輪式裝載機驅動橋構造及原理簡介

1、輪式裝載機驅動橋輪式裝載機驅動橋構造及原理簡介構造及原理簡介2006年9月15日 廈門目目 錄錄圖圖1 裝載機動力與傳動系統(tǒng)組成圖裝載機動力與傳動系統(tǒng)組成圖圖圖2 裝載機傳動系統(tǒng)簡圖裝載機傳動系統(tǒng)簡圖圖圖3 裝載機功率傳遞路線裝載機功率傳遞路線圖圖4 驅動橋總成驅動橋總成圖圖5 zl50主傳動分解圖主傳動分解圖圖圖6 zl50主傳動剖視圖主傳動剖視圖圖圖7 zl50差速器分解圖差速器分解圖圖圖8 差速器運動原理示意差速器運動原理示意圖圖9 輪邊減速器機構輪邊減速器機構圖圖10 輪邊行星傳動原理圖輪邊行星傳動原理圖圖圖11 xg953驅動橋總成外形圖和裝配圖驅動橋總成外形圖和裝配圖圖圖12 xg

2、953驅動橋輪邊外形圖驅動橋輪邊外形圖圖圖13 xg953驅動橋輪邊減速器機構驅動橋輪邊減速器機構圖圖14 內齒輪和內齒圈內齒輪和內齒圈圖圖15 半軸齒輪墊片（固定式與非固定式）半軸齒輪墊片（固定式與非固定式）圖圖16 拉具拆圓錐滾子軸承拉具拆圓錐滾子軸承圖圖17 旋轉力矩的測量旋轉力矩的測量圖圖18 螺旋傘齒輪安裝接觸區(qū)及間隙的調整螺旋傘齒輪安裝接觸區(qū)及間隙的調整圖圖19 主傳動嚙合間隙的測量主傳動嚙合間隙的測量圖圖20 xg953驅動橋輪邊減速機構驅動橋輪邊減速機構主要內容：一輪式裝載機的動力是如何從發(fā)動機傳遞到驅動橋 和車輪的？二輪式裝載機驅動橋的構造和工作原理。三配套于xg953裝載機

3、上的驅動橋與普通xg951驅 動橋有哪些不同和優(yōu)點。四簡要闡述配套于xg962裝載機上的前后驅動橋特 點，后橋為擺動橋。五xg953驅動橋在維修過程中的一些注意事項。一輪式裝載機的動力是如何從發(fā)動機傳遞到驅動橋和車輪的？ 動力傳遞路線：動力傳遞路線： 發(fā)動機發(fā)動機變矩器變矩器變速箱變速箱萬向傳動軸萬向傳動軸前后驅動橋（主被動前后驅動橋（主被動螺旋傘齒輪螺旋傘齒輪差速器差速器半軸半軸太陽輪太陽輪行星減速器）行星減速器）輪胎輪輪胎輪輞總成輞總成圖圖1 裝載機動力與傳動系統(tǒng)組成裝載機動力與傳動系統(tǒng)組成圖圖2 2 裝載機傳動系統(tǒng)簡圖裝載機傳動系統(tǒng)簡圖 裝載機的動力是由發(fā)動機提供的，發(fā)動機的額定轉速為裝

4、載機的動力是由發(fā)動機提供的，發(fā)動機的額定轉速為2200r/min，而輪胎的最大轉速只有而輪胎的最大轉速只有140r r/min左右。根據使用要求，輪胎在工地行駛和左右。根據使用要求，輪胎在工地行駛和鏟土過程中不需要很高的轉速，但需要承受的驅動力相當大，只有驅動力鏟土過程中不需要很高的轉速，但需要承受的驅動力相當大，只有驅動力足夠才能使裝載機進行行駛和鏟裝工作。所以，裝載機必須具備這樣的傳足夠才能使裝載機進行行駛和鏟裝工作。所以，裝載機必須具備這樣的傳動系統(tǒng)，這種傳動系統(tǒng)具有相當大的傳動比，從而能將發(fā)動機的轉速逐級動系統(tǒng)，這種傳動系統(tǒng)具有相當大的傳動比，從而能將發(fā)動機的轉速逐級降低，同時扭矩不斷

