叉車驅(qū)動橋設(shè)計

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1、太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 前言 本次設(shè)計我做的是5t內(nèi)燃叉車的驅(qū)動橋設(shè)計。 驅(qū)動橋處于傳動系統(tǒng)末端，它的任務(wù)是改變由原動機傳來的轉(zhuǎn)矩大小和方向，并將它協(xié)調(diào)地傳給左右驅(qū)動輪。驅(qū)動輪由主減速器、差速器、半軸和橋殼等部件組成。此次我設(shè)計的驅(qū)動橋在結(jié)構(gòu)上不同于小噸位叉車，應(yīng)用的是單級減速器、雙輪胎及輪邊減速裝置。 主減速器，差速器，半軸，輪邊減速器等是傳力機構(gòu)，屬傳動機構(gòu)。橋殼用來安裝這些機構(gòu)。承受重力和其他外力，屬于行走支承系統(tǒng)的部件。橋殼是可分式橋殼，半軸套管與驅(qū)動橋殼用螺栓連接，內(nèi)套有全浮式半軸。制動盤固定在驅(qū)動輪轂上。 此次設(shè)計的主要步驟： 1、 總體設(shè)計，主要計算了發(fā)動機選擇及額

2、定功率的確定和主傳動比及各檔傳動比的確定。 2、 驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)型式及選擇。 3、 主減速器的設(shè)計<采用單級減速器>。 4、 差速器的設(shè)計。 5、 半軸的設(shè)計。 6、 橋殼的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 7、 論邊減速的設(shè)計。 8、 其它相關(guān)結(jié)構(gòu)的設(shè)計。 在設(shè)計過程中，編者還得到了指導(dǎo)教師董洪全老師的悉心指導(dǎo)，在此對他 們表示深深的感謝。 編者 2008年6月7日

3、 緒論 叉車介紹： 叉車是應(yīng)用十分廣泛的流動式裝卸搬運車輛，是物料搬運機械（國外稱為工業(yè)車輛或地面運輸車輛）的兩種。叉車又名鏟車，萬能裝卸車或自動裝卸車。它是由在無軌地盤上附加專用裝卸工作裝置構(gòu)成的。 叉車的主要用途是進行搬卸，堆垛和拆垛以及短途搬運工作。有時也可兼作牽引車，用來托掛拖車提高運作。 由于叉車有很好的機動性能和通過性能，又有較強的適應(yīng)性，適合貨種多，貨量多且必須迅速集散和周轉(zhuǎn)的部門使用，因此叉車成了港口碼頭，鐵路車站和倉庫貨場等部門幾乎不可缺少的機械。 按構(gòu)造形式分類的依據(jù)是我國的部頒標(biāo)準（JB/Z128—84），在此叉車被劃入起升車輛的堆垛車輛的一類，堆垛車輛

4、又包含11種。包括平衡重式叉車、側(cè)面叉車、叉腿是叉車、遷移式叉車、越野叉車。 叉車的基本參數(shù)： 基本參數(shù)是用來表示機械的主要技術(shù)特性。工作性能或能力的數(shù)據(jù)，也用于指導(dǎo)設(shè)計，作為設(shè)計的原始數(shù)據(jù)，是進行總體設(shè)計所必須的。由標(biāo)準或規(guī)范給出的基本參數(shù)的規(guī)定值，是設(shè)計者必須遵從的，使用者根據(jù)具體的使用條件選用選擇叉車時，基本參數(shù)是必不可少的依據(jù)，基本參數(shù)有如下幾個： ⑴起重量（Q）—額定起重量，是指貨叉上的貨物重心位于規(guī)定的載荷中心矩上時，叉車能舉升的最大重量。 ⑵載荷中心矩（c）是指貨物重心到貨叉垂直段前表面的規(guī)定距離。標(biāo)準中所給出的規(guī)定值與起重量有關(guān)，起重量大時

5、，載荷中心矩也大。 ⑶起升高度（）是指叉車位于水平堅實地面上，門架垂直放置且承受有額定起重量的貨物時，貨叉所能升起的最大高度——貨叉水平段上表面至地面的垂直距離。 ⑷滿載行駛速度（）指貨叉上貨物達到額定起重量且變速器在高檔位時，叉車在平直干硬的道路上行駛達到的最高穩(wěn)定行駛速度。其單位為km/h。 ⑸滿載最大起升速度（）指叉車在停止?fàn)顟B(tài)下，將發(fā)動機油門開到最大時起升大小為額定起重量的貨物所能達到的平均起升速度。其單位為km/min。 ⑹最小離地間隙（）指叉車在無載或滿載兩種情況下，除直接與車輪相連接的零件外，車體上最低點距地面的最小垂直間隙。其單位

