資源目錄里展示的全都有，所見即所得。下載后全都有,請放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑問可加】 第1章前言 第2章 總體設計 2.1 概述 2.2選擇確定總體參數(shù) 2.2.1 確定軸距和輪距 2.2.2 初選輪胎 2.2.3.初定斗寬和斗型 2.2.4.計算阻力 2.2.5.裝載機的使用重量 2.2.6確定發(fā)動機功率 2.2.7檔位和車速確定 2.2.8 最大卸載高度和相應的卸載距離 2.3裝載機底盤部件型式選擇 2.3.1行走裝置的選擇 2.3.2傳動式選擇 2.3.3傳動系部件選擇 2.3.4轉(zhuǎn)向方式選擇 2.3.5 制動系統(tǒng)選型 第三章牽引計算 3.1 柴油機與變矩器聯(lián)合工作輸入輸出特性 3.1.1聯(lián)合工作輸入特性曲線 3.1.2柴油機與變矩器聯(lián)合工作的輸出特性 3.2確定檔位數(shù)及各檔傳動比 3.2.2 Ⅰ檔總傳動比iI的確定 3.2.3確定最高檔位的傳動比（運輸工況） 3.2.4最少檔位數(shù)及中間檔位傳動比的確定 3.3 運輸工況的牽引特性曲線 3.3.1運輸共況的牽引特性曲線 3.4求出各檔最高車速分析該車的牽引性能 3.4.1求各檔的最高車速 3.4.2分析該車牽引特性曲線 3.4.3爬坡能力分析 第4章.工作裝置設計 4.1設計要求 4．2鏟斗的設計 4.3動臂設計 4.4 連桿機構(gòu)設計 4.4.1 確定連桿機構(gòu)形式 4.4.2 連桿機構(gòu)設計 4.4.3．斗四連桿機構(gòu)的設計 4.4.4．確定斗油缸四連桿機構(gòu) 4.4.5斗油缸四連桿機構(gòu)的設計 4-5 動臂油缸鉸點位置的確定 4-6 動臂強度驗算 4.6.1計算位置與計算工況的確定 1）對稱水平插入作業(yè)工況 2）對稱垂直作用工況 3）對稱水平力與垂直力同時作用 4.6.2工作裝置受力分析 4.6.3動臂強度校核 2.強度計算 第5章 工作裝置液壓系統(tǒng)設計 5.1設計要求 5.2 液壓系統(tǒng)的選擇 5.3液壓泵系統(tǒng)的選擇 5.4液壓系統(tǒng)壓力 5.5控制元件的形式和操縱 5.6執(zhí)行元件的選擇 5.6.1 油缸作用力的確定 5.6.1.1油缸被動作用力的確定 5..6.1.2 油缸活塞直徑確定 、 5.6.1.3 流量的確定 5.7油泵的選擇 5.7.1.確定油泵的工作壓力 5.7.2.確定油泵的流量 5.7.3.確定油泵功率 5.7.4 控制元件的選擇 第6章． 總體布置 6.1概述 6.2估計各部件的重量，確定各部件位置 6.2.1發(fā)動機與傳動系的布置 6.2.2鉸接點和轉(zhuǎn)向油缸的布置 , 6.2.3擺動橋的布置 6.2.4工作裝置的布置 6.2.5駕駛室布置 6.3求出平衡重 6.4進行橋荷的分配 6.4.1對軸荷的分配要求 6.4.2軸荷分配計算 6.5驗算輪胎載荷 第7章 畢業(yè)設計小結(jié) 第1章 前言 ZL50輪式裝載機現(xiàn)在在大型工程施工時候成為不可缺少的幫手。它作業(yè)迅速，功率高，被廣泛運用在工地，廠房等各種大型場地。它加快了祖國建設的步伐，促進了生產(chǎn)力發(fā)展。 ZL50裝載機普通采用的設計是分動裝置、變矩器和變速箱“三合一”布置，變速箱采用定軸式動力換檔變速箱，動力裝置采用高速柴油機，驅(qū)動橋為一級減速主傳動，輪邊行星減速，且采用雙橋驅(qū)動，采用鉗盤式制動器；工作裝置采用反轉(zhuǎn)連桿機構(gòu)；為了適應工作要求，適應生產(chǎn)需要，并盡量向ZL標準系列靠攏，在設計中將采用最先進的型式和技術(shù)。 ZL50裝載機是中型土方機械，廣泛應用于城市建設工地及貨場、煤場、倉庫等裝載機及堆放松散物料的場所，并且可以用來完成輕度的挖掘及平整場地作業(yè)。 輪式裝載機與其他工程機械一樣，發(fā)展至今大致經(jīng)歷以下四個階段：1）以滿足減輕勞動為目的的機械驅(qū)動階段。這一階段的工程機械設備由于采用了液壓傳動，其工作效率大大提高。2）以提高設備生產(chǎn)率為目的的液壓傳動階段。3）工程機械的電子控制階段，由于電子控制技術(shù)的發(fā)展及應用，使工程機械的控制精度，作業(yè)效率得到更進一步的提高。4）進入21世紀以后，工程機械的發(fā)展進入第四階段?！耙匀藶楸尽焙汀叭藱C與自然協(xié)調(diào)”的設計理念成為這一階段的主導思想。環(huán)保，安全，舒適，等要求進一步得到重視，人性化設計得到了充分體現(xiàn)。因此在此次設計中應重點考慮以下幾個方面的因素： 一、總體設計更人性化，科學化，節(jié)能化。