叉车驱动桥设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - - 1 - -  前言  本次设计我做的是 5t 内燃叉车的驱动桥设计。  驱动桥处于传动系统末端，它的任务是改变由原动机传来的转矩大小和方向，并将它协调地传给左右驱动轮。驱动轮由主减速器、差速器、半轴和桥壳等部件组成。此次我设计的驱动桥在结构上不同于小吨位叉车，应用的是单级减速器、双轮胎及轮边减速装置。  主减速器，差速器，半轴，轮边减速器等是传力机构，属传动机构。桥壳用来安装这些机构。承受重力和其他外力，属于行走支承系统的部件。桥壳是可分式桥壳，半轴套管与驱动桥壳用螺栓连接，内套有全浮式半轴。制动盘固定在驱动轮毂上。  此次设计的 主要步骤：  、  总体设计，主要计算了发动机选择及额定功率的确定和主传动比及各档传动比的确定。  、  驱动桥结构型式及选择。  、  主减速器的设计 。  、  差速器的设计。  、  半轴的设计。  、  桥壳的结构设计。  、  论边减速的设计。  、  其它相关结构的设计。  在设计过程中，编者还得到了指导教师董洪全老师的悉心指导，在此对他  们表示深深的感谢。    买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - - 2 - -  绪论  叉车介绍：  叉车是应用十分广泛的流动式装卸搬运车辆，是物料搬运机械（国外称为工业车 辆或地面运输车辆）的两种。叉车又名铲车，万能装卸车或自动装卸车。它是由在无轨地盘上附加专用装卸工作装置构成的。  叉车的主要用途是进行搬卸，堆垛和拆垛以及短途搬运工作。有时也可兼作牵引车，用来托挂拖车提高运作。  由于叉车有很好的机动性能和通过性能，又有较强的适应性，适合货种多，货量多且必须迅速集散和周转的部门使用，因此叉车成了港口码头，铁路车站和仓库货场等部门几乎不可缺少的机械。  按构造形式分类的依据是我国的部颁标准（ 128 84），在此叉车被划入起升车辆的堆垛车辆的一类，堆垛车辆又包含 11 种。包括平 衡重式叉车、侧面叉车、叉腿是叉车、迁移式叉车、越野叉车。  叉车的基本参数：  基本参数是用来表示机械的主要技术特性。工作性能或能力的数据，也用于指导设计，作为设计的原始数据，是进行总体设计所必须的。由标准或规范给出的基本参数的规定值，是设计者必须遵从的，使用者根据具体的使用条件选用选择叉车时，基本参数是必不可少的依据，基本参数有如下几个：  起重量（ Q） 额定起重量，是指货叉上的货物重心位于规定的载荷中心矩上时，叉车能举升的最大重量。  载荷中心矩（ c）是指货物重心到货叉垂直段前 表面的规定距离。标准中所给出的规定值与起重量有关，起重量大时，载荷中心矩也大。  起升高度（指叉车位于水平坚实地面上，门架垂直放置且承受有额定起重量的货物时，货叉所能升起的最大高度 货叉水平段上表面至地面的垂直距离。  满载行驶速度（货叉上货物达到额定起重量且变速器在高档位时，叉车在平直干硬的道路上行驶达到的最高稳定行驶速度。其单位为 km/h。  满载最大起升速度（叉车在停止状态下，将发动机油门开到最大时起升买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - - 3 - -  大小为额定起重量的货物所能达到的平均起升速度。其单位为 km/ 最小离地间隙（ 指叉车在无载或满载两种情况下，除直接与车轮相连接的零件外，车体上最低点距地面的最小垂直间隙。其单位为  满载爬坡度（ a ）指货叉上载有额定起重量的货物的叉车，以最低稳定速度所能爬上的长为规定的最陡坡道的坡度值。其值以百分数计。  门架的前倾角（f）及后倾角（ r ）分别指无载的叉车门架能从其垂直位向前和向后倾斜摆动的最大角度。  最小转弯半径（ 指将叉车的转向轮转至极限位置并以最稳定速度作转弯运动时，其瞬时中心距车体最外侧的距离。其单位为  此外，自重及最大外形尺寸也是叉车的主要参数。其中最大高度是指门架完全缩回的最大结构高度。前、后车轮中心线间的水平距离称之为轴距。  原始数据：  额定起重量： 5000            起升高度： 3000机重量： 7600              满载最大行驶速度： 24km/h 发动机额定功率： 72马力           满载最大行驶速度： 11km/h  发动机额定功率下的转速： 2400r/大输出扭矩： 76 马力             最小离地间隙： 160应最大扭矩的发动机转速 :1900r/载最大爬坡度： 20% 轮距：前轮 1585               后轮 1500胎：前后轮均选用 15 16料收集：      此次设计所参考的机型为浙江杭叉工程机械股份有限公司生产的 R 系 列。   