ZL30輪式裝載機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書院（系） 機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)學(xué)生姓名一、 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題ZL30輪式裝載機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)二、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作自年__月―日起至年—月_日止三、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)行地點(diǎn):校內(nèi)四、 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的內(nèi)容要求：設(shè)計(jì)要求：功率為350馬力，整機(jī)最大牽引力=7.5X103:額定載重量為3.5t，斗容為1.5立方米，最大卸載高度1600mm，最大卸載高度時(shí)卸載距離600mm，最大爬坡度為20°。采用四輪驅(qū)動(dòng)方式，行駛時(shí)最高速度：35公里./小時(shí)。主要設(shè)計(jì)內(nèi)容：傳動(dòng)系統(tǒng)由變速器，驅(qū)動(dòng)橋以及傳動(dòng)軸等部件組成（1） 變速器：包括液力變矩器的設(shè)計(jì)以及動(dòng)力換檔變速器的設(shè)計(jì)。（2） 驅(qū)動(dòng)橋：完成前后橋的設(shè)計(jì)。（3） 傳動(dòng)軸：設(shè)計(jì)傳動(dòng)軸參數(shù)。成果形式：畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說明書1份：相關(guān)設(shè)計(jì)圖紙若干張。傳動(dòng)系統(tǒng)簡圖，變矩器裝配圖，液壓原理圖，變速器傳動(dòng)簡圖，變諫器裝配圖，前后橋總成圖及主要零件圖。指導(dǎo)教師系（教研室） . 系（教研室）主任簽名批準(zhǔn)日期接受論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)開始執(zhí)行日學(xué)生簽名ZL30輪式裝載機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)［摘要］本次畢業(yè)設(shè)計(jì)題目為ZL30裝載機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，大致上分為主傳動(dòng)器設(shè)計(jì)、差速器設(shè)計(jì)、十字軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、半軸設(shè)計(jì)、和橋殼設(shè)計(jì)五大部分。本說明書將以“驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)”為內(nèi)容，對(duì)驅(qū)動(dòng)橋及其主要零部件的結(jié)構(gòu)型式與設(shè)計(jì)計(jì)算作一一介紹。主傳動(dòng)器采用單級(jí)錐齒輪傳動(dòng)式，錐齒輪采用螺旋錐齒輪并選用懸臂式支承。將齒輪的基本參數(shù)確定以后，算得齒輪所有的幾何尺寸，然后進(jìn)行齒輪的受力分析和強(qiáng)度校核。齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸的計(jì)算是此部分設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。在掌握了差速器、半軸、終傳動(dòng)和橋殼的工作原理以后，結(jié)合設(shè)計(jì)要求，合理選擇其類型及結(jié)構(gòu)形式，然后進(jìn)行零部件的參數(shù)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度校核。差速器設(shè)計(jì)采用普通對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器，齒輪選用直齒錐齒輪。半軸設(shè)計(jì)采用全浮式支承方式。［關(guān)鍵詞］:裝載機(jī)；驅(qū)動(dòng)橋；主傳動(dòng)系統(tǒng)；差速器。ZL30wheelloadertransmissionsystemdesignAbstract：ThecontentofmygraduationdesignisTheDesignofZL30LoaderAxles(MainTransmission),largelyatfiveparts,includedofthemaintransmissiondesign,differentialdesign,thedesignoftheCrossshaftstructure,half-shaftdesignanddesignofaxlecase.Thedesignspecificationswillintroducethestructuretypeanddesignofthedriveaxleandthemaincomponentsinthedrivingaxledesignonebyone.Maindriveisadoptsasingle-stagebevelgearandspiralbevelgearsusecantileversupport.Afterconsideredofthebasicparametersofgear,calculateallthegeometricparametersofthegear,andthenanalysisgearstressandcheckitsstrength.Thecalculationofgear’sbasicparametersandgeometryparametersisthekeypointofthispart.Aftermasteredtheworkingprincipleofdifferential,axle,finaldriveandaxlecase,haveareasonablechoiceandthestructureofitstypebycombiningwiththedesignrequirements,andthendesignpartsandcheckstrength.Thedifferentialdesignadoptsordinarysymmetrictaperedplanetarygeardifferential,andthegearisstraightbevelgears.Thehalf-shaftdesignusesthefullfloatingaxlesupporting.Keywords：loader,driveaxlemaintransmissionsystemDifferentialsTOC\o"1-5"\h\z1弓1言 3\o"CurrentDocument"1.1國內(nèi)輪式裝載機(jī)發(fā)展概況 3\o"CurrentDocument"1.2國外輪式裝載機(jī)的發(fā)展概況 4\o"CurrentDocument"1.3輪式裝載機(jī)的發(fā)展趨勢與方向 52總體方案論證 錯(cuò)誤!未定義書簽。2.1整機(jī)傳動(dòng)系方案設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤！未定義書簽。2.2傳動(dòng)比的確定 錯(cuò)誤！未定義書簽。2.3驅(qū)動(dòng)橋方案設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤！未定義書簽。2.3.1非斷開式驅(qū)動(dòng)橋 錯(cuò)誤！未定義書簽。2.3.2斷開式驅(qū)動(dòng)橋 錯(cuò)誤！未定義書簽。2.3.3傾斜式驅(qū)動(dòng)橋 錯(cuò)誤！未定義書簽。3主傳動(dòng)器設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤!未定義書簽。3.1主傳動(dòng)器結(jié)構(gòu)方案分析 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.2主傳動(dòng)器主、從動(dòng)錐齒輪的支承方案 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.3螺旋錐齒輪計(jì)算載荷的確定 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.4主傳動(dòng)器錐齒輪的主要參數(shù)選擇 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.5主傳動(dòng)器錐齒輪材料的選擇及熱處理 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.6主傳動(dòng)器錐齒輪的強(qiáng)度校核 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.6.1輪齒的彎曲強(qiáng)度校核 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.6.2輪齒齒面的接觸強(qiáng)度校核 錯(cuò)誤！未定義書簽。4差速器設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤!未定義書簽。4.1差速器原理 錯(cuò)誤！未定義書簽。4.2圓錐直齒輪差速器齒輪參數(shù)的選擇 錯(cuò)誤！未定義書簽。4.3差速器直齒錐齒輪強(qiáng)度計(jì)算 錯(cuò)誤！未定義書簽。4.4十字軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤！未定義書簽。4.4.1十字軸材料 錯(cuò)誤！未定義書簽。4.4.2行星齒輪軸直徑d^的確定 錯(cuò)誤！未定義書簽。5半軸設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤!未定義書簽。5.1半軸的方案設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤！未定義書簽。半浮式半軸 錯(cuò)誤！ 未定義書簽。3/4浮式半軸 錯(cuò)誤！未定義書簽。全浮式半軸 錯(cuò)誤！ 未定義書簽。5.2半軸的材料及熱處理 錯(cuò)誤！未定義書簽。5.3半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤！未定義書簽。5.4半軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 錯(cuò)誤！未定義書簽。