5、增大，大到可以滿足實際工作需要。降低，同時扭矩不斷增大，大到可以滿足實際工作需要。圖圖3 裝載機功率傳遞路線圖裝載機功率傳遞路線圖裝載機是通過一系列的傳動機構，將發(fā)動機的轉速降低，扭矩增大，裝載機是通過一系列的傳動機構，將發(fā)動機的轉速降低，扭矩增大，也就是牽引力增大。由于發(fā)動機總功率也就是牽引力增大。由于發(fā)動機總功率n分為兩部分，一部分提供分為兩部分，一部分提供給工作裝置（給工作裝置（n1），另一部分提供給底盤產生牽引力（），另一部分提供給底盤產生牽引力（n2），假設），假設發(fā)動機的牽引功率發(fā)動機的牽引功率n2在傳遞過程中不發(fā)生損耗，則裝載機在非聯合在傳遞過程中不發(fā)生損耗，則裝載機在非聯合工況

6、，即行駛狀態(tài)下傳遞到每個輪胎的功率則為工況，即行駛狀態(tài)下傳遞到每個輪胎的功率則為n2/4，各占，各占1/4。（為什么手扶拖拉機在爬坡時候總是選擇慢檔？）（為什么手扶拖拉機在爬坡時候總是選擇慢檔？）二輪式裝載機驅動橋的構造和工作原理。圖4 驅動橋總成（分解圖）圖圖4 驅動橋總成驅動橋總成1驅動橋的功用2驅動橋組成 裝載機驅動橋分前橋和后橋，一般來講，其區(qū)別在于主傳動中的螺旋傘齒輪副的螺旋方向不同。前橋的主動螺旋傘齒輪為左旋，后橋的主動螺旋傘齒輪為右旋，其余結構相同。（xg962前后橋差異大，后橋為擺動橋。）驅動橋的結構如圖4所示。主要有橋殼、主傳動（包括差速器）、半軸、輪邊減速器和輪胎輪輞總成等

7、組成。（1）通過主傳動中相互垂直安裝的主動螺旋傘齒輪和與之嚙合的被動螺旋傘齒輪改變傳遞力矩的方向（使傳遞扭矩的軸線互成90方向），并通過橋上的主傳動、差速器、半軸及輪邊減速傳動機構將變速箱輸出軸的轉速降低，扭矩增大，產生牽引力。（2）差速器能使轉裝載機在轉彎行駛時左右驅動輪有合理的轉速差，使車輪既不產生滑移也不產生滑轉，而是在地上保持純滾動。（3）驅動橋的橋殼還起承重和傳力的作用。3.主傳動和差速器圖5 zl50主傳動分解圖圖圖6 zl50主傳動剖視圖主傳動剖視圖1-輸入法蘭；2-油封； 3-密封蓋；4-調整墊片； 5-主動螺旋傘齒輪；6-軸承套； 7-27311軸承；8-92607軸承； 9

8、-托架；10-錐齒輪墊片； 11-錐齒輪；12-調整螺母； 13-7515軸承；14-差速器左殼； 15-半軸齒輪；16-半軸齒輪墊片； 17-軸承座；18-鎖緊片； 19-十字軸；20-大螺旋傘齒輪； 21-差速器右殼；22-半軸； 23-止推螺栓；24-墊片（1）主傳動和差速器的功用 主傳動是一級螺旋傘齒輪減速器，傳遞由傳動軸傳來的扭矩和運動。 差速器可使左右半軸和左右驅動輪任何時候都有一個合理的轉速差，同時向兩半軸傳遞轉矩，再由半軸將轉矩傳給驅動輪。它能使同一驅動橋兩端的輪胎以不同的轉速在地面上滾動，而車輪不會因兩端的速度差而產生“滑磨”，即能起差速作用。但它無法使同一驅動橋兩端的輪胎按

