ZL30轮式装载机传动系统设计.docx
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ZL30轮式装载机传动系统设计
毕业论文﹙设计﹚任务书
院(系)机械工程学院专业班级学生姓名
一、毕业论文﹙设计﹚题ZL30轮式装载机传动系统设计
二、毕业论文﹙设计﹚工作自_年__月__日起至__年月日止
三、毕业论文﹙设计﹚进行地点:
校内
四、毕业论文﹙设计﹚的内容要求:
设计要求:
功率为350马力,整机最大牵引力=7.5×103;额定载重量为3.5t,斗容为1.5
立方米,最大卸载高度1600mm,最大卸载高度时卸载距离600mm,最大爬坡度为20°。
采用
四轮驱动方式,行驶时最高速度:
35公里/小时。
主要设计内容:
传动系统由变速器,驱动桥以及传动轴等部件组成
(1)变速器:
包括液力变矩器的设计以及动力换档变速器的设计。
(2)驱动桥:
完成前后桥的设计。
(3)传动轴:
设计传动轴参数。
成果形式:
毕业设计设计说明书1份;相关设计图纸若干张。
传动系统简图,变矩器装配
图,液压原理图,变速器传动简图,变速器装配图,前后桥总成图及主要零件图。
指导教师系(教研室).
系(教研室)主任签名批准日期
接受论文(设计)任务开始执行日期学生签名
ZL30轮式装载机的传动系统设计
[摘要]本次毕业设计题目为ZL30装载机传动系统设计,大致上分为主传动器设计、差速器设计、十字轴结构设计、半轴设计、和桥壳设计五大部分。
本说明书将以“驱动桥设计”为内容,对驱动桥及其主要零部件的结构型式与设计计算作一一介绍。
主传动器采用单级锥齿轮传动式,锥齿轮采用螺旋锥齿轮并选用悬臂式支承。
将齿轮的基本参数确定以后,算得齿轮所有的几何尺寸,然后进行齿轮的受力分析和强度校核。
齿轮的基本参数和几何尺寸的计算是此部分设计的重点。
在掌握了差速器、半轴、终传动和桥壳的工作原理以后,结合设计要求,合理选择其类型及结构形式,然后进行零部件的参数设计与强度校核。
差速器设计采用普通对称式圆锥行星齿轮差速器,齿轮选用直齿锥齿轮。
半轴设计采用全浮式支承方式。
[关键词]:
装载机;驱动桥;主传动系统;差速器。
ZL30wheelloadertransmissionsystemdesign
Abstract:
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,driveaxlemaintransmissionsystemDifferentials
1引言
轮式装载机是一种广泛应用于土石方工程施工的工程机械,其主要完成50米运距内的铲、装、卸、运作业,也可进行轻度铲掘作业。
由于轮式装载机具有作业速度快、效率高、适应性强,操纵轻便等优点,因而在国内外得到迅速发展。
1.1国内轮式装载机发展概况
我国装载机行业起步于50年代末。
1958年,上海港口机械厂首先测绘并试制了67KW(90hp)、斗容量为1m3的装载机。
这是我国自己制造的第一台装载机。
该机采用单桥驱动、滑动齿轮变速。
1964年,天津工程机械研究所和厦门工程机械厂测绘并试制了功率为100.57KW(135hp)斗容量为1.7m3的Z435型装载机。
1962年国外出现铰接式装载机后,天津工程机械化研究所与天津交通局于1965年联合设计了Z425型铰接式装载机。
柳州工程机械厂和天津工程机械研究所合作,在参考国外样机的基础上,于1970年设计试制了功率为163.9KW(220hp)、斗容量为3m3的ZL50型装载机。
ZL50型装载机经过几年的实践考核,证明性能良好、结构先进,为后来我国ZL系列装载机的发展奠定了基础。
在ZL50的基础上,后又设计发展了ZL100、ZL40、ZL30、ZL20装载机系列产品,并在这个系列的基础上发展了DZL50和DZL40型供地下矿坑和隧道施工用的地下装载机变型产品。
通过近40年的发展,我国装载机从无到有,产品种类及产量均有较大幅度的提高,已经形成独立的系列产品和行业门类。
生产企业由80年代的20家增至现在的百余家,初步形成了规格为0.8-10t约19个型号的系列产品,并已成为工程机械主力机种。
主要生产厂家为:
厦工、柳工、龙工、徐工、常林、临工、山工、成工、宜工、郑工、武林、朝工、山河智能等,这些厂家有长时间的装载机生产经验、较强的实力、较高的市场占有率和较好的售后服务,在用户心目中一直树立着良好的形象,并保持其已有的地位和优势。
其“八五”、“九五”技改的较大投入已逐渐发挥效力和作用,使企业焕发出生机和活力。
“十五”期间,轮式装载机行业出现了井喷式的发展,2001-2004年装载机销量增长率平均为46.98%,大大超过前25年的均值17.86%;2006年中国装载机26家主要企业共销售台,同比增长13.3%(不含小装),占据世界装载机的大半壁江山。
中国市场大幅增长,已发展为世界上最大的市场。
国内各生产厂家所在地更加认识到装载机这一产品的巨大市场和效益,纷纷将其列为支柱产业加以扶持并在政策上给予优惠,像福建龙岩、山东蒙岭等一批新成员的加盟,发展势头迅猛,竞争更加激烈。
国际一流公司小松、利渤海尔、沃尔沃、卡特彼勒等在国内成立合资或独资公司后,更加剧了国内装载机市场的竞争。
我国小型装载机制造业当前正处于发展时期,有一定的盈利空间,小装技术水平低、结构简单、零配件充足齐全,进入门槛低。
