【正文】 過去多采用作圖分析和手工計算法，工作量繁重，精度較低。這種機(jī)型使用范圍很廣，其產(chǎn)品受到用 3 戶的普遍關(guān)注。 80年代國外裝載機(jī)和液壓挖掘機(jī)除了不斷完善裝，挖功能外，正向一機(jī)多能方向發(fā)展。為適應(yīng)裝載機(jī)多功能作業(yè)的要求，輪式裝載機(jī)已經(jīng)向一機(jī)功能方向發(fā)展。廣泛應(yīng)用于礦山，建筑工地，道路修建，水利工程，港口，貨場，電站以及其他工業(yè)部門，進(jìn)行裝載，推土，鏟挖，起重，牽引等多種作業(yè)。所以努力提高裝載機(jī)械的作業(yè)能力，對實現(xiàn)礦山生產(chǎn)的高效率低消耗想著重要的作用。 不論是露天礦開采還是地下礦開采，對礦體較硬的金屬礦山，都是經(jīng)鑿巖爆破將崩落松散礦石或巖石，經(jīng)裝運(yùn)作業(yè)運(yùn)至下步工序的作業(yè)地點(diǎn)。隨著淺埋礦床的耗盡而愈來愈向深部開采，或當(dāng)露天升采的深度很大而使地表遭受大面積的破壞時，就必須采用地下開采。這是因為地下開采的條件復(fù)雜，使用的設(shè)備種類繁多，在產(chǎn)量相同的條件下，對地下礦投資的人力和物力遠(yuǎn)大于露天礦的緣故。 課題內(nèi)容幾工作量 1. 總體方案確定 2. 工作裝置結(jié)構(gòu)形式分析 3. 工作裝置運(yùn)動分析 4. 工作裝置性能分析 5. 圖紙設(shè)計 6. 譯文（機(jī)械設(shè)計類） 第二章 裝載機(jī)的應(yīng)用與發(fā)展?fàn)顩r 輪式裝載機(jī)的介紹 金屬礦山的開采可劃分為露天開采和地下開采兩大類。 我想隨著我國的科技力量的不斷進(jìn)步，我國的裝 載機(jī)發(fā)展將在不久的將來趕上甚至超過國際先進(jìn)水平。目前我國輪式裝載機(jī)正在從低水平、低質(zhì)量、低價位滿足功能型向高水品、高質(zhì)量、中價位、經(jīng)濟(jì)實用過度，各主要廠家也不斷進(jìn)行技術(shù)投入，采用不同的技術(shù)路線，在關(guān)鍵部件及技術(shù)創(chuàng)新，擺脫目前產(chǎn)品設(shè)計雷同，無自己特色和優(yōu) 勢的現(xiàn)狀，正在從低水平的無序競爭的怪圈中脫穎而出，成 2 為裝載機(jī)行業(yè)的領(lǐng)先者。 而我國輪式裝載機(jī)起步較晚，其制造技術(shù)是陸續(xù)從德國、美國和日本等國家引進(jìn)的。 主要有以下幾點(diǎn)現(xiàn)狀：產(chǎn)產(chǎn)品形成系列，更新速度加快并朝大型化和小型化發(fā)展；采用新結(jié)構(gòu)、新技術(shù)，產(chǎn)品性能日趨完善；發(fā)展多種工作裝置，不斷滿足市 場需求；易于維修保養(yǎng)，注重環(huán)保。 三、設(shè)計背景 在經(jīng)歷了 50~60年的發(fā)展，到 20世紀(jì) 90年代中末期國外輪式裝載機(jī)技術(shù)已達(dá)到相當(dāng)高的技術(shù)水平。第一部分：設(shè)計概述；第二部分：裝載機(jī)總體設(shè)計，它為變速箱設(shè)計提供條件參數(shù)；第三部分：變速箱設(shè)計，此部分為變速箱設(shè)計的重要部分；第四部分：參考文獻(xiàn)。 因此，要求設(shè)計者在設(shè)計過程中必須端正態(tài)度，嚴(yán)格認(rèn)真，盡可能多的參看有關(guān)書籍，資料，刻苦鉆研，對比分析，取長補(bǔ)短，大膽創(chuàng)新，以便做出高質(zhì)量、高水平的設(shè)計成果。它廣泛應(yīng)用于公路、鐵路、建筑、水電、港口和礦山等工程建設(shè)。