ZL15轮式装载机变速器设计
Key words:WheelLoaders; Transmission; Gear; Axis; Synchronizer
第
1
装载机属于铲土运输机械类，是一种通过安装在前端一个完整的铲斗支承结构和连杆，随机器向前运动进行装载或挖掘，以及提升、运输和卸载的自行式履带或轮胎机械。它广泛用于公路、铁路、建筑、水电、港口、和矿山等工程建设。装载机具有作业速度快、效率高、机动性好、操作轻便等优点，因此成为工程建设中土石方施工的主要机种之一，对于加快工程建设速度，减轻劳动强度，提高工程质量，降低工程成本都发挥着重要的作用，是现代机械化施工中不可或缺的装备之一[8]。
装载机可以用以下的方法来分类：（1）按用途分。分为露天装载机，用于露天作业；地下装载机，用于地下作业。（2）按发动机功率分。分为小型的，功率小于73.55kw；中型的，功率为73.55~147.10kw；大型的，功率为147.10~514.85kw；特大型的，功率大于514.85kw。（3）按行走机构类型分。分为轮胎行走机构（又分带铰接式车架和带有后轮转向的刚性车架两种）；履带行走机构。（4）按铲斗卸载方式分。分为前端式（又分为仅可前卸和既可前卸、又可一侧或两侧卸载两种）；后卸式；既可前卸、又可后卸。（5）按传动形式分。分为机械传动；全液压驱动；液压机械传动；电传动。（6）按发动机类型分。分为柴油机式（内燃式）；汽油机式；电动轮机式。（7）按动臂在卸载时是否回转动分。分为不回转的；半回转的（回转90°）；全回转的（赚栋360°）。目前应用最广泛的是液力机械传动、带有铰接式车架、大型轮胎行走的前卸式装载机。
装载机变速器是装载机的重要部件之一，主要实现装载机在行进过程中变速及倒车功能。它由几十个零件组成，零件之间的装配关系相当复杂。因此变速箱的设计需要较长的时间和反复的实验。
1.2
1.2.1
在经历了50～60年的发展后，到20世纪90年代中末期国外轮式装载机技术已到达相当高的水平。基于液压技术、微电子技术和信息技术的各种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，是国外轮式装载机在原来的基础上更加“精制”，其自动化程度得以提高，从而进一步提高生产效率，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，保护了自然环境，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能达到了很高水平。
摘要
轮式装载机属于铲土运输机械类，是一种广泛用于公路、铁路、建筑、水电、港口和矿山等建设工程的土石方施工机械。具有作业速度快、效率高、机动性好、操作轻便等优点，对于加快工程建设速度，减轻劳动强度，提高工程质量，降低工程成本都发挥着重要的作用，是现代机械化施工中不可或缺的设备之一。变速器是传动系统中重要的“三大件”之一，它的结构复杂，材质要求高，加工难度大。其功能是改变来自发动机的转矩与转速，使其配合工作人员和工作环境发挥其应有的作用。
ABSTRACT
Wheel loader shovel soil transportation machinery belongs to, is a widely used in road, railway, construction, water and electricity, ports and mining and other construction engineering conditions construction machinery. With homework speed, high efficiency and convenient operation flexibility good, etc, and to speed up eng-ineering construction speed, reduce labor intensity, improving engineering quality, reduce project costs play an important role in modern mechanical construction, is oneof the indispensable equipment.Transmission is transmission system important "3 big", it is one of the complicated structure, and the material of the demand is high, processing is difficult. Its function is to change from engine torque and speed, and make it work environment with staff and play their due role.
