平地段上以各档稳定速度工作使的牵引性能与经济性能,它通常用牵引功率实际行驶速度整机的耗油率随牵引变化的曲线表示,也即用各档的关系曲线表示。从牵引特性曲线上,可以看出排挡分布的合理性,也即能否在整个使用的牵引力范围内,依靠换档是作业机械始终处于较高的牵引功率下工作,也即使各档的功率曲线的连接没有深谷。从牵引功率曲线上,还可以看出各档最大牵引功率都是在发动机额定共况下出现的,对轮胎式作业机械,通常Ⅰ档的最大牵引力低于Ⅱ档的这是因为轮式作业机械,随着牵引力的增大,滑转损失增大,所以最大牵引力反而低于Ⅱ档。合理的牵引特性曲线,必须具备以下条件为了不使发动机熄火,Ⅰ档所能发挥的最大牵引力即滑转率为时,应低于发动机最大扭矩点的相应牵引力。对于履带式机械,Ⅰ档的最大牵引功率点应在履带打滑界限值的附近或在该界限值以下,因为如果最大牵引力功率点在打滑界限值以上,在实际工作中得不到应用,无实用价值。各个档的最大牵引力点应处在其较低档特性曲线的下方,并保证各档特性曲线的使用区域相互衔接,否则发动机容易熄火,车辆形式性能变坏。利用牵引特性曲线,还可以方便的找出工作机械的任何个牵引力工作时的牵引效率η。运输共况的牵引特性曲线铲土运输机械在运输共况时,般不计滑转损失,而令,根据柴油机调速特性或柴油机液力变矩器联合工作特性以及公式ηη.式中涡轮输出扭矩各档传动比η机械传动效率,取η.驱动轮动力半径,.涡轮转速切线牵引力实际行驶速度牵引功率涡轮输出功率。计算结果列入表,根据此表即可作出各档的和曲线,称之为运输共况的牵引特性曲线。如图三表依据运输共况的牵引特性曲线,利用牵引平衡法分析其动力特性最大速度,爬坡及加速能力。.求出各档最高车速分析该车的牵引性能求各档的最高车速作水平直线根据装载机在水平路面上行驶时,无作业阻力,只考虑滚动阻力和风阻力,亦即Ⅳ式中整机附着重量,.平均滚动阻力系数,.流线型系数,取.迎风面积,.则在牵引特性曲线上作出曲线与各档曲线的交点,与这些点相应的值即为该机械在各档行驶的最高理论速度。由图三得两个档的最高速度分别为运输工况下,工作阻力不计,只有滚动阻力和风阻力,装载机在地面等速行驶时,牵引力和水平阻力应相等,若不相等,则有剩余牵引力,将产生加速度,装载机不会等速行驶,故只有两者相等时,才存在最高行驶速度,因而恰好满足以上条件,则为各档时的最大速度。分析该车牵引特性曲线Ⅰ档作为工作档,工作时牵引特性曲力需克服滚动阻力和插入阻力,由图三知大于牵引性能满足工作要求,液力变矩器不会进入制动工况,发动机不会熄火。Ⅱ档为运输档,运输时最大阻力由图三知此时,以上,满足工作要求,且变矩器在高效区范围内工作,经济性较好。爬坡能力分析主要检查作业机械上坡时,能否爬过额定的最大坡度。由牵引平衡方程参考书解得满足不小,实际上爬坡能力还承受整机稳定性的限制。第章.工作装置设计.设计要求装载机工作装置设计应满足下列要求铲斗的运动轨迹符合作业要求,既要满足铲掘,装载机的要求希望铲掘力大,斗易于装满料,并要求动臂在提升过程中,铲斗应保持平移运动,以免斗中物料散落。满足卸载高度和卸载距离的要求,并保证动臂在任意位置都能卸净铲斗中的物料,即下翻角。在满足作业要求的前提下,工作装置结构简单,自重轻,结构合理,受力好,强度高。保证驾驶员具有良好的工作条件,确保工作安全,视野良好,操作简单,维修方便。.铲斗的设计铲斗底臂长是指切削刃自底壁切点的距离。长则斗插入料堆的深度大,斗易于装满。但铲起力将由于力臂的增加而减少,并且由于实验可知,插入阻力随铲斗插入料堆深度急剧增加,长还影响卸载高度。短,则铲起力大,且由于卸料时铲斗刃口降落的高度小,可减少动臂举升高度,缩短作业时间,对装载轻质物料的铲斗,可选大些,对铲掘岩石的料斗,应取小些。