装载机工作装置设置

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ZL型装载机工作装置设计

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
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：
Keywords：Loader；Mechanization；Work-Equipment
1
1.1
1
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。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。
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.

挖掘装载机工作装置结构设计论文

目录第一部分：系统开发建议书.........................．共5页第二部分：WZ45．40装载工作装置设计.. (40)摘要：第一章：整机概述 (1)第一节：绪论 (1)第二节：国内外发展现状 (2)第三节：挖掘装载机发展特点 (5)第二章：铲斗设计······································．7 第三章：挖掘装载机工作装置结构设计·····················．10一、确定动臂长度、形状与车架的铰接位置 (11)二、连杆机构设计·······································．15三、转斗油缸与摇臂的铰接点以及下拉杆与机架铰接点的确定” (16)四、举升油缸与动臂和机架的铰接点 (17)五、铲斗举升平动分析及最大卸载高度、最小卸载距离的确定.................................................l 8 第四章：工作装置的受力分析...........................．21 第五章：工作装置的运动仿真. (32)第六章：工艺分析.....................................．33 第七章：工作装置的限位机构.............................．35 第八章：设计心得及实习体会............................．37 第九章：附录...........................................．38 第三部分：翻译材料 (13)页系统开发建议书1．产品用途及使用范围：轮式装载机是一种用途广泛的施工机械，广泛应用于建筑公路铁路水电港口矿山及国防工程中，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都发挥这重要作用。

装载机工作装置优化设计及多体系统动力学仿真

２Ｊｎｒｅｒｈｉｔｕｅｏａｔｇｏｐｏｇ－ｉｈｎｏ２０２－ｈｎ；．ｉｓａｃｓｔｓｎｍａｎｅｎｉｔｆｃｉｇｎＪｍｎＳａｄｎ，ｇ５０２Ｃｉａ
３ｔｒａｈｎ —ｔｌｒｕｏ－Ｍ－ｉｎＳａｄｎ２０２－ｈｎ）．ｅｃｉｉｍｅｏｏｐＣ．ＬＪａｈｎｏｇ５０２Ｃｉｏｇｎａ
与动臂位置角作为动态特征变量以确定工作装置运
动状态。
紧力大、结构紧凑等优势。目前，国内对于八杆机构装载工作装置的研究主要集中于运动分析及反求设计，而关于该装置的动态性能研究还不够深入。鉴于此，先对八杆机构装载工作装置进行优化设计，首根据设计数据建立较完整的装载机多系统动力学模型，并进行了详细的动力学仿真分析，同时也验证了优化结果数据的正确性。
ＭａＷｅ —ｌｉｎｅ，ＢｉＬｉｇ— ｘａｎｉ，ＢｉＹｕ — ｑａ￣ｉｎｇ
（．ａａｏｉＡＣｎｔｏｋｈｎｏｇＣ．ＬＪａｈｎｏｇ２００－ｈｎ；１ＰｎｓｎｃＶｅｒＳａｄｎｏ。Ｍ。ｉｎＳａｄｎ５１１Ｃｉａｗｓｎ
的八杆机构装载装置进行优化设计，继而根据优化数据建立装载机工作装置的多体动力学模型，准确地分较
析了装载机工作装置的诸多性能指标，其结论验证了优化设计结果。
关键词：装载机；优化；仿真；动力分析

