太原科技大学
毕业设计说明书
（2010届）
ZL50装载机
反转单连杆工作装置设计
学生姓名张增俊
学号200612030337
院系机械电子工程学院
专业工程机械
指导教师张福生
日期2010/6/17
太原科技大学毕业设计(论文)任务书学院(直属系): 机电工程学院时间:2010年3月29日
目录
中文摘要┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈1 英文摘要┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈2 目录┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈3 前言┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈5 1. 装载机工作装置设计概述┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 6
1.1装载机工作装置设计概述┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈6
1.2结构型式选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈6
2.铲斗的设计┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 8
2.1铲斗设计要求┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 8
2.2铲斗斗型的结构分析┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 9
2.2.1切削刃的形状┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈9
2.2.2铲斗的斗齿┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈9
2.2.3铲斗的侧刃┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈10
2.2.4斗体形状┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈10
2.3铲斗基本参数的确定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈10
2.4斗容的计量┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈12
2.4.1几何斗容(平装斗容)┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈12
2.4.2额定斗容(堆装斗容)┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈13
3. 工作装置的结构设计┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 14
3.1工作机构连杆系统的尺寸参数设计┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 15
3.2机构分析┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈15
3.3设计方法┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈15
3.4尺寸参数设计的图解法┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈16
3.4.1 动臂与铲斗、摇臂、机架的三个铰接点G、B、A的确定┈┈┈ 16
3.4.2机构中C、D、F点的确的┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈18
3.4.4举升油缸与动臂和机架的铰接点H及M点的确定┈┈┈┈┈┈22
3.5确定动臂油缸的铰接位置及动臂油缸的行程┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈23
3.5.1动臂油缸的铰接位置┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈23
3.5.2动臂油缸行程
l 的确定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 24
H
3.6工作装置连杆系统运动分析┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈25
3.6.1铲斗对地位置角┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈25
3.6.2最大卸载高度和最小卸载距离┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 28
3.6.3铲斗卸载角┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈29
4. 工作装置的强度计算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 29
4.1计算位置┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈29
4.2外载荷的确定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈30
4.3工作装置的受力分析┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 31
4.4工作装置的强度校核┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 35
4.4.1动臂┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈35
4.4.2铰销┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈36
4.4.3连杆┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈37
5. 装载机工作装置中油缸作用力的确定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈38
5.1铲起力的确定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈39
5.2转斗油缸作用力的确定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 40
5.3动臂油缸作用力的确定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 41
5.4转斗油缸与动臂油缸被动作用力的确定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 42
6. 工作装置的限位机构┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 42
6.1铲斗转角限位装置┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 42
6.2动臂升降的自动限位机构┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈43参考文献┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 45 致谢┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 46
ZL50装载机反转六连杆工作装置设计
摘要
装载机是工程机械的主要机种之一，广泛用于建筑、矿山、水电、桥梁、铁路、公路、港口、码头等国民经济各部门。本文中参阅了大量的土方机械的设计参考书，其中大多数是有关装载机方面的，有的是工作装置单一构件的设计，有的则是整个工作装置的设计，并且有许多有关工作装置优化设计方面，各参考所涉及到的装载机虽然型号不同，研究的方法也有差异，但综合起来基本上也概述了现行的设计方法。国外装载机发展迅速，而我国装载机在设计上存在很多问题，其中主要集中在可靠性、结构设计强度等方面。而工作装置对于装载机来说又是重中之重，所以工作装置的设计好坏直接影响到装载机的使用寿命以及工作效率等。虽然现在市场上的装载机已经日趋成熟，但对其进行改进设计仍有非常重要的意义，尤其是装载机的工作装置。装载机工作装置的转斗六连杆机构是由与液压缸，铲斗相关联的两个四连杆机构组合而成。轮式装载机在作业时，靠改变液压缸的长度来使铲斗获得所要求的收斗角和卸料角。机构中各杆件长度及其结构参数确定后，需要对该机构作某些特定计算，以判断机构设计的正确性。在工作循环中速度与加速度变化合理；油缸活塞行程为最佳值；工作装置运动平稳、无干涉、无死点、无自锁；动臂从最底位置到最大卸载高度的举升过程中，保证铲斗中物料不洒落；在卸载后，动臂下放至铲掘位置铲斗能自动放平。
关键词工程机械，装载机，工作装置
The Turn Withershins 6-link Work Equipment Design of
ZL50 Wheel Loaders
Abstract
The loader is one of the main kind of the engineering machinery, used in every department of national economy such as the building , mine , water and electricity , bridge , railway , highway , port , quay extensively. In this article has referred the massive folk recipes machinery design reference book, majority is the related car loader aspect, some are works the equipment sole component design, some then is the entire work installment design, and has many related work installments optimization design aspect, each reference involves to the car loader although the model is different, the research method also has the difference, but synthesized basically has also outlined the present design method. The overseas loader development is rapid, but our country car loader has very many problems in the design, mainly concentrates in aspect and so on reliable, structural design intensity. But works the installment regarding the loader to say also is extremely important, therefore the work installment design is good and bad affects directly the car loader service life as well as the working efficiency and so on . Although in the present market car loader already day by day was mature, but carried on the improvement design to it still to have the extremely vital significance, in particular loader work installment. Loading the machine work equips of turn the container six connect pole organization is from press with liquid an urn of, the container mutually connection of two four connect the pole organization combine.A type loads the machine at homework, is pressed by the liquid of changes an urn lengths to makes the container acquired requests of accept the Cape of the container with unload to anticipate the Cape.Each pole in inside in organization a length and its construction parameter certain empress, need to make the some and particular calculation to that organization, the accuracy that to judge the organization the design.In worked circulation the speed changes with acceleration the reasonable;The oil a piston route of travel is the best value;The work equips the sport steady, have no to interfere with, have no the dead center and have no from the lock;Move the arm from most the bottom position arrives the biggest unloading to raise to rise the process inside highly, guaranteeing the container the inside the material do not spread to fall;After unloading, move the arm descend to put to the container to dig the position container can put automatically even.