以下是铲斗的相似计算选取参考斗,选用铲斗为参考斗。测绘参考斗参考斗各个尺寸均带斗底长度斗后壁长度挡板高度圆弧半径张开角铲斗斗底长度系数斗后壁长度系数挡板高度系数圆弧半径系数参考斗的平装斗容式中参考斗截面积参考斗挡板垂直刮平线的高度,可近似取挡板高度铲斗刀刃与挡板最上部之间的距离物料堆积高度。.由参考书中式式中参考斗的回转半径参考斗挡板与后斗壁间的夹角参考斗斗底与后斗壁间的夹角,又称张开角。则参考斗的堆装斗容,有挡板时,.因为新铲斗与参考斗相似,所以有,新铲斗的回转半径式中回转半径所设计的新铲斗的额定斗容,参考同类机型取参考斗宽度新铲斗宽度参考斗的平装斗容有挡板时所以,即可求出新铲斗式中挡板垂直刮平线高度,近似取为挡板高度铲斗刃与挡板最上端距离物料堆积高度,由作图法决定。斗容验算铲斗的横截面积.平装斗容堆装斗容,有挡板时斗容相对误差则,满足要求,铲斗设计成功。新铲斗的都底壁长.动臂设计铰点由铲斗的卸载位置和铲掘位置作图确定铰点位置。满足以下要求铲掘位置时以及满足收斗时,铲斗与轮胎,下摇臂与他的传动桥壳不相干涉的情况下,应尽量靠近轮胎。上铰点应在铲掘位置和卸载位置上下铰点连线的垂直平分线上,并在总体布置允许的情况下,尽量靠后布置,般与地面距离为为铲斗回转半径设计已知地面收斗角度地面位置铲斗下铰点到地面的垂直距离下动臂起始角为度铲掘位置时斗铰线与地面的夹角为度运输位置时收斗角为度运输位置铲斗下铰点到地面的垂直距离卸载高度卸载距离卸载位置倾斜角度动臂上铰点与前轮轴线的水平距离铲斗回转半径回转半径与斗底壁夹角为度斗鉸线围车轮直径斗油缸结构尺寸二.动臂长度铰点位置确定以后,参考Ⅰ中图。作图求出动臂长度三.动臂转角范围根据上述铰点位置确定及作图的已知尺寸,从图中量取动臂的转角范围。四.动臂形状与结构本机为中型装载机,工作装置采用反转六连杆机构从载荷较小考虑,为使工作装置的布置更加合理及工艺性好,结构简单,该动臂的形状采用曲线型,断面结构为单板,为减轻工作装置的重量,动臂断面尺寸尽量靠近等强度设计。.连杆机构设计型装载机的工作装置多采用反转六连杆机构,反转六连杆机构的工作装置当机构运动时,铲斗与摇臂的运动方向相反。其运动特点是,发出发出最大铲起阻力时的铲斗转角是正的,且铲起阻力变化曲线陡峭,因此在提升铲斗时铲起阻力较大,适合于装载矿石,不利于地面的挖掘铲斗倾斜角速度很小,卸料平缓,但是难以抖落沙土升降动臂时能基本保持铲斗平移,因此物料散落少,易于实现铲斗自动放平,摇臂和连杆的传动比较小。反转六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,因此难于布置在同平面。但是由于这种形式结构简单,铲起力较大,所以中小型装载机采用较多。确定连杆机构形式根据整机布置特点,作业对象和作业方式,参照同类机型考虑结构简单﹑合理,维修方便等因素,选择反转六杆装载机总体及铲斗部分工作装置设计摘要需增加档位。轮式装载机各档速度推荐取下列数值前进Ⅰ档速度取,对于液力机械传动,它是相应于变矩器最高效率η工况时的理论作业速度。超过以上速度驾驶员来不及操纵,反而延长铲斗装满时间,增加驾驶员疲劳,降低生产效率。前进Ⅱ档速度取。运输档由于装载机车架般均非弹性悬挂,车速不宜过高,最高车速小于。倒档为缩短作业循环时间,般要求作业时的回程速度比前进速度高,。本机为装载机,为较大型装载机,故参考厦门工程机械厂同类产品取二后前进Ⅰ档前进Ⅱ档倒档最大卸载高度和相应的卸载距离为了保证装于运输车辆中的物料在运输过程中不撒落地面,要求物料在车箱中堆高的自然倾角为了使铲斗能把物料均匀地卸在车箱里,要求铲斗卸料时,其卸载角其斗刃离车箱壁不小于。