本文首先确定变速器主要部件的结构型式和主要设计参数，在分析变速器各部分结构形式、发展过程及其以往形式的优缺点的基础上，确定了总体设计方案，采用传统设计方法对变速器各部件齿轮、轴和同步器进行设计计算并完成校核。最后运用AUTOCAD完成装配图和主要零件图的绘制。
关键词：轮式装载机；变速器；齿轮；轴；同步器
ZL15轮式装载机变速器项目设计方案
ZL15轮式装载机变速器项目设计方案第1章绪论1.1 选题的背景装载机属于铲土运输机械类，是一种通过安装在前端一个完整的铲斗支承结构和连杆，随机器向前运动进行装载或挖掘，以及提升、运输和卸载的自行式履带或轮胎机械。
它广泛用于公路、铁路、建筑、水电、港口、和矿山等工程建设。
装载机具有作业速度快、效率高、机动性好、操作轻便等优点，因此成为工程建设中土石方施工的主要机种之一，对于加快工程建设速度，减轻劳动强度，提高工程质量，降低工程成本都发挥着重要的作用，是现代机械化施工中不可或缺的装备之一[8]。
装载机可以用以下的方法来分类：（1）按用途分。
分为露天装载机，用于露天作业；地下装载机，用于地下作业。
（2）按发动机功率分。
分为小型的，功率小于73.55kw；中型的，功率为73.55~147.10kw；大型的，功率为147.10~514.85kw；特大型的，功率大于514.85kw。
（3）按行走机构类型分。
分为轮胎行走机构（又分带铰接式车架和带有后轮转向的刚性车架两种）；履带行走机构。
（4）按铲斗卸载方式分。
分为前端式（又分为仅可前卸和既可前卸、又可一侧或两侧卸载两种）；后卸式；既可前卸、又可后卸。
（5）按传动形式分。
分为机械传动；全液压驱动；液压机械传动；电传动。
（6）按发动机类型分。
分为柴油机式（燃式）；汽油机式；电动轮机式。
（7）按动臂在卸载时是否回转动分。
分为不回转的；半回转的（回转90°）；全回转的（赚栋360°）。
目前应用最广泛的是液力机械传动、带有铰接式车架、大型轮胎行走的前卸式装载机。
装载机变速器是装载机的重要部件之一，主要实现装载机在行进过程中变速及倒车功能。
它由几十个零件组成，零件之间的装配关系相当复杂。
因此变速箱的设计需要较长的时间和反复的实验。
1.2 国外研究现状1.2.1 国外轮式装载机发展现状在经历了50～60年的发展后，到20世纪90年代中末期国外轮式装载机技术已到达相当高的水平。
ZL15型轮式装载机工作装置设计(有全套图纸)
东北师范大学高等教育自学考试国际经济与管理专业（本科）毕业论文论文题目：论文作者：准考证号：身份证号：摘要农业是中国可持续发展的核心和关键，作为人类生存和农业发展基础的农业资源应受到更加广泛的重视。
农业是中国可持续发展的核心和关键，作为人类生存和农业发展基础的农业资源应受到更加广泛的重视。
本文从农业资源角度出发，探讨了中国农业可持续发展的内涵、特征和农业可持续发展面临的农业资源问题，提出了中国农业可持续发展的对策。
关键词：农业循环经济低碳经济农业可持续发展对策1.中国农业循环经济可持续发展的意义1.1 循环型农业循环型农业是循环经济理念在农业经济建设中的体现和应用循环型农业的概念可概括为: 尊重生态系统和经济活动系统的基本规律, 以经济效益为驱动力, 以绿色GDP 核算体系为导向, 按照3R 原则, 通过优化农业产品生产至消费整个产业链的结构, 实现物质的多级循环使用和产业活动对环境的有害因子零排放的一种农业经营模式。
以经济效益为驱动力体现的是经济规律, 市场经济条件下, 只有有了经济效益的活动才能更好地保护生态环境, 3R 原则是循环型农业的精髓, 零排放则是循环型农业具体的可操作目标。
传统的农业发展模式将生态环境保护与农业发展两者对立起来, 而循环型农业将二者有机的结合起来, 使二者相互促进,相互发展, 这是循环型农业的创新。
1.2 《中国21世纪议程》对中国农业可持续发展的进一步明确《中国21世纪议程》对中国农业可持续发展的进一步明确为：保持农业生产率稳定增长，提高食物生产和保障食物安全，发展农村经济，增加农民收入，改变农村贫困落后状况，保护和改善农业生态环境，合理、永续地利用自然资源，特别是生物资源和可再生资源，以满足逐年增长的国民经济发展和人民生活的需要。
