轮边减速毕业设计.doc

湖南工学院毕业论文一 绪 论（一）设计的背景与意义：我国研制地下自卸汽车始于20世纪70年代中期，由于各种原因，至今发展不快，只有几个生产厂，技术水平只相当国外20世纪80年代末的水平，数量和质量也远远满足不了国内矿山发展的需要。进入21世纪以来，我国矿业形势发生了很大的变化。许多露天矿山，由于开采深度不断增加，为了降低开采成本，保护环境，这些矿山必须由露天开采转为地下开采，因此，地下矿山设备在我国的应用前景十分广阔，地下自卸汽车是实现无轨开采技术的主要运输设备，它具有机动灵活，多能和经济的优越性，广泛用于条件适宜的地下矿山。我国加入WTO之后，地下自卸汽车行业面临极大的压力与挑战，为了对付这一严峻形势，一方面 要引进更多更好的国外产品与相关技术，另一方面必须迅速发展民族工业。国外的地下矿山自卸汽车应用得比较好，技术也比较先进，但价格比较高。一般情况是：国外的地下矿山自卸汽车整机的价格是国内价格的23倍，而易损件、备件的价格却是610倍。因此，发展我国的地下矿山自卸汽车是非常必要的。20t地下矿山自卸汽车是我国矿山应用较多的一种机型，它比较适合中型规模的地下矿山。我国的有些公司对它有过探索，但没有达到预期的目的，至今没有该产品通过鉴定的报道。因此，我国的20t地下矿山自卸汽车目前还停留在研制阶段。而我国的用户对该产品有比较迫切的需求,由此可见，研究该机型不仅非常迫切，而且非常必要。因此，为了满足我国地下矿山运输设备的需要，使我国在地下矿山设备的设计、制造上一个新的台阶，促进我国地下矿山运输设备的产业升级,20t地下矿山自卸汽车的研究显得举足轻重。由于国际工业技术大融合，国外的一些先进技术能够为我国的产品升级提供支持。例如：我国可以选用德国道依茨(Deutz)公司、卡特(Cater)公司、底特律(Detroit)公司的发动机，可以选用美国约翰克拉克(JCJ)公司的液力变矩器、变速箱和驱动桥。力达铲运机制造有限公司经过20多年的努力，在引进、消化和吸收克拉克公司技术的基础上已经开发成功多种能够用于地下矿山的铲运机，而铲运机的制造技术比地下矿山自卸汽车的难度还要大。因此，开发20t地下矿山自卸汽车的条件已经成熟。这是本项目的又一立项的背景。20t地下矿山自卸汽车是地下矿山无轨运输的一个重要机型，它的研究开发对我国地下矿山自卸汽车的产品升级、建立我国地下矿山无轨采矿配套设备体系、促进我国地下矿山无轨采矿的发展都具有十分重大的意义，同时，开发它的经济效益和社会效益都很显著。（二）国内外研究现状与发展趋势由于地下自卸汽车的广阔市场，国外地下自卸汽车制造厂呈现与10年前完全不同的景象，他们为了适应市场的 变化和用户的要求，各厂家不断调整自己的产品结构，形成了新的产品系列。1963年瓦格纳(wagner)公司生产了世界上第一台柴油铲运机，从此开创了地下采矿应用无轨运输的时代。首先在美国及瑞典等国的地下采场中，采用了一种胶轮柴油驱动，兼有装、运、卸功能的铲运机(简称lHD)。这种设备具有机动灵活，高效率，改善劳动强度，节省劳动力的性能，简化了矿岩装运工艺，适用于采场运搬和阶段运输。这种设备很快在欧美矿山中被广泛采用，逐渐替代着多年来沿用的电耙、气动装载机和轨道运输车辆。实践证明铲运机在中、短距离内使用是经济的，但当铲运机运距超过其经济运距时，运输能力将显著下降，运输费用则急剧上升。因此，在较长距离和大运量时就宜采用矿用自卸汽车。从1976年以来，各国制造商提供了各种载重能力的地下用自卸汽车，使地下矿山的无轨运输得到发展。在瑞典一些地下开采矿山，日产量从500t到50000t的阶段运输都采用自卸汽车运输。自卸汽车装载量从15t到50t，最大已达70t，可适应各种生产规模的矿山和不同的运输线路的要求，单程运距达20003000m。地下运输采用无轨设备的显著特点是：设备购置费较低，无需安装；对大块物料适应性较强；机动灵活，有利于缩短矿山基建时间加速投产。无轨采矿技术的应用使世界地下采矿业发展发生了革命性的变化。40多年来，无轨采矿技术在发达国家的普及率已经超过85%。无轨设备的种类，除了主采设备铲运机和凿岩台车外，各种地下车辆(如地下矿山自卸汽车、地下矿山工程服务车、装药车、维修车、加油车、运人车等)都已广泛应用，并按照工艺的要求形成配套装备，组成各种机械化作业线，从而最大限度地提高了地下矿山的生产效率，使矿山的生产迅速由体力加经验的劳动密集型向技术密集的集约化方向发展。