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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 前言 驱动桥桥壳是轮式挖掘机的重要零件之一,它处于动力传动系的末端,起着支撑 挖掘机载荷的作用,并将载荷传给挖掘机后轮；作用在驱动车轮上的牵引力、制动 力、侧向力和法向力通过桥壳传到悬挂,车架和车厢上；因此桥壳即时承载零件,也是传动部件,同时又是主减速器,差速器,驱动车轮传动装置和左右两半均为铸件,两侧半壳用螺栓固定在中心壳上；在装配驱动桥时,可先把中心壳与一侧的半壳相联,然后将主减速器及差 速器装入,调整好后再装上另一侧的半壳；其特点是将整个桥壳分为三段使制造工艺简单,但整个桥壳装起来后的刚度及强度仍不如整体式桥壳,固定两侧半壳的螺栓也有过拉
2、 断的情形,而且修理主减速器时仍要把整个车桥从车上拆下来；1.2 整体式桥壳 整体式桥壳的特点是将整个桥壳制成一个整体,桥壳如同一整体的空心梁,其强度及 刚度都比较好；且桥壳与主减速器壳分作两体,主减速器齿轮及差速器均装在独立的主减 速壳里,构成单独的总成,调整好以后再由桥壳中部前面装入桥壳内,并与桥壳用螺栓固 1 / 9 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 定在一起；使主减速器和差速器的拆装、调整、修理、保养等都非常便利；整体式桥壳按其制造工艺的不同又可分为铸造整体式,钢板冲压焊接式,钢管扩张成形式,和液胀四种制造工
3、艺；铸造整体式桥壳1 铸造整体式桥壳铸造整体式桥壳可采纳球墨铸铁,可锻铸铁或铸钢铸造；法国雷诺公司在球铁中加入1.7%的镍,解决了球墨铸铁低温 一40冲击值急剧降低的问题,得到了与常温相同的冲击值；为进一步提高铸造整体式桥壳的强度和刚度,铸造整体式桥壳的两端压入较长的无缝钢管作为半轴套管,并用销钉固定,如图2所示,每边半轴套管与桥壳的压配表面共四处,由里向外逐步加大协作表面的直径,以得到较好的压配成效；钢板弹簧座与桥壳铸成 一体,所以在钢板弹簧座邻近的桥壳截面可依据强度要求铸成适当外形；桥壳中部前端的平面和安装孔用于主减速器及差速器总成安装,后端平面及孔用于上后盖安装；在重型汽 车上,为了进一
4、步提高桥壳的强度和刚度,就将后盖与桥壳铸成一体；某些重型汽车铸造 整体式桥壳的主减速器及差速器总成的安装孔位于桥壳中间的上部以便利主减速器与差速 器总成的吊装,但这对桥壳的垂向强度与刚度不利；铸造整体式桥壳的主要优点在于可制成复杂而抱负的外形,壁厚能够变化,可得到理 想的应力分布,其强度及刚度均较大,工作牢靠；但质量大、加工面多,制造工艺复杂；钢板冲压焊接整体式桥壳 2 钢板冲压焊接整体式桥壳2 / 9 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 如下列图,钢板冲压焊接整体式桥壳是由上、下对焊的一对桥壳主件、四块三角钢 板、加
5、强圈、两个半轴套管、两个突缘、一个后盖以及两个钢板弹簧座等沿它们之间的接 缝组焊而成；桥壳主件的上、下两半是一种冲压件；这种桥壳主件的板料为矩形,下料方 便且材料的利用率高,但上、下两桥壳主件对焊时需用四块三角钢板补焊到桥壳中部前后 两侧的缺口处；也可以采纳不需用三角钢板补缺口的结构方案；这时上、下两半桥壳主件 的对缝平直,易于实现焊接自动化,桥壳主件在焊缝处的倒角也简洁了,但带来下料上的麻烦,板料的利用率也低,冲压工艺也较前一方案复杂；桥壳主件 上、下半壳 与半轴套管间除了可采纳对焊外,亦可采纳上、下桥壳主件两侧的半圆形端部紧靠在半轴套管内端 的外圆上,除了需沿接缝焊一圈外,尚需塞焊的方法；
6、日本在组合桥壳及半轴套管时,要 求这两者之嵌合部分有 0.02-0.11mm 的过盈量；焊接桥壳时采纳二氧化碳气体爱护焊能使焊 件热变形小、内应力小、焊缝质量牢靠；钢板冲压焊接整体式桥壳除了具有制造工艺简 单、材料利用率高、废品率很低、生产率高以及制造 成本低等优点外,仍有足够的强度和刚度,特殊是其质量小 仅为铸造整体式桥壳的 75%左右 ,工作可 靠；其主要缺点是桥壳不能做成复杂而抱负的断面,壁厚肯定；,故难于调整应力分布；由于钢板冲压焊 接整体式桥壳的一系列优点,近年来不仅在轿车、客 车,轻、中型载货汽车上得到了广泛的应用,而且有 些吨位更大的 轴荷在 14t 以下的 汽车也开头采纳；3