主要表現(xiàn)為：1）提高機械安全性，采用FOPS,和ROPS駕 駛室，保證駕駛員的作業(yè)安全。2)提高駕駛員舒適性，合理設計座椅為操作者提供舒適而穩(wěn)定的坐姿，駕駛室空間盡可能大，為駕駛員提供舒適的活動空間。3)提高機器的節(jié)能環(huán)保性。合理設計發(fā)動機及發(fā)動機罩等薄板件，控制噪音。以現(xiàn)代設計方法確定工作載荷，液壓設計應減少流量及壓力損失。制動機工作回路設計中建立能源回收系統(tǒng)，重視潤滑減少磨損，合理選擇輪胎且保持輪胎氣壓，提高燃油經(jīng)濟性。改進結(jié)構(gòu)提高工作效率。4）提高機器穩(wěn)定性，嫁妝形式穩(wěn)定裝置，改進隔震裝置。 二、工作裝置設計更加合理。1)工作裝置優(yōu)化。完善鏟斗在上，下極限位置的后傾角相差值，運輸位置后傾角，最大卸載高度后傾角及工作過程中斗口與地面的夾角。2）鉸點分布合理。綜合考慮各種因素對工作裝置進行運動學和動力學分析，通過各種方案的反復比較，得出理想的鉸點布置方案。3）鏟斗優(yōu)化：合理選用主刀板及斗齒材料，提高耐磨性。優(yōu)化減磨盒結(jié)構(gòu)以提高耐磨性。鏟斗的各出焊縫充分考慮整體強度和焊縫連續(xù)性以及良好的焊接工藝性。 ZL50裝載機屬于ZL系列，采用輪式行走系，液力機械傳動系，鉸接式車架，工作裝置采用液壓操縱。所以該機具有機動性好、轉(zhuǎn)向靈活、生產(chǎn)率高、操縱輕便等優(yōu)點，另外，該機后橋布置為擺動橋，增加了整機的穩(wěn)定性，所以該機的安全性好。 第2章 總體設計 2.1 概述 總體設計指導機構(gòu)設計和部件設計的進行，一般由主任工程師（或總工程師）主持進行?？傮w設計就是從其主要用途、作業(yè)條件及生產(chǎn)等情況出發(fā)，合理選擇機型、性能參數(shù)、整機尺寸及各總成的結(jié)構(gòu)型式，并進行合理的布置。 裝載機是由許多總成和零部件組成的一個整體，所以裝載機的性能不僅取決于每個總成、零部件的好壞，而更主要的取決于各總成的相互協(xié)調(diào)，即總體設計是機械設計中極為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，它是對所設計的機械的總的設想，總體設計的成敗，關(guān)系到整部機械的經(jīng)濟技術(shù)指標，直接決定了機械設計的成敗。 在接受設計任務以后，應進行深入細致的調(diào)查研究，收集國內(nèi)外同類機械的有關(guān)資料，了解當前國內(nèi)外裝載機的使用、生產(chǎn)、設計和科研情況，并進行分析和比較，制定總的設計原則，設計原則應當保證所設計機型符號有關(guān)的方針、政策，在滿足使用要求的基礎(chǔ)上，力求結(jié)構(gòu)合理、技術(shù)先進、經(jīng)濟性好、壽命長。 總的設計原則： 1.遵守“三化”：零件標準化、產(chǎn)品系列化、部件通用化。 2.采用“四新”：新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝。 3.滿足“三好”：好制造、好使用、好維修。 2.2選擇確定總體參數(shù) 裝載機的總體設計中有計算法、類比法及綜合運用計算和類比等三種設計方法，限于我們的條件，我們的設計采用計算法和類比法綜合運用的方法。 總體參數(shù)的確定包括以下內(nèi)容： ①額定載重量：5T ②工作重量：≯16.5T ③最高車速：≮30km/h ④空載牽引力：10.5～13.2T ⑤爬坡能力：≮20° ⑥最大卸載高度：≮2.9m，最大卸載距離：≮1m ⑦掘起力：≮12T 2.2.1 確定軸距和輪距 軸距和輪距是總體設計中的重要參數(shù)，它的大小直接影響裝載機很多使用性能，，一般是參考同類機械初選，并通過繪制總布置草圖加以確定。 （1）軸距——它的改變會影響以下幾方面的整車性能。 A．軸距會影響前后橋的軸荷分配，當各總成（除后橋外）相對前軸的前后位置不變時，軸距的變化會使前后軸上的載荷發(fā)生變化，如圖（2-1a）所示，后橋軸荷Z2=GL1/L，如保持整車重心位置G不變，不增大軸距L，后橋軸荷Z2必減少，反之則增大，因此改變軸距可調(diào)整軸荷分配。 B.軸距會影響裝載機的縱向穩(wěn)定性。軸距增大，有利于提高整車的縱向穩(wěn)定性。如圖2-1b所示，取臨界平 衡狀態(tài)，GL1=Ql,如果保持前后橋軸荷不變，則增大軸距L2值，必增大L1值，即增加抗裝載機繞前軸傾翻 的力矩（GL1）。軸距增加還可以減少裝載機在行駛中之前后顛覆，提高行駛平穩(wěn)性，減少司機疲勞。 C.