在中型吨位地下矿山自卸汽车方面，阿特拉斯-瓦格纳(Atlas Copco Wagner Inc)、约翰克拉克(JCI)公司、格特曼(Getman)公司、偌麦特(Normet)公司和塔姆罗克(Tamrock，也就是EJC)公司等，在世界上处于领先地位。他们生产的中型吨位地下矿山自卸汽车，性能良好、结构合理、质量可靠，基本上占领了这一领域的国际市场。这些公司生产的地下矿山自卸汽车，一般采用德国道依茨(Deutz)公司、卡特(Cater)公司、底特律(Detroit)公司的发动机，美国约翰克拉克(JCJ)公司的液力变矩器和带有弹簧制动、液压松闸的多盘湿式制动器，装有轮边行星减速装置的桥。这种桥的特点是承载能力大，制动性能好，具有合适的传动比。但是，这些公司生产的地下矿山自卸汽车价格昂贵，一般情况是：国外的地下矿山自卸汽车整机的价格是国内价格的23倍，而易损件、备件的价格却是610倍，而且，这些公司的备件供应周期一般要几个月，必然会严重影响矿山的采矿生产，所以其备品备件的供应时间较难满足我国工业生产的需要。因此，研究开发适合我国国情的地下矿山自卸汽车，形成具有自主只是产权的产品，对满足我国地下矿山无轨采矿的需要、促进我国地下矿山无轨采矿工艺的发展是非常必要的。我国的地下矿山自卸汽车的开发比较晚，直到1995年才出现KU-12型地下矿山自卸汽车。由于，它采用了露天机械设备的桥，这种桥显然不能满足地下矿山苛刻的工作条件。尤其要提到的是露天机械设备的桥的制动性能难以满足地下矿山的要求。因此，这种机型并没有得到推广应用。1996年，JZC-10型地下矿山自卸汽车在凡口铅锌矿进行了工业试验及鉴定，但由于种种原因，这种机型也没有推广应用。1998年，KZC-5型地下矿山自卸汽车在东北某铀矿进行了工业试验，也是由于种种原因没有推广应用。在世纪之交我国的有些研究院、公司、工厂和矿山还进行了18t、25t的地下矿山自卸汽车的探索，尽管取得了一些成功，但地下矿山自卸汽车的整体水平还是停留在研究阶段。CA-20地下矿山自卸汽车，正是在CA-8t试验成功的基础上进行的一次产品升级的研究。因此，本项目具有较好的研究基础。二 发动机跟变矩器的匹配（一）地下自卸车对柴油机的选择近2530年，柴油机地下在地下采矿中已得到广泛的应用。柴油机是柴油地下自卸车的“心脏”，对整车的性能与可靠性有很大的影响，并对整个矿山的开采效果、企业的经济效益有直接的影响。1.地下自卸车工作时，柴油机所受到的冲击振动很大，因此要求柴油机机体和附件有较高的刚度和强度。2.发动机扭矩要大，扭矩储备系数一般大于15%25%。3.由于地下自卸车经常在速度和负荷急速变化的情况下工作（一般在80%100%负荷下工作占40%，在50%负荷下工作时间占30%，有时则在超负荷下工作），发动机必须备有性能良好的全程调速器。4.由于地下自卸车使用范围比较广，有时温差变化比较大，因此要求柴油机一般能在-30+40C的气温下正常工作，特殊情况下能在5060C的高温环境下工作。因此对燃油和机油的冷却系统、启动系统应作特殊考虑。5.在井下由于爆破、凿岩等原因，井下空气含尘量很大，大约为1.52g/m，因此要求配有效率高、容量很大的空气滤清器。同时还得配有效率高的燃油滤清器和机油滤清器。6.由于在井下工作，通风条件差，因此要求柴油机有最低的废气排放，同时应配备效果较好的废气净化装置。7.地下自卸车往往需要在倾斜的地面上运行与工作，发动机应能保证在前后、左右倾斜30的场地上工作（适用于柴油机倾斜角30的油底壳）。8.由于井下通风条件差，散热能力也差，柴油机需要带有容量足够的液压油散热器。9.要求有足够的可靠性。随着科学技术的发展，大量的新材料、新技术、新工艺的采用，特别是电子控制技术的采用，使水冷柴油机可靠性更高、燃油更节省、废气排放更低、性能更佳。因此在近几年国外新开发的地下自卸车中广泛采用水冷柴油机。在煤矿与天然气非非煤矿环境中使用地下自卸车时。必须采用防爆设计的水冷柴油机。根据经验和类比，收集与要设计的地下自卸车的载重量相近的国内外已有的先进车型，并通过实践证明性能良好或比较好的地下自卸车作为选择功率。在这里根据冶金厂所给的资料我们选择底特律公司的series50型柴油发动机。（二）液力变矩器的选择目前在地下自卸车中，大多数采用柴油机和三相交流异步电动机作为动力装置。由于柴油机的扭矩适应性系数与电动机的过载能力较少，不能满足地下自卸车经常过载与载荷频率变化的要求，因此，为了解决这个问题，即在柴油机或电动机后面安装一个液力变矩器。