1 改進(jìn)原因

2018 年下半年，某型號(hào)裝載機(jī)驅(qū)動(dòng)橋出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題的反饋共 142 起。其中，前驅(qū)動(dòng)橋主減速器、差速器和輪邊減速器斷齒、油封漏油故障較多，占故障反饋的77%。由此可見(jiàn)，前橋內(nèi)部齒輪質(zhì)量的提升，對(duì)提升該系列裝載機(jī)可靠性具有決定作用。

2 改進(jìn)目標(biāo)

為了取得良好的改進(jìn)效果，我們開(kāi)發(fā)出一款適應(yīng)裝載機(jī)重載及各種復(fù)雜工況的加強(qiáng)型驅(qū)動(dòng)橋，以增強(qiáng)可靠性。開(kāi)發(fā)前制定了改進(jìn)目標(biāo)，主要體現(xiàn)在以下 5 個(gè)方面：一是以現(xiàn)有裝載機(jī)前驅(qū)動(dòng)橋?yàn)榧夹g(shù)平臺(tái)，總速比及外部聯(lián)接尺寸與現(xiàn)有驅(qū)動(dòng)橋相同；二是進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，盡可能少的增加零部件，使每個(gè)驅(qū)動(dòng)橋增加的成本不高于 2500 元 / 臺(tái)；三是只針對(duì)其質(zhì)量問(wèn)題反饋頻次較高的薄弱元件進(jìn)行有針對(duì)性的改進(jìn)；四是改進(jìn)的零部件與現(xiàn)有部件要能夠互換、通用；五是設(shè)計(jì)強(qiáng)度較現(xiàn)有驅(qū)動(dòng)橋增強(qiáng) 15%，B10 壽命不低于 3500h，故障率小于 10%（即 B10 壽命）。

3 改進(jìn)方法

3.1 主減速器齒輪

將主減速器螺旋錐齒輪大端模數(shù)增大 0.18mm，齒寬增加 4mm，以提升螺旋錐齒輪抗彎強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度。輪齒的制造方式由格里森“漸縮齒”改為克林根貝格“等高齒”，

改進(jìn)前后的齒輪形式對(duì)比如圖 1 所示。

經(jīng)仿真軟件校核，同型號(hào)等高齒主動(dòng)傘齒輪抗彎強(qiáng)度可提高 10%，從動(dòng)傘齒輪抗彎強(qiáng)度提高 14%，齒面接觸疲勞壽命提升 30%。

3.2 差速器齒輪

將差速器齒輪模數(shù)增大 1.7mm，齒形由漸開(kāi)線齒輪改為雙圓弧齒輪。雙圓弧齒輪主要性能特點(diǎn)是承載能力大，這種傳動(dòng)技術(shù)經(jīng)過(guò)數(shù)年的發(fā)展已經(jīng)成熟，在各種機(jī)械設(shè)備得到廣泛應(yīng)用。改進(jìn)后的雙圓弧齒輪強(qiáng)度提升 40%~50%。改進(jìn)前后的差速器齒輪對(duì)比如圖 2 所示。

3.3 輪邊減速器

增加輪邊減速器齒輪的齒寬，并將太陽(yáng)輪材料升級(jí)至20CrNiMoH，力學(xué)性能符合 SAE8620H 標(biāo)準(zhǔn)，具有優(yōu)異的耐磨損、耐沖擊性能。提高太陽(yáng)輪、行星輪的制造工藝水平，采用磨齒工藝，精度等級(jí)穩(wěn)定控制在 8 級(jí)，減少出現(xiàn)裂紋的概率。

3.4 半軸

半軸的材料由 40Cr 升級(jí)為 42CrMo。原半軸整體直徑是相同的，改進(jìn)后鍛造半軸時(shí)采用兩端墩粗工藝，制成中間細(xì)、兩端粗的結(jié)構(gòu)。該改進(jìn)可以減少半軸的共振，緩沖對(duì)輪邊減速器太陽(yáng)輪和差速器齒輪的沖擊，在裝載機(jī)極端過(guò)載工況下可以保護(hù)主減速器和輪邊減速器，免受較大的彎矩。

4 改進(jìn)效果

裝載機(jī)驅(qū)動(dòng)橋按上述方法改進(jìn)后已經(jīng)批量生產(chǎn)，并應(yīng)用到我公司產(chǎn)裝載機(jī)中，改進(jìn)效果顯著，提高了驅(qū)動(dòng)橋的可靠性和使用壽命，能適應(yīng)更加惡劣的工況，改進(jìn)后的主減速器齒輪組、差速器齒輪組、輪邊減速器齒輪組能夠與現(xiàn)有驅(qū)動(dòng)橋的零部件成套互換，方便客戶維修。以上改進(jìn)效果反映良好，達(dá)到了改進(jìn)目標(biāo)，取得了預(yù)期的效果。

來(lái)源《工程機(jī)械與維修》2019年第四期