軸距會影響最小轉(zhuǎn)彎半徑，軸距最大，最小轉(zhuǎn)彎半徑Rmin增加。 D 軸距會影響裝載機自重。軸距增大，車架，傳動軸等零件響應加長，`裝載機自重必然增加。 此外，軸距的改變，還會影響車架受力和整機的通過性。在設計中應使軸距少一些。 2.輪距對整機的影響 (1)輪距——現(xiàn)代裝載機前后輪胎大多采用同一規(guī)格，其輪距也相同。 （2）輪距增加，可提高整機橫向穩(wěn)定性，但最小轉(zhuǎn)彎半徑將增加，影響機動性。輪距的大小受鏟斗寬度和交通運輸?shù)南拗疲敳捎闷D(zhuǎn)車輪轉(zhuǎn)向方式時，尚需考慮車架與車輪最大偏轉(zhuǎn)時之必要間隙。除采用滑移轉(zhuǎn)向方式的裝載機外，設計中應盡可能減少輪距，它主要受動力傳動系結(jié)構(gòu)布置所限制。 綜上所述，參考福建省晉江工程機械廠同類機型初選： 軸距 2760mm 輪距 2250mm 2.2.2 初選輪胎: 正確的選擇輪胎，延長輪胎的使用壽命，對降低生產(chǎn)成本，具有重要的意義。原因是輪式裝載機的輪胎費用占整機費的10%—15%，占裝載機使用費用的25%—50%。 裝載機多在松軟、潮濕或干硬不平的地面上工作，為了降低接地比壓，增加輪胎支承面積，改善附著性能和緩沖性能，多采用低壓寬基輪胎。在國外，寬基 輪胎多采用無內(nèi)胎輪胎，它工作安全，散熱性好，壽命較長。 裝載機在礦山碎石硬路面作業(yè)時，要求輪胎具有耐磨和抗穿刺的能力，應采用巖石型輪胎，其特點是凸起花紋的寬度大于槽寬，橡膠層厚，花紋深，不易被尖刀刺穿或切割，使其在巖石等硬地面作業(yè)時使用壽命長。但其散熱差，不宜作長距離或高速行使。 對于常在松軟地面上作業(yè)的裝載機，為了發(fā)揮其牽引力，要求輪胎有較好附著性能，應采用牽引型輪胎，其特點是輪胎表面溝槽寬度大于凸起花紋的寬度（二倍以上），能使花紋壓入軟土中，產(chǎn)生比較大的抓土能力。 為保護輪胎可加裝保護鏈或采用特殊輪胎——鏈板式輪胎兩種方式： 1 .輪胎上家裝保護鏈環(huán)保護輪胎，可延長使用壽命2—4倍，用它可節(jié)約輪胎費用70%—85%。還能提高附著性能，降低整機的重心。 2 .鏈板式輪胎，它是裝在大型裝載機上的特殊輪胎，用于作業(yè)地面條件比較惡劣，并且需要作運輸作業(yè)的情況的時候。 綜上所述，由《輪式裝載機》[16]表10-2參考同類機型初選: 23.5—25 低壓寬基輪胎 輪胎最大寬度為 : 595±7mm 輪胎最大外直徑為 : 1627±10mm 充氣壓力 : 2.8公斤/厘米2 2.2.3.初定斗寬和斗型: 斗寬B=輪距+輪胎寬+2a=2240+615+2×（50～100） =2955～3055mm 式中a —鏟斗外側(cè)突出輪胎的尺寸，通常取50-100mm 裝載機是通過利用鏟斗裝鏟物料的，它的斗型和 結(jié)構(gòu)是否合理，直接影響裝載機的生產(chǎn)率。 設計鏟斗首先要具有合理的斗型，以減少切削和裝料阻力，提高作業(yè)生產(chǎn)率，其次是在保證鏟斗具有足夠強度和剛度的前提下，盡量減小自重，同時也應考慮到更換工作裝置和修復易損零件（切削刃、斗寬）的方便 上圖所示是一個焊接結(jié)構(gòu)的鏟斗，底板上的主切削刃和側(cè)板上側(cè)刀刃2均由耐磨材料制成；在鏟斗的上方有擋板3把斗后壁加高，以防止斗舉高時物料向后撒落。斗底上鑲有耐磨材料制成的護壁4，以保護斗底，并加強斗的剛度。 直線型刀刃適宜用于裝載輕質(zhì)和松散小顆粒物料，并能做刮平、清理場地工作；V型刀刃便于插入堆料，有利于改善作業(yè)裝置的偏載，適宜于鏟裝較密實的物料。由于其刃突出，影響卸載高度。 鏟斗可做成帶齒和不帶齒的兩種。斗齒的作用是在鏟斗插入料堆時，減少鏟斗與料堆的作用面積，使插入力作用在斗齒上，破壞物料結(jié)構(gòu)，因而帶齒的斗尖有較大的插入堆料的能力，適宜于鏟裝礦石和堅實物料。尖齒（長而窄）插入力較強，但不耐磨；鈍齒（寬而寬）則較耐磨，然而插入阻力大，一般輪式裝載機多用前者，履帶式多用后者。斗齒的數(shù)目視斗寬而定，一般平均齒距在150—350mm間較合適，實驗證明，斗齒過密，齒間易嵌料，插入阻力反而增大。斗 齒有整體式和分體式兩種，中小型裝載機多用前者，大型裝載機由于作用條件惡劣，斗齒磨損厲害，則常用分體式?；君X與鏟斗刃一般均以螺栓或鉚釘連接，齒尖則以水平銷固定在基本齒上，這種連接方式，水平受力小，且不易脫落，并易于更換。 綜合以上分析，并參考同類機型本設計選用直線型切削刃，帶斗齒。參考[2]P74， 鏟斗底壁長: L=707mm 2.2.4.　計算阻力 裝載機在進行挖掘作業(yè)時的工作阻力主要有：鏟斗插入料堆的插入阻力、提升動臂時的掘起阻力、翻起轉(zhuǎn)斗時的轉(zhuǎn)斗阻力矩。 （1）插入阻力 插入阻力是裝載機鏟斗插入料堆時，料堆對鏟斗的水平反作用力。它是由下列各項阻力組成，鏟斗前端的水平切削刃和兩側(cè)壁切削刃上的阻力；鏟斗底側(cè)壁內(nèi)表面與物料的摩擦阻力；鏟斗底外表與料堆之間的摩擦阻力；這些阻力與物料性質(zhì)、料堆高度、鏟斗插入料堆深度和鏟斗結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)，經(jīng)實驗研究得到的下列公式，可用來計算確定總的插入阻力。 PT=K1K2LZa1.25BK3K4 （N） 參考書[1]P31 式中PT—鏟斗插入阻力 （N） B—鏟斗寬度 （cm） LZa—鏟斗插入堆料深度 （cm） K1—考慮到物料塊度大小，松散程度的系數(shù) 對于松散程度較好的物料： 塊度〈300mm時，K1=1.0， 塊度〈400mm時，K1=1.1， 塊度〈500mm時，K1=1.3， 如松散程度較差，上述各值應增大20—40%，對于小顆粒物料（如礫石等），K1=0.75；對于粉狀的物 料（如砂等），K1=0.25—0.5； K2—考慮物料種類的系數(shù)（參考書[1]P70 表2—2） K3—考慮料堆高度的系數(shù)（參考書[1] 表2—3） K4——考慮鏟斗形狀的系數(shù)；它綜合考慮斗側(cè)壁、斗底與地面傾角、前刃形式和斗齒的影響，一般在1.1—1.8之間，其中對于前刃不帶齒的斗，K4取較大值。 考慮本機工作條件及鏟斗形狀、尺寸等因素，各系數(shù)取值如下： B=2990mm=299cm LZa=707mm=70.7cm K1=1.0 K2=0.10 K3=1.15 K4=1.3 代入公式計算出插入阻力PT PT=1.0×0.10×70.71.25×299×1.15×1.3 =9164.03kg =89.8KN （2）掘起阻力 掘起阻力是當鏟斗插入料堆一定深度后，利用動臂舉升或轉(zhuǎn)斗時，料堆對鏟斗的垂直反作用力。作用在斗齒后100mm處. 鏟起阻力同樣受到物料的塊度、松散性、容積比重、溫度、濕度、物料之間及物料與斗壁之間的摩擦影響。最大的鏟起阻力發(fā)生在鏟斗剛剛開始提升的時刻，隨著動臂的提高，鏟起阻力逐漸減小。 根據(jù)鏟起阻力可用下列經(jīng)驗公式確定： N=2.2lZaBKτCOSφ×9.8 [1]P33 式中Kτ—鏟斗開始提升物料時的剪切阻力（KN/m2） 剪切阻力需通過實驗確定，如對于塊度100—300mm的已松散巖石（花崗巖），如參考書[1]表1—4所示；已松散巖石的平均剪切阻力可定為35KN/m2。 φ—動臂開始提升時，鏟斗忍運動方向與地面垂直線之間的夾角，初算時可取為30°。 考慮本機工作情況及鏟斗形狀、尺寸等因素，各值選取如下： lZa=707mm=0.707m B=2990mm=2.99m Kτ=35KN/m2 φ=30° 代入上式計算掘起阻力N： N=2.2×0.707×2.99×35×cos30o×9.8 =1381KN 2.2.5.裝載機的使用重量 裝載機作業(yè)時要發(fā)揮大的插入力,必須要求機器有足夠的自重,增加附著性能.但機器自重的增加,將會導致裝載機運行阻力增大動力性能變差,材料和燃料消耗增加,輪胎壽命縮短,以及造價提高.對于一般土壤,如附著重量過大,當其比壓超過某一極限而破壞土壤結(jié)構(gòu)時甚至使附著性能反而變壞.因此在設計時應在保證一定附著牽引力的前提下盡量使機器的自重降低,具有同極作業(yè)能力和壽命的機器,其自重越小,往往說明其總體布置,材料利用和部件設計的合理性,一般可用單位自重功率或單位斗容自重來反映,它是機械技術(shù)性能的重要比較指標之一. 裝載機是在行進中插入料堆的,如不計慣性影響裝載機在水平地面欲克服插入阻力PT所需要的牽引力為 Pkp=PT 牽引力Pkp的最大值受地面附著條件限制,可列出下式: Pkp≤PΦ 式中: PΦ—附著力 PΦ=GΦΦ GΦ—裝載機附著重量 Φ—附著系數(shù)(查表)[1] P36表1-6取Φ=0.65 由上兩式可求得裝載機為克服最大插入阻力PTmax所必需之附著重量： GΦ= PT max/Φ 對于全輪驅(qū)動,附著重量GΦ為裝載機自重PTmax等于插入阻力Pτ GΦ≥PT max /Φ=89.8/0.65=14.4T 取GΦ= 15T 2.2.6確定發(fā)動機功率: 裝載機作業(yè)時，發(fā)動機凈功率（飛輪功率）消耗兩部分牽引功率和驅(qū)動液壓泵功率。 ⑴牽引功率是由發(fā)動機經(jīng)傳動系驅(qū)動裝載機行駛的功率?？砂聪率接嬎悖? N1=PkVT/3600η（w） 式中Pk——額定輪緣切線牽引力 VT——裝載機插入料堆的理論作業(yè)速度； 取3—4km/h，這里取3.5km/h。 