前驅(qū)動(dòng)橋是重型拖拉機(jī)的關(guān)鍵部件之一，其功能是用來(lái)連接拖拉機(jī)機(jī)體和前輪，它承受拖拉機(jī)前部重量，并允許前輪相對(duì)機(jī)體偏轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向行駛。前橋性能的好壞對(duì)拖拉機(jī)的牽引特性、可靠性以及駕乘舒適性等關(guān)鍵性能有重要影響。國(guó)內(nèi)大部分高端重型拖拉機(jī)的前驅(qū)動(dòng)橋依賴(lài)進(jìn)口，是目前國(guó)內(nèi)重型拖拉機(jī)的卡脖子技術(shù)之一。
　?。?）分析了重型拖拉機(jī)前驅(qū)動(dòng)橋的技術(shù)發(fā)展以及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，針對(duì)L系列重型輪式拖拉機(jī)設(shè)計(jì)要求，從實(shí)際使用工況下承受載荷的角度研究拖拉機(jī)的傳動(dòng)比、承載能力及轉(zhuǎn)向半徑等設(shè)計(jì)參數(shù)的確定方法；通過(guò)對(duì)拖拉機(jī)前驅(qū)動(dòng)橋參數(shù)的計(jì)算和分析，完善了拖拉機(jī)前驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)流程及方法；確定了前驅(qū)動(dòng)橋的主要設(shè)計(jì)參數(shù)。
　?。?）根據(jù)整機(jī)承載需求及前驅(qū)動(dòng)橋系統(tǒng)構(gòu)型，設(shè)計(jì)了由中央主減速齒輪、差速器齒輪和末端行星傳動(dòng)減速齒輪組成的前驅(qū)動(dòng)橋的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，通過(guò)計(jì)算確定了傳動(dòng)比，以滿(mǎn)足整機(jī)工作需求；為提高可靠性，在極限工況（最大載荷和最高工作轉(zhuǎn)速）下，完成了軸承的壽命計(jì)算和選型，經(jīng)計(jì)算所選軸承可滿(mǎn)足8000h的使用壽命要求；對(duì)齒輪傳動(dòng)系進(jìn)行了方案設(shè)計(jì)、參數(shù)確定和強(qiáng)度校核，運(yùn)用ANSYS軟件對(duì)太陽(yáng)輪系進(jìn)行了應(yīng)力計(jì)算、齒輪修形，顯著提高了齒輪強(qiáng)度、降低了嚙合熱量，保證了前驅(qū)動(dòng)橋的可靠性。
　?。?）通過(guò)前驅(qū)動(dòng)橋系統(tǒng)匹配設(shè)計(jì)及殼體優(yōu)化，使驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)強(qiáng)度滿(mǎn)足實(shí)際承載要求。利用ANSYS軟件對(duì)前驅(qū)動(dòng)橋各個(gè)模塊進(jìn)行建模仿真并進(jìn)行受力特性分析，在此基礎(chǔ)上建立整個(gè)系統(tǒng)的仿真模型，對(duì)系統(tǒng)的軸承、軸、齒輪的壽命和強(qiáng)度系數(shù)進(jìn)行計(jì)算分析，結(jié)果表明，前驅(qū)動(dòng)橋各核心部件滿(mǎn)足承載要求。
　?。?）運(yùn)用有限元理論和方法，建立了前驅(qū)動(dòng)橋殼體的多剛體模型，計(jì)算了橋殼各部位的應(yīng)力和變形，優(yōu)化了殼體結(jié)構(gòu)參數(shù)，使殼體兩個(gè)高應(yīng)力區(qū)的安全系數(shù)分別提升了23.7%和26.9%，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求；為了防止在拖拉機(jī)行駛過(guò)程中產(chǎn)生共振，對(duì)前驅(qū)動(dòng)橋殼體進(jìn)行了模態(tài)計(jì)算和分析，結(jié)果表明，發(fā)動(dòng)機(jī)共振帶為88-132Hz，路面激勵(lì)共振帶為1-21Hz，前橋殼體最小固有頻率為194.09Hz，因此，前橋殼體結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生共振。
　?。?）對(duì)所設(shè)計(jì)的前驅(qū)動(dòng)橋部件進(jìn)行了臺(tái)架驗(yàn)證和整機(jī)應(yīng)用，臺(tái)架試驗(yàn)結(jié)果表明，前驅(qū)動(dòng)橋樣機(jī)滿(mǎn)足加載試驗(yàn)、整機(jī)轉(zhuǎn)轂試驗(yàn)、可靠性試驗(yàn)等要求；在梨耕、鏟運(yùn)、整地等典型作業(yè)工況下對(duì)L系列重型拖拉機(jī)進(jìn)行了2000h的可靠性驗(yàn)證，整機(jī)性能可靠無(wú)故障，前驅(qū)動(dòng)橋的齒輪、軸承磨損正常、無(wú)點(diǎn)蝕燒傷跡象。整機(jī)產(chǎn)品通過(guò)了鑒定，已得到應(yīng)用。