从农业资源角度来理解，农业可持续发展就是充分开发、合理利用一切农业资源，合理地协调农业资源承载力和经济发展的关系，提高资源转化率，使农业第3 页共13 页资源在时间和空间上优化配置达到农业资源永续利用，使农产品能够不断满足当代人和后代人的需求。
ZL15装载机变速箱设计及零件结构分析
２ 针对轴 １ 进行结构 分析
传统的静力学分析方法受计算方法的限制 ， 它不能很好地反应物体 内部真实的变形的相互作用 ， 因 而精度不高． 有限元分析 （ Ｅ Ｆ ｉ ｌ ｅｔ ｎｌ ｉ 可 以解决上述问题 ， Ｆ Ａ，ｉ ｔ Ｅｅ ｎ Ａ ａ ｓ ） ｎｅ ｍ ｙｓ 因而成为工程领域进行科学
硬度 ＝ ７ ２７ Ｂ ， 曲疲 劳极限 ６ ＝ ７ Ｍ ａ 抗拉强度 ＝ ０ Ｍ ａ 许 用疲劳应力 ＝１０— １０ １Ｈ Ｓ 弯 一 ２０ Ｐ ， ６０ Ｐ ， ６
１ ４ＭＰ ． ８ ａ
分析过程 ： （） １ 将在 ＰｏＥ ＧＮ Ｅ ｒ Ｎ ＩＥ Ｒ软件中建立的离合器轴 Ｉ ／ 打开 ， 并把它链接人 Ｓ ｕｔ ｅ ｔ ｃ ｒ 模块 ， ｒ ｕ 在系统的主
个零件实体． ） 义草绘平 面 ， ２定 绘制 二维截
面． ） ３ 以旋转 的方式建立 阶梯轴． ） ４ 绘制完 毕， 保存 ， 得到的三维实体如图 ２ 所示．
２２ 轴 Ｉ的静 力分 析 ．
前提条件 ： 约束在两端轴承处， 位移为零 ；、 向完全约束 ， 向有轴向转动 ； ｙＺ Ｘ
收稿 日期 ：０ ６—１ ２０ ０—０ ３ 作者 简介 ： ，９ １ 女 １８ 年生 ， 硕士研究 生 ， 张家 口市 ，７０ ４ ０ ５ ２
Ｖｏ ． ４ Ｎｏ ４ １２ ． Ｄｅ ｅ ｅ ２ ｏ ｅ ｍｂ ｒ ｏ ６
Ｚ １ 载 机 变 速 箱 设计 及 零 件 结构 分 析 Ｌ５装
颜景 润 马轶群 朱春 华
河北建筑工程学院机械系
ZL15小型装载机介绍
单位名称：中运智能机械集团 Nhomakorabea ZL15小型装载机概述
• ZL15小型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、硬土等作轻度铲挖作业。
• ZL15小型装载机用途
• ZL15小型装载机主要用来铲、装、卸、运土和石料一类散状物料，也可以对 岩石、硬土进行轻度铲掘作业。如果换不同的工作装置，还可以完成推土、 起重、装卸其他物料的工作。
谢谢
单位名称：中运智能机械集团
• 在公路施工中主要用于路基工程的填挖，沥青和水泥混凝土料场的集 料、装料等作业。由于它具有作业速度快，机动性好，操作轻便等优 点，因而发展很快，成为土石方施工中的主要机械。
• ZL15小型装载机主要技术参数 • 额定装载质量（kg）：1500 • 制动形式：四轮油刹 • 整机质量（kg）：2800 • 驱动方式：机械传动 • 额定斗容量（m3）：0.4 • 动臂提升时间（s）：7 • 卸料时间（s）：3.0-5.0 • 额定功率（kw）：24 • 动臂下降时间（s）：3 • 卸载高度（mm）：2900 • 爬坡能力（max）：20 • 卸载距离（mm）：900 • 轮胎型号：825-16 • 外形尺寸： 4590x1650x2560 • 行驶速度（max）：28
ZL15装载机的使用说明书1
ZL15型装载机说明书徐州天晟工程机械制造有限公司非常感谢您选购本公司的产品，请您在使用产品前，仔细阅读产品说明书。
本说明书将向您提供产品的性能、技术参数、使用、维护及一般注意事项的说明，它能够帮助您顺利、安全、有效地使用该设备。
谢谢您对本公司的信赖与支持！目录第一章用途、性能及注意事项 (1)第二章技术性能和参数一、整机主要性能及参数 (2)二、工作装置液压系统 (3)第三章装载机检查与调整一、发动机（详见柴油机说明书） (3)二、离合器 (3)三、传动轴 (3)四、驱动桥 (4)五、制动系 (4)六、工作装置液压系统 (5)第四章电器设备一、蓄电池 (5)二、发电机与调节器 (5)三、起动机 (6)四、其他 (6)第五章驾驶操作一、新车走合 (6)二、空车试运转 (7)三、作业试运转 (8)四、装载机的使用 (8)第六章技术保养一、装载机用油及润滑 (10)二、装载机用油种类 (11)三、润滑 (11)四、例行保养 (11)五、定期保养 (11)第七章一般故障及原因分析 (12)用户须知 (15)第一章用途、性能及注意事项ZL12型装载机是单斗、前卸、铰接、轮胎式装载机，是本公司根据用户要求，参考和吸收国内外同类机型的结构特点和先进技术，与专业院校结合，开发设计的小型工程机械。