ZL30轮式装载机总体及工作装置设计毕业设计

这种作业方式可减少装载机改变方向的次数，如果装载机与运输车配合的好，会有较好的生产效率。
b.“V”形作业法：运输车与工作面成60度的角度，装载机装满铲斗后，在倒车驶离工作面的过程中，并调转驶向料堆，进入下一次的作业循环。
这种作业方式可以得到较短的工作循环时间，故应用十分广泛。
c.“L”形作业法：运输车垂直于工作面，装载机铲装物料后，倒退并翻转90°，然后向前驶向料堆进行下次铲装。
这种作业方式在运距较短时，一个司机可轮换在两辆运输车上工作，以减少人力。这种作业方式适用宽广的作业场合。
国产装载机型号标记的第一个字母Z，代表装载机，Z后面的数字代表额定装载重量。为了区别履带式和轮胎式装载机，轮胎式装载机型号标记要在字母Z和数字之间加字母L，如ZL30型装载机，代表额定载总量为3t的轮胎式装载机。装载机的型号表示方法见表1-1。
Key words：loader；work device；connecting rod；bucket
前言
装载机是一种作业效率高且用途广泛的工程机械，可以对散状物料进行铲装、搬运、卸载及平整作业，还可以进行轻度的铲掘工作，若更换换装相应的工作装置，还可以可以进行推土、起重装卸木料及钢管等作业。因此，它被广泛应用于建筑、铁路、公路、水电、港口、矿山、农田基本建设及国防等工程。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作用，因此近几年来无论在国内还是在国外装载机品种和产量都得到迅速发展，成为工程机械的重要机种之一。在近20年内，我国装载机从无到有，并形成了独立的系列，通过实践证明，从整机性能结构形式及主要参数如：牵引性、动力性、机动性、稳定性、操纵性、及单位自重功率、单位斗容功率和单位载重量等综合技术指标来看，已接近或达到国外水平。但由于各种原因，产品的质量与先进的工业国家相比还有一定的差距。近期装载机在结构上没有重大的突破，但有不少的改进。目前国内轮式装载机的发展趋势：

ZL20装载机工作装置设计

(3)根据最大卸载高度、最
小卸载距离和卸载角，画出铲斗在最高位卸载的位置，即工况IV，如图所示。 (4)以G’点为圆心，顺时针旋转铲斗，使铲斗斗口与x 轴平行，即铲斗被举升到最高位置图(工况Ⅲ)。 (5)连接GG’并作其垂直平分线，因为G和G’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GG’ 的垂直平分线上。
⑤
C、D点的选择：
C点和D点的布置直接影响到铲斗举升平移性和自动放平性能，对铲取力和动臂举升阻力有较大的影响。从力传动效果出发，显然摇臂LBC段长一些有利，可以增加转斗油缸作用力臂，使铲取力相应增加，但增加LBC必将减少铲斗和摇臂的转角比，造成铲斗转角难以满足各个工况要求，转斗油缸过长。初步设计时，一般应满足LBC ≈(0.7～1.0) LBE，C点一般取B点的左上方(工况I)，并满足∠CBE=1300 ～ 1800、 BC杆与CD杆尽量垂直，C点不与铲斗干扰、不影响司机的视野。 D点是依据自动放平和平移性这两大要求来确定的，在转斗油缸长度保持不变的条件下，从工况IV下降到工况I 过程中C1和C4连线的乖直平分线和从工况II到工况III过程中C2和C3连线的垂直平分线的交点就是D点。研究证明的D点应在A点的左下方为较好，这样平移性能好，减小动臂举升外阻力矩，有利于举升油缸的设计。
动臂长度的确定：本例取2300mm左右。
B点的选择：
一般取B点在AG连线的上方，过A点水平线的下方，并在AG的垂直平分线左侧尽量靠近工况Ⅱ时的铲斗处。相对前轮胎，B点在其外廓的左上部。B点选择的好坏，对连杆机构的传动比、倍力系数、连杆机构的布置以及转一斗油缸的长度等都有很大的影响。
S S1 S2 S3 S4 S5

