【正文】 理工大學畢業(yè)設計論文（說明書） 21 小些。 3)確定動臂與機架的鉸接點 A ① 1 以 G 點為圓心，使鏟斗順時針轉動，至鏟斗斗口與 x 軸平行為止，即工況 Ⅱ。 2）確定動臂與鏟斗的鉸接點 G 由于 G 點的 x 坐標值越小，轉斗崛起力就越大，所以 G 點靠近 O 點是有利的， 但它受斗底和最小離地高度的限制，不能隨意減小；而 G 點的 y 坐標值增大時，鏟斗在料堆中的鏟取面積增大，裝的物料多，但縮小了 G 點與連桿鏟斗鉸接點 F 的距離，使崛起力下降。此為鏟斗插入料堆時的位置，即工況Ⅰ。 1）確定坐標系，畫鏟斗工況簡圖。 圖 214 正轉五桿機構 .2 圖解法設計連桿機構尺寸參數(shù) 圖解法是在初步確定了最大卸載高度、卸載距離、最小卸載距離、卸載角、輪胎尺寸、鏟斗到前輪中心距和鏟斗幾何尺寸等整機主要參數(shù)后進行的， 通過在坐標圖上確定工況Ⅱ時工作機構的鉸接點的位置來實現(xiàn)的。當鏟斗反轉鏟取物料時，短連桿與活塞桿在油缸拉力和鏟斗重力作業(yè)下成一直線，如同一桿；但鏟斗卸載時，短連桿能相對活塞桿轉動，避免了活塞桿與斗底相碰。為避免碰撞，需把斗底制造成凹形，這樣既減小了斗容，又增加了制造難度，而且鏟斗也不能實現(xiàn)自動放平。 圖 212 轉斗油缸前置式反轉六桿機構 （ 3）正轉絲桿機構 正轉四桿機構（如圖 213）是連桿機構中最簡單的一種，它容易保證四桿機構實現(xiàn)鏟河南理工大學畢業(yè)設計論文（說明書） 19 斗舉升平動，此機構前懸較小。 211 轉斗油缸后置式反轉六桿機構 5) 轉斗油缸前置式反轉六桿機構 如圖 212 所示，鏟掘時靠小腔進油作用。轉斗油缸后置式反轉六桿機構有如下優(yōu)點：轉斗油缸大腔進油時轉斗，并且連桿系統(tǒng)的倍力系數(shù)能設計成較大值，所以可獲得較大的掘起力；恰當?shù)剡x擇各構件尺寸，不能能得到良好的鏟斗平動性能，而且可以實現(xiàn)鏟斗自動放平；結構十分緊湊，前懸小，駕駛員視野好。但組成工作裝置的各構件不易布置在同一平面內，構件受力狀態(tài)較差。轉斗油缸布置在動臂下方。缺點是轉斗油缸與車架的鉸接點位置較高，影響了駕駛員的視野，轉斗時油缸小腔進油，鏟掘力相對較??；為了增大鏟掘力，需提高液壓系統(tǒng)壓力或加大鏟斗油缸直徑，這樣質量會增大。 河南理工大學畢業(yè)設計論文（說明書） 17 圖 28 轉斗缸前置式正轉六桿機構 2) 轉斗油缸后置式正轉六桿機構 如圖 29 所示。同八桿機構相比，結構簡單，駕駛員視野較好。 1) 轉斗油缸前置式正轉六桿機構 如圖 28 所示。 （ 1）正轉八桿機構 如圖 27所示為正轉八桿機構，正轉八桿機構 在油缸大腔進油時轉斗鏟取，所以鏟掘力較大；各構件尺寸配置合理時，鏟斗具有較好的舉升平動性能；連桿系統(tǒng)傳動比較大，鏟斗能獲得較大的卸載角和卸載速度，因此卸載干凈、速度快；由于傳動比大，還可適當減小連桿系統(tǒng)尺寸，因而駕駛員視野得到改善，缺點是機構結構較復雜，鏟斗自動放平性較差。由于其結構簡單，特別是對于輪式底牌容易布置，因此廣泛應用于輪式裝載機。按工作機構的構件不同，可分為四桿式、五桿式、六桿式和八桿式等。此外，連桿機構還應具有良好的動力傳遞性能，在運轉中不與其他機件發(fā)生干涉，使駕駛員視野良好，并且有足夠的強度和剛度。通常要求鏟斗在動臂的整個過程中（此時鏟斗液壓缸閉鎖）角度變化不超過 15176。上鉸接點與下鉸接點的距離 (稱斗鉸連線 )不宜過大，否則將增加鏟斗連桿機構的尺寸，給結構布置帶來一定困難。