開題報告-ZL50輪式裝載機行星式動力換擋變速箱設(shè)計

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1、 ZL50裝載機動力換擋變速箱設(shè)計開題報告 1. 課題論證 1.1 課題研究的目的與意義 ZL50裝載機是較大型以裝卸散狀物體為主的工程機械，由于具有工作速度快、效率高、機動性好、操作方便等優(yōu)點，在對加快建設(shè)速度，減輕工作強度，提高工作質(zhì)量，降低使用成本都發(fā)揮著比較重要的作用，所以是現(xiàn)代機械化施工中較為重要的工程機械。 在工程機械中，ZL50型裝載機廣泛應(yīng)用于建筑、礦山、道路、水電和國防建設(shè)等國家基礎(chǔ)建設(shè)方面，可以對散裝堆積的物品可以進行裝、運、卸等作業(yè)，還能對巖石和硬土作業(yè)進行輕度挖掘工作。 ZL50行星式裝載機屬于ZL的系列，通常采用液力

2、機械傳動系、液力機械傳動系、輪式行走系，鉸接式車架工作裝置機構(gòu)使用的是液壓操縱。此系列的裝載機具有機動性好、方向轉(zhuǎn)動鍋比較靈活、生產(chǎn)效率高和操縱輕便的特點，多數(shù)的后橋布置為擺動橋，可以增加穩(wěn)定性，故安全性好。 ZL50輪式裝載機屬于四輪驅(qū)動裝載機，工作時用全輪驅(qū)動，空車進行跑動的時候，為了避免出現(xiàn)功率損耗，只讓裝載機的前輪驅(qū)動，這樣后橋進行傳動用嚙合套脫開。本設(shè)計的裝載機使用的是液壓與液力機械傳動方式，工作時效率高、無級變速、傳動比大和變速平穩(wěn)等特點，使用范圍比較廣泛。設(shè)計的裝載機采用行星齒輪變速器，實現(xiàn)換檔操作的方式時間液壓式。它的主要特點有以下幾個方面：動力方面使用雙渦輪變矩器、

3、工作時有兩個前進檔和一個倒退檔的雙行星排的動力換檔變速器，還能使變速箱以實現(xiàn)脫起動，發(fā)動機熄火時轉(zhuǎn)向，排氣制動這樣的“三合一”機構(gòu)。 裝載機按照行走方式分為輪胎式和履帶式兩種，目前國內(nèi)生產(chǎn)和使用的大多數(shù)是輪胎式裝載機（簡稱輪式裝載機）。 行星式齒輪傳動機構(gòu)，具體還包括行星輪系以及差動輪系等。但是，這種漸開線行星齒輪的傳動種類有很多，依照裝載機齒輪的嚙合方式來分，可以被分為很多種型號。由于所使用行星齒輪的傳動擁有著功率分流和動軸線這樣的運動特點，和它內(nèi)嚙合原理的合理運用，讓之與定軸線齒輪傳動相比，有著經(jīng)濟和技術(shù)上的很多優(yōu)點。我們都知道，它的特點是：重量輕、體積??；可進行合成與分解；工作

4、時運動比價平穩(wěn)、發(fā)出的噪聲較小；低速軸轉(zhuǎn)矩與重量之往往比較大；同時它的嚙合功率要小于要傳遞時的功率，工作時的功率損失小，且效率比較高。所以常常被人們用來代替普通齒輪傳動作為增、減和變速傳動機械中的裝置。產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中，根據(jù)一些相關(guān)的統(tǒng)計指出，世界上已經(jīng)存在將近50多種漸開線式行星式齒輪傳動系列的設(shè)計，還在這些基本系列的基礎(chǔ)上，生產(chǎn)了多種形式的組合式變速器、減速器和差速器等一些產(chǎn)品，在根據(jù)工程機械的發(fā)展要求需，新型的行星式齒輪傳動組合形式將不斷的發(fā)展和創(chuàng)新。 工程機械變速箱的類型較多，按其換擋操作方式分類，可分為人力換擋和動力換擋。人力換擋變速箱同時也被稱為機械式變速箱，它的齒輪嚙合或嚙合套