所以畢業(yè)設(shè)計是學(xué)生獲得知識的重要環(huán)節(jié)。 1 緒論 一、設(shè)計目的 畢業(yè)設(shè)計是學(xué)生理論聯(lián)系實際的重要課題，是學(xué)生綜合運(yùn)用，鞏固基礎(chǔ)理論，專業(yè)設(shè)計和專業(yè)知識的機(jī)會。通過畢業(yè)設(shè)計，能夠檢查學(xué)生對所學(xué)知識掌握的程度，能夠提高學(xué)生解決實際問題的能力和獨(dú)立工作的能力，并掌握機(jī)械設(shè)計的一般方法，步驟。 裝載機(jī)屬于鏟土運(yùn)輸機(jī)械類，是一種通過安裝在前端一個完整的鏟斗支撐結(jié)構(gòu)和連桿，隨機(jī)械向前運(yùn)動進(jìn)行裝載或挖掘，以及提升，運(yùn)輸和卸載的自行式履帶或輪胎 機(jī)械。裝載機(jī)具有作業(yè)速度快、效率高、機(jī)動性好、操作輕便等優(yōu)點(diǎn)， 因此成為工程建設(shè)中土石方施工的主要機(jī)種之一，對于加快工程建設(shè)速度，減輕勞動程度，提高工程質(zhì)量，降低成本發(fā)揮著重要的作用，是現(xiàn)代機(jī)械化施工中不可缺少 id 裝備之一。 二、設(shè)計步驟及方法 本次設(shè)計說明書分為四部分，是對整個 設(shè)計過程的描述和總結(jié)。 這次設(shè)計主要采用傳統(tǒng)的以人工計算為主的設(shè)計方法，類比國內(nèi)外現(xiàn)有成熟機(jī)型，從中選優(yōu)，以便能更好地設(shè)計要求，本次設(shè)計的重點(diǎn)為 ZL50 行星變速箱設(shè)計，由于本人知識水平有限，設(shè)計中必定存在不少錯誤，請老師和同學(xué)指正?；谝簤?技術(shù)、微電子技術(shù)和信息技術(shù)的各種智能系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于裝載機(jī)的設(shè)計、計算操作控制、生產(chǎn)經(jīng)營和維修服務(wù)等各個方面，是國外輪式裝載機(jī)在原來的基礎(chǔ)上更加精致，其自動化程度也得以提高，從而進(jìn)一步提高了生產(chǎn)率，改善了司機(jī)的工作環(huán)境，提高了作業(yè)舒適性，降低了噪聲、震動，保護(hù)了環(huán)境，最大的簡化維修、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達(dá)到了很高的水平。 綜合上述現(xiàn)狀和未來市場需求，國外輪式裝載機(jī)在其未來技術(shù)發(fā)展中將廣泛應(yīng)用微電子技術(shù)與信息技術(shù)，完善計算機(jī)輔助駕駛系統(tǒng)、信息管理系統(tǒng)及故障診斷系統(tǒng)；采用單一吸聲材料、噪聲抑制方法降低機(jī)器噪音；通過不斷改進(jìn)電噴裝置 u，進(jìn)一步降低柴油發(fā)動機(jī)的尾氣排放量；研制無污染、經(jīng)濟(jì)型、環(huán)保型的動力裝置；提高液壓元件、傳感元件和控制元件的可靠性和靈敏性，提高整機(jī)機(jī)電信一體化水平；在控制系統(tǒng)方面，將廣泛采用電子監(jiān)控和自動報警系統(tǒng)、自動換擋變速裝置；普遍安裝 GPS定位于質(zhì)量自動稱量裝置。目前，我國國內(nèi)輪式裝載機(jī)生產(chǎn)廠家群雄并立，并且有增無減，但國內(nèi)的企業(yè)自主開發(fā)創(chuàng)新能力較弱，工藝裝備水平和生產(chǎn)能力低，機(jī)械的可靠性，故障率，使用壽命，機(jī)、電、液一體化水平，外觀質(zhì)量，操作的靈活性和舒適性方面與先進(jìn)國家產(chǎn)品相差較大。