6、為mm。 ⑺滿載爬坡度（）指貨叉上載有額定起重量的貨物的叉車，以最低穩(wěn)定速度所能爬上的長為規(guī)定的最陡坡道的坡度值。其值以百分數(shù)計。 ⑻門架的前傾角（）及后傾角（）分別指無載的叉車門架能從其垂直位向前和向后傾斜擺動的最大角度。 ⑼最小轉(zhuǎn)彎半徑（）指將叉車的轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)至極限位置并以最穩(wěn)定速度作轉(zhuǎn)彎運動時，其瞬時中心距車體最外側(cè)的距離。其單位為mm。 此外，自重及最大外形尺寸也是叉車的主要參數(shù)。其中最大高度是指門架完全縮回的最大結(jié)構(gòu)高度。前、后車輪中心線間的水平距離稱之為軸距。 原始數(shù)據(jù)： 額定起重量：5000kg 起升高度

7、：3000mm 整機重量：7600kg 滿載Ⅱ最大行駛速度：24km/h 發(fā)動機額定功率：72馬力 滿載Ⅰ最大行駛速度：11km/h 發(fā)動機額定功率下的轉(zhuǎn)速：2400r/min 最大輸出扭矩：76馬力 最小離地間隙：160mm 對應(yīng)最大扭矩的發(fā)動機轉(zhuǎn)速:1900r/min 滿載最大爬坡度：≥20% 輪距：前輪1585mm 后輪1500mm 輪胎：前后輪均選用8.25—15—16PR 資料收集： 此次設(shè)計所參考的機型為浙江杭叉工程機械股份有限公司生產(chǎn)的CPCD50—

8、R系列。 其主要參數(shù)如下表： 第一章、叉車行駛性能及牽引性能計算 1.1、X4105CQ柴油機的實用外特性（見下表4） 1.1 .1、發(fā)動機附件（消聲器，風(fēng)扇，真空泵）的扭矩消耗（見表1） 一般講附件所占用的功率為發(fā)動機功率的10% Mf= = = 式中：Mf——消耗功率 ——發(fā)動機額定功率 ——發(fā)動機額定功率下的轉(zhuǎn)速 ——發(fā)動機轉(zhuǎn)速 表1： 發(fā)動機附件扭矩消耗 1080 1200 1

9、400 1600 1800 2000 2200 2400 2500 1664000 1440000 1960000 2560000 3240000 4000000 4840000 5760000 6250000 0.435 0.537 0.731 0.955 1.2085 1.492 1.8053 2.148 2.33 1.1.2、工作油泵消耗扭矩計算：見（表2） 工作油泵為GBF-80 泵的轉(zhuǎn)速為： 排量 ： 設(shè)壓力損失（在2400rpm時） 則工作油缸在不同轉(zhuǎn)速下的壓力損失

10、 ① 式中：——計算轉(zhuǎn)速 ——泵的轉(zhuǎn)速 =2321 工作油缸在各轉(zhuǎn)速下的扭矩 = ② 依據(jù)①②兩式做表6 表2 ： 工作油泵空轉(zhuǎn)消耗扭矩表 1080 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2500 1664000 1440000 1960000 2560000 3240000 4000000 4840000 5760000 6250000

11、 △P 1.0824 1.3363 1.8188 2.37508 3.00672 3.712 4.49152 5.3452 5.8 MB1 0.1564 0.1931 0.2628 0.3433 0.4345 0.536 0.649 0.772 0.8381 1.1.3、轉(zhuǎn)向油泵扭矩消耗計算：（見表3） 轉(zhuǎn)向油泵的轉(zhuǎn)速為 油泵排量 設(shè)壓力 則轉(zhuǎn)向油泵在不同轉(zhuǎn)速下的壓力損失: = ① =

12、 = ② 根據(jù)①②兩式做（表3） 表3： 轉(zhuǎn)向油泵消耗扭矩表 1080 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2500 1664000 1440000 1960000 2560000 3240000 4000000 4840000 5760000 6250000 △P 2.5975 3.207 4.365 5.7 7.215 8.908 10.779 12.83 13.92 MB2 0.1169 0.1443

13、0.1964 0.2565 0.3247 0.401 0.6264 0.6264 0.6264 叉車發(fā)動機啟動，起升轉(zhuǎn)向不工作時各附件泵消耗扭矩之和： ① 消耗功率： ② 根據(jù)①②做表4為發(fā)動機的使用外特性 表4： 發(fā)動機使用外特性 1080 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2500 備注 0.7083 0.8744 1.1902 1.5548 1.9677 2.453 2.9393

14、 3.4974 3.945 1.0681 1.465 2.3266 3.4734 4.9453 6.85 7.351 11.7198 13.771 23.2 24.9 25.2 26.1 26.1 24.6 21.5 5.6 發(fā)動機外特性 38.9 46.1 56.4 65.8 72.8 75.3 72 19.5 22.326 23.71 23.64 24.13 23.65 21.66 18.0026 1.655 發(fā)動機使用外特性 37.44 43.77 52.93

