【正文】 的安全性欠好。 裝載機(jī)的分類常用的單斗裝載機(jī)，按發(fā)動(dòng)機(jī)功率，傳動(dòng)形式，行走系結(jié)構(gòu)，裝載方式的不同進(jìn)行分類。 Part IV: Reference. Among them, the body includes: (1) mining loader models to determine the overall parameters of some form of identification and determination of institutions, (2) the design of gear transmission part related to verification, to determine the speed of each ponent, ponent twist moment calculation and checking, the determination of the hydraulic shift control circuit. Key words: general parameters, torque converter, gearbox, clutch 目錄第一章 前 言 5 設(shè)計(jì)目的 5 選題意義 5 裝載機(jī)的分類 5 選用原則 7 主要部件 7 國(guó)內(nèi)外裝載機(jī)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 8第二章 裝載機(jī)總體設(shè)計(jì) 10 機(jī)型的確定 10 行走裝置的選擇 10 傳動(dòng)形式的選擇 10 裝載機(jī)總體參數(shù)的確定 10 基本參數(shù)的確定 11 裝載機(jī)的橋荷力分配 11 鏟斗的后傾角與卸載角 12 發(fā)動(dòng)機(jī)功率 13 裝載機(jī)的總體布置 13 13 總體布置的原則 13 總體布置的基準(zhǔn)選擇 14 對(duì)各部件布置的具體要求 14 裝載機(jī)的穩(wěn)定性 16第三章 液力變矩器設(shè)計(jì) 17 傳動(dòng)系的分類及其應(yīng)用范圍 17 液力變矩器的結(jié)構(gòu)及工作原理 22 液力變矩器的基本特性參數(shù) 23 液力變矩器設(shè)計(jì) 24 變矩器的力矩計(jì)算方程 24 液力變矩器形式的選擇 26 變矩器性能的評(píng)價(jià)指標(biāo) 26 液力變矩器的類型 27 液力變矩器的輸出軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算及有效直徑D的計(jì)算 30 提高變矩器反拖性能的措施 32 變矩器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 35第四章 動(dòng)力換擋行星變速箱的設(shè)計(jì) 35 傳動(dòng)系總傳動(dòng)比的分配 36 裝載機(jī)各檔傳動(dòng)比的確定 36 各檔傳動(dòng)比的分配 37 變速箱的設(shè)計(jì) 37 傳動(dòng)方案的選擇及傳動(dòng)簡(jiǎn)圖的設(shè)計(jì) 37 行星排特性參數(shù)的確定 40 變速箱中相關(guān)齒輪的計(jì)算與校核 40 配齒計(jì)算 40 傳動(dòng)效率的計(jì)算 41 行星排中各齒輪的相關(guān)參數(shù)計(jì)算 41 各檔工作時(shí)各構(gòu)件的轉(zhuǎn)速 42 變速箱工作時(shí)各構(gòu)件扭矩的計(jì)算 43 變速箱各檔輸入扭矩的確定 43 變速箱上各構(gòu)件扭矩的計(jì)算 44 變速箱各零部件的校核 45 行星排中各相關(guān)齒輪的強(qiáng)度校核 45 變速箱輸出軸齒輪的設(shè)計(jì)與校核 50 變速箱輸出軸的設(shè)計(jì)與校核 52 輸出軸軸承的選擇及其校核 55 離合器的計(jì)算及其校核 56 裝載機(jī)液壓換擋操縱油路 57第五章 結(jié)論 60參考文獻(xiàn) 61第一章 前 言 設(shè)計(jì)目的畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的重要課題，是學(xué)生綜合運(yùn)用，鞏固基礎(chǔ)理論，專業(yè)技術(shù)和專業(yè)知識(shí)的機(jī)會(huì)。此外還可進(jìn)行推運(yùn)土壤、刮平地面和牽引其他機(jī)械等作業(yè)。由于裝載機(jī)具有作業(yè)速度快、 效率高、機(jī)動(dòng)性好、操作輕便等優(yōu)點(diǎn)，因此它成為工程建設(shè)中土石方施工的主要機(jī)種之一。