機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告ZL50裝載機(jī)總體設(shè)計(jì)及行星變速箱設(shè)計(jì)

1、河北建筑工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告課題名稱zl50裝載機(jī)總體及變速箱設(shè)計(jì)（第二行星排）系 別： 機(jī)械工程系 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 機(jī)094 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 課題來源導(dǎo)師課題課題類別工程設(shè)計(jì)一、論文資料的準(zhǔn)備 裝載機(jī)是一種用途非常廣泛得工程機(jī)械，它廣泛應(yīng)用于鏟裝、搬運(yùn)、卸載、平整散裝物料，也可以對(duì)巖石硬土等進(jìn)行輕度得鏟掘工作。因此，它被廣泛應(yīng)用于建筑、公路、鐵路、水電、港口、礦山及國防等工程中。裝載機(jī)對(duì)加快工程建設(shè)速度、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、提高工程質(zhì)量、降低工程成本具有重要作用。所以裝載機(jī)在國內(nèi)外不論是品種還是產(chǎn)量，都有飛速發(fā)展，并且成為工程機(jī)械的主要品種

2、之一。我國的輪式裝載機(jī)是從20世紀(jì)70年代初期發(fā)展起來的，與其他機(jī)種工程機(jī)械相比，輪式裝載機(jī)的橋、箱、泵、閥及缸等零部件產(chǎn)品配套相對(duì)成熟，已經(jīng)形成了比較完整的配套體系。而且自90年代以來，國內(nèi)外工程機(jī)械進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期。工程機(jī)械產(chǎn)品以信息技術(shù)為先導(dǎo)，在發(fā)動(dòng)機(jī)燃料燃燒與電控、液壓控制系統(tǒng)、自動(dòng)操縱、可視化駕駛、精確定位與作業(yè)、故障診斷與監(jiān)控、節(jié)能與環(huán)保等方面，有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。設(shè)計(jì)人員開發(fā)出了許多新結(jié)構(gòu)和新產(chǎn)品。zl50型裝載機(jī)作為主導(dǎo)產(chǎn)品，經(jīng)過多年的發(fā)展，質(zhì)量水平得到不斷提高，已經(jīng)形成獨(dú)立的產(chǎn)品系列和行業(yè)門類。近年來，國內(nèi)外裝載機(jī)的發(fā)展趨向于采用新結(jié)構(gòu)新技術(shù)，并向機(jī)電一體化、電子化方向發(fā)展

3、。然而，我國裝載機(jī)在設(shè)計(jì)上存在很多問題，主要集中在可靠性、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)強(qiáng)度等方面。而變速箱對(duì)于裝載機(jī)來說又是重中之重，所以變速箱的設(shè)計(jì)好壞直接影響到裝載機(jī)的使用壽命以及工作效率。雖然現(xiàn)在市場(chǎng)上的裝載機(jī)已經(jīng)日趨成熟，但對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，尤其是對(duì)裝載機(jī)的變速箱進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，仍有非常重要的意義。zl50裝載機(jī)所采用的是行星式動(dòng)力換擋變速箱：首先，星行變速箱的主要優(yōu)點(diǎn)是，可通過在行星排中設(shè)計(jì)多個(gè)行星輪，使載荷由幾對(duì)齒共同傳遞，減輕了每對(duì)齒上的載荷，以便選用較小的模數(shù)，從而減小齒輪體積，因此行星變速箱在徑向方向尺寸較緊湊。但軸向尺寸則與所采用的行星排數(shù)目有關(guān)，當(dāng)行星排數(shù)較多時(shí)，則軸向尺寸較大。另外還可實(shí)現(xiàn)輸

4、入與輸出軸同心轉(zhuǎn)動(dòng)。其中簡(jiǎn)單行星排是由太陽輪、齒圈、行星架和行星輪組成。由于行星輪軸向旋轉(zhuǎn)與外界連接困難，故在行星排中只有太陽輪、齒圈和行星架三個(gè)元件能與外界相連，并稱為基本元件。在行星排傳遞運(yùn)動(dòng)過程中，行星輪只起到傳遞運(yùn)動(dòng)的惰輪作用，與傳動(dòng)比無直接關(guān)系。其中三個(gè)基本元件的傳遞中僅有兩個(gè)是獨(dú)立參數(shù)，這表示行星排具有兩個(gè)自由度。當(dāng)以某種方式固定某一個(gè)元件后，行星排變成了一自由度系統(tǒng)，即可由轉(zhuǎn)速方程式確定另外兩元件的轉(zhuǎn)速比。這樣，通過將行星排三個(gè)基本元件分別作為固定件、主動(dòng)件或從動(dòng)件，則可組成六種方案。由于zl50裝載機(jī)采用雙渦輪變矩器和機(jī)械自動(dòng)變速裝置相結(jié)合，可以得到較大的變矩系數(shù)，且高效率范圍