ZL12型装载机具有以下结构特点：1、单摇臂Z型反转机构，实现特大掘起力；2、名牌发动机，前、后桥驱动-双桥驱动，动力强劲；3、改进型液压过滤系统，确保油路运行可靠；4、柴油机后置，液压转向，操作简单灵活；5、铰接式车架，转弯半径小。
它具有设计合理、结构紧凑、操纵灵活、维修方便等优点。
其各项性能指标均达到国家标准。
它广泛适用于建筑工程、市政工程、城乡园林、石灰窑、沙场、水泥厂、石料厂、预制厂等施工场所，特别适用于在狭窄的场地装载散装物料的场所及与载重汽车、拖拉机、农用运输车、建筑机械（混砂机，搅拌机）等配套使用，能大大提高工作效率。
ZL15装载机总体参数
ZL15装载机总体参数1、发动机型号：R4105G13 功率：59kW/2400 rpm2、斗容量3、额定载重量 t4、整机使用重量5、最大牵引力6、最大掘起力 50 kN7、最大卸载高度 2365mm对应卸载距离 860mm8、卸载角 45°9、收斗角最低位置：40°运输位置：45°最高位置：55°10、挖掘深度 85mm11、三项和时间举升：5s 下降：3s 翻斗：12、动力半径：48613、最小转弯半径：斗外侧：4562 后轮外侧：4418，后车架外侧：445014、转向角：38°15、轮距：149016、轴距：225018、最小离地间隙：29019、后桥摆动角：12°20、倾翻载荷：直线行驶：最大转向时：21、驶入角：16°22：离去角：30°23：牵引钩高度：80024、最大爬坡角度：30°25、液压系统压力：180bar26、制动系统油压：70 bar27、转向系统压力：14 bar28、轮胎规格：16/70-2029、轮辋规格：30、提升缸：2只缸径90 行程51531、翻斗缸：1只缸径110 行程40832、转向缸：2只缸径63 行程28233、转向器型号：BZZ5-31534、工作泵型号：CBY205035、多路阀型号：ZL2036、车速：F1： F2： F3：R1： R2： R3：37、驱动桥传动比：主传动：轮边传动：38、变速箱传动比：F1： F2： F3：R1： R2： R3：39、外形尺寸：全长：斗放平：5470 运输位置：5445全宽：轮外侧：1900 斗宽：2000全高：驾驶室顶高：2850 斗举升最高：4225。
ZL15型轮式装载机工作装置设计(有全套图纸)
毕业设计论文ZL15型轮式装载机工作装置设计前言装载机主要用来装卸成堆散料，也能进行轻度的铲掘工作。
由于它适用于建筑、矿山、铁道、公路、水电等国民经济各个部门，因此，在国内外产量与品种的发展都较快，是工程机械中的一个主要机种。
装载机根据不同的使用要求，发展形成了不同的结构类型。
通常，按使用场合的不同，分成露天用装载机和井下用装载机；接行走系统结构不同，分成轮式装载机与履带式装载机；按卸料装载机的设计。
装载机的设计，大致要经历：明确任务、调查研究、制订设计任务书，进行整车布置、确定整机的主要性能参数，进行各部件的方案设计与强度计算，技术设计和工艺设计，试验鉴定和修改定型等这样一些阶段。
一台装载机的设计是否成功，首先是从能否满足使用要求，好造、好用、好修，具备较高的作业生产串和较低的使用成本来衡量的。
这体现在设计工作中，就是应当使装载机具有较完善的技术经济性能与指标以及先进的部件结构方案。
摘要我所设计的ZL15装载机既保留了传统装载机的优点，而有具有新的性能和优点。
本次设计主要进行的工作装置的设计。
装载机采掘和卸载货物的作业是通过工作装置的运动实现的。
装载机的工作装置由铲斗，动臂、摇臂、连杆及液压系统等组成。
铲斗以铲装物料；动臂和动臂油缸的作用是提升铲斗并使之与车架连接；转斗油缸通过摇臂，连杆使铲斗转动。
动臂的升降和铲斗的转动采用液压操作。