装载机工作装置与安全操作

抽缸、斗油缸不得泄漏ｆ转内泄漏和外
泄漏）橡胶件不得老化、，变形，活塞杆
全长弯曲不超过０１ｍ。．ｍ连杆与摇臂５铰销、杆与铲斗铰销、臂与铲斗连动铰销、臂与摇臂铰销、臂与车架动动
装载机工作装置与安全操作
工作装置的有关运动来实现的。装载（）３无铲斗托架式。在这种工作下，发动机启动前，应用热水或蒸气进机的工作装置一般由铲斗、动臂、摇装置上，臂、动连杆、斗等构成了行预热，待预热到３～０铲０４ ℃以上再启臂、杆（托架）连或以及铲斗油缸和动 “ 转六连杆机构 ” 反。这种机构由于无动。柴油机出水温度达到５Ｃ℃ ，５机
礴国望疆霾技能爨葭鞠暖一¨ 。糍
托架，铲斗的起重量可增大，视故且
野较好。同时，又因铲斗附近无油缸、油管，以在装卸过程中撒落的物料所不会造成设备事故。Ｚ２、Ｌ０Ｌ０２３等型
号装载机均采用这种结构。
（）４工作装置的安全高效的优铲掘容重１ｔ右的物料；．／左０ｍ减少斗工作装置能随地面的状况自由浮动，点。随着小城镇建设步伐的加快，近容的铲斗，容为正常斗容的０～．这样可提高作业效率。在铲斗油缸的斗．０６８几年农村对斗容０５ ’ ．ｍ以下的小型倍，用来装载容重大于２／７ｔ的物料油路上并联装有二个双作用安全阀，ｍ轮式装载机需求量不断增加，推广使（矿石、石等）如铁岩。

装载机的工作机构的设计

目录第一章绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2课题学术意义及实用价值 (2)1.3本文的主要任务 (3)1.4本章小结 (3)第二章装载机工作装置简介 (4)2.1装载机工作装置的结构形式与特点 (4)2.1.1工作装置的总体结构与布置 (4)2.1.2 TZ08D型前装载机结构简况及设计参数 (4)2.2液压油缸设计计算 (6)2.2.1液压缸主要尺寸的计算 (6)2.2.2 液压缸性能参数的计算 (8)2.3工作装置连杆机构的结构形式与特点 (9)2.4装载机工作装置的基本概念 (9)2.5装载机工作装置的设计要求 (10)2. 5. 1 装载机典型作业工况及其描述 (10)2. 5. 2 工作装置的设计要求 (11)2.6本章小结 (12)第三章装载机工作装置三维模型的建立 (14)3.1三维实体几何模型的建立 (14)3.1.1 Pro/e软件特点 (15)3.1.2 Pro/e建模方法 (17)3.2装载机工作装置三维实体模型的创建 (19)3.2.1零件三维模型的建立 (19)3.2.2标准件的建立 (19)3.2.3工作装置装配模型的建立 (19)3.3本章小结 (20)III第四章工作装置动臂的强度校核 (21)4.1计算载荷工况 (21)4.2建立动臂强度分析力学模型（模型的简化） (22)4.2.1支座的简化 (22)4.2.2载荷的简化 (23)4.3动臂的校核 (23)4.3.1弯矩的计算 (23)4.3.2 弯矩图的绘制 (25)4.3.3 弯曲应力的计算 (25)4.4结论 (26)4.5本章小结 (26)结论 (27)参考文献 (29)第一章绪论1.1课题背景TZ08D型前装载机是山东省农业机械科学研究所现代农业装备工程技术公司设计的第四代小型装载机,是一种广泛用于公路、铁路、建筑、水电、港口、矿山等建设工程的土石方施式机械，它主要用于铲装土壤、砂石、石灰、煤炭等散状物料，也可对矿石、硬土等作轻度铲挖作业。

