ZL60装载机驱动桥总成结构分析研究

发布时间：2017-08-24 05:36

  本文关键词：ZL60装载机驱动桥总成结构分析研究

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【摘要】：装载机因其在作业中载重量大、效率高、机动性能好，已经成为工程建设中土石施工的主要机种之一。驱动桥总成是装载机的主要总成系统，也是装载机系统中故障率较高的总成部件，驱动桥故障约占装载机总故障的30%左右。桥壳是驱动桥的外壳，，也是驱动桥的承载结构。驱动桥壳承受桥荷作用，支撑装载机重量，而且还承受由车轮传递过来的各种作用力和力矩，这些作用力和力矩包括：引导车辆前进的牵引力（矩）、减速停车时的制动力（矩）、在倾斜和湿滑路面的侧向力等；驱动桥壳的动力传递特性，还影响到装载机整机的振动与舒适性，因此，需要对驱动桥壳进行强度、刚度和动态特性分析。主减速器是驱动桥传动的关键部分，起着减小转速、增大扭矩的重要作用。其核心部件螺旋锥齿轮在啮合过程中承受着交变载荷的周期作用，极易产生疲劳失效，因此，对主减速器实际工况载荷下的寿命预测成为驱动桥分析的重要工作。 本文课题来源于浙江省科技厅重大科技专项项目（2009C11111）“轮式装载机驱动桥关键技术研究与产业化”，以ZL60型轮式装载机湿式驱动桥为研究对象，对桥壳进行了有限元结构分析及主减速器寿命预测的研究。本文的重点是： 1)在Pro/ENGINEER中，结合驱动桥自身的几何特征和工作特点对其进行了简化，建立了几何模型。通过Hypermesh划分高质量的网格，然后导入Ansys建立了有限元模型。 2)对驱动桥壳进行受力分析，计算得到驱动桥壳在台架、侧滑工况、制动工况和牵引工况下的载荷；通过有限元分析得到驱动桥壳在各典型工况下的位移和应力场分布。 3)对驱动桥壳进行模态分析，获得驱动桥壳的固有频率和振型。结果显示驱动桥壳在典型工况下应力小于驱动桥壳材料的屈服极限，台架工况下的位移小于行业标准，固有频率有效地避开了激励频率，避免了与外界激励发生共振。ZL60型驱动桥壳强度和刚度达到设计标准。 4)采集了驱动桥主减速器的应变-时间历程，获得了主减速器典型工况载荷谱；搭建了驱动桥主减速器试验台，并编制了台架试验载荷谱进行了加速寿命试验，获得了主减速器的疲劳寿命；根据疲劳线性累积理论推导出主减速器台架试验的寿命和实际工况寿命之间的关系，得到驱动桥主减速器实际工况下的寿命。
【关键词】：驱动桥（壳） 主减速器 有限元 加速寿命试验 实测载荷谱 疲劳寿命
【学位授予单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH243
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目录7-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-13
• 1.2.1 驱动桥壳分析研究现状10-12
• 1.2.2 齿轮加速寿命试验及齿轮疲劳研究现状12-13
• 1.3 课题来源及主要研究内容13-14
• 第二章 驱动桥壳有限元模型14-21
• 2.1 几何模型15-17
• 2.1.1 PRO/ENGINEER软件介绍15-16
• 2.1.2 几何模型的简化16
• 2.1.3 几何模型的建立16-17
• 2.2 有限元模型17-20
• 2.2.1 网格的划分17-18
• 2.2.2 单元类型的选择18-19
• 2.2.3 材料属性的设置19
• 2.2.4 边界条件的添加19-20
• 2.3 本章小结20-21
• 第三章 驱动桥壳台架静力分析21-30
• 3.1 额定载荷的弯曲21-24
• 3.2 三倍桥荷垂直弯曲24-26
• 3.3 六倍桥荷垂直弯曲26-29
• 3.4 本章小结29-30
• 第四章 驱动桥壳典型工况分析30-41
• 4.1 驱动桥桥壳典型工况分析意义30
• 4.2 驱动桥典型工况有限元分析30-40
• 4.2.1 牵引工况30-33
• 4.2.2 制动工况33-36
• 4.2.3 侧滑工况36-40
• 4.3 本章小结40-41
• 第五章 驱动桥壳模态分析41-48
• 5.1 模态分析的理论基础41
• 5.2 有限元模态分析41-47
• 5.2.1 自由模态分析41-44
• 5.2.2 约束模态分析44-47
• 5.3 本章小结47-48
• 第六章 驱动桥主减速器疲劳寿命分析48-64
• 6.1 疲劳寿命的加速试验与预测48-51
• 6.1.1 疲劳寿命48-49
• 6.1.2 疲劳寿命加速试验49-51
• 6.2 主减速器实测工况试验51-57
• 6.3 主减速器台架寿命实验57-63
• 6.3.1 主减速器实验台组建57-60
• 6.3.2 主减速器台架实验60-63
• 6.4 本章小结63-64
• 第七章 总结与展望64-65
• 7.1 总结64
• 7.2 展望64-65
• 参考文献65-68
• 致谢68-69
• 攻读硕士学位期间参加的项目及发表的论文69

【参考文献】

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本文编号：729492