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1、长春工业大学毕业设计说明书 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。关键
2、词 工程机械，装载机，工作装置Title: The Turn Withershins 6-link Work Equipment Design of ZL50 Wheel LoadersAbstractThe 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 ,
3、 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 optimizatio
4、n 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
5、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 e
6、fficiency and so on .Keywords:Engineering Machine； Wheel Loaders ；Work Equips毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完
7、全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 目 录1装载机工作装置设计概述41.1轮式装载机的工作过程41.2 装载机工作装置设计概述51.3 结构型式选择62 铲斗的设计92.1 设计要求92.3 铲斗基本参数的确定122.4 斗容的计量143工作装置的结构设计173.1工作机构连杆系统的尺寸参数设计173.2 机构分析1
8、73.3 设计方法173.4尺寸参数设计的图解法173.5 确定动臂油缸的铰接位置及动臂油缸的行程234工作装置的强度计算264.1 计算位置264.3 工作装置的受力分析274.4 工作装置的强度校核33总结42参考文献431装载机工作装置设计概述1.1轮式装载机的工作过程轮式装载机是一种铲、装、运、卸一体化的自行式设备，它的工作过程由六种工况组成。插人工况动臂下放，铲斗放置于地面，斗尖触地，斗底板与地面呈35倾角， 开动装载机，铲斗借助机器的牵引力插人料堆。铲装工况铲斗插人料堆后，转动铲斗铲取物料，待铲斗口翻至近似水平为止。重载运输工况铲斗铲装满物料后举升动臂，将铲斗举升至运输位置（即铲斗
9、斗底 离地高度不小于机器的最小允许离地间隙），然后驱动机器驶向卸载点。举升工况保持转斗缸长度不变，操作举升缸，将动臂升至上限位置，准备卸载。卸载工况在卸载点，在举升工况下操作转斗缸翻转铲斗，向溜井仓或运输车辆中卸载，铲斗物料卸净后下放动臂，使铲斗恢复至运输位置。空载运输工况卸载结束后，装载机再由卸载点空载返回装载点。1.2 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11)。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
10、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。1.3 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11（a）所示。其动臂和连
11、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于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、ZL160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11（b）所示。其动臂
12、的前端和铲斗铰接，动臂的后端和车架上部支座铰接，动臂油缸两端分别和动臂及车架底部支座铰接，转斗油缸一端和车架铰接，另一端和摇臂铰接，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12)。 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12a、b、c、d)。其运动特点是：发出最大铲起力P时的铲斗转角是负的(图1
13、3曲线)，有利于地面的挖掘，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12a、b)和正转双连杆(图12c、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；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，适于利用铲斗及动臂复合铲掘的作业。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
14、的后倾角适当，则动臂在运输位置时，铲斗后倾角较小，易造成物料散落。 图12 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1-2b、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料时油缸的小腔工作，因而使铲斗油缸的缸径与重量增大。国产ZK410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。其运动图1-3铲起力随铲斗倾角变化曲线 卸载速度随铲斗转角变化曲线1-正转六连杆2-正转八连杆3-反转六连杆 1-正转连杆2-反转连杆特点是，发出最大铲起力P时的铲斗转角是正的（图1-3），且铲起力变化曲线陡峭，因此，在提升铲斗肘的铲起力较大，适于装载矿石，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
