轮式装载机驱动桥构造及原理简介

装载机的结构原理装载机的结构原理-制动系统目前国产ZL50型机主导产品的制动系统多数为带紧急制动的制动系统，柳工第二代产品ZL50C的制动系统为这种系统的典型代表。

图13为柳工ZL50C型机制系统结构示意图。

该系统具有行车制动、停车制动及国际流的紧急制动系统。

停车制动与紧急制动共用，因紧急制动具有4种功能：（1）停车制动；（2）起步时保护制动作用。

气压未达到允许起步气压时，停车制动起作用，且挂下不挡；（3）行车时气路发生故障起安全保护制动作用。

当制动系统气路出了故障。

降到允许行车气压时，紧急制动会自动刹车，同时变速器会自动挂空挡；（4）紧钯制动。

当行车制动出了故障时可选用该系统实施紧急制动，而代替行车制动起作用。

这也是紧急制动名称的由来。

因此，具有紧急制动系统的柳工ZL50C型机制动安全可靠性是最好。

成工目前的ZL50B型机、徐装的ZL50E型机都采用了这样的制动系统。

稍有不同的是成工与徐装的在空气罐与紧急和停车制动阀之间加有快放阀。

柳工以前的ZL50型机制动系统中也有快放阀，实践证明无必要，柳工将该阀取消了。

还有一点不同的是成工的行车制动是双踏板，柳工及徐装的均为单踏板。

另外徐装的紧急和停车制动控制阀为电磁阀，柳工与成工的均为气阀。

如图14所示，目前还有部位产品的制动系统为双管路行车制动。

该系统与图13所示的系统相比，其行车制动部分从空气罐开始多了一路，结构元件组成基本上差不多。

该系统没有紧急制动部分，但有手柄带软轴直接操纵停车制动器的停车制动。

这种制动系统比普通的不带紧急制动的单管路制动系统制动可靠性、安全性要高，但比带紧急制动的制动系统差一些。

因此，今后带紧急制动的制动系统应用会更加广泛。

目前，山工的ZL500D型机、常林的ZLM50E型机都是用的这种系统。

山工的双管路制动阀为双腔并联式，常林的为双腔串联式。

另外，山工的在图中的序号10不是批三通接头。

而是采用的双回路保险阀，这样的双管路体现得更充分。

轮式装载机归运土运输机械类，普遍用来矿山、修筑、铁道、海港、水电和公路等建筑工事的一种工程机器；轮式装载机是当代机器化工程运输中不可或缺的车辆之一，该设备的优点是效率高、作业速度快、机动性强、操作简便等优点，能够加速工程建设的进度，削弱工作的强度，提升施工质量，减低低施工的成本都施展着十分重要的作用；因此，最近几年来，无论是境内或者海外，装载机质量得到了迅速地提升，已为施工车辆的核心产物；随着重型工业发展的需求，海外已经不停出现创新大输出、载重大的轮式装载机发展趋向。

轮式装载机的传动系统是将发动机的动能和转速传递给装载机的的驱动轴和驱动轮。

发动机输出的牵引力经过车辆的离合器、变速器、传动轴等部件输出给装载机的车轴，再通过车辆的驱动桥来带动正常行驶。

因此，一般情况下轮式装载机传动系统的好坏往往决定了它的性能。

实验证明当输入到驱动轴车轮上的牵引力能够克服装载机外部阻力的时候，轮式装载机才能正常地启动、驾驶和作业，通过查询资料可知，就算装载机以均匀地低速行驶在平直的路面上时，也要克服大约相当于装载机自身总重量百分之一点五的滚动阻力。

当我们假设将驱动车轮与自身的发动机直接相连接时，此时装载机的速度将达到每小时数百公里，但是这么高的速度既不实际也很不安全，所以这是不可能真正实现的，反之若果装载机受到的牵引力无法克服外部作用于其上的阻力时候，装载机根本无法正常启动。

所以我们为了解决上述问题，须使装载机车辆具备增加扭矩并降低其运行的速度功能，即将车辆的驱动轮得到的转速减低为发动机转速的好多分之一，而相应地装载机车轮将得到的扭矩会增加到发动机扭矩的若干倍。

