KCH0302中置式收割機(jī)轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋是我公司經(jīng)過長(zhǎng)期的市場(chǎng)調(diào)研和技術(shù)攻關(guān)，以我公司前橋技術(shù)為支撐，借鑒吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，根據(jù)國(guó)內(nèi)收割機(jī)用戶的各種需求，自主研制開發(fā)的一種適用于小麥、水稻等谷物收割機(jī)的轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋新產(chǎn)品。

    設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)橋時(shí)應(yīng)當(dāng)滿足如下基本要求：

    1)選擇適當(dāng)?shù)闹鳒p速比，以保證收割機(jī)在給定的條件下具有最佳的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。

    2)外廓尺寸小，保證收割機(jī)具有足夠的離地間隙，以滿足通過性的要求。

    3)齒輪及其他傳動(dòng)件工作平穩(wěn)，噪聲小。

    4)在各種載荷及轉(zhuǎn)速工況下有較高的傳動(dòng)效率。

    5)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以承受和傳遞作用于路面和車架或車身間的各種力和力矩；在此條件下，盡可能降低質(zhì)量，尤其是簧下質(zhì)量，減少不平路面的沖擊載荷，提高收割機(jī)的平順性。

    6)與懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)。

    7)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便，機(jī)件工藝性好，制造容易。

    我們根據(jù)上述原則設(shè)計(jì)了KCH0302中置收割機(jī)轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋。

1  主要參數(shù)

    KCH0302中置收割機(jī)轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋的主要性能參數(shù)如表1所示。

2  主要結(jié)構(gòu)組成

    KCH0302中置式收割機(jī)轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋處于傳動(dòng)系的末端，其基本功用是增大由變速器傳來的轉(zhuǎn)矩，將轉(zhuǎn)矩分配給左、右驅(qū)動(dòng)車輪，并使左、右驅(qū)動(dòng)輪具有收割機(jī)行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)所要求的差速功能；同時(shí)該橋還要承受作用于路面和收割機(jī)車體的鉛垂力、縱向力和橫向力。

    該橋主要由橋殼、中央傳動(dòng)系統(tǒng)、末端傳動(dòng)系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等組成，其基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.1  橋殼

    橋殼是收割機(jī)上的主要零件之一，起著支撐車體載荷的作用，并將載荷傳給車輪，作用在驅(qū)動(dòng)車輪上的牽引力、制動(dòng)力、側(cè)向力和垂向力也是經(jīng)過橋殼傳到懸架及車架或車廂上。因此橋殼既是承載件又是傳力件，同時(shí)它又是主減速器、差速器及驅(qū)動(dòng)車輪傳動(dòng)裝置的外殼。

    在收割機(jī)行駛的過程中，橋殼承受繁重的載荷，設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮在動(dòng)載荷下，橋殼有足夠的強(qiáng)度和剛度；在保證橋殼強(qiáng)度和剛度的前提下應(yīng)力求減小橋殼的質(zhì)量；橋殼還應(yīng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便以利于降低成本；其結(jié)構(gòu)還應(yīng)保證主減速器的拆裝、調(diào)整、維修和保養(yǎng)方便；在選擇橋殼結(jié)構(gòu)時(shí)，還應(yīng)考慮車的類型，使用要求、制造條件、材料供應(yīng)等。

    綜合以上因素該橋采用分體式橋殼結(jié)構(gòu)，即中央殼體，左、右半軸殼體。采用球墨鑄鐵鑄造形式，橋殼設(shè)計(jì)成對(duì)稱結(jié)構(gòu)，半軸殼體上下加寬筋結(jié)構(gòu)，矩形截面，中央殼體與半軸殼體長(zhǎng)度接近于1:1．這樣可提高橋的承載能力，得到理想的應(yīng)力分布，強(qiáng)度及剛度均較好。中央殼體、半軸殼體模塊化，通過改變中央殼體長(zhǎng)度來實(shí)現(xiàn)不同輪輻距的變換，滿足了用戶不同的使用要求。