η——傳動系總效率，機械傳動0.85-0.88，液力機械傳動0.6—0.75，這里取0.7 Pk=PH+Pf PH= GψψH Pf=Gψf 式中 Gψ——裝載機空載附著重量，取158KN ψH——額定附著重量利用系數(shù)，它是相應于額定滑轉(zhuǎn)率時的附著重量利用系數(shù)輪式裝載機取ψH=0.45—0.55之間，取0.5。 F——滾動阻力系數(shù)，依參考書[1]表1—2取f=0.07 則：Pk=（16.2×0.5＋16.2×0.07）×9.8 =90.06kN N1=（90060×3000）/（3600×0.7）=128.3kW ⑵驅(qū)動液壓泵功率： 裝載機上的油泵有：作業(yè)泵（供工作裝置液壓缸用）、轉(zhuǎn)向泵（供置身液壓缸用）、變速泵（供動力換檔速箱和變矩器冷卻用）等。 裝載機不同工況，驅(qū)動液壓泵所需功率是不同的。 當裝載機作直線行駛、工作裝置不動作時，作業(yè)泵，置身泵處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，計算時作業(yè)泵和轉(zhuǎn)向泵的空載壓力（一般取500KPa）、變速泵取工作壓力計算，此時驅(qū)動液壓泵所需功率很小。 當裝載機邊走邊操縱斗動作時，作業(yè)泵工作壓力高，流量大，驅(qū)動油泵所需功率大。 作業(yè)泵的計算壓力應取多大，需視不同機型而異。 裝載機用的柴油機工作條件惡劣，負載大，應選用按一小時功率標定的工程機械用柴油機，如選用車用柴油機，因它是按15分鐘標定功率的，建議將其功率降低10-20%使用。 驅(qū)動油泵功率，一般N2=0.2Ne,Ne=N1+N2,即Ne=N1/0.8=107.21/0.8=160.417KW 參照同類機型選擇電動機型號： 6135Q-1 柴油機 額定功率 ：220馬力 即：161.7kw 2.2.7檔位和車速的確定 輪式裝載機的作業(yè)循環(huán)一般是以二檔速度接近料堆，以一檔作業(yè)速度插入料堆，待鏟半裝滿后，即以倒檔速度后退，駛離料堆，然后又以前時二檔駛向卸料地點，卸料后以倒檔后退，再重復上述循環(huán)。 輪式裝載機的速度變化范圍很大，它要適應在工地，作業(yè)的要求，又要滿足運輸轉(zhuǎn)移的要求，為了能使功率利用好，燃料經(jīng)濟性好，需要有合適的檔位。檔位數(shù)應根據(jù)裝載機作業(yè)特點選定。 檔位數(shù)和各檔速度選擇是否合理，對裝載機的生產(chǎn)率有很大的影響。 輪式裝載機在運輸轉(zhuǎn)移時應有兩個前進檔和一個后退檔，高速檔用以空載在平地運行，低速檔用于起動、爬坡，倒退檔則用于倒車之用。運輸?shù)退贆n也可與作業(yè)二檔合并使用。 由上述裝載機的工作特點可見，輪式裝載機要求至少有2個前進檔位和一個倒退檔位。如考慮到更換工作裝置其它作用，還需增加檔位。 輪式裝載機各檔速度推薦取下列數(shù)值： 前進Ⅰ檔速度取3-4km/h，對于液力機械傳動，它是相應于變矩器最高效率ηmax工況時的理論作業(yè)速度。超過以上速度駕駛員來不及操縱，反而延長鏟斗裝滿時間，增加駕駛員疲勞，降低生產(chǎn)效率。 前進Ⅱ檔速度取25-35km/h。 運輸檔——由于裝載機車架一般均非彈性懸掛，車速不宜過高，最高車速小于40km/h。 倒檔——為縮短作業(yè)循環(huán)時間，一般要求作業(yè)時的回程速度比前進速度高25-40%，。本機為ZL50裝載機，為較大型裝載機，故參考廈門工程機械廠同類產(chǎn)品取二后一： 前進Ⅰ檔 0—10km/h 前進Ⅱ檔 0—35km/h 倒 檔 0—13km/h 2.2.8 最大卸載高度和相應的卸載距離： 為了保證裝于運輸車輛中的物料在運輸過程中不撒落地面，要求物料在車箱中堆高的自然傾角α≤30o；為了使鏟斗能把物料均勻地卸在車箱里，要求鏟斗卸料時，（其卸載角α≥45o）其斗刃離車箱壁不小于B/3。 根據(jù)上述要求，所需最大卸載高度Hmax可由下式確定： Hmax=H1+△H=H1+0.193B=H1+0.2B [1] P42 式中H1——運輸車輛車箱離地面高度（mm）； B——車箱寬度（mm） 必需的卸載距離S由下式計算： S=B/3+△b 式中△b——根據(jù)安全作業(yè)，卸載時裝載機前端與運輸車輛之間所保持的必要距離， 取△b≥200-400mm 參考同類機型及輪胎式裝載機基本參數(shù)，取Hmax=2950mm Smax=1000mm 2.3裝載機底盤部件型式選擇 2.3.1行走裝置的選擇： 裝載機行走裝置應根據(jù)它的作業(yè)條件與對象、作業(yè)效率和成本，以及駕駛員的工作條件來選型。 