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1、精品名师归纳总结目 录摘要A b st a c t 第 一 章 前 言 11.1 选题来源及目的意义11.2 国内外讨论现状11.3 本文的主要工作3其次章装载机工作装置设计概述42.1 装载机工作装置设计概述42.2 结构型式挑选42.3 本章小结6第三章 铲斗的设计73.1 铲斗设计要求73.2 铲斗斗型的结构分析73.2.1 切削刃的外形73.2.2 铲斗的斗齿83.2.3 铲斗的侧刃83.2.4 斗体外形83.3 铲斗基本参数的确定83.4 斗容的计量113 . 4 . 1几 何 斗 容 平 装 斗 容 1 13 . 4 . 2额 定 斗 容 堆 装 斗 容 1 23.5 本章小结13
2、第 四 章工 作 装 置 的 结 构 设 计 1 4 4 . 1 工 作 机 构 连 杆 系 统 的 尺 寸 参 数 设 计 1 44 . 2 机 构 分 析 1 44 . 3 设 计 方 法 1 54 . 4 尺 寸 参 数 设 计 的 图 解 法 1 54.4.1 确定坐标系154.4.2 画铲斗图154.4.3 确定动臂的长度164.4.4 确定动臂与铲斗的铰接点 B174.4.5 确定动臂与机架的铰接点 A174.4.6 确定动臂与摇臂的铰接点 E 18可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4.4.7 确定连杆与铲斗和摇臂的两个铰接点C、D184.4.8 确定举升油缸与动臂和
3、机架的铰接点H 及 M 点20第 五 章 工 作 装 置 的 强 度 计 算 2 55 . 1计 算 位 置 5 . 2外 载 荷 的 确 定 5 . 3 工 作 装 置 的 受 力 分 析 5 . 4 工 作 装 置 的 强 度 校 核 5 . 4 . 1水 平 偏 载 5 . 4 . 2垂 直 偏 载 第 六 章装 载 机 工 作 装 置 中 油 缸 作 用 力 的 确 定 6 . 1 装 载 机 油 缸 作 用 力 分 类 6 . 2 转 斗 油 缸 的 选 择 6 . 3 动 臂 油 缸 的 选 择 2 52 52 72 92 93 14 24 24 34 66 . 4 转 斗 油 缸
4、 与 动 臂 油 缸 被 动 作 用 力 的 确 定 4 76.5 本章小结47第 七 章工 作 装 置 的 限 位 机 构 7 . 1 铲 斗 转 角 限 位 装 置 7 . 2 动 臂 升 降 的 自 动 限 位 机 构 7.3 本章小结49第八章 工作装置的液压系统508.1液压系统概述508.2液压系统的工作原理508.2.1动臂液压缸工作回路508.2.2转斗液压缸工作回路508.2.3自动限位装置508.2.4转向液压缸工作回路514 84 84 94 . 5 确 定 动 臂 油 缸 的 铰 接 位 置 及 动 臂 油 缸 的 行 程 2 14 . 5 . 1动 臂 油 缸 的 铰
5、 接 位 置 2 14. 5. 2 动 臂 油 缸 行 程 l H 的 确 定 2 24.5.3 最大卸载高度和最小卸载距离234.7 本章小结235.5 工作装置的强度校核5.5.1 动臂33335.5.2 铰销365.5.3 连杆375.5.4 摇臂5.6 本章小结3841可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结8.2.5铲斗液压基本回路518.3液压元件及油路分析518.3.1液压系统的组成518.3.2油路分析528.4本章小结53第九章 全文总结549.1结论549.2 不足与展望54参 考 文 献 5 6致谢 5 7可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结ZL50