5.4.1半軸計(jì)算扭矩Mj的確定 錯(cuò)誤！未定義書簽。5.4.2半軸桿部直徑db的確定 錯(cuò)誤！未定義書簽。5.4.3半軸的強(qiáng)度校核 錯(cuò)誤！未定義書簽。6驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤!未定義書簽。6.1橋殼的結(jié)構(gòu)型式 錯(cuò)誤！未定義書簽。6.1.1可分式橋殼 錯(cuò)誤！未定義書簽。6.1.2整體式橋殼 錯(cuò)誤！未定義書簽。6.2橋殼的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 錯(cuò)誤！未定義書簽。致謝 錯(cuò)誤!未定義書簽。1引言輪式裝載機(jī)是一種廣泛應(yīng)用于土石方工程施工的工程機(jī)械，其主要完成50米運(yùn)距內(nèi)的鏟、裝、卸、運(yùn)作業(yè)，也可進(jìn)行輕度鏟掘作業(yè)。由于輪式裝載機(jī)具有作業(yè)速度快、效率高、適應(yīng)性強(qiáng)，操縱輕便等優(yōu)點(diǎn)，因而在國內(nèi)外得到迅速發(fā)展。1.1國內(nèi)輪式裝載機(jī)發(fā)展概況我國裝載機(jī)行業(yè)起步于50年代末。1958年，上海港口機(jī)械廠首先測繪并試制了67KW（90hp）、斗容量為1m3的裝載機(jī)。這是我國自己制造的第一臺(tái)裝載機(jī)。該機(jī)采用單橋驅(qū)動(dòng)、滑動(dòng)齒輪變速。1964年，天津工程機(jī)械研究所和廈門工程機(jī)械廠測繪并試制了功率為100.57KW（135hp）斗容量為1.7m3的Z435型裝載機(jī)。1962年國外出現(xiàn)鉸接式裝載機(jī)后,天津工程機(jī)械化研究所與天津交通局于1965年聯(lián)合設(shè)計(jì)了Z425型鉸接式裝載機(jī)。柳州工程機(jī)械廠和天津工程機(jī)械研究所合作，在參考國外樣機(jī)的基礎(chǔ)上，于1970年設(shè)計(jì)試制了功率為163.9KW（220hp）、斗容量為3m3的ZL50型裝載機(jī)。ZL50型裝載機(jī)經(jīng)過幾年的實(shí)踐考核，證明性能良好、結(jié)構(gòu)先進(jìn)，為后來我國ZL系列裝載機(jī)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。在ZL50的基礎(chǔ)上，后又設(shè)計(jì)發(fā)展了ZL100、ZL40、ZL30、ZL20裝載機(jī)系列產(chǎn)品，并在這個(gè)系列的基礎(chǔ)上發(fā)展了DZL50和DZL40型供地下礦坑和隧道施工用的地下裝載機(jī)變型產(chǎn)品。通過近40年的發(fā)展，我國裝載機(jī)從無到有，產(chǎn)品種類及產(chǎn)量均有較大幅度的提高，已經(jīng)形成獨(dú)立的系列產(chǎn)品和行業(yè)門類。生產(chǎn)企業(yè)由80年代的20家增至現(xiàn)在的百余家，初步形成了規(guī)格為0.8-10t約19個(gè)型號(hào)的系列產(chǎn)品，并已成為工程機(jī)械主力機(jī)種。主要生產(chǎn)廠家為：廈工、柳工、龍工、徐工、常林、臨工、山工、成工、宜工、鄭工、武林、朝工、山河智能等，這些廠家有長時(shí)間的裝載機(jī)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)、較強(qiáng)的實(shí)力、較高的市場占有率和較好的售后服務(wù)，在用戶心目中一直樹立著良好的形象，并保持其已有的地位和優(yōu)勢。其“八五”、“九五”技改的較大投入已逐漸發(fā)揮效力和作用，使企業(yè)煥發(fā)出生機(jī)和活力。“十五”期間，輪式裝載機(jī)行業(yè)出現(xiàn)了井噴式的發(fā)展，2001-2004年裝載機(jī)銷量增長率平均為46.98%，大大超過前25年的均值17.86%；2006年中國裝載機(jī)26家主要企業(yè)共銷售119895臺(tái)，同比增長13.3%（不含小裝），占據(jù)世界裝載機(jī)的大半壁江山。中國市場大幅增長，已發(fā)展為世界上最大的市場。國內(nèi)各生產(chǎn)廠家所在地更加認(rèn)識(shí)到裝載機(jī)這一產(chǎn)品的巨大市場和效益，紛紛將其列為支柱產(chǎn)業(yè)加以扶持并在政策上給予優(yōu)惠，像福建龍巖、山東蒙嶺等一批新成員的加盟，發(fā)展勢頭迅猛，競爭更加激烈。國際一流公司小松、利渤海爾、沃爾沃、卡特彼勒等在國內(nèi)成立合資或獨(dú)資公司后，更加劇了國內(nèi)裝載機(jī)市場的競爭。我國小型裝載機(jī)制造業(yè)當(dāng)前正處于發(fā)展時(shí)期，有一定的盈利空間，小裝技術(shù)水平低、結(jié)構(gòu)簡單、零配件充足齊全，進(jìn)入門檻低。因此目前仍有大批企業(yè)進(jìn)入小裝行業(yè)，在這種情況下，盡管市場“突飛猛進(jìn)”，但產(chǎn)能增長更快，因此今后的市場競爭必然殘酷而激烈，低水平的價(jià)格戰(zhàn)也在所難免。