En differentialväxel är en mekanisk anordning som används för att omvandla och överföra vridmoment på en mängd olika sätt. Vanligtvis kommer en differential att användas för att fördela vridmomentet från en enda axel till två eller flera axlar. Ibland kan det motsatta ske, där vridmomentet för två eller flera axlar överförs till endast en axel. Även om en differentialväxel kan ha många former, finns den oftast i bilar. I denna applikation är vridmomentet för en enda axel fördelat på två olika axlar, som var och en vrider ett drivande hjul.
Även om differentialväxlar kan hittas i många olika mekanismer och maskiner, tenderar den moderna bilen att använda dem mest. När en bil gör en sväng bör hjulen på vardera sidan av bilen snurra i olika hastigheter. Hjulen närmast svängriktningen behöver rotera långsammare än de som är vända bort från svängen. För att en bil ska kunna göra detta behöver varje bakhjul sin egen individuella drivaxel, men ändå måste vridmomentet vara jämnt fördelat.
En differentialväxel åstadkommer detta genom att fördela vridmomentet jämnt till varje individuellt axelhjul. Detta görs genom ett speciellt växelarrangemang som finns vid den punkt där drivaxeln från motorn möter de två drivaxlarna. Motorn inuti bilen skapar vridmoment, som sedan ökas genom transmissionen. Från transmissionen roterar en enda drivaxel differentialväxellådan.
Differentialväxellådor kan hittas i en mängd olika arrangemang, men själva arrangemanget är relativt universellt bland biltillverkare. En konisk spiraldrev på änden av transmissionens drivaxel vrider ett större kronhjul. Kronhjulsdrevet är relativt stort i diameter och har ett stort hål i mitten. Medan tänderna på de flesta växlar kommer ut från sidan, är tänderna på kronhjulet vända uppåt. På så sätt kan kugghjulet från motorn anslutas till krondrevet.
Från kronhjulet kommer ett unikt kuggarrangemang, där vridmomentet är jämnt fördelat mellan båda drivaxlarna. På framsidan av kronhjulet finns vad som kallas en differentialbur, som rymmer två fasade växlar på vardera sidan. Ytorna på dessa kugghjul är vinkelräta mot kronhjulet, vilket gör att de kan sammanfogas med två andra matchande fasade kugghjul. Var och en av dessa andra två fasade kugghjul utgör ena änden av varje drivaxel.
Utan en differential eller två olika drivaxlar kan en mängd negativa effekter uppstå i bilen och dess komponenter. En av de mest anmärkningsvärda är däckskador, som är resultatet av att däcken släpar. Detta orsakas när det yttre däcket inte kan rotera snabbare än det inre. Sådan släpning kan också resultera i skador på drivlinan och fel.