15、 60.85 65.95 67.949 60.28 5.729 1.2、叉車變矩器的的計算： CPCD50叉車選用YR323變矩器 1.2.1、YR323變矩器的原始特性：（表5）（表6） 表5： YR323變矩器的原始特性 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.675 0.675 0.75 0.825 0.875 0.95 18.4 19.3 20 20.6 20.8 20.4 19.6 18.9 17.9 16.5 15 61 3.63 3.18 2.76 2.3

16、1.9 1.58 1.4 1.26 1.18 1.04 0.97 0.92 0 0.32 0.535 0.69 0.756 0.795 0.8 0.86 0.872 0.885 0.85 0.875 上述實驗數(shù)據(jù)為出口油溫 時數(shù)據(jù)，介質(zhì)為22號汽輪機油按照叉車技術(shù)要求變矩器工作油溫為取下限為牽引計算的工作油溫： 汽輪機油 則 =0.876

17、 = = 得出在油溫80時 表6： 修正表 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.675 0.675 0.75 0.825 0.875 0.95 18.15 19.04 19.73 20.32 20.52 20.12 19.33 18.64 47.65 16.27 14.79 6.02 2.2、YB323變矩器泵輪輸入特性：（表7） 表7： 泵輪輸入特性

18、參數(shù)表 泵輪轉(zhuǎn)速 變矩器傳動比 變矩系數(shù) 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2300 1.44 1.96 2.56 3.24 4.0 4.48 5.29 5.06 6.89 9 11.39 14.06 17.02 18.59 0 18.15 9.189 12.507 16.335 20.675 25.524 30.884 33.759 0.1 19.04 9.64 13.12 17.136 21.688 26.776 32.398 35.41

19、0.2 19.73 9.989 13.596 17.757 22.474 27.746 33.573 36.694 0.3 20.32 10.288 14.003 18.288 23.147 28.576 34.577 37.791 0.4 20.52 10.389 14.14 18.468 23.374 28.875 34.917 38.163 0.5 20.12 10.187 13.865 18.108 22.919 28.295 34.236 37.419 0.575 19.33 9.787 13.32 17

20、.397 22.019 27.184 32.892 35.95 0.675 18.64 9.437 12.854 16.776 21.233 26.213 31.718 34.667 0.75 17.65 8.936 12.163 15.885 20.105 24.821 30.033 32.825 0.8 16.77 8.491 11.556 15.093 19.103 23.584 28.536 31.189 0.825 16.27 8.238 11.212 14.643 18.533 22.881 27.685

21、 30.259 0.875 14.19 7.488 10.192 13.311 16.847 20.799 25.167 27.506 0.9 13.02 6.592 8.972 11.713 14.83 18.31 22.156 24.215 0.92 10.65 5.392 7.339 9.585 12.131 14.977 18.122 19.807 0.94 7.69 3.893 5.299 6.921 8.759 10.814 13.085 14.302 0.95 6.02 3.048 4.148 5

22、.418 6.857 8.466 10.244 11.196 0.97 3.35 1.696 2.308 3.015 3.816 4.711 5.717 6.32 0.99 1.085 0.549 0.747 0.976 1.236 1.526 1.852 2.018 接前頁 泵輪轉(zhuǎn)速 變矩器傳動比 變矩系數(shù) 2350 2400 2450 2500 2520 表中符號意義： ——傳動比 ——變矩系數(shù) ——液體0時的重量 ——泵輪轉(zhuǎn)速

23、 ——泵輪扭矩 ——變矩器循環(huán)圓直徑 =0.323m = 5.52 5.76 6 6.25 6.35 　 　 　 　 19.42 20.25 21.10 21.97 22.33 0 18.15 35.238 36.754 38.302 39.88 40.522 0.1 19.04 36.966 38.556 40

24、.18 41.837 42.509 0.2 19.73 38.306 39.953 41.636 43.352 44.049 0.3 20.32 39.451 41.148 42.881 44.649 45.366 0.4 20.52 39.889 41.553 43.303 45.089 45.813 0.5 20.12 39.061 40.743 42.459 44.209 44.92 0.575 19.33 37.529 39.143 40.792 42.474 43.156 0.675 18.64 36.1

25、89 37.746 39.336 40.958 41.616 0.75 17.65 34.267 35.741 37.247 38.782 39.405 0.8 16.77 32.559 33.959 35.389 36.849 37.441 0.825 16.27 31.588 32.947 34.335 35.75 36.324 0.875 14.19 28.715 29.95 31.211 32.498 33.02 0.9 13.02 25.275 26.366 27.476 28.609 29.086 0.

