ZL15装载机总体及定轴变速箱设计（3轴及齿轮）说明书

河北建筑工程学院毕业设计（论文）开题报告课题名称ZL15 装载机总体及定轴变速箱设计（3 轴及齿轮）系 别： 机械工程系 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级：学生姓名：学 号：指导教师：课题来源 导师课题 课题类别 毕业设计（论文）一、 论文资料的准备装载机及系列装载机简介装载机是一种广泛用于公路、铁路、建筑、水电、港口、矿山等建设工程的土石方施工机械，它主要用于铲装土壤、砂石、石灰、煤炭等散状物料，也可对矿石、硬土等做轻度铲挖作业。换装不同的辅助工作装置还可进行推土、起重和其他物料（如木材）的装卸作业。在道路，特别是在高等级公路施工中，装载机用于路基工程的填挖、沥青混合料和水泥混凝土料场的集料、装料等作业。此外还可进行推运土壤、刮平地面和牵引其他机械等作业。由于装载机具有作业速度快、效率高、机动性好、操作轻便等优点，因此它成为工程建设中土石方施工的主要机种之一。ZL 系列轮式装载机是一种高效率的工程机械，具有结构先进、性能可靠、机动性强、操纵方便等优点。广泛应用于矿山建筑工地、道路修建、水利工程、港口、货场、电站以及其他工业部门进行装载推土铲挖起重牵引等多种作业。对加快工程建设速度减轻劳动强度提高工程质量降低工程成本都发挥着重要作用。因此近几年来无论在国内还是国外装载机品种和产量都得到迅速发展，成为工程机械的主导产品之一。 为适应装载机多功能作业的要求轮式装载机已经向一机功能方向发展。这主要靠主机控制适合多种作业的组合工作装置完成。80 年代国外装载机和液压挖掘机除了不断完善装挖功能外正向一机多能方向发展。许多公司竞相生产各式各样的辅助机构。这种机型使用范围很广，其产品受到用户的普遍关注。 在通用拖拉机前端加装载装置后部加挖掘装置可改装变形成前装后挖拖拉机亦称挖掘装载机俗称“两头忙” 。 国内外装载机的发展现状及发展前景 随着我国国民经济建设的调整发展，大型轮式装载机的需求量会有大幅度上升，特别是西部大开发及许多大型工程建设，大型轮式装载机大有用武之地。另外世界上生产大型轮式装载机的国家、企业也不多，出口前景也非常好，苦于我们还拿不出产品。1999 年我国全行业 ZL60 型共销 28 台，ZL80 型及 ZL100 型一台也未销售。因此我国大型 轮式装载机可以说是基本上未推向市场。影响推出市场的主要原因是除开发水平较低外主 要是配套件跟不上。大型轮式装载机的配套件国内基本上没有，有少量的也是水平低、可靠性差、不太适用进口配套件、价格又太贵。因此大型轮式装载机的国内市场基本上被国外大公司所占领。我国装载机行业特别是主要装载机制造企业应抓住我国加入 WTO 后进口件价格 降低的机遇进口一部分重要的关键部件同时为尽量降低成本加大力度开发一些目前已经有能力开发的零部件如传动系统中的驱动桥、液压件中的缸、阀等经过精心设计开发出 具有中国特色的大型轮式装载机。只要我们的产品能占领国内市场也一定能打进国际市场。国产挖掘装载机及小型多功能装载机数量很少。在我国 ZL20 型以下属小型装载机。据 1999 年全行业主要企业统计共销售小型装载机有 1546 台，能占全行业的 8.2。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年销量在 5 万台左右还有美国的凯斯、约翰迪尔、卡特彼勒、英国的 JCB 公司等的挖掘装载机及小型多功能装载机年销量都在万台上。可见世界市场上挖掘装载机及小型多功能装载机市场是多么大而中国目前这类产品基本上还没有。这类产品特别适用 于市政建设、中小城镇建设、乡间非等级公路建设、一般公路的维护保养、港口码头作业还有改造环境、植树造林等。特别是西部大开发这类产品将有广阔的潜在市场。这类产品的开发今后肯定是以静液压件传动为主。目前世界上小型装载机、小型多功能装载机基本上都是静液压传动。我国要能真正把这类产品发展起来必须有自己的创新。装载机行业的广大企 业特别是有能力的大企业应加大创新力度去争我国小型装载机、小型多功能装载机、挖掘装载机等这一巨大的潜在市场。我国西部 3000 米以上高海拔地区及沙漠地区占了很大的面积在实施西部大开发中高原 及沙漠型特殊用途装载机需要量较大国内目前基本上还没有这类产品而国外大公司在这方 面已经有成熟的产品。因此我国加入 WTO 后这个巨大的潜在市场很可能被国外大公司所占领。我国的装载机行业从现在起应积极行动起来与有关科研院所及有关发动机等配套件企业联合起来尽快开发出具有中国特色的高原、沙漠型特殊用途装载机去抢占我国西部这一潜在大市场。 