zl50裝載機傳動系統(tǒng)機電畢業(yè)設(shè)計

1、<p>　　薈螈羄芁蒄袈肇蕆莀袇腿芀蚈袆衿肅蚄裊肁羋薀襖膃膁蒆袃袃莆莂袂羅腿蟻袂肇蒞薇羈膀膇蒃羀衿莃荿罿羂膆螈羈膄蒁蚄羇芆芄薀羇羆蒀蒆薃肈節(jié)莂薂膁蒈蝕蟻袀芁薆蝕羃蒆蒂蝕肅艿莈蠆芇肂螇蚈羇莇蚃蚇聿膀蕿蚆膁蒞蒅蚅袁膈莁螄羃莄蠆螄肆膇薅螃膈莂薁螂羈膅蕆螁肀蒀莃螀膂芃螞蝿袂葿薈螈羄芁蒄袈肇蕆莀袇腿芀蚈袆衿肅蚄裊肁羋薀襖膃膁蒆袃袃莆莂袂羅腿蟻袂肇蒞薇羈膀膇蒃羀衿莃荿罿羂膆螈羈膄蒁蚄羇芆芄薀羇羆蒀蒆薃肈節(jié)莂薂膁蒈蝕蟻袀芁薆蝕羃蒆蒂蝕肅艿莈

2、蠆芇肂螇蚈羇莇蚃蚇聿膀蕿蚆膁蒞蒅蚅袁膈莁螄羃莄蠆螄肆膇薅螃膈莂薁螂羈膅蕆螁肀蒀莃螀膂芃螞蝿袂葿薈螈羄芁蒄袈肇蕆莀袇腿芀蚈袆衿肅蚄裊肁羋薀襖膃膁蒆袃袃莆莂袂羅腿蟻袂肇蒞薇羈膀膇蒃羀衿莃荿罿羂膆螈羈膄蒁蚄羇芆芄薀羇羆蒀蒆薃肈節(jié)莂薂膁蒈蝕蟻袀芁薆蝕羃蒆蒂蝕肅艿莈蠆芇肂螇蚈羇莇蚃蚇聿膀蕿蚆膁蒞蒅蚅袁膈莁螄羃莄蠆螄肆膇薅螃膈莂薁螂羈膅蕆螁肀蒀莃螀膂芃螞蝿袂葿薈螈羄芁蒄袈肇蕆莀袇腿芀蚈袆衿肅蚄裊肁羋薀襖膃膁蒆袃袃莆莂袂羅腿蟻袂肇蒞薇羈膀膇蒃羀衿莃荿

3、罿羂膆螈羈膄蒁蚄羇芆芄薀羇羆蒀蒆薃肈節(jié)莂薂膁蒈蝕蟻袀芁薆蝕羃蒆蒂蝕肅艿莈蠆芇肂螇蚈羇莇蚃蚇聿膀蕿蚆膁蒞蒅蚅袁膈莁螄羃莄蠆螄肆膇薅螃膈莂薁螂羈膅</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　ZL50裝載機是一種廣泛用于公路、鐵路、建筑、水電、港口、礦山等建設(shè)工程的土石方施工機械，隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)速度的加快，各項建筑施工（比如公路建設(shè)，房屋建設(shè)等）也要

4、求工程機械制造廠進(jìn)行產(chǎn)品更新?lián)Q代，使其動力、性能、效率等不斷改進(jìn)。本文通過對裝載機傳動系統(tǒng)的設(shè)計來提高裝載機的作業(yè)速度、效率、機動性。從而滿足發(fā)展建設(shè)的需要。</p><p>　　本次設(shè)計內(nèi)容為ZL50裝載機液力變矩器、變速器、分動器的選型及萬向傳動軸和驅(qū)動橋設(shè)計。根據(jù)提供的相應(yīng)參數(shù)對液力變矩器、變速器、分動器進(jìn)行選型。在傳動軸的設(shè)計中，主要考慮傳動軸的臨界轉(zhuǎn)速，計算傳動軸的花鍵軸和軸管的尺寸，并校核其扭轉(zhuǎn)強度和

5、臨界轉(zhuǎn)速，確定出合適的安全系數(shù)。驅(qū)動橋的設(shè)計大致上分為主減速器，差速器的設(shè)計。其中主傳動錐齒輪采用螺旋錐齒輪。差速器齒輪選用直齒圓錐齒輪，最終傳動采用單行星排減速形式。</p><p>　　關(guān)鍵詞： ZL50裝載機；傳動系統(tǒng)；設(shè)計；校核</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The design conten

6、t ZL50 loader torque converter, transmission, actuator selection and propeller shaft and drive axle design. The corresponding parameters based on the supplied torque converter, transmission, sub-actuators for selection.