液力变矩器在地下自卸车中获得了广泛应用的原因除了上述原因外，还因其具有下述优点。（1）使车辆具有自动适应性。当外载荷增大时，变矩器能使车辆自动增大牵引力，同时车辆自动减速，以克服增大了的外载荷。反之，当载荷减少时，车辆又能自动减少牵引力，提高车辆的速度。从而保证了发动机能经常在额定工况下工作，避免了发动机因外载荷突然增大而熄火，也避免了电动机过热和过载。同时也满足了车辆牵引力工况与运输工况的要求。（2）提高车辆的使用寿命。由于液力传动的工作介质是液体，故能吸收并减少来自动力装置和外载荷的振动与冲击，这就是液力传动的滤波性能和过载保护性能，因而提高了车辆的使用寿命。这对于经常在恶劣环境下工作的地下自卸车来说尤为重要。（3）提高车辆的通过性能。液力传动可以使车辆以任意的速度行驶，这样便使车辆与地面的附着力增加，从而提高车辆的通过性能。这对地下自卸车在泥泞、不平的路面条件作业是有利的。（4）提高车辆的舒适性。采用液力传动后，可以平稳启动，并能在较大的速度范围内无级变速，可以吸收与减少振动与冲击，从而提高了车辆的舒适性。（5）简化车辆的操作。因为液力变矩器本身就是一个无级自动变速器，发动机与电动机的动力范围得到扩大，故变速箱的档位可以减少。加以采用动力换档装置后，换档操作简便，从而大大降低驾驶员的劳动强度。另外，由于变矩器可避免发动机因外载荷突然增大而熄火，所以司机可不必为发动机熄火担心。 液力传动的主要缺点是：与一般机械传动相比，成本高，变矩器本身的效率低。 由于正转液力变矩器效率较反转的高，单级与单相三元件结构最简单，向心涡轮液力变矩器具有较高的效率，所以地下自卸车绝大部分选用单级单相三元件向心涡轮变矩器，这种变矩器性能稳定，可靠性高，使用寿命长。根据经验和发动机的参数来选择液力变矩器的型号，在这里根据冶金厂所给的资料我们选择克拉克公司的CL5000系列的液力变矩器。（三）通过MATALAB编程，得出柴油机与变矩器共同工作时的输入特性曲线，输出特性曲线及牵引曲线和爬坡能力曲线。所谓的液力变矩器与发动机的匹配是指液力变矩器按照工作的要求，以指定工况（或传动比）传递发动机扭矩和功率的一种共同工作情况。尽管发动机与变矩器性能都好，若是匹配不正确，将使发动机性能不能充分发挥或者液力变矩器不能以十分理想的工况去传递发动机的功率。通过匹配计算，可以求出地下自卸车的各档最大牵引力（失速牵引力）、车速与爬坡能力。1.油泵的力矩损失与的计算根据文献地下装载机结构设计与使用设计，和下表2.1与表2.2计算得工作油泵空载损失的力矩,;转向油泵,;变速油泵。表2.1 不同工况变矩器输入功率与力矩 工况计算项目1234变速油泵满负荷工作、工作油泵与转向油泵空载变速油泵与转向油泵满负荷、工作油泵空载变速油泵与工作油泵满负荷、转向油泵空载各油泵均满负荷工作输入功率/KW输入扭矩/N.m注：、工作油泵、转向油泵空载损失功率，KW;、变速油泵、工作油泵、转向油泵重载损失功率，KW。表2.2 油泵空载、重载力矩损失变速油泵 工作油泵转向油泵空载N.m=1591.38=1591.38重载N.m=159(0.69+)/=159(0.69+)=159(0.69+) 备 注 、工作油泵与转向油泵空载损失力矩，N.m;、变速油泵、工作油泵、转向油泵重载损失功率，N.m;油泵容积效率；油泵转速，r/min;、变速油泵、工作油泵、转向油泵工作流量，L/min;、变速、工作、转向液压系统实际工作压力，MPa2.求发动机标准状况扭矩，变矩线器输入扭矩曲 根据表2.2（变矩器输入特性曲线）介绍的方法求出,并可画出下图2.1的曲线1，2，3，4（为了使图形更清楚，工况曲线未画出）。与公式 (125)=，把美国克拉克变矩器的负载抛物线转换成公制负载抛物线并画在图2.1上。3.变矩器的输出特性及冷却能力计算 按变矩器输入特性曲线左上角数据与公式=, =, =0.1047, 计算出发动机与变矩器的联合工作输出特性曲线的坐标，并绘出图2.3。4.牵引特性与爬破能力计算根据文献地下装载机结构设计与使用中的公式和下表2.3的数据计算出各挡的速度、牵引力和爬破能力（见表2.4）并绘出下图：图2.1 柴油机与变矩器共同工作输入特性曲线 图2.2柴油机与变矩器联合工作输出特性曲线图2.3 牵引曲线图2.4重载牵引曲线其中公式如下所示： =0.377 =- = 式中 地下自卸车的行使速度。