毕业设计（论文）开题报告-多锤头破碎机驱动轮及驱动桥设计.pdf

城南学院 毕业设计毕业设计( (论文论文) )开题报告开题报告 题目题目：多锤头破碎机驱动桥及驱动轮设计多锤头破碎机驱动桥及驱动轮设计 课课 题题 类类 别：别： 设计 论文 学学 生生 姓姓 名：名： 刘廷一 学学号：号： 200679250234 班班级：级： 机制 0602 班 专业（全称专业（全称） ： 机械设计制造及其自动化 指指 导导 教教 师：师： 王志安 20102010 年年 3 3 月月 一、本课题设计（研究）的目的： 多锤头破碎机由动力系统、工作系统、控制系统及结构件组成。对路面的破碎有 多个重锤的冲击实现，重锤排成两排，可预先设定动作顺序。破碎的混凝土块不大于 100mm。可根据路面的不同情况调节碎石力度，一般在 540kg5480kg 之间可调。重 锤的冲击频率在每分钟 3035 次之间可调。 本设计为多锤头破碎机的驱动桥及驱动轮设计，其目的是满足多锤头破碎机的支 撑和行走的需求。 二、设计（研究）现状和发展趋势（文献综述） ： 工程机械产品主要包括挖掘机、铲土运输机械、工程起重机械、路面机械、压实 机械等,主要用于交通、能源、水利、矿山等基本建设领域。其中驱动桥作为主要传 动装置,广泛应用于上述采用机械传动的工程机械中并发挥重要作用1。 1 1 驱动桥的发展现状驱动桥的发展现状 目前，国内生产轮胎式驱动桥的厂家较多，品种和规格也较全，其性能和质量基 本上能够满足国产工程机械的使用要求国产驱动桥多采用蹄式或盘式等干式制动器， 盘式制动器又分为钳盘式和全盘式两种类型2。与国外先进产品相比，国内驱动桥 齿轮传动装置技术水平仍相对较低，不足之处主要有两个方面：一是齿轮、轴类、壳 体等零件材料与制造工艺与国外产品相比存在一定差距，存在整体重量与体积较大， 使用寿命短等缺陷；二是技术性能相对落后，普遍没有采用自锁式防滑差速器和湿式 制动器等先进装置3。 2 2 驱动桥的发展趋势驱动桥的发展趋势 2.12.1 轮胎式工程机械驱动桥轮胎式工程机械驱动桥 在轮胎式工程机械驱动桥中推广自锁式防滑差速器和湿式制动器，是提高工程机 械驱动桥产品技术水平的途径之一，也是国产机械驱动桥技术发展的必然趋势。自锁 式防滑差速器能自动实现转矩在左右车轮间的不等分配，以充分利用车辆的牵引力， 可以明显提高轮胎驱动工程机械的越野性能和经济性，目前最常用的是牙嵌式全自动 差速锁，简称为 NOSPIN4。 NOSPIN 是一种全自动牙嵌式 100锁定速度敏感型差速锁。它除了持续传递动力 到车轮之外，当车辆转弯或越过不平的障碍物而导致两侧车轮速度不一致时，NOSPIN 也可以自动地允许差速。NOSUN 主要包括从动环组件、主动环组件、半轴齿轮和弹簧。 整个差速器通过四个轴颈安装于差速器壳体内，左右从动环组件通过花键与半轴齿轮 连接，左、右从动环组的受力齿，还有和主动环组件上凸轮环斜齿相配合的外推齿， 凸轮环斜齿位于主动环组件中。 当两边车轮速度不同时，凸轮环斜齿与转速较快的从动环外推齿接触，将转速较 快的从动环组件向外推，使其与主动环组件脱开。当车辆恢复直行后，弹簧的压缩会 使脱开的从动环组件与主动环组件重新结合。当车辆直进或直退时，从动环组件与主 动环组件保持锁定。两根半轴像被锁在一起，即使一边车轮离开地面，两边车轮仍然 保持同样速度。当车辆转弯或越过不平的障碍物时，同一根桥上两边车轮有一边会比 另一边转的快。转的快的车轮带动那一边的从动环组件，使其与主动环组件脱离，并 以和该边车轮一样的转速转动。当车辆恢复直行后两边车轮速度恢复一致时。脱开的 从动环组件再度与主动环组件相结合，将两边的半轴完全锁定。NOSPIN 可以把扭矩和 动力 100连续传递到驱动轮上，同时当两侧车轮转速不同时，NOSPU 也具有差速功 能，特别是当车辆打滑时，传统的差速器另一边也失去推进力，而采用 NOSHN 的驱动 桥即使一边车轮悬空，车辆仍然保有驱动力。此外 NOSPIN 不需要特殊的润滑油或调 整， 安装简单， 不需要特殊的设备和工具。只要将普通差速器取下用 NOSHN 替代即可， 因此维护保养极其方便。其他先进的差速方式还有渐进式分扭差速器和螺旋齿轮分扭 限骨差速器。渐进式分扭差速器简称 PTD，它是一种扭矩感应式的“渐进式”有限打 滑差速器。它可同时推进车辆两边的车轮，并允许轮司差速。PTD 通常是由两个半轴 齿沦加上四个或两个行星齿，由三个衫状各异的齿轮为一组，最常见的组合是半轴齿 轮上有四组、行星齿轮上有三组。独特沟齿形提供不同的作用力线和不同沟转矩支撑 点。半轴齿轮上的齿和厅星齿轮上的齿只能以某种特定的方式嵌合。这种特定的齿形 嵌合使导 PTD 具有“渐进式”分扭转矩作刊。当车辆需要将转矩由一边转移引另一边 时，行层齿轮开始向路面较好的轮子方向偏移，车辆的穿越性能得以提升。