差速器是汽车传动系统中重要的零部件,主要作用是当汽车驱动轮滚动半径不同时,使其以不同的转速转动;本文依托于山东某差速器生产企业,结合现阶段企业在差速器运动过程中存在的问题,以某型汽车为研究对象,对差速器进行设计、参数化建模、动力学仿真分析与结构优化。首先构建差速器直齿锥齿轮参数模型,结合汽车的基本参数确定了差速器行星齿轮和半轴齿轮的参数;针对该型差速器壳体强度存在不足和差速器振动噪声较大的问题,分别对差速器壳体和齿轮垫片进行设计;利用SolidWorks三维造型软件的二次开发技术,创建了差速器的参数化建模程序,利用该程序完成差速器各个零件的参数化建模,将零件装配成差速器总成的三维模型,提高了设计效率。基于ADAMS软件对差速器总成在直行和转弯两种工况下进行运动仿真,验证模型建立的合理性以及差速器的相关理论;同时探究行星齿轮垫片的刚度对于差速器输出轴振动的影响规律,得出了差速器输出轴振动最小时行星齿轮垫片的刚度变化范围。利用ANSYS软件分析行星齿轮和半轴齿轮的接触应力和齿根弯曲应力;对行星齿轮和半轴齿轮啮合模型、差速器壳体、差速器总成进行模态分析,分析其前六阶固有频率和振型;并对差速器壳体在直行和1.8倍静扭两种工况下进行静力学分析;对壳体在QT450-10和QT600-3两种材料下进行疲劳强度分析,分析两种材料下壳体的安全系数;针对壳体的静力学和疲劳强度的分析结果,采用拓扑优化的结构优化方式对壳体进行轻量化设计,达到减重的目的。