26、92 10.65 20.677 21.566 22.475 23.401 23.777 0.94 7.69 14.93 15.572 16.288 16.897 17.169 0.95 6.02 11.688 12.191 12.704 13.228 13.44 0.97 3.35 6.504 6.784 7.069 7.361 7.479 0.99 1.085 2.107 2.197 2.289 2.384 2.422 1.3、輸出特性 0 3.63 1935 0 23.9 86.7

27、5 0 0.1 3.18 1810 188.5 24 76.32 0.32 0.2 2.76 1855 369 24 66.24 0.535 0.3 2.3 1832 544.5 24 55.2 0.69 0.4 1.9 1821 722 24 45.6 0.756 0.5 1.58 1849 915 24 37.9 0.795 0.575 1.4 1881 1072 24 33.6 0.8 0.675 1.26 1912 1282.5 24 30.24 0.86 0.75 1.18 19

28、70 1460 23.95 28.26 0.872 0.825 1.04 2012 1664 23.46 24.4 0.865 0.875 0.97 2066 1807 22.99 22.3 0.85 0.9 0.96 2124 1962 22 21.12 0.864 0.92 0.942 2200 2125 20.49 19.3 0.865 0.94 0.93 2242 2281 16.24 15.11 0.874 0.95 0.92 2254 2323 12.75 11.73 0.875 0.97

29、 0.76 2282 2403 7.5 5.7 0.99 0.3 2300 2480 2.5 0.75 表中由變矩器與發(fā)動機共同曲線中查得 1.4、牽引力及行駛速度計算 1.4.1、變速器各檔速比： 前進 ： 后退： 1.4.2、驅(qū)動橋總傳動比： 1.4.3、輪胎的滾動半徑：（米）（滿載） 1.4.4、牽引力計算： =

30、 =52.55 = =24.42 式中：——效率系數(shù) 1.4.5、車速計算： 一檔車速 = = = = 列表： kg

31、 kg kg/h kg/h 0 86.75 4558.7 2118.4 0 0 188.5 76.32 4010.6 1863.73 0.9719 2.095 369 66.24 3480.9 1617.58 1.8995 4.101 544.5 55.2 2900.8 1347.98 2.8029 6.052 722 45.6 2396.3 1113.56 3.7167 8.024 915 37.9 1991.65 925.5 4.7102 10.169 1072 33.6 1765.68 820.51

32、5.5184 11.914 1282.5 30.24 1589.11 738.46 6.602 14.253 1460 28.26 1485.1 690.11 7.5158 16.226 1664 24.4 1282.22 595.85 8.5659 18.493 1807 22.3 1171.87 544.57 9.3021 20.08 1962 21.12 1109.86 515.75 10.099 21.81 2125 19.3 1014.21 471.3 10.94 23.62 2281 15.11 794

33、.03 368.98 11.742 25.35 2323 11.73 616.41 286.45 11.96 25.81 2403 5.7 299.54 139.19 12.37 26.706 2480 0.75 39.41 18.315 12.81 27.56 1.4.6、道路阻力計算： 五噸叉車： = = = = 式中：—滾動阻力 系數(shù)=0.03 G=自重 —載荷重量

34、 計算20%坡道阻力 = = 第二章、驅(qū)動橋設(shè)計及校核 2.1、概述 驅(qū)動橋是叉車是叉車傳動系中的主要成員之一，驅(qū)動橋的設(shè)計是否合理直接關(guān)系到叉車使用性能的好壞，因此設(shè)計中要保證： ① 所選擇的主減速比應(yīng)保證叉車在給定使用條件下的最佳的動力性和燃 油經(jīng)濟性； ② 當(dāng)左右兩驅(qū)動車輪的附著系數(shù)不同時，驅(qū)動橋必須能合理地 解決左右車輪的轉(zhuǎn)矩分配問題，以充分利用叉車的牽引性； ③ 具

35、有必要的離地間隙以滿足足夠的通過性的要求； ④ 驅(qū)動橋的各零部件在滿足足夠的強度和剛度的條件下，應(yīng)力 求做到質(zhì)量輕，特別是盡量可能減小非彈簧質(zhì)量，以改善叉車的行駛平穩(wěn)性； ⑤ 能承受和傳遞作用于驅(qū)動車輪上的各種力和轉(zhuǎn)矩； ⑥ 齒輪及其它傳動部件應(yīng)工作平穩(wěn)，噪聲小； ⑦ 對傳動件應(yīng)進行良好的潤滑，傳動效率要高； ⑧ 結(jié)構(gòu)簡單，拆裝調(diào)整方便； ⑨ 設(shè)計中應(yīng)盡量滿足“三化”原則。 2.2、驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)形式及選擇 采用非斷面開式驅(qū)動橋（非斷開驅(qū)動橋又稱整體式驅(qū)動橋），非斷開式驅(qū)動橋的橋殼 是一根支撐在左、右驅(qū)動輪上的剛性空心梁，而主減速，差速器和半軸等傳動部件都裝在他里面。整個驅(qū)動橋

