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機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
機(jī)械工程學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
題 目:
裝載機(jī)后驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)
專業(yè)班級(jí)：
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 機(jī)電0701班
學(xué)生姓名：
吳海龍
學(xué) 號(hào)：
07000047
指導(dǎo)教師：
張曉俊 講師
2011 年 4 月 8 日
1.課題名稱：
裝載機(jī)驅(qū)動(dòng)橋后橋設(shè)計(jì)
2.課題研究背景
課題研究現(xiàn)狀：
為了提高裝載機(jī)的作業(yè)生產(chǎn)率，自90年代以來，各生產(chǎn)廠商在廣泛采用新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的同時(shí)，經(jīng)過不懈地努力，相繼研制出許多超強(qiáng)功能的系統(tǒng)?，F(xiàn)列舉如下：1）行駛平穩(wěn)性控制系統(tǒng)——在動(dòng)臂舉升油缸液壓回路中增加一個(gè)蓄能器，以衰減工作裝置在機(jī)器行駛過程中產(chǎn)生的振動(dòng)，減少裝載機(jī)的顛簸。2）附著力控制系統(tǒng)——在每個(gè)車輪上安裝一個(gè)速度傳感器，自動(dòng)將所需的制動(dòng)力施加到車輪上，并將扭矩傳給與之緊密相連的車輪，便于裝載機(jī)直線行駛及轉(zhuǎn)向。3）動(dòng)力電子控制／管理系統(tǒng)——根據(jù)傳動(dòng)裝置及液壓系統(tǒng)的工作狀態(tài)，自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率，以滿足不同作業(yè)工況的需要，提高燃料的經(jīng)濟(jì)性。4）發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)——當(dāng)裝載機(jī)處于非作業(yè)工況時(shí)，自動(dòng)降低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，減少燃料消耗及發(fā)動(dòng)機(jī)噪音。5）關(guān)鍵信息顯示／管理系統(tǒng)——采用網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，在辦公室的控制中心實(shí)時(shí)監(jiān)控裝載機(jī)的作業(yè)狀態(tài)，據(jù)此向司機(jī)提供基于文字提示的精確的故障診斷信息。6）轉(zhuǎn)向變速集成控制系統(tǒng)——取消傳統(tǒng)的方向盤和變速桿，將轉(zhuǎn)向與變速操縱裝置集成為一個(gè)操縱手柄，并采用簡單的觸發(fā)式方向控制開發(fā)和選擋用的分裝式加速按鈕。利用肘節(jié)的自然動(dòng)作左右扳動(dòng)操縱桿，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向；利用大拇指選擇按鈕，實(shí)現(xiàn)前進(jìn)與后退、加速與減速行駛。7）銷軸潤滑系統(tǒng)——能為工作裝置上的所有銷軸提供為期200h的潤滑服務(wù)，并使銷軸的潤滑作業(yè)易于完成。8）舒適驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)——其目的是提高司機(jī)的舒適性，幫助長時(shí)間進(jìn)行作業(yè)的司機(jī)減輕勞累，保持作業(yè)效率。9）負(fù)載感應(yīng)變速系統(tǒng)——根據(jù)負(fù)載狀態(tài)，自動(dòng)調(diào)節(jié)車速及發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪扭矩，實(shí)現(xiàn)高速、小扭矩或低速、大扭矩的動(dòng)力輸出。10）計(jì)算機(jī)故障診斷系統(tǒng)——通過控制面板上的指示燈、聽覺與視覺相結(jié)合的報(bào)警信號(hào)，提醒司機(jī)可能潛在的故障隱患。這樣，司機(jī)只管全神貫注地工作而無需不斷查看儀表讀數(shù)。11）負(fù)載自動(dòng)穩(wěn)定器——采用一對(duì)鋼膜氮?dú)庑钅芷?，安裝在前車架中，與工作裝置液壓系統(tǒng)聯(lián)通。當(dāng)作業(yè)或低速行駛時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)斷
