ZL50裝載機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)電

PAGEPAGE18摘要ZL50裝載機(jī)是一種廣泛用于公路、鐵路、建筑、水電、港口、礦山等建設(shè)工程的土石方施工機(jī)械,隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)速度的加快,各項(xiàng)建筑施工(比如公路建設(shè)，房屋建設(shè)等）也要求工程機(jī)械制造廠進(jìn)行產(chǎn)品更新?lián)Q代，使其動(dòng)力、性能、效率等不斷改進(jìn)。本文通過對(duì)裝載機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來提高裝載機(jī)的作業(yè)速度、效率、機(jī)動(dòng)性。從而滿足發(fā)展建設(shè)的需要。本次設(shè)計(jì)內(nèi)容為ZL50裝載機(jī)液力變矩器、變速器、分動(dòng)器的選型及萬向傳動(dòng)軸和驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)。根據(jù)提供的相應(yīng)參數(shù)對(duì)液力變矩器、變速器、分動(dòng)器進(jìn)行選型。在傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)中，主要考慮傳動(dòng)軸的臨界轉(zhuǎn)速，計(jì)算傳動(dòng)軸的花鍵軸和軸管的尺寸,并校核其扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度和臨界轉(zhuǎn)速，確定出合適的安全系數(shù).驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)大致上分為主減速器，差速器的設(shè)計(jì)。其中主傳動(dòng)錐齒輪采用螺旋錐齒輪。差速器齒輪選用直齒圓錐齒輪，最終傳動(dòng)采用單行星排減速形式。關(guān)鍵詞：ZL50裝載機(jī)；傳動(dòng)系統(tǒng)；設(shè)計(jì)；校核

AbstractThedesigncontentZL50loadertorqueconverter，transmission,actuatorselectionandpropellershaftanddriveaxledesign.Thecorrespondingparametersbasedonthesuppliedtorqueconverter,transmission,sub—actuatorsforselection。Shaftcommonlyusedscalablecrossshaftpropellershaft.Inthedesignofthedriveshaft，themainconsiderationshaftcriticalspeedcalculationshaftandshafttubesize,andcheckitsstrengthandcriticalspeed，determininganappropriatesafetyfactor,optimizeshaftandshafttheanglebetween.Differentialdesignbroadlydividedintothemaindriveaxlereducerdesign。Themaindrivebevelgearspiralbevelgears.Thegearafewbasicparameters,suchasnumberofteeth，modulus,drivengearpitchcirclediameter,etc。todeterminethefuture，withplentyofequationstocalculatethegeometricparametersofallthegear，andthencarryoutthestressanalysisandstrengthcheckgear。Differentialgearselectsstraightbevelgear，usingfullfloatingaxle，finaldriveplanetarygearreducerwithasingleform.Keywords:ZL50Loader;Transmission;Design；Verification

