_{12}={\stackrel{\‾}{a}}_1-{\mathrm{\ω}}_2{\stackrel{\‾}{a}}_2;$

是所述行星直齿锥齿轮的大端参考点与所述半轴齿轮间的大端参考点相接触处的齿面间的相对滑动速度，且

${\stackrel{\‾}{q}}_{12}=\mathrm{\ϵ}{\stackrel{\‾}{a}}_1\×{\stackrel{\‾}{R}}_P+{\stackrel{\‾}{\mathrm{\ω}}}_{12}\×({\mathrm{\ω}}_2{\stackrel{\‾}{a}}_2\×{\stackrel{\‾}{R}}_G)-{\stackrel{\‾}{a}}_2\×{\stackrel{\‾}{v}}_{12};$

其中，和分别表示所述行星直齿锥齿轮的大端参考点处的单位轴线向量和所述半轴齿轮的大端参考点处的单位轴线向量；

ω₂是所述半轴齿轮相对于所述行星直齿锥齿轮的瞬时角速度，即所述差速器齿轮副的瞬时速比，且ω₂＝N_P/N_G，式中，N_P是所述行星直齿锥齿轮的齿数，N_G是所述半轴齿轮的齿数；

是所述半轴齿轮大端参考点处的径矢，为所述行星直齿锥齿轮大端参考点处的径矢；

ε是所述半轴齿轮相对于所述行星直齿锥齿轮的角加速度。

6.如权利要求1所述的差速器齿轮副，其特征在于，在所述行星直齿锥齿轮和所述半轴齿轮相啮合的状态下，所述行星直齿锥齿轮的齿顶与所述半轴齿轮的槽底之间的距离C₀为：

C₀＝0.0175A₀

其中，A₀是所述半轴齿轮的参考线上的大端参考点处的分度锥母线长度，且A₀＝0.5D_G/sinΓ_G；式中，D_G是所述半轴齿轮大端参考点处的分度圆直径，Γ_G是所述半轴齿轮大端参考点处的分度锥角。

7.如权利要求1所述的差速器齿轮副，其特征在于，所述凸解析曲面为单独的一段凸解析曲面。

8.如权利要求7所述的差速器齿轮副，其特征在于，所述凸解析曲面为圆锥面或椭圆锥面。

9.如权利要求1所述的差速器齿轮副，其特征在于，所述凸解析曲面由两段解析曲面拼合而成。

10.如权利要求9所述的差速器齿轮副，其特征在于，所述凸解析曲面为圆锥面和它的切平面拼合而成；或者所述凸解析曲面为椭圆锥面和它的切平面拼合而成。