其發(fā)展體現(xiàn)出以下趨勢：大型化和小型化裝載機(jī)，在幾年的發(fā)展過程中，受到客觀條件及市場總需求量的限制；各生產(chǎn)廠家根據(jù)實際情況，重新進(jìn)行總體設(shè)計，優(yōu)化各項性能指標(biāo)，強(qiáng)化結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度，以使整機(jī)可靠性得到提高；優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)性能；利用電子技術(shù)及負(fù)荷傳感技術(shù)來實現(xiàn)變速箱的自動換擋及液壓變量系統(tǒng)的應(yīng)用，提高效率、節(jié)約能源、降低裝載機(jī)的作業(yè)成本；提高安全性、舒適性；降低噪聲和排放，強(qiáng)化環(huán)保指標(biāo)。 第一章 設(shè)計任務(wù)及要求 課題名稱（包括主要技術(shù)參數(shù)）及要求 ZL50型裝載機(jī)工作裝置設(shè)計 裝載機(jī)工作裝置斗容： 3 額定載重量： 5t 柴油機(jī)功率： 150 最大卸載高度： 2900 最小卸載距離： 1000 要求：保證裝載機(jī)工作的功能，滿足工程機(jī)械的各項使用性能。我國露天礦采以礦石的比重約占70％，但從事地下開采的人員比露天開采的人員多。 保護(hù)自然環(huán)境和合理地利用礦藏資源，是發(fā)展社會主義經(jīng)濟(jì)的必要條件。可以預(yù)料今后地下開采仍將逐漸增加。裝載作業(yè)是礦山整個生產(chǎn)過程小既繁重又費(fèi)時的作業(yè)。 ZL系列輪式裝載機(jī)是一種高效率的工程機(jī)械，具有結(jié)構(gòu)先進(jìn)，性能可靠，機(jī)動性強(qiáng)，操縱方便等優(yōu)點(diǎn)。對加快工程建設(shè)速度減輕勞動強(qiáng)度提高工程 質(zhì)量降低工程成本都發(fā)揮著重要作用，因此近幾年來無論在國內(nèi)還是國外裝載機(jī)品種和產(chǎn)量都得到迅速發(fā)展，成為工程機(jī)械的主導(dǎo)產(chǎn)品之一。這主要靠主機(jī)控制適合多種作業(yè)的組合工作裝置完成。許多公司競相生產(chǎn)各式各樣的輔助機(jī)構(gòu)。在通用拖拉機(jī)前端加裝載裝置，后部加挖掘裝置可改裝變形成前裝后挖拖拉機(jī)，亦稱挖掘裝載機(jī)，俗稱“兩頭忙”。當(dāng)分析工礦較多時問題更為突出，為克服手工畫圖的誤差。其次要考慮各個工作液壓缸作用力的均衡性，整機(jī)的穩(wěn)定性，整機(jī)與地面的附著性、滿足結(jié)構(gòu)和布置的可能性，以綜合比較初選方案，從而確定機(jī)構(gòu)參數(shù)（一般來說，從計算機(jī)輔助分析中發(fā)現(xiàn)不合理的現(xiàn)象可究其原因，采取改進(jìn)措施，是設(shè)計合理化。同 時，通過性能分析能夠很清楚的了解到這個裝載機(jī)裝置在各個位置或各種工況時的里和其它參數(shù)，有利于更有效地使用挖掘裝載機(jī)和使這種裝載機(jī)工作效率得到最大限度的發(fā)揮。 發(fā)動機(jī)功率： ①功率小于 74kw 為小型裝載機(jī)。 行走結(jié)構(gòu)： ① 輪胎 式：質(zhì)量輕、速度快、機(jī)動靈活、效率高、不易 損壞路面、接地比壓大、通過性差、但被廣泛應(yīng)用； ②履帶式：接地比壓小，通過性好、重心低、穩(wěn)定性好、附著力強(qiáng)、牽引力大、比切入力大、速度低、靈活性相對差、成本高、行走時易損壞路面。 ③后卸式：前端裝、后端卸、作業(yè)效率高、作業(yè)的安全性欠好。