下鉸接點距斗底高度 h=(～ )R。下鉸接點靠近鏟斗切削刃，則轉斗時力臂小，有利于增加作用在斗刃上的掘起力。 鏟斗截面各邊尺寸計算 斗底長度： Lg=Rλg= = 斗后壁長度： Lz=Rλz= = 擋板高度： Lk=Rλk= = 斗底圓弧半徑： r=Rλr= = 鏟斗上下鉸接點位置的確定 鏟斗的下鉸接點即與動臂的連接鉸接點。 γ1=13176。河南理工大學畢業(yè)設計論文（說明書） 15 =。 在設計當中，鏟斗的額定容量由表 21 給出 Vr=179?！?52176。 —鏟斗的內側寬度， m； λg—鏟斗的斗底長度系數(shù)， λg=～ ； λz—后壁的長度系數(shù) ， λz=～ ； λk—擋板的高度系數(shù) ， λk= ； λr—圓弧的半 徑系數(shù) ， λr=錯誤 !未找到引用源。 （ m） (21) 式中 Vr—鏟斗的額定容量， m179。鏟斗的回轉半徑尺寸可按下式計算。 鏟斗回轉半徑的計算 設計時，把鏟斗的回轉半徑 R(即鏟斗與動臂鉸接點至切削刃之間的距離 )作為基本參數(shù)，鏟斗的其他參數(shù)則作為 R 的函數(shù)。 綜上所得，根據(jù)本次設計任務的要求，裝載機工作裝置要求結構簡單，并且考慮到產(chǎn)品河南理工大學畢業(yè)設計論文（說明書） 14 成本與經(jīng)濟實用性。同整體前卸式鏟斗相比，推卸式鏟斗的結構復雜一些，且需另用動力推卸。這種鏟斗因為沒有側板，插入阻力小，裝載效率高，特別是在裝載機用于填溝或在狹窄場地往側旁的運輸設備進行裝載作業(yè)時，其優(yōu)點就更加顯著了。 2)側卸式鏟斗 側卸式鏟斗如整體式一樣，可以往機器前方卸料。 （ 2）鏟斗的種類 鏟斗按卸 載方式一般可分為整體前卸式、側卸式、推卸式和底卸式等數(shù)種。 5)斗底 斗前壁與與斗后壁用圓弧連接，構成弧形斗底。 4)鏟斗側刃 因為側刃參與插入工作，為減小插入阻力，側壁前刃應與應與斗前壁成銳角，弧線或折線側刃鏟斗的插入阻力比直線側刃要小。 斗齒的形狀和間距對切削阻力是有影響的。 3)斗齒 鏟斗斗刃上可以有斗齒．也可以沒有斗齒，若斗刃上裝有斗齒時，斗齒將先于切削刃插人料堆，由于它比壓大 (單位長度插入力大 )，所以比不帶齒的切削刃易于插入料堆，插人阻力能減小 20%左右，特別是對料堆比較密實、大塊較多的情況，效果尤為顯著。 根據(jù)設計任務 書要求，此工作裝置需進行鏟平工作，且工作條件相對良好，所以選用直線型切削刃。前者形式簡單，有利于鏟平地面，但鏟裝阻力大。斗體采用低碳、耐磨、高強度鋼板焊接制成。而深底鏟斗則恰恰相反。在斗容量相同情況下，前者開口尺寸較大，斗底深度較小，即斗前壁較短，而后者則正好相反。如圖 25 所示。 鏟斗的結構和種類 （ 1）輪式裝載機的鏟斗斷面形狀一般為“ U”形，用鋼板焊接而成，常見的鏟斗結構如圖 24 所示。） 45 F 鏟斗到前輪中心距離 (mm) 2320 G 掘起角（ 176?？紤]各構件的厚度遠小于其它兩個方向的厚度，可以認為均為板類零件 。橫梁 也為矩形管 。對其做有限元靜力分析中，認為工作裝置各鉸接處沒有相對轉動。各構件之間由 銷軸 聯(lián)接，有相對轉動。 (7)應盡量減小工作裝置的前懸、長度和高度，以提高裝載機的穩(wěn)定性和司機的視野。既能提高裝載工作效率，又可減輕司機的勞動強度。當?shù)竭_裝載點時，鏟斗正好呈開始插入狀態(tài)，即可開始新的裝、運、卸工作循環(huán)。 (5)鏟斗自動放平。