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装载机驱动桥毕业设计,装载,驱动,毕业设计
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机械工程学院毕业设计（论文）开题报告 机械工程学院 毕业设计（论文）开题报告 题 目 : 装载机后驱动桥 设计 专业班级 ： 机械设计制造及其自动化 机电 0701 班 学生姓名 ： 吴海龙 学 号： 07000047 指导教师 ： 张晓俊 讲师 2011 年 4 月 8 日 机械工程学院毕业设计（论文）开题报告 装载机驱动桥后桥 设计 课题 研究现状： 为了提高装载机的作业生产率，自 90 年代以来，各生产厂商在广泛采用新技术、新结构的同时，经过不懈地努力，相继研制出许多超强功能的系统。现列举如下： 1）行驶平稳性控制系统 在动臂举升油缸液压回路中增加一个蓄能器，以衰减工作装置在机器行驶过程中产生的振动，减少装载机的颠簸。 2）附着力控制系统 在每个车轮上安装一个速度传感器，自动将所需的制动力施加到车轮上，并将扭矩传给与之紧密相连的车轮，便于装载机直线行驶及转向。 3）动力电子控制管理系统 根据传动装置及液压系统的工作状态，自动调节发动机输出功率 ，以满足不同作业工况的需要，提高燃料的经济性。 4）发动机自动控制系统 当装载机处于非作业工况时，自动降低发动机转速，减少燃料消耗及发动机噪音。 5）关键信息显示管理系统 采用网络通讯技术，在办公室的控制中心实时监控装载机的作业状态，据此向司机提供基于文字提示的精确的故障诊断信息。 6）转向变速集成控制系统 取消传统的方向盘和变速杆，将转向与变速操纵装置集成为一个操纵手柄，并采用简单的触发式方向控制开发和选挡用的分装式加速按钮。利用肘节的自然动作左右扳动操纵杆，实现转向；利用大拇指选择按钮，实现前进与后退 、加速与减速行驶。 7）销轴润滑系统 能为工作装置上的所有销轴提供为期 200h 的润滑服务，并使销轴的润滑作业易于完成。 8）舒适驱动控制系统 其目的是提高司机的舒适性，帮助长时间进行作业的司机减轻劳累，保持作业效率。 9）负载感应变速系统 根据负载状态，自动调节车速及发动机飞轮扭矩，实现高速、小扭矩或低速、大扭矩的动力输出。 10）计算机故障诊断系统 通过控制面板上的指示灯、听觉与视觉相结合的报警信号，提醒司机可能潜在的故障隐患。这样，司机只管全神贯注地工作而无需不断查看仪表读数。 11）负载自动稳定器 采 用一对钢膜氮气蓄能器，安装在前车架中，与工作装置液压系统联通。当作业或低速行驶时，系统自动断 开；当车速超过 4 8h 时，由电子速度开关控制的电磁阀自动开启，蓄能器吸收工作装置液压系统的振动与冲击载荷，提高了机械工程学院毕业设计（论文）开题报告 操作的稳定性、安全性和舒适性。 12）自动运输控制系统 降低机器在凹凸不平路面上的振动，提高驾驶舒适性和作业效率。 公司 45618t）安装此系统，最高车速达 38h。 13）燃油空气比例控制系统 提高燃料的利用率，确保发动机排出的废气符合环境控制法规要求。 14）计算机监控管理 系统 连续监控管理装载机数十项性能指标参数，在遇到突发或紧急情况时，很容易通过液晶仪表显示、听觉与视觉相结合报警信号，提醒驾驶人员注意。 15）装载量称量系统 自动称量并显示铲斗的净装载量，测量误差小于3。 16）面板控制系统 采用 声、光、电及数字显示的控制面板，实现装载机仪器与仪表的报警与监控。 17）油泵电子管理系统 自动监控油泵的运行状态。 18）柴油发动机先进管理系统 燃油喷射控制及维护发动机最佳性能的电子控制模块，亦可与监测系统进行通信，当发生故障时提醒司机注意。 C a 发动 机装备有此模块。 19）先进的转向系统 替代传统的方向盘和控制手柄，安装在 W 上。 课题发展趋势 : 1系列化、特大型化 系列化是工程机械发展的重要趋势。国外著名大公司逐步实现其产品系列化进程，形成了从微型到特大型不同规格的产品。与此同时，产品更新换代的周期明显缩短。所谓特大型工程机械，是指其装备的发动机额定功率超过 1000H P，主要用于大型露天矿山或大型水电工程工地。产品特点是科技含量高，研制与生产周期较长，投资大市场容量有限，市场竞争主要集中少数几家公司。以装载机为例，目前仅有马拉 松 ?勒图尔勒、卡特彼勒和小松 德雷塞这三家公司能够生产特大型装载机。 