装载机的总体设计及工作装置设计

毕业设计（论文）报告纸式制动器，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，并应用了很多智能系统。工作装置连杆机构推陈出新，各种自动功能更趋成熟，完善。如卡特彼勒公司 994D 型装载机采用新的一代 Cat3516 柴油发动机就安装有 HEUI（电液控
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通过轮边减速器带动车轮转动，这样可以实现无级调速。这种传动检查方便，维修简单，工作可靠。缺点是电机设备质量大，费用高，目前只在大型装载机上使用。（4）按装载方式不同分类：前卸式，后卸式，侧卸式和回转式。轮式装载机基本上都是前卸式。（5）按转向方式不同分类：整体式和铰接式。国产 ZL 系列轮式装载机绝大多数采用铰接式。 1.1.3 装载机的主要技术性能参数标志装载机的主要技术性能参数有铲斗容量，额定载重量，发动机额定功率，整机质量，最大行驶速度，最小转弯半径，最大牵引力，最大挖掘力，最大卸载高度，卸载距离，工作装置三项和等。（1）铲斗容量一般指铲斗的额定容量，为铲斗平装容量与堆尖部分体积之和，用 “m³”来表示。（2）额定载重量指在保证装载机稳定工作的前提下，铲斗的最大载重量，单位为“㎏” 。（3）发动机额定功率发动机额定功率又称为发动机标定功率或总功率，是表明装载机作业能力的一项重要参数。发动机功率分为有效功率与总功率，有效功率是指在 29 ℃和 746 ㎜ Hg(1mmHg=133.322Pa)压力的情况下，在发动机飞轮上实有的功率（亦称飞轮功率）。国产装载机所标的功率一般指总功率，即包括发动机有效功率和风扇，燃油泵，润滑油泵，滤清器等辅助设备所消耗的功率。单位为“kW” 。（4）整机质量（工作质量）指装载机装备应有的工作装置和随机工具，加足燃油，润滑系统，液压系统和冷却系统亦加足液体，并且带有规定形式和尺寸的空载铲斗和司机标定质量（75 ㎏ 3 ㎏）时的主机质量。它关系到装载机使用的经济性，可靠性和附着性能，单位为 “㎏” 。（5）最大行驶速度指铲斗空载，装载机行驶在坚硬的水平面上，前进和后退各档都达到的最大速度，它影响装载机的生产率和安排施工方案。单位为“㎞/h”。（6）最小转弯半径指自轮胎中心或后轮外侧或铲斗外侧所构成的弧线至回转中心的距离，单位为共 61 页第 4 页

ZL50C轮式装载机高卸载工作装置的设计

ZL50C轮式装载机高卸载工作装置的设计作者：李桂琴程艳来源：《城市建设理论研究》2013年第07期中图分类号：TU623.9 献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）01-0020-02摘要：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。

工作装置直接影响装载机的性能参数和作业效率。

合理的设计工作装置在整机设计中占有十分重要的地位。

本文着重论述了ZL50C轮式装载机高卸载工作装置设计。

关键词：高卸载工作装置设计Abstract: the loader shovel dig and handling material is through the work unit to the realization of the motion. Work unit directly influence the loader performance parameters and operation efficiency. Reasonable design work device in the machine design occupies a very important position. This paper focuses on the ZL50C wheel loader high unloading work device design.Keywords: high unloading work device design我厂研制开发的ZL50C轮式装载机融合了国内外先进机型的优点，在充分考虑了提高作业效率和工作性能的同时，还充分体现了人机工程和环保理念，技术水平在国内处于领先地位。

该机造型新颖、美观；采用可调整的减震座椅，全封闭隔音司机室，使司机操作更舒适，作业效率明显提高；气顶油行车制动系统，制动性能更佳、更可靠；作业速度更快，举升时间达到5.6秒，速度提高15%。

