装载机总体设计文档格式.docx
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2.3
装载机的总体布置.................................
8
2.4
装载机工作装置及连杆机构的设计................
10
第三章
动力换档行星变速箱的设计....................
12
3.1
传动系总传动比的分配.............................
3.2
变速箱的设计..................................
14
3.3
变速箱中相关齿轮的计算与校核
...................
17
3.4
各档工作时各构件的转速...........................
20
3.5
变速箱工作时各构件扭矩的计算
....................
21
3.6
变速箱各零部件的校核...........................
25
3.7
装载机液压换档操纵油路.........................
39
第四章
结
论........................................
42
参
考
文
献.............................................
43
致
谢..................................................
44
外文资料................................................
45
绪
论
设计目的
毕业设计是学生理论联系实际的重要课题，是学生综合运用，巩固基础理论，
专业技术和专业知识的机会。
通过毕业设计，能够检查学生对所学知识掌握的程
度，能够提高学生解决实际问题的能力和独立工作的能力，并掌握机械设计的一
般方法，步骤。
所以，毕业设计是学生获得知识的重要环节。
装载机属于铲土运输机械类，是一种通过安装
在前端一个完整的铲斗支撑结
构和连杆，随机器向前运动进行装载或挖掘，以及提升，运输和卸载的自行式履
带或轮胎机械。
它广泛应用于公路、铁路、建筑、水电、港口和矿山等工程建设。
装载机具有作业速度快、效率高、机动性好、操作轻便等优点，因此成为工程建
设中土石方施工的主要机种之一，对于加快工程建设速度，减轻劳动程度，提高
工程质量，降低工程成本都发挥着重要的作用，是现代机械化施工中不可缺少的
装备之一。
因此，要求设计者在设计过程中必须端正态度，严格认真，尽可能多的参看
有关书籍，资料，刻苦钻研，对比分析，取长补短，大胆创新，以便做出高质量
高水平的设计成果
设计步骤及方法
本次设计说明书分为四部分，是对整个设计过程的描述和总结。
第一部分：
设计概述；
第二部分：
装载机总体设计，它为变速箱设计提供条件参数；
第三部
分：
变速箱设计，此部分为变速箱设计的最主要部分；
第四部分：
参考文献。
这次设计主要采用传统的以人工计算为主的设计方法，类比国内外现有成
熟机型，从中选优，以便能更好地设计要求，本次设计的重点为ZL50行星变速
箱设计，由于本人知识水平有限，设计中必定存在不少错误，请老师和同学指正。
设计背景
在经历了50~60年的发展，到20世纪90年代中末期国外轮式装载机技术
已达到相当高的技术水平。
基于液压技术、微电子技术和信息技术的各种智能系
统已经广泛应用于装载机的设计、计算操作控制、生产经营和维修服务等各个方
面，使国外轮式装载机在原来的基础上更加精制，其自动化程度也得以提高，从
而进一步提高了生产率，改善了司机的作业环境，提高了作业舒适性，降低了噪
声、振动，保护了环境，最大的简化维修、降低作业成本，使其性能、安全性、
可靠性、使用寿命和操作性能都达到了很高的水平。
主要有以下几点现状：
产品形成系列，更新速度加快并朝大型化和小型化发
展；
采用新结构、新技术，产品性能日趋完善；
发展多种工作装置，不断满足市
场需求；
易于维修保养，注重环保。
综合上述现状和未来市场需求，国外轮式装载机在其未来技术发展中将广泛
应用微电子技术与信息技术，完善计算机辅助驾驶系统、信息管理系统及故障诊
断系统；
采用单一吸声材料、噪声抑制方法降低机器噪音；
通过不断改进电喷装
置，进一步降低柴油发动机的尾气排放量；
研制无污染、经济型、环保型的动力
装置；
提高液压元件、传感元件和控制元件的可靠性和灵敏性，提高整机机电信
一体化水平；
在控制系统方面，将广泛采用电子监控和自动报警系统、自动换档
变速装置；
普遍安装GPS定位于质量自动称量装置。
而我国轮式装载机起步较晚，其制造技术是陆续从德国、美国和日本等国家