KEY WORDS Construction Machine, Wheel Loaders ,Work Equip
前言
装载机是以轮胎式或履带式拖拉机为基础车，安装上铲斗作为工作装置的一种土方工程机械。它是一种作业效率高、操作轻便、用途广泛的施工机械，它不仅用来对松散的堆积物料进行装、运、卸等作业，还可以铲装爆破后的矿石以及对硬土进行轻度挖掘，并能用来进行清理、刮平场地及牵引等作业。装载机的铲掘和装卸物料是通过工作装置的运动而得以实现的，装载机工作装置由铲斗、动臂、连杆、摇臂和转斗油缸、动臂油缸等组成。整个工作装置铰接在车架上。铲斗通过连杆和摇臂与转斗油缸铰接，用以装卸物料。动臂与车架、动臂油缸铰接，用以升降铲斗。铲斗的翻转和动臂的升降采用液压操纵。装载机作业时工作装置应能保证：当转斗油缸闭锁、动臂油缸举升或降落时，连杆机构使铲斗上下平动或接近平动，以免铲斗倾斜而撒落物料；当动臂处于任何位置、铲斗绕动臂铰点转动进行卸料时，铲斗倾斜角不小于45°，卸料后动臂下降时又能使铲斗自动放平。综合国内外装载机工作装置的结构型式，主要有七种类型，即按连杆机构的构件数不同，分为三杆式、四杆式、五杆式、六杆式和八杆式等；按输入和输出杆的转向是否相同又分为正转和反转连杆机构等。工作装置直接影响到装载机的性能参数和其作业效率。ZL40／ZL50装载机，主要装载机生产厂家均拥有该产品。第一代产品几十年来沿续至今，全国几乎使用同一套图纸，有些技术力量薄弱的厂家，仍把其当作主导产品推向市场。第二三代产品主要是对工作装置进行优化，改变外观造型。所以，合理的设计工作装置的结构是非常重要的。
常见的有关轮式装载机的工作装置设计中，广泛采用反转六连杆机构为例进行设计以及放平性、工作强度的校核，本次设计中在没有同类正转机构设计资料的前提下，反复琢磨工作装置的工作原理，并使用机械设计软件AUTOCAD 进行工作装置的各铰接点的设计，所以在进行有关校核时直接应用绘图尺寸，可以保证精度要求，此设计资料也可以作为今后正转工作装置的设计参考。当然，在设计中难免有疏忽以及错误的地方，望批评指正。
1. 装载机工作装置设计概述
1.1 装载机工作装置设计概述
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1—1)。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
(或托架)使铲斗转动。动臂的升降
和铲斗的转动采用液压操纵。
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地面的夹角变化控制在很小的范围，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。
1.2 结构型式选择
装载机工作装置的结构型式分为有铲斗托架和无铲斗托架两种。
有铲斗托架的工作装置如图1—1a所示。其动臂和连杆的后端与车架支座铰接，动臂和连杆的前端与铲斗托架铰接，托架上部铰接转斗油缸体，其活塞杆及托架下部与铲斗铰接。当托架、动臂、连杆及车架支座构成的是平行四连杆机构，则在动留提升、转斗油缸闭锁时，铲斗始终保持平移，斗内物科不会撤落。
有铲斗托架的工作装置易十更换铲斗及安装附件，例如将铲斗卸下，在托架上装上起重叉便可进行起重及叉车作业。
有铲斗托架的工作装置，结构比较简单，同时，由于转斗油缸及铲斗都是直接铰接在托架上，所以铲斗的转动角较大。但由于在动管前端装有较重的托架，所以减少了铲斗的载重量。
国产ZL35、Z1—160装载机均采用有铲斗托架的工作装置。
无铲斗托架的工作装置如图1—1b所示。其动臂的前端和铲斗铰接，动管的后端和车架上部支座铰接，动管油缸两端分别和动管及车架底部支座铰接，转斗油缸一端和车架铰接，另一端和摇臂铰按，摇臂则铰接在动臂上，连杆一端和摇臂铰接，另一端和铲斗铰接。
根据摇臂——连杆数目及铰接位置的不同，可组成不同型式的连杆机构。不同型式的连杆机构，铲斗的铲起力P随铲斗转角α的变化关系，倾斜时的角速度大小以及工作装置的运动特性也不同。因此，装载机工作装置结构型式的选择，既要考虑结构简单，又要考虑作业性质与铲掘方式来确定(图1—2)。
正转连杆机构的工作装置，当机构运动时，铲斗与摇臂的转动方向相同(图1—3a、b、c、d)。其运动特点是：发出最大铲起力P时的铲斗转角α是负的(图1—2a曲线①)，有利于地面的挖掘(图1—2b)，铲斗倾斜时的角速度大，易于抖落砂土，但冲击较大。
正转连杆机构又可分为正转单连杆(图1—2a、b)和正转双连杆(图1—2c、d)两种形式。单连杆机构的连杆数目少，结构简单，易于布置，一般也能较好地满足作业要求。缺点是铲起力变化曲线陡峭(图1—2曲线①)；摇臂——连杆的传动比较小，为提高传动比，需加长摇臂——连杆的长度，给结构布置带来困难，并影响驾驶员的视野。双连杆机构的结构较复杂，转斗油缸也难于布置在动臂下方，但摇臂——连杆的传动比较大，因此摇臂——连杆尺寸可以减小，驾驶员的视野较好，铲起力变化曲线平缓(图1—2a曲线②)，适于利用铲斗及动臂复合铲掘的作业(图1—2c)。缺点是提升动臂铲斗便后倾，因此，如保证动臂在最大卸载高度时，铲斗的后倾角适当，则动管在运输位置时，铲斗
的后倾角较小，易造成铲斗内物料的撒落。
图1—2 常见工作装置结构形式
正转连杆机构，因总体结构布置及动臂形状的不同．而将转斗油缸布置在不同的位置上。如将转斗油缸布置在动臂上方(图3—3b、d)，则在动臂提升时，转斗油缸轴线与动臂轴线不会交叉，因而这种布置便于实现动臂、摇臂——连杆与转斗油缸的中心线布置在同一平面内，工作装置受力较好。缺点是当铲斗铲装物科时油缸的小腔工作，因而使铲斗油缸的缸径与重量增大。国产zK4—10装载机的工作装置就是采用这种正转双连杆机构。
反转连杆机构的工作装置，当机构运动时，铲斗与摇臂的转动方向相反(图1--3e)。其运动特点是，发出最大铲起力P时的铲斗转角α是正的，且铲起力变化曲线陡峭(图1—2a曲线③)，因此，在提升铲斗肘的铲起力较大，适于装载矿石(图1—2d)，不利于地面的挖掘；铲斗倾斜时的角速度小，卸料平缓，但难于抖落砂土；升降动臂时能基本保持铲斗平移，因此物料撒落少，易于实现铲斗自动放平(图1—2e)；摇臂——连杆的传动比较小。
反转连杆机构多采用单连杆，双连杆机构布置较困难。反转连杆机构当铲斗位于运输位置时，连杆与动臂轴线相交，因此，难于布置在同一平面内。但由于这种型式结构简单，铲起力较大，所以中小型装载机采用较多。国产zL50装载机的工作装置就是这种反转连杆机构(图1—1b)。
应当指出，正、反转连杆机构都是非平行四边形机构。因此，在动臂提升过程中，铲斗或多或少总要向后翻转一些。
2. 铲斗的设计
2.1 设计要求
2.1.1铲斗是直接用来切削、收集、运输和卸出物料，装载机工作时的插入能力及铲掘能力是通过铲斗直接发挥出来的，铲斗的结构形状及尺寸直接影响装载机的作业效率和上作可靠性，所以减少切削阻力和提高作业效率是铲斗结构设计的主要要求。
2.1.2铲斗是在恶劣的条件下工作，承受很大的冲击载荷和剧烈的磨削，所以要求铲斗具有足够的强度和刚度，同时要耐磨。
2.1.3根据装载物料的容重，铲斗做成三种类型；正常斗容的铲斗用来装载客重1.4—1.6吨／米3的物料(如砂、碎石、松散泥土等)：增加斗容的铲斗，斗容一般为正常斗容的1.4—1.6倍，用来铲掘容重1.0吨／米3左右的物料(如煤、煤渣等)；减少斗容的铲斗，斗容为正常斗容的0.6~0.8，用来装载容重大于2吨／米3的物料(如铁矿石、岩石等)。用于土方工程的装载机，因作业对象较广，因此多采用正常斗容的通用铲斗，以适应铲装不同物料的需要。
2.2 铲斗斗型的结构分析
2.2.1 切削刃的形状
铲斗切削刃的形状根据铲掘物料的种类不同而不同，一般分为直线型和非直线型两种（图2—1)。直线型切削刃简单并利于地面刮平作业，但切削阻力较大。非直线型切削刃
有v型和弧型等，装载机用得较多的是v型斗刃。这种切削刃由于中间突出，在插入料堆时，插入力可以集中作用在斗刃中间部分，易于插入料堆，同时对减少
“偏裁切入”有一定的效果。但铲
斗的装满系数要小于直线型斗刃的
铲斗。
2.2.2 铲斗的斗齿
装有斗齿的铲斗在装载机作业时，插入力由斗齿分担，形成较大的比压，利于插入密实的料堆或松物料或撬起大的块状物料，便于铲斗的插入，斗齿磨损后容易更换。因此，对主要用于铲装岩石或密实物料的装载机，其铲斗均装有斗齿。用于插入阻力较小的松散物料或粘性物队其铲斗可以不装斗齿。
斗齿的形状对切削阻力有影响：对称齿形的切削阻力比不对称齿形的大；长而狭窄的齿比宽而短的齿的切削阻力要小。
2.2.3 铲斗的侧刃
弧线型侧刃的插入阻力比直线型侧刃小，但弧线型侧刃容易从两侧泄漏物料，不利于铲斗的装满，适于铲装岩石。
2.2.4 斗体形状
对主要用于土方工程的装载机，在设计铲斗时要考虑斗体内的流动性，减少物料在斗内的移动或滚动阻力，同时要有利于在铲装粘性物料时有良好的倒空性。
铲斗底板的弧度(圆弧半径
R，见图2—2)越大，铲掘时泥土的流动性越好，
1
