（全套CAD）ZL50装载机总体及铲斗部分工作装置设计（终稿）

由于其刃突出，影响卸载高度。

铲斗可做成带齿和不带齿的两种。

斗齿的作用是在铲斗插入料堆时，减少铲斗与料堆的作用面积，使插入力作用在斗齿上，破坏物料结构，因而带齿的斗尖有较大的插入堆料的能力，适宜于铲装矿石和坚实物料。

尖齿长而窄插入力较强，但不耐磨钝齿宽而宽则较耐磨，然而插入阻力大，般轮式装载机多用前者，履带式多用后者。

斗齿的数目视斗宽而定，般平均齿距在间较合适，实验证明，斗齿过密，齿间易嵌料，插入阻力反而增大。

斗齿有整体式和分体式两种，中小型装载机多用前者，大型装载机由于作用条件恶劣，斗齿磨损厉害，则常用分体式。

基本齿与铲斗刃般均以螺栓或铆钉连接，齿尖则以水平销固定在基本齿上，这种连接方式，水平受力小，且不易脱落，并易于更换。

综合以上分析，并参考同类机型本设计选用直线型切削刃，带斗齿。

参考，铲斗底壁长.计算阻力装载机在进行挖掘作业时的工作阻力主要有铲斗插入料堆的插入阻力提升动臂时的掘起阻力翻起转斗时的转斗阻力矩。

插入阻力插入阻力是装载机铲斗插入料堆时，料堆对铲斗的水平反作用力。

它是由下列各项阻力组成，铲斗前端的水平切削刃和两侧壁切削刃上的阻力铲斗底侧壁内表面与物料的摩擦阻力铲斗底外表与料堆之间的摩擦阻力这些阻力与物料性质料堆高度铲斗插入料堆深度和铲斗结构等因素有关，经实验研究得到的下列公式，可用来计算确定总的插入阻力。

.参考书式中铲斗插入阻力铲斗宽度铲斗插入堆料深度考虑到物料块度大小，松散程度的系数对于松散程度较好的物料块度时，.，块度时，.，块度时，.，如松散程度较差，上述各值应增大，对于小颗粒物料如砾石等，.对于粉状的物料如砂等，考虑物料种类的系数参考书表考虑料堆高度的系数参考书表考虑铲斗形状的系数它综合考虑斗侧壁斗底与地面倾角前刃形式和斗齿的影响，般在之间，其中对于前刃不带齿的斗，取较大值。

考虑本机工作条件及铲斗形状尺寸等因素，各系数取值如下.代入公式计算出插入阻力掘起阻力掘起阻力是当铲斗插入料堆定深度后，利用动臂举升或转斗时，料堆对铲斗的垂直反作用力。

作用在斗齿后处.铲起阻力同样受到物料的块度松散性容积比重温度湿度物料之间及物料与斗壁之间的摩擦影响。

最大的铲起阻力发生在铲斗刚刚开始提升的时刻，随着动臂的提高，铲起阻力逐渐减小。

根据铲起阻力可用下列经验公式确定式中铲斗开始提升物料时的剪切阻力剪切阻力需通过实验确定，如对于块度的已松散岩石花岗岩，如参考书表所示已松散岩石的平均剪切阻力可定为。

动臂开始提升时，铲斗忍运动方向与地面垂直线之间的夹角，初算时可取为。

考虑本机工作情况及铲斗形状尺寸等因素，各值选取如下代入上式计算掘起阻力.装载机的使用重量装载机作业时要发挥大的插入力，必须要求机器有足够的自重，增加附着性能.但机器自重的增加，将会导致装载机运行阻力增大动力性能变差，材料和燃料消耗增加，轮胎寿命缩短，以及造价提高.对于般土壤，如附着重量过大，当其比压超过极限而破坏土壤结构时甚至使附着性能反而变坏.因此在设计时应在保证定附着牵引力的前提下尽量使机器的自重降低，具有同极作业能力和寿命的机器，其自重越小，往往说明其总体布置，材料利用和部件设计的合理性，般可用单位自重功率或单位斗容自重来反映，它是机械技术性能的重要比较指标之.装载机是在行进中插入料堆的，如不计惯性影响装载机在水平地面欲克服插入阻力所需要的牵引力为牵引力的最大值受地面附着条件限制，可列出下式式中附着力装载机附着重量附着系数查表表取.由上两式可求得装载机为克服最大插入阻力所必需之附着重量对于全轮驱动，附着重量为装载机自重等于插入阻力.取确定发动机功率装载机作业时，发动机净功率飞轮功率消耗两部分牵引功率和驱动液压泵功率。