引进的。
目前，我国国内轮换式装载机生产厂家群雄并立，并且有增无减，但国
内的企业自主开发创新能力较弱，工艺装备水平和生产能力低，机器的可靠性，
故障率，使用寿命，机、电、液一体化水平，外观质量，操作的灵活性和舒适性
方面与先进国家产品相比差距较大。
目前我国轮式装载机正在从低水平、低质量、
低价位、满足功能型向高水平、高质量、中价位、经济实用型过渡，各主要厂家
也不断进行技术投入，采用不同的技术路线，在关键部件及技术上创新，摆脱目
前产品设计雷同，无自己特色和优势的现状，正在从低水平的无序竞争的怪圈中
脱颖而出，成为装载机行业的领先者。
其发展体现出以下一些趋势：
大型化和小
型化装载机，在近几年的发展过程中，受到客观条件及市场总需求量的限制；
各
生产厂家根据实际情况，重新进行总体设计，优化各项性能指标，强化结构件的
强度和刚度，以使整机可靠性得到提高；
优化系统结构，提高系统性能；
利用电
子技术及负荷传感技术来实现变速箱的自动换档及液压变量系统的应用，提高效
率、节约能源、降低装载机的作业成本；
提高安全性、舒适性；
降低噪声和排放，
强化环保指标。
我想随着我国的科技力量的不断进步，我们的装载机发展将在不久的将来赶
上甚至超过国际先进水平。
9
装载机总体设计
装载机的总体设计是根据其主要用途，作业条件及生产情况，合理地选择
机型、各总成结构形式、性能参数及整体尺寸等并进行合理布置。
由于任务书已
对部分结构进行规定，再通过对现有机型类比、分析，ZL50
装载机总体设计确
定如下：
2.1.1
行走装置的选择
从作业条件与对象，作业效率与成本，以及驾驶员的工作条件等因素出发，
行走装置选择轮胎式。
轮胎式装载机与履带式装载机相比有如下优点：
a）自重轻，行走速度快，机动性好，作业循环时间短，作业效率高，运输
及修理费用低。
b）轮胎式装载机在碎石硬路面作业时因轮胎有缓冲作用对机器冲击振动较
小，可延长机器寿命，减轻驾驶员疲劳等。
2.1.2
传动形式的选择
此次装载机传动系的设计采用液力机械传动系，因为它与机械传动系相比
有具有以下优点：
a）在保持一定插入力的同时举升动臂或转动铲斗以减少铲掘阻力，缩短作
业循环时间。
b）可随外载荷的变化而自动调整车速，因而可减少变速箱换档，简化变速
结构与操作。
c）液力机械传动配有动力换档变速箱，其可在不停车情况下换档，操作轻
便、动力换档时间短、生产率高。
d）变矩器的可透性小，当运行阻力变化时发动机的转速变化小。
2.1.3
变矩器形式的选择
由于装载机作业时牵引力和车速的变化范围大，并且变化急剧、频繁，工
作条件苛酷，因此要求所选用的变矩器因具有较大的变换系数B。
考虑到装载机
工作条件和工作特点以及变矩器的结构简单、可靠和便于制造，因此选用内功率
分流二级涡轮变矩器。
1 第一涡轮轴
2 第二涡轮轴
3 泵轮
4 第一涡轮
5 导轮
6 第二涡轮
图2-1
变矩器传动简图
2.1.4
变速箱形式的选择
根据设计要求和现代装载机的工况，选择行星动换档变速箱。
它与定轴式变
速箱相比有如下优点：
零件加工精度高、传动效率高、受力分散、齿轮模数小、齿轮、轴承工作条
件好。
重量轻、结构紧凑，采用制动器不产生离心力，无须旋转密封、作用可靠。
2.1.5
转向方式的选择
由于在重量的要求，选取铰接转向方式，它与其它几种转向方式相比有如下
优点：
a）车轮无需相对车身偏转，可采用大尺寸宽基面低压轮胎以发挥更大的牵
引力。
b）转向半径小，机动性好，有利于提高生产率高。
c）容易保持前后桥上合理分配，保持较好的稳定性，减少驾驶员的疲劳强
度。
d）
通过性好，前后桥零件基本通用，结构简单，简化制造工艺成本低。
2.1.6
制动系的选取
一个完整的制动系应包括三部分：
行车制动器、停车制动器和紧急制动器。
装载机是循环作业并连续工作的机器，它制动频繁、制动强度比较高、作业条件
恶劣，经常与水泥路面打交道，因而对制动器的要求除了考虑制动效能、效率外
还有如下要求：
）在附有泥、水等恶劣的使用条件下，应保证有比较稳定的制动性能。
2）为适应频繁制动和确保下坡连续制动的安全，制动器散热要快。
3）寿命要长，便于调整和维修。
由于钳盘式制动器与蹄式制动器相比有如下优点:
a）制动性能稳定，有较好的沾水复原性，即不会因沾有泥水而导致之动力矩
急剧下降。
制动器圆盘外露于空间，有自动清除泥水的功能，容易干燥。
b）耐热衰减性好,不会因摩擦生热是摩擦系数减少而导致之动力矩的明显下
降。
散热条件好，保证了频繁制动时的可靠性。
c）制动器无增力作用，制动力矩的增长平稳。
d）维修方便，摩擦片磨损后可自动调整间隙。
更换摩擦片
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