其主要参数如下表：   买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - - 4 - -  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - - 5 - -  第一章、 叉车行驶性能及牵引性能计算  油机的实用外特性（见下表 4）  动机附件（消声器，风扇，真空泵）的扭矩消耗（见表 1）  一般讲附件所占用的功率为发动机功率的 10% 2*=322400*72* 27 *10*中：  消耗功率   发动机额定功率   发动机额定功率下的转速   2400 发动机转速  表 1：                   发动机附件扭矩消耗  200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2500 21664000 1440000 1960000 2560000 3240000 4000000 4840000 5760000 6250000 、工作油泵消耗扭矩计算：见（表 2）  工作油泵为 的转速为： ： 81  设压力损失（在 2400） 21 /5  则工作油缸在不同转速下的压力损失  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - - 6 - -   22221 *23215*            式中： n 计算转速   泵的转速    321 工作油缸在各转速下的扭矩 1 *1000*0*= P                    依据两式做表 6 表 2 ：                工作油泵空转消耗扭矩表  200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2500 21664000 1440000 1960000 2560000 3240000 4000000 4840000 5760000 6250000 P 、转向油泵扭矩消耗计算 ：（见表 3）  转向油泵的转速为 25  设压力 21 /12  则转向油泵在不同转速下的压力损失 P : 22221 *232112*                = 26 *10*227.2 n                    /*  = P*1000*5*P                      根据两式做（表 3）  表 3：                转向油泵消耗扭矩表  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - - 7 - -  n  1080 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2500 2n  1664000 1440000 1960000 2560000 3240000 4000000 4840000 5760000 6250000 P 车发动机启动，起升转向不工作时各附件泵消耗扭矩之和：  21  消耗功率：   根据做表 4 为发动机的使用外特性  表 4：          发动机使用外特性  n  1080 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2500 备注   c  e   动机外特性     2  动机使用外特性     车变矩器的的计算：  车选用 矩器  矩器的原始特性：（表 5）（表 6）  表 5：          矩器的原始特性  i  0 10* B0 5 61 k    0 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - - 8 - -  上述实验数据为出口油温   50602 时数据，介质为 22 号汽轮机油按照叉车技术要求变矩器工作油温为 C 1090 取下限 C80 为牵引计算的工作油温：  #22 汽轮机油  C则 201  00072.0t   20600 0 0 7  0    0 7 60* = B= B*  得出 在油温 80 时 480 10* 表 6：         410* B 修正表  i  0 10* B矩器泵轮输入特性：（表 7）  表 7：         泵轮输入特性参数表  泵轮转速  变矩器传动比  变矩系数  1200 1400 1600 1800 2000 2200 2300 210  10  10  10  10  10  10   2B 循环直径  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - - 9 - -  10  10  9 310  10  10  10  10  i  410* B  0 前页  泵轮转速  变矩器传动比  变矩系数  2350 2400 2450 2500 2520 表中符号意义：            i 传动比         B 变矩系数                   液体 