2多用途、微型化 为了全方位地满足不同用户的需求，国外工程机械在朝着系列化、特大型化方向发展的同时，已进入多用途、微型化发展阶段。推动这一发展的因素首先源于液压技术的发展 通过对液压系统的合理设计，使得工作装置能够完成多种作业功能；其次，快速可更换联接装置的诞生 安装在工作装置上的液压快速可更换联接器，能在作业现场完成各种附属作业装置的快速装卸及液压软管的自动联接，使得更换附属作业装置的工作在司机室通过操纵手柄即可快速完 成。一方面，工作机械通用性的提高，可使用户在不增加投资机械工程学院毕业设计（论文）开题报告 的前提下充分发挥设备本身的效能，能完成更多的工作；另一方面，为了尽可能地用机器作业替代人力劳动，提高生产效率，适应城市狭窄施工场所以及在货栈、码头、仓库、舱位、农舍、建筑物层内和地下工程作业环境的使用要求，小型及微型工程机械有了用武之地，并得到了较快的发展。为占领这一市场，各生产厂商都相继推出了多用途、小型和微型工程机械。如卡特彼勒公司生产的 列综合多用机、克拉克公司生产的“山猫”等。 3不断创新的结构设计 装载机的工作装置已不再采用单一的 “ Z 型”连 杆机构，继出现了八杆平行结构和 杆机构之后，卡特彼勒公司于 1996 年首次在矿用大型装载机上采用了单动臂铸钢结构的特殊工作装置，即所谓的“ Ve 构”。这种机构替代综合多用机上的八杆平行举升机构和传统的“ Z 型” 连杆机构，可承受极大的扭矩载荷和具有卓越的可靠性（耐用性），驾驶室前端视野开阔。 O K 公司研制的创新 杆机构，专为小型装载机而设计。 ae 司于 2000年 3 月在 In te rm a t 展览会上展出的高卸位式 873 型轮式装载机的可折叠式创新连杆机构工作装置 ，进一步增加了轮式装载机的工作装置的种类。 究意义 自 90 年代以来，国内外工程机械进入了一个新的发展时期，工程机械产品以信息技术为先导，在发动机燃料燃烧与电控、液压控制系统、自动操纵、可视化驾驶、精确定位与作业、故障诊断与监控、节能与环保等方面，进行了大量的研究，开发出许多新结构（或系统）和新产品，提高了工程机械的高科技含量，促进了工程机械的发展。 装载机是一种用途十分广泛得工程机械，它可以用来铲装、搬运、卸载、平整散装物料，也可以对岩石硬土等进行轻度得铲掘工作，因此，它被广泛应用于建筑、公路 、铁路、水电、港口、矿山及国防等工程中，对加快工程建设速度、减轻劳动强度、提高工程质量、降低工程成本具有重要作用，所以装载机在国内外不论是品种或是在产量方面都得到迅速发展，成为工程机械得主要品种之一。而合理的工作装置结构更能起到事半功倍之成效。 机械工程学院毕业设计（论文）开题报告 李且根 分宜驱动桥厂 载机驱动桥的改进 随着工程机械整机性能参数的不断提高 , 如发动机功率 , 整机质量 , 牵引力、掘起力的加大 ,驱动桥的载荷相对过大 , 薄弱环节随之暴露了出来 , 出现螺旋锥齿轮打坏、小螺旋锥齿轮 轴承损坏等比较严重的故障。同时 , 等强度设计思想的形成和发展 , 原先用来保险丝杠作用的半轴 , 其断裂也是不允许的 , 为进一步满足整机性能要求 , 提高产品可靠性 , 有必要对驱动桥进行改进。 刘代勇 解决装载机驱动桥漏油问题的措施 旋转轴唇形密封（简称密封） 的选择、贮存、安装和使用 , 对防止机械产品的泄漏、失效、提高产品性能、节约能源意义重大。 轮式装载机驱动桥轮辆螺栓拧紧力矩的计算 通过对轮式装载机驱动桥轮辆螺栓拧紧力矩的计算 , 确定了既满足设计和使用要求 , 又易于装配、 防松能力强的轮辆螺栓拧紧力矩。同时 , 此法也适用于其他工程车辆轮辆螺栓拧紧力矩的计算。 郝国强 轮式装载机驱动桥内齿轮轮齿硬度的计算 通过对 0轮式装载机驱动桥内齿轮轮齿硬度的计算 , 确定了既满足设计和使用要求 , 又易于加工的内齿轮轮齿的合适硬度。同时 , 此法也适用于变速箱、驱动桥中其它直齿圆柱齿轮的硬度计算。 临沂工程机械股份有限公司 装载机驱动桥系统圆锥滚子轴承装配工艺改进 介绍了 () 系列装载机驱动桥系统圆锥滚子轴承装配工艺的改进措施，介绍了增加轴向预紧力的 作用，具体说明了各圆锥滚子轴承装配预紧力的大小与装配方法。 江西省分宜驱动桥厂 装载机驱动桥主减速器断齿和半轴扭断分析 装载机驱动桥主减速器齿轮断齿与半轴扭断的主要原因之一是强化不当。采用两次正火和严格的防脱碳措施 , 可有效地提高齿轮质量。实现仿应力强化是提高半轴质量的关键 ;40 并适当提高其表面硬度。 