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ZL50装载机驱动桥设计
摘 要
本次设计内容为ZL50装载机驱动桥设计，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35 �56506 .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：ZL50装载机；中央传动；轮边减速器；
ZL50 loader driving axle design
Abstract
The design of content-driven ZL50 loader bridge design, largely at the main transmission design, the differential design ,Half-shaft design, the design of the final drive four majority.Including the main drive bevel gear used 35o bevel gears, This type of gear and the basic parameters of the geometric parameters of this design is the key point. Gear will be a few basic parameters, such as number of teeth, module, the sub-driven gear circle diameter determined,spent a lot of formula to work out all the gear geometric parameters, and then gear for the Analysis and strength check. Understand the differential, and the final drive axis of the structure and working principle, the combination of design requirements, They reasonable choice of the form and size. The design differential gear selection straight bevel gears, axis-wide floating, and ultimately drive single row slowdown planets form.
eywords: ZL50 Loader；final drive；wheel reducer；design
目录
摘 要 I
Abstract II
第一章 绪论 1
1.1 国内轮式装载机发展概况 1
1.2 国外轮式装载机的发展概况 2
第二章 总体方案论证 3
2.1 非断开式驱动桥 3
2.2 断开式驱动桥 4
2.3 多桥驱动的布置 4
第三章 主减速器设计 5
3.1 结构型式 5
3.1.1主传动器的减速型式 5
3.1.2锥齿轮齿型 5
3.2 支承方案 7
3.2.1 主动锥齿轮的支承 7
3.2.2从动齿轮的支承 7
3.3 主减速器锥齿轮设计 7
3.3.1锥齿轮载荷的确定 7
3.3.2锥齿轮主要参数的计算 10
3.3.3主减速器锥齿轮材料的选择 12
3.3.4主减速器锥齿轮强度的计算 13
第四章 差速器设计 14
4.1 对称式圆锥行星齿轮差速器的差速原理 14
4.2 对称式圆锥行星齿轮差速器的结构 15
4.3 差速器基本参数的选择 15
4.3.1 差速器球面直径的选择 16
4.3.2 差速器齿轮参数的选择 16
4.3.3压力角α 17
4.3.4差速器部分的齿轮 17
4.4 差速器齿轮的强度计算 17
第五章 驱动半轴的设计 19
5.1 结构形式分析 19
5.2 计算载荷的计算 20
5.2.1 按从发动机传来的最大扭矩计算 20
5.2.2 按附着极限决定的扭矩计算 20
5.3 半轴杆部直径的计算 21
5.4 半轴强度验算 21
第六章 轮边减速器设计 22
6.1 轮边减速器传动方案 22
6.2 行星排的配齿计算 22
6.2.1 根据传动比确定齿数关系 22
6.2.2根据同心条件计算 22
6.2.3根据安装条件确定齿数的关系 23
6.2.4 配齿计算 23
6.2.5验算传动比 23
6.3 初步计算齿轮的主要参数 24
6.3.1材料 24
6.3.2 由接触疲劳强度初算d 24
6.4 啮合参数的计算 24
6.5 几何尺寸计算 26
第七章 花键、轴承 28
7.1 花键的选择与校核 28
7.1.1 输入法兰与中央传动小锥齿轮轴连接处 28
7.1.2 半轴锥齿轮与半轴联接处 29
7.1.3 半轴与轮边减速器太阳轮联接处 29
7.1.4 齿圈与桥壳联接处 30
7.2 主要轴承的校核 31
结论 32
谢辞 33
参考文献 34
附录A 外文翻译—原文部分 35
附录B 外文翻译—译文部分 39
第一章 绪论
1.1 国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67KW（90hp）、斗容量为1m3的装载机。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100.57KW（135hp）斗容量为1.7m3 的Z435型装载机。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Z425型铰接式装载机。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163.9KW(220hp)、斗容量为3m3的ZL50型装载机。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，Z形连杆机构的工作装置及铰接转抽，并自行设计了“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。ZL50型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ZL系列装载机的发展奠定了基础。在ZL50的基础上，后又设计发展了ZL100、ZL40、ZL30、ZL20装载机系列产品，并在这个系列的基础上发展了DZL50和DZL40型供地下矿坑和隧道施工用的地下装载机变型产品。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，初步形成了规格为0.8-10t约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，2001-2004年装载机销量增长率平均为46.98%，大大超过前25年的均值17.86%；2006年中国装载机26家主要企业共销售119895台，同比增长13.3%(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。
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。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 。
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