【文章內(nèi)容簡介】 闊。 還有些公司研制出 LEAR 連桿機構(gòu)，專為小型裝載機而設(shè)計。 Sch ae ff公 司 于 20xx 年 3 月在 In te m a t 展覽會上展山的高卸位式 SKL873 型輪式裝載機的可折疊式創(chuàng)新連桿機構(gòu)工作裝置，進一步增加了輪式裝載機的工作裝置的種類。 裝載機目前的市場需求 我國基礎(chǔ)建設(shè)眾多，國內(nèi)對裝載機的需求量較大，而且隨著我國裝載機技術(shù)的發(fā)展，我國裝載機出口越來越多。 據(jù)《 年中國裝載機行業(yè)產(chǎn)銷需求與投資預(yù)測分析報告》 數(shù)據(jù)顯示我國的裝載的銷售增幅較大并預(yù)計 到 20xx 年，我國裝載機行業(yè)銷售量將達到 30 萬臺，其中出口將達到 4 萬臺，我國裝載機行業(yè)前景看好。 “十二五 ”期間我國社會固定資產(chǎn)投資仍將保持較高的增長速度，增長率將在 20%左右，國家將進一步加 大保障性住房建設(shè)、水利工程建設(shè)、海洋建設(shè)工程、鐵路、公路、城鎮(zhèn)公共交通和基礎(chǔ)設(shè)施、電力、輸氣工程、輸電工程建設(shè)。 這些都是裝載機市場看好的重要因素。 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 3 頁 第 2 章 主傳動器建模 軟件的介紹 三維建模主要采用的軟件為 SoildWorks 20xx Solidworks 軟件功能 強大，組件繁多。 Solidworks 功能強大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新是 SolidWorks 的三大特點，使得 SolidWorks 成為領(lǐng)先的、主流的三維 CAD 解決方案。 SolidWorks 能夠提供不同的設(shè)計方案、減少設(shè)計過程中的錯誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。 SolidWorks 不僅提供如此強大的功能，同時對每個工程師和設(shè)計者來說，操作簡單方便、易學(xué)易用。 SolidWorks 在用戶界面做了很大的改進 配置管理是SolidWorks 軟件體系結(jié)構(gòu)中 非常獨特的一部分，通過對不同參數(shù)的變換和組合，派生出不同的零件或裝配體。 SolidWorks 在協(xié)同工作方面比較突出 。 主減速器簡介 主傳動器的 作用 主 傳動器 的 個 存在有兩個作用，第一是改變動力傳輸?shù)姆较颍诙亲鳛樽兯倨鞯难由鞛楦鱾€檔位 提供一個共同的傳動比。 變速器的輸出是一個繞縱軸轉(zhuǎn)動的力矩，而車輪必須繞車輛的橫軸轉(zhuǎn)動，這就需要有一個裝置來改變動力的傳輸方向。 也 叫主減速器， 不管變速器在什么檔位上，這個裝置的傳動比都是總傳動比的一個因子。有了這個傳動比，可以有效的降低對變速器的減速能力的要求，這樣設(shè)計的好處是可以有效減小變速器的尺寸，使車輛的總布置更加合理。 主傳動器齒輪類型 主減速器的齒輪有螺旋錐齒輪，雙曲面齒輪，圓柱齒輪和蝸輪蝸桿等形式。 螺旋錐齒輪傳動 螺旋錐齒輪傳動的主、從動齒輪的軸線垂直交于一點，輪齒不是在齒的全長上同時嚙合，而是逐漸有齒的一端連續(xù)而平穩(wěn)的地轉(zhuǎn)向另一端；另外，由于輪齒端面重疊的影響，至少有兩個以上的輪齒同時嚙合，因此可以承受較大的負荷，所以工作平穩(wěn)，西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 4 頁 制造也簡單。