本文结合徐工科技“5吨装载机用大减速比驱动桥”开发项目,主要是通过增大传动系统驱动桥的速比来提升装载机整机的牵引力,满足用户和市场对整机牵引性能的要求,使整机更好的适应重载作业工况为目的,主要进行了如下理论分析和试验研究。1、综述了轮式装载机驱动桥发展现状及本课题研究的目的和内容轮式装载机的性能主要包括牵引动力性能、行驶性能、转向性能、稳定性能,而牵引性能反映了机器在牵引工况下的工作能力,牵引性能参数是整机的基本影响参数之一。目前,5t装载机用驱动桥的减速比一般在22～23.5之间,驱动桥减速比较小,致使整机的牵引力较小(一般在14.5吨以下),不能很好满足重载工况的作业要求。经过分析并结合企业自身的实际,我们选择了增大传动系统驱动桥速比的解决方案来实现整机牵引力的提高,设计开发总减速比为26.11的大减速比驱动桥。2、根据工程机械传动系统基本理论,进行了驱动桥的方案分析和设计计算根据装载机整机对牵引力、速度以及对外连接的总体要求,通过类比法设计,确定了大减速比驱动桥的总体结构、总减速比以及主减速器与轮边减速器的速比分配等。对主减速器螺旋锥齿轮的齿根弯曲强度和齿面接触强度进行了计算,并按最大扭矩验算了最大弯曲应力和最大接触应力。主减速器螺旋锥齿轮满足要求。3、驱动桥轮边行星轮系优化设计驱动桥轮边行星轮系数学模型的建立,并利用应用软件对行星轮系进行优化,经过优化后行星轮系总体积减少9%；4、驱动桥壳的强度刚度分析完成了满载静弯曲工况下桥壳总成静力有限元分析,得到桥壳初始应力、应变、位移、局部变形模拟结果,之后进行灵敏度分析,确定设计参数,最终对桥壳危险区域进行结构参数优化,计算结果和模拟分布与实际情况相符,证明了所建立的桥壳模型正确性。经过优化分析使最高应力值降低9%,桥壳的重量减轻了0.5%。分析为桥壳的轻量化提供了部分依据,为设计与改进提供了有价值的参考。5、驱动桥桥壳台架试验研究在徐工集团试验研究中心结构与整机试验室进行了3种桥壳的垂直弯曲刚度、垂直弯曲静强度以及桥壳垂直弯曲疲劳试验。试验结果表明：三种桥壳均满足JB/T5927-1991《工程机械驱动桥测试技术指标》中桥壳最低疲劳寿命不低于20万次的要求。6、驱动桥总成疲劳寿命试验对新设计的驱动桥在徐工集团传动试验室动力传动综合试验台上完成的桥总成的疲劳寿命试验。首先按照输入扭矩Mp进行加载,完成了50.3万次试验后,驱动桥运转平稳,没有出现故障,满足标准规定要求。然后将载荷在原来Mp的基础上再加上15%、20%、25%……,每次在原来基础上载荷增加5%分别进行加载试验,每次完成10万次试验,直到驱动桥总成齿轮疲劳破坏结束试验,共进行了86.66万次,远高于标准规定要求。通过该驱动桥的试制、试验以及装机强化考核,该驱动桥达到了预期的设计要求,现已实现批量投产。