6ZL20轮式装载机驱动桥设计最新
轮式装载机驱动桥差速器壳体的结构优化设计
轮式装载机驱动桥差速器壳体的结构优化设计摘要：利用ANSYS软件中的优化设计模块．建立轮式装载机驱动桥差速器壳体的结构优化计算模型，并实现优化迭代计算。
经过优化迭代计算并作局部结构调整后的差速器壳体。
一方面加强了原设计方案的薄弱部位。
另一方面也使得整个结构布局更合理。
优化设计后的差速器壳体重量减轻了13．7％．降低了材料的成本。
关键词：轮式装载机；差速器壳体；有限元分析；优化设计差速器是轮式装载机驱动桥的重要组成部分。
发动机输出扭矩经过变速箱后传递至主传动，然后由差速器与左右半轴进行分开传动．保证装载机驱动桥(见图1)两侧车轮在行程不等时，能以不同速度旋转．从而满足行驶运动学的要求。
差速器壳与半轴通过法兰固定联接．把扭矩传递至两侧的轮边减速机构。
在国内某型号大型轮式装载机驱动桥开发设计中，利用有限元优化分析技术，对驱动桥的差速器壳体(见图2)进行了校核计算与结构优化设计。
1工况与载荷分析轮式装载机采用的是防滑式差速器．根据两侧轮胎处的地面行驶条件．差速器自动调整分配给左右半轴的扭矩比例．从而能保证装载机在不良路面条件下的通过性。
也就是说。
在装载机作业行驶过程中．差速器壳体承受的扭矩是变化的。
取极限作业工况作为差速器壳体的设计校核工况。
即装载机发动机的最大输出扭矩．经过各级传动后．作用在差速器的单侧．也就是说此工况下两侧的轮胎，一边达到最大输出扭矩．另一边输出扭矩为0。
可求出作用在差速器壳体上的最大扭矩式中τmax——发动机输出的最大扭矩；i——从发动机输端至差速器输入端之间的总传动比。
2建立有限元模型与分析在HyperMesh软件中完成差速器壳体网格的划分．通过软件接口将网格模型导入ANSYS中。
与半轴花键联接处施加固定约束。
在法兰安装孔处施加周向集中载荷式中N——法兰螺栓的数量：R——法兰螺栓周向布置半径。
差速器壳体有限元模型参数：单元类型Solid45．单元数量：259403，节点数量：74805。
ZL20装载机驱动桥设计开题报告
ZL20装载机反转连杆机构工作装置设计说明书(参考)
《ZL20 装载机铲斗》课程设计计算说明书 设计计算过程
计算结果
大，且由于卸料时铲斗刃口降落的高度小，可以减少动臂举 升高度，缩短作业时间。
斗的断面形状由圆弧半径 r、张开角γ、后臂高度 h、和底臂 长 l 等四个参数决定。如图（3）
图（3）铲斗截面的基本参数 根据上图铲斗截面基本参数，已知该工作机构的额定载重量 Q=2t ，由土壤的自然重度公式：
=48～52゜， 1 =5～10゜。 要求： 1. 编写详细设计计算书； 2. 绘制机构运动轨迹简图（2﹟图）； 3. 用 CAD 绘制工作装置装配总图（1﹟图）； 4. 绘制铲斗部件结构图（2﹟图）。
《ZL20 装载机铲斗》课程设计计算说明书 设计计算过程
计算结果
二、装载机工作装置介绍
2.1、装载机用途
《ZL20 装载机铲斗》课程设计计算说明书 设计计算过程
计算结果
三、铲斗的设计
铲斗是铲装物料的工具，它的斗型与结构是否合理，直接影响装 载机的生产率，在设计工作装置连杆之前，首先要确定铲斗的几 何形状和尺寸，因为它与连杆机构的设计有密切的关系。
设计铲斗首先要具有合理的斗型，以减少切削和装料阻力， 提高作业生产率，其次是在保证铲斗具有足够强度和刚度的前提 下，尽量减少自重，同时也应考虑到更换工作装置和修复易换零 件（切削刃、斗点）的方便。
(1
180)]
式中：