牵引功率是由发动机经传动系驱动装载机行驶的功率。

可按下式计算η式中额定轮缘切线牵引力装载机插入料堆的理论作业速度取，这里取.。

η传动系总效率，机械传动，液力机械传动，这里取.式中装载机空载附着重量，取额定附着重量利用系数，它是相应于额定滑转率时的附着重量利用系数轮式装载机取之间，取.。

滚动阻力系数，依参考书表取.则.，装载，总体，整体，工作，装置，设计，部分，部份，毕业设计，全套，图纸第章前言第章总体设计.概述.选择确定总体参数确定轴距和轮距初选轮胎.初定斗宽和斗型.计算阻力.装载机的使用重量确定发动机功率档位和车速确定最大卸载高度和相应的卸载距离.装载机底盘部件型式选择行走装置的选择传动式选择传动系部件选择转向方式选择制动系统选型第三章牵引计算.柴油机与变矩器联合工作输入输出特性联合工作输入特性曲线柴油机与变矩器联合工作的输出特性.确定档位数及各档传动比Ⅰ档总传动比的确定确定最高档位的传动比运输工况最少档位数及中间档位传动比的确定.运输工况的牵引特性曲线运输共况的牵引特性曲线.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分析该车牵引特性曲线爬坡能力分析第章.工作装置设计.设计要求．铲斗的设计.动臂设计.连杆机构设计确定连杆机构形式连杆机构设计．斗四连杆机构的设计．确定斗油缸四连杆机构斗油缸四连杆机构的设计动臂油缸铰点位置的确定动臂强度验算计算位置与计算工况的确定对称水平插入作业工况对称垂直作用工况对称水平力与垂直力同时作用工作装置受力分析动臂强度校核.强度计算第章工作装置液压系统设计.设计要求.液压系统的选择.液压泵系统的选择.液压系统压力.控制元件的形式和操纵.执行元件的选择油缸作用力的确定.油缸被动作用力的确定油缸活塞直径确定.流量的确定.油泵的选择.确定油泵的工作压力.确定油泵的流量.确定油泵功率控制元件的选择第章．总体布置.概述.估计各部件的重量，确定各部件位置发动机与传动系的布置铰接点和转向油缸的布置，摆动桥的布置工作装置的布置驾驶室布置.求出平衡重.进行桥荷的分配对轴荷的分配要求轴荷分配计算.验算轮胎载荷第章毕业设计小现在在大型工程施工时候成为不可缺少的帮手。

它作业迅速，功率高，被广泛运用在工地，厂房等各种大型场地。

它加快了祖国建设的步伐，促进了生产力发展。

装载机普通采用的设计是分动装置变矩器和变速箱“三合”布置，变速箱采用定轴式动力换档变速箱，动力装置采用高速柴油机，驱动桥为级减速主传动，轮边行星减速，且采用双桥驱动，采用钳盘式制动器工作装置采用反转连杆机构为了适应工作要求，适应生产需要，并尽量向标准系列靠拢，在设计中将采用最先进的型式和技术。

装载机是中型土方机械，广泛应用于城市建设工地及货场煤场仓库等装载机及堆放松散物料的场所，并且可以用来完成轻度的挖掘及平整场地作业。

轮式装载机与其他工程机械样，发展至今大致经历以下四个阶段以满足减轻劳动为目的的机械驱动阶段。

这阶段的工程机械设备由于采用了液压传动，其工作效率大大提高。

以提高设备生产率为目的的液压传动阶段。

工程机械的电子控制阶段，由于电子控制技术的发展及应用，使工程机械的控制精度，作业效率得到更进步的提高。

进入世纪以后，工程机械的发展进入第四阶段。

“以人为本”和“人机与自然协调”的设计理念成为这阶段的主导思想。

环保，安全，舒适，等要求进步得到重视，人性化设计得到了充分体现。

因此在此次设计中应重点考虑以下几个方面的因素总体设计更人性化，科学化，节能化。

主要表现为提高机械安全性，采用，和驾驶室，保证驾驶员的作业安全。

提高驾驶员舒适性，合理设计座椅为操作者提供舒适而稳定的坐姿，驾驶室空间尽可能大，为驾驶员提供舒适的活动空间。

提高机器的节能环保性。

合理设计发动机及发动机罩等薄板件，控制噪音。

以现代设计方法确定工作载荷，液压设计应减少流量及压力损失。

制动机工作回路设计中建立能源回收系统，重视润滑减少磨损，合理选择轮胎且保持轮胎气压，提高燃油经济性。

改进结构提高工作效率。

提高机器稳定性，嫁妆形式稳定装置，改进隔震装置。

二工作装置设计更加合理。

工作装置优化。

完善铲斗在上，下极限位置的后倾角相差值，运输位置后倾角，最大卸载高度后倾角及工作过程中斗口与地面的夹角。

铰点分布合理。

综合考虑各种因素对工作装置进行运动学和动力学分析，通过各种方案的反复比较，得出理想的铰点布置方案。

铲斗优化合理选用主刀板及斗齿材料，提高耐磨性。

优化减磨盒结构以提高耐磨性。

铲斗的各出焊缝充分考虑整体强度和焊缝连续性以及良好的焊接工艺性。

装载机属于系列，采用轮式行走系，液力机械传动系，铰接式车架，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，所以该机的安全性好。

第章总体设计.概述总体设计指导机构设计和部件设计的进行，般由主任工程师或总工程师主持进行。

总体设计就是从其主要用途作业条件及生产等情况出发，合理选择机型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