这就是驱动桥所需要来实现的作用。

由以上所述我们知道装载机驱动桥既要有一定的传动比，又要能够承受车轮和车身所传递的各种作用力，同时因为车桥位于两个轮胎之间，离地间隙有一定的限制，所以为了保证装载机能够适应恶劣的工作环境，具有较好得地面通过性能，车桥的结构不能过大。

5吨装载机传动系统工作原理总述：常规5吨轮式装载机传动系统由液力变矩器、变速箱、前后传动轴以及前后驱动桥等零部件组成。

装载机工作时，动力由柴油机的飞轮传给液力变矩器，再经液力变矩器将动力传给变速箱，并通过变速箱上的前后输出法兰，将变速箱输出的动力经前后传动轴分别传给前后驱动桥，以驱动车轮前进。

传动轴传来的动力经驱动桥的主动锥齿轮传给螺旋伞齿轮，再经过差速器、半轴齿轮及半轴传给轮边减速器的太阳轮。

轮边减速器采用齿圈固连在驱动桥壳上的行星减速方式。

从半轴齿轮传至太阳轮的动力经过行星减速机构减速后传给行星架，因为行星架是和车轮的轮毂连结在一起的，所以能将动力传给驱动轮。

驱动轮在传来的力矩作用下，除克服本身的滚动阻力外，还对地面产生推力。

此时，由于地面受到驱动轮的推力作用，便对驱动轮产生一个反作用力，就在这个反作用力的作用下推动装载机行走。

1.液力变矩器通常5吨装载机液力变矩器采用单级、两相、四元件的结构型式。

液力变矩器的一、二级涡轮输出的动力分别通过与它们啮合的一级输入齿轮和二级输入齿轮将转矩传给变速箱的超越离合器，并由超越离合器中的中间输入轴传给变速箱内的太阳轮。

当倒档离合器结合时，右行星排不工作，左行星排工作。

此时，倒档行星架被固定，太阳轮为输入，齿圈为输出。

当Ⅰ档离合器结合时，左行星排不工作，右行星排工作。

此时，I 档齿圈被固定，太阳轮为输人，行星架为输出。

Ⅱ档离合器结合时，超越离合器的中间输入轴的动力直接经太阳轮传给Ⅱ档离合器输人轴，由于Ⅱ档离合器的结合，Ⅱ档离合器输入轴的动力便传给Ⅰ档受压盘。

在变矩器上设有分动齿轮，柴油机输出的动力直接经分动齿轮传给变速箱上的齿轮油泵。

2.倒档当变速操纵阀的阀杆置于倒档位置时，压力油从变速操纵阀进入变速箱箱体上的倒档进油孔，流人倒档油缸（在变速箱体上），推动倒档活塞右移，使倒挡的主动摩擦片与固定在箱体上的从动摩擦片压合。

由于主动摩擦片套在行星架上，与行星架连接，而从动片与固定在箱体上的隔离架连接，因此，行星架被固定，从太阳轮传来的动力经行星轮从倒档内齿圈输出。

驱动桥的工作原理驱动桥处于动力传动系的末端，其基本功能有如下三个方面：1、增大由传动轴或变速器传来的转矩，并将动力传到驱动轮，产生牵引力。

2、通过差速器将动力合理的分配给左、右驱动轮，使左右驱动轮有合理的转速差，使汽车在不同路况下行驶。

3、承受作用于路面和车架或车身之间的垂直力、纵向力和横向力。

驱动桥的组成：驱动桥一般由主减速器、差速器、车轮传动装置和驱动桥壳等组成。

1-后桥壳；2-差速器壳；3-差速器行星齿轮；4-差速器半轴齿轮；5-半轴；6-主减速器从动齿轮；7-主减速器主动锥齿轮对一些载重较大的载重汽车，要求较大的减速比，用单级主减速器传动，则从动齿轮的直径就必须增大，会影响驱动桥的离地间隙，所以采用两次减速。

通常称为双级减速器。

双级减速器有两组减速齿轮，实现两次减速增扭。

A、在主减速器内完成双级减速为提高锥形齿轮副的啮合平稳性和强度，第一级减速齿轮副是螺旋锥齿轮。

二级齿轮副是斜齿圆柱齿轮。

主动圆锥齿轮旋转，带动从动圆银齿轮旋转，从而完成一级减速。

第二级减速的主动圆柱齿轮与从动圆锥齿轮同轴而一起旋转，并带动从动圆柱齿轮旋转，进行第二级减速。

因从动圆柱齿轮安装于差速器外壳上，所以，当从动圆柱齿轮转动时，通过差速器和半轴即驱动车轮转动B、轮边减速：将二级减速器设计在轮毂中，其结构是半轴的末端是小直径的外齿轮，周围有一组行星齿轮（一般5个），轮毂内有齿包围这组行星齿轮，以达到减速驱动的目的。