但是其缺點是齒輪副錐頂稍有不吻合就會使工作急劇變壞，并伴隨磨損增大，噪聲增大，所以為了保證齒輪副的正確嚙合，必須提高剛度，增大殼體剛度。 雙曲面齒輪傳動 其特點是主、從傳動的軸線不相交而成空間交叉。其空間交叉角（即將一軸線平移，使與另一軸線相交的交角）也都是采用 90 度夾角。主 動齒輪軸相對于從動齒輪軸有向上或者向下的偏移，稱為上偏置或下偏置。這個偏移量稱為雙曲面齒輪的偏移距。當(dāng)偏移距達到一定程度時，可以使一個齒輪軸從另一個齒輪軸的上面通過。這樣就能在每個齒輪兩邊布置尺寸緊湊的支承。這對于增強支承剛度，保證齒輪正確嚙合從而提高齒輪壽命大有好處。 蝸桿 — 蝸輪傳動簡稱蝸輪傳動 在汽車的驅(qū)動橋上也得到了一定的應(yīng)用。蝸輪相對于螺旋錐齒輪及雙曲面齒輪傳動有一系列的優(yōu)點。首先在結(jié)構(gòu)重量上較小的情況下，采用渦輪傳動時單級減速即可到較大的速度比，因此，在超重型汽車上當(dāng)高速發(fā)動機與較低車速和較大 輪胎之間的配合要求有較大的主減速比（通常 i=8~14）時主要采用一級蝸輪傳動最為方便。 主傳動器的 減速 型式 驅(qū)動橋按其減速 型式 分主要有三種：中央單級減速驅(qū)動橋，中央雙級減速驅(qū)動橋和中央單級、輪邊減速驅(qū)動橋 ，具體如：表 11。 主傳動器中主、從動錐齒輪的支承型 式 主傳動器主從、動齒輪只有正確的嚙合，才能很好的工作，要保證正確的嚙合，除與齒輪的加工質(zhì)量、裝配調(diào)整及軸承、減速器殼的剛度有關(guān)外，還與齒輪的支承剛度密切相關(guān)。 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 5 頁 表 11 主減速器類型 減速型式 特 點 應(yīng) 用 單級減速 結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、體積小、成本 低、 傳動比一般在 7 以下中小型底盤，如 JS JS2 小反斗 前置錐齒輪雙級減速 可得較大傳動比（ 5~9，最大可達 11）和離地間隙，橋的縱向尺寸大，傳動軸的夾角增大 較長軸距的中、重型底盤，如Q QY8 汽車起重機 上置錐齒輪雙級減速 傳動裝置布置較高，便于傳動軸通 過，車身較高 多橋驅(qū)動底盤， 如上安 QY15（ SH361） PY160 平地機等 單級減速附外嚙合輪邊減速 橋的中央部分、差速器、半軸負荷減小、尺寸小、提高離地間隙 中、大型底盤，如 Z42 裝載機 單級減速附行星輪邊減速 橋中部差速器，半軸體積小，縮短橋中心到傳動軸凸緣的距離，行星齒輪結(jié)構(gòu)緊湊，半軸與輸出驅(qū)動軸同軸，傳動比可達 12~18 工程機械和重型汽車上廣泛應(yīng)用，如 ZL50、 ZL ZLSH380、 TL160、 CL70 雙級減速附行星輪邊減速 是前兩種結(jié)構(gòu)的組合，減速比很大，增大扭矩，減低重心 超重型多橋底盤如 QD100 汽車起重機 主傳動器中主、從動錐齒輪的支承型 式 主傳動器主從、動齒輪只有正確的嚙合，才能很好的工作，要保證正確的嚙合，除與齒輪的加工質(zhì)量、裝配調(diào)整及軸承、減速器殼的剛度有關(guān)外，還與齒輪的支承剛度密切相關(guān)。 主動錐齒輪的支承 主動錐齒輪的支承形式可以分為懸臂式支承和跨置式支承兩種。 Zl50 選用跨置式支承?？缰檬街С薪Y(jié)構(gòu)的特點是錐齒輪兩端均有軸承支承，支承剛度大大增大，又使軸承負荷減小，齒輪嚙合條件改善，齒輪承載能力高于懸臂式。另外，因為輪齒大端一側(cè)軸頸支承在兩個相對并排安裝的圓錐滾子上，可縮短主動齒輪軸的長度，布置更加緊湊，并可減小傳動軸夾角，有利于整 車布置。