5、寬，其作用相當(dāng)于變矩器加上一個(gè)二檔自動(dòng)變速箱（隨外負(fù)荷變化，不需人操縱，自動(dòng)換擋）。因此他后面的行星變速箱檔位數(shù)可以減少，zl50型裝載機(jī)的行星變速箱，有兩個(gè)行星排組成，只有兩個(gè)前進(jìn)擋和一個(gè)倒檔。輸入軸和輸入齒輪做成一體，與二級(jí)渦輪輸出齒輪常嚙合，二檔輸入軸與二檔制動(dòng)器摩擦片連成一體。前后行星排的太陽輪、行星輪、齒圈的齒數(shù)相同。兩行星排的太陽輪制成一體，通過花鍵與輸入軸、二檔輸入軸相連。前行星排齒圈與后行星排星架、二檔離合器受壓盤三者通過花鍵連成一體。前行星排行星架和后行星排齒圈分別設(shè)有倒檔、一檔制動(dòng)器摩擦片。變速箱后部是一個(gè)分動(dòng)箱，輸出齒輪用螺栓和二檔油缸、二檔離合器受壓盤連成一體，同變速箱

6、輸出齒輪組成常嚙齒輪副，后者用花鍵和前橋輸出軸連接。后橋輸出軸前端用滑動(dòng)軸承支撐在前橋輸出軸后面中心孔內(nèi)；后端則以滾動(dòng)軸承支撐在殼體上。前、后橋離合套用花鍵和前、后橋輸出軸相連，并可由撥叉波動(dòng)，當(dāng)離合套移向前面時(shí)，前后輪同時(shí)驅(qū)動(dòng)；當(dāng)離合套移向后面時(shí)，則只有前橋驅(qū)動(dòng)。離合套通過拉桿、撥叉來操縱，并有鎖定機(jī)構(gòu)。相比液力機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的裝載機(jī)不能拖啟動(dòng)；當(dāng)柴油機(jī)熄火后，便不能轉(zhuǎn)向；不能利用柴油機(jī)進(jìn)行排氣制動(dòng)。zl50裝載機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)有“三合一”機(jī)構(gòu)，可以解決這些問題。此構(gòu)件由以下零件組成，空轉(zhuǎn)齒輪通過一個(gè)滾動(dòng)軸承支撐在閉鎖離合器被動(dòng)鼓軸上，滑動(dòng)嚙合套與閉鎖離合器被動(dòng)鼓周通過花鍵連接。中間傳動(dòng)軸，其

7、上固定著齒輪1，此齒輪與另一齒輪2嚙合，齒輪3通過滾珠軸承和自由輪支撐在中間傳動(dòng)軸上。齒輪3與油泵齒輪相嚙合，而油泵齒輪變矩器泵輪齒圈相嚙合。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，發(fā)動(dòng)機(jī)由被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng)，它要反過來通過這條傳動(dòng)路線來驅(qū)動(dòng)車輪。由于自由輪只能單向傳動(dòng)，反向傳動(dòng)時(shí)，它自動(dòng)把動(dòng)力切斷，這樣，防止有可能發(fā)動(dòng)機(jī)通過兩條傳動(dòng)路線來驅(qū)動(dòng)車輪，發(fā)生干涉，使“三合一”機(jī)構(gòu)受損。三合一機(jī)構(gòu)存有一個(gè)缺點(diǎn)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)突然熄火時(shí)，要想利用發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)和保持動(dòng)力轉(zhuǎn)向，需將嚙合套迅速連接上，但往往難于結(jié)合上。基于上述內(nèi)容，此設(shè)計(jì)主要是改進(jìn)變速箱，設(shè)計(jì)過程：變速箱行星機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析，行星變速箱傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖設(shè)計(jì)，齒輪傳動(dòng)部分設(shè)

8、計(jì)，換擋制動(dòng)器和閉鎖離合器設(shè)計(jì)，行星變速箱結(jié)構(gòu)分析。跟緊裝載機(jī)行業(yè)向高檔、高技術(shù)含量和智能化方向發(fā)展的趨勢(shì)，開發(fā)和生產(chǎn)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、適合我國國情的重型車用變速器。二、本課題的目的（重點(diǎn)及擬解決的關(guān)鍵問題）輪式裝載機(jī)總體設(shè)計(jì)，是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)學(xué)習(xí)的一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。通過設(shè)計(jì)提高我們對(duì)機(jī)構(gòu)的分析能力，機(jī)械構(gòu)造設(shè)計(jì)的能力，機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力，掌握實(shí)踐生產(chǎn)過程自動(dòng)化的設(shè)計(jì)方法，并鍛煉機(jī)械類學(xué)生的綜合素質(zhì)。通過設(shè)計(jì)，我們將有關(guān)課程（如機(jī)械原理，機(jī)械設(shè)計(jì)，理論力學(xué)，材料力學(xué)，液壓與氣壓傳動(dòng)，工程材料，材料成型，自動(dòng)控制理論，電氣控制，測(cè)試技術(shù)，數(shù)控技術(shù)，微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用等）中所獲得的