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，能夠檢查學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)掌握的程度，能夠提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力和獨(dú)立工作的能力，并掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法和步驟，是學(xué)生獲得知識(shí)的重要環(huán)節(jié)。（1）按行走裝置的不同，裝載機(jī)分為輪胎式和履帶式兩種。 選用原則機(jī)型的選擇：主要依據(jù)作業(yè)場(chǎng)合和用途進(jìn)行選擇和確定。 主要部件包括發(fā)動(dòng)機(jī)，變矩器，變速箱，前、后驅(qū)動(dòng)橋，簡(jiǎn)稱四大件 　　1. 發(fā)動(dòng)機(jī) 　　2. 變矩器上有三個(gè)泵，工作泵（供應(yīng)舉升，翻斗壓力油）轉(zhuǎn)向泵（供應(yīng)轉(zhuǎn)向壓力油）變速泵也稱行走泵（供應(yīng)變矩器，變速箱壓力油），有些機(jī)型轉(zhuǎn)向泵上還裝有先導(dǎo)泵（供應(yīng)操縱閥先導(dǎo)壓力油） 　　 ，液壓油箱，工作泵，多路閥，舉升油缸和翻斗油缸 　　4. 行走油路：變速箱油底殼油，行走泵，一路進(jìn)變矩器一路進(jìn)檔位閥，變速箱離合器 　　5. 驅(qū)動(dòng)：傳動(dòng)軸，主差速器，輪邊減速器 　　6. 轉(zhuǎn)向油路：油箱，轉(zhuǎn)向泵，穩(wěn)流閥（或者優(yōu)先閥）轉(zhuǎn)向器，轉(zhuǎn)向油缸 　　7. 變速箱有一體的（行星式）和分體的（定軸式）兩種 國(guó)內(nèi)外裝載機(jī)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)：我國(guó)輪式裝載機(jī)起步較晚，其制造技術(shù)是陸續(xù)從美國(guó)、德國(guó)和日本等國(guó)家引進(jìn)的。 　?。?）根據(jù)各生產(chǎn)廠家的實(shí)際情況，重新進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，優(yōu)化各項(xiàng)性能指標(biāo)，強(qiáng)化結(jié)構(gòu)件的強(qiáng)度及剛度，使整機(jī)可靠性得到大步提高。隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，降低裝載機(jī)噪聲和排放的工作已迫在眉捷，現(xiàn)在許多大城市已經(jīng)制定機(jī)動(dòng)車的噪聲和排放標(biāo)準(zhǔn)，工程建設(shè)機(jī)械若不符合排放標(biāo)準(zhǔn)，將要限制在該地區(qū)的銷售。提高液壓元件、傳感元件和控制元件的可靠性與靈敏性，提高整機(jī)的機(jī)一電一信一體化水平。 傳動(dòng)形式的選擇 此次裝載機(jī)傳動(dòng)系的設(shè)計(jì)采用液力機(jī)械傳動(dòng)系，因?yàn)樗c機(jī)械傳動(dòng)系相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：a) 在保持一定插入力的同時(shí)舉升動(dòng)臂或轉(zhuǎn)動(dòng)鏟斗以減少鏟掘阻力，縮短作業(yè)循環(huán)時(shí)間。 基本參數(shù)的確定選擇常見國(guó)產(chǎn)輪胎式裝載機(jī)ZL50型的性能參數(shù)作為基本參數(shù)，可得到裝載機(jī)的技術(shù)參數(shù)：型號(hào)ZL50額定斗容/ 3額定載重量/t5最大卸載高度/mm3050最大卸載距離/mm1280最大牽引力/KN137最大爬坡能力/度28最小轉(zhuǎn)彎半徑/mm5610最高檔行速/km/h38機(jī)器最大長(zhǎng)度/mm7080機(jī)器最大寬度/mm2940機(jī)器行走高度/mm3370機(jī)器工作重量/t18軸距/mm3200輪距/mm2200發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率/kw163動(dòng)臂舉升時(shí)間/s液力變矩系數(shù) 裝載機(jī)的橋荷力分配裝載機(jī)在作業(yè)過程中，作用在鏟斗上的外載荷力變化范圍很大，使作用在前、后橋上的橋荷力大小也發(fā)生變化。 鏟斗的后傾角與卸載角裝載機(jī)在運(yùn)輸位置時(shí)，鏟斗底板與水平面間的夾角為后傾角，其推薦值為40176。 發(fā)動(dòng)機(jī)功率 由于我國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)系列型譜中，標(biāo)出的功率時(shí)額定功率，而額定功率是在臺(tái)架上試驗(yàn)得到的，在試驗(yàn)中沒有裝配發(fā)電機(jī)，壓氣機(jī)，風(fēng)扇，水泵等附件，這些附件消耗功率占額定功率的5%～10%，額定功率減去上述附件消耗的功率即得發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪功率。