山东临工工程机械有限公司 装载机驱动桥主减速器壳体组件的结构改进 主减速器（或叫主传动）是装载机驱动桥的重要组成部分，主要由主 动螺旋伞齿轮组件、主减速器壳体（也有的叫托架）组件、差速器组件和从动螺旋伞齿轮组件等零部件组成，其主要功能是降低传动系的转速、增大传动系的转矩并改变转矩的方向，把纵置发动机的转矩传递到横置的两根驱动桥的半轴上。其中，主减速器壳体组件主要对差速器组件及主、从动螺旋伞齿轮组件起定位和支承作用。 文通。（机械零件设计手册）东北大学（机械零件机械工程学院毕业设计（论文）开题报告 设计手册）编写组，冶金工业出版社。 1994。 四成。（典型机械产品构造）科学出版社。 2004。 10.【 K C. . in of 1588611.D. . of 88 ,1988, 26 - 432. 主要内容 （ 1）结合本课题查阅并翻译 2 万个印刷符号的英文资料； （ 2）装载机驱动桥 总体方案设计，分析其工作原理和运动方式； （ 3） 驱动桥 结构设计计算和强度、刚度校核； （ 4）系统装配图的设计和绘制； （ 5） 对系统的工作原理进行分析和说明； （ 6） 编写设计说明书。 6 设计提交形式 （ 1）毕业设计开题报告一份； （ 2）装载机驱动后桥 装配图一份； （ 3）主要零件图若干； （ 4） 毕业 设计说明书一份 ； 排 第四周 收集资料及查阅文献； 第五周 外文文献翻译； 第六周 编制开题报告； 第七周 装卸料机械手 总体方案设计； 第八周 绘制装配图； 第九周 绘制装配图； 第十周 绘制装配图 ； 机械工程学院毕业设计（论文）开题报告 第十一周 绘制装配图 ； 第十二周 绘制装配图 ； 第十三周 绘制重要零件图 ； 第十四周 绘制重要零件图 ； 第十五周 整理说明书； 第十六周 整理说明书； 第十七周 编写 设计计算 说明书，形成毕业设计全部文件，准备答辩 ； 第十八周 毕业设计答辩； 8. 指导教师意见 指导教师（签名） 年 月 日 I 轮式装载机 后 驱动桥设计 摘要 本次设计内容为 载机后驱动桥设计，大致上分为主传动的设计，差速器的设计，半轴的设计，最终传动的设计四大部分。其中主传动锥齿轮采用螺旋锥齿轮，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，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。并结合差速器，半轴和最终传动的结构和工作原理及设计要求，合理选择它们的结构形式及尺寸。本设计的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，中央传动，轮边减速器，设计 he is of of of is of a as of is of of a of of of of 录 第一章 绪论 . 1 内轮式装载机发展概况 . 1 产轮式装载机现状分析 . 2 内轮式装载机发展趋势 . 3 外轮式装载机的发展概况 . 3 式装载机产品的发展趋势 . 4 第一章 总体方案论证 . 6 断开式驱动桥 . 7 开式驱动桥 . 7 桥驱动的布置 . 7 第三章 主减速器设计 . 9 构型式 . 9 . 9 . 10 承方案 . 11 动锥齿轮的支承 . 11 . 12 减速器锥齿轮设计 . 12 . 12 . 13 . 16 轮强度的计算 . 17 第四章 差速器设计 . 20 对称式圆锥行星齿轮差速器的差速原理 . 20 对 称式圆锥行星齿轮差速器的结构 . 22 速器基本参数的选择 . 23 差速器齿轮的强度计算 . 25 行星齿轮、半轴齿轮工作过 程中容易出现的主要质量问题 . 27 第五章 驱动半轴的设计 . 28 构形式分析 . 28 轴的计算 . 30 轴的强度验算 . 31 第六章 轮边减速器设计 . 32 边减速器传动方案 . 32 星排的配齿计算 . 33 度验算 . 35 第七章 花键的选择 . 37 设计总结 . 38 致谢 . 39 参考文献 . 40 外文原文文献 . 中文翻译 . 1 第一章 绪论 内轮式装载机发展概况 我国装载机行业起步于 50年代末。 1958年，上海港口机械厂首先测绘并试制了 6790斗容量为 1装载机。这是我国自己制造的第一台装载机。该机采用单桥驱动、滑动齿轮变速。 1964 年，天津工程机械研究所和厦门工程机械厂测绘并试制了功率为 135容量为 装载机。 