9、不同的扭矩傳力，即差速器能差速不能“差力”。 如裝載機行駛在泥濘路面時，若一側輪胎掉入泥坑，則由于輪胎與泥濘的附著力小，該輪胎在泥濘中打滑，這時作用在該車輪上的牽引力將大大減??；另一側輪胎雖然與路面可以有很大的附著力，但由于差速器扭矩在驅動橋兩端的分配是均等的，所以較大附著力的輪胎與陷入泥濘的輪胎扭矩相等，而不可能更大，故未陷入泥濘的輪胎原地不動，陷入泥濘的輪胎以兩倍于差速器殼的轉速打滑。（2）差速器的構造和原理差速器由四個行星錐齒輪、十字軸、兩個半軸齒輪、差速器左殼及右殼等主要零件組成。左、右兩個直齒圓錐半軸齒輪裝于半軸齒輪墊片后，分別裝入左右差速器殼的相應座孔之中。四個行星錐齒輪浮套于十字

10、軸軸頸上，并裝上球面墊片，然后將十字軸的四個軸頸嵌在差速器殼兩半端面上相應的凹槽所形成的孔內，差速器殼的剖分面通過十字軸各軸頸的中心線，用螺栓將左、右差速器殼緊固在一起，整個差速器再用兩個圓錐滾子軸承支承在主傳動器托架的座孔中。動力自主傳動大螺旋傘齒輪依次經差速器殼、十字軸、行星錐齒輪、半軸齒輪、半軸和太陽輪、輪邊減速器傳給車輪。當兩邊車輪以相同的轉速轉動時，行星錐齒輪只繞半軸軸線做公轉運動。若兩邊車輪阻力不同，則行星錐齒輪除作上述公轉運動的同時，還可繞自身軸線做自轉運動。當行星錐齒輪自轉時，兩半軸齒輪就可以以不同的轉速轉動。差速器此時就可以起到差速作用。 圖9 輪邊減速器機構 4輪邊減速器輪

11、邊減速器為行星齒輪機構，內齒圈經花鍵固定在橋殼兩端的輪邊支承軸上，它是固定不動的。行星輪架和輪輞由輪輞螺栓固定在一起，因此輪輞和行星輪架一起轉動，其動力是通過半軸、太陽輪傳到行星輪架上的。圖圖10 輪邊行星傳動原理圖輪邊行星傳動原理圖半軸通過花鍵帶動與之聯成一體的太陽輪以n太轉速順時針轉動，與太陽輪相嚙合的行星輪則以相反方向轉動，由于內齒輪固定不動，因此行星輪架以轉速n架與太陽輪相同的方向轉動，n架小于n太，因而得到減速。xg953驅動橋xg951驅動橋主要損壞形式：主傳動軸承損壞、螺旋傘齒輪損壞、差速器十字軸斷裂和半軸斷裂、輪邊行星減速機構損壞三配套于xg953裝載機上的驅動橋與普通xg95

12、1驅動橋有哪些不同和優(yōu)點。 圖11 xg953驅動橋總成裝配圖 從驅動橋的傳動比著手，在總速比不變的前提下減小主減速比，增大輪邊減速比，這樣一來主減速比由原來的5.286調整為4.625，在發(fā)動機性能參數不變的前提下，主傳動零件的轉速相對變快，但扭矩減小，主被動螺旋傘齒輪、半軸、太陽輪等零件承受的力矩降低，提高了使用壽命。圖12 xg953驅動橋輪邊外形圖 1老式驅動橋中行架和輪殼通過10個m22輪輞螺栓相聯接，然后與輪輞聯接，對于維修人員來講，最大的問題就是當輪邊部件，如行星輪發(fā)生故障需要維修時，必須將輪胎拆卸，這對于戶外操作來說是極其不方便的。新的方案是改變輪殼和行架零件結構，通過32個高