5、通過人力來拔動實現(xiàn)變速箱的換擋。而動力換擋則是通過液壓控制機械中的離合器的分離和結(jié)合來實現(xiàn)換擋的，與人力換擋變速新相比的話，它有著操作換擋時動力切斷的時間可降低到最低限度，有利于工作成產(chǎn)率的提高，輕便簡單、換擋快，可以實現(xiàn)有載荷時不停車換擋的特點。如果依照變速箱分類中的輪系型式分，可分把變速箱劃分為定軸式和行星式變速箱兩種。在工程機械的使用中，行星類型的變速箱具有傳動效率高、載荷容量大、結(jié)構(gòu)合理緊湊以外，還具有便于自動換擋或工作實現(xiàn)動力等優(yōu)點。所以，行星式變速箱在實際使用的工程機械底盤中獲得大部分廠商的廣泛應(yīng)用。動力換擋行星變速箱在實際的使用是比較廣泛、同時它的技術(shù)上也相對成熟，但是一些買家反

6、應(yīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)某些行星式變速箱會出現(xiàn)比較多的實際問題。以國內(nèi)的輪式裝載機來說的話，主要生產(chǎn)公司有山東臨工、徐州裝載機場、柳工集團以及宜工、煙工、廈工等企業(yè)。調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，它們在實際生產(chǎn)的輪式裝載機行星式變速箱會出現(xiàn)某些問題，其中一些則為用戶在使用中出現(xiàn)的不應(yīng)當(dāng)操作引起的，也有一些問題是生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)造成的，綜合發(fā)現(xiàn)一個比較重要的問題就是轉(zhuǎn)載的性能不怎么出色。所以，對動力換擋變速箱出現(xiàn)的問他進行系統(tǒng)的研究有著非常重要意義。 在設(shè)計裝載機動力換擋變速箱的時候，與總體設(shè)計必須使其相協(xié)調(diào)，同時要充分考慮在不同機型之間實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，通用化，系列化的一些問題。要保證所設(shè)計的產(chǎn)品保證工作時，裝載機具有比較優(yōu)良的生產(chǎn)性

7、和經(jīng)濟性，就是設(shè)計注意排檔數(shù)目，用來讓工程機械可以有合適的牽引力與速度去完成各種作業(yè)。需要注意的是，應(yīng)當(dāng)以操縱輕便，制造與維修比較方便，工作可靠、結(jié)構(gòu)緊湊作為設(shè)計的著重點。 1.2 行星式動力變速箱特點 1.在作業(yè)中往往需要不斷變換行駛方向，后退檔位數(shù)和前進檔位數(shù)基本相同 2.作業(yè)中牽引力和車速變化范圍大，檔位數(shù)多 3.變速器要考慮到通用化和系列化，在設(shè)計師要考慮變檔位數(shù)。 1.3串聯(lián)組成式行星式變速箱設(shè)計原則 采用串聯(lián)組成式變速箱可減少行星排數(shù)和操縱元件數(shù)，改善了各行星排元件之間的連接，可降低制動器摩擦片的相對轉(zhuǎn)速。從傳動效率來看，串聯(lián)組成可減少空轉(zhuǎn)

8、的操縱元件的數(shù)目，從齒輪嚙合傳動效率來看，齒輪嚙合傳動損失是要增加的。 但是串聯(lián)組成帶來的缺點是：兩個檔位之間互相轉(zhuǎn)換時，必須同時分離兩個操縱元件和同時結(jié)合連個操縱元件，換擋操縱較復(fù)雜。 1.4行星式變速箱傳動方案的選擇 1.盡可能少的行星排數(shù)實現(xiàn)所需的檔位數(shù) 2.在合適的α值下，能較準(zhǔn)確的實現(xiàn)各檔傳動比 3.各檔行星輪的轉(zhuǎn)速不得過高，行星輪轉(zhuǎn)速太高，軸承承受不了行星輪受負(fù)荷時，空轉(zhuǎn)最高轉(zhuǎn)速允許超過5000r/min，但也不能太高。 4.各檔的操作件空轉(zhuǎn)相對轉(zhuǎn)速不能過高， 5.各檔嚙合傳動效率要高。 6.結(jié)構(gòu)簡單，制動器布置

9、：齒圈為制動件最好，其次為行星架，太陽輪為制動件最不好。結(jié)構(gòu)連接：最好相鄰兩行星排各構(gòu)件相連，即：太陽輪和太陽輪相連，行星架與行星相連。 7.太陽輪和行星架受力不要過大。 1.5注意存在的問題 在裝載機中行星式液力機械動力換檔變速箱的最大特點是，裝載機只需要兩個前進檔和一個后退檔，就能實現(xiàn)裝載、行駛、后退的全部變速功能，使裝載機有極強的自動適應(yīng)外界阻力的調(diào)節(jié)功能。當(dāng)裝載機在正常需要較高的前進和后退的速度時，超越離合器自動分離，讓二級渦輪獨立工作，就是由二級渦輪輸出的動力通過二級輸出齒輪、中間輸入軸將動力傳入各個檔位，使裝載機能實現(xiàn)變速行駛，從而實現(xiàn)物料迅速進行轉(zhuǎn)移。當(dāng)裝載機在鏟裝

