開題報(bào)告-ZL50輪式裝載機(jī)行星式動(dòng)力換擋變速箱設(shè)計(jì)

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1、 ZL50裝載機(jī)動(dòng)力換擋變速箱設(shè)計(jì)開題報(bào)告 1. 課題論證 1.1 課題研究的目的與意義 ZL50裝載機(jī)是較大型以裝卸散狀物體為主的工程機(jī)械，由于具有工作速度快、效率高、機(jī)動(dòng)性好、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，在對加快建設(shè)速度，減輕工作強(qiáng)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(jī)械化施工中較為重要的工程機(jī)械。 在工程機(jī)械中，ZL50型裝載機(jī)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(jìn)行裝、運(yùn)、卸等作業(yè)，還能對巖石和硬土作業(yè)進(jìn)行輕度挖掘工作。 ZL50行星式裝載機(jī)屬于ZL的系列，通常采用液力

2、機(jī)械傳動(dòng)系、液力機(jī)械傳動(dòng)系、輪式行走系，鉸接式車架工作裝置機(jī)構(gòu)使用的是液壓操縱。此系列的裝載機(jī)具有機(jī)動(dòng)性好、方向轉(zhuǎn)動(dòng)鍋比較靈活、生產(chǎn)效率高和操縱輕便的特點(diǎn)，多數(shù)的后橋布置為擺動(dòng)橋，可以增加穩(wěn)定性，故安全性好。 ZL50輪式裝載機(jī)屬于四輪驅(qū)動(dòng)裝載機(jī)，工作時(shí)用全輪驅(qū)動(dòng)，空車進(jìn)行跑動(dòng)的時(shí)候，為了避免出現(xiàn)功率損耗，只讓裝載機(jī)的前輪驅(qū)動(dòng)，這樣后橋進(jìn)行傳動(dòng)用嚙合套脫開。本設(shè)計(jì)的裝載機(jī)使用的是液壓與液力機(jī)械傳動(dòng)方式，工作時(shí)效率高、無級變速、傳動(dòng)比大和變速平穩(wěn)等特點(diǎn)，使用范圍比較廣泛。設(shè)計(jì)的裝載機(jī)采用行星齒輪變速器，實(shí)現(xiàn)換檔操作的方式時(shí)間液壓式。它的主要特點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：動(dòng)力方面使用雙渦輪變矩器、

3、工作時(shí)有兩個(gè)前進(jìn)檔和一個(gè)倒退檔的雙行星排的動(dòng)力換檔變速器，還能使變速箱以實(shí)現(xiàn)脫起動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)熄火時(shí)轉(zhuǎn)向，排氣制動(dòng)這樣的“三合一”機(jī)構(gòu)。 裝載機(jī)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(jī)（簡稱輪式裝載機(jī)）。 行星式齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，具體還包括行星輪系以及差動(dòng)輪系等。但是，這種漸開線行星齒輪的傳動(dòng)種類有很多，依照裝載機(jī)齒輪的嚙合方式來分，可以被分為很多種型號(hào)。由于所使用行星齒輪的傳動(dòng)擁有著功率分流和動(dòng)軸線這樣的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，和它內(nèi)嚙合原理的合理運(yùn)用，讓之與定軸線齒輪傳動(dòng)相比，有著經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上的很多優(yōu)點(diǎn)。我們都知道，它的特點(diǎn)是：重量輕、體積??；可進(jìn)行合成與分解；工作

4、時(shí)運(yùn)動(dòng)比價(jià)平穩(wěn)、發(fā)出的噪聲較?。坏退佥S轉(zhuǎn)矩與重量之往往比較大；同時(shí)它的嚙合功率要小于要傳遞時(shí)的功率，工作時(shí)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(dòng)作為增、減和變速傳動(dòng)機(jī)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(jì)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(dòng)系列的設(shè)計(jì)，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(jī)械的發(fā)展要求需，新型的行星式齒輪傳動(dòng)組合形式將不斷的發(fā)展和創(chuàng)新。 工程機(jī)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(dòng)力換擋。人力換擋變速箱同時(shí)也被稱為機(jī)械式變速箱，它的齒輪嚙合或嚙合套

5、通過人力來拔動(dòng)實(shí)現(xiàn)變速箱的換擋。而動(dòng)力換擋則是通過液壓控制機(jī)械中的離合器的分離和結(jié)合來實(shí)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(shí)動(dòng)力切斷的時(shí)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(shí)現(xiàn)有載荷時(shí)不停車換擋的特點(diǎn)。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(jī)械的使用中，行星類型的變速箱具有傳動(dòng)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(dòng)換擋或工作實(shí)現(xiàn)動(dòng)力等優(yōu)點(diǎn)。所以，行星式變速箱在實(shí)際使用的工程機(jī)械底盤中獲得大部分廠商的廣泛應(yīng)用。動(dòng)力換擋行星變速箱在實(shí)際的使用是比較廣泛、同時(shí)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(huì)出現(xiàn)比較多的實(shí)際問題。以國內(nèi)的輪式裝載機(jī)來說的話，主要生產(chǎn)公司有山東臨工、徐州裝載機(jī)場、柳工集團(tuán)以及宜工、煙工、廈工等企業(yè)。調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，它們在實(shí)際生產(chǎn)的輪式裝載機(jī)行星式變速箱會(huì)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(gè)比較重要的問題就是轉(zhuǎn)載的性能不怎么出色。所以，對動(dòng)力換擋變速箱出現(xiàn)的問他進(jìn)行系統(tǒng)的研究有著非常重要意義。 在設(shè)計(jì)裝載機(jī)動(dòng)力換擋變速箱的時(shí)候，與總體設(shè)計(jì)必須使其相協(xié)調(diào)，同時(shí)要充分考慮在不同機(jī)型之間實(shí)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(jì)的產(chǎn)品保證工作時(shí)，裝載機(jī)具有比較優(yōu)良的生產(chǎn)性