13、強度的m12螺栓將兩者連接，不涉及輪輞螺栓，使得行星機構在不拆卸輪胎的情況下可以拆卸維修，并且輪殼轉動間隙容易調整，大大減輕了用戶勞動強度。圖13 xg953驅動橋輪邊減速器機構 老式驅動橋中輪邊行星機構采用三個行星輪，而改進后的行星機構采用四個行星輪，新方案使太陽輪扭矩不是由三點而是由四點承擔，降低單個齒所受載荷。采用四個行星輪和三個行星輪還有一點需要注意，也就是齒的嚙合問題，由于三點決定一個圓，現在采用四個行星輪后，如果行星輪架上安裝行星輪的四個孔加工位置精度不夠，將導致傳動干涉反而增加輪齒的載荷，所以我們采用加工中心來加工行星輪架四孔，以保證加工精度及制造工藝水平，大大增加了產品的技術含

14、量。圖14 內齒輪和內齒圈 xg951裝載機驅動橋內齒輪采用整體式，輪轂軸承間隙的不當將導致內齒輪受力過大，齒面磨損加劇。而xg953驅動橋是將內齒輪一分為二，由內齒圈和齒圈支架采用浮動型式組成，當輪轂軸承間隙變大時內齒圈中心相對支承軸中心可以浮動，從構造上保證了內齒圈與行星輪之間受力的均勻分布，也就減少了內齒圈輪齒的磨損量，延長了齒輪件的使用壽命。同時內齒圈熱處理工藝采用中頻感應淬火，將熱處理后齒部變形量控制在很小的范圍內，齒面硬度高，耐磨。 圖15 半軸齒輪墊片（固定式與非固定式） 4驅動橋的另一個關鍵部位就是主傳動。根據整橋速比調整的需要，我們將主傳動部分主動螺旋傘齒輪增加一個齒，使主傳

15、動速比由5.286減小為4.625，這樣雖然差速器等轉速略有提高，但其承受扭矩減少12.5%，同時差速器殼體、半軸齒輪、錐齒輪尺寸加大，十字軸直徑由28加大為32，各零件所受應力明顯降低，強度得到很大提高，大大提高了可靠性和使用壽命。同時主傳動的軸承尺寸規(guī)格也加大，提高了使用壽命。差速器輸出到半軸的扭矩也降低，提高了輪邊各齒輪件的使用壽命。 5根據用戶的反饋，我們還對主傳動中的半軸齒輪墊片形式做了改變，老式的半軸齒輪墊片采用無固定形式，在半軸齒輪高速旋轉的時候經常會發(fā)生嚴重的磨損，逐步將墊片磨損，以至于嚴重的時候磨成環(huán)狀，這樣就會影響半軸齒輪和錐齒輪的嚙合齒側間隙，進而影響其使用壽命。 四簡述

16、配套于xg962裝載機上的前后驅動橋特點，后橋為擺動橋。 通過以上改進，大大降低了主傳動部件、半軸及太陽輪所承受扭矩，輪邊部件采用浮動型式后，當輪轂軸承間隙變大時內齒圈輪齒及行星輪齒的磨損量減少，延長了內齒圈使用壽命，使驅動橋的可靠性顯著提高；并且重新設計的輪邊機構方便了用戶拆卸、維修。改進后的xg953驅動橋在使用性能、維修等方面與國內同行業(yè)的廠家比較處于領先水平，目前已投入市場三年多，三包故障率比以前下降了不少。xg962裝載機驅動橋前、后橋有較大的區(qū)別，前橋結構同xg953驅動橋，但安裝采用長螺栓；后橋安裝不采用副車架，而是采用擺動橋。后橋除了橋殼、主傳動（包括差速器）、半軸、輪邊減速器

17、外，增加了擺動架；擺動架的作用與副車架相似，擺動架與驅動橋的托架和橋殼相聯接，確保驅動橋可以圍繞擺動架中心線擺動，所以稱為擺動橋。 為什么裝載機的后橋安裝要采用副車架或擺動橋，為何不能象前橋一樣剛性聯接在車架上呢？ 這是因為，如果前后橋都剛性聯接在車架上，那么裝載機行駛過程中就有四個點要與地面同時接觸，遇到不平整地面的時候，由于三個點（車輪）可以確定一個平面，第四個輪子很可能懸空，起不到支撐整機的作用，同時另外三個車輪由于承受載荷偏大，必然導致各零件容易損壞。所以就通過副車架或擺動橋將后橋與車架處于非剛性聯接狀態(tài)，行駛過程中可以擺動，這樣后驅動橋兩個車輪就可以同時與地面接觸，不論地面是否平整。