目錄TOC\o"1—2"\h\z\u_Toc359248004"Abstract IIHYPERLINK\l”_Toc359248005”1緒論 11。1國內(nèi)外裝載機(jī)研究現(xiàn)狀 1HYPERLINK\l”_Toc359248007”1。2國內(nèi)裝載機(jī)發(fā)展趨勢 51.3本課題研究的目的及意義 5_Toc359248010"2。1傳動(dòng)系統(tǒng)總體方案確定 7HYPERLINK\l”_Toc359248011"2.2液力變矩器的選型 8HYPERLINK\l”_Toc359248012”2。3變速器的選型 10HYPERLINK\l”_Toc359248013”2.4分動(dòng)器的選型 10HYPERLINK\l”_Toc359248014"2。5萬向傳動(dòng)軸型式的選擇 112.7本章小結(jié) 13_Toc359248018"3。1多十字軸萬向節(jié)的傳動(dòng)分析 14HYPERLINK\l”_Toc359248019"3。2萬向節(jié)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 15_Toc359248021”3.4中間支承的結(jié)構(gòu)選擇 21HYPERLINK\l”_Toc359248022”3。5本章小結(jié) 22HYPERLINK\l”_Toc359248023”4驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì) 23HYPERLINK\l”_Toc359248024”4。1主減速器設(shè)計(jì) 23HYPERLINK\l”_Toc359248025"4.2差速器設(shè)計(jì) 31HYPERLINK\l”_Toc359248026”4.3輪邊減速器設(shè)計(jì) 36HYPERLINK\l”_Toc359248027”4.4本章小結(jié) 39參考文獻(xiàn) 40HYPERLINK\l”_Toc359248029"致謝 42HYPERLINK\l”_Toc359248030”附錄 431緒論裝載機(jī)是一種廣泛用于公路、鐵路、建筑、水電、港口、礦山等建設(shè)工程的土石方施工機(jī)械,它主要用于鏟裝土壤、砂石、石灰、煤炭等散狀物料，也可對(duì)礦石、硬土等作輕度鏟挖作業(yè)。在公路施工中主要用于路基工程的填挖,瀝青和水泥混凝土料場的集料、裝料等作業(yè)。由于它具有作業(yè)速度快，機(jī)動(dòng)性好，操作輕便等優(yōu)點(diǎn)，因而發(fā)展很快，成為土石方施工中的主要機(jī)械.傳動(dòng)系統(tǒng)是位于發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)車輪之間的動(dòng)力傳動(dòng)裝置，其基本功用是將發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的動(dòng)力傳給驅(qū)動(dòng)車輪.裝載機(jī)有四種傳動(dòng)方式：機(jī)械式、全液壓式、液力機(jī)械式和電傳動(dòng)式（電動(dòng)輪)。傳動(dòng)系總?cè)蝿?wù)是傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，使之適應(yīng)于裝載機(jī)行駛的需要。在一般的機(jī)械式傳動(dòng)中，有了變速器還不能完全解決發(fā)動(dòng)機(jī)特性與裝載機(jī)行駛要求間的矛盾和結(jié)構(gòu)布置上的問題。首先是因?yàn)榻^大多數(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)在裝載機(jī)上是縱向安置的，通過主減速器將其轉(zhuǎn)矩傳給左、右驅(qū)動(dòng)輪以改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向,同時(shí)還得有驅(qū)動(dòng)橋的差速器來解決左、右驅(qū)動(dòng)車輪間的轉(zhuǎn)矩分配問題和差速要求。