但对于流动性差的岩石等，则应将底边加长而弧度减小，使铲斗容积加大，比较容易铲取。但是，当底边过长，则铲斗的铲起力变小，且铲斗插入料堆的插入阻力与刃口的插入深度成比例的急剧增加，如图2—3所示。相反，如底边短，不但铲斗的铲起力大，而且卸载时，斗刃口的降落高度小，也易于将物料卸净。因此，铲斗转铰销的位置以近于刃口处为好，在极端时也有将转铰销布置在铲斗内部，如图2—4所示。
2.3 铲斗基本参数的确定
铲斗宽度
B应大于轮胎外侧宽度100一200毫米，以防止铲掘物料所形成K
的阶梯地面，而损伤轮胎侧面和容易打滑而影响牵引力。
铲斗的回转半径R是指铲斗的转铰中心B与切削刃之间的距离(图2—4)。由于铲斗的回转半径R不仅影响铲起力和插入阻力的大小，而且与整机的总体参数有关。因此铲斗的其它参数依据它来决定。铲斗的回转半径R可按下式计算
?
??
?
????????
??? ??-
--+=
18015.02cot sin )cos (5.02.1210γπγλγγλλλr k z g B r
V R （2-1）
使用平装斗容计算公式：
?
??
?
????????
??? ??-
--+=
18015.02cot sin )cos (5.0210γπγλγγλλλr k z g s
B V R
式中 K V ——几何斗容量 ( 图2—4中所示阴影断面 ) ，由设计任务书给定(米
3
)；
B 。——铲斗内侧宽度(米)；
g λ——铲斗斗底长度系数，通常5.1~4.1=g λ z λ一—后斗壁长度系数，通常2.1~1.1=z λ；
k λ——挡板高度系数，通常14.0~12.0=k λ；
R λ——斗底和后斗壁直线间的圆弧半径系数，通常40.0~35.0=R λ；
1γ——挡板与后斗壁问的夹角，通常0
0110~5=γ；
0γ——斗底和后斗壁间的夹角，通常0
0052~48=γ， (有推荐0065~55)。
102)2.0~1.0(a b b B w -++= （2—2）
10259710021500=
?-++=B mm
式中 a1---铲斗侧壁切削刃的厚度 取mm m a 10010.01== b —-轮距
b w ---轮胎宽度 根据设计资料有
mm
b mm b w 5972150== （2—3）
所以有：
?
??
?
????????
??? ??-
--+=
18015.02cot sin )cos (5.02100γπγλγγλλλr k z g s
B V R （2—4）
()
mm
g R 12441805015.0250cot 4.050sin 5cos 13.019.145.15.028272.13
0002
000=??
?????
????????????? ??---?+??=
π斗底长度Lg 是指由铲斗切削刃到斗底与后斗壁交点的距离：
mm
R R L g g 180445.10
===λ （2—5）
后斗壁长度Z L 是指出后斗壁上缘到与斗底相交点的距离
mm
R R L z z 148019..100
===λ （2—6）
铲斗圆弧半径1R ：
mm
R R R R 4984.0001===λ （2—8）
铲斗与动臂铰销距斗底的高度:
mm R R h b 15012.0)12.0~06.0(00=≡= (2-9) 铲斗侧壁切削刃相对于斗底的倾角00060~50=α。在选择1γ时，应保证侧壁切削刃与挡板的夹角为090。因此取α0=500，切削角δ0=300。
2.4 斗容的计量
铲斗的斗容量可以根据铲斗的几何尺寸确定。
2.4.1几何斗容(平装斗容)K V
铲斗平装的几何斗容可按下式确定(图2—5)。 对于装有挡板的铲斗：
3
2
3
2
048.2428
.1162
.03
2827.2886.032m
bm
a AB V K =??-?=-
= （2—10）
根据有关计算有
m
L L L L L ND
CN
b m B m L a Z g K
g
Z
K 428.150
cos 48.1804.1216
.0806.148
.1cos 2827.2162.00
2
2
2
2222
2
0=??-++=
-++=+====γ
（2—11）
A ——铲斗横断面面积，如图2—5中所示阴影面积 0
B ——铲斗内壁宽(m)， a ——挡板高度(m)；
b ——斗刃刃口与挡板最上部之间的距离(m)。 2.4.2 额定斗容(堆装斗容)H V
铲斗堆装的额定斗容H V 是指斗内堆装物料的四边坡度均为1：2，此时额定斗容可按下式确定(图2—5)
()()3
2
3
2
2
05.3276.0162.06
428.18
827
.2428.148.26
8m
c h b
B b V V K H =+?-?+
=+-
+
=米 （2---12）
式中 c ——物料堆积高度(米)。
物料堆积高度c 可由作图法确定(图2—5)：根据科堆坡度角可得料堆尖端点肘，再由d4点作直线d4N 与Go 垂直，将n4N 垂线向下延长，与斗刃刃口和挡板最下端之间的连线相交，此交点与料堆尖端之间的距离，即为物料堆积高度G 。
m
a
b ba b
c 276.0162
.0428
.12162.0428.1428.125.02412
2
2
2
=-?+?=-+
=
（2—13）
铲斗斗容的误差率
%
5%7.1%
1003
05
.33<=?-=
δ （2—14）
所以铲斗的设计合格。
3. 工作装置的结构设计
根据装载机用途、作业条件及技术经济指标等拟定购设计任务书的要求，选定了工作装置的结构形式后，便可进行工作装置的结构设计。
额 定 斗 容： 3 m 3 额 定 载 重 量： 50 KN 整 机 质 量： 17.5 t 轮 距： 2150 mm 轴 距： 3427 mm 轮 胎 规 格： 23.5—25 最大 卸载 高度： 2970 mm 最小 卸载 距离： 1200 mm 工作装置败结构设计包括：
1)确定动臂长度、形状及与车架的铰接位置。 2)确定动臂油缸的铰接位置及动臂油缸的行程。
3)连杆机构(由动臂、铲斗、转斗油缸、摇臂——连杆或托架等组成)的设计。工作装置的结构设计应满足以下要求：
1)保证满足设计任务书中所规定的使用性能及技术经济指标的要求，如最大卸载高度、最大卸载距离、在任何位置都能卸净物料并考虑可换工作装置等。
2)保证作业时与其它构件无运动干涉。
3)保证驾驶员有良好的劳动条件，如工作安全、视野开阔、操作简便等。
工作装置的结构设计是一个比较复杂的问题，因为组成工作装置的各构件的尺寸及位置的相互影响，可变性很大。对于选定的结构形式，在满足上述要求下，可以有各种各样的构件尺寸及铰接点位置。因此，只有在综合考虑各种因素的前提下，对工作装置进行运动学和动力学分析，通过多方案比较，才能最后选出最佳构件尺寸及铰接点位置，使所设计的工作装置不仅满足使用要求，况且具有较高的技术经济指标。
3.1工作机构连杆系统的尺寸参数设计
由于现今国内、外购轮胎式装载机广泛地采用反转六杆工作机构，并且它的设计难度较大，又有一定的代表性，所以以其为例，阐述工作机构连杆系统的尺寸参数设计，以求举一反三。
3.2 机构分析
反转六杆工作机构由转斗机构和动臂举升机构两个部分组成。转斗机构内转斗油缸GF、摇臂FED、连杆DC、铲斗BC、动臂AEB和机架AG六个构件组成。
当举升油缸闭锁时，启动转斗油缸，铲斗将绕B点作定轴转动，当转斗油缸闭锁，举升油缸动作时，铲斗将作复合运动，即一边随动臂对A点作牵连运动，同时又相对动臂绕B点作相对转动。这在作机构运动分析时必须注意。
3.3 设计方法
因为工作机构连杆系统的尺寸参数直接与整机的基本性能和工作参数有关，所以通常是先初步设计出整机的主要参数，然后以其为条件，再进行连杆系统的尺寸设计。
不管用什么方法确定各铰接点的坐标值，但最终都必须满足对工作机构设计提出的各种要求。在运动学方面，必须满足铲斗举升平动、自动放平、最大卸载高度、最小卸载距离和各个位置的卸载角等要求；在动力学方面，主要是在满
足挖掘力、举升力和生产率的要求前提下，使转斗油缸和举升油缸的所需输出力及功率尽量减小。
3.4尺寸参数设计的图解法
图解法比较直观，易于掌握，是目前工程设计时常用的一种方法。
图解法是在初步确定了最大卸载高、最小卸载距离、卸载角、轮胎尺寸和铲斗几何尺寸等参数后进行的，它通过在坐标图上确定工况Ⅱ（见图3—1）时工作工作机构的九个铰接点的位置来实现。
图3—1 铰接点B的确定
3.4.1 动臂与铲斗、摇臂、机架的三个铰接点B、E、A的确定
3.4.1.1 确定坐标系
如图3--2所示，先在坐标纸上选取直角坐标系xOy，冲选定长度比例尺
。
1 3.4.1.
2 画铲斗图
把已设计好的铲斗横截面外轮廓按比例画在xOy坐标里，斗尖对准坐标原点O，斗前臂与x轴呈 3前倾角。此为铲斗插入料堆时位置，即工况Ⅰ。
3.4.1.3确定动臂与铲斗的铰接点B
由于B点的x坐标值越小，转斗铲取力就越大，所以B点靠近O 点是有利的，但它受斗底和最小离地高度的限制，不能随意减小；而B y坐标值增大时，铲斗在料堆中的铲取面积增大，装的物料多，但这样就缩小了B点与连杆铲斗铰接点C的距离，使铲取力下降。
图3—2 连杆两铰接点的确定图
综合考虑各种因素的影响，设计时，一般根据坐标图上工况I 时的铲斗实际状况，在保证B 点与Y 轴坐标值mm y B 350~240=和x 轴坐标值B x 尽可能小而且不与斗底干涉的前提下，在坐标图上人为地把B 点初步确定下来。