1962 年国外出现铰接式装载机后 ,天津工程机械化研究所与天津交通局于 1965 年联合设计了 铰接式装载机。柳州工程机械厂和天津工程机械研究所合作，在参考国外样机的基础上，于 1970年设计试制了功率为 20斗容量为 3装载机。该机采用双涡轮变矩器、动力换挡行星变 速箱的液力机械传动方式， 自行设计了“三合一”的机构，以解决液力机械化传动式装载机的拖启动、熄火转向及排气制动问题。 装载机经过几年的实践考核，证明性能良好、结构先进，为后来我国 在 后又 设 计发展了 载机系列产品，并在这个系列的基础上发展了6。 通过近 40年的发展，我国装载机从无到有，产品种类及产量均有较大幅度的提高，已经形成独立的系列产品和行业门类。生产企业由 1980年的 20家增至现在的 100余家， 19 个型号的系列产品，并已成为工程机械主力机种。 主要生产厂家为： 厦工、柳工、龙工 、徐工、常林、临工、山工、成工、宜工、郑工、武林、朝工、山河智能等 ，这些厂家有长时间的装载机生产经验 、 较强的实力、较高的市场占有率和较好的售后服务，在用户心目中一直树立着良好的形象，并保持其已有的地位和优势。其 “ 八五 ” 、 “ 九五 ” 技改的较大投入 已逐渐发挥效力和作用，使企业焕发出生机和活力 。“ 十五 ” 期间， 轮式装载机 行业出现了井喷式的发展， 2001大大超过前 25年的均值 2006年中国 装载机 26家主要企业共销售119895台，同比增长 不含 小 装 )，占据世界装载机的大半壁江山 。 中国市场大幅增长，已发展为世界上最大的市场 7。 国内各生产厂家所在地更加认识到装载机这一产品的巨大市场和效益，纷纷将其列为支柱产业加以扶持并在政策上给予优惠，像福建龙岩、山东蒙岭等一批新成员的加盟，发展势头迅猛，竞争更加激烈。国际一流公司小松、利渤海尔、沃尔沃 、 卡特彼勒等在国内成立合资或独资公司后，更加剧了国内装载机市场的竞争。 近几年， t)型以下的装载机迅速发展起 来，主要有 ，其装载容量也非常小，一般为 0.3 1.0 称之为小型装载机。 由于 这类 装载机发展时间非常短，人们对其还比较陌生，但市场却已经非常红火。 2002，不到 5 年时间就发展到了 6 万 8 万台 。 目前我国 小型装载机制造企业已发展到约 1000 家，已经形成颇具规模的 小 型装载机行业。这些制造企业主要集中在山东，特别是青州和莱州。 2005 年青州 小 装的制造企业约有 100家，产销量在 1万台以上，其中最大的是青州凯丰， 2005年 小 装产销 2000 多台。其次是青州威力、信邦、亚东等， 2005 年 小 装产销量均超过 1000 台。莱州比青州的规模更大，目前莱州有 小 装制造企业约 150家以上， 2005 年产销量达 2 万台，过千台的企 2 业已有近 10 家，其中 “ 莱工 ” 、 “ 鲁工 ” 2005 年 小 装的产销量均超 5000 台。除青州、莱州外，还有泰安、聊城、潍坊、临沂、德州、青岛等，几乎遍布山东全省各地。山东临沭的 “ 山东常林 ” ， 2005年小装产销量约为 3000台。据不完全统计 2005年山东全省小装的产销量达到 4 万 5万台。第二个小装制造大省是河南，主要分布在洛阳、巩义、 郑州等地，制造企业也有几十家，河南小装产销量最大的洛阳一拖， 2005 年一拖的小装产销量达 3000多台。其它小装产销量比较集中 的还有安徽、江苏、福建、河北等省。据小装行业人士的估计， 2007年我国小装行业的形势还要好，预计 2007年我国小装的产销量可达 12万台 以上 。 我国小 型装载机制造业当前正处于发展时期，有一定的盈利空间，小装技术水平低、结构简单、零配件充足齐全，进入门槛低。因此目前仍有大批企业进入小装行业，在这种情况下，尽管市场 “ 突飞猛进 ” ，但产能增长更快，因此今后的市场竞争必然残酷而激烈，低水平的价格战也在所难免。 另外， 我国 小 型装载机 还有很多需要改进的地方，如： 传动系统技术水平太低，司机劳动强度大，能耗高、作业效率低，与国家提倡的节能降耗、安全环保等不一致 ； 在传动方面应该向双变 (变矩器变速箱 )或全液压方向发展 ；当前广泛采用的 单缸柴油机功率偏小，噪声、振动、能耗都偏大 ； 从发展的角度看，在成本增加不大的情况下，应尽量采用双缸或 4缸柴油机 ； 同时在液压转向系统方面最好采用优先全液压转向系统，变速操纵应由机械换挡变为液压动力换挡等。 我想 这些都是今后 小 装技术发展的方向。 