Km/h;变矩器涡轮转速，r/min;轮胎的滚动半径，m;传动系统总传动比；轮子牵引力，N；涡轮输出力矩，N.m; 传动系统总效率；=0.8；空气阻力系数=0.0466N/（km/hm）;地下自卸车迎风面积，m;变矩器偏置传动比；变速箱各挡传动比；驱动桥总传动比。表2.3 变矩器特性计算序 号变矩器输入特性变矩器输出特性转速/r.min扭矩/N.m转速/r.min扭矩/N.m功率/kw12165.6565.160101746.3022159.1594.2665215.91721.038.908232153.1620.7371430.61623.273.193542147.3646.7537644.21468.199.030352142.1669.8197865.81292.8115.986662139.3682.07141069.71128.1126.360072139.3682.07141283.6973.3130.821582142.1669.81971499.5823.2129.253092150.4632.72281720.3637.8114.8903102172.1536.09241846.3470.790.9988112193.3441.99221897.2369.173.3174122212.3357.54601946.8281.757.4344132248.8195.05912062.1129.327.9248142286.0 29.2546 2292.900表2.4牵引特性与爬破能力计算序号挡传动比=4.48挡传动比=2.46挡传动比=1.41挡传动比=0.77/km.h/kN坡度/%/km.h/kN坡度/%/km.h/kN坡度/%/km.h/kN坡度/%10241.9837.08300132.8718.5160076.1609.7423041.5914.519120.4699238.4736.42580.8558130.9418.21111.493175.0499.57342.734240.9704.425830.9373224.9233.94121.7069123.5017.04052.978070.7708.92375.453338.5914.068241.4021203.4330.14032.5534111.6915.19824.454963.9817.89518.157734.8133.500851.8650179.1226.01103.396498.3413.13365.925656.2986.734110.850730.5192.856362.3282156.3122.26374.240085.8011.21117.397449.0755.645213.546026.4492.245772.7939134.8518.82855.088074.009.41378.876942.2674.620816.255222.5771.665083.2637114.0415.56395.943662.567.679410.369835.6553.627318.988818.7821.096193.744588.3411.60046.819248.425.546811.897327.4912.402021.785914.1060.3952104.018765.188.07727.318535.693.632712.768520.1551.301923.38129.962-0.2259114.129451.105.95047.520227.952.471113.120315.7020.634524.02557.472-0.5991124.237339.004.12967.716821.301.473813.463311.8730.060624.65365.322-0.9213134.488417.870.96008.17399.69-0.267014.26095.176-0.943226.11411.523-1.4908144.9906-0.06-1.72779.0887-0.19-1.747415.8568-0.574-1.805229.0365-1.925-2.0078MATALAB程序运行结果MB = Columns 1 through 2 Columns 3 through 4 Columns 5 through 6 565.1601 594.2665 620.7371 646.7537 