36、通過懸架與車身連接。整個驅(qū)動橋的質(zhì)量都屬于非彈載質(zhì)量，對叉車的行駛平穩(wěn)性，操縱穩(wěn)定性和通過性等方面都不利。但是結(jié)構(gòu)簡單，制造工藝好，成本低。 2.3、主減速器設(shè)計 此次設(shè)計的為5噸內(nèi)燃叉車的驅(qū)動橋，因主傳動的傳動比為5.43，所以主減速器采用單級主減速器，單級主減速主動錐齒輪和主動軸做成一體，支撐在三個軸承上。差速器殼則安裝在驅(qū)動橋殼的圓錐滾柱軸承上，在被動大齒輪與主動齒輪嚙合處的背部有一青銅墊片，用來限制被動大齒輪的最大變形，保證齒輪正確嚙合。 單級圓錐螺旋齒輪主減速器的優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，體積小，制造成本底。在主傳動比較小時用這種減速器。 主減速器的功用 　　1）降低轉(zhuǎn)速，

37、增大轉(zhuǎn)矩； 　　2）改變轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)方向； 主減速器的結(jié)構(gòu)型式 　　1）按參加減速傳動的齒輪副數(shù)目分，有單級主減速器和雙級主減速器； 　　2）按主減速器傳動比檔數(shù)分，有單速式和雙速式； 　　3）按齒輪副結(jié)構(gòu)形式分，有圓柱齒輪式、圓錐齒輪式和準雙曲面齒輪式。 主減速器常用的齒輪型式 　　1）斜齒圓柱齒輪 特點是主從動齒輪軸線平行。 　　2）曲線齒錐齒輪 特點是主從動錐齒輪軸線垂直且相交。 　　3）準雙曲面錐齒輪 特點是主從動錐齒輪軸線垂直但不相交，有軸線偏移。 2.3.1、主、從軸錐齒輪的支承形式與扭矩計算： 主減速器錐齒輪采用懸臂式支承：在主錐齒輪大端一側(cè)軸頸處安 裝兩個圓

38、錐滾子軸承，為了減小懸臂的長度和增加支承的距離，應(yīng)使圓錐滾子的大端朝外，兩軸承支撐間距離b應(yīng)大于2.5倍的懸架長度，靠近主動錐齒輪大端的軸頸的直徑應(yīng)小于懸臂長度Q。 從動錐齒輪與差速器橋殼之間的連接剛性往往是薄弱環(huán)節(jié)之一，有效的措施是在支承從動齒輪的凸緣上加徑向的加強筋，加強筋應(yīng)一直延伸到差速器軸承座的近處。 錐齒輪設(shè)計的一般程序是：錐齒輪的主要參數(shù)的選擇，錐齒輪幾何參數(shù)的計算，錐齒輪的強度校核。 在選擇錐齒輪的主要參數(shù)之前，首先要確定主減速錐齒輪的計算載荷。 由于叉車滿負荷時： 起重量 =5000kg 叉車自重=76

39、00kg 空載時叉車自重W重心距前軸中心線的距離為=1.1369m 此時，驅(qū)動橋負荷為： = =11422.52kg =1177.48kg 式中：b——或成績前平面至前橋軸線水平距離（m） ——標(biāo)準載荷塊重心至貨叉前平面距離（m） 滿載驅(qū)動橋的滾輪半徑為： =0.385m 式中：d、b——輪胎的名義輪輞直徑及寬度，b及d均為in； ——考慮輪胎變形系數(shù)，對滿載時，取為0.1。 主軸錐

40、齒輪扭矩計算： 按叉車在一般情況下，計算主軸錐齒輪的扭矩，也就是叉車滿載連續(xù)爬坡扭矩為日常工作扭矩校核其齒輪的疲勞強度 == = = 式中：——連續(xù)爬坡度，取叉車最大爬坡度的50% ——驅(qū)動橋總速比 ==3.529=19.1597 ——滾動阻力系數(shù) ——驅(qū)動輪滾動半徑 ——驅(qū)動橋齒輪傳動效率 == ——主傳動主齒輪扭矩

41、 = 2.3.2、主減速器螺旋錐齒輪尺寸參數(shù)的選擇： 能夠表征齒輪副的參數(shù)很多，主要參數(shù)有主減速比（由前面知），齒數(shù)，被動錐齒輪節(jié)圓半徑D，齒輪端面模數(shù)，齒面寬b，螺旋角，螺旋方向的選擇。 1、 齒數(shù)的選擇 在選擇齒數(shù)時應(yīng)盡量使相嚙合的齒輪齒數(shù)沒有公約數(shù)，以便使齒 輪在使用過程中一輪的各齒均能與另一輪的齒相繼嚙合，起到良好的研磨作用。為了得到理論的齒面重合系數(shù)，小齒輪的齒數(shù)應(yīng)盡量選擇基數(shù)，大小齒輪的齒數(shù)和應(yīng)不小于40。 主動錐齒輪主動小錐齒輪齒數(shù)的選擇參照下表： 主減速器小錐齒輪齒數(shù)的選擇 型號 圓錐齒輪副的傳動比 齒輪容許范圍