该机优越的使用性能给广大用户带来了更大的方便和利益。

装载机工作装置的优化设计浅谈

３２参数优化建模．所谓参数优化建模，是指在原有的参数建模基础上，运用三维立体思想，建立它的数据模型，建模要求将现实产品和概念中的构想转换成计算机、数学等科学规则能处理的形式。其建模内容生命周期内的各个阶段的数据进行统一建模：品设计过程模型的研究：产产品设计方法的研究。
斗的设计问题，还有下面的一个零件设计３１参数化技术．
确定，根据某具体条件和控制参数在某以结构形式下的结构参数。一项机械产品的设计，一般要经过调查分析、方案拟定、技术设计零件图绘制等环节。传统设计方法通常在调查分析的基础上，照同类产品通过估算、经验参类比或试验来确定初始设计方案。然后，根据初始设计方案的设计参数进行强度、刚度稳定性等性能分析计算，检查各性能是否满足设计性能要求。如果不满足性能指标的要求，计人员将凭借经验或直观判断对参数进行修改。设
装载机是一种作业效率高，途广泛的工程机械，用它可以用来铲装、搬运、卸载、平整散装物料，也可以对岩石、硬土等进行轻度的铲掘工作。由于工作装置是装载机上直接实现铲装物料的机构，装载机的主要组成部是分。它的结构和性能对整机的工作尺寸、发动机功率、生产效率、生产成本及市场竞争力等都有显著影响。１装蠢机工作装置装载机是工程机械的主要机种之一，泛运用于现在社会中的建筑、矿广山、水电、桥梁、铁路、公路、港口、码头等国名经济各部门。工作装置是装载机的重要组成部分，它由铲斗、动臂、连杆、摇臂、托架以及转斗油缸和动臂油缸等组成。装载机是工程机械中发展最快、产销量及市场需求最大的机种之一，我国装载机的研究和使用已有几十年的的历史，大体经历了三个发展阶段：制摸索阶段：仿自力更生研制阶段：术引进、合资发技展阶段。由于我国经济发展和建设的需要，工程机械的需求量很大，对这给装载机行业的发展提供了很好的市场前景，工作装置作为装载机的工作机构其性能的好坏更是直接影响了整机的工作性能，一步影响整机的工作效率，作进工装置的设计水平直接决定着装载机的工作性能和市场竞争力。因此，用先采进的设计方法对装载机工作装置进行分析研究变得日益重要。２装藏机工作装 ■设计的发晨概况从设计方法来看，工作装置的设计水平直接决定着装载机的工作性能和市场竞争力。机械产品设计阶段的费用虽然只占最终产品成本的一小部分，但却决定了７％８％的制造和销售成本，０一０这一阶段也是技术创新的主要部分。从设计技术发展角度，装载机的研究也可以分为三个时期：验设计阶段（经研制样机，主要应用类比法和经验公式进行设计）、科学试验和技术分析阶段（用测试技术，行应力、应变、疲劳、振动等试验，加设计依据）进增和现代设计时期（用先进的设计理论和方法学，ＡＣＤ技术，高设计质量和科学性）目提。前，多企业，其是中小企业，处于经验设计阶段。工程机械行业整体水许尤还平的提高，点还在于增强自身科研力量，高产品的创新性和竞争实力。计重提算机技术的广泛应用，响着设计过程和方法，影促使工程机械的现代设计向着深化ｃ术应用、产品数据管理、并行工程、模块化、智能化设计等Ｄ技Ａ方向发展。各种工程软件的水平不断提高，能日益完善。优化设计、结性构设计、可靠性技术、ＣＤ技术及它们的综合使用极大地提高了机械产品Ａ等的设计质量和效率。３优化设计关键问题分析优化设计主要是指产品技术设计，是在明确了产品的功能结构、作用原理和拓扑机构后，合理地确定其零件的形状、尺寸、性能等比如工作装置的设计就是其中一个很好的例子，该层次中存在着动臂、摇臂、连杆和铲