(1) 以B 点为圆心，使铲斗顺时针转动48o ，即工况Ⅱ。
(2)把已选定的轮胎外廓画在坐标图上。作图时，应使轮胎前缘与工况Ⅱ时铲斗后壁的间隙尽量小些，目的使机构紧凑、前悬小，但一般不小于50mm ；轮胎中心Z 的y 轴坐标值应等于轮胎的工作半径K R ：
()??
????-????
??+=λ12w w w d b b H d R （3—1）
式中 d R ——轮胎动力半径， mm ；
w d ———轮毂直径，mm ； w b ——轮胎宽度，mm ；
w b H /——轮胎断面高度与宽度之比。取0.7；
λ——轮胎变形系数，普通轮胎为0.05。
3.4.1.4确定动臂与机架的铰接点A
()()m
b b H d R w w w d
714.005.015.237.02254.2512=?
??
???-??+=??
?
???-???? ??+=λ （3—2）
圆整后取R d =715mm 。
(3)根据给定的最大卸载高度、最小卸载距离和卸载角，画出铲斗在最高位卸载的位置图，即工况Ⅱ，此时，B 点位置为i B ，如图3-2所示。
(4)以i B 点为圆心，顺时针旋转铲斗48o ，即得铲斗被举升到最高位置图(工况Ⅲ)。
(5)连接B i B 并作其垂直平分线．因为B 和i B 点同在以A 点为圆心，动臂AB 长为半径的圆弧上，所以A 点必在B i B 的垂直平分线上。
A 点位置尽可能低一点，以提高整机工作的稳定性，减小机器高度，改善司机视野。一般，A 点取在前轮右上方，与前轴心水平距离为轴距的2/1~3/1处。 A 点位置的变化，可借挪动i
B 点和轮胎中心点的位置来进行。 3.4.1.5 确定动臂与摇臂的铰接点E
E 点位置是一个十分关键的参数。它对连杆机构的传动比、倍力系数、连杆机构的布置以及转斗油缸的长度等都有很大影响。如图4—7所示，根据分析和经验，一般取E 点在AB 连线上方，其在AB 连线上的投影点距A 点45%处。相对前轮胎，E 点在其外廓的左上部。 3.4.2 机构中C 、D 、
F 点的确定
因为B 、E 两点已被确定，所以再确定C 和D 点实际上是为了是终确定与铲斗相联的四杆机构BCDE 的尺寸。
确定C 、D 两点时，既要考虑对机构运动学的要求，如必须保证铲斗在各工况时的转角，又要注意动力学要求，如铲斗在铲装物料时应能输出较大的铲取力，同时，还要防止前述各机构运动被破坏的现象。为此，建议按下述方法进行设计：
按单摇杆条件设计六杆机构，连杆与铲斗铰点C 的位置影响连杆的受力和转斗油缸的行程，选择时主要考虑当铲斗处于地面挖掘位置情况下，转斗油缸作用在连杆CD 的有效分力较大，以发挥比较大的掘起力。通常BC 与铲斗回转半
Zl50G装载机技术参数main performance parameters of ZL50G loader
ZL50G装载机主要结构特点和采用的先进技术 Main specifications and characters of ZL50G loader 1、采用中央铰接式车架，转弯半径小，机动灵活，侧向稳 定性好，便于在狭窄场地作业。Central articulated frame, small turning radius, mobile and flexible, lateral stability, ease of operation in the narrow
space. 2、人性化设计，视野宽阔，驾驶舒适。Easy-to-read gauges display and ergonomically designed controls make the driving convenient and comfortable 3、采用了气顶油钳盘式四轮制动系统保证行车安全，制动 平稳，安全可靠；驻车采用钳盘式制动Air over hydraulic disc brake on 4 wheels system and expire brake is used in brake system, which has large brake force and makes stable brake and high safety 4、采用潍柴斯太尔柴油机，动力强劲，扭矩储备达，低耗 油，低噪音，性能可靠；标配双级空气滤清器，适合于 粉尘较多的作业场所。Weichai Styer turbo-charged diesel engine is high power and torque, low fuel consumption and noise ,high reliability .Double-stage air filter is standard equipment for dusty fields. 5、采用全液压转向，动力换档变速，工作装置液压操纵， 整机操作轻便灵活，动作平稳可靠。Full hydraulic steering, power shift transmission, hydraulic control device work with two lightweight flexible operation, action smooth and reliable 6、双泵合流和同轴流量放大系统提高了工作效率和经济性 Twin pump-merging flow of working pump and steering pump. when the machine is not steering more engine
优秀设计 本科生毕业论文 姓名：学号： 学院： 专业： 论文题目： ZL50轮式装载机工作装置设计 专题： 指导教师：职称： 20**年6月徐州
毕业论文任务书 学院专业年级学生姓名 任务下达日期：20** 年1月10日 毕业论文日期：20**年3月15日至20**年6 月10日 毕业论文题目： ZL50轮式装载机工作装置设计 毕业论文专题题目： 毕业论文主要内容和要求： 本次设计的主要内容是针对工程机械中轮式装载机的应用，从实际情况考虑，设计ZL50型轮式装载机的工作装置。设计过程是从铲斗到连杆系统的形式选取及尺寸确定，同时包括动力装置转斗油缸和举升油缸的设计。另外，本次设计采用的是CATIA软件绘制的立体图来表达结构形式，使设计产品表达的更加形象生动，尺寸也更加精确。 要求首先要达到最大卸载高度2.5m和最小卸载距离1.5m；其次工作装置运动平稳、无干涉、无死点、无自锁，动臂从最低位置到最大卸载高度的举升过程中，保证铲斗中的物料无撒落，在卸载后，动臂下放至铲掘位置，铲斗能自动放平；同时结构要求简单紧凑，承载元件数量（包括油缸）尽量少，前悬小。
院长签字：指导教师签字：
摘要 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缺少的装备之一。 这次设计采用先进的现代设计方法，对这种轮式装载机工作装置进行了总体设计到零部件设计。主要包括轮式装载机工作装置的关键零部件，如铲斗、连杆机构以及转斗油缸、举升油缸等，并对重要零件进行了刚度、强度分析。应用CATIA软件对轮式装载机工作装置整体进行设计，并用它对本次设计进行立体展示表达。 关键词：装载机；机械化；工作装置
机械设计说明书设计题目：反铲单斗液压挖掘机工作装置设计 姓名：舒康 学号：20097588 指导老师：冯鉴 09工程机械2班
目录 一．机械原理设计任务书 (4) §1.1设计题目简介 (4) §1.2设计任务 (4) 二．单斗液压挖掘机结构简图 (6) 三．设计中小型液压挖掘机结构参数一览表(参照下图) (8) §3.1单斗液压挖掘机结构几何参数详表 (8) §3.2斗容量为0.25 m3 的小型单斗液压挖掘机结构详细参数 (9) 四．确定下列所给满足要求的结构参数 (12) §4.1确定长度与角度结构参数 (12) §4.2斗形参数的选择 (15) §4.3最大挖掘深度、停机面最大挖掘半径、最大卸载高度、最大挖掘高度的计算 (16) §4.3.1最大挖掘深度 (16) §4.3.2最大挖掘半径 (17) §4.3.3最大卸载高度 (17) 五．动臂液压缸、斗杆液压缸、铲斗液压缸运动参数确定 (19) §5.1动臂液压缸 (19) §5.2斗杆液压缸 (19) §5.3铲斗液压缸 (20) 六．机构自由度分析 (21) 七．仿真 (22)
八．机构搭建图 (23) 九．参考文献： (25) 十．心得和体会 (24)
完成日期：年月日指导教师 一．机械原理设计任务书 学生姓名舒康班级09工机2班学号20097588 设计题目：反铲液压挖掘机工作装置设计 §1.1设计题目简介 反铲式是我们见过最常见的，向后向下，强制切土。可以用 于停机作业面以下的挖掘，基本作业方式有：沟端挖掘、沟 侧挖掘、直线挖掘、曲线挖掘、保持一定角度挖掘、超深沟 挖掘和沟坡挖掘等。反铲装置是液压挖掘机重要的工作装置， 是一种适用于成批或中小批量生产的、可以改变动作程序的自动搬运和操作设备，它可用于操作环境恶劣，劳动强度大和操作单调频繁的生产场合。 设计数据与要求 题号铲斗容 量挖掘深 度 挖掘高 度 挖掘半 径 卸载高度铲斗挖掘力 B 0.38 m3 4.1m 7.35 m 6.77 m 4.95 m 54.86KN §1.2设计任务 1、绘制挖掘机工作机构的运动简图，确定机构的自由度，对其驱动油缸在几种工况下的运动绘制运动线图； 2、根据所提供的工作参数，对挖掘机工作机构进行尺度综合，确定工作机构各