開拓是礦山的基建工程，它是用井巷把地表與山地下礦體接通，并建成完整的運(yùn)輸、通風(fēng)、排水的并巷工程，包括豎井、斜井、盲井、井底車場，如水泵房、變電室、機(jī)修站、火藥庫等，還有石門、階段運(yùn)輸巷道、溜井等。前者如采區(qū)的運(yùn)輸巷道、通風(fēng)和人行天井，以及電耙巷道等，如切 割槽、拉底空間、放礦漏斗等?；夭芍械牡V石裝運(yùn)作業(yè)是礦山生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。開拓、采準(zhǔn)和回采三者在使用裝運(yùn)機(jī)械方面對比起來，采準(zhǔn)工程的特點(diǎn)是：它的裝運(yùn)作業(yè)工作量，是在階段水平以上或礦房內(nèi)部及礦床上下盤中進(jìn)行的。在斷面只寸很小的空間內(nèi)工作，由于設(shè)備的調(diào)入遷移和使用都比 較困難，致使采準(zhǔn)工作的機(jī)械化程度低、工作效率低、成本高。 4 國外輪式裝載機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 1） 新產(chǎn)品不斷推出 近年來，輪式裝載機(jī)以圍繞提高效率、降低成本為核心，繼續(xù)向大型化、微型化發(fā)展，不斷推出新產(chǎn)品，加速更新?lián)Q代。改善了性能、提高了可靠性。 馬拉松?勒圖爾勒 (Marathon Letourneau)公司 1990年和 1994年在 LI100的基礎(chǔ)上分別推出 LI400和 LI800型輪式裝載機(jī)。 德雷塞 (Dresser)公司 90年代初推出 4000型輪式裝載機(jī)，斗容 10～ 30m機(jī)重 151． 8t，采用模塊結(jié)構(gòu)的傳動系統(tǒng)，大功率、敏感按鈕控制的液壓系統(tǒng)． z型單搖臂工作裝置。 目前，全世界約有 400臺 (功率大于 750kw)大型輪式裝載機(jī)應(yīng)用在露天礦山和建筑工程，與大型自卸汽車配套使用。如：日本古 河公司生產(chǎn)的 FL301型輪式裝載機(jī)斗容 0． 34m機(jī)重 2． 3t；小松公司的 WA301型斗容 0． 34rn柴油機(jī)功率 20kW；豐田織機(jī)公司的斗容 0． 17m機(jī)重 1t等這些微型裝載機(jī)適用于建筑工地和地下礦山挖溝、平地、堆料等。從地面到整個舉升高度范圍內(nèi)具有平行移動的特點(diǎn)。 德雷塞公司開發(fā) Z型單臂工作機(jī)構(gòu)并與高壓液壓系統(tǒng)相結(jié)臺，為鏟斗提供更大的掘起力；縮短裝載工作循環(huán)，增加鏟斗裝滿系數(shù)，大幅度提高勞動生產(chǎn)率。 2． 2 傳動機(jī)構(gòu) 以卡特彼勒公司為代表的輪式裝載機(jī)采用液力機(jī)械傳動系統(tǒng)，其自動動力換檔變速箱自動選擇檔位傳動比，使換檔在變速箱最佳效率點(diǎn)進(jìn)行。 以日本小松公司 WA系列中小功率 (小于 125kW)為代表的輪式裝載機(jī)采用新型集中式結(jié)構(gòu)的驅(qū)動橋。輪端采用浮動密封結(jié)構(gòu)，安裝簡便，有自動補(bǔ)償功能，密封性能良好。 馬拉松?勒圖爾勒公司的輪式裝載機(jī)采用柴油機(jī)一發(fā)電機(jī)一電動輪傳動，比液力機(jī)械傳動系統(tǒng)簡單。 2． 3 液壓系統(tǒng) 德雷塞公司輪式裝載機(jī)液壓系統(tǒng)用傳感器接受柴油機(jī)轉(zhuǎn)速信號，當(dāng)轉(zhuǎn)速下降時柱塞式變量泵便自動增加轉(zhuǎn)向系統(tǒng)流量，以保持恒定的轉(zhuǎn)向速度，在最大挖掘工況時可減少流量，減慢液壓元件動作，以保持液壓系統(tǒng)的動力平衡 ，減少液壓系統(tǒng)熱損耗，節(jié)省功率。