其次是因?yàn)樽兯倨鞯闹饕蝿?wù)僅在于通過選擇適當(dāng)?shù)臋n位數(shù)及各檔傳動(dòng)比，以使內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)矩—轉(zhuǎn)速特性能適應(yīng)裝載機(jī)在各種行駛阻力下對(duì)動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性的要求，而驅(qū)動(dòng)橋主減速器的功用則在于當(dāng)變速器處于最低檔位時(shí),使汽車有足夠的牽引力和良好的燃料經(jīng)濟(jì)性。1.1國內(nèi)外裝載機(jī)研究現(xiàn)狀1.1。1國內(nèi)裝載機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀我國裝載機(jī)行業(yè)起步于50年代末。1958年，上海港口機(jī)械廠首先測繪并試制了67KW(90hp）、斗容量為1m3的裝載機(jī)。這是我國自己制造的第一臺(tái)裝載機(jī)。該機(jī)采用單橋驅(qū)動(dòng)、滑動(dòng)齒輪變速。1964年，天津工程機(jī)械研究所和廈門工程機(jī)械廠測繪并試制了功率為100。57KW（135hp）斗容量為1.7m3的Z435型裝載機(jī)。1962年國外出現(xiàn)鉸接式裝載機(jī)后，天津工程機(jī)械化研究所與天津交通局于1965年聯(lián)合設(shè)計(jì)了Z425型鉸接式裝載機(jī)。柳州工程機(jī)械廠和天津工程機(jī)械研究所合作,在參考國外樣機(jī)的基礎(chǔ)上，于1970年設(shè)計(jì)試制了功率為163。9KW（220hp)、斗容量為3m3的ZL50型裝載機(jī).該機(jī)采用雙渦輪變矩器、動(dòng)力換擋行星變速箱的液力機(jī)械傳動(dòng)方式，Z形連桿機(jī)構(gòu)的工作裝置及鉸接轉(zhuǎn)抽，并自行設(shè)計(jì)了“三合一”的機(jī)構(gòu)，以解決液力機(jī)械化傳動(dòng)式裝載機(jī)的拖啟動(dòng)、熄火轉(zhuǎn)向及排氣制動(dòng)問題.ZL50型裝載機(jī)經(jīng)過幾年的實(shí)踐考核，證明性能良好、結(jié)構(gòu)先進(jìn)，為后來我國ZL系列裝載機(jī)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。在ZL50的基礎(chǔ)上，后又設(shè)計(jì)發(fā)展了ZL100、ZL40、ZL30、ZL20裝載機(jī)系列產(chǎn)品，并在這個(gè)系列的基礎(chǔ)上發(fā)展了DZL50和DZL40型供地下礦坑和隧道施工用的地下裝載機(jī)變型產(chǎn)品。通過近40年的發(fā)展，我國裝載機(jī)從無到有，產(chǎn)品種類及產(chǎn)量均有較大幅度的提高，已經(jīng)形成獨(dú)立的系列產(chǎn)品和行業(yè)門類。生產(chǎn)企業(yè)由1980年的20家增至現(xiàn)在的100余家，初步形成了規(guī)格為0。8—10t約19個(gè)型號(hào)的系列產(chǎn)品，并已成為工程機(jī)械主力機(jī)種。主要生產(chǎn)廠家為：廈工、柳工、龍工、徐工、常林、臨工、山工、成工、宜工、鄭工、武林、朝工、山河智能等，這些廠家有長時(shí)間的裝載機(jī)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)、較強(qiáng)的實(shí)力、較高的市場占有率和較好的售后服務(wù)，在用戶心目中一直樹立著良好的形象，并保持其已有的地位和優(yōu)勢.其“八五"、“九五”技改的較大投入已逐漸發(fā)揮效力和作用，使企業(yè)煥發(fā)出生機(jī)和活力?！笆濉逼陂g，輪式裝載機(jī)行業(yè)出現(xiàn)了井噴式的發(fā)展，2001-2004年裝載機(jī)銷量增長率平均為46.98％，大大超過前25年的均值17.86％；2006年中國裝載機(jī)26家主要企業(yè)共銷售119895臺(tái)，同比增長13.3％，占據(jù)世界裝載機(jī)的大半壁江山。中國市場大幅增長，已發(fā)展為世界上最大的市場。國內(nèi)各生產(chǎn)廠家所在地更加認(rèn)識(shí)到裝載機(jī)這一產(chǎn)品的巨大市場和效益，紛紛將其列為支柱產(chǎn)業(yè)加以扶持并在政策上給予優(yōu)惠，像福建龍巖、山東蒙嶺等一批新成員的加盟,發(fā)展勢頭迅猛，競爭更加激烈。