V―――平装斗容量图(4)所示阴影面积由设计给定；
B―――铲斗的净宽度；
V=0.98
《ZL20 装载机铲斗》课程设计计算说明书
设计计算过程
λ ――铲斗斗底长度系数，λ =L /R；
g
gg
λ ――后斗壁长度，λ =L /R；
计算结果
轮式装载机驱动桥的部件设计(1)
轮式装载机归运土运输机械类，普遍用来矿山、修筑、铁道、海港、水电和公路等建筑工事的一种工程机器；轮式装载机是当代机器化工程运输中不可或缺的车辆之一，该设备的优点是效率高、作业速度快、机动性强、操作简便等优点，能够加速工程建设的进度，削弱工作的强度，提升施工质量，减低低施工的成本都施展着十分重要的作用；因此，最近几年来，无论是境内或者海外，装载机质量得到了迅速地提升，已为施工车辆的核心产物；随着重型工业发展的需求，海外已经不停出现创新大输出、载重大的轮式装载机发展趋向。
轮式装载机的传动系统是将发动机的动能和转速传递给装载机的的驱动轴和驱动轮。
发动机输出的牵引力经过车辆的离合器、变速器、传动轴等部件输出给装载机的车轴，再通过车辆的驱动桥来带动正常行驶。
因此，一般情况下轮式装载机传动系统的好坏往往决定了它的性能。
实验证明当输入到驱动轴车轮上的牵引力能够克服装载机外部阻力的时候，轮式装载机才能正常地启动、驾驶和作业，通过查询资料可知，就算装载机以均匀地低速行驶在平直的路面上时，也要克服大约相当于装载机自身总重量百分之一点五的滚动阻力。
当我们假设将驱动车轮与自身的发动机直接相连接时，此时装载机的速度将达到每小时数百公里，但是这么高的速度既不实际也很不安全，所以这是不可能真正实现的，反之若果装载机受到的牵引力无法克服外部作用于其上的阻力时候，装载机根本无法正常启动。
所以我们为了解决上述问题，须使装载机车辆具备增加扭矩并降低其运行的速度功能，即将车辆的驱动轮得到的转速减低为发动机转速的好多分之一，而相应地装载机车轮将得到的扭矩会增加到发动机扭矩的若干倍。
这就是驱动桥所需要来实现的作用。
由以上所述我们知道装载机驱动桥既要有一定的传动比，又要能够承受车轮和车身所传递的各种作用力，同时因为车桥位于两个轮胎之间，离地间隙有一定的限制，所以为了保证装载机能够适应恶劣的工作环境，具有较好得地面通过性能，车桥的结构不能过大。
ZL20EFB系列轮胎式防爆装载机图册
N序Ser. 零件代号
号o.
Part No.
JG4-
47 761/25X37X125
JG4-
51 761/13X23X120
54 ZL10.6.8
5. 变速箱 Transmission
名
称
Part Description
夹布胶管
Hose
夹布胶管 二档油管总成
Hose Tube
1 1 1 1 1 1
数量 Qty
速器
Main
Transmi
ssion
Parts
序号Ser. 零件代号
名
称
数量
No. Part No.
Part Description
Qty
2 ZL15F.2.5.1-14 开槽螺母 M20×1.5 Notch Nut
1
4 36×4.5
O型圈36×4.5
"O" Ring
1
5 ZL15F.2.5.1-8Q 输入法兰
1
YWS3874/ZG3/8
59 ’
油位塞
Plug
2
61 YJ265-40000 溢流阀
Relief Valve
1
62 YJ280.00-19 溢流阀垫
Paper Pad
1
63 YJ280-10000 主减压阀
Reducing Valve
1
1 ZL15.7
箱盖总成
Cover Assy.