7、Shaft commonly used scalable cross shaft propeller shaft. In the design of the drive shaft, the main consideration shaft critical speed calculation shaft and shaft tube size, and check its strength and critical speed, de

8、termining an appropriate safety factor, opt</p><p>　　Keywords: ZL50 Loader；Transmission；Design；Verification</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></

9、p><p>　　AbstractII</p><p>　　1 緒 論1</p><p>　　1.1國內(nèi)外裝載機研究現(xiàn)狀1</p><p>　　1.2 國內(nèi)裝載機發(fā)展趨勢5</p><p>　　1.3 本課題研究的目的及意義5</p><p>　　2 ZL50裝載機傳動系統(tǒng)總體方案及

10、各部件型式選擇7</p><p>　　2.1 傳動系統(tǒng)總體方案確定7</p><p>　　2.2 液力變矩器的選型8</p><p>　　2.3 變速器的選型10</p><p>　　2.4 分動器的選型10</p><p>　　2.5 萬向傳動軸型式的選擇11</p><p>　　

11、2.6 驅(qū)動橋的型式選擇12</p><p>　　2.7本章小結(jié)13</p><p>　　3 萬向傳動軸設(shè)計14</p><p>　　3.1多十字軸萬向節(jié)的傳動分析14</p><p>　　3.2萬向節(jié)的設(shè)計與計算15</p><p>　　3.3傳動軸的設(shè)計19</p><p>　　

12、3.4 中間支承的結(jié)構(gòu)選擇21</p><p>　　3.5本章小結(jié)22</p><p>　　4驅(qū)動橋的設(shè)計23</p><p>　　4.1 主減速器設(shè)計23</p><p>　　4.2 差速器設(shè)計31</p><p>　　4.3 輪邊減速器設(shè)計36</p><p>　　4.4本章小

13、結(jié)39</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)40</b></p><p><b>　　致 謝42</b></p><p><b>　　附 錄43</b></p><p><b>　　1 緒 論</b></p><p>

14、　　裝載機是一種廣泛用于公路、鐵路、建筑、水電、港口、礦山等建設(shè)工程的土石方施工機械，它主要用于鏟裝土壤、砂石、石灰、煤炭等散狀物料，也可對礦石、硬土等作輕度鏟挖作業(yè)。在公路施工中主要用于路基工程的填挖，瀝青和水泥混凝土料場的集料、裝料等作業(yè)。由于它具有作業(yè)速度快，機動性好，操作輕便等優(yōu)點，因而發(fā)展很快，成為土石方施工中的主要機械。</p><p>　　傳動系統(tǒng)是位于發(fā)動機和驅(qū)動車輪之間的動力傳動裝置，其基本功用

15、是將發(fā)動機發(fā)出的動力傳給驅(qū)動車輪。裝載機有四種傳動方式：機械式、全液壓式、液力機械式和電傳動式（電動輪）。</p><p>　　傳動系總?cè)蝿?wù)是傳遞發(fā)動機的動力，使之適應(yīng)于裝載機行駛的需要。在一般的機械式傳動中，有了變速器還不能完全解決發(fā)動機特性與裝載機行駛要求間的矛盾和結(jié)構(gòu)布置上的問題。首先是因為絕大多數(shù)的發(fā)動機在裝載機上是縱向安置的，通過主減速器將其轉(zhuǎn)矩傳給左、右驅(qū)動輪以改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向，同時還得有驅(qū)動橋的差

16、速器來解決左、右驅(qū)動車輪間的轉(zhuǎn)矩分配問題和差速要求。其次是因為變速器的主要任務(wù)僅在于通過選擇適當(dāng)?shù)臋n位數(shù)及各檔傳動比，以使內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)矩—轉(zhuǎn)速特性能適應(yīng)裝載機在各種行駛阻力下對動力性與經(jīng)濟(jì)性的要求，而驅(qū)動橋主減速器的功用則在于當(dāng)變速器處于最低檔位時，使汽車有足夠的牽引力和良好的燃料經(jīng)濟(jì)性。</p><p>　　1.1國內(nèi)外裝載機研究現(xiàn)狀</p><p>　　1.1.1國內(nèi)裝載機發(fā)展現(xiàn)狀<