目前用的行走裝置分履帶式和輪胎式兩大類。本機為ZL系列產(chǎn)品選用輪式行走系, 其特點如下： 1、輪胎式裝載機，自重輕，行走速度快，機動性好，作業(yè)循環(huán)時間短，作業(yè)效率高。能擔負中等距離（<1000m）的運輸，成本低于履帶式裝載機。轉(zhuǎn)移工地時靠自身進行，不損傷地面，轉(zhuǎn)移速度。其修理費用低，并且修理（更換輪胎）迅速，使機器停工時間短。履帶式裝載機在上述各方面均不如輪胎式，它的運輸距離如超過30m，作業(yè)成本將明顯增加，轉(zhuǎn)移場地是需平板車托運，其行走裝置修理費時，修理費用也高。 2、輪胎式裝載機的接地比壓和整機重心均比履帶式高，通過性和穩(wěn)定性較差，不適宜在松軟土質(zhì)和坡道地區(qū)作業(yè)。履帶式裝載機則因接地比壓低，在松軟土質(zhì)上附著性能好，單位插入力比輪胎式裝載機大，重心低、穩(wěn)定性好，特別適宜在潮濕、松軟地面，工作量集中，不需要經(jīng)常轉(zhuǎn)移和地形復雜地區(qū)作業(yè)。 3、輪胎式裝載機在碎石、硬路面作業(yè)時，因輪胎有緩沖作用，對機器沖擊振動較小，可延長機器壽命，減輕駕駛員疲勞，隨著輪胎性能得到進一步改善，有可能進一步向大型化發(fā)展。履帶式裝載機在這種作業(yè)條件工作時，碰到石塊，機器要產(chǎn)生跳動，振動大，履帶磨損很快，而且機器受振動后，緊固件易松動，駕駛員容易疲勞，因而履帶式裝載機的斗容量一般不大于4.5m3，容易再大的履帶式裝載機因振動太大，工作條件惡劣，進一步發(fā)展受到限制。 由以上論述可知，在一般作業(yè)條件下，輪胎式裝載機具有較明顯優(yōu)點，因而得到比較廣泛的應用，它在裝載機中占比重越來大,所以選輪胎式行走方式。 2.3.2傳動式選擇: 裝載機所采用的傳動系統(tǒng)基本上有四種形式：機械傳動、液力機械傳動、靜壓傳動和電動輪裝載機。 本機為ZL系列產(chǎn)品，故參照同類產(chǎn)品，選用液力機械傳動系。它與機械傳動相比較具有以下優(yōu)點： 可以在保持一定插入力的同時，舉升動臂或轉(zhuǎn)動鏟斗，以減少鏟掘阻力，縮短作業(yè)循環(huán)時間；機械傳動的裝載機在裝載較密實的土壤物料時，插入料堆時?？繎T性力，需要切斷動力（脫開離合器，否則往往引起發(fā)電機熄火），因而無法同時實現(xiàn)動臂舉升和轉(zhuǎn)斗，作業(yè)阻力大，使生產(chǎn)率降低。 可隨外載荷變化而自動調(diào)整車速，而且可減少變速箱檔位，簡化變速箱結(jié)構(gòu)與操作。 裝載機在作業(yè)時換檔位次數(shù)較多（V型作業(yè)，每一循環(huán)至少要換檔四次），液力機械傳動因一般均配以動力換檔變速箱，可在不停車情況下?lián)Q檔，操作輕便，動力換檔時間短（一次僅0.5-0.7），生產(chǎn)率高。而機械傳動換檔要切斷動力，換檔一次1.0-1.5s，操作繁 重，駕駛員容易疲勞，而主離合器極易磨損。 由于裝載機所用變矩器的可透性小，當運行阻力變化時，發(fā)動機的轉(zhuǎn)速變化很小，而且當外阻力大迫使車速降低時，發(fā)動機仍能保持較高轉(zhuǎn)速，則作業(yè)油泵流量不變，工作裝置作業(yè)速度不受影響。 變矩器能吸收作業(yè)時傳給傳動系的沖擊，根據(jù)試驗，其應力峰值可以機械降低4倍以上，故可延長零件壽命。 2.3.3傳動系部件的選擇: 1、有效直徑的確定： ⑴選型： 裝載機作業(yè)時牽引力和車速的變化范圍大，并且變化急劇、頻繁，工作條件苛刻，因而對變矩器提出以下要求： ①變矩器的變換系數(shù)B（B=K0iη，式中：K0—最大變矩系數(shù)；iη—變矩器最高效率ηmax所對應的傳動比）應盡可能大。B越大，則變矩器變矩性能越好，即可減少變速箱擋位，簡化其結(jié)構(gòu)和操縱。 ②最高效率ηmax最高，高效范圍要寬。高效范圍一般以η≥75%的速比幅度來衡量，即d=iA／iB，式中：iA〉iB，均為效率η=75%的速比。由于裝載機作業(yè)工況變化范圍大，希望d≥2.4。 ③要求變矩器在低、中速比范圍內(nèi)可透性要小，則當運行阻力增大，迫使車速降低時，發(fā)動機轉(zhuǎn)速降低不多，以保證油泵功率和作業(yè)速度。推薦可透性系數(shù)小于1.3。但在高速比，正可透性應很大，使泵輪吸收較小功率。則當變速箱掛空擋時，發(fā)電機功率不會被變矩器本身無益的損耗掉。裝載機用變速箱要求在低速比區(qū)域有一定的負透量，使在鏟裝物料接近結(jié)束時，變矩器吸收功率減少，及時把部分功率讓給作業(yè)油泵，減少發(fā)電機轉(zhuǎn)速的下降，提高發(fā)電機功率利 用。 ④結(jié)構(gòu)簡單，可靠和便于制造。 上述這些要求往往是相互矛盾的，無法同時滿足，因而須綜合比較各項指標進行選型。 目前較廣泛采用的還是以單極單相向心渦輪變矩器為主，因為它有較高的效率（一般可達90%以上），在中、低速區(qū)有不大的可透性，而在高速區(qū)則正可透性很大；結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，因而工作壽命較長，但其K0值不大（一般在3左右）高效區(qū)不寬。 為改善上述不足，可采用單級多相（雙相、三相）變矩器，但其結(jié)構(gòu)比較復雜，且由于存在自由輪機構(gòu)，工作可靠性下降。 為提高K0值，擴大高效區(qū)，國產(chǎn)ZL系列裝載機均采用了雙渦輪液力機械變矩器，它的兩個渦輪可隨著外載荷的變化而自動換檔，其變矩系數(shù)K=4左右，高效區(qū)較寬，因而可簡化變速箱的結(jié)構(gòu)和操作改善了作業(yè)性能，從而提高整機的生產(chǎn)率，但其結(jié)構(gòu)比較復雜，最高效率較上述為低（僅80%左右）。 綜上所述并參考河北宣化工程機械股份有限公司同類產(chǎn)品，初選變矩器為單級四元件（雙渦輪）液力變矩器。 ⑵有效直徑的確定： 鏟土運輸機械牽引性經(jīng)濟性的好壞，再很大程度上取決于液力變矩器與發(fā)電機聯(lián)合工作性能，通常采用合理的選擇液力變矩器有效直徑D的方法來確定兩者聯(lián)合區(qū)域成為匹配。 發(fā)動機與變矩器匹配的總要求是： 1、使裝載機具有最高的生產(chǎn)率。 2、在保證上述前提下經(jīng)濟性要好，即每卸載1立方米物料的油耗要低。 根據(jù)ZL裝載機的作業(yè)特點，一般認為裝載機應以部分功率與變矩器匹配，原因有三： 1）.根據(jù)裝載機的工作特點，一般認為裝載機作業(yè)循環(huán)的大部分時間是依靠機器在運行過程中配合以工作裝置的動作而進行的。如在產(chǎn)掘位置工況下，要求裝載機同時具有大的插入力和鏟掘力，所需發(fā)電機功率最大；而在鏟斗裝滿后，裝載機需再進行中把鏟斗提升到所需的卸載高度。也需牽引與鏟斗配合此時裝載機換向頻繁運距又短往往要求提供較大的牽引功率用于加速和較大的液壓泵功率。 2）.一般認為裝載機扣除20%-40%的功率與變矩器匹配較合適，它保證了裝載機在一定插入力前提下，當作業(yè)液壓泵在最大工作壓力下工作時，發(fā)電機仍能保持叫高轉(zhuǎn)速。而在其余發(fā)電機接近額定轉(zhuǎn)速以提供工作裝置足夠的作業(yè)速度，使發(fā)電機平均輸出功率大，經(jīng)濟性好。 3）.對于小型裝載機其對象多以裝卸松散物料為主作業(yè)方式主要采用一次鏟裝法，插入和轉(zhuǎn)斗并同時工作，行駛和鏟斗動作配合進行所占的作業(yè)時間較少，作業(yè)地面一般較好，經(jīng)常用做輔助作業(yè)，轉(zhuǎn)移工地機會少，因而要求較好的牽引力和動力性能，匹配時變矩器的吸收功率可選取大一些。 對于本機有時要進行配合鏟裝，故取發(fā)電機功率80%與變矩器配合，再扣除其余輔助裝置所消耗的10%，故變矩器的吸收功率為70%。 變矩器有效直徑D的計算公式如下： 參考書 [1]P15 式中 λ*B—相應于變矩器最高效率工況的泵輪力矩系數(shù)； M e—輸入變矩器的發(fā)電機扭矩值（N.m）； ne—相應于M e值的發(fā)電機轉(zhuǎn)速（rpm）； γ—變矩器液體重度(N/m3)。 在變矩器選定后，已知其原始特性，確定發(fā)動機在變矩器最高效率工況時輸入變矩器的力矩和轉(zhuǎn)速，即可確定出D值，應由基型系列型譜選擇。 由參考書圖八所示的柴油機曲線和變矩器原始特性曲線可得各參數(shù)值： Mej=Me×（1-30%） =71×0.7=49.7kg.m nB =2200r/min λ*B1γ1=36.5×10-4 則 取 D=310.8mm 2.變速箱、主傳動、輪邊減速和驅(qū)動方式的選擇 ⑴變速箱 變速箱有人力換檔和動力換檔兩種，前者結(jié)構(gòu)簡單，傳動效率較高，但由于操縱繁重，換檔時需切斷動力而費時，不適合裝載機頻繁、快速換檔的要求。除少數(shù)小型裝載機或用拖拉機底盤改型的裝載機外，目前以很少采用。 裝有液力變矩器的裝載機一般均采用動力換檔變速箱，這種變速箱有二種結(jié)構(gòu)型式：定軸式和行星式齒輪變速箱。二者的比較如表2-1： 表2-1 定軸式和行星式齒輪變速箱的比較 比較項目 定軸式 行星式 結(jié)構(gòu)與加工效率 簡單，零件加工精度要求一般嚙合齒數(shù)越多，效率越低 復雜，零件加工 精度要求較高、 傳動效率可以比 較高 外形尺寸和重量 齒輪模數(shù)較大；重量較大；變速箱橫向尺寸較大。 