目前已经有一些常规装载机大厂开始生产小装 ， 如厦工集团所属的 “ 厦工新宇 ” 、徐工集团所属的 ” 徐特 “ 、柳工所属的 “ 江苏柳工 ” 等 9。 我认为大厂进入小装行业并不会对他们产生威胁，但会有助于行业的发展。 我国国民经济建设 的 持续高涨，城市化、城镇化进程 的 不断加速，劳动力的需求越来越紧缺，劳动力成本 也 越来越高， 装载机作为 一种既机动灵活，又价廉物美的机器设备 ，将 取代高成本、低效率的手工劳动，特别是西部大开发，这类产品将有广阔的潜在市场。 所以，小型装载机将具有良好的开发前景 。 产轮式装载机现状分析 （ 1） 3 3 主 零部件 均采用一般性能及质量的 发动机 、驱动桥、变速箱、 液压 件。技术较先进的静液压传动产品，液压件国内不易配套， 一定程度上 制约了该类产品的发展。 （ 2） 载机主要生产厂家有成工、常林、徐工、宜工、山工等。该产品零部件配置较零乱，生产厂家具有自制的桥箱，风格各具特色，质量及性能上相对稳定，技术先进性一般。徐工开发的 载机，采 用电 换挡变 速箱，使 3t 级装载机技术上有新的突破。 （ 3） 要装载机生产厂家均拥有该产品。第一代产品几十年来沿续至今，全国几乎使用同一套图纸，有些技术力量薄弱的厂家，仍把其当作主导产品推向市场。第二、三代产品主要是对工作装置进行优化，改变外观造型。如柳工 工 四代产品是在第三代的基础上，进一步优化整机的性能及配置，电控箱、湿式制动器等新技术得到应用，并形成了各企业的专有技术及专利技 3 术，使产品以崭新的面目推向市场。 （ 4） 6是国内潜在市场最大的产品， 1998年以前大多数生产厂家均开发了 由于受传动件的制约， 后， 各厂家 陆续 推出了新的一代 数厂家选择柳州 资生产的箱或桥，液压元件也有新配置，发动机选用斯太尔或上柴 6121(整机可靠性上得到很大提高，给国内大吨位装载机带来发展机遇。 内轮式装载机发展趋势 国产轮式装载机正在从低水平、低质量、低价位、满足功能型向高水平、高质量、中价位、经济实用型过渡。从仿制仿造向自主开发过渡，各主要厂家不断进行技术投入，采用不同的技术路线，在关键部件及系统上技术创新，摆脱目前产品设计雷同，无自己特色和优势的现状，从低水平的无序竞争的怪圈中脱颖而出，成为装载机行业的领先者。 （ 1） 大型和小型轮式装载机，在近几年的发展过程中，受到客观条件及市场总需求量的限制。竞争最为激烈的中型装载机更新速度将越来越快 ； （ 2） 根据各生产厂家的实际情况，重新进行总体设计，优化各项性能指 标，强化结构件的强度及刚度，使整机可靠性得到大步提高 ； （ 3） 细化系统结构。如动力系统的减振、散热系统的结构优化、工作装置的性能指标优化及各铰点的防尘、工业造型设计等 ； （ 4） 利用电子技术及负荷传感技术来实现变速箱的自动换挡及液压变量系统的应用，提高效率、节约能源、降低装载机作业成本 ； （ 5） 提高安全性、舒适性。 驾驶 室逐步具备 驶 室内环境 将向汽车方向靠拢，方向盘、座椅、各操纵手柄都能调节，使操作者处于最佳位置工作 ； （ 6） 降低噪声和排放，强化环保指标。随着人们环保意识的增强，降低装载机噪声和排放的工作已迫在眉捷，现在许多大城市已经制定机动车的噪声和排放 标准 ，工程建设机械若不符合排放标准，将要限制在该地区的销售 ； （ 7） 广泛利用新材料、新工艺、新技术，特别是机、电、液一体化技术，提高产品的寿命和可靠性 ； （ 8） 最大限度地简化维修尽量减少保养次数和维修时间，增大维修空间，普遍采用电子监视及 监控 技术，进一步改善故障诊断系统，提供 给 司机排除问题的方法。 外轮式装载机的发展概况 国外轮 式装载机最早出现在第二次工业革命时期，其发展到今天，无论是技术、设计、制造还是销售、服务等都已经非常成熟。国外轮式装载机著名的生产厂家有 卡特彼勒 、 山猫 、 凯斯 、 约翰 迪尔 、 利勃海尔 、 特雷克斯 、 沃尔沃 、 小松 、 现代 、 日立 等。 2000年在中国市场真正搞活以前，轮式装载机全球需求量约为 74500 台。其中，中国 (32%)是最大的地区市场，其后依次是欧洲 (30%)、北美洲 (20%)和日本 (12%)。到2005年，市场环境急剧变化 : 全球需求量几乎增长一倍，达 国市场大幅增长为世界上最大的市场 。 欧洲和北美洲彼此的市场规模非常相近，但其市场构成却存在根本差别 : 在欧洲低于 0小型机械更受偏爱 (但仅限于某些国家， 4 尤其是德国 )。