变传动比差速器凭借自身结构和使用维护优势,对越野汽车极具应用价值,但存在核心元件制造安装难度大的缺陷。为此本文基于非圆面齿轮提出一种新型变传动比差速器,具有互换性好、容错性能强的突出优势,并针对该差速器的动力学模型与动态限滑机制展开研究。首先,在阐明非圆面齿轮传动原理的基础上,给出了非圆面齿轮的节曲线设计方法与通用传动比函数表达式;从非圆面齿轮的传动特性出发,提出了非圆面齿轮差速器基本构型,明确了非圆面齿轮差速器的齿数配比关系,以此揭示了非圆面齿轮差速器的构型原理。其次,针对单侧驱动车轮打滑工况,根据机构旋转法建立了非圆面齿轮差速器的运动模型;利用欧拉动力学理论,推导了非圆面齿轮差速器各构件的力学平衡方程和整车动态牵引力表达式,以此建立了差速器的动力学模型;然后构建了非圆面齿轮差速器驱动下整车水平移动的动力学模型,并给出了锁紧系数表达式。然后,针对非圆面齿轮差速器的扭矩分配特性和整车脱困行为进行了仿真分析,结果表明:非圆面齿轮差速器能够使打滑车轮产生周期性惯性扭矩,进而提升车辆的最大牵引力,它是变传动比差速器动态限滑的根本原因;增加差速器输入转速,能够提升车辆脱困的平均速度,同时对车辆产生的柔性冲击幅值也会增大;而在一定范围内增大非圆面齿轮偏心率也能提高差速器的限滑脱困能力。最后,设计并加工了非圆面齿轮差速器样机及其实验装置;主要开展了行星架输入转速和滑动摩擦系数对最大牵引力的影响实验,试验结果证明了非圆面齿轮差速器动态牵引力分析方法的正确性;此外在低转速下完成了非圆面齿轮差速器锁紧系数测定实验,实际测得锁紧系数为2.32。