资源描述：
业信 息化 动 桥主减 速器 采用 了 “ 格 利森 ”制 弧齿 螺旋 锥齿 轮 ，其 传 动 承 载 负 荷 大 ，传 动 平 稳 ，高速 旋 转 时 噪 声 和 振 动 小 。 1 主 、从动齿轮齿数 的选择 根据及驱动桥离地 间隙的要求 ．同时为了使 齿轮磨合 均匀 ，最终选取主动螺旋锥齿轮齿数 2 “ 1 1 2 ，从 动螺旋锥齿 轮齿数 z 2 3 9 。 2 端面模数 从动锥齿轮的大端端 面模数 [3 3 m ’ 1 3 2 式 中K m 为模数系数 ，一般 取 K 0 ．3 ～ 0 ．4 ； 为从动 锥齿轮计算转矩 ，此处 o 1 6 3 8 N．- m。计算后最终取 主从 动螺旋锥齿轮模数 m 5 ．4 。 3 ． 4差速 器设计 本 驱动桥差 速器采用结构简单且 常用的摩擦片式限滑 差速器 ，行 星齿 轮个数 忙 4 ，比普通对称 圆锥行星齿轮差 速器多了摩擦片组 ，可较显著增大差速 器内摩擦力矩 ，防 滑效果更好 。 4齿轮强度校核理论 驱动桥 齿轮承受的是交变载荷 ，其 主要损坏形式是疲 劳 。常进行 弯 曲强度 和齿 面接触 强度 两方 面 的校核 计算 以锥齿轮为例 。 4 ． 1弯 曲强 度校核 1 计 算弯曲应力 F ． KA Kv ． KmKr , F,y F sY Y K Y I s 3 0m M 式 中 为使用系数 ；K 为动载系数 ； 眦为齿 向载 荷系数 ； 为端面载荷系数 ； ， 为复合齿形系数 ；Y 为 计算 齿根弯 曲强度 的重合 度系 数 ；Y 为计 算齿 根抗弯 强 度 的锥 齿轮 系数 ；y 为计算齿 根抗弯 强度 的载荷分配 系 数 。 2 许用弯曲应力 F P YN r Yx l ， h y h “ 4 式 中 O F E 为齿轮 材料 的弯 曲疲劳强度 基本值 ，MP a ； y x为尺寸 系数 ；Y 为寿命 系数 ；y 为相对齿根 圆角敏 感 系数 ；y M 为相对齿 根表面状况 系数 ；．s 为齿 根抗弯 强度 的最小安全系数。 4 ． 2齿 面接 触强 度校 核 齿轮 的齿 面接触 强度不足会引起齿 面的疲 劳点蚀及剥 落 ．因此齿 轮要有 足够的接触疲劳强度 ．主减 速器螺旋锥 齿轮齿面接触应力计算如下。 1 计算接触应力 o r 一 萼．一 5 式中 为使用系数 ；K v 为动 载系数 ；Km为 齿向载 荷系数 ；K 为端面 载荷系 数 ；z I 为 节点 区域 系数 ；z M 一 为 中点区域系数 ； 为弹性 系数 ；z B 为计 算齿 面接触强度 的螺旋角系数 ；Z K 为计算齿面接触强度的锥齿轮系数 ；Z I 为计算齿面接触强度 的载荷分配系数。 2 许用 接触应力 o r 柙 吐 Z 『 z I v Ii z } h 击 I 6 式中 o r 蛐 为试 验齿轮的接触疲劳极 限 ，MP a ； ， 为 寿命 系数 ；Z I ．Ⅶ为润 滑油影 响系数 ；Z w为工 作硬化 系数 ； z x 为尺寸系数 ；S 为齿面接触强度 的安全系数 。 4 。 3强 度条 件 1 齿面接触疲劳强度条件 o r H ≤ m 7 2 齿根弯曲疲劳强度条件 o r F ≤ 8 5驱动桥模型建立 5 ． 1仿 真模 型建 立 R o m a x D e s i g n e r由 R o ma x科 技有 限公 司开发 ，是 世界 上最完整 的轴 承、齿轮箱 和机械传动系统仿真 产品设计与 分析 软件 ．目前 已成为齿 轮传动领域 的行业标 准。该软件 广泛应用 于汽 车、船舶 、风力发电 、工程机械 、轴承设计 以及航空航天等领域的齿轮传动系统的设计。 图1所示 为利 用 R o ma x软 件建 立 的静 液压 装 载机 驱 动桥 的 虚拟 样 机模 型 ] ，在 该 模 型 中建 立 了分 动器 齿 轮 、主减速 齿轮 、差速 齿轮 、轮 边齿 轮及 相应 的轴 和壳 体等 。 