这类产品占该地区需求量的 40%，与之相比在北美洲只占 12%。英国工程机械咨询有限公司估计约有 20家国际 (即非中国的 )轮式装载机制造商年产量超过 500台，合计年产约为 6 万台。 2005年卡特彼勒、小松、沃尔沃、 5%，而 10 年前 5大制造商只占 54%，目前这 5大制造商在国际市场中所占份额的总和 仍 在增加 12。 因此，国际市场 掌握在少数 制造商 的手里。 国外轮式装载机一方面往大型化发展，如： 卡特彼勒公司 90 年代初推出 隔 1年又推出 增加了斗容和功率，改善了性能、提高了可靠性。不久又推出更大的 式装载机，根据物料体积质量不同而选配18 机重 170t；德雷塞（ 司 90 年代初推出 4000 型轮式装载机，斗容 10机重 目前，全世界约有 400台（功率大于 750型轮式装载机应用在露天矿山和建筑工程，与大型自卸汽车配套 使用。 另一方面 ， 小 型轮式装载机以机动灵活、效率高、多功能和价格低廉赢得市场，发展甚快。如：日本古河公司生产的 轮式装载机斗容 机重 松公司的 柴油机功率 20田织机公司的斗容 机重 1些微型装载机适用于建筑工地和地下矿山挖沟、平地、堆料等。国外小型装载机及小型多功能装载机，包括挖掘装载机在内，市场份额已相当大，美国的山猫牌小型多功能装载机车销量在 5万台左右，还有美国的凯斯、约翰 迪尔、卡特彼勒、英国的 载机及小型多功能装载机年销量都在万 台 以上 。 式装载机产品的发展趋势 工程机械 产品的发展趋势有： 广泛应用 微电 子 技术与信息技术，完善计算机辅助驾驶系统、信息管理系统及故障诊断系统；采用单一吸声材料、噪声抑制方法等消除或降低机器噪音；通过不断改进电喷装置，进一步降低柴油发动机的尾气排放量；研制无污染、经济型、环保型的动力装置；提高液压元件、传感元件和控制元件的可靠性与灵敏性，提高整机的机 电 信一体化水平；在控制系统方面，将广泛采用电子监控和自动报警系统、自动换挡变速装置；用于物料精确挖（铲）、装、载、运作业的工程机械将安装 发特种用途的 “ 机器人式 ” 工程机械等 。轮式装载机产品的发展趋势具体 如下： （ 1） 系列化、特大型化 系列化是工程机械发展的重要趋势 ， 系列化是 轮式 装载机发展的重要趋势。国外著名大公司逐步实现其产品系列化进程，形成了从微型到特大型不同规格的产品。与此同时，产品更新换代的周期明显缩短。所谓特大型，是指其装备的发动机额定功率超过1000要用于大型露天矿山或大型水电工程工地。产品特点是科技含量高，研制与生产周期较长，投资大市场容量有限，市场竞争主要集中少数几家公司。目前仅有马拉松 勒图尔勒、卡特彼勒和小松 德雷塞这三家公司能够生产特大型装载机。 （ 2） 多用途 、 微型化 为了 全方位地满足不同用户的需求，国外装载机在朝着系列化、特大型化方向发展的同时，已进入多用途、微型化发展阶段。推动这一发展的因素首先源于液压技术的发展 通过对液压系统的合理设计，使得工作装置能够完成多种作业功能；其次，快速可更换联接装置的诞生 安装在工作装置上的液压快速可更换联接器，能在作业现场完成各种附属作业装置的快速装卸及液压软管的自动联接，使得更换附属作业装置的工作在司机室通过操纵手柄即可快速完成。一方面，工作机械通用性的提高，可使用户在不增 5 加投资的前提下充分发挥设备本身的效能，能完成更多的工作；另一 方面，为了尽可能地用机器作业替代人力劳动，提高生产效率，适应城市狭窄施工场所以及在货栈、码头、仓库、舱位、农舍、建筑物层内和地下工程作业环境的使用要求，小型及微型 轮式 装载机有了用武之地，并得到了较快的发展。为占领这一市场，各生产厂商都相继推出了多用途、小型和微型 轮式 装载机。如卡特彼勒公司生产的 列综合多用机、克拉克公司生产的 “ 山猫 ” 等。 （ 3） 电子化与信息化互动 以微电子、 重要标志的信息时代，不断研制出集液压、微电子及信息技术于一体的智能系统，并广泛应用于工程机械的产品设计之中，进 一步提高了产品的性能及高科技含量。 成网络控制系统便是一例。通过显示在机载计算机屏幕的出错信息，提示司机出错原因，并采用三级报警灯光信号（蓝、淡黄、红）表示发动机、液压系统、电气和电子系统的各种状态。目前，该系统已安装在 （ 4） 不断创新的结构设计 如 装载机 的 工作装置已不再采用单一的 “Z 型 ” 连杆机构，继出现了八杆平行结构和 特彼勒公司于 1996年首次在矿用大型装载机上采用了单动臂铸钢结构的特殊工作装置，即所谓的 “构 ” 。