1
4 ZL10.5.1
Bearing Case
1
31 YJ280.00-12 油泵齿轮
Gear
2
37 YJ280.00-14 泵轮齿轮
装载机驱动桥
活塞 密封圈 活塞盖 摩擦片
销轴
湿式制动 装载机湿式驱动桥一般摩擦 片式制动器。湿式式制动器由 齿圈、制动缸体、活塞、密封 圈、主动片、从动片、压盘、 回位弹簧、齿轮等组成。 控制油进入活塞腔内，推动 活塞移动，活塞推动从动片移 动，从而压紧主、从动片，进 行制动
从动片 主动片
制动缸体
齿圈
减速行星排 在桥两端
减速行星排 在桥中央
齿圈 行星轮 位于驱 动桥两端轮 边传动由轮 行星轮轴 毂、行星架、 端盖 端盖、行星 轮行星轮轴、 滚针 太阳轮、半 轴、套管、 行星轮架 滚针、轴承 等组成。 半轴
齿圈支撑
轮毂
套管
行星轮
齿圈
输出轴
位于驱动桥 中央轮边传动 由行星轮架、 行星轮、行星 轮轴、太阳轮、 半轴、套管、 轴承、输出轴 等组成。
• 3)诊断及排除 • (1)停车检查，发现驱动桥有不正常的响声时，可 将驱动桥架起，起动发动机并挂上档，然后急剧改 变车速，察听驱动桥响声来源，以判断故障所在部 位。随即熄火并放人空档，在传动轴停止转动后， 用手转动传动轴凸缘，若有松旷感觉，则为啮合间 隙过大；如感到一点活动量没有，则说明啮合间隙 过小。此时应调整啮合间隙。 • (2)装载机在行驶中，如车速越高则响声越大，而滑 行时减小或消失，一般是轴承磨损松旷或齿轮啮合 间隙失常；如急速改变车速或上坡时发响，则为齿 轮啮合间隙过大，应予调整。
第2部分 装载机驱动桥概述
装载机是用于铲、装的工程机械，要适应各种 恶劣工况的野外环境，因此装载机一般配装的前、 后桥均为驱动桥。 装载机作业驱动力大，速度较低，因此装载机 驱动桥有较大传动比（一般15-30）、较强承载能 力。
装载机动力由发动机提供经过变矩器、变速 箱、传动轴传递给驱动桥，从而装载机得以行走、 工作。
ZL20轮式装载机动力换挡变速箱设计
第一章概述1.1装载机的总体构造轮式装载机在道路施工、桥梁修建、建筑物修建、码头建设、煤矿运输等工程的土石方挖崛装载过程中发挥着重要的作用，她得作用是铲装沙土、石料、矿石、煤矿等等这些材料，也可以进行矿山与土地的挖崛工作。
安装不同的辅助配件也可以进行推土、起重和装卸物料如木材大型石块等。
在公路施工中、尤其是对高级别要求的公路建设中，装载机的重要总用还在于对道路的路基进行挖崛与填埋工作、对沥青和水泥的收集和装载工作。
除此之外还可用于推送工地多余石料、铲平路面，其他大型机械的牵引。
Zl20装载机相比其他机械拥有工作速度快，施工效率高、机动性能出色操作简便等优势，这也让它成为我国目前的施工作业中的主要机种。
装载机结构简图1柴油机 2传动系统 3防滚翻与落物保护装置4驾驶室 5空调系统 6转向系统7液压系统 8前车架 9工作装置 10后车架11制动系 12电器仪表系统我国在使用装载机的这几十年的历程中，根据我国的需求与特点不断创新发展技术上取得了很大的进步。
20世纪七十年代我过的装载机产量仅为1300台左右，我国的装载机保有量还不足1000台，时间步入了2007年，在这个年份我国的装载机产量出现了一次大的飞跃，仅出口的数量就已经上万，全年产量更是取得了16万的好成绩，比改革开放初期全国的装载机总的保有量还多出很多倍，这些数字都体现出了我国改革开放以来，在国家建设方面不断地提高了重视，加大了投入，在这样的时代背景之下，装载机这种生产效率高，功能强大的重型机械，得到了空前的发展，在以后的日子里装载机依旧在我过的建设事业中发挥着非常重要的做用，这种装载机以电动或者柴油机来驱动获得动力，动力传递给轮胎或者是履带，大多数装载机运用的是轮胎，有工作装置完成装载物料以及起重，推铲的功能。
装载机的工作装置可以大致分成单斗，多斗，井巷这几种，而在目前我国各个建设项目之中使用最广泛也是最为常见的就是单斗的装载机。
通常在我国装载机分成下面的几大类，群分方法为三种。
ZL20装载机工作装置设计
01
利用仿真软件对工作装置的运动性能进行分析，模 拟各种工况下的运动状态。
02
分析工作装置的运动轨迹、速度、加速度等参数， 评估工作装置的动态性能。
03
对比分析不同设计方案的运动性能，为优化设计提 供依据。
运动性能的优化设计
根据仿真分析结果，对工作装置的运动性能进行优化设计。
调整连杆长度、角度等参数，优化铲斗的开合角度和运动轨迹，提高工作装置的工 作效率。
特性分析
对所选材料的机械性能、化学成分、 热处理工艺等进行详细分析，确保其 满足设计要求。
工艺流程的设计与优化
工艺流程设计
根据材料特性和设计要求，制定合理的工艺流程，包括铸造、锻造、焊接、热处理等环节。
工艺优化
对现有工艺流程进行优化改进，提高生产效率，降低制造成本。
制造工艺的可行性分析
可行性评估
工作装置运动学分析
运动学模型的建立
建立工作装置的运动学模型， 包括连杆、摇臂、铲斗等主要 部件的运动关系和约束条件。
确定工作装置的运动学参数， 如连杆长度、角度、铲斗的开 合角度等。
考虑工作装置的实际工况，如 铲斗的装载、卸载、挖掘等动 作，确保模型能够准确反映实 际工作情况。
运动性能的仿真分析
对所选材料和工艺流程进行可行性评估，确保其能够满足设计要求并具备实际生产能力 。
风险控制
对制造过程中可能出现的问题进行预测和评估，制定相应的风险控制措施，确保生产顺 利进行。
THANKS
感谢观看
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