0时的重量             泵轮转速                                                     泵轮扭矩              D 变矩器循环圆直径                       D =         524B 10                  210  10  6 610  10  10   2B 循环直径  10  10  10  10  10  i  410* B  0 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - - 10 - -  出特性  i  k    0 935 0  810 4 855 369 24 832 4 821 722 24 849 915 24 881 1072 24 912 4 970 1460 012 1664 066 1807 124 1962 22 200 2125 242 2281 254 2323 282 2403 300 2480 表中 变矩器与发动机共同曲线中查得  引力及行驶速度计算  速器各档速比：  前进  ：   动桥总传动比 ： 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - - 11 - -  胎的滚动半径 ： 385.0）（满载）  引力计算：  r * 0 = 3 8  5  6 M=M  r * 0 =3 8  5  8 1 M=M   P P 式中： 效率系数    速计算：  一档车速     0*g  =1 5  6 3 8  7 n= 0*g    =n= 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - - 12 - -   列表：   P P kg kg kg/h kg/h 0  0 69 22 15 072 460 664 807 962 125 281 323 403 480 、道路阻力计算：  五吨叉车： = 600  = 228)(P  = 0007600  =378式中： f 滚动阻力    系数 f =G=自重  W 载荷重量  计算 20%坡道阻力  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - - 13 - -                   s in*c    = 1 9 6 1  2 6 0 09 8 0 5  2 6 0 0 = )买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - - 14 - -  第二章、 驱动桥设计 及 校核  述  驱动桥是叉车是叉车传动系中的主要成员之一，驱动桥的设计是否合理直接关系到叉车使用性能的好坏，因此设计中要保证：    所选择的主减速比应保证叉车在给定使用条件下的最佳的动力性和燃  油经济性；    当左右 两驱动车轮的附着系数不同时，驱动桥必须能合理地  解决左右车轮的转矩分配问题，以充分利用叉车的牵引性；    具有必要的离地间隙以满足足够的通过性的要求；    驱动桥的各零部件在满足足够的强度和刚度的条件下，应力  求做到质量轻，特别是尽量可能减小非弹簧质量，以改善叉车的行驶平稳性；    能承受和传递作用于驱动车轮上的各种力和转矩；    齿轮及其它传动部件应工作平稳，噪声小；    对传动件应进行良好的润滑，传动效率要高；    结构简单，拆装调整方便；    设计中应尽量满足“三化”原则。  动桥结构形式及选择  采用非断面开式驱动桥（非 断开驱动桥又称整体式驱动桥），非断开式驱动桥的桥壳  是一根支撑在左、右驱动轮上的刚性空心梁，而主减速，差速器和半轴等传动部件都装在他里面。整个驱动桥通过悬架与车身连接。整个驱动桥的质量都属于非弹载质量，对叉车的行驶平稳性，操纵稳定性和通过性等方面都不利。但是结构简单，制造工艺好，成本低。  主减速器设计  此次设计的为 5 吨内燃叉车的驱动桥，因主传动的传动比为 以主减速器采用单级主减速器，单级主减速主动锥齿轮和主动轴做成一体，支撑在三个轴承上。差速器壳则安装在驱动桥壳的圆锥滚柱轴承上，在被动大齿 轮与主动齿轮啮合处的背部有一青铜垫片，用来限制被动大齿轮的最大变形，保证齿轮正确啮合。  单级圆锥螺旋齿轮主减速器的优点是：结构简单，重量轻，体积小，制造成本底。买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - - 15 - -  在主传动比较小时用这种减速器。  主减速器的功用  1）降低转速，增大转矩；  2）改变转矩旋转方向；  主减速器的结构型式  1）按参加减速传动的齿轮副数目分，有单级主减速器和双级主减速器；  2）按主减速器传动比档数分，有单速式和双速式；  3）按齿轮副结构形式分，有圆柱齿轮式、圆锥齿轮式和准双曲面齿轮式。  