42、 推薦齒數(shù) 單級主減速器 3.5～4.0 9～11 10 4.0～4.5 8～10 9 4.5～5.0 7～9 8 5.0～6.0 6～8 7 6.0～7.5 5～7 6 7.5～10 5～6 5 由于主減速傳動比，故取=8，=41。 2、 被動錐齒輪節(jié)圓直徑D的選擇 就單級主減速器來說，被動錐齒輪的節(jié)圓直徑對驅(qū)動輪尺寸有直接影響。 D太大，將影響驅(qū)動橋殼的離地間隙；D太小，將影響差速器的安裝及騎馬式主動錐齒輪前支承的布置。 初選時，可參照一下經(jīng)驗公式： D=

43、 =3.3 =38.86cm 圓整后取D=400mm 式中：——被動錐齒輪上的計算轉(zhuǎn)矩。[]為； ——直徑系數(shù)，取=3.3； D——被動錐齒輪節(jié)圓直徑，[D]為cm 3、 齒輪端面模數(shù)的選擇 被動錐齒輪節(jié)圓直徑D選好后，端面模數(shù)即可按計算 =400/41=10 校核： = =0.7112.56 =8.86 式中：——模數(shù)系數(shù)，取=0.71

44、螺旋錐齒輪端面模數(shù)，可以不是標(biāo)準值。 4、 齒面寬b的確定 適當(dāng)增加齒面寬，能提高齒輪的強度，但齒面太寬反而引起切削刀尖寬度變窄。齒根圓角度小及裝配空間減小等問題，因此齒寬不得超過，一般取 = =1042.5/2 =212.5 取： =55 上面所指的是被動錐齒輪的齒面寬，主動錐齒輪齒面寬通常比被動的約大10%，取主動。 5、 螺旋角的選擇 螺旋角的大小沿齒長方向是不等的，大端較大，小端較小，通常，指的是齒輪中 點的螺旋角。 螺旋角直接影響圓錐齒輪嚙合時的重疊系數(shù)，為了保證齒輪強度和

45、齒輪嚙合的平 順性，應(yīng)使重疊系數(shù)角≥1.25。因此螺旋角應(yīng)有一個適當(dāng)?shù)姆秶?，對于叉車的設(shè)計，主減速器錐齒輪的螺旋角多在35到40范圍內(nèi)選取，一般都取35。 所以取=35 6、 螺旋方向的選擇 通常在運輸車輛上的主減速器主動錐齒輪都采用左旋，被動齒輪 都采用右旋。在叉車上，雖則后退的機會甚多，但后退的時間和行程應(yīng)少于前進的時間和行程，故仍按上述螺旋方向。 即：主動錐齒輪采用左旋 被動齒輪采用右旋 2.3.3、幾何參數(shù)如下表： 名稱 代號 計算公式 小齒輪 大齒輪 齒數(shù) Z 8 41 端面模數(shù) 10 節(jié)圓直徑 108＝70 1041=

46、410 法相壓力角 = 齒工作高 齒全高 齒頂高 齒根高 節(jié)錐角 2.3.4、主減速器的強度校核： 完成螺旋錐齒輪的幾何參數(shù)計算后，應(yīng)對其進行強度校核計算，以保證主減速器有足夠的強度和壽命。 1、 確定從動齒輪最大計算扭矩（用于校核齒輪彎曲強度） ①按變矩器制動情況效率時 從動齒輪最大扭矩： = = =676954.890.8 =541563.9 式中：——變矩器最大變矩比

47、 ——泵輪扭矩 ——變速箱一檔速比 ——驅(qū)動橋主減速比 ——效率系數(shù) ②驅(qū)動橋與地面達到最大附著力時傳遞從動錐齒輪的扭矩： = =872306.35 式中：φ——附著系數(shù) φ=0.7 其余同前 按1、式計算為正常工況下的疲勞強度校核扭矩 M計= 按①②式計算值較小者作為最大應(yīng)力校核扭矩 Mmax=541563

48、.9 2.3.5、主從動錐齒輪彎曲強度的計算： 1、主動錐齒輪、輪齒彎曲應(yīng)力 ①按日常扭矩計： 式中：——過載系數(shù) k0=1.0 ——尺寸系數(shù) ——質(zhì)量系數(shù) =1.0 ——載荷分配系數(shù) =1.0 J——綜合系數(shù) J=0.233 其余同前 ②、

49、按最大扭矩計： 2、從動錐齒輪彎曲強度的計算 ①、按日常扭矩計算： 式中：J——綜合系數(shù) J=0.172 其余同前 ②、按最大扭矩計算： 2.3.6、主，從動錐齒輪接觸強度計算 1、按日常計算扭矩： = = 式中：Cp——彈性

