装载机驱动桥毕业设计

摘 要
本次毕业设计题目为 ZL40 装载机驱动桥及主传动器设计， 大致上分为主传动器设 计、差速器设计、半轴设计、终传动设计和桥壳设计五大部分。本说明书将以“驱动桥 设计”为内容，对驱动桥及其主要零部件的结构型式与设计计算作一一介绍。 本次设计中，ZL40 装载机传动采用液力机械传动方案，选用双涡轮液力变矩器和 行星动力换挡变速箱，并按以下原则分配传动比：在终传动能安装的前提下，将传动比 尽可能地分配给终传动，使整机结构尺寸减小，结构紧凑。 主传动器采用单级锥齿轮传动式，锥齿轮采用 35º螺旋锥齿轮并选用悬臂式支承。 将齿轮的基本参数确定以后，算得齿轮所有的几何尺寸，然后进行齿轮的受力分析和强 度校核。齿轮的基本参数和几何尺寸的计算是此部分设计的重点。在掌握了差速器、 半 轴、终传动和桥壳的工作原理以后，结合设计要求，合理选择其类型及结构形式，然后 进行零部件的参数设计与强度校核。差速器设计采用普通对称式圆锥行星齿轮差速器， 齿轮选用直齿锥齿轮。半轴设计采用全浮式支承方式 形式。 关键词：装载机;驱动桥;主传动器 。终传动设计采用单行星排减速
外廓尺寸小，保证汽车具有足够的离地间隙，以满足通过性的要求。 5)齿轮及其他传 动件工作平稳，噪声小。6)在各种载荷和转速工况下有较高的传动效率。 7)具有足够的强度和刚度， 以承受和传递作用于路面和车架或车身间的各种力和力 矩；在此条件下，尽可能降低质量，尤其是簧下质量，减少不平路面的冲击载荷，提高 汽车的平顺性。 8)结构简单，加工工艺性好，制造容易，维修，调整方便。
r
d
24 0.0254 16 (1 0.15) =0.624m 2
———桥荷分配系数；
i ———轮边减速器的传动比，设计任务书给定的轮边减速传动比为 3.667，
则有
M
max1