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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)3.4.1工作装置连杆机构的类型 (22)3.4.2连杆机构的设计要求 (26)3.4.3连杆机构尺寸参数设计及铰点位置确定 (27)第四章工作装置受力分析及强度计算 (33)4.1 确定计算位置及典型工况 (33)4.1.1计算位置的确定 (33)4.1.2典型工况选取和外载荷的计算 (33)4.2 工作装置受力分析 (35)4.2.1对称载荷工况 (35)4.2.2偏载工况 (38)4.3 工作装置强度校核 (40)4.3.1动臂 (40)4.3.2铰销强度的校核 (41)第五章工作装置的建模及仿真分析 (43)5.1 工作装置建模 (43)5.1.1在Pro/E中建立铲斗 (43)5.1.2启动ADAMS/View 程序 (44)5.1.2检查和设置建模基本环境 (44)5.1.3 Pro/E铲斗模型导入ADAMS (44)5.1.4工作装置的几何建模 (45)5.1.5 创建约束及施加运动和载荷 (48)5.2初步仿真分析该模型的性能参数 (52)5.2.1铲斗后倾角及卸载角的测量 (52)5.2.2分析 (43)第六章结论 (56)参考文献 (57)致谢 (46)摘要装载机是一种用途较广的铲运、施工机械。

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，是现代机械化施工中不可缺少的装备之一。

ADAMS是一款虚拟样机技术软件，其强大的机械系统动态仿真技术大大简化了机械产品的设计过程,缩短了产品开发的周期和成本,明显提高了产品质量。

应用ADAMS软件设计装载机，首先是虚拟样机模型的建模，然后是样机仿真，在本设计中，我们对工作装置设计计算和虚拟样机建模，使用ADAMS对其进行模拟仿真控制，而其工作装置用ProE 进行了建模，可以根据设计者要求来进行调整，从而方便了设计者的不同需求。

关键词：装载机；工作装置；ADAMS；仿真AbstractLoader is a broader use of scraper, construction 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, lower costs of the project has played an important role in the construction of a modern mechanized equipment indispensable one.ADAMS as a virtual prototyping software, its powerful dynamic mechanical system simulation technology greatly simplifies the mechanical product design process and shorten the product The development cycle and cost, significantly improved product quality. ADAMS application software design loaders, is the first virtual prototype model of modeling, simulation and prototype is in the design, We design and calculation of the working device and the virtual prototype modeling, the use of its ADAMS simulation control, and their work devices ProE a standard model, designers can adjust to demand, thus facilitating the different needs of the designers.Keywords: Loader; Work-Equipment; ADAMS; Simulation第一章绪论1.1 装载机简介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缺少的装备之一。

近年来，装载机的品种和产量在国内外都得到了迅猛的发展。

此次的设计任务就是装载机的重要组成部分——工作装置。

图1-1 轮式装载机结构示意图1—柴油发动机；2—液力变矩器；3—变速箱；4—前、后桥；5—车架铰链；6—动臂提升油缸；7—转斗油缸；8—铲斗；9—驾驶室；11—滤清器1.2 设计内容ZL_50轮式装载机工作装置建模及仿真；工作装置选型设计；工作装置模型的建立；工作装置仿真分析是本次设计的主要内容。

这次设计应用到虚拟样机技术软件ADAMS、PRO/E软件的建模。

设计时利用ADAMS、PRO/E等软件对轮式装载机工作装置进行设计和分析，可以快捷、高效、精确地解决许多设计上的难题，使设计的工作量减少，设计工作得到简化，设计效率和设计水平明显提高，装载机工作装置综合性能得到改善。

1.3 装载机发展概况尽管国产轮式装载机的技术发展水平与西方发达国家存在着很大的差距，但也应该考虑到历史和国情的原因。

目前国产轮式装载机亦正在从低水平、低质量、低价位、满足功能型向高水平、高质量、中价位、经济实用型过渡。

从仿制仿造向自主开发过渡，各主要厂家也不断进行技术投入，采用不同的技术路线，在关键部件及系统上技术创新，摆脱目前产品设计雷同，无自己特色和优势的现状，正在从低水平的无序竞争的怪圈中脱颖而出，成为装载机行业的领先者。