669.8197 682.0714 Columns 7 through 8 Columns 9 through 10 Columns 11 through 12 682.0714 669.8197 632.7228 536.0924 441.9922 357.5460 Columns 13 through 14 195.0591 29.2546nB = 1.0e+003 * Columns 1 through 2 Columns 3 through 4 Columns 5 through 6 2.1656 2.1591 2.1531 2.1473 2.1421 2.1393 Columns 7 through 8 Columns 9 through 10 Columns 11 through 12 2.1393 2.1421 2.1504 2.1721 2.1933 2.2123 Columns 13 through 14 2.2488 2.2860MT = 1.0e+003 * Columns 1 through 2 Columns 3 through 4 Columns 5 through 6 1.7463 1.7210 1.6232 1.4681 1.2928 1.1281 Columns 7 through 8 Columns 9 through 10 Columns 11 through 12 0.9733 0.8232 0.6378 0.4707 0.3691 0.2817 Columns 13 through 14 0.1293 0nT = 1.0e+003 * Columns 1 through 2 Columns 3 through 4 Columns 5 through 6 0 0.2159 0.4306 0.6442 0.8568 1.0697 Columns 7 through 8 Columns 9 through 10 Columns 11 through 12 1.2836 1.4995 1.7203 1.8463 1.8972 1.9468 Columns 13 through 14 2.0621 2.2929NT = Columns 1 through 2 Columns 3 through 4 Columns 5 through 6 0 38.9082 73.1935 99.0303 115.9866 126.3600 Columns 7 through 8 Columns 9 through 10 Columns 11 through 12 130.8215 129.2530 114.8903 90.9988 73.3174 57.4344 Columns 13 through 14 27.9248 0Warning: Polynomial is badly conditioned. Remove repeated data points or try centering and scaling as described in HELP POLYFIT. In C:MATLAB6p1toolboxmatlabpolyfunpolyfit.m at line 74 In C:MATLAB6p1workppjs2005.m at line 210Warning: Polynomial is badly conditioned. Remove repeated data points or try centering and scaling as described in HELP POLYFIT. In C:MATLAB6p1toolboxmatlabpolyfunpolyfit.m at line 74 In C:MATLAB6p1workppjs2005.m at line 215Warning: Polynomial is badly conditioned. Remove repeated data points or try centering and scaling as described in HELP POLYFIT. In C:MATLAB6p1toolboxmatlabpolyfunpolyfit.m at line 74 In C:MATLAB6p1workppjs2005.m at line 219Sigmai = Columns 