优点：a、由于半轴在轮边减速器之前，所承受扭矩减小，减速性能更好（驱动力加大）；b、半轴、差速器等尺寸减小，车辆通过性能提高。

缺点：a、结构庞大，本钱增加。

b、载质量大、平顺性小（故只用于重型车）。

差速器差速器用以毗连左右半轴，可以使两侧车轮以不同角速度旋转同时传递扭矩。

保证车轮的正常转动。

目前国产轿车及别的类汽车基本都采用了对称式锥齿轮普通差速器。

对称式锥齿轮差速器由行星齿轮、半轴齿轮、行星齿轮轴（十字轴或一根直销轴）和差速器壳等组成。

工程机械课程设计指导书轮式装载机驱动桥设计长沙学院1.绪论1.1装载机概述装载机（Loader）是一种往车辆或其他设备装载散状物料的自行式装卸机械。

装载机也可进行轻度的铲掘工作，通过换装相应的工作装置，还可进行推土、起重、装卸木料及钢管等作业。

广泛应用于建筑、铁路、公路、水电、港口、矿山、农田基本建设及国防等工程中。

它具有作业速度快、效率高、操作轻便等优点，故其对加快工程建设速度、减轻劳动强度、提高工程质量、降低工程成本有着重要的作用。

装载机种类很多，根据发动机功率可分为小型（功率小于 74千瓦）、中型（功率在74〜147千瓦间）、大型（功率在147〜515千瓦间）和特大型（功率大于 515千瓦）装载机4种。

根据行走系结构可分为轮胎式和履带式两种。

其中轮胎式装载机按其车架结构型式和转向方式又可分为铰接车架折腰转向、整体车架偏转车轮和差速转向装载机3种。

根据卸载方式可分为前卸式（前端式）装载机和回转式装载机两种。

根据作业过程的特点可分为间歇作业式（如单斗装载机）和连续动作式（如螺旋式、圆盘式、转筒式等）装载机。

装载机装载物料时，其技术经济指标在很大程度上取决于作业方式。

常见的作业方式有I形作业法、V形作业法和L形作业法等⑴。

1.1.1轮式装载机的总体构造轮胎式装载机是由动力装置、车架、行走装置、传动系统、转向系统、制动系统、液压系统和工作装置等组成。

轮胎式装载机的动力是柴油发动机，大多采用液力变矩器动力、换挡变速箱的液力机械传动形式（小型转载机有的采用液压传动或机械传动），液压操纵、铰接式车体转向、双桥驱动、宽基低压轮胎，工作装置多采用反转连杆机构等。

1.1.2传动系统装载机的传动有机械传动与液力机械传动两种方式。

机械传动结构简单，但传动系统扭振和冲击载荷较大，影响使用寿命。

液力机械传动，能吸收冲击载荷，提高使用寿命，自动适应外界阻力的变化，改善装载机的使用性能。

因此，大中型轮胎式装载机多采用液力机械传动。

驱动桥主要功能是将传动轴传来的转矩传给驱动轮，使变速箱输出的转速降低、转矩增大，并使两边车轮具有差速功能。

此外，驱动桥桥壳还起到承重和传力的作用。

一、驱动桥的结构驱动桥主要由桥壳、主传动器（包括差速器）、半轴、轮边减速器等组成。

其结构如图1所示：驱动桥安装在车架上，承受车架传来的载荷并将其传递到车轮上。

驱动桥的桥壳又是主传动器、半轴、轮边减速器等的安装支承体。

二、主传动器的构造主传动器的功用是将变速箱传来传动再一次降低转速、增大转矩，并将输入轴的旋转轴线改变900后，经差速器、半轴传给轮边减速器。

主传动器的结构如图2所示：主传动器主要由差速器和一对由螺旋锥齿轮组成的主减速器构成。

主动螺旋锥齿轮和从动螺旋锥齿轮之间，必须有正确的相对位置才能使两齿轮啮合后传动的冲击噪声较轻，而且使轮齿沿其长度方向磨损较均匀。

为此，在结构上一方面要使主动和从动螺旋锥齿轮有足够的支承刚度，使其在传动过程中不至于发生较大变形而影响正常啮合；另一方面，应有必要的啮合调整装置图二、主传动器为了保证主动螺旋锥齿轮有足够的支承刚度，将主动螺旋锥齿轮与轴制成一体，其前端支承在互相贴近而小端相向的两个圆锥滚子轴承上，后端支承在圆柱滚子轴承上，形成跨置式支承。