偏移量和 转矩的转移量成正比，直到两边的转矩比达到 35：1 为止。这种转矩传递是自动而 且瞬间完成，驾驶员完全感觉不出来。 螺旋齿轮分扭限滑差速器是通过平行轴螺旋齿轮相互作用，顺、安静、自动地 实现转矩分配。 即使安装于前桥， 也可以在驾驶者完全感觉不到情况下实现转矩转移。 在制动方式上，与盘式、式等制动器相比，湿式制动器工作时，制动摩擦片浸 没在封闭的冷却油内，绝大多数情况下是以油的剪切作用传递转矩来代替摩擦材料直 接接触，这样不仅制动过程较为平稳，制动性能比较稳定，且具有较高的耐用性和可 靠性，其使用寿命比干式钳盘制动器提高 15 倍上，具有制动容量大，制动十好、 外形尺寸小、结构紧凑、密封性性好、制动效能不受旋转方向自响、操纵轻便的特点。 正是由于湿式制动器众多优点，近年来在国外工程机械如轮式推土机、自动平地机、 大型装载机上得到普遍应用。20 世纪 80 年代中期，我国在引进工程车辆的基础上开 始了对湿式制动器的研究，现已研制出液压制动型、弹簧制动液压解除制动型、多功 能型等多种规格和型号的车用湿式制动器。此外，湿式多片盘式制动器由于其结构尺 寸紧凑，所以安装位置比较灵活，既可与变速器装在一起作为停车制动器，也可安装 在车轮轮毅内作为主制动器，也可安装在差速器与轮边减速器之间作主制动器。从使 用效果来说，安装在驱动桥内布置的方式最为理想。 2.2.2 2 履带式工程机械驱动桥履带式工程机械驱动桥 目前，国内履带驱动工程机械后桥普遍采用单功率流的转向离合器和制动器结 构，使车辆左右转向只有一个规定转向半径，其余转向半径均借助于摩擦元件的打滑 来实现，既造成了严重的功率损失， 使转向性能变差， 又降低了摩擦元件的使用寿命。 为了提高转向性能，减少功率损失，国外一些类似产品采用了动力差速式转向机构 5。此种机构的特点是发动机功率大部分经过变速系统输入中央主传动，另一部分 功率经过转向液压泵、马达输入第 1 行星排的齿圈。采用动力差速式转向机构应保证 当马达速度等于零时，左右输出的速度相等，以保证车辆良好的直线行使性能；当中 央主传动速度等于零时，装上液压马达驱动使左右输出速度相等但方向相反，使车辆 可围绕其中心实现原位转向。由于液压马达速度的无级变速和可实现双向旋转，实现 了左右输出速度差的无级精确控制，使车辆转向半径实现无级变化，转向平稳，极大 地改善了转向性能，实现了无功率损失，因此，采用动力差速式转向机构是提高国内 履带式工程机械后桥性能的最有效途径之一6。目前履带式工程机械后桥没有专业 生产厂家，多是由工程机械主机生产厂家自行生产。 驱动桥处于动力传动系的末端，其基本功能是：将万向传动装置传来的 发动机转矩通过主减速胎、差速器、半轴等传到驱动车轮，实现降速增大转矩； 通过主减速器圆锥齿轮副改变转矩的传递方向； 通过差速器实现两侧车轮 差速作用，保证内、外侧车轮以不同转速转向7。 此次设计主要是设计破碎机的驱动桥和驱动轮，由于破碎机工作的要求， 选用轮胎式工程机械驱动桥，而且设计必须满足一定的强度及抗震性。 三、设计（研究）的重点与难点，拟采用的途径（研究手段） ： 驱动桥结构设计重点分析： 1.驱动桥的结构设计 2.差数器的强度 重点解决方案： 1.在制动方面要满足制动间隙的自动调正，制动防跑偏、防侧滑；制动不疲软、不僵 硬、不啸叫；制动力矩大、制动距离小；摩擦片耐磨、寿命长；制动真空助力及制动 缓速装置等。 2.差数器齿轮的模数要满足破碎机功率的要求。 设计难点分析: 驱动桥结构设计难点分析 1.驱动桥总体强度要求高 难点解决方案 1.对驱动桥本身的结构设计要求减轻自重，增加刚性，提高传动效率，改善密封性能。 2.在整车总体布置上要满足发动机前置或后置的要求；车桥的轮距和簧距在一定范围 内可调的。 四、设计（研究）进度计划： 1. 调研、收集资料、外文翻译、开题报告（第一、二、三周） 2. 方案确定（第四、五周） 3. 设计计算（第六、七周） 4. 结构设计（第八、九周） 5. 总装图（第十、十一周） 6. 零部件图（第十二、十三、十四周） 7. 撰写设计说明书（第十五周） 8. 设计总结、整理设计资料、准备答辩（第十六周） 9. 答辩（第十七周） 五、参考文献： 1 洪晓先.汽车工业的发展及汽车铸件生产的方向.现代铸件J,2006.04 2 周萼秋主编. 现代工程机械技术.长沙:国防科技大学出版社,1997 3 寺野寿郎著.姜文炳译.机械系统设计M.北京:机械工业出版社，1983 4 张利平编著.液压传动系统及设计M.北京: 化学工业出版社，2005 5 李仁光编著.汽车构造.北京：人民交通出版社，1997 6 唐经世主编.工程机械底盘学M.成都:西南交通大学出版社，2002 7 刘志峰等编著.绿色设计M.北京: 机械工业出版社，1999 8 吴宗泽编著.机械结构设计M.北京:机械工业出版社，1998 9 路甬祥主编.液压气动技