中国矿业大学 本科生毕业论文 姓名：学号： 学院： 专业： 论文题目： ZL50轮式装载机工作装置设计 专题： 指导教师：职称：
本次设计的主要内容是针对工程机械中轮式装载机的应用，从实际情况考虑，设计ZL50型轮式装载机的工作装置。设计过程是从铲斗到连杆系统的形式选取及尺寸确定，同时包括动力装置转斗油缸和举升油缸的设计。另外，本次设计采用的是CATIA软件绘制的立体图来表达结构形式，使设计产品表达的更加形象生动，尺寸也更加精确。 要求首先要达到最大卸载高度2.5m和最小卸载距离1.5m；其次工作装置运动平稳、无干涉、无死点、无自锁，动臂从最低位置到最大卸载高度的举升过程中，保证铲斗中的物料无撒落，在卸载后，动臂下放至铲掘位置，铲斗能自动放平；同时结构要求简单紧凑，承载元件数量（包括油缸）尽量少，前悬小。 院长签字：指导教师签字：
摘要 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缺少的装备之一。 这次设计采用先进的现代设计方法，对这种轮式装载机工作装置进行了总体设计到零部件设计。主要包括轮式装载机工作装置的关键零部件，如铲斗、连杆机构以及转斗油缸、举升油缸等，并对重要零件进行了刚度、强度分析。应用CA TIA软件对轮式装载机工作装置整体进行设计，并用它对本次设计进行立体展示表达。 关键词：装载机；机械化；工作装置 全套完整版设计，联系164306145各专业都有
毕业设计论文装载机工作装置设计
2008级工程机械综合课程设计ZL30装载机工作装置设计
目录 摘要......................................................................................................I 第一章装载机的发展和应用. (1) 1.1装载机概述 (1) 1.2装载机的发展 (2) 第二章装载机总体参数的确定 (6) 2.1装载机阻力的确定 (6) 2.1.1插入阻力 (6) 2.1.2铲起阻力 (6) 2.1.3转斗阻力矩 (7) 2.2装载机的总体布置原则 (8) 2.3装载机各部件的布置 (9) 2.4装载机的总体构造和分类 (11) 第三章工作装置设计 (13) 3.1工作装置结构分析 (13) 3.1.1装载机工作装置 (13) 3.1.2结构形式的选择 (14) 3.2铲斗设计 (16) 3.2.1铲斗结构形式的选择 (16) 3.2.2铲斗基本参数的确定 (18) 3.3工作机构连杆系统的尺寸参数设计 (22) 3.3.1工作装置结构设计 (23) 3.3.2动臂设计 (23) 3.3.3连杆机构设计 (25) 3.4工作装置强度计算 (28) 3.4.1确定工作装置的计算位置 (28) 3.4.2工作装置载荷分析 (29) 3.4.3典型工况分析 (30) 1
3.4.5工作装置受力分析 (31) 3.4.6工作装置强度校核 (36) 第四章工作装置液压系统设计 (40) 4.1液压系统设计要求 (40) 4.2油缸作用力的确定 (40) 4.3液压系统设计计算 (41) 4.4液压系统原理分析 (43) 4.5工作装置的限位机构 (44) 总结 (46) 主要参考文献 (47) 2
三、工作装置各部分的基本尺寸计算和验证 反铲装置的合理设计问题至今尚未理想地解决。以往多按经验，采取统计和作周试凑的方法，现在则尽可能采用数解分析方法。液压挖掘机基本参数是表示和衡量挖掘机性能的重要指标，本文主要计算和验证铲斗、动臂、斗杆的尺寸。 （一）反铲装置总体方案的选择 反铲装量总体方案的选择包括以下方面： 1、动臂及动臂液压缸的布置 确定用组合式或整体式动臂，以及组合式动臂的组合方式或整体式动臂的形状动臂液压缸的布置为悬挂式或是下置式。 2、斗杆及斗杆液压缸的布置 确定用整体式或组合式斗扦，以及组合式斗杆的组合方式或整体式斗扦是否采用变铰点调节。 3、确定动臂与斗杆的长度比，即特性参数112K l =。 对于一定的工作尺寸而言，动臂与斗杆之间的长度比可在很大围选择。—般当K 1＞2时(有的反铲取K 1＞3)称为长动臂短斗杆方案，当K 1＜1.5时属于短动比长斗杆力案。K 1在1.5~2之间称为中间比例方案。要求适用性较强而又无配套替换构件或可调结构的反铲常取中间比例方案。 4、确定配套铲斗的种类、斗容量及其主参数，并考虑铲斗连杆机构传动比是否需要调节。 5、根据液压系统工作压力、流量、系统回路供油方式、工厂制造条件等确定各液压缸缸数、缸径、全伸长度与全纳长度之比λ。考虑到结构尺寸、运动余量、稳定性和构件运动幅度等因素一般取λ1＝1.6~1.7。取λ2＝1.6~1.7；λ3＝1.5~1.7。 （二） 斗形主要参数的确定 当铲斗容量q 一定时，挖掘转角2?，挖掘半径R 和平均斗宽B 之间存在一定的关系，即具有尺寸R 和B 的铲斗转过2?角度所切下的土壤刚好装满铲斗，于是斗容量可按下式计 算： 2 1(2sin 2)2 s q R B K ??= - (4.1) 式中： s K ——土壤松散系数。（取 1.25s K = ） 一般取: (4.2) R 的取值围： (4.3) 式中： q ——铲斗容量，3m ； B ——铲斗平均宽度，m 。 可根据表4-3根据斗容选取B 值。 根据式（4.1）可得 φ值
装载机工作装置设计 任务书 1．课题意义及目标 装载机是一种用途十分广泛得工程机,它被广泛应用于建筑、公路、及国防 等工程中，对加快工程建设速度、减轻劳动强度、提高工程质量、降低工程成本 具有重要作用，所以装载机在国内外不论是品种或是在产量方面都得到迅速发展，成为工程机械得主要品种之一。而合理的工作装置结构更能起到事半功倍之 成效。 2．主要任务 根据给定的原始参数，采用设计装载机工作装置六连杆机构，并分析其运动 特性和动力特性。主要内容包括：连杆机构绞点位置的设计以及各构件的结构设计；主要构件的强度与刚度校核计算；连杆机构运动特性与动力特性的分析。原 始参数如下： 额定斗容： 2 m3 额定载重量： 36 KN 整机质量： 115 KN 轮距： 1950 mm 轴距： 2660 mm 轮胎规格： 16.00—24 最大卸载高度： 2800 mm 最小卸载距离： 1115 mm 3．主要参考资料 [1] 杨晋升. 铲土运输机械设计（M）. 北京：机械工业出版社. 1981. 5. [2] 周复光. 铲土运输机械设计与计算（M）. 北京：水利水电出版社. 1988. 6. 审核人：年月日
装载机工作装置设计 摘要：装载机是现代工程建设中所用机械的一个主要机种，主要用途有装卸搬运成堆的散料、轻度的铲掘、清理工作面、牵引等。为了减少生产成本，必须采用高效的机械装卸设备。装载机工作装置的设计主要是对装载机铲斗、连杆机构、动臂的设计，而工作装置设计的合理性直接影响到了装载机的工作性能及其使用寿命，随着优化设计方法进一步发展，机器自动化和智能化不断提高。在对铲斗设计时要对铲斗的形状、容积进行分析。然后在对装载机的连杆机构设计中要计算出组件的尺寸，各点之间的位置关系和动臂的数据计算。最后对工作装置进行受力分析和强度计算，以确定该型号装载机实际载荷是否在设计载荷范围之内。关键词：装载机，工作装置，动力学分析 The design of Loader Working device Abstract: The loader is a main type of machinery used in modern engineering construction with the main purpose of handling stacks of bulk materials, mild shovel, clean face and traction. In order to reduce the cost of production, efficient mechanical handling equipment must be adopted. Design of working device of loader is mainly on the design of loader bucket linkage arm, and the work will directly impact on device design to the performance of the loader and its service life, with the continuous method development of modern optimization design to constantly improve the machine automation and intelligence. In the design of bucket to shape and specific parameters, volum es of the bucket are analyzed. And then to calculate the size of componentsin the design of loader connecting rod mechanism, position relation between points and armdata calculation. Finally，the stress analysis and strength calculation of the working device is carried out to determine whether the actual load of wheel loader is within the scope of the design load. Keywords: Loaders,Work equipment,Dynamics analysis