為此，鏟斗瞬時地卸料角均須大于或等于 45176。 (4)保證必要的卸料角、卸料高度和卸料距離。絕對要求鏟斗舉升過程中的平動是很困難的，它將給設計工作帶來諸多麻煩，并將急劇降低工作裝置的其他性能。 (2)工作裝置連桿機構能產(chǎn)生較大的插入和掘起力，功耗低，零部件受力狀態(tài)良好。 (2)插入和鏟取能力大 、能耗?。? (3)結構和工作尺寸適應生產(chǎn)條件需要； (4)零部件受力狀態(tài)良好，強度和壽命合理； (5)結構簡單、緊湊，制造、維修容易，操作、使用方便； 輪式裝載機除滿足上述 5 條基本要求外，還應由下列特點和要求： (1)由于鏟斗寬度和容積都較大，所以鏟裝阻力大，裝滿系數(shù)小。 河南理工大學畢業(yè)設計論文（說明書） 9 卸載結束后，操作舉升缸下放動臂，實現(xiàn)鏟斗自動放平，再次進入地面插入工況，并進行下一循環(huán)作業(yè)過程。此時，UG=UG6, U=U 上收 (5)上限卸料工況 V 在上限收斗工況 IV 下，操作轉斗缸翻轉鏟斗，向運輸車輛或固定料倉卸料。 UG=UG7, U=U運輸。 (一般由用戶確定 )。 UG=UG4, U=U2=40176。 (通常取其上限值 )。此時， UG=UG4, U=Ui=5176。動臂與車架鉸接，操縱動臂油缸即可舉升或降落動臂和鏟斗。在一般情況下，由鏟斗、動臂、動臂后座、叉子掛接框以及轉斗油缸和動臂油缸等組成。 第二章 裝載機鏟斗運動機構 裝載機鏟斗運動機構的結構形式和布置 鏟斗運動機構是裝載機的重要組成部分。 （ 3）培養(yǎng)學生綜合運用理論知識去分析問題和解決實際問題；培養(yǎng)學生探求真理的創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力。能夠綜合運用機械設計、機械制造等基礎知識解決工程實際問題。所以本課題也是在建立一個合理的裝載機分析模型方面的一個探索。 本課題研究目的和意義 本課題以 TZ08D 裝載機為實例，結合現(xiàn)代計算機技術，利 用 CAD 軟件進行基礎設計，然后利用 PRO/E 軟件建立裝載機鏟斗運動機構模型。制動器的驅動機構一般采用加力裝置，其動力源有壓縮空氣，氣頂油和液壓式三種。 （ 4） 在選用裝載機時，還要充分考慮裝載機的制動性能，包括多個在制動、停車制動和緊急制動三種。其中 關鍵部位 是變矩器形式的選擇。 表 11 裝載機的型號表示方法 組 型 代 號 代號含義 主參數(shù) 名稱 單位表示法 裝載機 Z（裝） 履帶式 Z 履帶式裝載機 裝載能力 t 輪胎式 L（輪） ZL 輪胎式裝載機 裝載的選用原則 （ 1） 機型的選擇：主要依據(jù)作業(yè)場合和用途進行選擇和確定。 ③ 后卸式：前端裝、后端卸、作業(yè)效率高、作 業(yè)的安全性欠好。 （ 4） 、行走結構： ① 輪胎式：質量輕、速度快、機動靈活、效率高、不易損壞路面、接地比壓大、通過性差、但被廣泛應用； ② 履帶式：接地比壓小，通過性好、重心低、穩(wěn)定性好、附著力強、牽引力大、比切入力大、速度低、靈活性相對差、成本高、行走時易損壞路面。 ④ 功率大于 515kw 為特大型裝載機 。 ② 功率在 74～ 147kw 為中型裝載機 。履帶式裝載機的動力裝置也是柴油機，機械式傳動系統(tǒng)則采 用液壓助力濕式離合器或濕式雙向液壓操縱轉向離合器和正轉連桿機構的工作裝置。