國際一流公司小松、利渤海爾、沃爾沃、卡特彼勒等在國內(nèi)成立合資或獨(dú)資公司后，更加劇了國內(nèi)裝載機(jī)市場的競爭。我國小型裝載機(jī)制造業(yè)當(dāng)前正處于發(fā)展時(shí)期，有一定的盈利空間,小裝載機(jī)技術(shù)水平低、結(jié)構(gòu)簡單、零配件充足齊全，進(jìn)入門檻低。因此目前仍有大批企業(yè)進(jìn)入小載機(jī)裝行業(yè)，在這種情況下，盡管市場“突飛猛進(jìn)",但產(chǎn)能增長更快，因此今后的市場競爭必然殘酷而激烈,低水平的價(jià)格戰(zhàn)也在所難免。另外，我國小型裝載機(jī)還有很多需要改進(jìn)的地方，如:傳動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)水平太低，司機(jī)勞動(dòng)強(qiáng)度大，能耗高、作業(yè)效率低,與國家提倡的節(jié)能降耗、安全環(huán)保等不一致；在傳動(dòng)方面應(yīng)該向雙變(變矩器＋變速箱)或全液壓方向發(fā)展；當(dāng)前廣泛采用的單缸柴油機(jī)功率偏小，噪聲、振動(dòng)、能耗都偏大；從發(fā)展的角度看,在成本增加不大的情況下，應(yīng)盡量采用雙缸或4缸柴油機(jī);同時(shí)在液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)方面最好采用優(yōu)先全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng),變速操縱應(yīng)由機(jī)械換擋變?yōu)橐簤簞?dòng)力換擋等。我想這些都是今后小裝載機(jī)技術(shù)發(fā)展的方向。目前已經(jīng)有一些常規(guī)裝載機(jī)大廠開始生產(chǎn)小裝，如廈工集團(tuán)所屬的“廈工新宇”、徐工集團(tuán)所屬“徐特”、柳工所屬的“江蘇柳工”等。我認(rèn)為大廠進(jìn)入行業(yè)并不會(huì)對(duì)他們產(chǎn)生威脅,但會(huì)有助于行業(yè)的發(fā)展。我國國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的持續(xù)高漲,城市化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷加速,勞動(dòng)力的需求越來越緊缺，勞動(dòng)力成本也越來越高,裝載機(jī)作為一種既機(jī)動(dòng)靈活，又價(jià)廉物美的機(jī)器設(shè)備，將取代高成本、低效率的手工勞動(dòng)，特別是西部大開發(fā)，這類產(chǎn)品將有廣闊的潛在市場。所以，小型裝載機(jī)將具有良好的開發(fā)前景。1。1。2國外輪式裝載機(jī)的發(fā)展概況國外輪式裝載機(jī)最早出現(xiàn)在第二次工業(yè)革命時(shí)期，其發(fā)展到今天，無論是技術(shù)、設(shè)計(jì)、制造還是銷售、服務(wù)等都已經(jīng)非常成熟。國外輪式裝載機(jī)著名的生產(chǎn)廠家有卡特彼勒、山貓、凱斯、約翰·迪爾、利勃海爾、特雷克斯、沃爾沃、小松、JCB、現(xiàn)代、日立等。2000年在中國市場真正搞活以前，輪式裝載機(jī)全球需求量約為74500臺(tái).其中，中國（32％)是最大的地區(qū)市場，其后依次是歐洲(30％）、北美洲（20%)和日本（12%）.到2005年，市場環(huán)境急劇變化:

全球需求量幾乎增長一倍,達(dá)14。2萬臺(tái)，中國市場大幅增長為世界上最大的市場.歐洲和北美洲彼此的市場規(guī)模非常相近,但其市場構(gòu)成卻存在根本差別:

在歐洲低于59.7kW(80hp）的小型機(jī)械更受偏愛（但僅限于某些國家，尤其是德國)。這類產(chǎn)品占該地區(qū)需求量的40%,與之相比在北美洲只占12%。英國工程機(jī)械咨詢有限公司估計(jì)約有20家國際(即非中國的)輪式裝載機(jī)制造商年產(chǎn)量超過500臺(tái)，合計(jì)年產(chǎn)約為6萬臺(tái)。2005年卡特彼勒、小松、沃爾沃、CNH和迪爾的總產(chǎn)量占該年總產(chǎn)量的75％，而10年前5大制造商只占54%，目前這5大制造商在國際市場中所占份額的總和仍在增加。因此,國際市場掌握在少數(shù)制造商的手里.