10、作業(yè)過程中外界阻力突然增大，例如遇到鏟裝大物料時，超越離合器在雙渦輪變矩器的配合工作下，自動降低轉(zhuǎn)速、增大轉(zhuǎn)矩，使車輪產(chǎn)生足夠的動力進行正常的鏟裝工作。 1.6 設(shè)計思路 如上圖所示，行星齒輪機構(gòu)就具有三個彼此可以相對旋轉(zhuǎn)的運動件：太陽輪、行星架和齒圈。它可以實現(xiàn)四種不同組合的擋位①低擋太陽輪主動，行星架被動，齒圈不動；②中擋太陽輪不動，行星架被動，齒圈主動；③高擋（超速擋）太陽輪不動，行星架主動，齒圈被動；④倒擋太陽輪主動，行星架不動，齒圈被動。所有運動件都不受約束時，變速器處于空擋。?? ??行星齒輪變速器通常由兩組到三組行星齒輪機構(gòu)組成，并用多片離合

11、器控制上述運動件的組合，實現(xiàn)不同的擋位。 1.7設(shè)計參數(shù) 1.額定載重量：50 KN； 2.整機操作質(zhì)量：16800 KG； 3.最高車速：前進檔 38 km/h 倒檔 24 km/h 4.最大牽引力： 159 KN； 5.發(fā)動機：額定功率 158 KW 額定轉(zhuǎn)速 2200 rpm 最大轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速 872/1500 1.8 進度安排 時間 設(shè)計任務(wù)及要求 第1-2周 分析,背景,查閱行星式變速箱相關(guān)資料,

12、工作原理等相關(guān)知識 第3-4周 總體方案設(shè)計，并進行行星式變速箱設(shè)計的有關(guān)計算，對行星式變速箱結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，確定主要參數(shù)。 第5周 繪制行星式變速箱結(jié)構(gòu)草圖，計算并校核有關(guān)尺寸。 第6-8周 繪制液壓控制圖 第9周 繪制一張Ａ0行星式變速箱的裝配圖。 第10周 手繪一張Ａ1的圖。 第11周 檢查設(shè)計，修改設(shè)計。 第12周 整理編寫設(shè)計說明書，交指導(dǎo)老師審定，查錯，設(shè)計定稿，打印，準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計答辯。 第13周 進行畢業(yè)設(shè)計答辯。 1.9參考文獻 [1]吳永平等. 工程機械設(shè)計機. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007. [2]楊占敏. 輪式裝載機. 北京：化學(xué)

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14、上、下）. 北京：機械工業(yè)出版社，1988. [11]許鎮(zhèn)宇，邱宣懷主編. 機械零件. 北京：人民教育出版社，1987. [12]吉林工業(yè)大學(xué)主編. 工程機械液壓與液力傳動. 北京：機械工業(yè)出版社，1988. [13]陳立德. 機械設(shè)計基礎(chǔ). 第二版. 北京：高等教育出版社，2003. [14]唐德修，徐燕. 汽車機械機構(gòu)與基礎(chǔ). 四川：西南交通大學(xué)出版社，2014. 2、答辯組論證結(jié)論 （1）方案可行，技術(shù)路線清晰 □ （2）方案可行，技術(shù)路線基本清晰 □ （3）方案基本可行，技術(shù)路線不很清晰 □ （4）方案和技術(shù)路線不很清晰 □ （5）方案和技術(shù)路線不清晰 □ 3、指導(dǎo)教師意見： 教研室主任意見： 指導(dǎo)教師（簽名）： 教研室主任（簽名）： 年 月 日 年 月 日 注：(1) 開題報告是用文字體現(xiàn)的設(shè)計（論文）總構(gòu)想，篇幅不必過大，但要把計劃設(shè)計的課題、如何設(shè)計、理論依據(jù)和研究現(xiàn)狀等主要問題說清楚； (2) 字?jǐn)?shù)不少于3000字，參考文獻不少于6篇，印刷字符在10萬印刷符以上。