ZL40轮式装载机驱动桥设计.doc

1、摘 要本次设计内容为ZL40装载机驱动桥设计，大致分为主传动的设计，差速器的设计，最终传动设计，半轴的设计四大部分。其中主传动锥齿轮采用35 螺旋锥齿轮，这种类型的齿轮的基本参数和几何参数的计算是本次设计的重点所在。将齿轮的几个基本参数，如齿数，模数，从动齿轮的分度圆直径等确定以后，用大量的公式可计算出齿轮的所有几何参数，进而进行齿轮的受力分析和强度校核。了解了差速器，半轴和最终传动的结构和工作原理以后，结合设计要求，合理选择它们的形式及尺寸。本次设计差速器齿轮选用直齿圆锥齿轮，半轴采用全浮式 ，最终传动采用单行星排减速形式。关键词： ZL40，装载机，驱动桥AbstractThis desi

2、gn was a ZL40 loader drive axle design, broadly divided into the main drive design, the differential design, final drive design and the axle design. One main drive bevel gear used 35 Spiral bevel gear, the basic parameters and the calculation of geometry parameters for this type of gear is the focus

3、 of this design. When the gears of a few basic parameters, such as number of teeth, module, driven gear such as sub-degree diameter were determined , all geometric parameters of gears can be calculated using a large number of formulas, and then the gear stress analysis and strength check can be oper

4、ated . Understanding the structure and working principles of the differential, half shaft and final drive of the future, combined with the design requirements, their form and size were rightly selected. Straight bevel gear was selected for differential gear, full floating for axle and a single row o

5、f slow form planetary for final drive.Keywords: ZL40 , shovel loader , drive bridge 目 录前 言11.主减速器设计21.1主减速器的分类21.1.1主减速器的齿轮类型21.2主减速器的基本参数选择与计算21.2.1主减速器计算载荷21.2.2主减速器锥齿轮主要参数41.2.3螺旋锥齿轮的几何尺寸71.2.4主传动器螺旋锥齿轮的强度计算81.2.5 主减速器齿轮的热处理要求及材料101.2.6主减速器轴承的计算112.差速器设计142.1差速器的结构142.2差速器的设计152.2.1差速器参数的确定152.2.

6、2差速器齿轮的几何尺寸172.2.3差速器齿轮的强度计算182.2.4差速器十字轴直径的确定192.2.5差速器齿轮的材料203.最终传动设计203.1半轴设计213.1.1半轴直径的确定213.2行星排行星轮数目和齿轮齿数及参数的确定223.2.1行星轮数目的选择223.2.2行星排各齿轮参数的确定及校核223.2.3齿轮变位系数及中心距的确定243.3行星排各齿轮的几何尺寸263.4齿轮的校核283.4.1齿轮材料的选择283.4.2齿轮接触疲劳强度计算283.4.3齿轮弯曲疲劳强度校核293.5行星传动的结构设计293.6轴承的选择303.6.1滚针轴承的选择303.6.2桥壳上轴承的选

7、取314各主要花键的选择与校核324.1花键的选择及其强度校核324.2主传动中差速器半轴齿轮花键的选择324.2.1键参数的选择324.2.2键的强度校核334.3轮边减速器半轴与太阳轮处花键的选择344.4主传动输入法兰处花键的选择与校核344.4.1最小轴径估算344.4.2花键的选择与主要参数的计算344.4.3花键的校核355.螺栓的选择及强度校核375.1螺栓所受剪切力计算375.2从动锥齿轮与差速器壳联接螺栓校核37结 论39参考文献40致 谢41 I前 言驱动桥的基本功能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

8、向传动装置传来的发动机转矩通过主减速器、差速器、半轴等传到驱动车轮，实现降速增大转矩；2.通过主减速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。4.通过桥壳体和车轮实现承载及传力作用。驱动桥的分类1.非断开式驱动桥：非断开式驱动桥，其结构简单、造假低廉、工作可靠，被广泛用于各种载货汽车上。由于整个驱动桥都是簧下质量，因此对汽车的行驶平顺性和操作稳定性均不利，并且差速器壳的尺寸较大，使汽车的离地间隙不能很大。2.断开式驱动桥：可以获得较大的离地间隙，并减少了其簧下质量，提高了行驶平顺性。这种驱动桥无刚性的整体外壳，主传动器及其壳体装在车架或

9、车身上，两侧驱动车轮则与车架或车身作弹性联系，并可彼此独立地分别相对于车架或车身做上下摆动，车轮传动装置采用万向节传动。驱动桥的设计本要求1.选择的主减速比应能保证汽车具有最佳的动力性和燃料经济性。 2.外形尺寸要小，保证有必要的离地间隙。主要是指牙包尺寸尽量小。 3.齿轮及其他传动件工作平稳，噪声小。 4.在各种转速和载荷下具有高的传动效率。 5.在保证足够的强度、刚度条件下，应力求质量小，尤其是簧下质量应尽量小，以改善汽车平顺性。 6.与悬架导向机构运动协调，对于转向驱动桥，还应与转向机构运动相协调。 7.结构简单，加工工艺性好，制造容易，拆装、调整方便。本次设计的是ZL40轮式装载机的驱

