【正文】 由設計任務書和設計要求，對于本次 ZL50 裝載機的設計采取以下方案： 在鏟斗部分，采用無鏟斗托架式結構；油缸的布置形式為立式布置形式。機器銘牌上標稱的斗容通常為堆裝的容積。后者又有 V 形和弧形等，由于這種刃中間突出，鏟斗插入料堆時可使插入力集中作用在斗刃的中間部分，所以插入阻力較小，容易插入料堆，并有利于減少偏載插入，但鏟斗裝滿系數要比前者小。裝配時，先置入有彈性的金屬橡皮，然后再從上邊或從下邊往方形銷孔中打入鋼銷 3 即可。若取物料 與鋼板的摩擦因數 f =，則摩擦角φ≈ 22176。由試驗得知，插入阻力隨鏟入料堆的深度而急劇增加。 通過以上的介紹，結合從現場采集來的大概參數，本次設計的具體參數初定如下： 鏟斗圓弧半徑 r： 350mm 底壁長 l： 700mm 后壁高 h： 400mm 張開角 γ ： 48176。 ~60176。當舉升動臂時，若假定動臂為固定桿，則可把機架 AD 視為輸入桿，把鏟斗 GF 看成輸出桿，由于 AD 和 GF轉向相反，所以叫反轉六桿機構。的前傾角。 12 ?????? ???????????? )1(2 ?kz bbHdRy （ ） 式中 zy Z點的 y 坐標值， mm wd 輪輞直徑， mm wb 輪胎寬度， mm wbH 輪胎斷面高度與寬度之比（普通輪胎取 1，寬面輪胎去 ，超寬面輪胎取 ） ? 輪胎變形系數（普通輪胎為 ~，寬面輪胎取 ~） ③ 根據給定的最大卸載高度 hx，最小卸載距離 lx 和和卸載角 x? ，即高位卸載工況。 連桿與鏟斗和搖臂的兩個鉸接點 F、 E的確定 因為 G、 B兩點已被確定，所以再確定 F 點和 E點實際上是為了最終確定與鏟斗相連的四桿機構 GFEB 的尺寸。綜合考慮這些因素，所以動臂舉升油缸都布置在前橋與前后車架的鉸接點之間的狹窄空間里。 如果將對稱載荷和偏載情況分別與上述三種典型受力工況相組合，就可得到鏟斗六種典型的受力作用工況 作用工況 4 水平偏載工況 5垂直偏載工況 6水平垂直偏載同時作用工況。當鏟斗回轉 a角后，其轉斗阻力矩 aM 為 )1(0 naa caMM ?? （ ） 式中 3lg2lg00aMMMn aaa????????? ??? 00)( 1aaan M MMac ????? a? 鏟斗離開料堆時的翻轉角度 aM? 鏟斗離開料堆時，由物料重力產生的阻力矩， N對于危險斷面 11，在此斷面上作用有彎曲應力和正應力，以其合成應力所表示的強度條件為 ? ??? ?? AM （ ） bdRA ??? )2( （ ） 由式 得到： 0 )( ????A = m2 得到： ? ??? ??? 6 8 6 8 0 9 50 0 6 3 2 6 9 20 000 000 Pa 強度通過 19 第 3 章 液壓系統(tǒng)的設計和計算 初選系統(tǒng)的工作壓力 壓力的選擇要根據載荷的大小和設備類型而定。有導向環(huán)。 1 502660FN? 2 376990FN? 選用 45 鋼作為活塞桿材料，調質處理，表面鍍 rG m?3020? 。 （ 1）活塞桿的強度計算： 活塞桿在穩(wěn)定工況下，只受軸向推力或拉力，可以近似地用直桿承受拉壓載荷的簡單強度計算公式計算： 24 62104pFd??????? MPa ?? 滿足條件 其中 F 活塞桿作用力， N d 活塞桿直徑， m p? 材料的許用應力 . bp n?? ?， n=3～ 5，取 n=3 則 MPap ?? 活塞桿的螺紋和退刀槽等結構往往是活塞桿上的危險截面，此處的合成應力應滿足 2???? MPa MPaa ?? 