1 through 2 Columns 3 through 4 129.3858 71.0467 40.7219 22.2382v1 = Columns 1 through 2 Columns 3 through 4 Columns 5 through 6 0 0.4699 0.9373 1.4021 1.8650 2.3282 Columns 7 through 8 Columns 9 through 10 Columns 11 through 12 2.7939 3.2637 3.7445 4.0187 4.1294 4.2373 Columns 13 through 14 4.4884 4.9906v2 = Columns 1 through 2 Columns 3 through 4 Columns 5 through 6 0 0.8558 1.7069 2.5534 3.3964 4.2400 Columns 7 through 8 Columns 9 through 10 Columns 11 through 12 5.0880 5.9436 6.8192 7.3185 7.5202 7.7168 Columns 13 through 14 8.1739 9.0887v3 = Columns 1 through 2 Columns 3 through 4 Columns 5 through 6 0 1.4931 2.9780 4.4549 5.9256 7.3974 Columns 7 through 8 Columns 9 through 10 Columns 11 through 12 8.8769 10.3698 11.8973 12.7685 13.1203 13.4633 Columns 13 through 14 14.2609 15.8568v4 = Columns 1 through 2 Columns 3 through 4 Columns 5 through 6 0 2.7342 5.4533 8.1577 10.8507 13.5460 Columns 7 through 8 Columns 9 through 10 Columns 11 through 12 16.2552 18.9888 21.7859 23.3812 24.0255 24.6536 Columns 13 through 14 26.1141 29.0365TE1 = 1.0e+005 * Columns 1 through 2 Columns 3 through 4 Columns 5 through 6 2.4198 2.3847 2.2492 2.0343 1.7912 1.5631 Columns 7 through 8 Columns 9 through 10 Columns 11 through 12 1.3485 1.1404 0.8834 0.6518 0.5110 0.3900 Columns 13 through 14 0.1787 -0.0006TE2 = 1.0e+005 * Columns 1 through 2 Columns 3 through 4 Columns 5 through 6 1.3287 1.3094 1.2350 1.1169 0.9834 0.8580 Columns 7 through 8 Columns 9 through 10 Columns 11 through 12 0.7400 0.6256 0.4842 0.3569 0.2795 0.2130 Columns 13 through 14 0.0969 -0.0019TE3 = 1.0e+004 * Columns 1 through 2 Columns 3 through 4 Columns 5 through 6 7.6160 7.5049 7.0770 6.3981 5.6298 4.9075 Columns 7 through 8 Columns 9 through 10 Columns 11 through 12 4.2267 3.5655 2.7491 2.0155 1.5702 1.1873 Columns 13 through 14 0.5176 -0.0574TE4 = 1.0e+004 * Columns 1 through 2 Columns 