环状的从动锥齿轮用螺栓固定在差速器右壳的凸缘上。

而差速器壳则用两个圆锥滚子轴承支承在托架两端的座孔中。

为了保证从动锥齿轮有足够的支承刚度，在从动螺旋锥齿轮的背面，装有止推螺栓以限制从动螺旋锥齿轮的变形量，防止从动螺旋锥齿轮因过度变形而影响正常工作。

在装配和调试过程中应当注意：从动螺旋锥齿轮的背面和止推螺栓末端的间隙一般应调整至0.25~0.40毫米之间。

为了调整圆锥滚子轴承的预紧度，在轴承内座圈之间的隔套的一端装有调整垫片。

如果发现过紧则增加垫片的总厚度；反之，则减少垫片的总厚度。

圆锥滚子轴承的预紧转矩值可通过测量主动锥齿轮的旋转转矩获得。

一般地其旋转转矩为1.5~2.6N.m。

轮式装载机工作原理简明分析轮式装载机整机主要有动力系统、传动系统、工作装置、工作液压系统、转向液压系统、车架、操作系统、制动系统、电气系统、驾驶室、覆盖件、空调系统等构成。

下面对前五个系统工作原理进行详细的介绍。

一、动力系统装载机的动力系统由动力源柴油机以及保证柴油机正常运转的附属系统组成，主要包括柴油机、燃油箱、油门操纵总成、冷却系统、燃油管路等。

柴油机通过双变驱动传动系统完成正常的行走功能；通过驱动工作液压系统带动工作装置完成铲运、提升、翻斗等工作动作；通过驱动转向液压系统，偏转车架，完成转向动作。

二、传动系统传动系统由变矩器、变速箱、传动轴、前、后驱动桥和车轮等组成。

通过传动系统自动调节输出的扭矩和转速，装载机就可以根据道路状况和阻力大小自动变更速度和牵力，以适应不断变化的各种工况。

挂档后，从起步到该档的最大速度之间可以自动无级变速，起步平稳，加速性能好。

遇有坡度或突然的道路障碍，无须换档而能够自动减速增大牵引力并以任意小的速度行驶，越过障碍。

外阻力减小后，又能很快地自动增速以提高作业率。

当铲削物料时，能以较大的速度切入料堆并随着阻力增大而自动减速提高轮边牵引力以保证切入。

转向先导泵先导泵工作泵图1 传动系统简图发动机输出的动力经过液力变矩器传递给变速箱，经过变速箱的变速将特定转速通过传动轴驱动前后桥和车轮转动达到以一定速度行走的功能。

三、工作装置装载机的工作装置由铲斗、动臂、摇臂、拉杆四大部件组成。

动臂为单板结构，后端支承于前车架上，前端连着铲斗，中部与动臂油缸连接。

当动臂油缸伸缩时，使动臂绕其后端销轴转动，实现铲斗提升或下降。

摇臂为单摇臂机构，中部与动臂连接，当转斗油缸伸缩时，使摇臂绕其中间支承点转动，并通过拉杆使铲斗上转或下翻。

四、工作液压系统工作装置液压系统的基本组成及工作原理见图2及图3。

图2 工作装置液压系统的基本组成图3 工作装置液压系统原理图装载机工作液压系统主要由工作泵、分配阀（分配阀由安全阀、转斗滑阀、转斗大腔双作用安全阀、转斗小腔安全阀、动臂滑阀等集成）、转斗油缸、动臂油缸、油箱等组成。