50、系數(shù) Cp=743； C1——尺寸系數(shù) C1=1.0； C2——載荷分配系數(shù) C2=1.0； C3——過載系數(shù) C3=1.0； C4——表面質(zhì)量系數(shù) C4=1.0； C5——質(zhì)量系數(shù) C5=1.0； J——綜合系數(shù)

51、 J=0.128。 2、按最大扭矩計算 = = （v/cm） 格利森公司推薦應(yīng)力值 CPC50 主 從 彎曲 應(yīng)力 按最大扭矩 8600 19383.9 35007.5 按日常作扭矩 20580 6963.03 12575.338 接觸 應(yīng)力 按最大扭矩 274400 69415.6 按日常作扭矩 171500 41285.3 從上表中可以看出，計算的主從動齒輪滿足于強度要求。 2.4、 差速器的設(shè)計

52、2.4.1差速器參數(shù)的確定： 叉車上大多數(shù)采用直尺錐齒輪差速器，差速器的外殼是安裝在主減速器的被動齒輪上，確定主減速器被動齒輪尺寸時，需要考慮差速器的安裝。反過來確定差速器外殼尺寸時，也受到主減速器波動齒輪以及主動小齒輪前支承的限制。差速器的大小通常以差速器的球面半徑來表征，球面代表了差速器齒輪的節(jié)錐矩，因此它表征了差速器的強度。 1、差速器球面直徑的確定 差速器的球面直徑可用下式確定： =2.6 =168mm 式中：——球面系數(shù)，取=2.6; ——差速器承受的最大扭

53、矩按主減速器的計算扭矩計算; ——球面直徑；[] 為mm。 計算出來的球面直徑還要根據(jù)主減速器被動齒輪的結(jié)構(gòu)和尺寸來確定，最終選取=168mm 2、差速器齒輪參數(shù)的選擇 齒輪齒形的選擇應(yīng)使小齒輪齒數(shù)盡量小，以得到較大的模數(shù)，使齒輪有較強的強度，為此，目前差速器上采用壓力角為22.5，齒高系數(shù)等于0.8的齒輪。由于壓力角增大，最小齒數(shù)可以小到10.并且在小齒輪不變尖的情況下，大齒輪還可以通過切向修正加大齒厚，從而使大、小齒輪趨于等于強度。 行星齒輪的齒數(shù)多采用10—12個，半軸齒輪的齒數(shù)多采用18—22個。 為了保證安全條件

54、，半軸齒輪齒數(shù)應(yīng)符合下式： 式中：——半軸齒輪齒數(shù)； ——行星齒輪的個數(shù)； ——正整數(shù)。 綜述，行星齒輪與半軸齒輪齒數(shù)的選擇為行星齒輪取=12；半軸齒輪齒數(shù)取=18。 齒輪模數(shù)確定：大斷面模數(shù)可按下式計算： 式中：——節(jié)錐矩，可取為≈/2； 、——行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù)； ——行星齒輪和半軸齒輪節(jié)錐角。 ==33.7 =56.3 故=6.35 取m=6.5 選定標(biāo)準

55、模數(shù)后，即可進行齒輪幾何尺寸的計算。 2.4.2差速器幾何參數(shù)的計算： 名稱 代號 計算公式 小齒輪 大齒輪 齒頂高 齒根高 分度圓直徑 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 齒根角 頂錐角 根錐角 頂系 分度圓齒厚 齒寬 2.4.3差速器強度的校核： 1、差速器直齒錐齒輪彎曲應(yīng)力： 按日常工作扭矩： = 計算 = 式中：——行星齒輪數(shù) 彎曲應(yīng)力值

56、： = 式中：b——齒寬 b=2.8 ——半軸齒輪齒數(shù) Z半=18 J——綜合系數(shù) J=0.26 m——模數(shù) m=6.5 ——尺寸系數(shù) =0.72 ——載荷分配系數(shù)

57、 =1.0 ——過載系數(shù) =1.0 ——過載系數(shù) =1.0 2、按最大扭矩計算： = = = = = 計算扭矩 許用應(yīng)力 計算應(yīng)力 日常工作M=35840.12 20678 1627.9 22138.7 22138.7 22138.7 從上表中可以得出彎曲應(yīng)力滿足

