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車輛打滑一直是車輛行駛過程中需要克服的問題，要解決車輛打滑，必須要解決車輪之間的差速及鎖死問題。汽車通常采用在前橋或后橋上加裝差速器的方式進行傳動，在泥濘的道路很容易打滑而無法正常行駛。多橋驅動汽車也只能解決兩輪驅動打滑問題，不能解決驅動輪在附著條件不滿足時車輪打滑問題，如在出現前、后各有一邊或是對角輪附著不夠滑轉時，汽車無法行駛。為克服車輪打滑，人們設計了多種差速器，但都存在一個共同問題：若鎖死差速器，可以發(fā)揮應有的牽引力，但該車就不能導向轉彎；若能導向轉彎，就不能在惡劣泥濘道路上發(fā)揮應有的牽引力，無法行駛。
自適應牽引力控制(Adaptive Traction Control Technology)差速器通過動力分配分別單獨驅動每個車輪，根據地面附著變化解決車輛前、后橋車輪的扭矩不等分配問題并能自動調整，能實現前、后橋間差速，輪間差速，對角輪差速和前、后橋間防滑，對角輪之間防滑，輪間防滑。ATC差速器能適應多種復雜地形，如高速公路及冰、雪、泥水地面，直線或轉彎行走都能充分發(fā)揮各輪驅動力并轉向自如，適用于各種輪式車輛。
ATCT差速器能向前、后、左、右4個車輪傳遞動力，同時允許4個車輪以不同轉速旋轉，盡可能以純滾動形式作不等距行駛。該差速器向各個車輪傳遞扭矩，具有復合差速器限制車輪打滑和扭矩合理分配的功能，因而差速器殼體承受彎矩和扭矩的作用，受力狀態(tài)復雜。因此在設計過程中對ATCT差速器殼體進行有限元分析，以確定合適材料下殼體的厚度，設計出滿足強度要求的輕量化殼體。
ATCT差速器殼體由主要由殼體1、殼體2、殼體3、殼體4組成，殼體之間由螺栓聯接，工作動力由齒輪1或齒輪2輸入，通過中間一系列齒輪傳動，由十字軸1和十字軸2輸出。差速器有高速級、低速級2個檔位，齒輪1為高速級齒輪，齒輪2為低速級齒輪，齒輪1、齒輪2為斜齒圓柱齒輪，ATCT差速器殼體結構和受力示意圖如圖1所示。輸入扭矩M為21078N∙m，輸出扭矩M1和M2為10539N∙m。
在工作中，當變速箱位于1檔、分動器位于低速級時，差速器傳遞扭矩最大，由于齒輪2為斜齒圓柱齒輪，在傳動過程中差速器殼體既受扭又受彎，此時可認為差速器殼體處于最危險載荷工況，分析中按此工況進行分析。
動力輸入齒輪通過與齒輪1或齒輪2嚙合實現運動傳遞，已知低速級齒輪2分度圓直徑d為412.5mm、壓力角α為20°、螺旋角β為21°，則齒輪2所受的圓周力Ft、徑向力Fr、軸向力Fa。
差速器殼體初始設計方案δ1、δ2、δ3及δ4厚度均為12mm,利用CAXA實體軟件建立差速器殼體的三維模型。為了便于分析，建立有限元模型前，對原模型進行一些簡化處理，將各零件的銳角倒棱，并將十字軸拆除。為了添加輸入載荷方便，建模中保留了齒輪2，且將齒輪簡化為分度圓柱，通過螺栓與殼體2通過螺栓聯接。簡化后的差速器殼體模型由殼體1、殼體2、殼體3、殼體4、齒輪2組成，將簡化后的差速器殼體模型保存為IGES格式導入Patran中，然后選擇Tet10單元進行網格劃分，設定單元尺寸為10mm。差速器殼體各部分之間用螺栓（螺釘）連接，在每個螺栓孔位置上分別建立多點約束MPC單元，然后再通過剛性單元RBE2模擬螺栓連接。其有限元網格如圖2所示。根據差速器殼體使用工況，在差速器殼體兩端面A、B施加位移約束以及在C、D、E位置施加載荷約束。載荷添加時考慮到減重孔對強度的影響，假定當齒輪旋轉到與減重孔相對位置時，殼體應力最大位置添加載荷。
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