工作裝置液壓系統(tǒng)采用舉升限位裝置和下放自動定位裝置，避免了機(jī)械限位時液壓缸行程終了產(chǎn)生高壓和沖擊；裝設(shè)的蓄能器能吸收沖擊載荷，并對整機(jī)的縱向搖擺起阻尼作用；液壓缸導(dǎo)向套處有三重密封，防止泄漏和肪塵。如卡特彼勒輪式裝載機(jī)的司機(jī)室設(shè)有微機(jī)監(jiān)控裝置和可調(diào)懸掛式座椅，先導(dǎo)液壓閥操縱鏟斗控制手柄及流量放大轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等，使操作輕便、靈活，采用防滾翻保護(hù)結(jié)構(gòu) (ROPS)和落體撞擊保護(hù)結(jié)構(gòu) (FOPS)符臺 ISO標(biāo)準(zhǔn)要求。柴油發(fā)動機(jī)自動控制噴油系統(tǒng)、變速箱自動控制換檔、性能參數(shù)和狀態(tài)監(jiān)測均取得重大進(jìn)展，在視線內(nèi)遙控作業(yè)已進(jìn)入實用 階段，從而改善了性能，提高了可靠性，縮短了停機(jī)時間，增加了生產(chǎn)能力，降低了燃油消耗，取得了更大的經(jīng)濟(jì)效益。 3． 2 變速箱自動控制換檔 日本川崎重工公司的 KLD97ZⅢ型輪式裝載機(jī)采用自動控制換 檔的變速箱，可按裝載機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工況自動選擇最佳檔位，用微機(jī)控制離臺器，從而簡化操作、提高作業(yè)效率、減少沖擊，實現(xiàn)平穩(wěn)換檔；電子控制裝置、傳感器等使用可靠，一旦控制系統(tǒng)發(fā)生故障，可用手動換檔，不影響工作。 3． 4 機(jī)載電子稱重系統(tǒng) 目前，許多大型輪式裝載機(jī)都裝設(shè)機(jī)載電子稱重系統(tǒng)，能清楚地顯 示出需再裝的物料量，從而使心中有數(shù)，以防止過載或欠載，減少無效跑車次數(shù)，節(jié)省作業(yè)時間，提高生產(chǎn)效率。 3％以內(nèi)。另外，世界上生產(chǎn)大型輪式裝載機(jī)的國家、企業(yè)也不多，出口前景也非常好，苦于我們還拿不出產(chǎn)品。因此，我國大型輪式裝載機(jī)可以說是基本上未推向市場。大型 輪式裝載機(jī)的配套件國內(nèi)基本上沒有，有少量的也是水平低，可靠性差，不太適用，進(jìn)口配套件價格又太貴。我國裝載機(jī)行業(yè)，特別是主要裝載機(jī)制造企業(yè)，應(yīng)抓住我國加入 WTO 后進(jìn)口件價格降低的機(jī)遇，進(jìn)口一部分重要的關(guān)鍵部件，同時為盡量降低成本，加大力度開發(fā)一些目前已經(jīng)有能力開發(fā)的零部件，如傳動系統(tǒng)中的驅(qū)動橋、液壓件中的缸、閥等， 經(jīng)過精心設(shè)計，開發(fā)出具有中國特色的大型輪式裝載機(jī)。 國產(chǎn)挖掘裝載機(jī)及小型多功能裝載機(jī)數(shù)量很少，在我國 ZL20 型以下屬小型裝載機(jī)，據(jù)1999 年全行業(yè)主要企業(yè)統(tǒng)計 ,共銷售小型裝載機(jī)有 1546 臺，能占全行業(yè)的 ％。美國的 山貓牌小型多功能裝載機(jī)年銷量在 5萬臺左右，還有美國的凱斯、約翰迪爾、卡特彼勒、英國的 JCB公司等的挖掘裝載機(jī)及小型多功能裝載機(jī)年銷量都在萬臺上。這類產(chǎn)品特別適用于市政建設(shè)、中小城鎮(zhèn)建設(shè)、鄉(xiāng)間非等級公路建設(shè)、一般公路的維護(hù)保養(yǎng)、港口碼頭作業(yè)，還有改造環(huán)境、植樹造林等。這類產(chǎn)品的開發(fā)，今后肯定是以靜液壓件傳動為主，目前世