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1、河南理工大学毕业设计论文（说明书）装载机铲斗运动机构设计摘要装载机，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工机械，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。本文以TZ08D型装载机为例, 先介绍了TZ08D装载机工作装置结构，利用AUTOCAD2007对装载机工作装置进行初步设计，然后利用ProE软件进行装载机工作装置的三维实体设计，以真实地反映装载机的几何形状进而反映出各部件空间位置，有效地反映装载机真实结构，提供直观形象的实体图形，为进一步动态仿真和有限元分析做准备。最后利用材料力学对工作装置进行校核。关键词：装载机，P
2、ro/ENGINEER，虚拟装配ABSTRACTWheel loader is one machine extensively used for highway, railroad, construct, water electricity, port, mineral mountain etc and mainly used for a spade to pack soil, freestone, lime, coal.etc. to spread a form material. It can also make a light degree spade to dig homework t
3、o the mineral stone, hard soil etc. With the TZ08 D wheel loader for a example, this text firstly introduce its structure and give preliminary designing with the help of AUTOCAD2007 , then asking for help of Pro/E software to carry on loading machine work device of 3D entity design for really reflec
4、ting loading machine of several the shape then reflects their position of each parts effectively and introduce its instruction to resolve a problem in time. Finally, using the material mechanics to check work device.Keywords: Wheel loader，Pro/Engineer，virtual assembly目录装载机铲斗运动机构设计I摘要IABSTRACTI目录II第一
5、章 绪论11.1装载机简介11.1.1装载机的发展11.1.2装载机的发展趋势31.1.3装载机分类41.1.4装载的选用原则61.2 本课题研究目的和意义7第二章 装载机铲斗运动机构72.1 装载机铲斗运动机构的结构形式和布置72.2 装载机铲斗运动机构的工况及设计要求82.2.1 装载机铲斗运动机构的工况82.2.2 装载机铲斗运动机构设计要求92.3 TZ08D装载机铲斗运动机构结构概况和设计参数92.4 铲斗的设计112.4.1铲斗的结构和种类112.4.2铲斗回转半径的计算142.4.3铲斗截面各边尺寸计算152.4.4铲斗上下铰接点位置的确定152.5工作装置连杆机构的设计152.
6、5.1连杆机构的分类152.5 .2图解法设计连杆机构尺寸参数192.5.3工作装置连杆机构系统运动分析242.6 液压油缸设计计算252.6.1液压缸主要尺寸的计算252.6.2 液压缸性能参数的计算262.7铲斗静力学计算272.8连杆的强度校核302.9 动臂的强度校核312.9.1计算载荷工况312.9.2建立动臂强度分析力学模型322.9.3动臂的校核计算33第三章 装载机铲斗运动机构三维模型建立363.1标准件的建立363.2零件三维模型的建立363.3铲斗运动机构装配模型的建立39总结41致谢42参考文献4343第一章 绪论1.1装载机简介装载机是一种广泛用于公路、铁路、建筑、水
7、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。换装不同的辅助工作装置还可进行推土、起重和其他物料如木材的装卸作业。在道路、特别是在高等级公路施工中，装载机用于路基工程的填挖、沥青混合料和水泥混凝土料场的集料与装料等作业。此外还可进行推运土壤、刮平地面和牵引其他机械等作业。由于装载机具有作业速度快、效率高、机动性好、操作轻便等优点，因此它成为工程建设中土石方施工的主要机种之一，同时也成为工程机械中发展最快、产销量及市场需求最大的机种之一。1.1.1装载机的发展我国现代轮式装载机起始于20世纪60年代中期的Z435型。该
8、机为整体机架、后桥转向。经过几年的努力，在吸收当时世界最先进的轮式装载机技术的基础上，开发成功了功率为162KW的铲接式轮式装载机，定型为Z450(即后来的ZL50)，并于1971年12月18日正式通过专家鉴定。就这样诞生了我国第一台铰接式轮式装载机，从而开创了我国装载机行业形成与发展的历史。Z450型装载机具有液力机械传动、动力换挡、双桥驱动、液压操纵、铰接式动力转向、气推油加力制动等现代轮式装载机的基本结构，为当时世界先进水平。也基本上代表了我国第一代轮式装载的基本结构。该机在总体性能方面具有动力性好，插入力有掘起力大、机动灵活、操纵轻便、作业效率高等一系列优点。1978年，天工所根据机械