这种 机构替代综合多用机上的八杆平行举升机构和传统的 “Z 型 ” 连杆机构，可承受极大的扭矩载荷和具有卓越的可靠性（耐用性），驾驶室前端视野开阔。 O K 公司研制的创新 杆机构，专为小型装载机而设计。 000年 3月在 轮式装载机的可折叠式创新连杆机构工作装置，进一步增加了轮式装载机的工作装置的种类。 （ 5） 安全 、 舒适 、 可靠 驾驶室将逐步实施 R O S 设计方法，配装冷暖空调。全密封及降噪处理的 “ 安全环保型 ” 驾驶室，采用人机工程 学设计的司机座椅可全方位调节，以及功能集成的操纵手柄、全自动换挡装置及电子监控与故障自诊断系统，以改善司机的工作环境，提高作业效率。大型装载机安装有闭路监视系统以及超声波后障碍探测系统，为司机安全作业提供音频和视频信号。微机监控和自动报警的集中润滑系统，大大简化了机器的维修程序，缩短了维修时间。如卡特彼勒公司的 F 系列装载机日常维修时间只需 前，大型装载机的使用寿命达 高可达 （ 6） 节能与环保 为提高产品的节能效果和满足日益苛刻的环保要求，国外装载机公司主要从降低发动机排放、提高液压系统效率和减振、降噪等方面入手。目前，卡特彼勒公司生产功率为15 10150中 6缸、 重 588率为 131 205126足 和 排放标准。卡特彼勒 3516B 型发动机装有电子喷射装置及 块，可提高 22的喷射压力，便于燃油完全、高效燃烧，燃烧效率可提高 5， 0，扭矩增加 35。个别厂家生产的装载机产品，机外品噪声已降至 72A）。 6 第一 章 总体方案论证 装载机驱动桥处于动力传动系的末端，其基本功能是增大由传动轴或变速器传来的转矩 ,并将动力合理地分配给左、右驱动轮，另外还承受作用于路面和车架或车身之间的垂直力力和横向力。驱动桥一般由主减速器、差速器、半轴、轮边减速器和驱动桥壳等组成。 驱动桥设计应当满足如下基本要求： a)外形尺寸要小，保证有必要的离地间隙。 b)齿轮及其它传动件工作平稳，噪声小。 c)在各种转速和载荷下具有高的传动效率。 d)在保证足够的强度、刚度条件下，要求质量小。 e)与悬架导向机构运动协调，对于转向驱动桥，还应与转向机构运动协调。 f)结构简单，加工工艺性好，制造容易，拆装，调整方便。 驱动桥的结构型式按工作特性分，可以归并为两大类，即非断开式驱动桥和断开式驱动桥。当驱动车轮采用非独立悬架时，应该选用非断开式驱动桥；当驱动车轮采用独立悬架时，则应该选用断开式驱动桥。因此，前者又称为非独立悬架驱动桥；后者称为独立悬架驱动桥。独立悬架驱动桥结构较复杂，但可以大大提高车辆在不平路面上的行驶平顺性。 图 27 普通非断开式驱动桥，由于结构简单、造价低廉、工作可靠，广泛用在各种工程机械、多数的越野汽车。他们的具体结构、特别是桥壳结构虽然各不相同，但是有一个共同特点，即桥壳是一根支承在左右驱动车轮上的刚性空心梁，齿轮及半轴等传动部件安装在其中。 驱动桥的轮廓尺寸主要取决于主减速器的型式。在装载机轮胎尺寸和驱动桥下的最小离地间隙已经确定的情况下，也就限定了主减速器从动齿轮直径的尺寸。在给定速比的条件下，如果单级主减速器不能满足离地间隙要求，可该用双级结构。在双级主减速器 中，通常把两级减速器齿轮放在一个主减速器壳体内，也可以将第二级减速齿轮作为轮边减速器。对于轮边减速器：越野汽车为了提高离地间隙，可以将一对圆柱齿轮构成的轮边减速器的主动齿轮置于其从动齿轮的垂直上方；轮式装载机的轮边减速器一般为行星式，以减小其尺寸，获得大的传动比，且将其安装在轮毂内。 断开式驱动桥区别于非断开式驱动桥的明显特点在于前者没有一个连接左右驱动车轮的刚性整体外壳或梁。断开式驱动桥的桥壳是分段的，并且彼此之间可以做相对运动，所以这种桥称为断开式的。另外，它又总是与独立悬挂相匹 配，故又称为独立悬挂驱动桥。这种桥的中段，主减速器及差速器等是悬置在车架横粱或车厢底板上，或与脊梁式车架相联。主减速器、差速器与传动轴及一部分驱动车轮传动装置的质量均为簧上质量。两侧的驱动车轮由于采用独立悬挂则可以彼此致立地相对于车架或车厢作上下摆动，相应地就要求驱动车轮的传动装置及其外壳或套管作相应摆动。 汽车悬挂总成的类型及其弹性元件与减振装置的工作特性是决定汽车行驶平顺性的主要因素，而汽车簧下部分质量的大小，对其平顺性也有显著的影响。断开式驱动桥的簧下质量较小，又与独立悬挂相配合，致使驱动车轮与地面的 接触情况及对各种地形的适应性比较好，由此可大大地减小汽车在不平路面上行驶时的振动和车厢倾斜，提高汽车的行驶平顺性和平均行驶速度，减小车轮和车桥上的动载荷及零件的损坏，提高其可靠性及使用寿命。