先对装载机的发展概况几计的指导思想、特点、任务进行概述，然后确定方案，在技术设计部分罗列了ZL15装载机的主要技术性能和参数，进行了牵引特性计算，工作装置设计。
工作装置设计中有工作装置运动分析，对铲斗、动臂、连杆机构进行设计等几部分组成。
在工艺设计中叙述了工艺工程。
应用程序计算了受力分析。
总之，整个设计是有序地完成的。
在整个设计的过程中，在老师及其他老师的指导下顺利完成的，通过这次设计，我学到很多东西，在实践中把大学中所学的知识综合运用复习了一次，同时也学到很多新的东西，受益非浅。
ZL15装载机总体参数
ZL15装载机总体参数ZL15装载机总体参数1、发动机型号：R4105G13 功率：59kW/2400 rpm2、斗容量3、额定载重量 t4、整机使用重量5、最大牵引力6、最大掘起力 50 kN7、最大卸载高度 2365mm对应卸载距离 860mm8、卸载角45°9、收斗角最低位置：40°运输位置：45°最高位置：55°10、挖掘深度 85mm11、三项和时间举升：5s 下降：3s 翻斗：12、动力半径：48613、最小转弯半径：斗外侧：4562 后轮外侧：4418，后车架外侧：445014、转向角：38°15、轮距：149016、轴距：225018、最小离地间隙：29019、后桥摆动角：12°20、倾翻载荷：直线行驶：最大转向时：21、驶入角：16°22：离去角：30°23：牵引钩高度：80024、最大爬坡角度：30°25、液压系统压力：180bar26、制动系统油压：70 bar27、转向系统压力：14 bar28、轮胎规格：16/70-2029、轮辋规格：30、提升缸：2只缸径90 行程51531、翻斗缸：1只缸径110 行程40832、转向缸：2只缸径63 行程28233、转向器型号：BZZ5-31534、工作泵型号：CBY205035、多路阀型号：ZL2036、车速：F1： F2： F3：R1： R2： R3：37、驱动桥传动比：主传动：轮边传动：38、变速箱传动比：F1： F2： F3：R1： R2： R3：39、外形尺寸：全长：斗放平：5470 运输位置：5445全宽：轮外侧：1900 斗宽：2000全高：驾驶室顶高：2850 斗举升最高：4225。
ZL15轮式装载机变速器设计-任务书
六、备注
指导教师签字：
年 月 日
教研室主任签字：
年 月 日
（5）建立变速器的零件图及装配模型第9～11周（4月26日～5月16日）（5）书写设计说明书第12～13周（5月17日～5月30日）
（6）设计审核、修改设计说明书 第14～16周（6月1日～6月26月21日～6月27日）
五、主要参考资料
[1]蒋崇贤，何明辉《专用汽车设计》 武汉工业大学出版社
（二）图纸部分
变速器装配图零件图若干张，共计折合4张A0图纸。
四、设计（论文）进度安排
（1）调研、查阅相关资料、完成开题报告第1～2周（3月1日～3月14日）（2）确定总体方案第3～4周（3月15日～3月28日）（3）对变速器结构进行设计第5～6周（3月29日～4月11日）（4）对变速器尺寸进行设计第7～8周（4月12日～4月25日）
毕业设计（论文）任务书
学生姓名
院系
汽车与交通工程学院
专业、班级
指导教师姓名
职称
讲师
从事
专业
车辆工程
是否外聘
□是■否
题目名称
ZL15轮式装载机变速器的设计
一、设计（论文）目的、意义
ZL15轮式装载机在我国应用十分广泛，而变速器是整车的关键总成之一。其功用是在不同的使用条件下,改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速,使汽车得到不同的牵引力和速度,同时使发动机在最有利的工况范围内工作。通过ZL15轮式装载机变速器的设计，使其变速器性能更好具有一定的实际意义。
（二）研究方法
1、参考相关资料，对比各种变速器优缺点，初步确定设计方案。
2、实地考察相关类型的车，为最终设计方案提供依据。
ZL15装载机总体及定轴变速箱设计(3轴及齿轮)
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。
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。