7、和經(jīng)濟(jì)性，就是設(shè)計(jì)注意排檔數(shù)目，用來讓工程機(jī)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(jì)的著重點(diǎn)。 1.2 行星式動(dòng)力變速箱特點(diǎn) 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(jìn)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(jì)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(jì)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(dòng)器摩擦片的相對轉(zhuǎn)速。從傳動(dòng)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(dòng)效率來看，齒輪嚙合傳動(dòng)損失是要增加的。 但是串聯(lián)組成帶來的缺點(diǎn)是：兩個(gè)檔位之間互相轉(zhuǎn)換時(shí)，必須同時(shí)分離兩個(gè)操縱元件和同時(shí)結(jié)合連個(gè)操縱元件，換擋操縱較復(fù)雜。 1.4行星式變速箱傳動(dòng)方案的選擇 1.盡可能少的行星排數(shù)實(shí)現(xiàn)所需的檔位數(shù) 2.在合適的α值下，能較準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)各檔傳動(dòng)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(shí)，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(dòng)效率要高。 6.結(jié)構(gòu)簡單，制動(dòng)器布置

9、：齒圈為制動(dòng)件最好，其次為行星架，太陽輪為制動(dòng)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(jī)中行星式液力機(jī)械動(dòng)力換檔變速箱的最大特點(diǎn)是，裝載機(jī)只需要兩個(gè)前進(jìn)檔和一個(gè)后退檔，就能實(shí)現(xiàn)裝載、行駛、后退的全部變速功能，使裝載機(jī)有極強(qiáng)的自動(dòng)適應(yīng)外界阻力的調(diào)節(jié)功能。當(dāng)裝載機(jī)在正常需要較高的前進(jìn)和后退的速度時(shí)，超越離合器自動(dòng)分離，讓二級渦輪獨(dú)立工作，就是由二級渦輪輸出的動(dòng)力通過二級輸出齒輪、中間輸入軸將動(dòng)力傳入各個(gè)檔位，使裝載機(jī)能實(shí)現(xiàn)變速行駛，從而實(shí)現(xiàn)物料迅速進(jìn)行轉(zhuǎn)移。當(dāng)裝載機(jī)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(shí)，超越離合器在雙渦輪變矩器的配合工作下，自動(dòng)降低轉(zhuǎn)速、增大轉(zhuǎn)矩，使車輪產(chǎn)生足夠的動(dòng)力進(jìn)行正常的鏟裝工作。 1.6 設(shè)計(jì)思路 如上圖所示，行星齒輪機(jī)構(gòu)就具有三個(gè)彼此可以相對旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)件：太陽輪、行星架和齒圈。它可以實(shí)現(xiàn)四種不同組合的擋位①低擋太陽輪主動(dòng)，行星架被動(dòng)，齒圈不動(dòng)；②中擋太陽輪不動(dòng)，行星架被動(dòng)，齒圈主動(dòng)；③高擋（超速擋）太陽輪不動(dòng)，行星架主動(dòng)，齒圈被動(dòng)；④倒擋太陽輪主動(dòng)，行星架不動(dòng)，齒圈被動(dòng)。所有運(yùn)動(dòng)件都不受約束時(shí)，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(jī)構(gòu)組成，并用多片離合

11、器控制上述運(yùn)動(dòng)件的組合，實(shí)現(xiàn)不同的擋位。 1.7設(shè)計(jì)參數(shù) 1.額定載重量：50 KN； 2.整機(jī)操作質(zhì)量：16800 KG； 3.最高車速：前進(jìn)檔 38 km/h 倒檔 24 km/h 4.最大牽引力： 159 KN； 5.發(fā)動(dòng)機(jī)：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(jìn)度安排 時(shí)間 設(shè)計(jì)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(shí) 第3-4周 總體方案設(shè)計(jì)，并進(jìn)行行星式變速箱設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算，對行星式變速箱結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，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(jì)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(jì)，修改設(shè)計(jì)。 第12周 整理編寫設(shè)計(jì)說明書，交指導(dǎo)老師審定，查錯(cuò)，設(shè)計(jì)定稿，打印，準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。 第13周 進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。 1.9參考文獻(xiàn) [1]吳永平等. 工程機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007. [2]楊占敏. 輪式裝載機(jī). 北京：化學(xué)

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14、上、下）. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1988. [11]許鎮(zhèn)宇，邱宣懷主編. 機(jī)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(jī)械液壓與液力傳動(dòng). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1988. [13]陳立德. 機(jī)械設(shè)計(jì)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(jī)械機(jī)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(bào)告是用文字體現(xiàn)的設(shè)計(jì)（論文）總構(gòu)想，篇幅不必過大，但要把計(jì)劃設(shè)計(jì)的課題、如何設(shè)計(jì)、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(xiàn)不少于6篇，印刷字符在10萬印刷符以上。