當(dāng)采用前種布置有困難時(shí)，方可采用此種布置。否則將影響其它件的布置，并且會(huì)使傳動(dòng)軸的十字節(jié)發(fā)生干涉。所以，一般多采用此種形式，但缺點(diǎn)是駕駛員容易疲勞。2) 駕駛室布置在后車架的前部。作用在裝載機(jī)上的外力，對(duì)裝載機(jī)可能產(chǎn)生兩種力矩：一種是使裝載機(jī)產(chǎn)生傾翻趨勢(shì)的力矩，稱為傾翻力矩M 0 ,另一種是使裝載機(jī)趨于穩(wěn)定的力矩，稱為穩(wěn)定力矩M S 。(2) 液力機(jī)械式傳動(dòng)液力機(jī)械式傳動(dòng)系是指，從從原動(dòng)機(jī)到驅(qū)動(dòng)輪之間通過液力變矩器和機(jī)械傳動(dòng)件組成的傳動(dòng)系統(tǒng)。4) 能提高裝載機(jī)的舒適性。油泵和油馬達(dá)都具備容積式調(diào)速系統(tǒng)，它是通過改變油泵或油馬達(dá)的排量，調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速或扭矩的，從而調(diào)節(jié)裝載機(jī)的速度和牽引力。這是最近幾年發(fā)展起來的新型裝載機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)，但由于成本高，傳動(dòng)效率低，目前，尚沒有被廣泛使用。電動(dòng)輪還能起差速作用，可以省去機(jī)械式差速器。對(duì)于采用機(jī)械傳動(dòng)的車輛，其發(fā)動(dòng)機(jī)的符合取決于外阻力，希望發(fā)動(dòng)機(jī)能經(jīng)常在額定工況工作，使之功率利用最大，經(jīng)濟(jì)性也較好，機(jī)械生產(chǎn)率也最高。典型的輪胎式裝載機(jī)液力機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)路線是發(fā)動(dòng)機(jī)→液力變矩器→變速箱→傳動(dòng)軸→主傳動(dòng)裝置→輪邊減速→輪輞→輪胎。導(dǎo)輪和變矩器固定殼體相連，其作用是使渦輪上的力矩和泵輪上的力矩不等，以實(shí)現(xiàn)變矩和變速的目的。前得負(fù)號(hào)是表示渦輪作用于工作液體的力矩和大小相等，方向相反。此處，取K=。目前，液力變矩器的設(shè)計(jì)，一般多采用按相似理論為依據(jù)的仿形法設(shè)計(jì)?！? 顯然，對(duì)于等傾角工況可知： 為了研究Q和，D的關(guān)系，我們可以把分解為兩個(gè)互相垂直的分量和。 液力變矩器形式的選擇 變矩器性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)由于各類變矩器的基本特性充分反映在它的原始特性上，故根據(jù)原始特性評(píng)價(jià)變矩器的性能。（2） λ1隨i的增加而減少，這種變矩器叫做正可透的。因?yàn)榻?jīng)過泵輪傳遞的功率N1=λ1γn13D5,故λ1值表示變矩器傳遞能量的能力大小，故希望λ1大。 單級(jí)變矩器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，變矩系數(shù)K0也較大，一般為3～4。由于泵輪傳遞的力矩和循環(huán)流量成正比，因而泵輪和渦輪為對(duì)稱布置的向心式渦輪變矩器就具有較大的正透過性，且變矩器的傳動(dòng)比也不可能大于1。4) K0較小，但KP還是較大的，因?yàn)樽兙仄髡９ぷ鞣秶趇p—ip區(qū)段工作，故變矩器在正常工作范圍克服超載能力還是較好的。雙渦輪液力變矩器，由于自由輪機(jī)構(gòu)的作用可根據(jù)裝載機(jī)運(yùn)行阻力的變化，自動(dòng)達(dá)到變矩器第二渦輪單獨(dú)工作和兩個(gè)渦輪同時(shí)工作的目的。為了能盡可能利用發(fā)動(dòng)機(jī)功率，并且，為了能夠以盡可能大的功率傳給行駛裝置，顯然，此時(shí)變矩器應(yīng)該在最高效率的工況下工作。 ρ = 900kg/m3 。采用的方法有：1）在泵輪和渦輪間設(shè)置閉鎖離合器。2）在泵輪和渦輪間設(shè)置自由輪機(jī)構(gòu)， 這個(gè)自由輪機(jī)構(gòu)允許泵輪轉(zhuǎn)速大于渦輪轉(zhuǎn)速，不允許渦輪轉(zhuǎn)速大于泵輪轉(zhuǎn)速，故拖起動(dòng)及發(fā)動(dòng)機(jī)排氣制動(dòng)時(shí)渦輪可通過此自由輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)和發(fā)動(dòng)機(jī)相連的泵輪。2）自由輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，避免滾子卡死。