开题报告-ZL50轮式装载机行星式动力换挡变速箱设计

ZL50装载机动力换挡变速箱设计开题报告 1. 课题论证 1.1 课题研究的目的与意义 ZL50装载机是较大型以装卸散状物体为主的工程机械，由于具有工作速度快、效率高、机动性好、操作方便等优点，在对加快建设速度，减轻工作强度，提高工作质量，降低使用成本都发挥着比较重要的作用，所以是现代机械化施工中较为重要的工程机械。 在工程机械中，ZL50型装载机广泛应用于建筑、矿山、道路、水电和国防建设等国家基础建设方面，可以对散装堆积的物品可以进行装、运、卸等作业，还能对岩石和硬土作业进行轻度挖掘工作。 ZL50行星式装载机属于ZL的系列，通常采用液力机械传动系、液力机械传动系、轮式行走系，铰接式车架工作装置机构使用的是液压操纵。此系列的装载机具有机动性好、方向转动锅比较灵活、生产效率高和操纵轻便的特点，多数的后桥布置为摆动桥，可以增加稳定性，故安全性好。 ZL50轮式装载机属于四轮驱动装载机，工作时用全轮驱动，空车进行跑动的时候，为了避免出现功率损耗，只让装载机的前轮驱动，这样后桥进行传动用啮合套脱开。本设计的装载机使用的是液压与液力机械传动方式，工作时效率高、无级变速、传动比大和变速平稳等特点，使用范围比较广泛。设计的装载机采用行星齿轮变速器，实现换档操作的方式时间液压式。它的主要特点有以下几个方面：动力方面使用双涡轮变矩器、工作时有两个前进档和一个倒退档的双行星排的动力换档变速器，还能使变速箱以实现脱起动，发动机熄火时转向，排气制动这样的“三合一”机构。 装载机按照行走方式分为轮胎式和履带式两种，目前国内生产和使用的大多数是轮胎式装载机（简称轮式装载机）。 行星式齿轮传动机构，具体还包括行星轮系以及差动轮系等。但是，这种渐开线行星齿轮的传动种类有很多，依照装载机齿轮的啮合方式来分，可以被分为很多种型号。由于所使用行星齿轮的传动拥有着功率分流和动轴线这样的运动特点，和它内啮合原理的合理运用，让之与定轴线齿轮传动相比，有着经济和技术上的很多优点。我们都知道，它的特点是：重量轻、体积小；可进行合成与分解；工作时运动比价平稳、发出的噪声较小；低速轴转矩与重量之往往比较大；同时它的啮合功率要小于要传递时的功率，工作时的功率损失小，且效率比较高。所以常常被人们用来代替普通齿轮传动作为增、减和变速传动机械中的装置。产品在生产过程中，根据一些相关的统计指出，世界上已经存在将近50多种渐开线式行星式齿轮传动系列的设计，还在这些基本系列的基础上，生产了多种形式的组合式变速器、减速器和差速器等一些产品，在根据工程机械的发展要求需，新型的行星式齿轮传动组合形式将不断的发展和创新。工程机械变速箱的类型较多，按其换挡操作方式分类，可分为人力换挡和动力换挡。人力换挡变速箱同时也被称为机械式变速箱，它的齿轮啮合或啮合套通过人力来拔动实现变速箱的换挡。而动力换挡则是通过液压控制机械中的离合器的分离和结合来实现换挡的，与人力换挡变速新相比的话，它有着操作换挡时动力切断的时间可降低到最低限度，有利于工作成产率的提高，轻便简单、换挡快，可以实现有载荷时不停车换挡的特点。如果依照变速箱分类中的轮系型式分，可分把变速箱划分为定轴式和行星式变速箱两种。在工程机械的使用中，行星类型的变速箱具有传动效率高、载荷容量大、结构合理紧凑以外，还具有便于自动换挡或工作实现动力等优点。所以，行星式变速箱在实际使用的工程机械底盘中获得大部分厂商的广泛应用。动力换挡行星变速箱在实际的使用是比较广泛、同时它的技术上也相对成熟，但是一些买家反应调查发现某些行星式变速箱会出现比较多的实际问题。以国内的轮式装载机来说的话，主要生产公司有山东临工、徐州装载机场、柳工集团以及宜工、烟工、厦工等企业。调查后发现，它们在实际生产的轮式装载机行星式变速箱会出现某些问题，其中一些则为用户在使用中出现的不应当操作引起的，也有一些问题是生产的结构造成的，综合发现一个比较重要的问题就是转载的性能不怎么出色。所以，对动力换挡变速箱出现的问他进行系统的研究有着非常重要意义。在设计装载机动力换挡变速箱的时候，与总体设计必须使其相协调，同时要充分考虑在不同机型之间实现标准化，通用化，系列化的一些问题。要保证所设计的产品保证工作时，装载机具有比较优良的生产性和经济性，就是设计注意排档数目，用来让工程机械可以有合适的牵引力与速度去完成各种作业。需要注意的是，应当以操纵轻便，制造与维修比较方便，工作可靠、结构紧凑作为设计的着重点。 1.2 行星式动力变速箱特点 1.在作业中往往需要不断变换行驶方向，后退档位数和前进档位数基本相同 2.作业中牵引力和车速变化范围大，档位数多 3.变速器要考虑到通用化和系列化，在设计师要考虑变档位数。1.3串联组成式行星式变速箱设计原则 采用串联组成式变速箱可减少行星排数和操纵元件数，改善了各行星排元件之间的连接，可降低制动器摩擦片的相对转速。