3 through 4 Columns 5 through 6 4.1591 4.0970 3.8591 3.4813 3.0519 2.6449 Columns 7 through 8 Columns 9 through 10 Columns 11 through 12 2.2577 1.8782 1.4106 0.9962 0.7472 0.5322 Columns 13 through 14 0.1523 -0.1925a1 = Columns 1 through 2 Columns 3 through 4 Columns 5 through 6 37.0830 36.4258 33.9412 30.1403 26.0110 22.2637 Columns 7 through 8 Columns 9 through 10 Columns 11 through 12 18.8285 15.5639 11.6004 8.0772 5.9504 4.1296 Columns 13 through 14 0.9600 -1.7277a2 = Columns 1 through 2 Columns 3 through 4 Columns 5 through 6 18.5160 18.2111 17.0405 15.1982 13.1336 11.2111 Columns 7 through 8 Columns 9 through 10 Columns 11 through 12 9.4137 7.6794 5.5468 3.6327 2.4711 1.4738 Columns 13 through 14 -0.2670 -1.7474a3 = Columns 1 through 2 Columns 3 through 4 Columns 5 through 6 9.7423 9.5734 8.9237 7.8951 6.7341 5.6452 Columns 7 through 8 Columns 9 through 10 Columns 11 through 12 4.6208 3.6273 2.4020 1.3019 0.6345 0.0606 Columns 13 through 14 -0.9432 -1.8052a4 = Columns 1 through 2 Columns 3 through 4 Columns 5 through 6 4.5191 4.4258 4.0682 3.5008 2.8563 2.2457 Columns 7 through 8 Columns 9 through 10 Columns 11 through 12 1.6650 1.0961 0.3952 -0.2259 -0.5991 -0.9213 Columns 13 through 14 -1.4908 -2.00785.其他技术参数计算 牵引力 =390109.80.6 =229378.8一挡车辆打滑时变矩器效率 47.2% 失速时的动力因素=229378.8/=0.6三 驱动桥（一）驱动桥概述桥壳除作为壳体及驱动车轮支承的横梁承受簧上质量外，还在车架后车厢与路面间承受并传递铅垂力、纵向力与横向力，以及承受制动力矩及反作用力矩。驱动桥的反作用力矩是因主减速器主、从动齿轮上的圆周力经主、从齿轮轴承传递给壳体而产生桥壳的桥壳翻转力矩。有可以认为：驱动桥的输入转矩在桥壳上产生一大小及方向均与输入转矩相同并使驱动桥有侧向翻转趋势的反作用力矩，它由左右驱动车轮载荷转移引起的力矩所平衡；驱动桥的输出转矩产生一大小与其相同而方向相反并使桥壳力图向后翻转的反作用力矩，它由左右纵置钢板弹簧所约束并使桥壳在两板簧间承受大小为输出转矩之半的扭转负荷。驱动桥总的反作用力矩为以上两种反作用力矩的向量和。当主减速器吊挂在车架横梁或车厢上时，其反作用力矩由车架或车厢承受；三轴越野汽车采用平衡悬架的中、后桥的反作用力矩则由反作用杆来承受。在保证强度、刚度、可靠性及寿命的条件下应力求减小驱动桥簧下质量，以减小地面冲击力、提高汽车平顺性。驱动桥的轮廓尺寸要紧凑并与所要求的离地间隙相适应；主减速比应能满足在给定使用条件下具有良好的动力性、经济性，轿车多选为，货车单级主减速器多为。可有种主减速器比供选择，以适应汽车变型的需要。由于发动机功率的提高、汽车整备质量的减小和道路的改善等，主减速比有减小趋势，这是考虑既能满足高速行驶，又要在常用车速下降低发动机转速、提高其使用寿命，减小燃料消耗及振动与噪声等。