设计原则的遵循
结构简单、易于操作
遵循简洁、直观的设计原则，使操作人员能够快速掌握使用方法 。
高效、节能
在满足功能需求的前提下，尽量减少能量消耗和资源浪费。
ZL20装载机定轴式动力换挡变速箱设计说明书
毕业设计说明书ZL20装载机定轴式动力换挡变速箱设计学生姓名 :学号 :院系 :专业 :指导教师 :填写日期 :目录ABSTRACT ...................................................................................................................................................... - 5 - 第1章轮式装载机底盘构造简述 .................................................................................................... - 6 - 1.1 装载机的总体构造 ............................................................................................................................ - 6 - 1.2 传动系统.............................................................................................................................................. - 6 - 第2章发动机——变矩器匹配计算 .................................................................................................... - 8 - 2.1 参考课程设计任务书得到相关数据.............................................................................................. - 8 - 2.2发动机原始特性.................................................................................................................................. - 9 - 2.3发动机与液力变矩器的匹配计算 ................................................................................................. - 12 - 2.4装载机各挡总传动比的确定.......................................................................................................... - 16 - 2.5装载机整机性能分析....................................................................................................................... - 18 - 第三章定轴式动力换挡变速箱的设计 ................................................................................................ - 22 - 3.1变速箱传动设计及结构分析.......................................................................................................... - 22 - 3..2确定变速箱的主要参数和配齿计算........................................................................................... - 24 - 3.3轴的设计............................................................................................................................................. - 29 - 3.4换挡离合器的设计 ........................................................................................................................... - 30 - 第四章变速箱主要零件的校核和轴承寿命计算 ............................................................................ - 33 - 4.1齿轮强度和计算................................................................................................................................ - 33 - 4.2 轴的强度校核................................................................................................................................... - 35 -4.3输出轴轴承的校核 ........................................................................................................................... - 43 -4.4轴承寿命计算.................................................................................................................................... - 46 - 参考文献 .................................................................................................................................................... - 48 -致谢........................................................................................................................................................... - 49 - 附录......................................................错误！未定义书签。
ZL20装载机行星式动力换挡变速箱设计说明书
ZL20装载机行星式动力换挡变速箱设计说明书1.1装载机的总体构造装载机是一种广泛用于公路、铁路、建筑、水电、港口、矿山等建设工程的土石方施工机械，它主要用于铲装土壤、砂石、石灰、煤炭等散状物料，也可对矿石、硬土等作轻度铲挖作业。
换装不同的辅助工作装置还可进行推土、起重和其他物料如木材的装卸作业。
在道路、特别是在高等级公路施工中，装载机用于路基工程的填挖、沥青混合料和水泥混凝土料场的集料与装料等作业。
此外还可进行推运土壤、刮平地面和牵引其他机械等作业。
由于装载机具有作业速度快、效率高、机动性好、操作轻便等优点，因此它成为工程建设中土石方施工的主要机种之一。
装载机以柴油发动机或电动机为动力装置，行走装置为轮胎或履带，由工作装置来完成土石方工程的铲挖、装载、卸载及运输作业。
如图1-1所示，轮胎式装载机是由动力装置、车架、行走装置、传动系统、转向系统、制动系统、液压系统和工作装置等组成。
图1.1轮式装载机结构简图1—柴油机 2—传动系统 3—防滚翻与落物保护装置4—驾驶室 5—空调系统 6—转向系统 7—液压系统 8—前车架 9—工作装置 10—后车架11—制动系 12—电器仪表系统1.2整机传动系统设计轮式装载机传动系统如图1.2所示，其动力传递路线为：发动机——液力变矩器——变速箱——传动轴——前、后驱动桥——轮边减速器——车轮。
图1.2轮式装载机传动系统1.液力变矩器装载机采用双涡轮液力变矩器，能随外载荷的变化自动改变其工况，相当于一个自动变速箱，提高了装载机对外载荷的自适应性。
变矩器的第一和第二涡轮输出轴及其上的齿轮将动力输入变速箱。
在两个输入齿轮之间安装有超越离合器。
当二级齿轮从动齿轮的转速高于一级从动齿轮的转速时，超越离合器将自动脱开，此时，动力只经耳机涡轮及二级齿轮传入变速箱。
随着外载荷的增加，涡轮的转速降低，当二级齿轮从动齿轮的转速低于一级齿轮传动齿轮的转速时，超越离合器楔紧，则一级涡轮轴及一级齿轮于二级涡轮轴及二级齿轮一起回转传递动力，增大了变矩系数。
装载机驱动桥毕业设计精选全文完整版
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。
终传动设计采用单行星排减速形式。
关键词：装载机;驱动桥;主传动器AbstractThe content of my graduation design is The Design of ZL30Loader 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,ZL30loader 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 with35o 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 theworking 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 s-upporting.The final drive design uses a single planetary row.Keywords：loader,drive axle main transmission1.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。
