【正文】 1前 言裝載機(jī)屬于鏟土運(yùn)輸機(jī)械，是一種通過(guò)安裝在前端一個(gè)完整的鏟斗支撐結(jié)構(gòu)和連桿，隨機(jī)器向前運(yùn)動(dòng)進(jìn)行裝載或挖掘，以及提升，運(yùn)輸和卸載的自行式履帶或輪胎機(jī)械，它廣泛應(yīng)用于公路、鐵路、建筑、水電、港口和礦山等工程建設(shè)。裝載機(jī)具有作業(yè)速度快、效率高、機(jī)動(dòng)性號(hào)、操作輕便等特點(diǎn)，因此成為工程建設(shè)中土石方施工的主要機(jī)種之一，對(duì)于加快工程建設(shè)速度，減輕勞動(dòng)程度，提高工程質(zhì)量，降低工程成本都發(fā)揮著重要的作用，是現(xiàn)代機(jī)械化施工中不可缺少的裝備之一。在經(jīng)歷了5060年的發(fā)展后，20世紀(jì)90年代中末期國(guó)外輪式裝載機(jī)技術(shù)已達(dá)到到相當(dāng)高的水平?；谝簤杭夹g(shù)，微電子技術(shù)和信息技術(shù)的各種智能系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于裝載機(jī)的設(shè)計(jì)，計(jì)算操作控制，檢測(cè)監(jiān)控，生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)和維修服務(wù)等各個(gè)方面，使國(guó)外輪式裝載機(jī)在原來(lái)的基礎(chǔ)上更加精制，其自動(dòng)化也得以提高，從而進(jìn)一步提高了生產(chǎn)效率，改善了司機(jī)的作業(yè)環(huán)境，提高了作業(yè)舒適性，降低噪聲，振動(dòng)，排污量，保護(hù)了自然環(huán)境，最大限度的簡(jiǎn)化維修，降低作業(yè)成本，使其性能，安全性，可靠性使用壽命和操作性能都達(dá)到了很高水平。產(chǎn)品形成系列，更新速度加快并朝大型化和小型化發(fā)展。如以卡特彼勒為代表的美國(guó)，以小松公司為代表的日本和裝載機(jī)生產(chǎn)第三大集團(tuán)西歐各廠家都加快推出多功能，全面兼顧動(dòng)力性，機(jī)動(dòng)性與靈活性的新產(chǎn)品。這些產(chǎn)品如美國(guó)克拉克公司生產(chǎn)的 675 型，功率達(dá) 1000kW，而日本東洋遠(yuǎn)搬株式會(huì)社生產(chǎn)的 310 型，斗容量?jī)H為 立方米。此外，裝載機(jī)還向高卸位，遠(yuǎn)距離作業(yè)方向發(fā)展，如JCB公司開(kāi)發(fā)的伸縮臂裝載機(jī)，小松公司也開(kāi)發(fā)了能擴(kuò)大作業(yè)范圍的帶伸出機(jī)構(gòu)的裝載機(jī)[1]。采用新結(jié)構(gòu)，新技術(shù)，產(chǎn)品性能日趨完善。近年來(lái)開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品普遍采用了高性能 發(fā)動(dòng)機(jī)和自動(dòng)換檔變速器，大流量負(fù)荷傳感液壓系統(tǒng)，前后防滑差速器，多片濕式盤(pán)式制動(dòng)器，行走顛簸減震等先進(jìn)技術(shù)，并綜合液壓，微電子和信息技術(shù)制造，并應(yīng)用了很多智能系統(tǒng)。工作裝置連桿機(jī)構(gòu)推陳出新，各種自動(dòng)功能更趨成熟，完善。我國(guó)輪式裝載機(jī)起步較晚，其制造技術(shù)是陸續(xù)從美國(guó)、德國(guó)和日本等國(guó)家引進(jìn)的。目前我國(guó)輪式裝載機(jī)生產(chǎn)技術(shù)水平只相當(dāng)于發(fā)達(dá)國(guó)家20世紀(jì)80年代的制造水平。雖然目前國(guó)內(nèi)輪式裝載機(jī)生產(chǎn)廠家群雄并立，并且有增無(wú)減，但國(guó)內(nèi)的企業(yè)自主開(kāi)發(fā)創(chuàng)新能力較弱，產(chǎn)品更新?lián)Q代以適應(yīng)市場(chǎng)需求的能力較差，不能及時(shí)適應(yīng)市場(chǎng)的需求。在生產(chǎn)制造中，工藝裝備水平和生產(chǎn)能力較低，造成關(guān)鍵零部件技術(shù)不過(guò)關(guān)，整機(jī)的可靠性，故障率，使用壽命，機(jī)電液一體化水平，外觀質(zhì)量，操作的靈活性和舒適性方面與先進(jìn)國(guó)家產(chǎn)品相比差距較大。其發(fā)展體現(xiàn)出以下一些趨勢(shì)：（1）大型和小型輪式裝載機(jī)，在近年的發(fā)展過(guò)程中，受到客觀條件及市場(chǎng)總需求量的限制。