古冶KCH0302中置式收割机转向驱动桥

    KCH0302中置式收割机转向驱动桥是我公司经过长期的市场调研和技术攻关，以我公司前桥技术为支撑，借鉴吸收国外先进技术，根据国内收割机用户的各种需求，自主研制开发的一种适用于小麦、水稻等谷物收割机的转向驱动桥新产品。

    设计驱动桥时应当满足如下基本要求：

    1)选择适当的主减速比，以保证收割机在给定的条件下具有最佳的动力性和燃油经济性。

    2)外廓尺寸小，保证收割机具有足够的离地间隙，以满足通过性的要求。

    3)齿轮及其他传动件工作平稳，噪声小。

    4)在各种载荷及转速工况下有较高的传动效率。

    5)具有足够的强度和刚度，以承受和传递作用于路面和车架或车身间的各种力和力矩；在此条件下，尽可能降低质量，尤其是簧下质量，减少不平路面的冲击载荷，提高收割机的平顺性。

    6)与悬架导向机构运动协调。

    7)结构简单、维修方便，机件工艺性好，制造容易。

    我们根据上述原则设计了KCH0302中置收割机转向驱动桥。

1  主要参数

    KCH0302中置收割机转向驱动桥的主要性能参数如表1所示。

2  主要结构组成

    KCH0302中置式收割机转向驱动桥处于传动系的末端，其基本功用是增大由变速器传来的转矩，将转矩分配给左、右驱动车轮，并使左、右驱动轮具有收割机行驶运动学所要求的差速功能；同时该桥还要承受作用于路面和收割机车体的铅垂力、纵向力和横向力。

    该桥主要由桥壳、中央传动系统、末端传动系统和转向系统等组成，其基本结构如图1所示。

2.1  桥壳

    桥壳是收割机上的主要零件之一，起着支撑车体载荷的作用，并将载荷传给车轮，作用在驱动车轮上的牵引力、制动力、侧向力和垂向力也是经过桥壳传到悬架及车架或车厢上。因此桥壳既是承载件又是传力件，同时它又是主减速器、差速器及驱动车轮传动装置的外壳。

    在收割机行驶的过程中，桥壳承受繁重的载荷，设计时必须考虑在动载荷下，桥壳有足够的强度和刚度；在保证桥壳强度和刚度的前提下应力求减小桥壳的质量；桥壳还应结构简单、制造方便以利于降低成本；其结构还应保证主减速器的拆装、调整、维修和保养方便；在选择桥壳结构时，还应考虑车的类型，使用要求、制造条件、材料供应等。

    综合以上因素该桥采用分体式桥壳结构，即中央壳体，左、右半轴壳体。采用球墨铸铁铸造形式，桥壳设计成对称结构，半轴壳体上下加宽筋结构，矩形截面，中央壳体与半轴壳体长度接近于1:1．这样可提高桥的承载能力，得到理想的应力分布，强度及刚度均较好。中央壳体、半轴壳体模块化，通过改变中央壳体长度来实现不同轮辐距的变换，满足了用户不同的使用要求。

2.2  中央传动系统

    中央传动系统用来增加传动系的传动比，达到减速增扭的作用，通常还用来改变转矩的方向。主要由主减速器、差速器等组成。

    主减速器是收割机传动系中减小转速、增大扭矩的主要零部件，它是依靠齿数少的锥齿轮带动齿数多的锥齿轮。对发动机纵置的车型，其主减速器还利用锥齿轮传动以改变动力方向，由于收割机在各种道路上行驶时，其驱动轮上要求必须有一定的驱动力矩和转速，在动力向左右驱动轮分流的差速器之前设置一个主减速器后，便可使主减速器前面