ZL20装载机动力换挡变速箱设计说明书毕业设计
ZL20装载机动力换挡变速箱设计说明书摘要本设计为ZL20装载机行星式动力换挡变速箱，此变速箱具有结构紧凑、载荷容量大、传动效率高、齿间负荷小、结构刚度好、输入输出轴同心以及便于实现动力与自动换挡等优点，同时也有结构复杂、零件多、制造精度高、维修困难等缺点。
随着制造加工精度的提高，这种变速箱不仅在工程车辆上得到了广泛应用，在汽车上的应用也日益广泛。
首先通过发动机与液力变矩器的匹配设计计算，使发动机功率得到充分利用，进而改善装载机牵引性能，然后选择装载机的传动方案，变速箱有前进两个档位，后退一个档位，通过操纵两个换挡离合器即可实现换挡。
离合器类型为双离合器，换挡迅速平稳。
最后进行了变速箱主要参数的确定和配齿计算，通过主要零部件的强度计算以及轴承寿命验算，变速箱满足了设计要求。
关键词：轮式装载机，行星式变速器，动力换挡AbstractThe design for the ZL20 loader planetary power shift transmission, the gearbox efficiency, the load between teeth small, the structure stiffness, input and output shaft concentric and easy to implement dynamic and automatic shift, etc., but also a complex, multi-part, manufacturing, maintenance problems and other shortcomings. As the manufacturing process to improve theaccuracy of such transmission-type vehicles not only in engineering widely used in automotive applications are increasingly widespread.First, by matching the engine and torque converter design and calculation, the engine power are fully utilized, Loader in order to improve traction performance, and then select the loadertransmission scheme, transmission of the two clutch shift can be realized. Clutch type dual clutch, shift quickly and smoothly.Finally, to determine the main parameters of the transmission and distribution gear calculation, calculated by the intensity of the main components and checking the bearing life, transmission to meet the design requirements.Keywords: wheel loaders, planetary transmission, power shift .目录II摘要 .................................................................. I ABSTRACT .. (I)1.引言 (1)1.1装载机的总体构造 (1)1.2整机传动系统设计 (1)2.传动系总体方案设计 (3)2.1总体方案设计 (3)2.2行星式动力换挡变速箱的设计步骤 (3)3.发动机与液力变矩器匹配分析及其变速箱各档传动比的确定 (4)3.1匹配相关数据 (4)3.1.1液力变矩器 (4)3.1.2整机参数 (4)3.1.3其他数据 (5)3.2发动机与变矩器原始特性 (5)3.2.1发动机原始特性曲线 (5)3.2.2发动机与液力变矩器的共同工作的输入特性曲线 (7)3.2.3发动机与液力变矩器的共同工作的输入特性曲线。
轮式装载机驱动桥构造及原理简介
图11 XG953驱动桥总成外形图和装配图 图12 XG953驱动桥轮边外形图 图13 XG953驱动桥轮边减速器机构 图14 内齿轮和内齿圈 图15 半轴齿轮垫片（固定式与非固定式） 图16 拉具拆圆锥滚子轴承 图17 旋转力矩的测量 图18 螺旋伞齿轮安装接触区及间隙的调整 图19 主传动啮合间隙的测量 图20 XG953驱动桥轮边减速机构
（2）差速器的构造和原理