根据上述要求,所需最大卸载高度可由下式确定式中运输车辆车箱离地面高度车箱宽度必需的卸载距离由下式计算式中根据安全作业,卸载时装载机前端与运输车辆之间所保持的必要距离,取参考同类机型及轮胎式装载机基本参数,取.装载机底盘部件型式选择行走装置的选择装载机行走装置应根据它的作业条件与对象作业效率和成本,以及驾驶员的工作条件来选型。目前用的行走装置分履带式和轮胎式两大类。本机为系列产品选用轮式行走系,其特点如下轮胎式装载机,自重轻,行走速度快,机动性好,作业循环时间短,作业效率高。能担负中等距离的运输,成本低于履带式装载机。转移工地时靠自身进行,不损伤地面,转移速度。其修理费用低,并且修理更换轮胎迅速,使机器停工时间短。履带式装载机在上述各方面均不如轮胎式,它的运输距离如超过,作业成本将明显增加,转移场地是需平板车托运,其行走装置修理费时,修理费用也高。轮胎式装载机的接地比压和整机重心均比履带式高,通过性和稳定性较差,不适宜在松软土质和坡道地区作业。履带式装载机则因接地比压低,在松软土质上附着性能好,单位插入力比轮胎式装载机大,重心低稳定性好,特别适宜在潮湿松软地面,工作量集中,不需要经常转移和地形复杂地区作业。轮胎式装载机在碎石硬路面作业时,因轮胎有缓冲作用,对机器冲击振动较小,可延长机器寿命,减轻驾驶员疲劳,随着轮胎性能得到进步改善,有可能进步向大型化发展。履带式装载机在这种作业条件工作时,碰到石块,机器要产生跳动,振动大,履带磨损很快,而且机器受振动后,紧固件易松动,驾驶员容易疲劳,因而履带式装载机的斗容量般不大于.,容易再大的履带式装载机因振动太大,工作条件恶劣,进步发展受到限制。由以上论述可知,在般作业条件下,轮胎式装载机具有较明显优点,因而得到比较广泛的应用,它在装载机中占比重越来大,所以选轮胎式行走方式。传动式选择装载机所采用的传动系统基本上有四种形式机械传动液力机械传动静压传动和电动轮装载机。本机为系列产品,故参照同类产品,选用液力机械传动系。它与机械传动相比较具有以下优点可以在保持定插入力的同时,举升动臂或转动铲斗,以减少铲掘阻力,缩短作业循环时间机械传动的装载机在装载较密实的土壤物料时,插入料堆时常靠惯性力,需要切断动力脱开离合器,否则往往引起发电机熄火,因而无法同时实现动臂举升和转斗,作业阻力大,使生产率降低。可随外载荷变化而自动调整车速,而且可减少变速箱档位,简化变速箱结构与操作。装载机在作业时换档位次数较多型作业,每循环至少要换档四次,液力机械传动因般均配以动力换档变速箱,可在不停车情况下换档,操作轻便,动力换档时间短次仅,生产率高。而机械传动换档要切断动力,换档次,操作繁重,驾驶员容易疲劳,而主离合器极易磨损。由于装载机所用变矩器的可透性小,当运行阻力变化时,发动机的转速变化很小,而且当外阻力大迫使车速降低时,发动机仍能保持较高转速,则作业油泵流量不变,工作装置作业速度不受影响。变矩器能吸收作业时传给传动系的冲击,根据试验,其应力峰值可以机械降低倍以上,故可延长零件寿命。传动系部件的选择有效直径的确定选型装载机作业时牵引力和车速的变化范围大,并且变化急剧频繁,工作条件苛刻,因而对变矩器提出以下要求变矩器的变换系数η,式中最大变矩系数η变矩器最高效率η所对应的传动比应尽可能大。越大,则变矩器变矩性能越好,即可减少变速箱挡位,简化其结构和操纵。最高效率η最高,高效范围要宽。高效范围般以η的速比幅度来衡量,即,式中,均为效率η的速比。由于装载机作业工况变化范围大,希望.。要求变矩器在低中速比范围内可透性要小,则当运行阻力增大,迫使车速降低时,发动机转速降低不多,以保证油泵功率和作业速度。推荐可透性系数小于.。但在高速比,正可透性应很大,使泵轮吸收较小功率。则当变速箱挂空挡时,发