主减速器常用的齿轮型式  1） 斜齿圆柱齿轮  特点是主从动齿轮轴线平行。  2）曲线齿锥齿轮  特点是主从动锥齿轮轴线垂直且相交。  3）准双曲面锥齿轮  特点是主从动锥齿轮轴线垂直但不相交，有轴线偏移。  主、从轴锥齿轮的支承形式与扭矩计算：  主减速器锥齿轮采用悬臂式支承：在主锥齿轮大端一侧轴颈处安  装两个圆锥滚子轴承，为了减小悬臂的长度和增加支承的距离，应使圆锥滚子的大端朝外，两轴承支撑间距离 b 应大于 的悬架长度，靠近主动锥齿轮大端的轴颈的直径应小于悬臂长度 Q。  从动锥齿轮与差速器桥壳之间的连接刚性往往是薄弱环 节之一，有效的措施是在支承从动齿轮的凸缘上加径向的加强筋，加强筋应一直延伸到差速器轴承座的近处。  锥齿轮设计的一般程序是：锥齿轮的主要参数的选择，锥齿轮几何参数的计算，锥齿轮的强度校核。  在选择锥齿轮的主要参数之前，首先要确定主减速锥齿轮的计算载荷。  由于叉车满负荷时：    起重量  Q =5000车自重 W =7600载时叉车自重 W 重心距前轴中心线的距离为0l=时，驱动桥负荷为：   L 1T = 22 =文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - - 16 - -   12   1 1 4 2 2 . 5 250007600  =中： b 或成绩前平面至前桥轴线水平距离（ m）  c 标准载荷块重心至货叉前平面距离（ m）  满载驱动桥的滚轮半径为：   120254.0 g  =中： d、 b 轮胎的名义轮辋直径及宽度， b 及 d 均为   考虑轮胎变形系数，对满载时，取为  主轴锥齿轮扭矩计算：  按叉车在一般情况下，计算主轴锥齿轮的扭矩，也就是叉车满载连续爬坡扭矩为日常工作扭矩校核其齿轮的疲劳强度  计M=坡M= 7总g  = = 式中： 连续爬坡度，取叉车最大爬坡度的 50% 总i 驱动桥总速比  总i= 0i 边i=f 滚动阻力系数  03.0f   驱动轮滚动半径     驱动桥齿轮传动效率     买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - - 17 - -  计M=坡M=主 主传动主齿轮扭矩  从M 0 2 8 = 主减速器螺旋锥齿轮尺寸参数的选择：  能够表征齿轮副的参数很多，主要参数有主减速比（由前面知 i），齿数，被动锥齿轮节圆半径 齿轮端面模数面宽 b，螺旋角 m ，螺旋方向的选择。  1、  齿数的选择  在选择齿数时应尽量使相啮合的齿轮齿数没有公约数，以便使齿  轮在使用过程中一轮的各齿均能与另一轮的齿相继啮合，起到良好的研 磨作用。为了得到理论的齿面重合系数，小齿轮的齿数应尽量选择基数，大小齿轮的齿数和应不小于 40。  主动锥齿轮主动小锥齿轮齿数的选择参照下表：  主减速器小锥齿轮齿数 1z 的选择  型号  圆锥齿轮副 的传动比  齿轮容许范围 1z  推荐齿数  单级主减速器   11 10 10 9 9 8 8 7 7 6 10 5 6 5 由于主减速传动比 i， 故取 1z =8， 2z =41。  2、  被动锥齿轮节圆直径 选择  就单级主减速器来说，被动锥齿轮的节圆直径对驱动轮尺寸有直接影响。  大，将影响驱动桥壳的离地间隙； 小，将影响差速器的安装及骑马式主动锥齿轮前支承的布置。  初选时，可参照一下 经验公式：   323 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - - 18 - -  =整后取 400中： 2T 被动锥齿轮上的计算转矩。 2T 为  ；   直径系数，取   被动锥齿轮节圆直径， 为 、  齿轮端面模数被动锥齿轮节圆直径 好后，端面模数即可按22 /D Zm s 计算  22/D =400/41=10 校核：         32m 中： 模数系数，取 旋锥齿轮端面模数，可以不是标准 值。  4、  齿面宽 b 的确定  适当增加齿面宽，能提高齿轮的强度，但齿面太宽反而引起切削刀尖宽度变窄。齿根圆角度小及装配空间减小等问题，因此齿宽不得超过般取 2/2221 s=10  =：  55 上面所指的是被动锥齿轮的齿面宽，主动锥齿轮齿面宽通常比被动的约大 10%，取主动68主b 。  5、  螺旋角m的选择  螺旋角的大小沿齿长方向是不等的，大端较大，小端较小，通常，m指的是齿轮中  点的螺旋角。  螺旋角m直接影响圆锥齿轮啮合时的重叠系数，为了保证齿轮强度和齿轮啮合的平  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - - 19 - -  顺性，应使重叠系数角  此螺旋角应有一个适当的范围，对于叉车的设计，主减速器锥齿轮的螺旋角m多在 35到 40范围内选取，一般都取 35。  所以取m=35  6、  螺旋方向的选择  通常在运输车辆上的主减速器主动锥齿轮都采用左旋，被动齿轮  都采用右旋。