國外輪式裝載機(jī)一方面往大型化發(fā)展，如：卡特彼勒公司90年代初推出Cat966F輪式裝載機(jī)，時(shí)隔1年又推出Cat980F輪式裝載機(jī)，它增加了斗容和功率，改善了性能、提高了可靠性。不久又推出更大的Cat994輪式裝載機(jī)，根據(jù)物料體積質(zhì)量不同而選配18-30m3的鏟斗、機(jī)重170t；德雷塞（Dresser)公司90年代初推出4000型輪式裝載機(jī),斗容10-30m3、機(jī)重151。8t。目前,全世界約有400臺(tái)（功率大于750kw）大型輪式裝載機(jī)應(yīng)用在露天礦山和建筑工程,與大型自卸汽車配套使用.另一方面,小型輪式裝載機(jī)以機(jī)動(dòng)靈活、效率高、多功能和價(jià)格低廉贏得市場，發(fā)展甚快。如：日本古河公司生產(chǎn)的FL30-1型輪式裝載機(jī)斗容0。34m3、機(jī)重2。3t；小松公司的WA30—l型斗容0.34m3、柴油機(jī)功率20kw；豐田織機(jī)公司的斗容0。17m3、機(jī)重1t等。這些微型裝載機(jī)適用于建筑工地和地下礦山挖溝、平地、堆料等。國外小型裝載機(jī)及小型多功能裝載機(jī),包括挖掘裝載機(jī)在內(nèi)，市場份額已相當(dāng)大，美國的山貓牌小型多功能裝載機(jī)車銷量在5萬臺(tái)左右，還有美國的凱斯、約翰·迪爾、卡特彼勒、英國的JCB等公司的挖掘裝載機(jī)及小型多功能裝載機(jī)年銷量都在萬臺(tái)以上。1。2國內(nèi)裝載機(jī)發(fā)展趨勢輪式裝載機(jī)以圍繞提高效率、降低成本為核心,繼續(xù)向大型化、微型化發(fā)展，不斷推出新產(chǎn)品,加速更新?lián)Q代。微電子技術(shù)的突破性進(jìn)展為輪式裝載機(jī)自動(dòng)控制、狀態(tài)監(jiān)測及視線范圍內(nèi)遙控技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了條件。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)控制噴油系統(tǒng)、變速箱自動(dòng)控制換檔、性能參數(shù)和狀態(tài)監(jiān)測均取得重大進(jìn)展,在視線內(nèi)遙控作業(yè)已進(jìn)入實(shí)用階段，從而改善了性能,提高可靠性，縮短停機(jī)時(shí)間，增加生產(chǎn)能力，降低燃油消耗，取得了更大的經(jīng)濟(jì)效益。體積小、功率大、輕巧靈活、燃油經(jīng)濟(jì)性更好，增大駕駛室尺寸和玻璃窗面積，提高室內(nèi)的氣壓以防塵，提高隔絕噪聲能力，改善控制系統(tǒng)和操縱桿的位置，提高操作環(huán)境的舒適性，降低操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，以及美化外觀造型也是它的發(fā)展方向。1。3本課題研究的目的及意義裝載機(jī)是一種廣泛用于公路、鐵路、建筑、水電、港口、礦山等建設(shè)工程的土石方施工機(jī)械，它主要用于鏟裝土壤、砂石、石灰、煤炭等散狀物料，也可對(duì)礦石、硬土等作輕度鏟挖作業(yè)。由于它具有作業(yè)速度快，機(jī)動(dòng)性好，操作輕便等優(yōu)點(diǎn),因而發(fā)展很快，成為土石方施工中的主要機(jī)械.傳動(dòng)系統(tǒng)是位于發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)車輪之間的動(dòng)力傳動(dòng)裝置，其基本功用是將發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的動(dòng)力傳給驅(qū)動(dòng)車輪。裝載機(jī)有四種傳動(dòng)方式：機(jī)械式、全液壓式、液力機(jī)械式和電傳動(dòng)式（電動(dòng)輪）。隨著裝載機(jī)工業(yè)的迅猛發(fā)展，車型的多樣化、個(gè)性化已經(jīng)成為發(fā)展趨勢，對(duì)裝載機(jī)節(jié)能、舒適與輕量化的要求越來越高。而傳動(dòng)軸及萬向節(jié)的設(shè)計(jì)裝配不良將產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲，增添未能估算在內(nèi)的符加動(dòng)載荷，還可能導(dǎo)致傳動(dòng)系不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)和早期破壞,萬向傳動(dòng)軸是傳動(dòng)系的重要組成部件之一。