7、钢管扩张成形整体式桥壳 如下列图,这种桥壳是由中碳 例如 35 号钢 无缝 钢管或钢板卷焊钢管扩张成形制成；将钢管中间扩孔两端滚压变细,再加焊突缘及弹簧座等；这种制造工艺的生产效率高,材料的利用率最高,桥壳质量虽小而强度及刚度却比较 好,但需要专用扩张成形轧制设备；适合于轿车、轻中型载货汽车的大量生产；壳；依据本次设计要求为 20T轮式挖掘机,和以上各种综合考虑,挑选铸造整体式桥由力学分析和体会可得危急截面经常发生在副车架连接处,在挖掘机机发挥最大牵引 力提升挖斗,满载前行在不平路面作业的时候最简洁显现,因此用这二种工况进行设计和3 / 9 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,
8、共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 运算先确定此截面的尺寸（1）后桥两轮所受的总反作用力：Z=车轮中心线到副车架连接中心的距离=460mm）；挖掘机机的使用重量 =196000N）；后轮离地时铲斗的垂直载荷4 / 9 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - =为挖斗重心到后桥中心的距离,取 4000mm；L 为轴距取 2300mm,0.5L 为整车重心到后桥中心的距离；查挖掘机挖斗在满载石头时力最大,最大是约 400 斤=37910KN 前桥的自重 ：6200 =最 小 离 地 间 隙339 mm：
9、全宽mm：1890 尾 部 旋 转 半 径1814 mm：全高mm：2640 =11.729KN.m （2）由最大牵引力产生的水平弯矩=- 轮胎与地面的摩擦系数=0.78 ）其合成弯矩为：=18.00KN.m 驱动轮的滚动半径 =0.505m 其扭应力为：=桥壳抗扭断面系数 =1-） 桥壳的弯矩和扭矩合成应力为：= =可由查表取0.73 ,=330MPa）d 88.26mm 装载机满运行,紧急制动时； 紧急制动时,后桥壳上的质量安排系数6 / 9 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 为制动的时候前桥所承担的重量为=+
10、= 为整车重心到后桥的距离取0.4L =42183N0.4=16873.2N a 为制动加速度 a=g =7.65N/Kg H为整车重心高度取 0.65m = + aH）/L =16873.2N+7.650.65 ）/2.1 =27.055KN 前桥的自重=4.87KN.m 2）由制动力=产生的水平面内的弯矩=0.780.460=4.81KN.m *L=其合成弯矩为：=6.75 KN.m 桥壳的弯矩应力为：7 / 9 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - =制动扭矩：=0.780.505=5.33 KN.m 其扭转应力为
11、：=桥壳的弯矩和扭矩合成应力为：= =58.8mm d 52.75mm 综上述： d 88.26mm, 考虑其作业情形复杂经常受到冲击载荷,d 取大一些,因此 d=110mm,由 =0.73,可得：=80mm 以上运算参考参考文献 7 ）2.2 、其它尺寸的确定由主减速螺旋齿轮尺寸和最小离地间隙可打算桥包的最大尺寸为 335mm由主减速螺旋齿轮尺寸和托架尺寸可打算桥壳的大圆尺寸为 263mm 桥壳两端外圆与轮边支承轴过盈协作,外圆尺寸为 80mm,内圆尺寸为 42mm 8 / 9 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 桥壳的总长度依据车架的宽度和整车宽度设计为 1140mm 为了保证主传动在中间桥包的中心偏离桥壳中心 25mm 9 / 9 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 9 页