机械原理设计任务书 学生姓名朱班级学号20127462 设计题目：挖掘机工作装置机构设计 一、设计题目简介 单斗挖掘机是一种重要的工程机械，广泛 应用于房屋建筑、筑路工程、水利建设、农林 开发、港口建设、国防工事等的土石方施工和 矿山采掘工业中，对减轻繁重的体力劳动、保 证工程质量、加快建设速度、提高劳动生产率 起着十分巨大的作用。随着国家经济建设的不 断发展，单斗挖掘机的需求量将逐年大幅度增 长，其在国民经济建设中的作用将越来越显 著。 反铲装置作为单斗挖掘机工作装置的一种主要形式，在工程实践中占有重要地位。反铲装置的各组成部分有各种不同的外形，要根据设计要求选用适合的结构并对其作运动分析。然后，在满足机构运动要求的基础上对各机构参数进行理论计算，确定各机构尺寸参数，确定挖掘机反铲装置的基本轮廓。 挖掘阻力和挖掘力是衡量挖掘机性能参数的重要性能指标，对其分析计算至关要。挖掘阻力主要与挖掘对象及自身尺寸参数有关，而挖掘力则受众多条件限制，危险工况的分析是关键点。在挖掘力分析基础上，可对各杆件铰接点进行力的分析计算，并进行机构设计的合理性分析。 二、设计数据与要求 该型挖掘机工作装置,由两节臂，一挖斗组成，停机面最大挖掘半径(mm):9850；最大挖掘深度(mm):6710；最大挖掘高度(mm):9840，液压缸驱动。 三、设计任务 1、提出可能的运动控制方案，绘制方案的机构简图，计算工作装置的自由度，进行方 案分析评比，从中选取最适合挖掘机工作装置的机构； 2、根据所确定的机构方案进行杆及运动副的尺寸计算，要有计算过程（图解法也必须 有作图步骤），并根据所计算尺寸依据国家相关标准提出油缸的布置及其运动要求； 3、在机械基础实验室应用机构综合实验装置验证设计方案的可行性。 4、用软件（VB、MATLAB、ADAMS或SOLIDWORKS等均可）对执行机构进行运动仿真，并画出输出机构的位移、速度、和加速度线图。 5、编写说明书，说明书应包括设计思路、计算及运动模型建立过程以及效果分析等。 四、提示 1、每一节斗杆应有一个油缸控制，即该机构应由多个自由度 2、按设计要求，主要考虑几个极限位置的相关数据 完成日期：年月日指导教师
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；按卸料方式不同，分为前卸式(前端式)、后卸式与回转式装载机。本书主要论述露天工程用的轮式装载机的设计。 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设计的指导思想、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。在此，本人表示衷心感谢！并真诚希望各位老师对我提出宝贵的意见。 2
挖掘机工作装置设计 设计
郑州科技学院 本科毕业设计（论文） 题目挖掘机工作装置设计 学生姓名王利军 专业班级机械设计制造及其自动化 08级本科（6）班 学号200833467 院（系）机械工程学院 指导教师（职称）陈长庚工程师 完成时间2012年 5 月 16 日
挖掘机工作装置设计 摘要 单斗挖掘机是一种重要的工程机械，广泛应用于房屋建筑、筑路工程、水利建设、农林开发、港口建设、国防工事等的土石方施工和矿山采掘工业中，对减轻繁重的体力劳动、保证工程质量、加快建设速度、提高劳动生产率起着十分巨大的作用。随着国家经济建设的不断发展，单斗挖掘机的需求量将逐年大幅度增长，其在 国民经济建设中的作用将越来越显著。 反铲装置作为单斗挖掘机工作装置的一种主要形式，在工程实践中占有重要地位。反铲装置的各组成部分有各种不同的外形，要根据设计要求选用适合的结构并对其作运动分析。然后，在满足机构运动要求的基础上对各机构参数进行理论计算，确定各机构尺寸参数，确定挖掘机反铲装置的基本轮廓。 挖掘阻力和挖掘力是衡量挖掘机性能参数的重要性能指标，对其分析计算至关重要。挖掘阻力主要与挖掘对象及自身尺寸参数有关，而挖掘力则受众多条件限制，危险工况的分析是关键点。在挖掘力分析基础上，可对各杆件铰接点进行力的分析计算，并进行机构设计的合理性分析。 关键词：单斗挖掘机运动分析力学分析强度校核
SINGLE DOU EXCAVATOR WORKING DEVICE DESIGN ABSTRACT Single d o u excavator is a kind of important engineering machinery, widely used in building, road engineering, water conservancy construction, forestry development, port construction, national defense construction and the conditions of fortifications mining extraction industries, to reduce heavy manual labor, ensuring the quality of projects and accelerate the construction speed and improve labor productivity plays an enormous role. With the continuous development of national economic construction, d o u excavator demand will greatly increas e year by year, its role in national economic construction will become more and more prominent. The shovel device as a single d o u excavator working device of a main form in engineering practice, occupies an important position. The shovel device of each component of a variety of different shape, according to the design requirements for the selection of the structure and kinematic analysis. Then, on the basis of the requirement of motion parameters of various institutions, organizations, and determine the size parameters of the shovel device determine excavator basic outline. Digging resistance and mining force is the important measure excavator performance parameters on its performance index analysis, calculation is very important. Digging resistance with mining and relevant parameters, and their size by numerous dig power restriction, dangerous working conditions, the analysis is the key point. Based on the analysis in the mining strength to the bar on the pivotal point force calculation and analysis and the rationality of the design. KEY WORDS: Single d o u excavator, Motion analysis, Mechanics analysis，Strength Check