58、設(shè)計要求。 2.5、半軸傳動裝置的設(shè)計 半軸通過花鍵與半軸齒輪相連、用來將差速器半軸齒輪的輸出轉(zhuǎn)矩傳到驅(qū)動輪或輪邊減速器上的軸稱為半軸。在非斷開式驅(qū)動橋內(nèi)，半軸一般是實心的；在斷開式驅(qū)動橋內(nèi)，半軸很短，半軸輸出的轉(zhuǎn)矩往往再通過萬向傳動裝置傳給驅(qū)動輪；在非斷開式轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋內(nèi)，半軸一般需要分為內(nèi)半軸和外半軸兩段，中間用等角速萬向節(jié)相連接。 此次設(shè)計選用全浮式半軸，，半軸只承受扭矩作用于驅(qū)動車輪上的其它反力和彎矩全由橋殼承受，半軸的主要尺寸就是它的直徑，在設(shè)計中應(yīng)當(dāng)參考同類機型車輛同型式半軸的尺寸，大致選定比較合適的半軸，然后對它進行強度校核。 取=58。 驅(qū)動橋半軸應(yīng)力計算：

59、 全浮式半軸只承受扭矩 其扭矩可按下式計算： = = 2.5.1、半軸扭矩應(yīng)力τ τ= = = 式中：——半軸桿部直徑 =58mm 2.5.2、半軸剛度即扭轉(zhuǎn)角的計算 = = = 式中：G——剪切彈性系數(shù) G=8.1100000

60、 ——桿部慣性矩 = = ——桿部長度 =760mm 2.5.3、半軸花鍵強度計算： 花鍵參數(shù)： 齒數(shù)Z=10 鍵齒高==6mm 模數(shù)=6 花鍵外徑D=66mm 壓力角= 花鍵內(nèi)徑=58mm 分度圓直徑=63mm 花鍵

61、有效長度=50mm 2.5.4、擠壓應(yīng)力計算： = = 式中：——載荷不均勻系數(shù) =0.8 2.5.5、剪切應(yīng)力τ剪： = = 式中：——齒根部齒厚 = = 計算結(jié)果列表如下： 項目 許用應(yīng)力 計算應(yīng)力 半軸扭矩應(yīng)力 49000—58800 20814.5 花

62、鍵擠壓應(yīng)力 9800—13720 7195.5 花鍵剪切應(yīng)力 20580 2049.69 扭轉(zhuǎn)角（剛度） 　 5.25度/米 2.6、 輪邊減速的設(shè)計 本次設(shè)計由于主傳動比較大，超出5~7的范圍，故超出部分部分后作用輪邊 減速的傳動比。 它與普通驅(qū)動橋不同的差別只在于半軸不是直接與車輪連接，而是與輪邊減速器的太陽輪相連，通過行星減速器帶動車輪。輪邊減速器是一個齒圏式行星機構(gòu)，內(nèi)齒圈與橋殼固定，太陽輪輸入，行星架輸出，帶動車輪。 由于輪邊減速承受的強度不大故太陽輪的模數(shù)取，齒數(shù)取22。 由 式中：—太陽輪的轉(zhuǎn)速。 —齒圈的轉(zhuǎn)速。 —行星架的

63、轉(zhuǎn)速。 —齒圈齒數(shù)和太陽輪齒數(shù)之比，稱特比參數(shù)。 由于此式采用的是內(nèi)齒圈固定，行星架輸出的方式，故=0。 上式簡化為： 由于行星架的變速比為3.53，故3.53。 即： k==2.53 得：=222.53=56 取=60 行星輪的齒數(shù)Zp= =0.76522=18 取齒寬 =48 =46 =41 輪邊減速器齒輪強度計算： 2.6.1、主參數(shù)如下表： 數(shù)目 齒數(shù)Z 分度圓直徑 齒寬B 接觸寬 模數(shù) 壓力角 太陽輪輪 1 22 110 48 46 5 20 行星輪g 3 1

64、8 90 45 44 5 20 內(nèi)齒圈b 1 60 300 41 41 5 20 速比 2.6.2、輪邊減速器受力分析與計算： ①、最大輸入扭矩為： = ②、日常工作扭矩： = = 2.6.3、當(dāng)Za>Zg時行星輪傳遞扭矩的計算： 日常工作計算扭矩： = 式中：——負荷不均勻系數(shù)

65、 =1.15 其余同前 2.6.4、中心齒輪α齒輪彎曲強度計算： 日常工作： = = 式中：——載荷系數(shù) ==1.041.08 ——載荷集中系數(shù) =1.04 ——載荷系數(shù) =1.08 ——齒形系數(shù) =0.26

66、8 最大扭矩計： 60211.68 許用應(yīng)力計算： 日常工作工況：中心輪α應(yīng)為脈動循環(huán)應(yīng)力，許用應(yīng)力按下式計算： =（0.285σb+480）Ksw =（0.28511000+480）1 =3615kg/cm =35427N/ cm 式中：——材料抗拉強度 σb=11000kg/ cm Ksw——壽命系數(shù) Ksw=1 最大扭矩工況：許用應(yīng)力=0.7*σb=7700kg/ cm =75460N/ cm 2.6.5、行星輪g，齒輪彎曲強度計算 日常工作工況：σg=σα =4427.49