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第二章 总体方案论证
装载机驱动桥处于动力传动系的末端，其基本功能是增大由传动轴或变速器传来的转矩,并将动力合理地分配给左、右驱动轮，另外还承受作用于路面和车架或车身之间的垂直力力和横向力。驱动桥一般由主减速器、差速器、半轴、轮边减速器和驱动桥壳等组成。 驱动桥设计应当满足如下基本要求：
a)外形尺寸要小，保证有必要的离地间隙。 b)齿轮及其它传动件工作平稳，噪声小。 c)在各种转速和载荷下具有高的传动效率。
d)在保证足够的强度、刚度条件下，要求质量小。
e)与悬架导向机构运动协调，对于转向驱动桥，还应与转向机构运动协调。 f)结构简单，加工工艺性好，制造容易，拆装，调整方便。 驱动桥的结构型式按工作特性分，可以归并为两大类，即非断开式驱动桥和断开式驱动桥。当驱动车轮采用非独立悬架时，应该选用非断开式驱动桥；当驱动车轮采用独立悬架时，则应该选用断开式驱动桥。因此，前者又称为非独立悬架驱动桥；后者称为独立悬架驱动桥。独立悬架驱动桥结构较复杂，但可以大大提高车辆在不平路面上的行驶平顺性。
图2-1轮式装载机驱动桥总成
2.1 非断开式驱动桥
普通非断开式驱动桥，由于结构简单、造价低廉、工作可靠，广泛用在各种工程机械、
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多数的越野汽车。他们的具体结构、特别是桥壳结构虽然各不相同，但是有一个共同特点，即桥壳是一根支承在左右驱动车轮上的刚性空心梁，齿轮及半轴等传动部件安装在其中。 驱动桥的轮廓尺寸主要取决于主减速器的型式。在装载机轮胎尺寸和驱动桥下的最小离地间隙已经确定的情况下，也就限定了主减速器从动齿轮直径的尺寸。在给定速比的条件下，如果单级主减速器不能满足离地间隙要求，可该用双级结构。在双级主减速器中，通常把两级减速器齿轮放在一个主减速器壳体内，也可以将第二级减速齿轮作为轮边减速器。对于轮边减速器：越野汽车为了提高离地间隙，可以将一对圆柱齿轮构成的轮边减速器的主动齿轮置于其从动齿轮的垂直上方；轮式装载机的轮边减速器一般为行星式，以减小其尺寸，获得大的传动比，且将其安装在轮毂内。
2.2 断开式驱动桥
断开式驱动桥区别于非断开式驱动桥的明显特点在于前者没有一个连接左右驱动车轮的刚性整体外壳或梁。断开式驱动桥的桥壳是分段的，并且彼此之间可以做相对运动，所以这种桥称为断开式的。另外，它又总是与独立悬挂相匹配，故又称为独立悬挂驱动桥。这种桥的中段，主减速器及差速器等是悬置在车架横粱或车厢底板上，或与脊梁式车架相联。主减速器、差速器与传动轴及一部分驱动车轮传动装置的质量均为簧上质量。两侧的驱动车轮由于采用独立悬挂则可以彼此致立地相对于车架或车厢作上下摆动，相应地就要求驱动车轮的传动装置及其外壳或套管作相应摆动。
汽车悬挂总成的类型及其弹性元件与减振装置的工作特性是决定汽车行驶平顺性的主要因素，而汽车簧下部分质量的大小，对其平顺性也有显著的影响。断开式驱动桥的簧下质量较小，又与独立悬挂相配合，致使驱动车轮与地面的接触情况及对各种地形的适应性比较好，由此可大大地减小汽车在不平路面上行驶时的振动和车厢倾斜，提高汽车的行驶平顺性和平均行驶速度，减小车轮和车桥上的动载荷及零件的损坏，提高其可靠性及使用寿命。但是，由于断开式驱动桥及与其相配的独立悬挂的结构复杂，故这种结构主要见于对行驶平顺性要求较高的一部分轿车及一些越野汽车上，且后者多属于轻型以下的越野汽车或多桥驱动的重型越野汽车。
2.3 多桥驱动的布置
为了提高装载量和通过性，有些重型机械及全部中型以上的越野汽车都是采用多桥驱动，常采用的有4×4、6×6、8×8等驱动型式。在多桥驱动的情况下，动力经分动器传给各驱动桥的方式有两种。相应这两种动力传递方式，多桥驱动汽车各驱动桥的布置型式分为非贯通式与贯通式。前者为了把动力经分动器传给各驱动桥，需分别由分动器经各驱动桥自己专用的传动轴传递动力，这样不仅使传动轴的数量增多，且造成各驱动桥的零件特别是桥壳、半轴等主要零件不能通用。而对 8×8汽车来说，这种非贯通式驱动桥就更不适宜，也难于布置了。为了解决上述问题，现代多桥驱动汽车都是采用贯通式驱动桥的布置型式。在贯通式驱动桥的布置中，各桥的传动轴布置在同一纵向铅垂平面内，并且各驱动桥不是分别用自己的传动轴与分动器直接联接，而是位于分动器前面的或后面的各相邻两桥的传动轴，是串联布置的。汽车前后两端的驱动桥的动力，是经分动器并贯通中间桥而传递的。其优点是，不仅减少了传动轴的数量，而且提高了各驱动桥零件的相互通用性，并且简化了结构、减小了体积和质量。
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第三章 主减速器设计
