張里麗　丁平芳　郭彬

1　改進原因

2018年下半年，某型號裝載機驅動橋出現(xiàn)質量問題的反饋共142起。其中，前驅動橋主減速器、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，前橋內(nèi)部齒輪質量的提升，對提升該系列裝載機可靠性具有決定作用。

2　改進目標

為了取得良好的改進效果，我們開發(fā)出一款適應裝載機重載及各種復雜工況的加強型驅動橋，以增強可靠性。開發(fā)前制定了改進目標，主要體現(xiàn)在以下5個方面：一是以現(xiàn)有裝載機前驅動橋為技術平臺，總速比及外部聯(lián)接尺寸與現(xiàn)有驅動橋相同；二是進行模塊化設計，盡可能少的增加零部件，使每個驅動橋增加的成本不高于2500元/臺；三是只針對其質量問題反饋頻次較高的薄弱元件進行有針對性的改進；四是改進的零部件與現(xiàn)有部件要能夠互換、通用；五是設計強度較現(xiàn)有驅動橋增強15%，B10壽命不低于3500h，故障率小于10%（即B10壽命）。

3　改進方法

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度和疲勞強度。輪齒的制造方式由格里森“漸縮齒”改為克林根貝格“等高齒”，

改進前后的齒輪形式對比如圖1所示。

經(jīng)仿真軟件校核，同型號等高齒主動傘齒輪抗彎強度可提高10%，從動傘齒輪抗彎強度提高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，齒形由漸開線齒輪改為雙圓弧齒輪。雙圓弧齒輪主要性能特點是承載能力大，這種傳動技術經(jīng)過數(shù)年的發(fā)展已經(jīng)成熟，在各種機械設備得到廣泛應用。改進后的雙圓弧齒輪強度提升40%~50%。改進前后的差速器齒輪對比如圖2所示。

3.3 輪邊減速器

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

3.4 半軸

半軸的材料由40Cr升級為42CrMo。原半軸整體直徑是相同的，改進后鍛造半軸時采用兩端墩粗工藝，制成中間細、兩端粗的結構。該改進可以減少半軸的共振，緩沖對輪邊減速器太陽輪和差速器齒輪的沖擊，在裝載機極端過載工況下可以保護主減速器和輪邊減速器，免受較大的彎矩。

4　改進效果

裝載機驅動橋按上述方法改進后已經(jīng)批量生產(chǎn)，并應用到我公司產(chǎn)裝載機中，改進效果顯著，提高了驅動橋的可靠性和使用壽命，能適應更加惡劣的工況，改進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)有驅動橋的零部件成套互換，方便客戶維修。以上改進效果反映良好，達到了改進目標，取得了預期的效果。

來源：《工程機械與維修》2019年第四期