18、由于xg962裝載機的自重和額定鏟斗容量比xg953大很多，所以驅動橋的各齒輪件和殼體件的尺寸均相應加大，軸承型號也加大，各螺栓規(guī)格和鎖緊力矩也有所加大，以滿足在高強度高負荷的工作條件。xg962驅動橋五xg953驅動橋在維修過程中的一些注意事項。 1驅動橋的常見故障與診斷驅動橋常見的故障有主傳動差速器異響、主傳動軸承損壞、主被動螺旋傘齒輪損壞；漏油；過熱；輪殼軸承損壞、輪邊行星減速齒輪損壞；嚴重時會發(fā)生驅動橋殼焊縫裂開或橋殼斷裂等。（1）主傳動差速器異響主、被動螺旋傘齒輪嚙合間隙失常與嚙合面不穩(wěn)定是產生異響的主要原因。齒輪嚙合間隙是指主、被動螺旋傘齒輪、錐齒輪、半軸齒輪、半軸齒輪鍵槽與半軸花

19、鍵齒的間隙。由于磨損或齒輪輪齒損壞，以及軸承松動等原因，破壞了它們之間正常嚙合面與正常嚙合間隙，在運轉中就會產生碰撞、摩擦而發(fā)生響聲。（2）漏油漏油的主要原因：a油封磨損，裝配不當或損壞；b軸頸磨損，花鍵齒槽磨損過大；c驅動橋殼上透氣閥堵塞；d殼體有鑄造缺陷（砂眼、氣孔），殼體有裂紋，接合平面不平，襯墊破損及緊固螺栓松動；e驅動橋殼內加注潤滑油過多，放油螺塞未旋緊而泄漏。（3）過熱裝載機行駛一定里程后驅動橋殼油溫、主傳動法蘭處的溫度不得超過90。一般可用手觸摸主減速器殼，若觸摸時有無法承受的燙手感覺，稱為過熱，也可用帶有觸頭的溫度計進行測量。其原因是齒輪或軸承嚙合間隙過小及缺少潤滑油。手摸軸承

20、部位，能忍受但不能長久停留時，仍為溫度過高，說明軸承裝配過緊，應重新調整。（4）其它故障a驅動橋殼體彎曲與裂紋。主要原因是在長期超載情況下工作和裝載機在不平道路上行駛時不減速，使橋殼受到較大沖擊振動和金屬疲勞損傷等。b主傳動軸承損壞。主要原因有二，一是潤滑油量不足或潤滑油路不通暢，導致軸承潤滑條件惡化，發(fā)生燒壞；二是由于長期高負荷運行導致軸承間隙變大，發(fā)生提前磨損，進而導致損壞。c輪殼軸承損壞。主要原因是圓錐滾子軸承由于長期高負荷運行，導致軸頸磨損過大，軸承間隙變大，發(fā)生損壞。d半軸折斷。裝載機在不平地面高負荷裝卸時，此時各部件承受扭矩極大，若驅動橋上下跳動，當騰空后落地的一瞬間，發(fā)動機突然作

21、用于主傳動差速器后傳到半軸，半軸所受應力極大，以致發(fā)生折斷。若半軸材料或熱處理存在缺陷，使用一段時間后也可能發(fā)生折斷現象。2驅動橋的拆卸、分解 當驅動橋發(fā)生故障時，首先我們要根據經驗進行判斷，分清楚故障所處的位置，以及需不需要更換橋殼，若不需要更換橋殼則無需將驅動橋從車架拆卸，一般只需要拆卸主傳動部件或輪邊行星減速機構。在維修前應注意，要旋開橋殼和行星輪架上的放油螺塞，放凈需維修部位的潤滑油。xg953驅動橋的優(yōu)點在于，驅動橋使用中若發(fā)生行星減速機構齒輪損壞可不必拆卸輪胎輪輞總成，只需將聯接行星輪架的32個螺栓拆卸，便可將行星機構整體拿出，從而進行維修；若是輪殼的兩個錐軸承損壞需要更換，則必須