6、轮式装载机工作装置设计摘 要轮式装载机是以轮胎式拖拉机为基础车，安装上铲斗作为工作装置的一种土方工程机械。装载机的工作装置由铲斗、连杆、摇臂、动臂、转斗油缸、举升油缸组成，装载机的工作装置的合理性直接影响装载机的生产效率、工作负荷、动力与运动特性等。本文参阅了大量的装载机设计的参考书，挑选反转六连杆机构这种结构形式作为所设计的装载机的工作装置的结构。本文依据任务书中的要求，利用体会公式来运算确定铲斗的结构参数，装载机结构参数设计上，利用图解法确定动臂与铲斗、摇臂、机架，连杆与铲斗和摇臂等各个铰接点的位置，然后文中对铲斗的一种典型的受力方式进行了具体的分析，并对工作装置的各个部件的强度进行校核。
7、最终文中对装载机的工作装置的限位机构进行了简要的介绍，最终利用 AutoCAD 对装载机工作装置的各零部件的结构参数进行具体的结构设计。关键词：轮式装载机，工作装置，结构，设计第一章 前 言1.1 课题来源及目的意义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撑结 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。 ZL 系列轮式装载机是一种高效率的工程机械，具有结构先进，性能牢靠，机动性强，操纵便利等优点。广泛应用于矿山，建筑工的，道路修建，水利工程，港口，货场，电站以及其他工业部门，进行装载，推土，铲挖，起重，牵引等多种作业。对加快工程建
8、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作用，因此近几年来无论在国内仍是国外装载机品种和产量都得到快速进展，成为工程机械的主导产品之一。作为一种复杂的工程机械，轮式装载机的零部件多，运动方式多，须从系统层面评判其性能的优劣。随着技术的进展，人们熟悉到即使传统的技术手段使得装载机中的每个零部件都是最优的， 并不能保证整个装载机工作装置的性能是最好的，即系统整机的优化不是全部部件优化的简洁叠 加。装载机的工作装置设计仍存在很多有别于其它机械行业的特点，其中最重要的一点是它涉及的可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学科很多，包括机械运动学与动力学、流体传动、机电掌握、热力学
9、、人机工程学和美学等。装载机的工作装置的合理性直接影响装载机的生产效率、工作负荷、动力与运动特性、不同工况下的作业成效、工作循环时间、外形尺寸和发动机功率等。传统的装载机工作装置的设计 , 是利用体会公式进行运算校核，从而确定工作装置的各零部件的重要的结构参数，并利用软件进行建模与仿真完成的。现代工程作业对要求装载机具有较高的工作效率和较好的动力性、经济性、安全性，而这些在很大的程度上取决于装载机的工作装置的结构性能， 因此对装载机的工作装置进行结构的优化设计尤为重要 1。1.2 国内外讨论现状国内装载机起步较晚，依据其进展历程，大致分为以下三个阶段:仿制阶段、引进进展阶段、自主研发及创新阶段
10、。随着企业技术投资的不断增加以及校企联合攻关讨论的不断深化，国产装载机正从低水平、低质量、低价位向高水平、高质量、中价位过渡，从无序的同质化竞争向技术性差异化过渡，从仿制仿造向自主研发过渡。主要表达在以下几方面:各个生产厂家结合实际情形，重新进行总体设计，优化设计法、有限元分析法应用于整机或部件设计，优化了各项性能指标，强化了整机的强度和刚度，有效的降低了整机的操作重量，增加了整机的敏捷性。目前我国装载机的讨论设计水平有了很大的进展和提高，取得很多成果，然而和国外同类产品相比，仍存在着有肯定的差距。目前国内装载机工作装置大多采纳反转六连杆机构，因它具有掘起力大、高位自动放平、结构简洁等优点，具