17、;/p><p>　　我國裝載機行業(yè)起步于50年代末。1958年，上海港口機械廠首先測繪并試制了67KW（90hp）、斗容量為1m3的裝載機。這是我國自己制造的第一臺裝載機。該機采用單橋驅(qū)動、滑動齒輪變速。1964年，天津工程機械研究所和廈門工程機械廠測繪并試制了功率為100.57KW（135hp）斗容量為1.7m3 的Z435型裝載機。1962年國外出現(xiàn)鉸接式裝載機后,天津工程機械化研究所與天津交通局于1965年聯(lián)合

18、設(shè)計了Z425型鉸接式裝載機。柳州工程機械廠和天津工程機械研究所合作，在參考國外樣機的基礎(chǔ)上，于1970年設(shè)計試制了功率為163.9KW(220hp)、斗容量為3m3的ZL50型裝載機。該機采用雙渦輪變矩器、動力換擋行星變速箱的液力機械傳動方式，Z形連桿機構(gòu)的工作裝置及鉸接轉(zhuǎn)抽，并自行設(shè)計了“三合一”的機構(gòu)，以解決液力機械化傳動式裝載機的拖啟動、熄火轉(zhuǎn)向及排氣制動問題。ZL50型裝載機經(jīng)過幾年的實踐考核，證明性能良好、結(jié)構(gòu)先進(jìn)，為后來我

19、國ZL系列裝載機的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。在ZL50的基礎(chǔ)上，后又設(shè)計發(fā)展了ZL100、ZL40、ZL30、ZL20裝載機系列產(chǎn)品，并在這個系列的基礎(chǔ)上發(fā)展了DZL50</p><p>　　我國小型裝載機制造業(yè)當(dāng)前正處于發(fā)展時期，有一定的盈利空間，小裝載機技術(shù)水平低、結(jié)構(gòu)簡單、零配件充足齊全，進(jìn)入門檻低。因此目前仍有大批企業(yè)進(jìn)入小載機裝行業(yè)，在這種情況下，盡管市場“突飛猛進(jìn)”，但產(chǎn)能增長更快，因此今后的市場競爭必然殘酷而

20、激烈，低水平的價格戰(zhàn)也在所難免。另外，我國小型裝載機還有很多需要改進(jìn)的地方，如：傳動系統(tǒng)技術(shù)水平太低，司機勞動強度大，能耗高、作業(yè)效率低，與國家提倡的節(jié)能降耗、安全環(huán)保等不一致；在傳動方面應(yīng)該向雙變(變矩器＋變速箱)或全液壓方向發(fā)展；當(dāng)前廣泛采用的單缸柴油機功率偏小，噪聲、振動、能耗都偏大；從發(fā)展的角度看，在成本增加不大的情況下，應(yīng)盡量采用雙缸或4缸柴油機；同時在液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)方面最好采用優(yōu)先全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，變速操縱應(yīng)由機械換擋變?yōu)橐簤簞?/p>

21、力換擋等。我想這些都是今后小裝載機技術(shù)發(fā)展的方向。目前已經(jīng)有一些常規(guī)裝載機大廠開始生產(chǎn)小裝，如廈工集團(tuán)所屬的“廈工新宇”、徐工集團(tuán)所屬“徐特”、柳工所屬的“江蘇柳工”等。我認(rèn)為大廠進(jìn)入行業(yè)并不會對他們產(chǎn)生威脅，但會有助于行業(yè)的發(fā)展。</p><p>　　我國國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的持續(xù)高漲，城市化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷加速，勞動力的需求越來越緊缺，勞動力成本也越來越高，裝載機作為一種既機動靈活，又價廉物美的機器設(shè)備，將取代高成

22、本、低效率的手工勞動，特別是西部大開發(fā)，這類產(chǎn)品將有廣闊的潛在市場。所以，小型裝載機將具有良好的開發(fā)前景 。</p><p>　　1.1.2 國外輪式裝載機的發(fā)展概況</p><p>　　國外輪式裝載機最早出現(xiàn)在第二次工業(yè)革命時期，其發(fā)展到今天，無論是技術(shù)、設(shè)計、制造還是銷售、服務(wù)等都已經(jīng)非常成熟。國外輪式裝載機著名的生產(chǎn)廠家有卡特彼勒、山貓、凱斯、約翰·迪爾、利勃海爾、特雷克斯