開；當(dāng)車速超過4．8km／h時(shí)，由電子速度開關(guān)控制的電磁閥自動(dòng)開啟，蓄能器吸收工作裝置液壓系統(tǒng)的振動(dòng)與沖擊載荷，提高了操作的穩(wěn)定性、安全性和舒適性。12）自動(dòng)運(yùn)輸控制系統(tǒng)——降低機(jī)器在凹凸不平路面上的振動(dòng)，提高駕駛舒適性和作業(yè)效率。JC B公司456BZX（18t）安裝此系統(tǒng)，最高車速達(dá)38km／h。13）燃油／空氣比例控制系統(tǒng)——提高燃料的利用率，確保發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣符合環(huán)境控制法規(guī)要求。14）計(jì)算機(jī)監(jiān)控／管理系統(tǒng)——連續(xù)監(jiān)控／管理裝載機(jī)數(shù)十項(xiàng)性能指標(biāo)參數(shù)，在遇到突發(fā)或緊急情況時(shí)，很容易通過液晶儀表顯示、聽覺與視覺相結(jié)合報(bào)警信號(hào)，提醒駕駛?cè)藛T注意。15）裝載量稱量系統(tǒng)——自動(dòng)稱量并顯示鏟斗的凈裝載量，測(cè)量誤差小于3％。16）面板控制系統(tǒng)——采用
聲、光、電及數(shù)字顯示的控制面板，實(shí)現(xiàn)裝載機(jī)儀器與儀表的報(bào)警與監(jiān)控。17）油泵電子管理系統(tǒng)——自動(dòng)監(jiān)控油泵的運(yùn)行狀態(tài)。18）柴油發(fā)動(dòng)機(jī)先進(jìn)管理系統(tǒng)——燃油噴射控制及維護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)最佳性能的電子控制模塊，亦可與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行通信，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)提醒司機(jī)注意。C a t3516B型發(fā)動(dòng)機(jī)裝備有此模塊。19）先進(jìn)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)——替代傳統(tǒng)的方向盤和控制手柄，安裝在W A1200型上。
課題發(fā)展趨勢(shì) :
1．系列化、特大型化
系列化是工程機(jī)械發(fā)展的重要趨勢(shì)。國外著名大公司逐步實(shí)現(xiàn)其產(chǎn)品系列化進(jìn)程，形成了從微型到特大型不同規(guī)格的產(chǎn)品。與此同時(shí)，產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期明顯縮短。所謂特大型工程機(jī)械，是指其裝備的發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率超過1000H P，主要用于大型露天礦山或大型水電工程工地。產(chǎn)品特點(diǎn)是科技含量高，研制與生產(chǎn)周期較長，投資大市場(chǎng)容量有限，市場(chǎng)競爭主要集中少數(shù)幾家公司。以裝載機(jī)為例，目前僅有馬拉松?勒?qǐng)D爾勒、卡特彼勒和小松—德雷塞這三家公司能夠生產(chǎn)特大型裝載機(jī)。
2．多用途、微型化
為了全方位地滿足不同用戶的需求，國外工程機(jī)械在朝著系列化、特大型化方向發(fā)展的同時(shí)，已進(jìn)入多用途、微型化發(fā)展階段。推動(dòng)這一發(fā)展的因素首先源于液壓技術(shù)的發(fā)展———通過對(duì)液壓系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)，使得工作裝置能夠完成多種作業(yè)功能；其次，快速可更換聯(lián)接裝置的誕生———安裝在工作裝置上的液壓快速可更換聯(lián)接器，能在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)完成各種附屬作業(yè)裝置的快速裝卸及液壓軟管的自動(dòng)聯(lián)接，使得更換附屬作業(yè)裝置的工作在司機(jī)室通過操縱手柄即可快速完成。一方面，工作機(jī)械通用性的提高，可使用戶在不增加投資的前提下充分發(fā)揮設(shè)備本身的效能，能完成更多的工作；另一方面，為了盡可能地用機(jī)器作業(yè)替代人力勞動(dòng)，提高生產(chǎn)效率，適應(yīng)城市狹窄施工場(chǎng)所以及在貨棧、碼頭、倉庫、艙位、農(nóng)舍、建筑物層內(nèi)和地下工程作業(yè)環(huán)境的使用要求，小型及微型工程機(jī)械有了用武之地，并得到了較快的發(fā)展。為占領(lǐng)這一市場(chǎng)，各生產(chǎn)廠商都相繼推出了多用途、小型和微型工程機(jī)械。如卡特彼勒公司生產(chǎn)的IT系列綜合多用機(jī)、克拉克公司生產(chǎn)的“山貓”等。