2.2  中央傳動(dòng)系統(tǒng)

    中央傳動(dòng)系統(tǒng)用來增加傳動(dòng)系的傳動(dòng)比，達(dá)到減速增扭的作用，通常還用來改變轉(zhuǎn)矩的方向。主要由主減速器、差速器等組成。

    主減速器是收割機(jī)傳動(dòng)系中減小轉(zhuǎn)速、增大扭矩的主要零部件，它是依靠齒數(shù)少的錐齒輪帶動(dòng)齒數(shù)多的錐齒輪。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)縱置的車型，其主減速器還利用錐齒輪傳動(dòng)以改變動(dòng)力方向，由于收割機(jī)在各種道路上行駛時(shí)，其驅(qū)動(dòng)輪上要求必須有一定的驅(qū)動(dòng)力矩和轉(zhuǎn)速，在動(dòng)力向左右驅(qū)動(dòng)輪分流的差速器之前設(shè)置一個(gè)主減速器后，便可使主減速器前面

的傳動(dòng)部件如萬向傳動(dòng)裝置等所傳遞的扭矩減小，從而可使其尺寸及質(zhì)量減小、操縱省力。

    驅(qū)動(dòng)橋中的主減速器和差速器設(shè)計(jì)應(yīng)滿足如下基本要求：

    1)所選擇的主減速比應(yīng)能保證車輛具有最佳的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。

    2)外形尺寸要小，保證有必要的離地間隙；齒輪其他傳動(dòng)件工作平穩(wěn)、噪音小。

    3)在各種轉(zhuǎn)速和載荷下具有高的傳動(dòng)效率。

    4)在保證足夠的強(qiáng)度、剛度條件下，應(yīng)力求質(zhì)量小，以改善車輛平穩(wěn)性。

    5)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工工藝性好，制造容易，拆裝、調(diào)整方便。

    綜合以上設(shè)計(jì)因素該設(shè)計(jì)主減速器采用格里森制螺旋錐齒輪副傳動(dòng)，齒輪副采用90。交角布置。由于輪齒端面重疊的影響，至少有兩對(duì)以上的輪齒同時(shí)嚙合，并且輪齒嚙合時(shí)是逐漸由齒的一端連續(xù)而平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向另一端，因此傳動(dòng)平穩(wěn)，噪音和振動(dòng)也很小。差速器采用對(duì)稱式圓錐行星齒輪結(jié)構(gòu)，保證驅(qū)動(dòng)橋兩側(cè)車輪在阻力不等時(shí)以相應(yīng)的不同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，從而滿足行駛要求。并且采用大嚙合角精鍛錐齒輪，強(qiáng)度大大提高。

2.3末端傳動(dòng)系統(tǒng)

    末端傳動(dòng)的功能是進(jìn)一步增加傳動(dòng)系的傳動(dòng)比，使收割機(jī)驅(qū)動(dòng)輪獲得所需的驅(qū)動(dòng)力。末端傳動(dòng)通常采用兩種形式：行星齒輪傳動(dòng)系和雙錐齒輪傳動(dòng)系。由于行星齒輪最終傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊，能夠獲得較大傳動(dòng)比，承載能力較強(qiáng)，因此該設(shè)計(jì)采用行星齒輪結(jié)構(gòu)。行星輪系由一個(gè)太陽輪、3個(gè)行星輪，一個(gè)內(nèi)齒圈組成。內(nèi)齒圈靠齒圈支座支撐在轉(zhuǎn)向節(jié)上，用鎖緊螺母可靠鎖緊。為使載荷在各行星齒輪上均勻分布，太陽輪采用浮動(dòng)連接，靠行星輪的齒面支撐，使太陽輪能同時(shí)與各個(gè)行星輪良好地嚙合。驅(qū)動(dòng)輪轂直接與行星架相連接，省去了專用驅(qū)動(dòng)輪軸，使半軸不承受彎矩，只傳遞扭矩，避免了驅(qū)動(dòng)輪軸受力不良所帶來的問題。由于行星輪系運(yùn)轉(zhuǎn)需要良好的潤(rùn)滑，因此末端的密封問題就顯得尤其重要。輪轂油封采用分離式組合結(jié)構(gòu)，可避免油封安裝軸頸加工缺陷所造成的滲漏現(xiàn)象。并且輪轂軸承、油封，叉軸油封全部國(guó)產(chǎn)化，利于采購，降低成本。