23、、沃爾沃、小松、JCB 、現(xiàn)代、日立等。2000年在中國市場真正搞活以前，輪式裝載機全球需求量約為74500臺。其中，中國(32%)是最大的地區(qū)市場，其后依次是歐洲(30%)、北美洲(20%)和日本(12%)。到2005年，市場環(huán)境急劇變化: 全球需求量幾乎增長一倍，達(dá)14.2萬臺，中國市場大幅增長為世界上最大的市場。歐洲和北美洲彼此的市場規(guī)模非常相近，但其市場構(gòu)成卻存在根本差別: 在歐洲低于59.7kW(80hp)

24、的小型機械更受偏愛(但僅限于某些國家，尤其是德國)。這類產(chǎn)品占該地區(qū)需求量的40%，與之相比在北美洲只占12%。英國工程機械咨詢有限公司估計約有20家國際(即非中國的)輪式裝載機制造商年產(chǎn)量超過500臺，合計年產(chǎn)約為6萬臺。2005年卡特彼勒、小松、沃爾沃、CNH和迪爾的總產(chǎn)量占該年總產(chǎn)量的75%，而10年前5大制造商只占54%，目前這5大制造商在國際市場中所占份額的總和仍在增加。因</p><p>　　1.2

25、國內(nèi)裝載機發(fā)展趨勢</p><p>　　輪式裝載機以圍繞提高效率、降低成本為核心，繼續(xù)向大型化、微型化發(fā)展，不斷推出新產(chǎn)品，加速更新?lián)Q代。微電子技術(shù)的突破性進(jìn)展為輪式裝載機自動控制、狀態(tài)監(jiān)測及視線范圍內(nèi)遙控技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了條件。柴油發(fā)動機自動控制噴油系統(tǒng)、變速箱自動控制換檔、性能參數(shù)和狀態(tài)監(jiān)測均取得重大進(jìn)展，在視線內(nèi)遙控作業(yè)已進(jìn)入實用階段，從而改善了性能，提高可靠性，縮短停機時間，增加生產(chǎn)能力，降低燃油消耗，取得

26、了更大的經(jīng)濟(jì)效益。體積小、功率大、輕巧靈活、燃油經(jīng)濟(jì)性更好，增大駕駛室尺寸和玻璃窗面積，提高室內(nèi)的氣壓以防塵，提高隔絕噪聲能力，改善控制系統(tǒng)和操縱桿的位置，提高操作環(huán)境的舒適性，降低操作者的勞動強度，以及美化外觀造型也是它的發(fā)展方向。</p><p>　　1.3 本課題研究的目的及意義</p><p>　　裝載機是一種廣泛用于公路、鐵路、建筑、水電、港口、礦山等建設(shè)工程的土石方施工機械，它

27、主要用于鏟裝土壤、砂石、石灰、煤炭等散狀物料，也可對礦石、硬土等作輕度鏟挖作業(yè)。由于它具有作業(yè)速度快，機動性好，操作輕便等優(yōu)點，因而發(fā)展很快，成為土石方施工中的主要機械。</p><p>　　傳動系統(tǒng)是位于發(fā)動機和驅(qū)動車輪之間的動力傳動裝置，其基本功用是將發(fā)動機發(fā)出的動力傳給驅(qū)動車輪。裝載機有四種傳動方式：機械式、全液壓式、液力機械式和電傳動式（電動輪）。</p><p>　　隨著裝載機工

28、業(yè)的迅猛發(fā)展，車型的多樣化、個性化已經(jīng)成為發(fā)展趨勢，對裝載機節(jié)能、舒適與輕量化的要求越來越高。而傳動軸及萬向節(jié)的設(shè)計裝配不良將產(chǎn)生振動和噪聲，增添未能估算在內(nèi)的符加動載荷，還可能導(dǎo)致傳動系不能正常運轉(zhuǎn)和早期破壞，萬向傳動軸是傳動系的重要組成部件之一。傳動軸選用與設(shè)計的合理與否直接影響傳動系的傳動性能。選用、設(shè)計不當(dāng)會給傳動系增添不必要的和設(shè)計未能估算在內(nèi)的附加負(fù)荷，可能導(dǎo)致傳動系不能正常運轉(zhuǎn)，因此該總成設(shè)計是設(shè)計中重要的環(huán)節(jié)之一。<