3．不斷創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
裝載機(jī)的工作裝置已不再采用單一的“Z型”連桿機(jī)構(gòu)，繼出現(xiàn)了八桿平行結(jié)構(gòu)和TP連桿機(jī)構(gòu)之后，卡特彼勒公司于1996年首次在礦用大型裝載機(jī)上采用了單動(dòng)臂鑄鋼結(jié)構(gòu)的特殊工作裝置，即所謂的“Ve rsaL ink機(jī)構(gòu)”。這種機(jī)構(gòu)替代綜合多用機(jī)上的八桿平行舉升機(jī)構(gòu)和傳統(tǒng)的“Z型” 連桿機(jī)構(gòu)，可承受極大的扭矩載荷和具有卓越的可靠性（耐用性），駕駛室前端視野開闊。O＆K公司研制的創(chuàng)新LEAR連桿機(jī)構(gòu)，專為小型裝載機(jī)而設(shè)計(jì)。Sch ae ff公司于2000年3月在In te rm a t展覽會(huì)上展出的高卸位式SK L873型輪式裝載機(jī)的可折疊式創(chuàng)新連桿機(jī)構(gòu)工作裝置，進(jìn)一步增加了輪式裝載機(jī)的工作裝置的種類。
3.課題研究意義
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，進(jìn)行了大量的研究，開發(fā)出許多新結(jié)構(gòu)（或系統(tǒng)）和新產(chǎn)品，提高了工程機(jī)械的高科技含量，促進(jìn)了工程機(jī)械的發(fā)展。
裝載機(jī)是一種用途十分廣泛得工程機(jī)械，它可以用來鏟裝、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，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)外不論是品種或是在產(chǎn)量方面都得到迅速發(fā)展，成為工程機(jī)械得主要品種之一。而合理的工作裝置結(jié)構(gòu)更能起到事半功倍之成效。
4.文獻(xiàn)查閱概況
1.張鳳儀 李且根 分宜驅(qū)動(dòng)橋廠 ZL30裝載機(jī)驅(qū)動(dòng)橋的改進(jìn) 隨著工程機(jī)械整機(jī)性能參數(shù)的不斷提高, 如發(fā)動(dòng)機(jī)功率, 整機(jī)質(zhì)量, 牽引力、掘起力的加大,驅(qū)動(dòng)橋的載荷相對(duì)過大, 薄弱環(huán)節(jié)隨之暴露了出來, 出現(xiàn)螺旋錐齒輪打壞、小螺旋錐齒輪軸承損壞等比較嚴(yán)重的故障。同時(shí), 等強(qiáng)度設(shè)計(jì)思想的形成和發(fā)展, 原先用來保險(xiǎn)絲杠作用的半軸, 其斷裂也是不允許的, 為進(jìn)一步滿足整機(jī)性能要求, 提高產(chǎn)品可靠性, 有必要對(duì)驅(qū)動(dòng)橋進(jìn)行改進(jìn)。
2.范立成 劉代勇 解決裝載機(jī)驅(qū)動(dòng)橋漏油問題的措施 旋轉(zhuǎn)軸唇形密封（簡稱密封） 的選擇、貯存、安裝和使用, 對(duì)防止機(jī)械產(chǎn)品的泄漏、失效、提高產(chǎn)品性能、節(jié)約能源意義重大。
3.王盟 輪式裝載機(jī)驅(qū)動(dòng)橋輪輛螺栓擰緊力矩的計(jì)算 通過對(duì)輪式裝載機(jī)驅(qū)動(dòng)橋輪輛螺栓擰緊力矩的計(jì)算, 確定了既滿足設(shè)計(jì)和使用要求, 又易于裝配、防松能力強(qiáng)的輪輛螺栓擰緊力矩。同時(shí), 此法也適用于其他工程車輛輪輛螺栓擰緊力矩的計(jì)算。
4.范立成 郝國強(qiáng) 輪式裝載機(jī)驅(qū)動(dòng)橋內(nèi)齒輪輪齒硬度的計(jì)算 通過對(duì)ZL 50輪式裝載機(jī)驅(qū)動(dòng)橋內(nèi)齒輪輪齒硬度的計(jì)算, 確定了既滿足設(shè)計(jì)和使用要求, 又易于加工的內(nèi)齒輪輪齒的合適硬度。同時(shí), 此法也適用于變速箱、驅(qū)動(dòng)橋中其它直齒圓柱齒輪的硬度計(jì)算。
5.趙士善 臨沂工程機(jī)械股份有限公司 裝載機(jī)驅(qū)動(dòng)橋系統(tǒng)圓錐滾子軸承裝配工藝改進(jìn) 介紹了() 系列裝載機(jī)驅(qū)動(dòng)橋系統(tǒng)圓錐滾子軸承裝配工藝的改進(jìn)措施，介紹了增加軸向預(yù)緊力的作用，具體說明了各圓錐滾子軸承裝配預(yù)緊力的大小與裝配方法。