2.4轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

    驅(qū)動(dòng)橋的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是使收割機(jī)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向功能的關(guān)鍵部件，它的性能好壞直接影響收割機(jī)的行駛安全性。該驅(qū)動(dòng)橋采用偏置式雙油缸，后置轉(zhuǎn)向梯形結(jié)構(gòu)型式，整個(gè)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布置集中緊湊，同時(shí)使油缸活塞桿、橫拉桿受力均勻合理，滿足整機(jī)性能參數(shù)要求。

3技術(shù)特點(diǎn)

    1)該橋采用分體式橋殼結(jié)構(gòu)，即中央殼體，左、右半軸殼體。橋殼設(shè)計(jì)成對(duì)稱結(jié)構(gòu)，半軸殼體上下加寬筋結(jié)構(gòu)，矩形截面，中央與半軸殼體長(zhǎng)度接近于1:1，這樣可提高橋的承載能力，得到理想的應(yīng)力分布，強(qiáng)度及剛度均較好。

    2)半軸殼體與中央殼體采用雙頭螺柱進(jìn)行連接，優(yōu)點(diǎn)在于：

    ①拆裝方便。

    ②雙頭的螺柱使用壽命要比單頭長(zhǎng)。

    ③安裝時(shí)可以起到定位的作用。

    ④雙頭螺柱為兩頭固定，連接牢固，普通螺栓一邊固定，絲扣與螺栓的長(zhǎng)度影響螺栓的固定。

    ⑤旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)，精度高。

    3)半軸殼體設(shè)計(jì)充分考慮了加工方法，利用工藝連接件實(shí)現(xiàn)半軸殼體上線加工，合理利用資源，大大地降低了成本，提高了工作效率。

    4)橋殼采用分段式設(shè)計(jì)，半軸殼體模塊化，通過改變中央殼體長(zhǎng)度來實(shí)現(xiàn)不同輪輻距的變換，便于以后的變型配套。

    5)該橋標(biāo)準(zhǔn)化程度高，除了橋殼、傳動(dòng)軸和橫拉桿，其余全部借用公司現(xiàn)有的零部件，大大地降低了成本。

    6)該橋在研發(fā)設(shè)計(jì)過程中采用最新“四化”設(shè)計(jì)理念，即在設(shè)計(jì)過程中考慮模塊化、平臺(tái)化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化?？s短了新產(chǎn)品試制周期，試制周期由常規(guī)3個(gè)月縮短到50天；并且成本大大降低，實(shí)現(xiàn)了利潤(rùn)最大化。

4  結(jié)束語

    KCH0302中置式收割機(jī)轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋是寬幅距收割機(jī)的核心部件，目前國(guó)內(nèi)此種輪輻距的收割機(jī)處于新產(chǎn)品開發(fā)階段，該產(chǎn)品的成功研制填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)寬割幅距收割機(jī)轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋的空白，而且在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)有一定的影響力。同時(shí)該產(chǎn)品代表著我國(guó)收割機(jī)行業(yè)的領(lǐng)先水平，與國(guó)內(nèi)現(xiàn)有產(chǎn)品相比，有多種技術(shù)和性能優(yōu)勢(shì)，是目前市場(chǎng)急需的聯(lián)合收割機(jī)部件產(chǎn)品。該產(chǎn)品市場(chǎng)定位高，投入批量生產(chǎn)后的利潤(rùn)空間較大，市場(chǎng)前景良好。