輪胎式裝載機采用柴油機為動力裝置，液力變矩、動力換檔變速箱、雙橋驅動等組成的液力機械式傳動系統(tǒng)（小型輪胎式裝載機有的采用液壓傳動或機械傳動），液壓操縱，鉸接式車架轉向，反轉桿機構的工作裝置。 （ 1） 、行走裝 置的不同： 裝載機分為輪胎式和履帶式兩種。 8)最大限度地簡化維修盡量減少保養(yǎng)次數(shù)和維修時間，增大維修空間，普遍采用電子監(jiān)視及監(jiān)控技術，進一步改善故障診斷系統(tǒng)，提供司機排除問題的方法 。隨著人們環(huán)保意識的增強 ，降低裝載機噪聲和排放的工作已迫在眉捷，現(xiàn)在許多大城市已經(jīng)制定機動車的噪聲和排放標準，工程建設機械若不符合排放標準，將要限制在該地區(qū)的銷售。駕駛室逐步具備 FOPS＆ ROPS 功能，駕駛室內環(huán)境將向汽車方向靠攏，方向盤、座椅、各操縱手柄都能調節(jié)，使操作者處于最佳位置工作。 4)利用電子技術及負荷傳感技術來實現(xiàn)變速箱的自動換擋及液壓變量系統(tǒng)的應用，提高效率、節(jié)約能源、降低裝載機作業(yè)成本。 3)細化系統(tǒng)結構。競爭最為激烈的中型裝載機更新速度將越來越快。從仿制仿造向自主開發(fā)過渡，各主要廠家不斷進行技術投入，采用不同的技術路線，在關鍵部件及系統(tǒng)上技術創(chuàng)新，擺脫目前產(chǎn)品設計雷同，無自己特色和優(yōu)勢的現(xiàn)狀，從低水平的無序競爭的怪圈中脫穎而出，成為裝載機行業(yè)的領先者。 河南理工大學畢業(yè)設計論文（說明書） 3 圖 11 徐工 LW1200K 2021 年 11 月 23 日，在 baumachina2021 展會隆重舉辦之際，徐工科技震撼推出國內最大噸位 裝載機 ——LW1200K，并當場銷售，在二十一世紀第二個十年到來之際，引領中國裝載機產(chǎn)品技術發(fā)展進入新時代。 因此，中國裝載機企業(yè)必須抓住新的發(fā)展形勢，在產(chǎn)品研發(fā)上體現(xiàn)差異化戰(zhàn)略 和成本領先戰(zhàn)略 ，繼續(xù)加強行業(yè)以企業(yè)國家級技術中心和高校及科研院所為主體的科研開發(fā)體系建設，打造價值鏈營銷，加強品牌建設，提升品牌價值，只有這樣才能在新形勢 下立于不敗之地 。 中國裝載機工業(yè)在發(fā)展的同時，一些問題也日益顯露出來。 2021 年 111 月，裝載機 26 家主要企業(yè)累計銷量為 143794 臺，同比（ 109397 臺）增加 34397 臺，增幅為 ％；累計出口為 8606 臺，占累計銷量的 ％，同比（ 3234 臺）增加 5372 臺，增幅達 ％。因此，目前我國已經(jīng)成了世界上裝載機產(chǎn)銷大國。第二代變化不很大，第三代變化稍大一些。 河南理工大學畢業(yè)設計論文（說明書） 2 到 70 年代末、 80 年代初我國裝載機制造企業(yè)已增加至 20 多家，初步形成了我國裝載機行業(yè) 。制訂標準時，保留用 Z 代表裝載機，用 L 取代 “4”代表輪式，改 Z450 為 ZL50，就這樣制訂出了以柳工 ZL50 型為基型的我國 ZL 輪式裝載機系列標準，這是我國裝載機發(fā)展鳴上的重大轉折點。該機在總體性能方面具有動力性好，插入力有掘起力大、機動靈活、操縱輕便、作業(yè)效率高等一系列優(yōu)點。 Z450 型裝載機具有液力機械傳動、動力換擋、雙橋驅動、液壓操縱、鉸接式動力轉向、氣推油加力制動等現(xiàn)代輪式裝載機的基本結構，為