摘要 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缺少的装备之一。 这次设计采用先进的现代设计方法，对这种轮式装载机工作装置进行了总体设计到零部件设计。主要包括轮式装载机工作装置的关键零部件，如铲斗、连杆机构以及转斗油缸、举升油缸等，并对重要零件进行了刚度、强度分析。应用CATIA软件对轮式装载机工作装置整体进行设计，并用它对本次设计进行立体展示表达。 关键词：装载机；机械化；工作装置
ABSTRACT Loader of soil belonging to the transport machinery，Through the installation of a front-end in a bucket full support structure and linkage, Random forward movement for loading or excavation, And the upgrading, transportation and unloading of self-propelled machinery. It widely used in highway, railway, construction, utilities, ports and mines, and other construction projects. Loader is operating speed, high efficiency, good mobility, the advantages of operating the Light, So as the construction of earth and stone in the construction of one of the main machine, speed up the construction speed and reduce labor intensity and improve quality, lower costs of the project has played an important role in the construction of a modern mechanized equipment indispensable one. The design of the modern use of advanced design methods, wheel loaders working on such a device design to design components. Wheel Loader work includes installation of critical components, such as the bucket, linkage and the fuel tank to the bucket, lifting the oil tanks, and carry out important parts of the stiffness, strength analysis. Application of CA TIA software installed on the wheel loader work for the overall design and its use of this design three-dimensional display of expression. Keywords：Loader；Mechanization；Work-Equipment
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
毕业设计(论文)开题报告题目：多功能挖掘机工作装置设计
图1 整体式直动臂图2 整体式弯动臂
注：1. 正文：宋体小四号字，行距22磅。 2. 开题报告由各系集中归档保存。 参考文献 [1] 任友良.液压挖掘机工作装置结构性能分析[D].杭州:浙江大学,2010:9-22 [2] 康海洋.液压挖掘机动臂结构动态分析[D].长沙:长沙理工大学,2007:6-18 [3] 王建军，冯光金，占必红等.小型挖掘机工作装置三维建模及有限元分析[J].中国工程 机械学报，2011，（9） [4] 牛多青，尹成龙，汪振乾等.基于SolidWorks的挖掘机工作装置虚拟设计[J].机械制造， 2007，（45） [5] 周勇，宋春华.国内外液压挖掘机的发展动向[J].矿山机械，2008，（36） [6] 朱建新，邹湘伏，黄志雄.谈国产液压挖掘机未来的发展趋势[J].凿岩机械气动工具， 2003，（3） [7] 何清华，张大庆，郝鹏等.液压挖掘机工作装置仿真研究[J].系统仿真学报，2006，（18） [8] 刘韬，胡军科，谢平.液压挖掘机工作装置结构的优化设计[J].建设机械技术与管理， 2010 [9] 张林艳，邓子龙，张红亮等.挖掘机工作装置虚拟样机的建立与动力学仿真[J].辽宁石 油化工大学学报，2008，（28） [10] 张卫国. 液压挖掘机工作装置动力学仿真分析及研究[D].山西：太原理工大学，2010 [11] 郑东京.挖掘机工作装置的有限元分析及其仿真[D].陕西：西北农林科技大学，2011 [12] 陈玉峰.液压挖掘机工作装置运动与动力综合优化研究[D].重庆：重庆大学，2005 [13] 杜文靖，崔国华，刘小光.液压挖掘机工作装置整体集成有限元分析[J].农业机械学报， 2007（38） [14]GU Jun and SEW ARD Derek.Digital Servo Control of a Robotic Excavator[J].CHINESE
XXX型液压轮式装载机 使 用 说 明 书
目录 一、公司简介 二、结构与特点 三、主要技术参数 四、操作与使用 五、维护与保养 六、常见故障及排除方法
一、结构和性能特点 XX型装载机是公司工程技术人员经过走访调研后根据目前用户的需求，在原05、06、08型机构的基础上用拖拉机改制的。它广泛适用于建筑工程、市政工程、城乡园林、公路交通、车站码头、农田水利、工矿企事业单位及个人做装载和短距离运送泥砂、石灰、水泥、碎石、炉渣、矿渣、肥料、垃圾等使用。该机具有结构简单、制作精细、价格低廉、操作灵活、维修方便、运作可靠、性能稳定、使用在狭窄场地工作等特点，尤其是当装载机间置时，还可恢复拖拉机原本的功能，实现一机多用，深受城乡用户的欢迎。 二、主要技术参数 编号参数数据编号参数数据 1 型号ZL—03 8 最高时速20KM/n 2 额定载重量300kg(0.2M3) 9 液压系统工作活力20MpM 3 外形尺寸4200×1200×1600 10 液压缸最大行程350㎜ 4 最小转弯半径3500 11 最大载重高度 1.7—1.5m 5 最大爬坡度20o12 三角带规格 6 主机功率16.8KW 13 7 主机转速2200rpm 14 三、操作与使用 一、对装载机驾驶员的要求 （1）必须认真学习《柴油机使用说明书》、《变速箱使用说明书》、《拖拉机使用说明书》以及本装载机的使用说明书。 （2）熟练掌握交通规则、转载机的操作方法和结构性能。 （3）操作者要做到既是合格的驾驶员又是装载机的维修保养员。 （4）对装载机要做到例行保养和定期保养相结合，保证设备的正常运转和
装载机工作装置设置-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
目录 摘要......................................................................................................................I ABSTRACT.............................................................................................................II 第一章绪论 (1) 1.1 装载机简介 (1) 1.2 设计内容 (2) 1.3 装载机发展概况 (2) 第二章装载机总体设计 (4) 2.1 装载机总体参数的确定 (4) 2.2 装载机的插入阻力与掘起阻力的确定 (5) 第三章装载机工作装设置计 (8) 3.1 工作装置的设计要求 (8) 3.1.1概述 (8) 3.1.2轮式装载机工作过程 (9) 3.1.3 轮式装载机工作装置设计要求 (10) 3.2 铲斗设计 (11) 3.2.1铲斗的结构形式 (11) 3.2.2铲斗的分类 (12) 3.2.3铲斗的设计要求 (12) 3.2.4铲斗设计 (13) 3.3 动臂设计 (18) 3.3.1对动臂的设计要求 (18) 3.3.2 动臂铰点位置的确定 (18) 3.3.3动臂长度D l的确定 (20) 3.3.4动臂结构和形状的确定 (21) 3.4 连杆机构的设计 (22)