9、部的要求，制订出以柳工Z450为基型的我国轮式装载机系列标准。制订标准时，保留用Z代表装载机，用L取代“4”代表轮式，改Z450为ZL50，就这样制订出了以柳工ZL50型为基型的我国ZL轮式装载机系列标准，这是我国装载机发展鸣上的重大转折点。该标准制订出来后按当时的行业分工，柳工、厦工制造ZL40以上的大中型轮式装载机，成工、宜工制造ZL30以下的中小型轮式装载机，逐步形成了柳工、厦工、成工和宜工当时的装载机四大骨干企业。到70年代末、80年代初我国装载机制造企业已增加至20多家，初步形成了我国装载机行业。到目前为止，我国轮式装载机已经发展到了第三代，但最基本的结构仍然是由Z450(ZL50)
10、演变而来。第二代变化不很大，第三代变化稍大一些。2001年我国装载机全行业总销售量已突破3万台，居世界装载机市场的前列。因此，目前我国已经成了世界上装载机产销大国。2006年中国装载机行业全行业总销售量为129,793台，比2005年的112,527台，增长了15.3%，净增了17266台，其净增量超过了中国装载机行业“八五”以前任何一年的总销售量，可以说2006年中国装载机行业又是一个红红火火的丰收年。2007年1-11月，装载机26家主要企业累计销量为143794 台，同比（109397 台）增加34397 台，增幅为31.4；累计出口为8606 台，占累计销量的6.0，同比（3234 台
11、）增加5372 台，增幅达166.1。2008年，我国装载机行业增速不减，1-7月，全国装载机累计销量为12.0449万台，同比增幅达30.5%。中国装载机工业在发展的同时，一些问题也日益显露出来。特别是行业进入门槛极低，价格恶性竞争导致企业盈利能力低下，营销理念缺失，市场难以拓展，产品质量及可靠性差，此外，产品及组织结构老化以及服务升级增加的成本难以消化等因素严重等制约了行业的进一步发展和品质的提高。 因此，中国装载机企业必须抓住新的发展形势，在产品研发上体现差异化战略和成本领先战略，继续加强行业以企业国家级技术中心和高校及科研院所为主体的科研开发体系建设，打造价值链营销，加强品牌建设，提升
12、品牌价值，只有这样才能在新形势下立于不败之地。 中国最大轮式装载机是徐工LW1200K。 图1-1 徐工LW1200K2010年11月23日，在baumachina2010展会隆重举办之际，徐工科技震撼推出国内最大吨位装载机LW1200K，并当场销售，在二十一世纪第二个十年到来之际，引领中国装载机产品技术发展进入新时代。1.1.2装载机的发展趋势（1）国外发展趋势：1）注重提高机器的操纵性及舒适性，减轻司机的操作强度，提高劳动生产率2）小型机械向全液压化及多功能化方向发展3）广泛采用计算机控制技术4）重视环保及安全性5）外形设计更加美观，表面质量更趋完美（2）国内轮式装载机发展趋势国产轮式装载
13、机正在从低水平、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，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。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)根据各生产厂家的实际情况，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，使整机可靠性得到大步提高。3)细化系统结构。如动力系统的减振、散热系统的结构优化、工作装置的
14、性能指标优化及各铰点的防尘、工业造型设计等。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。5)提高安全性、舒适性。驾驶室逐步具备FOPSROPS功能，驾驶室内环境将向汽车方向靠拢，方向盘、座椅、各操纵手柄都能调节，使操作者处于最佳位置工作。6)降低噪声和排放，强化环保指标。随着人们环保意识的增强，降低装载机噪声和排放的工作已迫在眉捷，现在许多大城市已经制定机动车的噪声和排放标准，工程建设机械若不符合排放标准，将要限制在该地区的销售。7)广泛利用新材料、新工艺、新技术，特别是机、电、液一体化技术，提高产品的寿命和可靠性。8)最大
15、限度地简化维修尽量减少保养次数和维修时间，增大维修空间，普遍采用电子监视及监控技术，进一步改善故障诊断系统，提供司机排除问题的方法。1.1.3装载机分类总的来说，常用的单斗装载机，按行走装置，发动机功率，传动形式，行走系结构，装载方式的不同进行分类。（1）、行走装置的不同：装载机分为轮胎式和履带式两种。轮胎式装开机由动力装置、车架、行走装置、传动系统、转向系统、制动系统、液压系统和工作装置等组成，其结构简单图如图1-1所示。轮胎式装载机采用柴油机为动力装置，液力变矩、动力换档变速箱、双桥驱动等组成的液力机械式传动系统（小型轮胎式装载机有的采用液压传动或机械传动），液压操纵，铰接式车架转向，反转杆机构的工作装置。履带式装载机以专用底盘或工业拖拉机为基础车，装上工作装置并配装相就原操纵系统而构成，如图1-2所示。履带式装载机的动力装置也是柴油机，机械式传动系统则采用液压助力湿式离合器或湿式双向液压操纵转向离合器和正转连杆机构的工作装置。图1-1轮胎式装载机图1-2履带式装载机1-行走机构；2-发动机；3-动臂；4-铲斗；5-转斗油缸；6-动臂油缸；7-驾驶室；8-燃油箱（2）、发动机功率：功率小于74kw为小型装载机。功率在74147kw为中型装载