但是，由于断开式驱动桥及与其相配的独立悬挂的结构复杂，故这种结构主要见于对行驶平顺性要求较高的一部分轿车及一些越野汽车上，且后者多属于轻型以下的越野汽车或多桥驱动的重型越野汽车。 为了提高装载量和通过性，有些重型机械及全部中型以上的越野汽车都是采用多桥驱 动，常采用的有 44 、 66 、 88 等驱 动型式。在多桥驱动的情况下，动力经分动器传给各驱动桥的方式有两种。相应这两种动力传递方式，多桥驱动汽车各驱动桥的布置型式分为非贯通式与贯通式。前者为了把动力经分动器传给各驱动桥，需分别由分动器经各驱动桥自己专用的传动轴传递动力，这样不仅使传动轴的数量增多，且造成各驱动桥的零件特别是桥壳、半轴等主要零件不能通用。而对 88 汽车来说，这种非贯通式驱动桥就更不适宜，也难于布置了。 8 为了解决上述问题，现代多桥驱动汽车都是采用贯通式驱动桥的布置型式。 在贯通式驱动桥的布置中，各桥的传动轴布置在同一纵向铅垂平面内，并且各驱动桥不是分别用自己的传动轴与分动器直接联接，而是位于分动器前面的或后面的各相邻两桥的传动轴，是串联布置的。汽车前后两端的驱动桥的动力，是经分动器并贯通中间桥而传递的。其优点是，不仅减少了传动轴的数量，而且提高了各驱动桥零件的相互通用性，并且简化了结构、减小了体积和质量。 由于非断开式驱动桥结构简单、造价低廉、工作可靠，而且由于装载机工作条件恶劣，所受载荷冲击比较大，在工作过程中工作装置需要一定的平顺性，所以本课题选用非断开式驱动桥。 采用 双桥驱动。在实际工作中，前桥载荷分配比较大，而且在不工作和载荷比较小的情况下，常常脱开后桥，所以在设计时，以前桥设计为主，后桥结构形式与零件设计与前桥相同，只是安装时要注意零件的相对位置在前后桥中的不同。 9 第 三 章 主减速器设计 主减速器是车辆传动系中减小转速、增大扭矩的主要部件，它是依靠齿数少的锥齿轮带动齿数多的锥齿轮。对发动机纵置的车辆，其主减速器还利用锥齿轮传动以改变动力方向。由于车辆在各种道路上行驶时，其驱动轮上要求必须具有一定的驱动力矩和转速，在动力向左右驱动轮分流的差速器之前设置一个主减速器后，便可使主减速器前面的传动部件如变速器、万向传动装置等所传递的扭矩减小，从而可使其尺寸及质量减小、操纵省力。 构型式 图表 310 由上表选定减速型式为单级减速附行星轮 边减速，如图 2 图 3齿轮齿形 （ 1）直锥齿轮，如图 3a）所示，齿线形状为直线，是最简单的型式，便于加工。 缺点是直锥齿轮的小齿轮齿数小于 8 9个就产生根切，因此得不到大的传动比，且重叠 系数小，齿面接触区小。故在主传动中一般不采用。 （ 2）零度弧齿锥齿轮，即弧齿锥齿轮中，其中点螺旋角 b = 0 （图 3b）。其性能 介于直锥齿轮与螺旋锥齿轮之间，同时啮合的齿数比直锥齿轮多，传递载荷较大。一般用在载荷较大而轴向力不大的主传动上。 （ 3）弧齿螺旋锥齿轮，中点螺旋角不等于零的其他弧齿锥齿轮（图 3c）所示。 其优点是：不产生根切的最小齿数可为 5 6，传动的传动比大；同时啮合齿数较多，重叠系数大，在高速和大传动比工作时，传动平稳，噪音小；可采用不等的齿侧面曲率半径，使接触区位于轮齿中部，提高传动的耐久性和可靠性。并使齿轮啮合对装配错位不像直齿敏感，从而装配较容易。 （ 4）准双曲面齿轮，如图 3的外形与弧齿锥齿轮相似，加工方法也用弧齿锥 齿轮机床。但是这种齿轮相当于把垂直相交的小齿轮轴线，向下或向上偏移了 图所示， 螺旋锥齿轮相比，由于主动齿轮螺旋角增大（可达 50左右），可使主动锥齿轮轴加粗，增大了端面模数，提高啮合刚度和寿命，重叠系数更大，因此传动更平稳，负荷能力加大。有由于主、从动齿轮轴线不相交，这就可以提高驱动桥高度，增大离地间隙，提高越野能力。或可使车体重心下降，增加平稳性。缺点是齿面滑移大，轴承推力大，传动效率低，（螺旋锥齿轮 h = 95%）加工精度要求高。 根据各种齿轮的优缺点和装载机的工作特点，选定为弧齿螺旋锥齿轮。 11 图 3承方案 动锥齿轮的支承 主动锥齿轮的支承形式可分为悬臂式支承和跨置式支承两种。查阅资料、文献，经方 案论证，采用跨置式支承结构（如图 3a）示）。齿轮前、后两端的轴颈均以轴承支承，故又称两端支承式。
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