主减速器是车辆传动系中减小转速、增大扭矩的主要部件，它是依靠齿数少的锥齿轮带动齿数多的锥齿轮。对发动机纵置的车辆，其主减速器还利用锥齿轮传动以改变动力方向。由于车辆在各种道路上行驶时，其驱动轮上要求必须具有一定的驱动力矩和转速，在动力向左右驱动轮分流的差速器之前设置一个主减速器后，便可使主减速器前面的传动部件如变速器、万向传动装置等所传递的扭矩减小，从而可使其尺寸及质量减小、操纵省力。由上表选定减速型式为单级减速附行星轮边减速，如图 2-1所示。
3.1 结构型式
3.1.1主传动器的减速型式
表3-1减速形式
减 速 型 式 特 点 应 用 结构简单、重量轻、体积小、中小型底盘，如JS-1、JS-2 单级减速 成本低、传动比一般在7以下 小反斗车、0.5m3 装载机 可得较大传动比（5~9，最大前置锥齿轮双级减速 可达11）和离地间隙，桥的较长轴距的中、重型底盘，如 纵向尺寸大，传动轴的夹角增Q5、QY8汽车起重机 大 上置锥齿轮双极减速 传动装置布置较高，便于传动多桥驱动底盘， 如上安QY15轴通过，车身较高 （SH-361）PY-160 平地机等 桥的中央部分、差速器、半轴单级减速附外啮合轮边减速 负荷减小、尺寸小、提高离地中、大型底盘，如Z4-2 装载间隙 机 桥中部差速器，半轴体积小，缩短桥中心到传动轴凸缘的工程机械和重型汽车上广泛单级减速附行星轮边减速 距离，行星齿轮结构紧凑，半应用，如ZL-50、ZL-40、轴与输出驱动轴同轴，传动比ZL-30、SH-380、TL-160、CL-70 可达12~18 双级减速附行星轮边减速 是前两种结构的组合，减速比超重型多桥底盘如QD-100 很大，增大扭矩，减低重心 汽车起重机
3.1.2锥齿轮齿型
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图3-1 锥齿轮齿形
（1）直锥齿轮，如图 3-1（a）所示，齿线形状为直线，是最简单的型式，便于加工。缺点是直锥齿轮的小齿轮齿数小于8～9个就产生根切，因此得不到大的传动比，且重叠系数小，齿面接触区小。故在主传动中一般不采用。
（2）零度弧齿锥齿轮，即弧齿锥齿轮中，其中点螺旋角b = 0 （图3-1（b））。其性能介于直锥齿轮与螺旋锥齿轮之间，同时啮合的齿数比直锥齿轮多，传递载荷较大。一般用在载荷较大而轴向力不大的主传动上。
（3）弧齿螺旋锥齿轮，中点螺旋角不等于零的其他弧齿锥齿轮（图3-1（c））所示。其优点是：不产生根切的最小齿数可为5～6，传动的传动比大；同时啮合齿数较多，重叠系数大，在高速和大传动比工作时，传动平稳，噪音小；可采用不等的齿侧面曲率半径，使接触区位于轮齿中部，提高传动的耐久性和可靠性。并使齿轮啮合对装配错位不像直齿敏感，从而装配较容易。
（4）准双曲面齿轮，如图3-2所示。它的外形与弧齿锥齿轮相似，加工方法也用弧齿锥齿轮机床。但是这种齿轮相当于把垂直相交的小齿轮轴线，向下或向上偏移了E距离，如图所示，E称偏置距。和螺旋锥齿轮相比，由于主动齿轮螺旋角增大（可达50°左右），可使主动锥齿轮轴加粗，增大了端面模数，提高啮合刚度和寿命，重叠系数更大，因此传动更平稳，负荷能力加大。有由于主、从动齿轮轴线不相交，这就可以提高驱动桥高度，增大离地间隙，提高越野能力。或可使车体重心下降，增加平稳性。缺点是齿面滑移大，轴承推力大，传动效率低，（螺旋锥齿轮h = 95%）加工精度要求高。根据各种齿轮的优缺点和装载机的工作特点，选定为弧齿螺旋锥齿轮。
图3-2 准双曲面齿轮
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3.2 支承方案
3.2.1 主动锥齿轮的支承
主动锥齿轮的支承形式可分为悬臂式支承和跨置式支承两种。查阅资料、文献，经方案论证，采用跨置式支承结构（如图3-3（a）示）。齿轮前、后两端的轴颈均以轴承支承，故又称两端支承式。跨置式支承使支承刚度大为增加，使齿轮在载荷作用下的变形大为减小，约减小到悬臂式支承的1／30以下．而主动锥齿轮后轴承的径向负荷比悬臂式的要减小至1/5～1/7。齿轮承载能力较悬臂式可提高10%左右。
图3-3 主、从动锥齿轮支承形式
3.2.2从动齿轮的支承
从动锥齿轮采用圆锥滚子轴承支承（如图 3-3（b）示）。为了增加支承刚度，两轴承的圆锥滚子大端应向内，以减小尺寸 c+d。为了使从动锥齿轮背面的差速器壳体处有足够的位置设置加强肋以增强支承稳定性，c+d 应不小于从动锥齿轮大端分度圆直径的 70%。为了使载荷能均匀分配在两轴承上，应是 c 等于或大于 d。
3.3 主减速器锥齿轮设计
3.3.1锥齿轮载荷的确定
（1）锥齿轮的最大载荷
（a）按从发动机通过变矩器传来的最大静力矩（N ×m）计算：
Mmax?K0MAi? （3-1） 式中K0--变矩器最大变矩系数；
MA--当液力变矩器传动比为零，变矩系数最大时，由发动机与液力变矩器共同工作匹配工
况点所决定的发动机扭矩值，采用部分功率方案匹配时，
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