中型轮式装载机是国内最成熟而产量又大大过剩的产品。这种产品只要“入世”后，实行国际采购提高质量、水平、可靠性，那么大批进入国际市场的机遇就在眼前。二、本课题的目的（重点及拟解决的关键问题）本毕业设计是对机械专业学生在毕业前的一次全面训练，目的在于：（1）巩固和扩大学生在校期间所学的基础知识和专业知识；（2）训练学生综合运用多学科的理论、知识与技能，分析与解决工程问题的能力；（3）培养、锻炼学生独立工作能力和创新精神 (注：因为毕业设计要求每个学生在工作过程中，要独立思考，刻苦钻研，有所创造的分析、解决技术问题。)；（4）使学生学会用 CAD 绘制相关图纸，并掌握相关方法与技巧；（5）培养学生查阅常用设计资料的能力；（6）使学生掌握装载机的总体设计、变速箱设计、牵引计算等技术工作的实现方法，为今后步入工作岗位打下良好的基础。课题重点：（1）ZL15 装载机总体及定轴变速箱基本技术参数的确定；（2）总体方案选择及总体设计；（3）牵引计算；（4）总体布置；（5）典型零件设计及有限元分析。关键问题：（1）总体方案选择及总体设计；（2）牵引计算。三、主要内容、研究方法、研究思路本毕业设计（论文）课题任务的主要内容：（1）设计任务：总体参数选择： 1）总体方案及总体参数的确定； 2）牵引计算； 3）变速箱档位、速比的确定，动力换档变速箱型式的选定，学生要进行充分论证。变速箱设计（3 轴及齿轮）：1）方案设计，确定传动简图； 2）技术设计； 3）强度、刚度计算。变速箱操纵液压系统原理图设计。（2）技术参数：额定载重量：1.5T；工作重量：5.5T；最高车速：20km/h；空载牵引力：3.54.4T；爬坡能力：20；最大卸载高度：2.35m；最小卸载距离：0.75m；掘起力：4T研究方法：实验、测试、分析等基本研究方法。研究思路：首先，由实习及查阅资料了解到装载机总体及变速箱设计的相关参数；然后，进行数值计算；最后，通过数值比较进行分析并进行有限元分析。四、总体安排和进度（包括阶段性工作内容及完成日期）起讫日期 工作内容2013.2.25-2013.3.42013.3.5-2013.3.162013.3.17-2013.4.92013.4.10-2013.4.162013.4.17-2013.5.1 2013.5.2-2013.5.112013.5.12-2013.5.192013.5.20-2013.5.262013.5.27-2013.6.22013.6.3-2013.6.162013.6.17-2013.6.21英文论文翻译（3000 中文字以上）毕业实习及熟悉整理资料并写开题报告总体方案选择及总体设计牵引计算进行总体布置并绘制总体布置图变速箱设计绘制传动简图、液压系统图绘制变速箱装配图典型零件设计及有限元分析完善计算书、图纸 准备和进行答辩修改设计图、计算书 完善设计成果五、主要参考文献【I】同济大学主编. 铲土运输机械. 北京: 中国建筑工业出版社，1987【II】吉林工业大学主编. 轮式装载机设计. 北京: 中国建筑工业出版社，1989【III】杨晋生主编. 铲土运输机械. 北京: 机械工业出版社, 1987【IV】同济大学主编. 工程机械底盘构造与设计. 北京: 中国建筑工业出版社, 1987【V】诸文农主编. 底盘设计（上、下）. 机械工业出版社，1981 年 7 月【VI】许镇宇，邱宣怀主编.机械零件(修订版)M .北京：人民教育出版社，1981【VII】吉林工业大学主编. 工程机械液压与液力传动. 机械工业出版社，1979【VIII】东北工学院主编. 机械零件设计手册. 冶金工业出版社，1997【IX】黄谊主编. 液压与气压传动（第一版）. 北京：机械工业出版社, 2000 年 5 月【X】成大光主编. 机械设计手册（第一卷）. 北京：化学工业出版社, 2003 年 9 月成大光主编. 机械设计手册（第二卷）. 北京：化学工业出版社, 2003 年 9 月成大光主编. 机械设计手册（第三卷）. 北京：化学工业出版社, 2003 年 9 月成大光主编. 机械设计手册（第四卷）. 北京：化学工业出版社, 2003 年 9 月成大光主编. 机械设计手册（第五卷）. 北京：化学工业出版社, 2003 年 9 月【XI】董刚, 李建功, 潘凤章主编. 机械设计.北京：机械工业出版社, 1998 年 7 月 【XII】刘鸿文主编. 材料力学（第四版）. 高等教育出版社, 2004 年 1 月【XIII】路凤仪主编. 机械原理课程设计. 北京：机械工业出版社, 2002 年 6 月【XIV】英文翻译 Journal of Terramechanics 46 (2009) 21