11、有广泛的适用性 2。国外轮式装载机技术在经受了五六十年的进展后，到 20 世纪 90 岁月中末期已达到相当高的水平。信息技术的飞速进展又给装载机技术的进展插上了飞跃的翅膀，基于微电子技术和信息技术的运算机治理系统、司机帮助操作系统、柴油机电脑掌握装置、电子运算机监控系统、电子自动换挡变速掌握系统以及网络技术的智能系统已广泛应用于装载机的设计、运算操作掌握、检测监控、生产经营和修理服务等各个方面，使国外装载机在原先的基础上更加精制。其自动化程度也得以提 高，从而进一步提高生产效率。改善司机的作业环境，提高作业舒服性。降低噪声、振动和排污 量，爱护自然环境。最大限度的简化修理、降低作业成本，使其性
12、能、安全性、牢靠性、使用寿命和操作性能在很大的程度上得到提高。依据现代工程作业的，应开发性能优良的装载机，如斗容量大、大功率发动机、掘起力大、侧翻载荷大、牵引力大、废气排放少的环保型装载机，应开发机、可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结电、液一体化技术、电子运算机技术、检测技术等高端的装载机，应开发作业牢靠性好、安全性高、舒服性好的产品，一机多用的产品。不断提升产品技术含量、运用新型结构、最大限度的满意市场需求，表达了国外装载机的设计思想。依据物料密度的不同，设计了不同结构和不同容量的铲斗，再配以强度、耐磨性、插入性优化组合的不同斗齿，满意了不同的作业工况。为适应不断加高的车厢，各
13、个生产厂商相继推出了中高卸、高卸、超高卸工作装置，扩大了工作装置的工作范畴。通过对液压系统的合理设计，从六连杆机构到特别八连杆机构所配置的快换装置，实现了作业现场的快速装卸及液压软管的自动连接， 相关工作在司机室通过操纵手柄即可快速完成，提高了作业的多用性和适应性。结构设计上，工作装置除 Z 型连杆机构外，仍推出了平行八杆机构、沃尔沃公司的TP 连杆机构以及卡特彼勒公司的Versa 连杆机构，增加了工作装置的种类。安全、舒服、环保、节能表达了以人为本的设计理念。配备了防滚翻、防落物并经降噪处理的全封闭防紫外线驾驶室，按人机工程学原理设计的全方位悬浮式可调司机座椅，工作装置的乘坐舒服掌握系统，提
14、高了车辆在凸凹路面的行驶性和驾驶舒服性， 削减了司机的疲惫。低转速发动机的应用、混合动力的胜利研发、不断改进的电喷装置以及新型降噪材料和降噪装置的应用，进一步降低了发动机的尾气排放量及机外辐射噪声。综上所述，将来装载机的进展趋势是以人为本的设计理念，广泛应用微电子技术和信息技术， 对掌握系统的集成化和模块化，进一步简化操作和提升整机性能。节能、环保动力装置的研发，将使得司机的工作环境舒服性能大大改善，并提高工作效率 2。1.3 本文的主要讨论内容本课题是依据 ZL50 轮式装载机的体会参数和体会公式进行的总体方案的设计。为提高装载机整体性能和工作效率，对轮式装载机的工作装置的结构形式，结构优化
15、，强度校核进行了深化的分析。本文的主要讨论内容为：（1） 依据任务书中的结构参数和设计要求，利用体会公式确定铲斗的外形和结构尺寸参数。（2） 确定动臂长度、外形与车架的铰接位置。确定动臂油缸的铰接位置及动臂油缸的行程。（3） 确定工作机构连杆系统尺寸参数，连杆机构设计应满意任务书中规定的使用性能和技术经济指标，如最大卸载高度，最小卸载距离及在任何位置都能卸净物料，保证作业时与其他构件无运动干涉，保证驾驶员有良好的劳动条件。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（4） 工作装置的强度运算，包括动臂，摇臂、连杆、铰销等强度校核，通过结构强度校核，最终确定这些零部件的尺寸。（5） 确定转斗
16、油缸和动臂油缸的主动力，并确定转斗油缸和动臂油缸的被动力。（6） 设计铲斗前后倾角限位装置，动臂升降自动限位机构以及铲斗自动平放机构。（7） 对装载机工作装置的液压系统的工作原理和结构作简要的介绍。其次章 装载机工作装置的结构形式2.1 装载机工作装置结构概述装载机铲掘和装卸物料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 或托架及液压系统等组成 图 2.1。图 2.1 装载机工作装置（a）有铲斗托架式（ b）无铲斗托架式1铲斗 2托架 3转斗油缸 4连杆 5动臂6动臂油缸 7摇臂铲斗用以铲装物料。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