在叉车上，虽则后退的机会甚多，但后退的时间和行程应少于前进的时间和行程，故仍按上述螺旋方向。  即：主动锥齿轮采用左旋  被动齿轮采用右旋  几何参数如下表：  名称  代号  计算公式  小齿 轮  大齿轮  齿数  Z 8 41 端面模数  m   10 节圆直径  d  1d 10 8 70 2d 10 41=410 法相压力角     = '3022  齿工作高   齿全高  202102 齿顶高  'h   h   s  齿根高  ''h  1 h  2 s  节锥角     18ar ct Z 7218902  主减速器的强度校核：  完成螺旋锥齿轮的几何参数计算后，应对其进行强度校核计算，以保证主减速器有足够的强度和寿命。  1、 确定从动齿轮最大计算扭矩（用于校核齿轮弯曲强度）   按变矩器制动情况效率 0i 时  从动齿轮最大扭矩：  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - - 20 - -  输M= 010 =  =541563.9   式中：0k 变矩器最大变矩比   泵轮扭矩  1i 变速箱一档速比  0i 驱动桥主减速比   效率系数     驱动桥与地面达到最大附着力时传递从动锥齿轮的扭矩：   sg T 1从=22 =  式中： 附着系数   =余同前  按 1、 式计算为正常工况下的疲劳强度校核扭矩  M 计 = 按 式计算值较小者作为最大应力校核扭矩  41563.9   主从动锥齿轮弯曲强度的计算：  1、主动锥齿轮、轮齿弯曲应力   按日常扭矩计：   主计主 10   84 02 2/  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - - 21 - -  式中：0k 过载系数  k 尺寸系数    质量系数  .0  载荷分配系数   综合系数  J=余同前   、按最大扭矩计：  00m a x 102 主主   2/ 83  2、从动锥 齿轮弯曲强度的计算   、按日常扭矩计算：   从计从 102 0   2/ 75  式中： J 综合系数  J=余同前   、按最大扭矩计算：  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - - 22 - -   从从102 m a x   15 6 32 2/0 0 7  主，从动锥齿轮接触强度计算   1、按日常计算扭矩：   54213从计主  = 8 4 0 . 1  = 2/式中：  弹性系数  43；   尺寸系数    载荷分配系数    过载系数    表面质量系数    质量系数   J 综合系数  J= 2、按最大扭矩计算   054213m a xm a x M2 p 从主  = 1 5 6 3 .  = 2/（ v/             格利森公司推荐应力值    从  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - - 23 - -  弯曲  应力  按最大扭矩  8600 日常作扭矩  20580 触  应力  按最大扭矩  274400 日常作扭矩  171500 上表中可以看出，计算的主从动齿轮满足于强度要求。   差速器的设计  速器参数的确定：  叉车上大多数采用直尺锥齿轮差速器，差速器的外壳是安装在主减速器的被动齿轮上，确定主减速器被动齿轮尺寸时，需要考虑差速器的安装。反过来确定差速器外壳尺寸时，也受到主减速器波动齿轮以及主动小齿轮前支承的限制。差速器的大小通常以差速器的球面半径来表征，球面代表了差速器齿轮的节锥矩，因此它表征了差速器的强度。  1、差速器球面直径的确定  差速器的球面直径 3 =3 =168中：K 球面系数，取K= 差速器承受的最大扭矩按主减速器的计算扭矩计算 ; D 球面直径； D 为  计算出来的球面直径还要根据主减速器被动齿轮的结构和尺寸来确定，最终选取D=168、差速器齿轮参数的选择  齿轮齿形的选择应使小齿轮齿数尽量小，以得到较大的模数，使齿轮有较强的强度，为此，目前差速器上采用压力角为 齿高系数等于 齿轮。由于压力角增大，最小齿数可以小到 齿轮还可以通 过切向修正加大齿厚，从而使大、小齿轮趋于等于强度。  行星齿轮的齿数多采用 10 12 个，半轴齿轮的齿数多采用 18 22 个。  为了保证安全条件，半轴齿轮齿数应符合下式：  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - - 24 - -  式中： 半轴齿轮齿数；  q 行星齿轮的个数；   正整数。  综述， 行星齿轮与半轴齿轮齿数的选择为行星齿轮取 1z =12；半轴齿轮齿数取 2z =18。  齿轮模数确定：大断面模数可按下式计算：   s i i 0   式中：0A 节锥矩，可取0D/2；  xz、 行星齿轮和半轴齿轮齿数；  、 行星齿轮和半轴齿轮节锥角。  =