傳動(dòng)軸選用與設(shè)計(jì)的合理與否直接影響傳動(dòng)系的傳動(dòng)性能。選用、設(shè)計(jì)不當(dāng)會(huì)給傳動(dòng)系增添不必要的和設(shè)計(jì)未能估算在內(nèi)的附加負(fù)荷，可能導(dǎo)致傳動(dòng)系不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，因此該總成設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)中重要的環(huán)節(jié)之一。ZL50驅(qū)動(dòng)橋位于傳動(dòng)系的末端,其基本功用是增大由傳動(dòng)軸或直接從變速器傳來的轉(zhuǎn)矩，將轉(zhuǎn)矩合理的分配給左、右驅(qū)動(dòng)車輪，使其具有行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)所要求的差速功能。對(duì)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)來使裝載機(jī)具有作業(yè)速度快、效率高、機(jī)動(dòng)性好、操作輕便等方面的優(yōu)化。使其有足夠的牽引力和良好的燃料經(jīng)濟(jì)性。從而滿足我們發(fā)展建設(shè)的需要。

2ZL50裝載機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)總體方案及各部件型式選擇2.1傳動(dòng)系統(tǒng)總體方案確定2。1。1傳動(dòng)系統(tǒng)總體方案選擇裝載機(jī)有四種傳動(dòng)方式：機(jī)械式、全液壓式、液力機(jī)械式和電傳動(dòng)式（電動(dòng)輪）.目前已定型的國產(chǎn)裝載機(jī)一般采用液力機(jī)械傳動(dòng)型式的,如ZL30、ZL40、ZL50、ZL90、QJ—5型裝載機(jī)均系這種傳動(dòng)方式。典型的輪胎式裝載機(jī)液力機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)路線如圖2。1：發(fā)動(dòng)機(jī)——液力變矩器——變速箱(包括分動(dòng)箱)—-傳動(dòng)軸——主減速器——輪邊減速器——輪輞——輪胎。下面進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)與液力變矩器的選型及其特性的確定。圖2.1裝載機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)路線2.1（1)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù):已知發(fā)動(dòng)機(jī)的型號(hào)為濰柴WD10G220E23增壓柴油機(jī)，具體參數(shù)如下表2.1：表2。1WD10G220E23具體參數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)WD10G220E23額定功率（kW）162kW額定轉(zhuǎn)速（r/min）2000r/min最大扭矩(N。m）850N.m額定燃燒消耗率(g/Kw。h）210g（2)行駛速度：最高車速40km/h最低行駛速度11.5km/h（3）整車參數(shù)：額定載重量5t最大驅(qū)動(dòng)力301KN（4）輪胎滾動(dòng)半徑:0。625(m）2。2液力變矩器的選型單級(jí)單相和單級(jí)多相泵輪與渦輪對(duì)稱布置的向心渦輪液力變矩器結(jié)構(gòu)簡單、效率高、工藝性好，變矩性能和穿透性能基本滿足工程機(jī)械的需求,故向心渦輪液力變矩器是工程機(jī)械的首選對(duì)象。單級(jí)向心渦輪變矩器的失速邊距系數(shù)較小，一般K0=2.5～3.0。液力變矩器的參數(shù)是透過性、變矩系數(shù)和它的效率，這三者是相互關(guān)聯(lián)的，在一系列的現(xiàn)有液力變矩器中，選擇性能、結(jié)構(gòu)滿足給定條件的液力變矩器，作為模型。通過對(duì)裝載機(jī)特性的分析：變矩器必須具有零速工況變矩比大，效率較高,高效范圍寬等特性，因此選用單級(jí)單相三元件液力變矩器YB355—2變矩器(有效圓直徑=355mm,變矩系數(shù)=2.82,最高效率=84。