9、理論知識(shí)在實(shí)際中綜合地加以運(yùn)用，并使這些知識(shí)得到鞏固和發(fā)展，并使理論知識(shí)和生產(chǎn)密切的結(jié)合起來。關(guān)鍵問題：了解裝載機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r和結(jié)構(gòu)類型，確定裝載機(jī)總體參數(shù)、總體布置；分析行星機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)，其中包括運(yùn)動(dòng)分析、力矩分析、功率分析；分析行星齒輪變速箱，其包括行星變速箱組成、自由度和檔位數(shù)分析，行星變速箱轉(zhuǎn)速分析，行星變速箱力矩分析；設(shè)計(jì)行星變速箱傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖；設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)部分，包括基本參數(shù)的確定、配齒計(jì)算、齒輪的幾何計(jì)算；分析行星變速箱結(jié)構(gòu)，包括行星變速箱中不轉(zhuǎn)動(dòng)部分的支撐和定位、旋轉(zhuǎn)零件的支撐和定位。編寫符合要求的設(shè)計(jì)說明書，并正確繪制機(jī)械與液壓工程圖紙，獨(dú)立撰寫一分畢業(yè)論文，并繪制有關(guān)圖

10、表。三、主要內(nèi)容、研究方法、研究思路（1） 設(shè)計(jì)任務(wù)： 裝載機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r和結(jié)構(gòu)類別 裝載機(jī)總體參數(shù)的確定 裝載機(jī)的總體布置 裝載機(jī)變速箱傳動(dòng)特性分析（2） 裝載機(jī)變速箱的設(shè)計(jì)和計(jì)算 變速箱結(jié)構(gòu)形式的選擇 變速箱行星排運(yùn)動(dòng)和受力分析 行星變速箱傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖設(shè)計(jì) 通過對(duì)資料的調(diào)查、收集、加工與整理，綜合運(yùn)用多學(xué)科的理論、知識(shí)與技能，分析解決變速箱設(shè)計(jì)中的問題。并且經(jīng)過實(shí)習(xí)，了解變速箱的實(shí)際工作狀況，在對(duì)變速箱設(shè)計(jì)過程中有所幫助外，還能使自己的設(shè)計(jì)更加接近實(shí)際。四、總體安排和進(jìn)度（包括階段性工作內(nèi)容及完成日期） 2013.3.29-2013.4.11 熟悉整理資料2013.4.12-2013.4.2

11、5 方案選擇及總體設(shè)計(jì)2013.4.26-2013.5.9 繪制總圖2013.5.10-2013.5.23 變速箱傳統(tǒng)系統(tǒng)分析2013.5.24-2013.6.13 行星排設(shè)計(jì)及受力分析計(jì)算2013.6.14-2013.6.22 繪制零件圖紙 2013.6.23-2013.6.27 準(zhǔn)備論文及答辯五、主要參考文獻(xiàn) 1吳永平等.工程機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī) 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2007. 2楊占敏 輪式裝載機(jī) 北京 化學(xué)工業(yè)出版社,2007.3吳慶鳴 何小新 工程機(jī)械設(shè)計(jì) 武漢 武漢大學(xué)出版社 2006.4楊國平 現(xiàn)代工程機(jī)械技術(shù) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2006.5楊晉升 輪式裝載機(jī)設(shè)計(jì) 北京 機(jī)械工業(yè)出版

12、社 19866張光裕 工程機(jī)械底盤構(gòu)造與設(shè)計(jì) 19867同濟(jì)大學(xué)主編 鏟土運(yùn)輸機(jī)械 北京 中國建筑工業(yè)出版社，1987.8吉林工業(yè)大學(xué)編. 輪式裝載機(jī)設(shè)計(jì) 北京 中國建筑工業(yè)出版社，1989.9同濟(jì)大學(xué)主編. 工程機(jī)械底盤構(gòu)造與設(shè)計(jì) 北京 中國建筑工業(yè)出版社，1987.10諸文農(nóng)編. 底盤設(shè)計(jì)（上、下） 北京 機(jī)械工業(yè)出版社.11許鎮(zhèn)宇、邱宣懷主編. 機(jī)械零件 北京 人民教育出版社.12機(jī)械零件課程設(shè)計(jì).貴州：貴州人民出版社.13吉林工業(yè)大學(xué)主編. 工程機(jī)械液壓與液力傳動(dòng) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社. 14東北工學(xué)院編.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè). 北京：冶金工業(yè)出版社.15成大先主編 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 北京 化學(xué)工業(yè)出版社，2004.16機(jī)械工程標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)編委會(huì)編 機(jī)械工程標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè) 北京 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，