从传动效率来看，串联组成可减少空转的操纵元件的数目，从齿轮啮合传动效率来看，齿轮啮合传动损失是要增加的。 但是串联组成带来的缺点是：两个档位之间互相转换时，必须同时分离两个操纵元件和同时结合连个操纵元件，换挡操纵较复杂。1.4行星式变速箱传动方案的选择 1.尽可能少的行星排数实现所需的档位数 2.在合适的值下，能较准确的实现各档传动比 3.各档行星轮的转速不得过高，行星轮转速太高，轴承承受不了行星轮受负荷时，空转最高转速允许超过5000r/min，但也不能太高。 4.各档的操作件空转相对转速不能过高， 5.各档啮合传动效率要高。 6.结构简单，制动器布置：齿圈为制动件最好，其次为行星架，太阳轮为制动件最不好。结构连接：最好相邻两行星排各构件相连，即：太阳轮和太阳轮相连，行星架与行星相连。 7.太阳轮和行星架受力不要过大。1.5注意存在的问题 在装载机中行星式液力机械动力换档变速箱的最大特点是，装载机只需要两个前进档和一个后退档，就能实现装载、行驶、后退的全部变速功能，使装载机有极强的自动适应外界阻力的调节功能。当装载机在正常需要较高的前进和后退的速度时，超越离合器自动分离，让二级涡轮独立工作，就是由二级涡轮输出的动力通过二级输出齿轮、中间输入轴将动力传入各个档位，使装载机能实现变速行驶，从而实现物料迅速进行转移。当装载机在铲装作业过程中外界阻力突然增大，例如遇到铲装大物料时，超越离合器在双涡轮变矩器的配合工作下，自动降低转速、增大转矩，使车轮产生足够的动力进行正常的铲装工作。1.6 设计思路 如上图所示，行星齿轮机构就具有三个彼此可以相对旋转的运动件：太阳轮、行星架和齿圈。它可以实现四种不同组合的挡位低挡太阳轮主动，行星架被动，齿圈不动；中挡太阳轮不动，行星架被动，齿圈主动；高挡（超速挡）太阳轮不动，行星架主动，齿圈被动；倒挡太阳轮主动，行星架不动，齿圈被动。所有运动件都不受约束时，变速器处于空挡。行星齿轮变速器通常由两组到三组行星齿轮机构组成，并用多片离合器控制上述运动件的组合，实现不同的挡位。 1.7设计参数 1.额定载重量：50 KN； 2.整机操作质量：16800 KG； 3.最高车速：前进档 38 km/h 倒档 24 km/h 4.最大牵引力： 159 KN； 5.发动机：额定功率 158 KW 额定转速 2200 rpm 最大转矩/转速 872/15001.8 进度安排时间设计任务及要求第1-2周分析,背景,查阅行星式变速箱相关资料,工作原理等相关知识第3-4周总体方案设计，并进行行星式变速箱设计的有关计算，对行星式变速箱结构进行设计，确定主要参数。第5周绘制行星式变速箱结构草图，计算并校核有关尺寸。第6-8周绘制液压控制图第9周绘制一张0行星式变速箱的装配图。第10周手绘一张1的图。第11周检查设计，修改设计。第12周整理编写设计说明书，交指导老师审定，查错，设计定稿，打印，准备毕业设计答辩。第13周进行毕业设计答辩。1.9参考文献1吴永平等. 工程机械设计机. 北京：化学工业出版社，2007. 2杨占敏. 轮式装载机. 北京：化学工业出版社，2007.3吴庆鸣，何小新. 工程机械设计. 武汉：武汉大学出版社，2006.4杨国平. 现代工程机械技术. 北京：机械工业出版社，2006.5杨晋升. 轮式装载机设计. 北京：机械工业出版社，1986.6张光裕. 工程机械底盘构造与设计. 北京：机械工业出版社，1986.7同济大学主编. 铲土运输机械. 北京：中国建筑工业出版社，1987.8吉林工业大学编. 轮式装载机设计. 北京：中国建筑工业出版社，1989.9同济大学主编. 工程机械底盘构造与设计. 北京：中国建筑工业出版社，1987.10诸文农编. 底盘设计（上、下）. 北京：机械工业出版社，1988.11许镇宇，邱宣怀主编. 机械零件. 北京：人民教育出版社，1987.12吉林工业大学主编. 工程机械液压与液力传动. 北京：机械工业出版社，1988.13陈立德. 机械设计基础. 第二版. 北京：高等教育出版社，2003.14唐德修，徐燕. 汽车机械机构与基础. 四川：西南交通大学出版社，2014.2、答辩组论证结论（1）方案可行，技术路线清晰 （2）方案可行，技术路线基本清晰 （3）方案基本可行，技术路线不很清晰 （4）方案和技术路线不很清晰 （5）方案和技术路线不清晰 3、指导教师意见： 教研室主任意见：指导教师（签名）： 教研室主任（签名）：年 月 日 年 月 日注：(1) 开题报告是用文字体现的设计（论文）总构想，篇幅不必过大，但要把计划设计的课题、如何设计、理论依据和研究现状等主要问题说清楚；(2) 字数不少于3000字，参考文献不少于6篇，印刷字符在10万印刷符以上。