采用双速主减速器既可得到大减速比，又可得到多档变速，并兼顾重型汽车满载和拖挂时的动力性，以及空载单车行驶时的饿经济性。齿轮等传动机件的传动效率要高，要工作平稳、无噪声。采用防滑差速器可提高汽车的抗滑能力，多桥驱动的汽车采用轴间差速器可防止寄生功率，但应加装差速锁，以防止失去驱动力。驱动桥应结构简单，制造、维修方便。总成及零、部件的设计应能满足零件标准化、部件通用化和产品系列化及汽车变型的要求。（二）地下自卸车驱动桥的组成及作用驱动桥是地下自卸车的主要组成部分。它由主传动、差速器、轮边减速器、封闭湿式多盘制动器（或其他型号制动器）、桥壳和半轴组成。主传动的作用是增矩和改变扭矩的传递方向；差速器是使驱动车轮在转向或不平路面上行驶时，左右驱动轮以不同的角速度旋转；轮边减速器进一步增大从半轴输出的扭矩；封闭湿式多盘制动器或其他型号制动器用于地下自卸车工作制动；驱动桥壳把地下自卸车的重量传递到车轮并将作用在车轮上的各种力传递到车架，同时驱动桥壳又是主传动、差速器和车轮传动装置的外壳，半轴则是从差速器将扭矩与转速传递到轮边减速器。（三）地下自卸车对驱动桥的要求（1）合理分配主传动及轮边减速器的传动比，以保证机械的最佳动力性和（2）驱动桥各部件在工作可靠并保证一定的使用寿命的条件下应力求做到重量轻、体积小和保证所要求的离地间隙。（3）地下自卸车是在井下工作，路面条件差、弯道多。因此要求左右车轮差速与扭矩分配，即当转弯时，左右驱动桥与地面的附着系数不等时，能使地下装载机发生充分的牵引力。（4）由于地下自卸车经常在坡道上作业与运行，因此要求制动器制动可靠、性能稳定、寿命长、易维护。（5）要求结构简单、修理保养方便、制造容易。（6）工作平稳、无噪声、工作可靠、故障少。四 轮边减速器的优化设计轮边减速是工程机械中广泛采用的传动减速方式，这样可以很好的实现较大的传动比同时也使分配在驱动桥上的主减速器的传动比合理，达到总传动比的合理分配。在此我们采用的是广泛使用的轮边行星减速。我们是利用MATLAB来进行相关优化设计，其中主要是对MATLAB程序的目标函数和优化约束问题进行了分析和改进。设计中我们充分考虑轮边减数器设计中存在的问题，找出轮边行星减数器的设计约束条件，充分利用约束条件进行MATLAB编程计算来确定齿轮等结构的几何参数，并在程序中对齿轮进行了强度校核和齿轮加工方面问题的考虑。（一）类型行星齿轮减速器传动类性很多，不同的结构型式所传递的功率范围，外廓尺寸和重量的大小、效率的高低和允许的传动比数值，以及制造工艺的难易相差很大。NGW型行星齿轮减速器N表示内啮合，W表示外啮合，G表示内外啮合公用行星齿轮。其传动型式属2K-H行星齿轮传动类型。（二）特点行星齿轮减速器在所有传动装置中，具有独特的突出特点。1.体积小、重量轻、结构紧凑、承载能力高。由于行星齿轮传动是一种共轴线式的传动装置，具有共轴线传动的特点，在结构上又采用对称的分流传动，即用几个完全相同的行星轮均匀地分布在中心轮的周围（本设计采用了4个），共同分担载荷，相应的齿轮模数就可减小，并且合理地应用了内啮合承载高和内齿轮空间容积，从而缩小了径、轴向尺寸，使结构紧凑化，实现了高承载能力。2.传动效率高，工作可靠.单级行星减速器=0.98,两级行星减速器=0.96,三级行星减速器=0.94。行星齿轮传动由于采用了对称的分流传动结构，使作用于中心轮和行星架等承受的作用力互相平衡，使行星架和行星轮的惯性力互相平衡，有利于提高传动效率。运转平稳、噪音少、抗冲击和振动能力强，因而工作可靠。3、传动功率范围大，可由小于1千瓦到1300千瓦甚至更高，且功率越大优点越突出，经济效益越高。4、装配型式多样，可由多面安装，适用性广。在符合给定制造条件下，运转平稳，噪音小。5、采用了优质低碳合金刚渗碳淬火，外齿轮为6级精度，内齿轮为7级精度，承载能力水平赶上了当代先进工业国水平。使用寿命一般均在十年以上。（三）结构型式和工作原理NGW行星齿轮减速器是属于周转轮系中的行星轮系传动型式。行星减速器型式各级减速器的行星齿轮传动如左图：1-行星架2-内齿圈3-行星轮4-太阳轮ad-公称中心距 代号和标记方法N-NGW型（2K-H）A-一级行星齿轮减速器B-二级行星齿轮减速器C-三级行星齿轮减速器Z-定轴圆“柱”齿轮（派生系列）S-螺旋“伞”齿轮（派生系列）L-“立”式行星减速器 重量对照1.ZBJ9