5%）作為模型。其原始特性曲線如圖2。2圖2。2YB355-2原始特性曲線變矩器有效直徑D按下式確定：（m）式（2。1)式中：—發(fā)動(dòng)機(jī)傳給變矩器的最大有效力矩466.7（N。m）；-所選變矩器最高效率時(shí)泵輪力矩系數(shù),取=22.5-—工作液體的密度，取=900nH-發(fā)動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，取nH=2000r/min；m則YB355-2滿足與發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配。2.3變速器的選型隨著國際市場的逐漸擴(kuò)大,裝載機(jī)越來越多的銷往外國，裝載機(jī)往往配置知名廠家的變速箱，且操作更方便.目前較多的裝載機(jī)配置定軸式動(dòng)力換擋變速器。動(dòng)力換擋變速器按動(dòng)力換擋的變速級(jí)數(shù)可分為單級(jí)式和多級(jí)式。由于單級(jí)式輸出五個(gè)正轉(zhuǎn)速度和一個(gè)反轉(zhuǎn)速度,而多級(jí)組合式有正反各四檔轉(zhuǎn)速，已知變速器為前四后三，且與單級(jí)傳動(dòng)變速器相比，組合傳動(dòng)式變速器可以用較少換檔離合器和齒輪副獲得較多的速度檔數(shù),可以獲得較大的傳動(dòng)比和調(diào)速范圍，則選擇多級(jí)組合式傳動(dòng)方案。它的換擋方式有全部動(dòng)力換擋和混合換擋兩種，全部動(dòng)力換擋，換擋時(shí)不必預(yù)先切斷動(dòng)力，可以直接操縱離合器換擋，換擋簡便.故選擇全部動(dòng)力換擋。又已知裝載機(jī)的額定載重量為5t，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為P=162KW.則選擇市場上變速器的型號(hào)為ZF4WG200定軸式液壓換擋變速器。它配套的發(fā)動(dòng)機(jī)功率在200KW左右，常用于五噸及六噸的裝載機(jī)。前進(jìn)各檔位的傳動(dòng)比=2。7，=2.118，=1。287，=0。745，倒退檔位的傳動(dòng)比=3。5,=2.059，=1。211，=1.211.2.4分動(dòng)器的選型分動(dòng)器的功用是將變速器輸出的動(dòng)力分配到各驅(qū)動(dòng)橋，并且進(jìn)一步增大扭矩.分動(dòng)器也是一個(gè)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，他單獨(dú)固定在車架上。其輸入軸與變速器的輸出軸用萬向傳動(dòng)裝置相連，分動(dòng)器的輸出軸有若干根，分別經(jīng)萬向傳動(dòng)裝置與各驅(qū)動(dòng)橋相連。分動(dòng)器類型及其特點(diǎn)：從結(jié)構(gòu)和功能來看,分動(dòng)器可分為兩大類.一般齒輪式分動(dòng)器和帶軸間差速器的分動(dòng)器。一般齒輪式分動(dòng)器分配給前、后橋的轉(zhuǎn)矩比例不定(隨此兩橋所受附著力的比例而變）。這樣雖然會(huì)增加附著條件較好驅(qū)動(dòng)橋的驅(qū)動(dòng)力，但可能使該橋因超載而損壞.因此，目前采用這類分動(dòng)器的汽車越來越少.則選取帶軸間差速器的分動(dòng)器。由于裝載機(jī)是全輪驅(qū)動(dòng),分動(dòng)器需要兩個(gè)輸出軸，則選取型號(hào)尤尼克27—66型分動(dòng)器基本參數(shù)如表2.2:表2。227-66型分動(dòng)器基本參數(shù)2.5萬向傳動(dòng)軸型式的選擇萬向節(jié)傳動(dòng)軸是傳動(dòng)系的重要組成部件之一。傳動(dòng)軸選用與設(shè)計(jì)布置的合理與否直接影響傳動(dòng)系的傳動(dòng)性能。選用與布置不當(dāng)會(huì)給傳動(dòng)系增添不必要的和設(shè)計(jì)未能估算在內(nèi)的附加動(dòng)負(fù)荷，可能導(dǎo)致傳動(dòng)系不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)和早期損壞。裝載機(jī)的萬向節(jié)傳動(dòng)，主要應(yīng)用于非同心軸間和工作中相對(duì)位置不斷改變的兩軸之間的動(dòng)力傳遞。安裝在變速器輸出軸與前后驅(qū)動(dòng)橋之間。