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随着全球经济的快速发展,工程机械在世界范围内的需求量也在迅速增长。当前,我国正处于城市化大发展的关键时期,城市化率在我国还有很大的发展空间,城市化的高速发展将直接拉动我国工程机械行业的快速发展。驱动桥作为工程机械中的关键部件,直接影响着工程车辆的使用和安全性能,合理确定驱动桥关键零部件结构和尺寸就显得尤为重要。利用CAE软件对产品进行虚拟设计,在缩短产品开发周期的同时,极大的降低了产品开发成本;限滑差速器在装载机驱动桥中的应用在国外已经屡见不鲜,但在国内很少应用,如何选择一款合适的限滑差速器应用在微型装载机上,使其拥有与其匹配的限滑性能,是本文一个重要的研究课题。
本文围绕企业面对的重点难点问题,对限滑驱动桥进行了较为完整的设计开发。根据设计要求和原始数据,参考已有的设计经验,对驱动桥进行设计计算,确定产品的结构尺寸。这里主要对驱动桥主要的零部件进行结构尺寸的确定,包括:圆柱斜齿轮的分动箱设计,以及中央主减速器、差速器、半轴齿轮、半轴和轮边减速齿轮的设计计算;并对各零部件的材料进行确定,在此基础上绘制CAD图,进行三维模型的建立。
对驱动桥另一受力部件——驱动桥壳体进行有限元分析校核。驱动桥壳体的主要作用是承受载荷,传递车轮上牵引力、制动力、支撑力传递到车架上。在工程机械的使用过程中,桥壳也是受力非常集中的部件之一,受力状况十分复杂和恶劣,对其进行强度校核非常必要。利用有限元软件对复杂结构部件进行强度校核和模态分析,可以有效提高产品的设计效率和设计质量。
对限滑差速器进行一个较为系统的总结,根据限滑原理进行分类,对常用几种类型限滑差速器的工作原理和特点进行介绍,确定本项目的选用的限滑类型。本课题选用的限滑差速器应该具有结构简单、成本低的特点,同时又具有一定的限滑性能。针对选用的限滑差速器类型的限滑性能进行理论推导,得出影响限滑性能的影响因素和限滑能力的范围,并拟合性能曲线,为后续产品开发提供指导和借鉴。
针对开发的限滑差速器设计一套合理的实验方法和流程。对制造出来的样品进行台架试验,测试各类性能参数,包括对锁紧系数、转矩分配系数、差速器效率等数据的测试。测得其在各种工况下的性能表现和影响因素,并与理论数值进行对比,得出完整的特性曲线,为企业以后开发其他类型的限滑差速器提供技术参考。