【論文摘要】通過對輪......



【論文摘要】通過對輪式裝載機驅動橋殼幾種焊接結構和工節特點對比分析，介紹了驅動橋受力狀況應力分布和計算，探討了零部件的合理設

計，從而確定驅動橋殼的最優設計方案。
驅動橋是輪式裝載機傳動系統的重要部件之一，而橋殼又是組成驅橋最關鍵的零件。
1 早期的驅動橋殼結構
早期的裝載機驅運輸動橋結構如圖1所示。橋殼5和支承軸2通過螺栓連接，同時橋殼法蘭還為連接板，安裝行車制動器。橋殼和支承軸因

較大的法蘭盤而使其重量大、加工量大、因而加工成本高。橋殼鑄件在法蘭與圓截面的交接處，因為壁厚不均勻，使得金屬液冷卻固化速度不
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一致，兩端大法塵阻礙殼體的自由收縮，幫在圓角過度處易形成鑄造缺陷，從而極大地影響橋殼的強度。使用過程中，有從該處斷裂的實例。

受結構及使用限制，鑄造缺陷無法從根本上解決，造成質量不穩定。因此，根據零件的合理設計原則，對具有橫截面尺寸突變或形狀復雜的構

件，應設法改用簡單的組合或焊接。
1.輪邊減不速器2.支承軸3.制動器4.制動器連板
5.橋殼6.主傳動總成
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2 焊接方案及工藝特點
用焊接的方式把橋殼，支承軸，制動器連接板2a、b同一類第一、第二方案；圖2c為第二類，以制動器連接板為孔，橋殼、支承軸為軸的

焊接形式；圖2d為第三類，以橋殼為軸，支承軸為孔的焊接形式。
1.橋殼 2.支承軸 3.制動器連接板
(a)第一方案 (b)第二方案 (c)第三方案 (d)第四方案
第一方案、第二方案均以橋殼為孔，支承軸為軸，配合定位后用角焊縫或U形焊縫焊接，制動器連接板以角焊縫焊于橋殼上。該方案簡化

了我廠早期驅動橋殼復雜笨重的結構，使鑄鍛件結構簡單，易澆鑄，易加工，成本低。軸、孔之間用緊配合定位，改善了單純由焊縫承受力矩

的受力狀況。這兩種方案的區別在于軸，孔之間焊縫的焊接形成。前者為角焊縫焊接形式，加工工藝簡單；后者為U形坡口焊縫形式，其坡口

焊接有足夠的疊合面，焊接牢固，且熔深大，熔敷效率高。焊接處面積較小，可避免熱量過多流失，保證焊接質量。其焊縫的承載能力較角焊

縫增大冼多。從焊接工藝分析，第一方案較第二方案更合理。故其余方案中軸、孔之間焊接均采用U形坡口。
第三方案（圖2c）是橋殼、支承軸均為軸，分別與制動器連接板用U形坡口。軸、孔之間用緊配合。該方案軸、孔之間緊配合。用熱裝配

的方法裝配時，制動器連接板的體積小，易加熱，便于裝配。但與此同時驅動橋橋殼的精度取決于三個零件，必然使累積誤差增大。要獲得同

樣的精度，勢必要提高零件的加工精度。承載焊縫兩條，連接三個零件，加工復雜，成本高，受力狀況不好，承載能力減弱。對制動器連接板

與橋之間的焊縫不利。
第四方案（圖2d）以支承軸為孔，橋殼為軸，U形焊縫連接，制動盤以角焊縫焊于支承軸上。該方案具有第一方案的優點，又無第三方案結

構和工藝上的弊病，是一咱較為理想的方案。
由此可見，第一、第四種為優選方案。
3 驅動橋受力狀況與應力分布
驅動橋受力狀況簡圖及彎矩圖見圖3。
由受力簡圖呆以看出，從輪胎中心到安裝座與車架連接處，其合成應力是逐步增大的。
所以，根據其受力特點，也要求橋殼截面的模數隨之增大。
第一方案（圖2a）中，焊縫左右側均為圓環截面，設左側為A—A截面，右側面為B—B截面。
截面模數W=(π(D4-d4))/32D,因直徑D1=D2，d1WB，合成應力δ=M/W，焊縫左右側WA≈WB，故δA<δB。
從圖3彎矩圖也可以撲看出其合成應力δA<δB。
由此可看出，截面模數隨著合成應力的逐步增大而變小，其截面面積的變化與橋殼受力變化及合成應力并不相符。強度負荷的薄弱環節之

一，即危險截面是橋殼B截面。根據ZL50C裝載機具體數據，按裝載機以最大水增力鏟掘，翻斗受阻后，后輪離開地面工況較惡劣，經計算驅動

橋橋殼危險截面B截面的合成應力為：δA=182N/mm2。
第四方案（圖2d）中，焊縫左側為圓環截面，設左側面為A—A截面，直徑D1，d1，截面模數W=(π(D4-d4))/32D。
焊縫右側為圓環截面逐步過渡成橢圓形截面，橢圓形環截面呈放射形逐步增大，設右側面為B—B截面，以圓環截央與左側比較，因直徑

D1=D2，d1WB，合成應力δ=M/W，焊縫左右側WA≈WB，故δA<δB。
從圖3彎矩圖也可以看出其合成應力δA<δB。
由此可以看出，其截面積的變化與橋殼受力變化及合成應力的逐步增大，其截面積的變化與橋殼受力變化及合成應力特點相符。強度負荷

的薄弱環節為，由橋殼受力變化及合成應力特點相符。強度負荷的薄弱環節為，由橋殼移到鍛件支承軸截面A—A上，用上面同樣工況和同樣數

據計算得支承A—A截面有合成應力為δA=169.62N/mm2。
與第一方案比較，同樣是危險截面而其合成應力卻較小，故安全系數大。
綜上所述，兩種方案比較，第四種方案的結構設計符合橋軸的受力特點，其截面面積隨著合成應力的逐步提高而加大，且焊縫左右側直徑

較第一方案的直徑要大，強度會相應介高，安全系數較高，故第四方案為優選方案。