但主傳動器殼上必須有支承齒輪小端一側(cè)的軸承座，使殼體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工成本高。齒輪小端一側(cè)的軸承都采用圓柱滾子軸承，僅承受徑向力，是易損壞的一個軸承。大部分工程車輛都采用這種形式。 從動齒輪的支承 從動錐齒輪的支承，其支承剛度與軸承的形式、支承間的距離及軸承之間的分布比例有關(guān)。為了增加支承剛度，兩端軸承的圓錐滾子大端向內(nèi)，以盡量減小 支承間距 。西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 6 頁 為了使從動錐齒輪背面的差速器殼處有足夠空間設(shè)置加強筋，提高齒輪強度，并且使兩個軸承之間的載荷盡可能均勻分布， 應(yīng)該從動齒輪齒面到兩端支承 尺寸 相當(dāng) ，且距離 支承間距 應(yīng) 不小于從動齒輪大端分度圓直徑的 70%。 在具有大的主傳動比和大的從動錐齒輪的主減速器中，有齒面上的軸向力形成的力矩使從動錐齒輪產(chǎn)生較大的偏移變形，這種變形時危險的。為了減小此變形，可在從動錐齒輪的背面靠近主動齒輪的地方設(shè)計一個輔助支承銷。阻擋從動齒輪繼續(xù)變形。 ZL50 裝載機主減速器 傳動類型 的選擇 ZL50 裝載機主傳動器齒輪類型選擇螺旋錐齒的形式，這樣能承受交大的載荷，傳動也比較平穩(wěn)，制造簡單。 減速 型式 為 單級減速附行星輪邊減速 ，這樣做的好處為：橋中部差速器，半軸體積小，縮短橋中心到傳動軸凸緣的距離，行星齒輪結(jié)構(gòu)緊湊，半軸與輸出驅(qū)動軸同軸，傳動比可達 12~18。 而 ZL50 選用 的主傳動錐齒輪采用了 跨置式支承。有助于其受力的均勻，是其軸偏移較小。 主傳動器錐齒輪主要參數(shù)的選擇 主傳錐齒輪 主要 的參數(shù)有主、從動齒輪的齒數(shù) 1z 和 2z ，從動錐齒輪 的 大端分度圓直徑 2D 、端面模數(shù) tm 、主從動錐齒 的 輪齒面寬 1b 和 2b 、中點螺旋角 ? 、法向壓力角? 等。 主、從動錐齒輪齒數(shù) 選擇主、從動錐齒輪齒數(shù)時應(yīng)考慮如下因素： （ 1）為了磨合均勻， 1z ， 2z 之間應(yīng)避免有公約數(shù)。 （ 2）為了得到理想的齒面重合度和高的輪齒彎曲強度，主、從動齒輪齒數(shù)和應(yīng)不小于 40。 （ 3）為了嚙合平穩(wěn)，噪聲小和具有高的疲勞強度對于商用車 1z 一般不小于 6。 （ 4）主傳動比 0i 較大時， 1z 盡量取得小一些，以便得到滿意的離地間隙。 （ 5）對于不同的主傳動比， 1z 和 2z 應(yīng)有適宜的搭配。 根據(jù)以上要求參考 《輪式裝載機設(shè)計 》 [4]中表 61， 取 1z =8,2z =37， 1z +2z =45〉40 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 7 頁 的選擇 對于單級主減速器， 從動錐齒輪的尺寸大小除影響驅(qū)動橋殼的離地間隙外，還影響跨置式主動齒輪前支撐架的位置和差速器的安裝等。一般從動錐齒輪的分度圓直徑可以根據(jù)從動錐齒輪上的最大扭矩進行初步選定。 