29、;/p><p>　　ZL50驅(qū)動橋位于傳動系的末端，其基本功用是增大由傳動軸或直接從變速器傳來的轉(zhuǎn)矩，將轉(zhuǎn)矩合理的分配給左、右驅(qū)動車輪，使其具有行駛運動學(xué)所要求的差速功能。對驅(qū)動橋設(shè)計來使裝載機具有作業(yè)速度快、效率高、機動性好、操作輕便等方面的優(yōu)化。使其有足夠的牽引力和良好的燃料經(jīng)濟(jì)性。從而滿足我們發(fā)展建設(shè)的需要。</p><p>　　2 ZL50裝載機傳動系統(tǒng)總體方案及各部件型式選擇<

30、;/p><p>　　2.1 傳動系統(tǒng)總體方案確定</p><p>　　2.1.1傳動系統(tǒng)總體方案選擇</p><p>　　裝載機有四種傳動方式：機械式、全液壓式、液力機械式和電傳動式（電動輪）。目前已定型的國產(chǎn)裝載機一般采用液力機械傳動型式的，如ZL30、ZL40、ZL50、ZL90、QJ-5型裝載機均系這種傳動方式。典型的輪胎式裝載機液力機械傳動系統(tǒng)的傳動路線如圖2.

31、1：</p><p>　　發(fā)動機——液力變矩器——變速箱（包括分動箱）——傳動軸——主減速器——輪邊減速器——輪輞——輪胎。下面進(jìn)行發(fā)動機與液力變矩器的選型及其特性的確定。</p><p>　　圖2.1 裝載機傳動系統(tǒng)的傳動路線</p><p><b>　　2.1.2已知參數(shù)</b></p><p><b>　

32、?。?）發(fā)動機參數(shù)：</b></p><p>　　已知發(fā)動機的型號為濰柴WD10G220E23增壓柴油機，具體參數(shù)如下</p><p><b>　　表2.1：</b></p><p>　　表2.1 WD10G220E23具體參數(shù)</p><p>　?。?）行駛速度：最高車速 40k

33、m/h</p><p>　　最低行駛速度 11.5km/h</p><p>　?。?）整車參數(shù)：額定載重量 5t </p><p>　　最大驅(qū)動力 301KN</p><p>　?。?）輪胎滾動半徑： 0.625（m） </p>

34、;<p>　　2.2 液力變矩器的選型</p><p>　　單級單相和單級多相泵輪與渦輪對稱布置的向心渦輪液力變矩器結(jié)構(gòu)簡單、效率高、工藝性好，變矩性能和穿透性能基本滿足工程機械的需求，故向心渦輪液力變矩器是工程機械的首選對象。單級向心渦輪變矩器的失速邊距系數(shù)較小，一般K0=2.5～3.0。液力變矩器的參數(shù)是透過性、變矩系數(shù)和它的效率，這三者是相互關(guān)聯(lián)的，在一系列的現(xiàn)有液力變矩器中，選擇性能、結(jié)構(gòu)滿

35、足給定條件的液力變矩器，作為模型。通過對裝載機特性的分析：變矩器必須具有零速工況變矩比大，效率較高，高效范圍寬等特性，因此選用單級單相三元件液力變矩器YB355-2變矩器（有效圓直徑=355 mm,變矩系數(shù)=2.82,最高效率=84.5%）作為模型。其原始特性曲線如圖2.2</p><p>　　圖2.2 YB355-2原始特性曲線</p><p>　　變矩器有效直徑D按下式確定：</

36、p><p>　　（m） 式(2.1)</p><p>　　式中：—發(fā)動機傳給變矩器的最大有效力矩466.7（N.m）；</p><p>　　—所選變矩器最高效率時泵輪力矩系數(shù)，取=22.5</p><p>　　——工作液體的密度，取=900</p><p>　　nH—發(fā)動機的額定轉(zhuǎn)速，

37、取nH=2000r/min；</p><p><b>　　m</b></p><p>　　則YB355-2滿足與發(fā)動機的匹配。</p><p>　　2.3 變速器的選型</p><p>　　隨著國際市場的逐漸擴大，裝載機越來越多的銷往外國，裝載機往往配置知名廠家的變速箱，且操作更方便。目前較多的裝載機配置定軸式動力換擋變