受力分散，齒輪 模數(shù)可減少；軸 基本不受徑向力， 齒輪、軸承工作 條件好；重量略 輕； 扭矩容量 換檔用摩擦片直徑小，片數(shù)多受結(jié)構(gòu)和通用性限制，扭矩容量要增加很大有困難 采用較大直徑的摩 擦片作為換檔制動器，所需片數(shù)少 ，扭矩容量容易做 得大 工作可靠性 回轉(zhuǎn)油缸多離合器油壓受離心力影響，操縱油路需經(jīng)旋轉(zhuǎn)密封，易發(fā)生故障 采用制動器，不產(chǎn) 生離心力，也無需 旋轉(zhuǎn)密封，作用可 靠 零件數(shù)和通用程度 零件數(shù)多，但通用零件較多 齒輪軸類零件多， 隨檔位數(shù)增多零 件總數(shù)相對減少 維修 方便，便于檢查 拆卸檢查不便 成本 價格較低 造價較高 這兩種型式變速箱各有所長，故在裝載機上均有采用。定軸式變速箱由于結(jié)構(gòu)簡單，制造成本較低，維修方便，特別是采用離合器已外置式時，變速箱體軸向尺寸小，便于總體布置，再小型裝載機上采用較多。 在大型轉(zhuǎn)載機上行星式變速箱在重量和體積上比定軸式占有比較明顯的優(yōu)勢，其輸出和輸入軸同軸線，有利于履帶式裝載機的總體布置，但行星式變速箱檔 位多時，軸向尺寸較大，在輪式裝載機的總體布置上又少不了一對定軸齒輪傳動，對小型裝載機在總體布置上會有一定困難。 綜上所述，參考宣工生產(chǎn)的ZL50，本機選用行星式液力換檔變速箱。 ⑵主傳動；鏟土運輸機械為主傳動一般為單級傳動，差速器一般為普通錐齒輪減速器。 主傳動的功用：采用錐齒輪傳動，主動輪小，被動輪大，交角為90%，用來減速增扭和改變傳力方向。 主傳動構(gòu)造：一對螺旋錐齒輪 (3)驅(qū)動方式： 本機采用全輪驅(qū)動，以利用整機重量作為附著重量，使牽引力得以充分發(fā)揮，但當裝載機需轉(zhuǎn)移工地，在路面作長距離行駛時，傳動系內(nèi)部將產(chǎn)生功率循環(huán)，加速了輪胎的磨損，為此，一般均在變速箱內(nèi)裝有脫橋機構(gòu)，以使裝載機在好路面行駛時實現(xiàn)單橋驅(qū)動。但這需要增設操縱機構(gòu)，使變速箱結(jié)構(gòu)復雜化，現(xiàn)代不少裝載機為簡化結(jié)構(gòu)均無脫橋機構(gòu)。這對于采用低壓輪胎，經(jīng)常在不好的地面工作，而較少轉(zhuǎn)移工地長距離行駛的裝載機是可行的。 2.3.4轉(zhuǎn)向方式選擇: 本機為ZL系列產(chǎn)品，故參照同類產(chǎn)品選用鉸接轉(zhuǎn)向方式，全液壓轉(zhuǎn)向操縱。 輪式裝載機的轉(zhuǎn)向方式有后輪偏轉(zhuǎn)、全輪偏轉(zhuǎn)、滑差轉(zhuǎn)向和鉸接轉(zhuǎn)向等四種，前三種轉(zhuǎn)向方式其車架是整體式，后一種車架是鉸接式的。 鉸接轉(zhuǎn)向的車架由前后兩部分組成，以鉸銷相連，利用前后車架的相對偏轉(zhuǎn)實現(xiàn)轉(zhuǎn)向。它與車輪偏轉(zhuǎn)方式相比，有以下優(yōu)點： 1.車輪無需相當車身偏轉(zhuǎn)，可采用大尺寸寬基面 低壓胎以發(fā)揮更大的牽引力。 2.轉(zhuǎn)向半徑小，可得到小于自身長的轉(zhuǎn)向半徑；機動性好，減少了裝載機調(diào)車行駛的路程，與同等級后輪偏轉(zhuǎn)方式裝載機相比，在一個作業(yè)循環(huán)內(nèi)，平行行駛路程減少了51%，生產(chǎn)率可提高近1/3。 3.在保證轉(zhuǎn)向半徑小的前提下，軸矩可做得較長，在作裝載機牽引力工作時，容易保證前后橋上重量的合理分配，保證較好的縱向穩(wěn)定性。行車時縱向顛簸小，減少駕駛員的疲勞。 4.整機可左右擺動實現(xiàn)“蠕動”式爬行，增強車輛通過沼澤地和泥濘地區(qū)的能力，并能在非常狹窄的地方通過。在機器停車的情況下，鏟斗能隨前車架一起左右擺動，實現(xiàn)原地對車。 5.前后橋零件基本通用，結(jié)構(gòu)簡單，簡化制造工藝，降低成本。 其缺點是：軸矩較長，使整車縱向通過半徑增大；橫向穩(wěn)定性差；轉(zhuǎn)向時前后車架需要相對運動，所以慣性大，容易振動，對液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有較高要求。 2.3.5 制動系統(tǒng)型 一個完善的制動系應包括三部分：行車制動器、停車制動器和緊急制動器。 行車制動器是車輛在行駛中用來減速制動的制動器，它裝載裝載機四個車輪的轂內(nèi)，一般由腳踏板控制。由于裝載機