毕业论文—ZL50装载机驱动桥设计解析

分类号密级 U D C

中国地质大学江城学院 毕业论文（设计） ZL50装载机驱动桥的设计 姓名：洪娟娟

专业：机械设计制造及其自动化 班级：25000902 学号：2500090222 指导教师：赵丽娟

论文外文题目：Design of ZL50 loader drive axle 论文主题词：ZL50装载机驱动桥设计

外文主题词：ZL50 loader drive axle design 论文答辩日期：

答辩委员会主席：评阅教师： 原创性声明

本人呈交的学位论文，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本学位论文的知识产权归属于培养单位。

本人签名：日期： I 摘要

本次设计内容为ZL50装载机驱动桥设计，大致分为主传动的设计，差速器的设计，轮边减速器设计，半轴的设计四大部分。其中主传动锥齿轮采用35 o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: 装载机驱动桥设计 ABSTRACT

The design of ZL50 loader drive axle design is roughly divided into the main drive design, the differential design, wheel reductor and the axle design. The main drive bevel gear used 35 oSpiral bevel gear, the basic parameters and the calculation of geometry parameters for this type of gear is the focus 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 operated . 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 of slow form planetary for final drive. Keywords:shovel loader drive bridge design

目录 1 概述 (1)

2 动力机与液力变矩器匹配 (2) 3 传动比计算及其分配 (3) 4 主传动器设计 (5)

4．1主传动器的结构形式 (5) 4．1．1 主传动器的齿轮类型 (5)

4．1．2 主传动器的减速形式 (6)

4．1．3 主传动器主从动锥齿轮的支承方式 (6) 4．1．4 主传动器的润滑 (8)

4．2主传动器的基本参数选择与计算 (8) 4．2．1 主传动器计算载荷的确定 (8) 4．2．2 主传动器锥齿轮主要参数的选择 (10) 4．2．4 主传动器螺旋锥齿轮的强度计算 (16) 5 差速器设计 (21)

5．1差速器的差速原理 (21) 5．2差速器齿轮的材料 (22) 5．3锥齿轮差速器的结构 (22)

5．4对称式圆锥行星齿轮差速器的设计 (23) 5．4．1 差速器参数的确定 (23) 5．4．2 差速器齿轮的润滑 (26) 5．4．3 差速器齿轮的几何计算 (26) 5．4．4 差速器齿轮的强度计算 (27) 6 驱动半轴的设计 (28) 6．1半轴的结构形式分析 (28) 6．2半轴的结构设计 (29) 6．3半轴的材料与热处理 (29) 6．4全浮式半轴的强度计算 (30) 7 轮边减速器设计 (31)

7．1齿圈式行星机构中齿轮齿数的选择 (32) 7．2行星齿轮传动的配齿计算 (32)

7．2．1 保证行星齿轮正常传动时传动比的要求 (32) 7．2．2 保证行星齿轮正常传动的条件 (32) 7．3行星齿轮传动的几何尺寸和啮合参数计算 (33) 7．3．1 行星齿轮参数的确定 (33) 7．3．2 行星齿轮几何参数的确定 (35) 7．4行星齿轮传动强度计算及校核 (38)

7．4．1 行星齿轮弯曲疲劳强度计算及校核 (38) 7．4．2 接触疲劳应力校核 (39) 8 驱动桥壳设计 (40)

8．1铸造整体式桥壳的结构 (40) 8．2桥壳铸件结构设计时注意事项 (41) 结论 (42) 致谢 (43) 参考文献 (44) 附录 1 概述

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ZL50装载机相对与其他中大装载，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，ZL50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ZL50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。

ZL50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。