變速器的動(dòng)力輸出軸和驅(qū)動(dòng)橋的動(dòng)力輸入軸不在一個(gè)平面內(nèi)。裝載機(jī)在轉(zhuǎn)向時(shí)會(huì)使變速箱與驅(qū)動(dòng)橋之間的相對(duì)位置和它們的輸出、輸出入軸之間的夾角不斷發(fā)生變化。這時(shí)常采用一根或多根傳動(dòng)軸、兩個(gè)或多個(gè)十字軸萬向節(jié)的傳動(dòng).圖2。4為用于裝載機(jī)變速箱與驅(qū)動(dòng)橋之間的不同萬向傳動(dòng)方案.（a）單軸雙萬向節(jié)式（b)兩軸三萬向節(jié)式圖2。4萬向傳動(dòng)方案如圖a為常用的單軸雙萬向節(jié)傳動(dòng),如圖b為連接距離較長且不宜于采用單軸雙萬向節(jié)傳動(dòng)的連接。由于參考車型軸距為3.30米，故選取如圖b的傳動(dòng)方案。2.6驅(qū)動(dòng)橋的型式選擇驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)型式按工作特性分，可以歸并為兩大類,即非斷開式驅(qū)動(dòng)橋和斷開式驅(qū)動(dòng)橋。當(dāng)驅(qū)動(dòng)車輪采用非獨(dú)立懸架時(shí)，應(yīng)該選用非斷開式驅(qū)動(dòng)橋；當(dāng)驅(qū)動(dòng)車輪采用獨(dú)立懸架時(shí)，則應(yīng)該選用斷開式驅(qū)動(dòng)橋.因此，前者又稱為非獨(dú)立懸架驅(qū)動(dòng)橋；后者稱為獨(dú)立懸架驅(qū)動(dòng)橋。獨(dú)立懸架驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，但可以大大提高車輛在不平路面上的行駛平順性。普通非斷開式驅(qū)動(dòng)橋，由于結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低廉、工作可靠，廣泛用在各種工程機(jī)械、多數(shù)的越野汽車。他們的具體結(jié)構(gòu)、特別是橋殼結(jié)構(gòu)雖然各不相同，但是有一個(gè)共同特點(diǎn)，即橋殼是一根支承在左右驅(qū)動(dòng)車輪上的剛性空心梁,齒輪及半軸等傳動(dòng)部件安裝在其中。驅(qū)動(dòng)橋的輪廓尺寸主要取決于主減速器的型式。在裝載機(jī)輪胎尺寸和驅(qū)動(dòng)橋下的最小離地間隙已經(jīng)確定的情況下，也就限定了主減速器從動(dòng)齒輪直徑的尺寸。在給定速比的條件下，如果單級(jí)主減速器不能滿足離地間隙要求，可該用雙級(jí)結(jié)構(gòu).在雙級(jí)主減速器中,通常把兩級(jí)減速器齒輪放在一個(gè)主減速器殼體內(nèi)，也可以將第二級(jí)減速齒輪作為輪邊減速器。對(duì)于輪邊減速器:輪式裝載機(jī)的輪邊減速器一般為行星式，以減小其尺寸，獲得大的傳動(dòng)比,且將其安裝在輪轂內(nèi)。2.7本章小結(jié)本章完成了對(duì)液力變矩器、變速器、分動(dòng)器結(jié)構(gòu)型式的選擇并根據(jù)相關(guān)參數(shù)在市場中選出相應(yīng)的型號(hào)。此外對(duì)萬向傳動(dòng)軸的傳動(dòng)方案和驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)型式做出了選擇。

3萬向傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)3。1多十字軸萬向節(jié)的傳動(dòng)分析三萬向節(jié)的夾角如圖3。1.圖3。1三萬向節(jié)的夾角多萬向節(jié)傳動(dòng)的從動(dòng)叉相對(duì)主動(dòng)叉的轉(zhuǎn)角差的計(jì)算公式與單萬向節(jié)相似，可寫成式中,為多萬向節(jié)傳動(dòng)的當(dāng)量夾角；為主動(dòng)叉的初相位角；為主動(dòng)軸轉(zhuǎn)角。假如多萬向節(jié)傳動(dòng)的各軸軸線均在同一平面，且各傳動(dòng)軸兩端萬向節(jié)叉平面之間的夾角為零或/2,則當(dāng)量夾角為式中的正負(fù)號(hào)確定:當(dāng)?shù)谝蝗f向節(jié)的主動(dòng)叉處在各軸軸線所在的平面內(nèi),在其余的萬向節(jié)中,如果其主動(dòng)叉平面與此平面重合定義為正，與此平面垂直定義為負(fù)。為使多萬向節(jié)傳動(dòng)輸出軸與