目录 摘要┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈Ⅰ A b s t a c t┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈Ⅱ第一章前言┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈1 1.1 选题来源及目的意义┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 1 1.2 国内外研究现状┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 1 1.3 本文的主要工作┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 3 第二章装载机工作装置设计概述┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈4 2.1装载机工作装置设计概述┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 4 2.2结构型式选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 4 2.3 本章小结┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 6 第三章铲斗的设计┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈7 3.1铲斗设计要求┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈7 3.2铲斗斗型的结构分析┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈7 3.2.1切削刃的形状┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 7 3.2.2铲斗的斗齿┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 8 3.2.3铲斗的侧刃┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 8 3.2.4斗体形状┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 8 3.3 铲斗基本参数的确定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 8 3.4 斗容的计量┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 11 3.4.1几何斗容(平装斗容)┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈11 3.4.2额定斗容(堆装斗容)┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈12 3.5 本章小结┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 13 第四章工作装置的结构设计┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈14 4.1工作机构连杆系统的尺寸参数设计┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈14 4.2机构分析┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈14 4.3设计方法┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈15 4.4尺寸参数设计的图解法┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈15 4.4.1 确定坐标系┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 15 4.4.2 画铲斗图┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 15 4.4.3 确定动臂的长度┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 16 4.4.4 确定动臂和铲斗的铰接点B┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 17 4.4.5 确定动臂和机架的铰接点A┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 17
摘要 Zl50装载机是我国轮式装载机系列中的中型产品，该机是一种较大型的以装卸散状物料为主的工程机械，广泛应用于矿山,基建,道路修筑,港口,货场,煤场等地进行装载,推土,铲挖,起重,牵引等作业。 Zl50装载机属于ZL系列，采用轮式行走系，液力机械传动系，交接时车架，工作装置采用液压操纵，所以该机具有机动性好,转向灵活,生产率高,操纵轻便等优点，另外，该机后桥布置为摆动桥，增加了整机的稳定性，所以该机安全性好。 Zl50装载机采用液力变矩器,动力换挡变速箱,四轮驱动,液压转向,嵌盘式制动器,铰接式车架的先进机构，具有牵引力大,操作方便,转弯半径小,作业效率高等优点。 设计步骤简单如下：1.对装载机的总体进行分析，确定总体参数；2.牵引计算，确定出各档及各档传动比；3.对装载机进行整体布置，并绘出总体布置图； 4.工作装置的设计为重点，采用相似设计，以ZL20轮式装载机的铲斗为参考斗进行新的铲斗参数设计及选型；采用图解设计法对动臂,斗四连杆机构,斗油缸四连杆机构尺寸进行了优化设计，并着重对铲斗进行设计，其中包括铲斗外形尺寸,确定在装载机上的位置,强度验算。 关键词:轮式装载机,工作装置设计,铲斗设计
Abstract The loader ZL50 iswheel type and it is much bigger among the series made in our country.It is suitable for loading discharging materials and it applies for mine,capital conduction,road builing ,port,field,coalfield and carries loading ,pushing dust ,diging rising weight. The loader ZL50 is ZL series.It adopts whell type system, liquid engine driving system,ream meet vehcle type, working set of hydraulic pressure contolling.So it has good flexibility, turn agility high productivity,controlling handiness ets. Its back bridge ,so increases the stability of whole machine,and it has a good security. Being quipped with advanced devices such as hydraulic torque conventer power shift gearbox four wheel driving,hydraulic chuck disk break and artallated frame .So the loader model ZL50 is featured with high pulling capacity,small turning radius.all of which make it possible for easy operation.thus resulting in the high efficiency of our product . In my design,I adopt counter shaft power shi ft transmission’s construction is simple and maincenance is easy .the transmission has two forward and one reverse gear ,it can provide three speeds. KEY WORDS: the round type load machine, design of the work part, shovel design.