其发展体现出以下一些趋势。

①大型和小型轮式装载机，在近几年的发展过程中，受到客观条件及市场总需求量的限制。

竞争最为激烈的中型装载机更新速度将越来越快。

②各生产厂家根据实际情况，重新进行总体设计，优化各项性能指标，强化结构件的强度及刚度，以使铭机可靠性得到提高。

③优化系统结构，提高系统性能。

如动力系统的减振、散热系统的结构优化、工作装置的性能指标优化及各铰点的防尘、工业造型设计，逐步引进最新的传动系统和液压系统技术，予以国产化、商业化，降低能耗，提高性能．④利用电子技术及负荷传感技术来实现变速箱的自动换挡及液压变量系统的应用，提高效率、节约能源、降低装载机作业成本。

第二章装载机总体设计轮式装载机设计包括总体设计、工作装置设计和底盘设计。

装载机总体设计要完成的工作是根据它的用途、作业情况、制造条件及设计任务书的要求合理地选择机型，确定性能参数、整机尺寸、各部件的结构形式等，进行总体布置，从而实现整机的各种性能指标。

装载机是由许多部件组合起来的一个有机整体，其整机性能不仅取决于每个部件的品质，而且主要取决于各部件之间的相互协调，这种相互协调是通过总体设计实现的，所以装载机总体设计对它的铭机性能起决定性作用。

而各总成性能的协调如何，则又取决于总体参数及各总成部件的匹配情况及其布置的合理性，如果在设计过程中缺乏全局观点，而对总体参数及各总成部件的匹配考虑不周，或者注意不够，即便所设计的各部件结构是先进的，性能是良好的，但组合在一起不一定能获得整机的良好性能。

因此，正确的选择和确定总体参数，能使设计部分获得良好的匹配关系。

2.1 装载机总体参数的确定本次设计主要内容在于用现代先进的CAD/CAE等方面的软件，对工作装置进行建模及仿真分析。

但在对工作装置进行设计之前，我们必须先确定整体结构及整车的性能参数，由整车的要求来确定工作装置各构件的参数。

整车的主要技术参数是根据主要用途，作业条件等实际情况合理选择的。

类比现在国内外广泛应用的ZL系装载机，整车主要技术参数见(表2-1)。

由于这次设计最初技术参数是通过统计类比方法选取的，所以对与今后参数的确定则要求结合类比与计算方法来确定。

(表2-1)最初设计参数2.2 装载机的插入阻力与掘起阻力的确定装载机的工作阻力是多种阻力的合力。

由于物料性质和工作机构工作方式的不同，工作阻力有不同的计算方法，一般工作阻力通常分别按插人阻力和掘起阻力进行计算。

(1) 插入阻力插入阻力就是铲斗插人料堆时，料堆对铲斗的反作用力（图2-1）所示。

插人阻力由铲斗前切削刃和两侧斗壁的切削刃的阻力，铲斗底和侧壁内表面与物料的摩擦阻力，铲斗底外表面和物料的摩擦阻力组成。

这些阻力与物料的种类、料堆高度、铲斗插人料堆的深度、铲斗的结构形状等有关。

计算上述阻力比较困难，一般按以下经验公式来确定总插人阻力。

图 2-125..143218.9Cg X L B K K K K P = (N) [1] (2.1)式中 X P —铲斗插入阻力（N ）；1K —被铲掘物料的块度及松散程度影响系数；对于小块物料(碎石和沙砾)75.01=K2K —物料种类影响系数；同理取1.02=K 3K —料堆高度影响系数；其值取中间值8.03=K4K —铲斗形状系数，一般在1.1～1.8之间，对于前刃不带齿的斗，4K 取较大值,本机是带齿的斗且较大，则取 5.14=KC L —铲斗插入料堆深度(cm)，在一次铲掘法时，取等于0.7～0.8斗底长度，在配合铲掘法时，取等于0.25～0.35斗底的长度，取536.1763.03.0=⨯==g c L L cmg B —铲斗宽度 (cm)。