競(jìng)爭(zhēng)最為激烈的中型裝載機(jī)更新速度將越來(lái)越快。（2）各生產(chǎn)廠家根據(jù)實(shí)際情況，重新進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，優(yōu)化各項(xiàng)性能指標(biāo)，強(qiáng)化結(jié)構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度，以使整機(jī)可靠性得到提高。（3）優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)性能。（4）利用電子技術(shù)及負(fù)荷傳感技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)變速箱的自動(dòng)換擋及液壓變量系統(tǒng)的應(yīng)用，提高效率，節(jié)約能源，降低裝載機(jī)作業(yè)成本。（5）提高安全性和舒適性。（6）降低噪聲排放，強(qiáng)化環(huán)保指標(biāo)。（7）廣泛使用新材料、新工藝、新技術(shù)，特別是機(jī)電液一體化技術(shù)，提高產(chǎn)品壽命和可靠性。（8）最大限度的簡(jiǎn)化維修，盡量減少保養(yǎng)次數(shù)和維修時(shí)間，增大維修空間，普遍采用電子監(jiān)視及監(jiān)控技術(shù)，進(jìn)一步改善故障診斷系統(tǒng)，提高排除問(wèn)題的方法?，F(xiàn)有的輪式裝載機(jī)還有很大的的設(shè)計(jì)和改進(jìn)空間，文獻(xiàn)[1][4]重點(diǎn)對(duì)裝載機(jī)的基本構(gòu)造等進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹。裝載機(jī)是由許多總成和零部件組合起來(lái)的一個(gè)有機(jī)的整體, 整機(jī)技術(shù)性能的好壞是體現(xiàn)設(shè)計(jì)是否成功的主要標(biāo)志。在現(xiàn)代建模技術(shù)發(fā)達(dá)的現(xiàn)代，基于proe和cad的裝載機(jī)設(shè)計(jì)與動(dòng)態(tài)模擬顯示更好的使裝載機(jī)性能，安全等方面大大加強(qiáng)，文獻(xiàn)[5][10] 對(duì)輪式裝載機(jī)工作裝置的現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法進(jìn)行了系統(tǒng)、深入的專(zhuān)門(mén)研究，裝載機(jī)工作裝置優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上, 對(duì)工作裝置三維實(shí)體設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討和研究,實(shí)現(xiàn)了裝載機(jī)工作裝置三維實(shí)體參數(shù)式交互設(shè)計(jì), 建立了裝載機(jī)工作裝置三維實(shí)體設(shè)計(jì)系統(tǒng)。本次設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)分為六部分，是對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的描述和總結(jié)。第一部分：前言；第二部分：輪式裝載機(jī)總體參數(shù)確定；第三部分：輪式裝載機(jī)總體布置；第四部分：裝載機(jī)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)；第五部分：輪式裝載機(jī)工作裝置設(shè)計(jì)；第六部分：液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)。這次設(shè)計(jì)主要采用傳統(tǒng)的以人工計(jì)算為主的設(shè)計(jì)方法，參照國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有成熟機(jī)型數(shù)據(jù)，從中選優(yōu)，以便能更好的設(shè)計(jì)要求，本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)為總體設(shè)計(jì)，重點(diǎn)在總體參數(shù)計(jì)算，總體布置，和穩(wěn)定性計(jì)算。由于本人水平有限，設(shè)計(jì)中必定存在不少錯(cuò)誤，請(qǐng)同學(xué)和老師指正。