因此目前仍有大批企业进入小装行业,在这种情况下,尽管市场“突飞猛进”,但产能增长更快,因此今后的市场竞争必然残酷而激烈,低水平的价格战也在所难免。
另外,我国小型装载机还有很多需要改进的地方,如:
传动系统技术水平太低,司机劳动强度大,能耗高、作业效率低,与国家提倡的节能降耗、安全环保等不一致;在传动方面应该向双变(变矩器+变速箱)或全液压方向发展;当前广泛采用的单缸柴油机功率偏小,噪声、振动、能耗都偏大;从发展的角度看,在成本增加不
大的情况下,应尽量采用双缸或4缸柴油机;同时在液压转向系统方面最好采用优先全液压转向系统,变速操纵应由机械换挡变为液压动力换挡等。
我想这些都是今后小装技术发展的方向。
目前已经有一些常规装载机大厂开始生产小装,如厦工集团所属的“厦工新宇”、徐工集团所属的”徐特“、柳工所属的“江苏柳工”等。
我认为大厂进入小装行业并不会对他们产生威胁,但会有助于行业的发展。
我国国民经济建设的持续高涨,城市化、城镇化进程的不断加速,劳动力的需求越来越紧缺,劳动力成本也越来越高,装载机作为一种既机动灵活,又价廉物美的机器设备,将取代高成本、低效率的手工劳动,特别是西部大开发,这类产品将有广阔的潜在市场。
所以,小型装载机将具有良好的开发前景。
1.2国外轮式装载机的发展概况
从国外发展趋势来看,国外轮式装载机技术已达到相当高的水平。
信息技术的飞速发展又给装载机技术的发展插上了飞跃的翅膀,基于微电子技术和信息技术的计算机管理系统、司机辅助操作系统、柴油机电脑控制装置、电子计算机监控系统、电子自动换挡变速控制系统以及网络技术的智能系统已广泛应用于装载机的设计、计算操作控制、检测监控、生产经营和维修服务等各个方面,使国外装载机在原来的基础上更加“精制”;其自动化程度也得以提高,从而进一步提高了生产效率;改善了司机的作业环境,提高了作业舒适性;降低了噪声、振动和排污量,保护自然环境;最大限度地简化维修、降低作业成本,使其性能、安全性、可靠性、使用寿命和操作性能都更上了一层楼。
然而,我国装载机行业的主导产品,基本上都是以柳工70年代初开发的ZL50为基础发展起来的,属国际60年代技术水平。
进入80年代消化吸收美国Caterpillar、日本小松等先进技术,逐步开发成功了我国第二代装载机产品。
我国的第二代产品与国际先进产品相比,在机电一体化、操纵舒适度、作业效率等方面有较大差距,差距最大的是产品可靠性,国产多功能装载机整机可靠性差(平均无故障工作时间不足400小时),缺乏核心技术、主要关键部件都依赖进口、产品单一,产品档次低。
另一方面,小型轮式装载机以机动灵活、效率高、多功能和价格低廉赢得市场,发展甚快。
这些微型装载机适用于建筑工地和地下矿山挖沟、平地、堆料等。
国外小型装载机及小型多功能装载机,包括挖掘装载机在内,市场份额已相当大,美国的山猫牌小型多功能装载机车销量在5万台左右,还有美国的凯斯、约翰·迪尔、卡特彼勒、英国的JCB等公司的挖掘装载机及小型多功能装载机年销量都在万台以上。
1.3轮式装载机的发展趋势与方向
如今,部分国外装载机上安装有转速变速集成控制系统(STIC),它取消了传统的方向盘和变速操作杆,将转向和变速操纵集成在一个操作手柄上,并采用简单的触发方式控制开关和换挡用的分装式加速按钮。
利用肘节的自然动作左右搬动操纵手柄来实现转向,利用大拇指选择换挡铵钮以实现前进与后退、加速与减速行驶,极大地简化了操作。
卡特彼勒公司950G上配用的转向变速集成系统称为命令控制系统,由液压回路与机械反馈系统构成。
转向时,方向盘转动的角度直接与车身铰接角度连接起来,其特点是方向盘转动半圈即可转向,可提供更快和更精确的控制。
据称,该系统在一个台(8h)工作时间内可使转向圈数从10000转减少到1000转,极大地减轻司机的操作疲劳,增加舒适性。
由国际先进的技术看来,在整机的设计中,变速箱占据比较重要的位置也是我国目前技术领域较为薄弱的还节因此在设计中尽量汲取国外的先进技术,与中国的实际技术水平相结合,尽量做到融入机电液一体化和微电子控制技术的变速机构。
驱动桥是轮式装载机底盘传动系统的重要组成部分,主要包括主传动器、差速器、半轴、终传动、桥壳等部件。
其功用是增大传动扭矩,降低转速,并将动力合理地分配、传递至左、右驱动轮。
此外,桥壳还具有承重和传力的作用。
因此,驱动桥结构型式和设计参数除对装载机的可靠性有重要影响外,也对装载机的行驶性能如动力性、经济性、平顺性、通过性、机动性和操动稳定性等有直接影响。
为充分利用其附着重量,获到较大的牵引力,轮式装载机普遍采用有脱桥机构的四轮驱动。
在轮式装载机驱动桥设计中,必须考虑轮式装载机的作业要求和行驶特点,尽可能提高其可靠性。
现有的轮式装载机驱动桥改进表明:
对于ZL30装载机,应尽量将传动比分配给终传动,以降低终传动前面驱动桥零部件的尺寸;小锥齿轮常用的跨置式支承存在薄弱环节,改进方案应采用悬臂式支承;将终传动行星结构中的齿圈拆分为齿圈和齿圈架,以使行星齿轮啮合受力均匀。
优秀毕设后续全套:
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图2.2非断开式驱动桥
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- 关 键 词:
- ZL30 轮式 装载 传动系统 设计