160000 0.624 0.55 0.65 =9733.52 N m 3.667
1.引言
装载机是一种广泛用于公路、铁路、矿山、建筑、水电、港口等工程的土石方工程 施工机械，它的作业对象是各种土壤，砂石料、灰料及其他建筑路用散装物料等。主要 完成铲、装、卸、运等作业，也可对岩石、硬土进行轻度铲掘作业。它具有作业速度快， 效率高，操作轻便等优点。 此处设计的 Zl40 装载机与对与其他中大装载，即属工程型装、运机具，不仅需要 铲装块度较大的松散物料，还需要挖掘 I、II 级土壤的能力，ZL40 装载机属工程辅助型 和生产生活服务型的装、运料机具，它的作业对象是粒度不大的松散物料。 此处的 ZL40 装载机采用的是液力机械传动，液力机械传动是一种采用变矩器与动 力换挡变速器组合传动装置，以液力为工作介质，利用液体动能来传递能量，可随外阻 力变化自动调整牵引力和速度的一种传动方式。其与机械传动相比有如下优点： 1.从设计上看，液力传动系统比机械传动系统先进，其柔性传动连接更适合装载机 的铲装工况。 2.从使用上看，其换挡、换向操纵比机械传动系统的快速、轻巧，因而其单位循环 生产率比机械传动型的高。 3.由于变矩器利用液体作为传递动力的介质， 输入轴与输出轴之间无刚性的机械联 系，因而减小了传动系及发动机零件的冲击载荷，提高车辆的使用寿命 4．能在规定范围内根据外界阻力的变化，自动进行无级变速，这不仅提高了内燃 机的功率利用率，而且大大减少换档次数，降低驾驶员的劳动强度。 5.由于变矩器的自动变速能力，对于同样的变速范围，可减少变速箱的档位数， 简 化变速箱的结构。 虽然液力机械传动同时存在了诸如成本过高，维修困难等缺点，但是介于如上的优 点和以人为本的原则我们在此处选用液力机械传动。 ZL10 的驱动桥处于动力传动系的末端，主要有主传动器、差速器、半轴、轮边减速 器和驱动桥壳等部件。其基本功能是（1）将万向传动装置传来的发动机转矩通过主传 动器、差速器、半轴等传到驱动车轮，实现降低转速、增大扭矩。 （2）通过主传动器圆 锥齿轮副改变转矩的传递方向。 （3）通过差速器实现两侧车轮差速作用，保证内、外侧 车轮以不同转速转向，将动力合理的分配给左、右驱动车轮（4）承受作用于路面和车 架或车身之间的垂直力、纵向力和横向力。 设计驱动桥时应满足如下基本要求： 1)选择适当的主减速比， 以保证汽车在给定的条件下具有最佳的动力性和燃油经济 性。 2)差速器除了保证左、右驱动车轮差速滚动外，还能将转矩连续平稳的传递给驱 动轮 3)当左、右驱动轮与路面的附着条件不一致时，能充分的利用汽车的驱动力 4)
Abstract
The content of my graduation design is The Design of ZL30 Loader Axles (Main Transm ission), largely at five parts, included of the main transmission design, differential design, half -shaft design, the design of the final drive and design of axle case .The design specifications will introduce the structure type and design of the drive axle and the main components in the driving axle design one by one. In this design, ZL30 loader is adopts hydromechanical transmission, select and uses doub le turbine hydraulic torque converter and planetary power shift transmission, and distribution of the transmission ratio according to the following principles: in the premise of final drive ca n be installed in the hub, assign the transmission ratio to final drive as much as possible to makes the whole structure size decreases and structure terse. Main drive is adopts a single-stage bevel gear with 35o and spiral bevel gears use cantile ver support. After considered of the basic parameters of gear, calculate all the geometric para meters of the gear, and then analysis gear stress and check its strength. The calculation of gear s basic parameters and geometry parameters is the key point of this part. After mastered the
working principle of differential, axle, final drive and axle case, have a reasonable choice and the structure of its type by combining with the design requirements, and then design parts and check strength. The differential design adopts ordinary symmetric tapered planetary gear diffe rential, and the gear is straight bevel gears. The half-shaft design uses the full floating axle supporting. The final drive design uses a single planetary row. Keywords： loader, drive axle main transmission
———轮胎与地面的附着系数，查《车辆地盘构造与设计》P172 表（2-1-2）
取在坚实土路工况上
0.55
r
d
———驱动轮的动力半径，查《铲土运输机械》P31 式(3-2):
r
d
d 0.0254 B (1 ) 2
d———轮辋直径，设计任务书给定的轮胎规格为：16-24 英尺，则取 d=24 英尺； 轮胎按断面宽度可以分为：标准轮胎（ H B =0.95-1.15)；宽基轮胎或 超宽基轮胎（ H B =0.5-0.7） 。取 H B =0.7； ，取 =0.15，则 ———车轮变形系数（0.12-0.15）
2.2.2 发动机传给驱动桥的扭矩
发动机传给驱动桥的扭矩查《轮式装载机设计》P191 式[6-17]：
M
式中：
max 2

1
N
0
M
e max
K 0 i k1 i0 0.65
（2.2）Mຫໍສະໝຸດ e max———发动机最大扭矩 ———发动机变矩器的最大变矩比，当变矩器的涡轮转速为 0 时，泵轮 转矩几乎不变，涡轮转矩最大。这里为 3.24
D k03
M
max
式中：
k
M
0
———直径系数，查《轮式装载机设计》P183 式[6-1]得
k
max
0
=0.58-0.66，取 0.66
———从动锥齿轮上最大的计算扭矩
D ———从动锥齿轮分度圆直径，
D 0.66 3 9733.52 100 9.8