6.肖家幸 江西省分宜驅(qū)動(dòng)橋廠 裝載機(jī)驅(qū)動(dòng)橋主減速器斷齒和半軸扭斷分析 裝載機(jī)驅(qū)動(dòng)橋主減速器齒輪斷齒與半軸扭斷的主要原因之一是強(qiáng)化不當(dāng)。采用兩次正火和嚴(yán)格的防脫碳措施, 可有效地提高齒輪質(zhì)量。實(shí)現(xiàn)仿應(yīng)力強(qiáng)化是提高半軸質(zhì)量的關(guān)鍵;40CrMnMo半軸調(diào)質(zhì)處理宜采用低油溫淬火, 并適當(dāng)提高其表面硬度。
7.楊春永 山東臨工工程機(jī)械有限公司 裝載機(jī)驅(qū)動(dòng)橋主減速器殼體組件的結(jié)構(gòu)改進(jìn) 主減速器（或叫主傳動(dòng)）是裝載機(jī)驅(qū)動(dòng)橋的重要組成部分，主要由主動(dòng)螺旋傘齒輪組件、主減速器殼體（也有的叫托架）組件、差速器組件和從動(dòng)螺旋傘齒輪組件等零部件組成，其主要功能是降低傳動(dòng)系的轉(zhuǎn)速、增大傳動(dòng)系的轉(zhuǎn)矩并改變轉(zhuǎn)矩的方向，把縱置發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩傳遞到橫置的兩根驅(qū)動(dòng)橋的半軸上。其中，主減速器殼體組件主要對(duì)差速器組件及主、從動(dòng)螺旋傘齒輪組件起定位和支承作用。
8.蔡春源，楊文通。（機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)）東北大學(xué)（機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)）編寫組，冶金工業(yè)出版社。1994。
9.鄭玉華，秦四成。（典型機(jī)械產(chǎn)品構(gòu)造）科學(xué)出版社。2004。
10.【San98】 K Sandstrom, C. Eriksson, and G. Fohler. Handling
Interrupts with Static Scheduling in an Automotive Vehicle Control System. In Proceedings of the fifth International Conferance on Real-Time Computing Systems and Applications, pp. 158-165, October 1998.ISBN 0-8 186-9209-X.
11.[Ka188] D. Kalinsky and J. Ready. Distinctions between requirements specification and design of real-time systems. Conference proceedings on TRI-Ada ‘88 ,1988, Pages 426 - 432.
5.設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容
（1）結(jié)合本課題查閱并翻譯2萬個(gè)印刷符號(hào)的英文資料；
（2）裝載機(jī)驅(qū)動(dòng)橋總體方案設(shè)計(jì)，分析其工作原理和運(yùn)動(dòng)方式；
（3）驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算和強(qiáng)度、剛度校核；
（4）系統(tǒng)裝配圖的設(shè)計(jì)和繪制；
（5）對(duì)系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行分析和說明；
（6）編寫設(shè)計(jì)說明書。
6設(shè)計(jì)提交形式
（1）畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告一份；
（2）裝載機(jī)驅(qū)動(dòng)后橋裝配圖一份；
（3）主要零件圖若干；
（4）畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書一份；
7.進(jìn)度安排
第四周 收集資料及查閱文獻(xiàn)；
第五周 外文文獻(xiàn)翻譯；
第六周 編制開題報(bào)告；
第七周 裝卸料機(jī)械手總體方案設(shè)計(jì)；
第八周 繪制裝配圖；
第九周 繪制裝配圖；
第十周 繪制裝配圖；
第十一周 繪制裝配圖；
第十二周 繪制裝配圖；
第十三周 繪制重要零件圖；
第十四周 繪制重要零件圖；
第十五周 整理說明書；
第十六周 整理說明書；
第十七周 編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書，形成畢業(yè)設(shè)計(jì)全部文件，準(zhǔn)備答辯；
第十八周 畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯；
8. 指導(dǎo)教師意見
指導(dǎo)教師（簽名）
年 月 日