驅(qū)動(dòng)橋是輪式裝載機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的重要部件之一，而橋殼又是組成驅(qū)橋最關(guān)鍵的零件。

    1 早期的驅(qū)動(dòng)橋殼結(jié)構(gòu)

    早期的裝載機(jī)驅(qū)運(yùn)輸動(dòng)橋結(jié)構(gòu)如圖1所示。橋殼5和支承軸2通過螺栓連接，同時(shí)橋殼法蘭還為連接板，安裝行車制動(dòng)器。橋殼和支承軸因較大的法蘭盤而使其重量大、加工量大、因而加工成本高。橋殼鑄件在法蘭與圓截面的交接處，因?yàn)楸诤癫痪鶆?，使得金屬液冷卻固化速度不一致，兩端大法塵阻礙殼體的自由收縮，幫在圓角過度處易形成鑄造缺陷，從而極大地影響橋殼的強(qiáng)度。使用過程中，有從該處斷裂的實(shí)例。受結(jié)構(gòu)及使用限制，鑄造缺陷無法從根本上解決，造成質(zhì)量不穩(wěn)定。因此，根據(jù)零件的合理設(shè)計(jì)原則，對(duì)具有橫截面尺寸突變或形狀復(fù)雜的構(gòu)件，應(yīng)設(shè)法改用簡單的組合或焊接。

    2 焊接方案及工藝特點(diǎn)

    用焊接的方式把橋殼，支承軸，制動(dòng)器連接板2a、b同一類*、第二方案；圖2c為第二類，以制動(dòng)器連接板為孔，橋殼、支承軸為軸的焊接形式；圖2d為第三類，以橋殼為軸，支承軸為孔的焊接形式。

1.橋殼  2.支承軸  3.制動(dòng)器連接板  
(a) *方案  （b)第二方案  ?第三方案（d)第四方案

     *方案、第二方案均以橋殼為孔，支承軸為軸，配合定位后用角焊縫或U形焊縫焊接，制動(dòng)器連接板以角焊縫焊于橋殼上。該方案簡化了我廠早期驅(qū)動(dòng)橋殼復(fù)雜笨重的結(jié)構(gòu)，使鑄鍛件結(jié)構(gòu)簡單，易澆鑄，易加工，成本低。軸、孔之間用緊配合定位，改善了單純由焊縫承受力矩的受力狀況。這兩種方案的區(qū)別在于軸，孔之間焊縫的焊接形成。前者為角焊縫焊接形式，加工工藝簡單；后者為U形坡口焊縫形式，其坡口焊接有足夠的疊合面，焊接牢固，且熔深大，熔敷效率高。焊接處面積較小，可避免熱量過多流失，保證焊接質(zhì)量。其焊縫的承載能力較角焊縫增大冼多。從焊接工藝分析，*方案較第二方案更合理。故其余方案中軸、孔之間焊接均采用U形坡口。

    第三方案（圖2c）是橋殼、支承軸均為軸，分別與制動(dòng)器連接板用U形坡口。軸、孔之間用緊配合。該方案軸、孔之間緊配合。用熱裝配的方法裝配時(shí)，制動(dòng)器連接板的體積小，易加熱，便于裝配。但與此同時(shí)驅(qū)動(dòng)橋橋殼的精度取決于三個(gè)零件，必然使累積誤差增大。要獲得同樣的精度，勢(shì)必要提高零件的加工精度。承載焊縫兩條，連接三個(gè)零件，加工復(fù)雜，成本高，受力狀況不好，承載能力減弱。對(duì)制動(dòng)器連接板與橋之間的焊縫不利。

   第四方案（圖2d）以支承軸為孔，橋殼為軸，U形焊縫連接，制動(dòng)盤以角焊縫焊于支承軸上。該方案具有*方案的優(yōu)點(diǎn)，又無第三方案結(jié)構(gòu)和工藝上的弊病，是一咱較為理想的方案。

   由此可見，*、第四種為優(yōu)選方案。

   3 驅(qū)動(dòng)橋受力狀況與應(yīng)力分布

   驅(qū)動(dòng)橋受力狀況簡圖及彎矩圖見圖3。

   由受力簡圖呆以看出，從輪胎中心到安裝座與車架連接處，其合成應(yīng)力是逐步增大的。所以，根據(jù)其受力特點(diǎn)，也要求橋殼截面的模數(shù)隨之增大。

   *方案（圖2a）中，焊縫左右側(cè)均為圓環(huán)截面，設(shè)左側(cè)為A—A截面，右側(cè)面為B—B截面。

   截面模數(shù)W=(π(D⁴-d⁴))/32D,因直徑D₁=D₂，d₁2，故W_A>W_B，合成應(yīng)力δ=M/W，焊縫左右側(cè)W_A≈W_B，故δ_A<δ_B。

   從圖3彎矩圖也可以撲看出其合成應(yīng)力δ_A<δ_B。

   由此可看出，截面模數(shù)隨著合成應(yīng)力的逐步增大而變小，其截面面積的變化與橋殼受力變化及合成應(yīng)力并不相符。強(qiáng)度負(fù)荷的薄弱環(huán)節(jié)之一，即危險(xiǎn)截面是橋殼B截面。根據(jù)ZL50C裝載機(jī)具體數(shù)據(jù)，按裝載機(jī)以*水增力鏟掘，翻斗受阻后，后輪離開地面工況較惡劣，經(jīng)計(jì)算驅(qū)動(dòng)橋橋殼危險(xiǎn)截面B截面的合成應(yīng)力為：δ_A=182N/mm²。

   第四方案（圖2d）中，焊縫左側(cè)為圓環(huán)截面，設(shè)左側(cè)面為A—A截面，直徑D₁，d₁，截面模數(shù)W=(π(D⁴-d⁴))/32D。

   焊縫右側(cè)為圓環(huán)截面逐步過渡成橢圓形截面，橢圓形環(huán)截面呈放射形逐步增大，設(shè)右側(cè)面為B—B截面，以圓環(huán)截央與左側(cè)比較，因直徑D₁=D₂，d₁2，故W_A>W_B，合成應(yīng)力δ=M/W，焊縫左右側(cè)W_A≈W_B，故δ_A<δ_B。

   從圖3彎矩圖也可以看出其合成應(yīng)力δ_A<δ_B。

   由此可以看出，其截面積的變化與橋殼受力變化及合成應(yīng)力的逐步增大，其截面積的變化與橋殼受力變化及合成應(yīng)力特點(diǎn)相符。強(qiáng)度負(fù)荷的薄弱環(huán)節(jié)為，由橋殼受力變化及合成應(yīng)力特點(diǎn)相符。強(qiáng)度負(fù)荷的薄弱環(huán)節(jié)為，由橋殼移到鍛件支承軸截面A—A上，用上面同樣工況和同樣數(shù)據(jù)計(jì)算得支承A—A截面有合成應(yīng)力為δ_A=169.62N/mm²。

   與*方案比較，同樣是危險(xiǎn)截面而其合成應(yīng)力卻較小，故安全系數(shù)大。

   綜上所述，兩種方案比較，第四種方案的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)符合橋軸的受力特點(diǎn)，其截面面積隨著合成應(yīng)力的逐步提高而加大，且焊縫左右側(cè)直徑較*方案的直徑要大，強(qiáng)度會(huì)相應(yīng)介高，安全系數(shù)較高，故第四方案為優(yōu)選方案。