滿足條件 其中 2F 活塞桿拉力 N 2d 危險截面直徑 m 取 mmd 562 ? 缸筒 （ 1）流量的計算 ,活塞的運動速度為單位時間內壓力油推動活塞移動的距離。一般液壓缸缸體長度不應大于內徑的 20～ 30倍。 缸筒內徑 D的圓度、錐度、圓柱度不大于內徑公差的 1/2。 （ 1）按強度條件校核，當活塞桿長度 L 小于等于 10d 時，按強度條件校核活塞桿直徑 d (m) 設計活塞桿的實際長度為 L=1114mm，所以由 d ? ??? 24F? 式中 1F —— 活塞桿推力（ N ）； [? ]—— 活塞桿材料許用應力（ aP ）； [? ]= 1/ns? 式中 s? —— 材料屈服極限（ aP ）； 1n —— 屈服安全系數，一般取 ～ 2。導向套外圓與內孔的同軸度公差定為 ，圓度和圓柱度公差不大于直徑公差的 1/2。 故，該銷軸滿足強度要求。 CBG125 型齒輪泵的主要技術參數為： 排量： 125 ML/r 額定壓力： 16 MPa 最高壓力： 20 MPa 額定轉速： 2020 r/min 最高轉速： 2500 r/min 容積效率： 91% 總效率： 85% 驅動功率： KW 重量： kg 油箱的設計 任何液壓系統(tǒng)都不可少的部分，用以儲存液壓傳動的工作介質，郵箱中的液壓油經液壓泵增壓后供應給液壓系統(tǒng)，在液壓系統(tǒng)中完成工作后的油液又返回油箱。 管道及管接頭的選擇 （ 1）泵站及流量較大的管路可以使用硬管，硬管內徑可按下式計算： mmvQd ?? d —— 管道內徑 mm Q —— 通過管道的最大流量 L/min V —— 管道內液流允許流速 m/s，通常 V =5m/s 則 mmd 36? 管子壁厚的計算： 管子壁厚可用公式得到 ? ? mmpd 10602 4010162 66 ??? ???? ?? （ ） 33 取整 式中 p 工作壓力 d 管子內徑 ??? 許用應力 （ 2）管接頭的選擇 ,在選擇管接頭的原則是，必須使它具有足夠的通流能力和較小的壓力損失，同時做到裝卸方便，聯結牢固，密封可靠，外形緊湊。在設計過程中，我經常遇到各種各樣的問題，有的是由于知識方面的不足而導致的，有的是由于設計經驗方面的不足 而導致的。在此，謹向導師表示崇高的敬意和衷心的感謝！在寫論文的過程中，遇到了很多的問題，在老師的耐心指導下，問題都得以解決。在論文的寫作過程中遇到很 35 多困難和障礙，都在同學和指導老師的幫助下度過了，在這里非常感謝指導老師和同學們，也感謝這篇論文所涉及到各位學者所提供的研究文獻資料。由于不考慮其性能，通常 7 3 . 29 5 5 0 9 5 5 0 3 5 0 . 52020pT N mn? ? ? ? ? （ ） 式中 CT —— 理論轉矩 Nm P 、 n —— 分別為驅動功率（ kW）和轉速（ r/min）。 過濾器的選用 選擇過濾器的依據是：過濾精度、通油能力、工作壓力、允許壓降、過濾器的類型等。油泵的流量應保證實現油缸的最大運動速度。 密封件、防塵圈 根據液壓缸類型和尺寸，選取活塞密封件為 Yx 型密封圈，活塞桿密封件 0 型密封圈。內裝有 30 密封裝置以保證缸筒有桿腔的密封。 此外，通往油口的內孔口必須倒角，不允許有飛邊、毛刺，以免劃傷密封件。缸蓋材料為 35 鋼。 （ 3）對缸筒的要求： 有足夠的強度，能長期承受工作壓力及短期動態(tài)壓力而不致永久變形； 有足夠的剛度，能承受活塞側向力和安裝的反作用力而不致產生彎曲； 內表面與活塞密封件及導向環(huán)的摩擦力作用下，能長期工作而磨損少，尺寸公差等級和形位公差等級足以保證活塞密封件的密封性； 需要焊接的缸筒還要求有良好的可焊性，以便在焊上法蘭或管接頭后不至于產生裂紋或過大的變形。