差速器由四个行星锥齿轮、十字轴、两个半轴齿轮、差速器左壳及右壳等主要 零件组成。左、右两个直齿圆锥半轴齿轮装于半轴齿轮垫片后，分别装入左右 差速器壳的相应座孔之中。四个行星锥齿轮浮套于十字轴轴颈上，并装上球面 垫片，然后将十字轴的四个轴颈嵌在差速器壳两半端面上相应的凹槽所形成的 孔内，差速器壳的剖分面通过十字轴各轴颈的中心线，用螺栓将左、右差速器 壳紧固在一起，整个差速器再用两个圆锥滚子轴承支承在主传动器托架的座孔 中。动力自主传动大螺旋伞齿轮依次经差速器壳、十字轴、行星锥齿轮、半轴 齿轮、半轴和太阳轮、轮边减速器传给车轮。当两边车轮以相同的转速转动时， 行星锥齿轮只绕半轴轴线做公转运动。若两边车轮阻力不同，则行星锥齿轮除 作上述公转运动的同时，还可绕自身轴线做自转运动。当行星锥齿轮自转时， 两半轴齿轮就可以以不同的转速转动。差速器此时就可以起到差速作用。
图14 内齿轮和内齿圈
３．XG951装载机驱动桥内齿轮采用整体式，轮毂轴承间隙的不当将导致 内齿轮受力过大，齿面磨损加剧。而XG953驱动桥是将内齿轮一分为二，由 内齿圈和齿圈支架采用浮动型式组成，当轮毂轴承间隙变大时内齿圈中心 相对支承轴中心可以浮动，从构造上保证了内齿圈与行星轮之间受力的均 匀分布，也就减少了内齿圈轮齿的磨损量，延长了齿轮件的使用寿命。同 时内齿圈热处理工艺采用中频感应淬火，将热处理后齿部变形量控制在很 小的范围内，齿面硬度高，耐磨。
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青海大学成人本科毕业（设计）论文：ZL20轮式装载机驱动桥设计ZL20轮式装载机驱动桥设计摘要驱动桥是装载机传动系统的重要组成部件，其性能的好坏将直接影响整个装载机的工作能力与效率，为了充分理解装载机的驱动桥的结构与工作原理，特以ZL20型装载机为例来研究，设计其驱动桥。
本次设计内容为ZL20装载机驱动桥设计，可分为主传动的设计、半轴的设计、差速器的设计、最终传动的设计四大部分。
驱动桥是轮式装载机底盘的主要组成部分，其作用是将发动机的扭矩进一步增大，以适应车轮为克服前进阻力所需要的扭矩。
驱动桥包括主传动器、差速器、半轴、最终传动、桥壳等部件。
ZL20装载机为充分利用其附着重量，达到较大的牵引力，采用全桥驱动桥。
其减速比一般为12～35，并按以下原则进行速比分配：在最终传动能安装的前提下，为了减小主传动及半轴所传递的扭矩，将速比尽可能地分配给最终传动，使整体结构部件尺寸减小，结构紧凑。
其中主传动锥齿轮采用35º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。
在设计过过程中采用传统方法与当今流行的优化设计方法相结合，力求使设计出的驱动桥更优，从而更好地满足ZL20型装载机的使用需求。
关键词： ZL20，装载机，驱动桥青海大学继续教育学院目录绪论 (1)1主传动器设计 (1)1.1螺旋锥齿轮的设计计算 (1)1.2 螺旋锥齿轮的强度校核 (8)2 差速器设计 (11)2.1圆锥直齿轮差速器基本参数的选择 (11)2.2差速器直齿锥齿轮强度计算 (14)2.3行星齿轮轴直径dz的确定 (15)3 半轴设计 (16)3.1半轴杆部直径的确定 (16)3.2半轴强度验算 (16)4 最终传动设计 (18)4.1行星排行星轮数目和齿轮齿数的确定 (18)4.2齿轮变位 (20)4.3齿轮的几何尺寸 (22)4.4齿轮的校核 (24)4.5 行星传动的结构设计 (25)5 各主要花键螺栓轴承的选择与校核 (28)5.1 花键的选择及其强度校核 (28)5.2 螺栓的选择及强度校核 (32)6 驱动桥壳设计 (35)7 润滑 (36)结论 (37)参考文献 (38)致谢 (39)青海大学继续教育学院绪论装载机是当今工程建设中应用最为广泛的一种工程机械，其在500米运距内铲、运、卸物料非常方便和经济。
小至普通家庭房屋建设，大至三峡、青藏铁路等国家重大工程都有其忙碌的身影。
驱动桥是轮式装载机底盘的主要组成部分，其功用是将发动机的扭矩进一步增大，以适应车轮为克服前进阻力所需要的扭矩。
驱动桥包括主传动器、差速器、半轴、最终传动、桥壳等部件。
ZL20装载机其减速比一般为12～35，并按以下原则进行速比分配：在最终传动能安装的前提下，为了减小主传动及半轴所传递的扭矩，将速比尽可能地分配给最终传动，使整体结构部件尺寸减小，结构紧凑。
1主传动器设计主传动器的功用是改变传力方向，并将变速箱输出轴的转矩降低，扭矩增大。
本次设计的ZL20型装载机驱动桥采用单级主传动形式，主传动齿轮采用35º螺旋锥齿轮，这种齿轮的特点是：它的齿形是圆弧齿，工作时不是全齿长突然啮合，而是逐渐地从一端连续平稳地转向另一端，因此运转比较平稳，减小了噪音，并且由于螺旋角的关系重合系数增大，在传动过程中至少有两对以上的齿同时啮合，相应的增大了齿轮的负荷能力，增长了齿轮的使用寿命，螺旋锥齿轮的最小齿数可以减少到6个，因而与直齿锥齿轮相比可以实现较大的传动比。
1.1螺旋锥齿轮的设计计算1.1.1齿数的选择选择齿数时应使相啮合的齿轮齿数没有公约数，以便使齿轮在使用过程中各齿能相互交替啮合，起到自动研磨作用，为了得到理想的齿面接触，小齿轮的齿数应尽量选用奇数，大小齿轮的齿数和应不小于40。
根据以上选择齿数的要求，参考吉林大学诸文农主编《底盘设计》第233页表6-4，结合本次设计主传动比范围i0=4.677，选取主动小锥齿轮齿数Z1=9，所以从动大锥齿轮齿数Z2=Z1i0=42。