38、速器。動力換擋變速器按動力換擋的變速級數(shù)可分為單級式和多級式。由于單級式輸出五個正轉(zhuǎn)速度和一個反轉(zhuǎn)速度，而多級組合式有正反各四檔轉(zhuǎn)速，已知變速器為前四后三，且與單級傳動變速器相比，組合傳動式變速器可以用較少換檔離合器和齒輪副獲得較多的速度檔數(shù)，可以獲得較大的傳動比和調(diào)速范圍，則選擇多級組合式傳動方案。它的換擋方式有全部動力換擋和混合換擋兩種，全部動力換擋，換擋時不必預(yù)先切斷動力，可以直接操縱離合器換擋，換擋簡便。故選擇全部動力換擋。又已

39、知裝載機的額定載重量為5t，發(fā)動機的功率為P=162KW.則選擇市場上變速器的型號為ZF4WG200定軸式液壓換擋變速器。它配套的發(fā)動機功率在200KW左右，常用于五噸及六噸的裝載機。</p><p><b>　　前進(jìn)各檔位的傳動比</b></p><p>　　=2.7， =2.118， =1.287， =0.745， </p><

40、p><b>　　倒退檔位的傳動比</b></p><p>　　=3.5， =2.059， =1.211， =1.211。 </p><p>　　2.4 分動器的選型</p><p>　　分動器的功用是將變速器輸出的動力分配到各驅(qū)動橋，并且進(jìn)一步增大扭矩。分動器也是一個齒輪傳動系統(tǒng)，他單獨固定在車架上。其輸入軸與變速器的輸出軸用萬向傳動裝

41、置相連，分動器的輸出軸有若干根，分別經(jīng)萬向傳動裝置與各驅(qū)動橋相連。</p><p>　　分動器類型及其特點：從結(jié)構(gòu)和功能來看，分動器可分為兩大類。一般齒輪式分動器和帶軸間差速器的分動器。一般齒輪式分動器分配給前、后橋的轉(zhuǎn)矩比例不定(隨此兩橋所受附著力的比例而變)。這樣雖然會增加附著條件較好驅(qū)動橋的驅(qū)動力，但可能使該橋因超載而損壞。因此，目前采用這類分動器的汽車越來越少。則選取帶軸間差速器的分動器。</p&g

42、t;<p>　　由于裝載機是全輪驅(qū)動,分動器需要兩個輸出軸，則選取型號尤尼克27-66型分動器基本參數(shù)如表2.2：</p><p>　　表2.2 27-66型分動器基本參數(shù)</p><p>　　2.5 萬向傳動軸型式的選擇</p><p>　　萬向節(jié)傳動軸是傳動系的重要組成部件之一。傳動軸選用與設(shè)計布置的合理與否直接影響傳動系的傳動性能。選用與布置不當(dāng)

43、會給傳動系增添不必要的和設(shè)計未能估算在內(nèi)的附加動負(fù)荷，可能導(dǎo)致傳動系不能正常運轉(zhuǎn)和早期損壞。</p><p>　　裝載機的萬向節(jié)傳動，主要應(yīng)用于非同心軸間和工作中相對位置不斷改變的兩軸之間的動力傳遞。安裝在變速器輸出軸與前后驅(qū)動橋之間。變速器的動力輸出軸和驅(qū)動橋的動力輸入軸不在一個平面內(nèi)。裝載機在轉(zhuǎn)向時會使變速箱與驅(qū)動橋之間的相對位置和它們的輸出、輸出入軸之間的夾角不斷發(fā)生變化。這時常采用一根或多根傳動軸、兩個或

44、多個十字軸萬向節(jié)的傳動。圖2.4為用于裝載機變速箱與驅(qū)動橋之間的不同萬向傳動方案。</p><p>　　（a）單軸雙萬向節(jié)式</p><p>　?。╞）兩軸三萬向節(jié)式 </p><p>　　圖2.4萬向傳動方案</p><p>　　如圖a為常用的單軸雙萬向節(jié)傳動，如圖b為連接距離較長且不宜于采用單軸雙萬向節(jié)傳動的連接。由于參考車型軸距為

45、3.30米，故選取如圖b的傳動方案。</p><p>　　2.6 驅(qū)動橋的型式選擇</p><p>　　驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)型式按工作特性分，可以歸并為兩大類，即非斷開式驅(qū)動橋和斷開式驅(qū)動橋。當(dāng)驅(qū)動車輪采用非獨立懸架時，應(yīng)該選用非斷開式驅(qū)動橋；當(dāng)驅(qū)動車輪采用獨立懸架時，則應(yīng)該選用斷開式驅(qū)動橋。因此，前者又稱為非獨立懸架驅(qū)動橋；后者稱為獨立懸架驅(qū)動橋。獨立懸架驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，但可以大大提高車輛在不