另外，我國小型裝載機(jī)還有很多需要改進(jìn)的地方，如：傳動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)水平太低，司機(jī)勞動(dòng)強(qiáng)度大，能耗高、作業(yè)效率低，與國家提倡的節(jié)能降耗、安全環(huán)保等不一致；在傳動(dòng)方面應(yīng)該向雙變（變矩器+變速箱）或全液壓方向發(fā)展；當(dāng)前廣泛采用的單缸柴油機(jī)功率偏小，噪聲、振動(dòng)、能耗都偏大；從發(fā)展的角度看，在成本增加不大的情況下，應(yīng)盡量采用雙缸或4缸柴油機(jī)；同時(shí)在液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)方面最好采用優(yōu)先全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，變速操縱應(yīng)由機(jī)械換擋變?yōu)橐簤簞?dòng)力換擋等。我想這些都是今后小裝技術(shù)發(fā)展的方向。目前已經(jīng)有一些常規(guī)裝載機(jī)大廠開始生產(chǎn)小裝，如廈工集團(tuán)所屬的“廈工新宇”、徐工集團(tuán)所屬的”徐特“、柳工所屬的“江蘇柳工”等。我認(rèn)為大廠進(jìn)入小裝行業(yè)并不會(huì)對(duì)他們產(chǎn)生威脅，但會(huì)有助于行業(yè)的發(fā)展。我國國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的持續(xù)高漲，城市化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷加速，勞動(dòng)力的需求越來越緊缺，勞動(dòng)力成本也越來越高，裝載機(jī)作為一種既機(jī)動(dòng)靈活，又價(jià)廉物美的機(jī)器設(shè)備，將取代高成本、低效率的手工勞動(dòng)，特別是西部大開發(fā)，這類產(chǎn)品將有廣闊的潛在市場。所以，小型裝載機(jī)將具有良好的開發(fā)前景。1.2國外輪式裝載機(jī)的發(fā)展概況從國外發(fā)展趨勢來看，國外輪式裝載機(jī)技術(shù)已達(dá)到相當(dāng)高的水平。信息技術(shù)的飛速發(fā)展又給裝載機(jī)技術(shù)的發(fā)展插上了飛躍的翅膀，基于微電子技術(shù)和信息技術(shù)的計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)、司機(jī)輔助操作系統(tǒng)、柴油機(jī)電腦控制裝置、電子計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、電子自動(dòng)換擋變速控制系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的智能系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于裝載機(jī)的設(shè)計(jì)、計(jì)算操作控制、檢測監(jiān)控、生產(chǎn)經(jīng)營和維修服務(wù)等各個(gè)方面，使國外裝載機(jī)在原來的基礎(chǔ)上更加“精制”；其自動(dòng)化程度也得以提高，從而進(jìn)一步提高了生產(chǎn)效率；改善了司機(jī)的作業(yè)環(huán)境,提高了作業(yè)舒適性；降低了噪聲、振動(dòng)和排污量，保護(hù)自然環(huán)境；最大限度地簡化維修、降低作業(yè)成本，使其性能、安全性、可靠性、使用壽命和操作性能都更上了一層樓。然而，我國裝載機(jī)行業(yè)的主導(dǎo)產(chǎn)品，基本上都是以柳工70年代初開發(fā)的ZL50為基礎(chǔ)發(fā)展起來的，屬國際60年代技術(shù)水平。進(jìn)入80年代消化吸收美國Caterpillar、日本小松等先進(jìn)技術(shù)，逐步開發(fā)成功了我國第二代裝載機(jī)產(chǎn)品。我國的第二代產(chǎn)品與國際先進(jìn)產(chǎn)品相比，在機(jī)電一體化、操縱舒適度、作業(yè)效率等方面有較大差距，差距最大的是產(chǎn)品可靠性，國產(chǎn)多功能裝載機(jī)整機(jī)可靠性差(平均無故障工作時(shí)間不足400小時(shí))，缺乏核心技術(shù)、主要關(guān)鍵部件都依賴進(jìn)口、產(chǎn)品單一，產(chǎn)品檔次低。另一方面，小型輪式裝載機(jī)以機(jī)動(dòng)靈活、效率高、多功能和價(jià)格低廉贏得市場，發(fā)展甚快。這些微型裝載機(jī)適用于建筑工地和地下礦山挖溝、平地、堆料等。國外小型裝載機(jī)及小型多功能裝載機(jī)，包括挖掘裝載機(jī)在內(nèi)，市場份額已相當(dāng)大，美國的山貓牌小型多功能裝載機(jī)車銷量在5萬臺(tái)左右，還有美國的凱斯、約翰?迪爾、卡特彼勒、英國的JCB等公司的挖掘裝載機(jī)及小型多功能裝載機(jī)年銷量都在萬臺(tái)以上。1.3輪式裝載機(jī)的發(fā)展趨勢與方向如今，部分國外裝載機(jī)上安裝有轉(zhuǎn)速變速集成控制系統(tǒng)(STIC),它取消了傳統(tǒng)的方向盤和變速操作桿，將轉(zhuǎn)向和變速操縱集成在一個(gè)操作手柄上，并采用簡單的觸發(fā)方式控制開關(guān)和換擋用的分裝式加速按鈕。利用肘節(jié)的自然動(dòng)作左右搬動(dòng)操縱手柄來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，利用大拇指選擇換擋銨鈕以實(shí)現(xiàn)前進(jìn)與后退、加速與減速行駛，極大地簡化了操作?？ㄌ乇死展?50G上配用的轉(zhuǎn)向變速集成系統(tǒng)稱為命令控制系統(tǒng)，由液壓回路與機(jī)械