1.1.2 从动锥齿轮节圆直径d2的选择1）螺旋锥齿轮计算载荷的确定青海大学继教育续教育学院 12 青海大学继续教育学院（1）按发动机与液力变矩器共同输出扭矩最大变速箱一档时从动大锥齿轮上的最大扭矩计算：Tmax 0k 1m2p M i i M Z η•••=（1-1）式中: 2p M ——从动大锥齿轮计算转矩，N·M；max T M ——发动机与液力变矩器共同工作时输出的最大扭矩，由之前的课程设计装载机发动机与液力变矩器匹配计算可得到max T M =1245 ×0.88=1095.6N·M；0i ——驱动桥主传动比，已知0i =4.677；1k i ——变速箱一档传动比，已知1k i =3.391；m η——变矩器到主减速器的传动效率，m η=0ηη•k 其中m η为变速箱的效率取0.98，主减速器效率取0η=0.98，计算得m η=0.96；Z ——驱动桥数，Z=2。
代入数据计算得：2P M =8391.8 N·M。
此时主动小锥齿轮的转矩可由以下公式计算：p 2p 100M 8391.8M 1830.9i 4.6770.98η===⨯ N·M。
(2)按驱动轮附着扭矩来确定从动大锥齿轮的最大扭矩，即：a dp f f G r M i φφη'= （1-2）式中:G ∂——满载时驱动桥上的载荷（水平地面）；φ——附着系数，φ=0.6～0.8，取0.7； d r——驱动轮动力半；， d r为车轮的动力半径可由式：青海大学继教育续教育学院 3d d Hr 0.0254[(1)B]2B λ=+-•式中:rd ——车轮动力半径； d ——轮辋直径，英寸； H/B ——轮胎断面高宽比； λ——车轮变形系数； B ——轮胎断面宽度，英寸。
由本次设计任务书可知轮胎规格为：12.5—20（B —d ），目前装载机广泛采低压宽基轮胎H/B=0.95～1.15，取H/B=1。
查相关资料可得λ=0.1～0.16，取λ=0.13。
将其代入上式可得：rd=0.53 m 。
if ——从动圆锥齿轮到驱动轮的传动比（轮边传动比）已知if=2.813；ηf——轮边减速器的效率，行星传动通常取0.96（车辆底盘构造与设计 林慕义 张福生 P243 表2-3-1）；由本次设计任务书可知：车辆工作质量为70KN,额定载重量为20KN ； 所以 Ga=70+20=90KN 即可求出：a d p f f G r 700000.70.53M 12364.5i 2.8130.96φφη⨯⨯'===⨯ N·M。
因为ZL50型装载机满载时的桥荷分配为前桥70％，故该条件下从动锥齿轮的最大扭矩为： p p M M 70%12364.570%8655.1φφ'=⨯=⨯= N·M。
计算中取以上两种计算方法中较小值作为从动直齿轮的最大扭矩，此扭矩在实际使用中并不是持续扭矩，仅在强度计算时用它来验算最大应力。
所以该处的计算转矩：M2max=Mp2=8391.8 N·M M1max=Mp1=1830.9N·M。
(3)按常用受载扭矩来确定从动锥齿轮上的载荷轮式装载机作业工况非常复杂，要确定各种使用工况下的载荷大小及其循环次数是困难的，只能用假定的当量载荷或平均载荷作为计算载荷。
对轮式装载机驱动桥主传动器从动齿轮推荐用下式确定计算转矩：a d f2f fG r (f sin a)M Z i •+=••η （N·M） （1-3）式中: f ——道路滚动阻力系数。
f=0.020～0.035，取f=0.03；sina ——坡道阻力系数，4 青海大学继续教育学院sina=0.09～0.30,取sina=0.25。
所以•+⨯⨯+===••η⨯⨯a d f2f f G r (f sin a)700000.53(0.030.25)M 2637.8Z i 2 2.8130.9N·M。
主动小锥齿轮上的常用受载扭矩为：===η⨯f 2f 100M 2637.8M 575.5i 4.6770.98 N·M。
2) 从动锥齿轮分度圆直径d2的确定根据从动锥齿轮上的最大扭矩，按经验公式粗略计算从动锥齿轮的分度圆直径：=2d K （1-4）式中 : d2 ——从动齿轮分度圆直径，mm ； KD ——系数，轮式取2.8～３.48取3.3； M2max ——从动锥齿轮上的计算扭矩，N·cm；所以得：==⨯=2d K 3.3311.3 mm 。
考虑到从动锥齿轮的分度圆直径对驱动桥尺寸和差速器的安装有直接的影响，参考国内外现有同类机型相关尺寸，最终确定从动锥齿轮分度圆直径d2=320 mm 。
1.1.3 齿轮端面模数ms 的选择由式 ms=d2/z2=320/42=7.6取标准模数 ms=8mm (见现代机械传动手册 GB/T 12368-1990 )为了知道所选模数是否合适需用下式校对：s mM K = （1-5）（《底盘设计》 吉林工业大学诸文农编 P233） 式中； Km ——系数，0.061～0.089；即：===sm M 8K 0.085在0.061～0.089之间所以所选齿轮端面模数ms=8mm 合适。
由此可算出大小齿轮的准确分度圆直径：d1=ms·z1=8×9=72 mm d2=ms·z2=8×42=336 mm1.1.4 法向压力角α的选择螺旋锥齿轮的标准压力角是20º，选择标准压力角有易于选择制造齿轮的刀具，降低生产成本。
1.1.5 螺旋角βm 的选择青海大学继教育续教育学院 5螺旋角βm 指该齿轮节锥齿轮线上某一点的切线与该切点的节锥母线之间的夹角，螺旋角越大锥齿轮传动越平稳，噪音越小，但轴承寿命缩短，因此在轮式装载机上常用βm=35º。
1.1.6 齿面宽b 的确定增加齿面宽理论上似乎可以提高齿轮的强度及使用寿命，但实际上齿面宽过大会使齿轮小端延长而导致齿面变窄，势必减小切削刀尖的顶面宽及其棱边的圆角半径。
这样一方面使齿根圆角半径过小，另一方面也降低了刀具的使用寿命。
此外由于安装误差及热处理变形等影响会使齿轮的负荷易于集中小端而导致轮齿折断。
齿面过小同样也会降低轮齿的强度和寿命。