轮式装载机工作原理轮式装载机是一种多功能的土方工程机械，主要用于土方工程、道路施工以及装卸物料等工作。

它采用轮式驱动，具备强大的动力，操作简便，灵活性高。

1. 发动机：轮式装载机配备有内燃机，通常采用柴油发动机。

发动机产生的动力通过传动系统传输到驱动轮上，驱动装载机前进、后退和转向。

2. 传动系统：传动系统由液力变矩器、离合器、变速器和传动轴组成。

液力变矩器通过流体动力传递发动机的动力，使装载机能够平稳启动和变速。

离合器用于连接和分离发动机和变速器之间的动力传输。

变速器根据工作条件和需求选择合适的前进挡位。

传动轴将动力传输到前后驱动轴。

3. 驱动装置：轮式装载机采用四轮驱动或前后轮驱动，其中前轮驱动方式较为常见。

驱动轴通过差速器将动力分配到左右两个驱动轮，实现装载机的前进和后退。

4. 操纵系统：装载机的操纵系统包括方向盘、操纵杆和脚踏板等部件。

方向盘用于控制装载机的转向，操纵杆用于操作装载斗的升降、倾斜等功能，脚踏板用于控制加速、刹车等。

5. 装载斗：装载机的装载斗安装在前端，用于装卸和搬运物料。

装载斗可以升降和倾斜，便于装载和卸载不同类型的物料。

6. 液压系统：液压系统驱动装载斗的升降和倾斜。

通过液压泵将液压油压力传输到油缸，实现装载斗的运动。

7. 制动系统：装载机配备有制动系统，用于控制装载机的车速和停止。

制动器通过踏板控制，将液压油传输到制动器，实现制动操作。

轮式装载机通过发动机的动力驱动传动系统和驱动装置，控制操纵系统实现前进、后退、转向等功能。

液压系统驱动装载斗进行升降和倾斜，实现装载和卸载作业。

制动系统用于控制装载机的车速和停止。

通过各个系统的协调工作，轮式装载机能够高效、准确地完成各种工程任务。

轮式装载机工作原理简明分析轮式装载机整机主要有动力系统、传动系统、工作装置、工作液压系统、转向液压系统、车架、操作系统、制动系统、电气系统、驾驶室、覆盖件、空调系统等构成。

下面对前五个系统工作原理进行详细的介绍。

一、动力系统装载机的动力系统由动力源柴油机以及保证柴油机正常运转的附属系统组成，主要包括柴油机、燃油箱、油门操纵总成、冷却系统、燃油管路等。

柴油机通过双变驱动传动系统完成正常的行走功能；通过驱动工作液压系统带动工作装置完成铲运、提升、翻斗等工作动作；通过驱动转向液压系统，偏转车架，完成转向动作。

二、传动系统传动系统由变矩器、变速箱、传动轴、前、后驱动桥和车轮等组成。

通过传动系统自动调节输出的扭矩和转速，装载机就可以根据道路状况和阻力大小自动变更速度和牵力，以适应不断变化的各种工况。

挂档后，从起步到该档的最大速度之间可以自动无级变速，起步平稳，加速性能好。

遇有坡度或突然的道路障碍，无须换档而能够自动减速增大牵引力并以任意小的速度行驶，越过障碍。

外阻力减小后，又能很快地自动增速以提高作业率。

当铲削物料时，能以较大的速度切入料堆并随着阻力增大而自动减速提高轮边牵引力以保证切入。

转向先导泵先导泵工作泵图1 传动系统简图发动机输出的动力经过液力变矩器传递给变速箱，经过变速箱的变速将特定转速通过传动轴驱动前后桥和车轮转动达到以一定速度行走的功能。

三、工作装置装载机的工作装置由铲斗、动臂、摇臂、拉杆四大部件组成。

动臂为单板结构，后端支承于前车架上，前端连着铲斗，中部与动臂油缸连接。

当动臂油缸伸缩时，使动臂绕其后端销轴转动，实现铲斗提升或下降。

摇臂为单摇臂机构，中部与动臂连接，当转斗油缸伸缩时，使摇臂绕其中间支承点转动，并通过拉杆使铲斗上转或下翻。

四、工作液压系统工作装置液压系统的基本组成及工作原理见图2及图3。

图2 工作装置液压系统的基本组成图3 工作装置液压系统原理图装载机工作液压系统主要由工作泵、分配阀（分配阀由安全阀、转斗滑阀、转斗大腔双作用安全阀、转斗小腔安全阀、动臂滑阀等集成）、转斗油缸、动臂油缸、油箱等组成。