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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。

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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。

.专业.专注.

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。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。

（1）产品形成系列，更新速度加快并朝大型化和小型化发展

产品的系列化、成品化、多品种化成为主流。为了适应市场需求，各厂商加快了

产品的更新换代，如以卡特彼勒为代表的美国，以小松公司为代表的日本和装载机生

产第三大集团西欧各厂家都加快推出多功能，全面兼顾动力性、机动性与灵活性的新

产品，以满足不同用途用户的需要。此外，装载机的大小规格向两头延伸，以适应大

型露天煤矿或金属矿和狭窄施工场所，如仓库、货栈、农舍、低下等场所的装载作业。

这些产品如美国克拉克公司生产的675型，功率1000W，而日本东阳远搬株式会社生

产的310型，斗容量仅0.11m3功率9.8W。此外，装载机还向高卸位、远距离作业方

向发展。如JCB公司开发了伸缩臂式机，小松公司也开发了能扩大作业围带伸出机构

的装载机。

（2）采用新结构、新技术，产品性能日趋完善

近年开发的产品普遍采用了高性能发动机和自动换挡变速器、大流量负荷传感液

压系统、前后防滑差速器多片湿式盘式制动器、行走颠簸减震等先进技术，并综合液

压、微电子和信息技术制造，并应用了很多只能系统。工作装置连杆机构推出新，各

种自动功能更趋成熟、完善。

1、发动机

为了解决高作业效率与低燃料消耗的矛盾，近年来开始采用发动机管理系统。发

动机管理系统亦称自动控制系统、电脑控制系统等，是电子计算机在工程机械中的应

用之一。它能及时地根据装载机的工作负荷要求调节发动机的输出功率，使装载机更

有效地利用发动机的动力，减少动力损失，节约燃料，减少废气排量和噪声，同时可

使发动机长期在额定点工作，增加发动机的使用寿命。

2、传动机构

.专业.专注.