22、將輪殼拆卸，此時首先要拆卸輪胎輪輞總成，還必須采用千斤頂或支架將車架支起，如果是在工地維修會造成許多不便。對主傳動部分而言，如果是主動螺傘處軸承損壞，則只需更換軸承、軸承套、密封蓋、油封等，操作相對簡單；如果是差速器總成損壞則必須將整個主傳動拆卸，首先必須將潤滑油放干凈，然后按步驟將差速器從主傳動托架上拆卸。（安裝時為確保主被動螺旋傘齒輪的嚙合間隙，應按照圖18進行操作。）圖16 拉具拆圓錐滾子軸承 差速器總成可按如下次序分解：（1）用拉具拆卸左、右差速器殼的圓錐滾子軸承，見圖16。（2）拆下左、右差速器殼的緊固螺栓，將左右差速器殼分開（分開前注上裝配標記）。取出十字軸、錐齒輪、半軸齒輪、錐齒

23、輪墊片。（3）拆下差速器右殼上安裝大螺旋傘齒輪的螺栓，在取下大螺旋傘齒輪之前，應先察看或注上裝配標記，以便在重新裝配時對回原位。 3驅動橋零件的檢測 （1）檢查所有齒輪、軸、花鍵、螺紋部分是否有裂紋、刻痕、凹陷、點蝕以及過量的磨損。必要時要進行更換。主傳動螺旋傘齒輪副必須成對更換，因為它們是配對加工的，接觸區(qū)要進行調整。差速器中的半軸齒輪和錐齒輪也應一起更換為好，避免載荷集中。（2）檢查差速器左、右殼，十字軸是否有不均勻的磨損、裂紋、刻痕、凹陷和變形等。檢查錐齒輪墊片、半軸齒輪墊片的磨損，必須同時測量墊片的內、外厚度，當其厚度差大于0.13mm時，應予以更換，墊片最好是全部同時更換，以便使各齒

24、輪副的嚙合間隙調整一致。（3）檢查主傳動的托架、軸承套及輪邊行星輪架的配合孔是否有裂紋、刻痕、凹陷及過量的磨損，必要時應進行更換。（4）檢查所有軸承是否燒壞、脫皮、點蝕、剝落、凹陷、轉動不靈、隔離架損壞、響聲不正常等，必要時予以更換。檢查輪邊行星減速機構中的滾針是否磨損或損壞，其裝配后的徑向間隙在標準情況下應是0.02-0.03mm。（5）檢查輪邊減速機構中行星輪兩端面的行星輪墊片，它們應該完全平扁、無毛刺、裂紋、刻痕、刮傷，必要時要進行更換。4驅動橋的裝配、調整 驅動橋在裝配前必須將所有零件清理干凈，不允許出現雜質、油污、水，特別是密封面和配合面一定要嚴格清理干凈。裝配過程中必須注意：確保各螺栓的鎖緊力，通過彈簧墊圈和螺紋緊固膠進行防松；確保油封、o型圈等密封件的密封效果，某些裝配貼合面和螺栓孔要加密封膠防止?jié)B油；確保齒輪副和軸承的合理間隙，以防止提前磨損和燒壞。驅動橋裝配完成后要分別從橋殼觀察孔和行星輪架螺塞孔進行加油，加油前必須對原來的潤滑油進行處理，去除里面的雜質以確保潤滑效果，因為雜質會加劇零件的磨損，降低零件的使用壽命，如果潤滑油老化則必須更換新的潤滑油；xg953驅動橋采用gl-4 85w/90潤滑油，每支橋加油量約25升，其中橋殼17升，兩端各4升?，F場加油時按下列標準：從橋