2輪式裝載機(jī)總體布置總體布置的合理與否，直接影響整車(chē)的使用性能與即使經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，是總體設(shè)計(jì)的主要任務(wù)之一。各部件在車(chē)上的布置基準(zhǔn)的選擇：選取前后車(chē)橋中心連線作為上下位置的基準(zhǔn)；通過(guò)前橋軸線垂直地面的平面為前后位置的基準(zhǔn)；鄒游位置則以縱向?qū)ΨQ軸線為基準(zhǔn)總體布置內(nèi)容應(yīng)包括以下幾個(gè)方面：（1）確定各個(gè)部件在整機(jī)上的位置，并對(duì)外形尺寸提出要求；（2）確定各部件之間、部件與整機(jī)之間的連接方式；（3）估算整機(jī)重量幾重心位置，并對(duì)各部件的重量提出要求；（4）布置各個(gè)操縱機(jī)構(gòu)、機(jī)棚、駕駛室等；（5）審核各運(yùn)動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)空間，排除可能發(fā)生的運(yùn)動(dòng)干涉；（6）定出標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和系列化的零、部件的名細(xì)表?？傮w布置的原則總體布置時(shí)要考慮以下幾條原則：（1）保證整機(jī)的穩(wěn)定性；（2）結(jié)構(gòu)緊湊、并有較高的傳動(dòng)的效率；（3）便于操作和維修，工作安全可靠；（4）外形平整美觀?？傮w布置的基準(zhǔn)選擇總體布置時(shí)，應(yīng)注意以下幾個(gè)基準(zhǔn)選擇：（1）通過(guò)后橋中心線的水平面，為上、下位置的基準(zhǔn)面；（2）以通過(guò)后橋中心線的垂直面，為前、后位置的基準(zhǔn)面；（3）以整機(jī)的鉛垂縱向?qū)ΨQ面，為左右位置的基準(zhǔn)面。發(fā)動(dòng)機(jī)一般置于裝載機(jī)后部，起著對(duì)前置鏟斗中負(fù)荷的平衡作用，并增加裝載機(jī)的穩(wěn)定性。發(fā)動(dòng)機(jī)是預(yù)選現(xiàn)成的，故主要尺寸均已知。根據(jù)載荷分配確定發(fā)動(dòng)機(jī)相對(duì)后橋中心的前后位置，并參考同類(lèi)型裝載機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)布置來(lái)確定曲軸中心線相對(duì)車(chē)架上線的高度。發(fā)動(dòng)機(jī)位置的布置要結(jié)合傳動(dòng)系各總成的結(jié)構(gòu)和整機(jī)的使用要求全面考慮。發(fā)動(dòng)機(jī)位置確定后，即可安排變矩器、變速器的位置然后確定傳動(dòng)軸數(shù)目。本設(shè)計(jì)采用變速箱獨(dú)立布置，發(fā)動(dòng)機(jī)與變矩器組成一體的方案。如圖1發(fā)動(dòng)機(jī) 2變矩器 3變速箱、變矩器、和變速箱的鏈接方式其特點(diǎn)是：各總成獨(dú)立支撐，因而在某一部件發(fā)生故障時(shí)，可以在不影響其他部件的條件下拆卸，便于修理；發(fā)動(dòng)機(jī)前后位置不受變速箱位置的影響，可向后移動(dòng)，減少配重，有利于整車(chē)重量的合理分配；可根據(jù)不同機(jī)種配置不同的變矩器和變速箱，零部件通用性強(qiáng)，有利于組織專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)。鉸接式裝載機(jī)前后車(chē)架鉸接點(diǎn)的位置對(duì)整機(jī)性能、運(yùn)行阻力、轉(zhuǎn)向阻力和穩(wěn)定性均有顯著影響。目前國(guó)外大多數(shù)裝載機(jī)的鉸接點(diǎn)均布置在軸距的中點(diǎn)，車(chē)輛行駛時(shí)，其前后輪的軌跡始終相同。其優(yōu)點(diǎn)是：后輪始終沿著由前輪滾壓過(guò)的車(chē)轍運(yùn)行，減少了運(yùn)行阻力，其車(chē)轍的轉(zhuǎn)向半徑最小，可通過(guò)狹窄，難走的地段。前橋內(nèi)、外側(cè)輪的轉(zhuǎn)速和等于后橋內(nèi)、外側(cè)輪的轉(zhuǎn)速和，當(dāng)雙軸驅(qū)動(dòng)時(shí)，前后軸間無(wú)轉(zhuǎn)速差，減少了輪胎的磨損。工作裝置布置在整車(chē)的前端，結(jié)合工作裝置的設(shè)計(jì)要求確定動(dòng)臂與車(chē)架鉸點(diǎn)的位置。假如動(dòng)臂長(zhǎng)度不變，鉸點(diǎn)布置向前，最大卸載距離大，但由鏟斗中載荷作用的傾翻力矩增加，為減小此