17、或托架使铲斗转动。动臂的升降和铲斗的转动采纳液压操纵。由动臂、动臂油缸、铲斗、转斗油缸、摇臂连杆 或托架 及车架相互铰接所构成的连杆机构，在装载机工作时要保证：当动臂处于某种作业位置不动时，在转斗油缸作用下，通过连杆机构使铲斗绕其铰接点转动。当转斗油缸闭锁时，动臂在动臂油缸作用下提升或下降铲斗过程中，连杆机构应能使铲斗在提升时保持平移或斗底平面与的面的夹角变化掌握在很小的范畴，以免装满物料的铲斗由于铲斗倾斜而使物料撒落。而在动臂下降时，又自动将铲斗放平，以减轻驾驶员的劳动强度，提高劳动生产率 3。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2.2 结构型式挑选本团队全部是在读机械类讨论生，
18、娴熟把握专业学问，熟知各类机械设计，服务质量优秀。可全程辅导毕业设计，学问珍贵，带给你的不只是一份设计，更是一种能力。联系方式： QQ71207084，4 请看 QQ资料。第九章 全文总结9.1 结论本次对 ZL50 轮式装载机工作装置的设计中，铲斗，工作装置各部分的铰接位置以及强度校核是设计的重点，这些部分的设计工作主要包括以下步骤：（1） ）依据任务书中给出的装载机的结构和性能参数，参考同类机型的铲斗外形，通过运算校核，确定铲斗的回转半径、斗底长度、后斗底长度等结构参数，最终通过运算确定铲斗的几何斗容和额定斗容，与任务书中给定的斗容进行比较可知铲斗的参数设计符合要求。（2） 在工作装置的结
19、构挑选上，本文参照了多种装载机工作装置的结构形式，挑选反转六杆工作机构，运用图解法确定动臂长度、外形及与车架的铰接位置，然后确定动臂油缸的铰接位置及动可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结臂油缸的行程，在此基础上对连杆机构（由动臂、铲斗、转斗油缸、摇臂等组成）进行设计。（3） 本文第一分析了装载机在工作时铲斗的六种典型的受力方式，然后选取其中受力最大的一种情形，对这种情形进行具体的分析，通过运算校核，确定动臂、连杆、摇臂和铰销的基本结构参数。（4） 依据上述的结构设计和强度校核，得到装载机工作装置各部分的重要结构参数，依据这些参数，运用 AutoCAD绘制装载机的工作装置图和各部分的
20、零件图和装配图。（5） 对装载机的工作装置的限位机构和液压系统工作原理和结构进行简要的分析。本次设计从 ZL50 轮式装载机的工作装置的基本结构和对已有的体会公式的分析入手，通过合理的机构的运动特性和受力分析，完成了装载机工作装置各部分的铰接位置和结构参数的设计，并利 用 AutoCAD软件对工作装置进行了具体的结构设计，从而完成了对装载机的工作装置的设计。9.2 不足与展望本文虽然已经完成了一些内容，但相对于装载机整机复杂的程度，上述工作尚有一些不足和需要完善的的方，有必要从以下几方面作进一步的工作:（1） ）在对工作装置的各铰接部分进行设计时，仅仅参考同类机型的数据，并运用图解法来确定各铰接点的位置，而没有利用相关的运动学仿真软件（如ADAM，S simulink等）进行具体的分析，可能会导致工作装置的总体参数设计会有一些不合理之处。（2） ）在对工作装置进行强度校核时，仅考虑了铲斗的六种基本典型工况，并对其中的一种工况进行了具体的分析，而铲斗在实际工作中，受到的力非常复杂，因此文中的对铲斗的受力分析只能在肯定程度上反映了铲斗的真实受力，有肯定的参考价值。（3） 在对工作装置各部分进行强度校核时，本文中只采纳了大量的体会公式，假如在此基础上运用有限元分析软件 ANSYS进行分析，结果会更有说服力。可编辑资料 - - - 欢迎下载