46、平路面上的行駛平順性。</p><p>　　普通非斷開式驅(qū)動橋，由于結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉、工作可靠，廣泛用在各種工程機械、多數(shù)的越野汽車。他們的具體結(jié)構(gòu)、特別是橋殼結(jié)構(gòu)雖然各不相同，但是有一個共同特點，即橋殼是一根支承在左右驅(qū)動車輪上的剛性空心梁，齒輪及半軸等傳動部件安裝在其中。</p><p>　　驅(qū)動橋的輪廓尺寸主要取決于主減速器的型式。在裝載機輪胎尺寸和驅(qū)動橋下的最小離地間隙已經(jīng)確定的

47、情況下，也就限定了主減速器從動齒輪直徑的尺寸。在給定速比的條件下，如果單級主減速器不能滿足離地間隙要求，可該用雙級結(jié)構(gòu)。在雙級主減速器中，通常把兩級減速器齒輪放在一個主減速器殼體內(nèi)，也可以將第二級減速齒輪作為輪邊減速器。對于輪邊減速器：輪式裝載機的輪邊減速器一般為行星式，以減小其尺寸，獲得大的傳動比，且將其安裝在輪轂內(nèi)。</p><p><b>　　2.7本章小結(jié)</b></p>

48、<p>　　本章完成了對液力變矩器、變速器、分動器結(jié)構(gòu)型式的選擇并根據(jù)相關(guān)參數(shù)在市場中選出相應(yīng)的型號。此外對萬向傳動軸的傳動方案和驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)型式做出了選擇。</p><p><b>　　3 萬向傳動軸設(shè)計</b></p><p>　　3.1多十字軸萬向節(jié)的傳動分析</p><p>　　三萬向節(jié)的夾角如圖3.1。</p>

49、;<p>　　圖3.1 三萬向節(jié)的夾角</p><p>　　多萬向節(jié)傳動的從動叉相對主動叉的轉(zhuǎn)角差的計算公式與單萬向節(jié)相似，可寫成 </p><p>　　式中，為多萬向節(jié)傳動的當(dāng)量夾角；為主動叉的初相位角；為主動軸轉(zhuǎn)角。</p><p>　　假如多萬向節(jié)傳動的各軸軸線均在同一平面，且各傳動軸兩端萬向節(jié)叉平面之間的夾角為零或/2，則當(dāng)量夾角為

50、</p><p>　　式中的正負(fù)號確定：當(dāng)?shù)谝蝗f向節(jié)的主動叉處在各軸軸線所在的平面內(nèi)，在其余的萬向節(jié)中，如果其主動叉平面與此平面重合定義為正，與此平面垂直定義為負(fù)。</p><p>　　為使多萬向節(jié)傳動輸出軸與輸入軸等速，應(yīng)使=0。</p><p>　　萬向節(jié)傳動輸出軸與輸入軸的轉(zhuǎn)角差會引起動力總成支承和懸架彈性元件的振動，還能引起與輸出軸相連齒輪的沖擊和噪聲及駕駛

51、室內(nèi)的諧振噪聲。因此在設(shè)計多萬向節(jié)傳動時，總是希望其當(dāng)量夾角盡可能小。一般設(shè)計時，應(yīng)使空載和滿載工況下的不大于。另外，對多萬向節(jié)傳動輸出軸的角加速度幅值應(yīng)加以限制。對于乘用車，；對于商用車，。</p><p>　　3.2萬向節(jié)的設(shè)計與計算</p><p>　　3.2.1十字軸的設(shè)計</p><p>　　根據(jù)該設(shè)計車型載質(zhì)量m=5t，按表3.1初選十字軸長H=90mm

52、，軸頸直頸 mm,軸頸長度h=21mm，滾針直徑mm，滾針長度L=18mm，滾針數(shù)n=26，滾針軸承帽外徑D=35mm。</p><p>　　十字軸萬向節(jié)的損壞形式主要是十字軸軸頸和滾針軸承的磨損，十字軸軸頸的滾針軸承帽工作表面出現(xiàn)壓痕和剝落。一般情況下，當(dāng)磨損或壓痕超過0.15mm時便應(yīng)報廢。十字軸主要失效形式是軸頸根部斷裂，所以設(shè)計時應(yīng)保證該處有足夠的抗彎強度。</p><p>　　設(shè)