2D 可根據(jù)經(jīng)驗公式初選，即 式 32 2 cD TKD ? （ ） 式中， 2D —— 從動錐齒輪大端分度圓直徑 2DK —— 直徑系數(shù)，一般取 ～ Tc —— 從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩為 Tce 和 Tcs 中的較小者 所以 2D =（ ～ ） 3 =（ ～ ） mm 初選 2D =425mm 則 tm = 22/DZ=425/37= 參考《機械設(shè)計手冊》 [21]表 tm 選取 11所以 2D =407mm 根據(jù) tm = 3 cm TK 來校核 sm =11 選取的是否合適，其中 mK =（ ～ ） 此處， tm =（ ～ ） 3 =（ ～ ），因此滿足校核。 主、 從動錐齒輪齒面寬 錐齒輪齒面過寬并不能增大齒輪的強度和壽命，反而會導(dǎo)致因錐齒輪輪齒小端齒溝變窄引起的切削刀頭頂面過窄及刀尖圓角過小，這樣不但會減小了齒根圓角半徑，加大了集中應(yīng)力，還降低了刀具的使用壽命。此外，安裝時有位置偏差或由于制造、熱處理變形等原因使齒輪工作時載荷集中于輪齒小端，會引起輪齒小端過早損壞和疲勞損傷。另外，齒面過寬也會引起裝配空間減小。但齒面過窄，輪齒表面的耐磨性和輪齒的強度會降低。 對于從動錐齒輪齒面寬 2b ，推薦不大于節(jié)錐 2A 的 倍，即 22 Ab ? ，而且 2b應(yīng)滿足 tmb 102? ，對于汽車主減速器圓弧齒輪推薦采用： 22 Db ? = 407? = 在此取 70mm 一般習(xí)慣使錐齒輪的小齒輪齒面寬比大齒輪稍大，使其在大齒輪齒面兩端都超出西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 8 頁 一些，通常小齒輪的齒面加大 10%較為合適，在此取 1b =75mm 中點螺旋角 螺旋角沿齒寬是變化的，輪齒大端的螺旋角最大，輪齒小端螺旋角最小，弧齒錐齒輪副的中點螺旋角是相等的，選 ? 時應(yīng)考慮它對齒面重合度 ? ，輪齒強度和軸向力大小的影響， ? 越大，則 ? 也越大，同時嚙合的齒越多，傳動越平穩(wěn)，噪聲越低，而且輪齒的強度越高， ? 應(yīng)不小于 ，在 ～ 時效果最好，但 ? 過大，會導(dǎo)致軸向力增大。 輪式裝載機上螺旋錐齒輪的平均螺旋角為 35176?！?40176。以采用 35176。較為普遍。 螺旋方向 從錐齒輪頂看，齒形從中心線上半部向左傾斜為左旋，向右傾斜為右旋。 主、從動錐齒輪的螺旋方向是相反的。螺旋方向與錐齒輪的旋轉(zhuǎn)方向影響其所受的軸向力的方向，當(dāng)變速器掛前進擋時，應(yīng)使主動錐齒輪的軸向力離開錐頂方向，這樣可使主、從動齒輪有分離的趨勢，防止輪齒因卡死而損壞。所以主動錐齒輪選擇為左旋，從錐頂看為逆時針運動，這樣從動錐齒輪為右旋， 從錐頂看為順時針，驅(qū)動汽車前進。 法向壓力角 圓弧錐齒輪的壓力角是以法向截面的壓力角來標志的。 加大壓力角可以提高齒輪的強度，減少齒輪不產(chǎn)生根切的最小齒數(shù)，但對于尺寸小的齒輪，大壓力角易使齒頂變尖及刀尖寬度過小，并使齒輪的端面重疊系數(shù)下降， 所以在輕載荷工作的齒輪中一般采用小壓力角，可使齒輪運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音低，螺旋齒輪標準壓力角 20176。 ，在輪式裝載機上，為了提高輪齒的彎曲強度，一般采用 176。的壓力角。 螺旋錐齒輪的幾何尺寸的計算 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 9 頁 表 主傳動器螺旋錐齒輪的幾何尺寸計算表 序號 項目 計算公式 計算結(jié)果 1 主動齒輪齒數(shù) 1z 8 2 從動齒輪齒數(shù) 2z 37 3 端面模數(shù) m 11mm 4 齒面寬 b 1b =75mm 2b =70mm 5 工作齒高 mhhag *2? ?gh 6 全齒高 ? ?mchh a *2 ?? h = 7 法向壓力角