安裝活塞的軸頸與外圓的同軸度公差要求不大于 ，為了保證活塞桿外圓與活塞外圓的同軸度，以避免活塞與缸筒、活塞桿與導向套的卡滯現象。 表 工程液壓缸技術參數 缸徑/mm 活塞桿直徑 /mm 推力 /N 額定工作壓力 16MPa 2 拉力 63 32 35 45 20200 37010 34480 24430 90 45 50 63 101790 76340 70370 51910 140 70 80 100 246300 184730 165880 120640 180 90 100 125 407150 305360 281490 210800 200 100 110 140 502660 376990 350660 256350 250 125 140 180 785400 589050 539100 378250 活塞桿 23 活塞桿是液壓缸傳遞力的重要零件，它承受拉力、壓力、彎曲力和振動沖擊等多種作用力，必須有足夠強度和剛度。 根據裝載機縱向穩(wěn)定條件得最大掘起阻力 1GsLN L? NN 108013? 式中 sG 裝載機自重力； NGS ?? 1L 載機重心離前軸距離；假設 1L 為 21 軸距；即 mmL 16001 ? L 斗刃在地面上的支點至裝載機前輪接地點的距離；由圖得mmL 2612? 鏟斗在鏟掘位置繞 G 點上翻時，鏟斗刃口的運動方向基本上接近于垂直地面，因此可以認為轉斗油缸作用力主要克服鏟起阻力（見 圖 ） 21 圖 轉斗油缸作用力分析圖 取 0?? GM SKSF L LGNLS 4?? 取 0?? BM 12LLSS EC ?? 因 FE SS ? 124 LLL LGNLSSKSC ??? 其中 KG 為鏟斗自重力 KG N7500? L1 mm600? mmL 6512 ? mmL 4463 ? ?4L mm579 ?5L = mm1257 則 CS N340862? 考慮到連桿機構鉸點的摩擦損失，則每只轉斗油缸受力為 Cd SKnF 11 ?? 式中 n 轉斗油缸數 1?n 1K 考慮連桿機構的摩擦損失系數，取 1K ? 則 dF ?? dF N426077? 轉斗液壓缸用于轉斗，反復推拉搖臂完成鏟掘和卸載。 m HG 輪式裝載機額定載重量重力 49000 N 17 cG 鏟斗自重力 13470N BL 鏟斗中心至回轉中心 B 的水平距離 得到 BCHaz LGGMM )(0 ??? =13599+（ 49000+13470） =44834 （ N掘起阻力主要是剪切阻力。 裝載機實際作業(yè)時簡化為兩種極端受載情況：一是對稱載荷，載荷沿切削刃均勻分布，二是偏心載荷，由于鏟斗偏鏟或物料的不均勻性而導致物料對鏟斗的載荷產生不均勻分布，使載荷偏于鏟斗一側，形成偏心載荷。以免機構運動時發(fā)生自鎖； ④ 高位卸載工況時， EF 桿與 GF桿的傳動角也必須大于 10176。 A 點在平分線的位置應盡可能低一些，以提高整機工作的穩(wěn)定性，減小機器高度，改善司機視野。初定 G點坐標為（ 1130， 260）。 I插入工況 II鏟裝工況 III最高位置工況 IV高位卸載工況 V低位卸載工況 圖 反轉六桿機構簡圖 尺寸參數設計 因為圖解法比較直觀，易于掌握，故采用圖解法設計，它通過在坐標圖上確定鏟裝工況（ 圖 ）時工作裝置的 9個鉸接點的位置來實現。 對于有防溢板的鏟斗 baSBVs 20 32?? （ m3）