10、动桥，要设计这样一个级别的驱动桥，一般选用非断开式结构以与非独立悬架相适应，所以，在此选用非断开式驱动桥。1.主减速器设计主减速器一般用来改变传动方向，降低转速，增大扭矩，保证汽车有足够的驱动力和适当的速度。主减速器类型较多，有单级、双级、双速、轮边减速器等。1.1主减速器的分类主传动器的结构形式主要根据齿轮类型、减速形式以及主从动齿轮的安装及支承方式的不同分类。(1)单级主减速器 由一对减速齿轮实现减速的装置，称为单级减速器。(2)双级主减速器 对一些载重较大的载重汽车，要求较大的减速比，用单级主减速器传动，则从动齿轮的直径就必须增大，会影响驱动桥的离地间隙，所以采用两次减速。1.1.1主减

11、速器的齿轮类型主减速器的齿轮有螺旋锥齿轮，双曲面齿轮，圆柱齿轮和蜗轮蜗杆等形式。在此选用螺旋锥齿轮传动。因为螺旋锥齿轮传动的主、从动齿轮的轴线垂直交于一点，轮齿不是在齿的全长上同时啮合，而是逐渐有齿的一端连续而平稳的地转向另一端；另外，由于轮齿端面重叠的影响，至少有两个以上的轮齿同时啮合，因此可以承受较大的负荷，所以工作平稳，制造也简单。1.2主减速器的基本参数选择与计算1.2.1主减速器计算载荷（1）按发动机最大转矩和最低档传动比确定从动锥齿轮的计算转矩1 （1.1） 式中发动机至所计算的主减速器从动锥齿轮之间的传动系的最低挡传动比，在此取3.85；发动机的输出的最大转矩，在此取600；传动

12、系上传动部分的传动效率，在此取0.92；驱动桥数目在此取2；液力变矩器变矩比取4.5；由以上各参数可求=14744.4（2）按驱动轮附着转矩确定从动大锥齿轮的最大转矩1 （1.2）式中 满载时一个驱动桥给水平地面的最大负荷，（120+40）x65%KN； 轮胎对地面的附着系数，轮式工程车辆0.851.0,履带式工程车辆=1.01.2，在此取0.95； 车轮的动力半径； d轮辋直径 轮胎断面高宽比 车轮变形系数 B 轮胎断面宽度（英寸） 本次设计ZL40装载机轮胎规格为1624（Bd），采 用低压宽基轮胎，取=0.50.7，取=0.7，=0.10.16，取=0.15;代 入上式，得=0.547

13、m 分别为所计算的主减速器从动锥齿轮到驱动车轮之间的传动效率和传比，=3.667； 轮边减速器效率0.96。 所以=15351.9 确定小锥齿轮的最大转矩，按上述两者较小值（）来计算： =2490.5（3）按正常行驶平均转矩确定从动锥齿轮的计算转矩1 车辆使用条件较稳定时，其正常持续的转矩根据平均牵引力来确定： （1.3）式中：满载时的总重量，在此取（120+40）KN； 所牵引的挂车满载时总重量，KN，但仅用于牵引车的计算； 道路滚动阻力系数，在此取0.03 正常行驶时的平均爬坡能力系数，在此取0.2 在此取0； 主传动器从动锥齿轮到驱动车轮之间的传动效率，在此取0.96 主传动器从动锥齿轮

14、到驱动车轮之间的传动比，在此取3.667； 计算驱动桥数，在此取2。所以 =3310.4按上述第一种、第二种方法确定的计算转矩Tce 、Tcs，仅为锥齿轮的最大转矩，只能用作计算锥齿轮的最大应力。对于一个具体车辆的主传动器锥齿轮，可以取这两种方法计算结果的较小值作为算转矩。按第三种方法（正常行驶平均转矩）确定的计算载荷，可以用来进行锥齿轮的寿命计算。1.2.2主减速器锥齿轮主要参数 主传动器锥齿轮的主要参数有主、从动齿轮的齿数和，从动锥齿轮大端分度圆直径、端面模数、主从动锥齿轮齿面宽和、中点螺旋角、法向压力角等。(1)主、从动锥齿轮齿数和选择主、从动锥齿轮齿数时应考虑如下因素：为了磨合均匀，之间应避免有公约数。为得到理想的齿面重合度和高的轮齿弯曲强度，主、从动齿轮齿数和应不小于40。为了啮合平稳，噪声小和具有高的疲劳强度对于商用车一般不小于6。主传动比较大时，尽量取得小一些，以便得到满意的离地间隙。对于不同的主传动比，和应有适宜的搭配。根据以上要求选取=7,=44，+=5140(