装载机是目前世界上应用范围较广的工程机械，在公路、矿山、港口等建设工程中都发挥着重要作用。变速箱是装载机传动系统重要的组成部分之一，其换挡性能的优劣对整机的安全性和可靠性都有很大影响，因此改善变速箱的换挡性能尤为重要。评价一台装载机换挡性能的客观标准是换挡平稳性，由于动力换挡变速箱在换挡时，液压系统刚度较大，一旦结合元件接触过猛便会产生严重的换挡冲击现象，这会严重影响驾驶的安全性和舒适性。因此提高换挡平顺性、降低换挡冲击是提高变速箱换挡性能的关键所在，也是本文研究的目的所在。本文来自于校企合作项目“装载机液压系统及传动系统动态仿真分析及对比测试研究”，基于目前装载机工作时普遍存在的换挡冲击现象，以轮式装载机的变速系统为研究对象，利用AMESim软件建立其系统模型并进行仿真分析，最后结合实验加以验证，从而对装载机变速箱换挡性能进行了深入研究。本文首先介绍了装载机变速箱的分类、常用的换挡操纵方式，然后分别对变速系统的传动部分和控制部分的结构、工作原理进行了分析；阐述了装载机变速系统现存的换挡冲击现象，并以此为出发点对装载机变速箱的换挡性能展开研究。以定轴式电液控制的轮式装载机变速箱为研究对象，对其换挡过程进行了动力学与运动学分析，并基于传递函数法对变速箱的液压控制系统进行了数学模型的建立和分析。之后利用AMESim仿真分析软件建立了变速箱的传动系统和控制系统模型，尤其是电液控制部分先后采用系统模型和HCD库模型两种建立方式，以求更深入地分析变速箱的换挡性能。模型建立之后从多个角度对模型的仿真结果进行分析，特别是换挡离合器的压力变化，因为它是影响变速箱换挡性能的关键所在，明确了该装载机变速箱目前存在的换挡冲击问题。另外为了确定离合器和控制系统各相关参数大小对变速箱换挡性能的影响程度，分别对各因素进行系列化仿真分析，最终得出离合器的结构参数中以活塞直径和活塞最大行程距离两因素对换挡影响最大；电液控制系统调压阀的结构参数中以缓冲弹簧刚度和节流孔大小两因素对换挡性能影响最大的结论。最后通过实验与仿真的对比，验证了仿真模型的准确性，并提出了相应的改进措施以提高装载机的换挡平顺性。