由于泵輪組合件和渦輪組合件兩端支承在不同的零件上，必須保證兩端支承的同心度，故和此相關(guān)的零件上相關(guān)連的工作面加工時(shí)應(yīng)有同心度要求。一般變速器油底殼容量較大，是變矩器補(bǔ)償、變速器換檔操縱及潤(rùn)滑液壓系統(tǒng)的油箱。一般ZL50型裝載機(jī)可產(chǎn)生1 3噸以上的推進(jìn)力。8km/h= iΣⅡ=2200r/min247。 前進(jìn)（Ⅰ） 倒退（Ⅱ） 行星排特性參數(shù)的確定 行星排特性參數(shù)是用來評(píng)價(jià)行星傳動(dòng)性能的，它等于同排型星系中齒圈齒數(shù)與太陽輪齒數(shù)之比，此值也等于齒圈節(jié)圓直徑和太陽輪節(jié)圓直徑之比，即： α = ZQ/ZT =DQ /DF實(shí)踐證明：為了縮小結(jié)構(gòu)尺寸及保證構(gòu)件間安裝的可能性，設(shè)計(jì)單排行星傳動(dòng)時(shí)，應(yīng)使其參數(shù)處于以下范圍： 4/3≤α≤4依據(jù)計(jì)算所得各檔變速箱傳動(dòng)比及上述所選各檔傳動(dòng)方案，參考文獻(xiàn)初步確定各行星排特性參數(shù)如下： α1 = α2 = 變速箱中相關(guān)齒輪的計(jì)算與校核 行星傳動(dòng)中齒輪齒數(shù)的確定，不僅應(yīng)滿足傳動(dòng)比的要求，同時(shí)還應(yīng)滿足安裝的要求。前進(jìn)Ⅱ檔采用Q1直接嚙合形成直接換擋，不計(jì)離合器產(chǎn)生的滑移，ηⅡ = 1。 行星排中各相關(guān)齒輪的強(qiáng)度校核 行星排中各齒輪的強(qiáng)度是否足夠直接影響到變速箱的使用性能以及整個(gè)機(jī)器的實(shí)用性。 根據(jù)工作裝置的工作環(huán)境以及工作條件，暫取行星排中各齒輪的材料均為40Cr調(diào)制剛。其壓力角α、齒頂高系數(shù)hα* 、頂隙系數(shù)c* 均為標(biāo)準(zhǔn)值，亦即α=20。 配齒計(jì)算 根據(jù)計(jì)算前后兩行行星排特性參數(shù)，α1 、α2在誤差范圍內(nèi)相等。10km/h= 各檔傳動(dòng)比的分配 傳動(dòng)系的總傳動(dòng)比確定后，就可以進(jìn)行總傳動(dòng)比的分配，亦即變速箱各檔傳動(dòng)比iki,主傳動(dòng)比或中央傳動(dòng)比比i0，輪邊減速比ikⅡ=1。 傳動(dòng)系總傳動(dòng)比的分配 傳動(dòng)系的總傳動(dòng)比，是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、技術(shù)任務(wù)所規(guī)定的排擋數(shù)和速度范圍，以及總布置中初步確定的驅(qū)動(dòng)輪半徑的尺寸算出來的。故此次設(shè)計(jì)選用二自由度具有內(nèi)外嚙合的齒圈式行星機(jī)構(gòu)。齒形聯(lián)軸節(jié)裝配方便，彈性連接板則有減振作用，目前趨向于采用齒形聯(lián)軸節(jié)。3）轉(zhuǎn)動(dòng)密封工作可靠，盡量減小轉(zhuǎn)動(dòng)密封處的圓周速度。國(guó)產(chǎn)ZL50裝載機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)如下圖所示。但拖起動(dòng)時(shí)，由于發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，故原來由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的液壓泵停轉(zhuǎn)，閉鎖離合器無法接合，所以在車輛結(jié)構(gòu)上必須設(shè)有由車輛行走部分帶動(dòng)的輔助泵，通常此輔助泵裝在變速器上，用此輔助泵來使閉鎖離合器接合。得 D = 340 mm液力變矩器的輸出扭矩計(jì)算： M e =K*M 1P ，所以： M e =*M e *η=2496 Nm之后，就可以根據(jù)新設(shè)計(jì)的液力變矩器循環(huán)圓直徑D來確定線性比例尺寸L: 式中，D模作為模型的變矩器循環(huán)圓直徑。如圖，選擇ME=ME’。此外，由于雙渦輪的作用，其變矩系數(shù)的曲線由兩段不同斜率的曲線組成。工作輪相互配合作用的變換是采用自有輪機(jī)構(gòu)或其它方法來達(dá)到的。當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)速和泵輪轉(zhuǎn)速相等時(shí)，循環(huán)圓內(nèi)工作液體的流量不等于零，且流量隨渦輪轉(zhuǎn)速的變化也不大。.（2）液力變矩器的渦輪形式 單級(jí)變矩器按照渦輪在循環(huán)圓中的布置位置可分為向心式渦輪，軸流式渦輪和離心式渦輪三種。 液力變矩器的類型變矩器的類型及其分類方法較多，現(xiàn)就工程機(jī)械常用的變矩器簡(jiǎn)述如下。（4） λ1開始隨i的增加而