6 1 ． 分 动箱一级减速2 ． 螺旋 主减 速器3 ． 差 速器4 ． 半 轴 5 ． 左轮边减速6 ． 右轮边减 速 图 1 装载机驱动桥虚拟样机模型及动力流 建模过程简述 如下 1 差速器行星轮轴 和行星轮之间 以间 隙轴 承和刚性 轴承相连接 2 半轴与半轴齿 轮 、轮边太 阳轮等采用花 键联接的 部位。以刚性连接来模拟； 3 轮边行星架与 轮壳 之间的轴承设置成分 离轴承方 式 。以模拟二者的相对转动 ； 表 1 最大扭矩工况下齿轮的弯曲、接触 应力值及损伤 率 4 安装在桥壳或分 动器 壳体上 的轴 承 ，通过将轴 承 设 置成 与大地连接来模拟 。 分 动器 小齿 轮上定义一个 动力输入载荷 ．两个轮壳上 分别定义 了一个动力输 出 。 动 力输人转 矩为液 压马达最 大转 矩 2 1 6 N m，输 入 转速 5 7 4 r ／ m i n 。时间参考 同类工程机 械最低档运 行工况 设 置为 l 0小 时 ，这样是偏 于安全 的。利用 R o m a x软件在 该 载荷谱 工况下运行虚拟样机模 型 ，分析各齿 轮的弯 曲疲 劳 强度 、接触疲 劳强度 以及损 伤率进行 分析 ．结 果如表 l 所 示 。 5 ． 2仿 真 结果 分析 从表 1可以看出 ，左 、右 轮边内齿圈 的弯 曲安全系数 分 别 为 1 ． 0 7 0 、 1 ． 1 1 3 ， 二 者 对 应 的 弯 曲 损 伤 率 皆 大 于 1 0 0 ％，与安全 系数偏小结果一致 。左 、右轮边太 阳轮接触 安全 系数分别为 1 ． 0 8 5 、1 ． 0 4 8 ，是齿轮 中安全 系数 最小值 ， 它们 的接触损伤率分别为 4 6 ． 2 4 ％、7 3 ． 0 6 ％，是各齿轮 中最 大 的 ，这也反映 了接触强度 的一致性 。驱动桥 传动系其余 齿轮弯 曲、接触强度可满足实际使用要求。 6结语 本 文的设计计算和强 度校 核 ，综合考 虑驱动桥 的离地 间隙 、最高装载机车 速的要求及总传 动比在传动系各部 分 的分 配等 因素 ，符合 装 载机 驱动桥 齿 轮传 动系 的设 计要 求。文中分析结果为装载机驱 动桥 的进一步 动态分析 、优 化提供 了参考 。 参考文献 [ 1 ]杨一岳 ，金山 静液压传动轮式装载机发展概况 [J ]．工程机 械与维修 ，1 9 9 8 1 2 1 0 1 1 ． [ 2 ]唐振科 ． 工程机械 底盘设 计 [ M]． 郑 州黄 河水利 出版社 ， 2 0 0 4 ． [ 3 ]刘 惟 信 ，汽 车 车桥 设 计 [ M]．北 京 清华 大 学 出版 社 ， 2 0 0 6 ． [ 4 ]姚 建平． 装载机 驱动桥 改进设 计研 究 [ J ]． 工程机 械 ，2 0 0 6 2 2 6 - 2 9 ． [ 5 ]机械设 计手册 编委会． 机械设计手册 第 3版 3卷 [ M ]． 北京 机械 工业出版社 ．2 0 0 4 ． [ 6 ]Ro ma x Te c h n o l o g y c o mp a n y ．Ro m a x s o ft wa r e u s e r g u i d e[ E B ／ OL ]． w Ⅵ n Ⅳ ． r o ma x t e c h ． c o m． [ 7 ] 仝令胜 ． 协 同优 化理论及 其在铰接 式 自卸 车驱动桥设 计 中的 应用 [ D]．北京 北京科技 大学，2 0 0 8 ． 第一作者简介 邹毅 ，男 ，1 9 8 1年生 ，福建龙岩人 ，硕士研究 生。研究领域 创新设计 。 f 编 辑 吴智 恒
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