的传动部件如万向传动装置等所传递的扭矩减小，从而可使其尺寸及质量减小、操纵省力。

    驱动桥中的主减速器和差速器设计应满足如下基本要求：

    1)所选择的主减速比应能保证车辆具有最佳的动力性和燃料经济性。

    2)外形尺寸要小，保证有必要的离地间隙；齿轮其他传动件工作平稳、噪音小。

    3)在各种转速和载荷下具有高的传动效率。

    4)在保证足够的强度、刚度条件下，应力求质量小，以改善车辆平稳性。

    5)结构简单，加工工艺性好，制造容易，拆装、调整方便。

    综合以上设计因素该设计主减速器采用格里森制螺旋锥齿轮副传动，齿轮副采用90。交角布置。由于轮齿端面重叠的影响，至少有两对以上的轮齿同时啮合，并且轮齿啮合时是逐渐由齿的一端连续而平稳地转向另一端，因此传动平稳，噪音和振动也很小。差速器采用对称式圆锥行星齿轮结构，保证驱动桥两侧车轮在阻力不等时以相应的不同转速旋转，从而满足行驶要求。并且采用大啮合角精锻锥齿轮，强度大大提高。

2.3末端传动系统

    末端传动的功能是进一步增加传动系的传动比，使收割机驱动轮获得所需的驱动力。末端传动通常采用两种形式：行星齿轮传动系和双锥齿轮传动系。由于行星齿轮最终传动结构紧凑，能够获得较大传动比，承载能力较强，因此该设计采用行星齿轮结构。行星轮系由一个太阳轮、3个行星轮，一个内齿圈组成。内齿圈靠齿圈支座支撑在转向节上，用锁紧螺母可靠锁紧。为使载荷在各行星齿轮上均匀分布，太阳轮采用浮动连接，靠行星轮的齿面支撑，使太阳轮能同时与各个行星轮良好地啮合。驱动轮毂直接与行星架相连接，省去了专用驱动轮轴，使半轴不承受弯矩，只传递扭矩，避免了驱动轮轴受力不良所带来的问题。由于行星轮系运转需要良好的润滑，因此末端的密封问题就显得尤其重要。轮毂油封采用分离式组合结构，可避免油封安装轴颈加工缺陷所造成的渗漏现象。并且轮毂轴承、油封，叉轴油封全部国产化，利于采购，降低成本。

2.4转向系统

    驱动桥的转向系统是使收割机实现转向功能的关键部件，它的性能好坏直接影响收割机的行驶安全性。该驱动桥采用偏置式双油缸，后置转向梯形结构型式，整个转向系统结构布置集中紧凑，同时使油缸活塞杆、横拉杆受力均匀合理，满足整机性能参数要求。

3技术特点

    1)该桥采用分体式桥壳结构，即中央壳体，左、右半轴壳体。桥壳设计成对称结构，半轴壳体上下加宽筋结构，矩形截面，中央与半轴壳体长度接近于1:1，这样可提高桥的承载能力，得到理想的应力分布，强度及刚度均较好。

    2)半轴壳体与中央壳体采用双头螺柱进行连接，优点在于：

    ①拆装方便。

    ②双头的螺柱使用寿命要比单头长。

    ③安装时可以起到定位的作用。

    ④双头螺柱为两头固定，连接牢固，普通螺栓一边固定，丝扣与螺栓的长度影响螺栓的固定。

    ⑤旋转平稳，精度高。

    3)半轴壳体设计充分考虑了加工方法，利用工艺连接件实现半轴壳体上线加工，合理利用资源，大大地降低了成本，提高了工作效率。

    4)桥壳采用分段式设计，半轴壳体模块化，通过改变中央壳体长度来实现不同轮辐距的变换，便于以后的变型配套。

    5)该桥标准化程度高，除了桥壳、传动轴和横拉杆，其余全部借用公司现有的零部件，大大地降低了成本。

    6)该桥在研发设计过程中采用最新“四化”设计理念，即在设计过程中考虑模块化、平台化、标准化和通用化。缩短了新产品试制周期，试制周期由常规3个月缩短到50天；并且成本大大降低，实现了利润最大化。

4  结束语

    KCH0302中置式收割机转向驱动桥是宽幅距收割机的核心部件，目前国内此种轮辐距的收割机处于新产品开发阶段，该产品的成功研制填补了国内宽割幅距收割机转向驱动桥的空白，而且在国内市场有一定的影响力。同时该产品代表着我国收割机行业的领先水平，与国内现有产品相比，有多种技术和性能优势，是目前市场急需的联合收割机部件产品。该产品市场定位高，投入批量生产后的利润空间较大，市场前景良好。