53、作用于十字軸軸頸中點的力為F如圖3.2：</p><p><b>　　式 (3.1)</b></p><p>　　式中：T—萬向傳動軸計算轉(zhuǎn)矩；</p><p>　　r—合力F作用線到十字軸中心之間的距離；</p><p>　　—主、從動叉軸的最大夾角</p><p>　　萬向傳動軸計算轉(zhuǎn)矩T=9

54、89860Nmm，mm，取。將數(shù)據(jù)代入公式3.1得： </p><p>　　表3.1推薦選用十字軸尺寸（mm）</p><p>　　圖3.2 十字軸主要尺寸及受力情況</p><p>　　H-十字軸總長；h-軸頸長度；-軸頸直徑；-油孔直徑；-滾針直徑</p><p>　　十字軸軸頸根部的彎曲應(yīng)力和切應(yīng)力應(yīng)滿足：</p><

55、;p><b>　　式（3.2）</b></p><p><b>　　式（3.3）</b></p><p>　　式中：—十字軸軸頸直頸（mm）；</p><p>　　—十字軸油道孔直徑(mm)；</p><p>　　S—合力F作用線到軸頸根部的距離(mm)；</p><p&g

56、t;　　—彎曲應(yīng)力的許用值，MPa；</p><p>　　—切應(yīng)力的許用值，MPa</p><p>　　將mm，mm，mm，F(xiàn)=14795.1N代入公式3.2、3.3得：</p><p><b>　　MPa</b></p><p><b>　　MPa</b></p><p>

57、　　經(jīng)校核十字軸軸頸根部的彎曲應(yīng)力和切應(yīng)力均符合設(shè)計要求。</p><p>　　3.2.2滾針軸承的設(shè)計</p><p>　　萬向節(jié)用滾針軸承的結(jié)構(gòu)型式較多，但就滾針來說、主要有三種型式：錐頭滾針、平頭滾針及圓頭滾針。為了防止在運輸及安裝過程中掉針。國內(nèi)的協(xié)作配套廠家大多都采用錐頭滾針。這種結(jié)構(gòu)的軸承除滾針端頭為圓錐形外，還多了一個擋針圈。并且在外圈滾道與底道之間加工出基底凹槽，滾針圓錐頭

58、靠擋針圈及外圈基底凹槽擋住，從而避免了徑向掉針。其結(jié)構(gòu)如圖3.3</p><p>　　請加QQ1249726337 蝿羈荿螄蝿膁蚄蝕螈芃蕆薆螇蒞芀裊螆肅蒅螁螅膇羋蚇襖芀蒄薃袃罿芆葿袃肂蒂袇袂芄芅螃袁莆薀蠆袀肆莃薅衿膈薈蒁袈芀莁螀羇羀薇蚆羇肂莀薂羆膅薅蒈羅莇莈袇羄肇芁螃羃腿蒆蠆羂芁艿薅羈羈蒄蒀肁肅芇蝿肀膆蒃蚅聿羋芆薁肈肇蒁薇肇膀莄袆肆節(jié)蕿螂肅莄莂蚈肅肄薈薄螁膆莀蒀螀艿薆螈蝿羈荿螄蝿膁蚄蝕螈芃蕆薆螇蒞芀裊

59、螆肅蒅螁螅膇羋蚇襖芀蒄薃袃罿芆葿袃肂蒂袇袂芄芅螃袁莆薀蠆袀肆莃薅衿膈薈蒁袈芀莁螀羇羀薇蚆羇肂莀薂羆膅薅蒈羅莇莈袇羄肇芁螃羃腿蒆蠆羂芁艿薅羈羈蒄蒀肁肅芇蝿肀膆蒃蚅聿羋芆薁肈肇蒁薇肇膀莄袆肆節(jié)蕿螂肅莄莂蚈肅肄薈薄螁膆莀蒀螀艿薆螈蝿羈荿螄蝿膁蚄蝕螈芃蕆薆螇蒞芀裊螆肅蒅螁螅膇羋蚇襖芀蒄薃袃罿芆葿袃肂蒂袇袂芄芅螃袁莆薀蠆袀肆莃薅衿膈薈蒁袈芀莁螀羇羀薇蚆羇肂莀薂羆膅薅蒈羅莇莈袇羄肇芁螃羃腿蒆蠆羂芁艿薅羈羈蒄蒀肁肅芇蝿肀膆蒃蚅聿羋芆薁肈肇蒁薇肇膀莄袆