0032-ZL05裝載機(jī)總體及其工作裝置設(shè)計(jì)【全套5張CAD圖】

0032-ZL05裝載機(jī)總體及其工作裝置設(shè)計(jì)【全套5張CAD圖】,全套5張CAD圖,zl05,裝載,總體,整體,及其,工作,裝置,設(shè)計(jì),全套,cad 中文摘要裝載機(jī)是工程機(jī)械的主要機(jī)種之一，作業(yè)效率高，本次設(shè)計(jì)的題目是ZL05裝載機(jī)總體及其工作裝置設(shè)計(jì)，此設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容如下：裝載機(jī)總體計(jì)算及分析，包括發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)選擇，整機(jī)性能參數(shù)確定，總體參數(shù)評(píng)價(jià)，裝載機(jī)鏟裝阻力的計(jì)算，整機(jī)的自重及橋荷分配，最大牽引力計(jì)算，最大爬坡度計(jì)算。裝載機(jī)總體中工作裝置設(shè)計(jì)，包括鏟斗斗型的選擇，鉸點(diǎn)位置確定，動(dòng)臂、搖臂、拉桿長(zhǎng)度和截面形狀確定，工作裝置受力分析及校核強(qiáng)度，各鉸銷(xiāo)強(qiáng)度校核，拉桿穩(wěn)定性計(jì)算。液壓系統(tǒng)的分析與計(jì)算，包括工作液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)及壓力計(jì)算，油缸所需流量計(jì)算，油泵的選擇，液壓件的選擇，轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)的最小轉(zhuǎn)彎半徑，轉(zhuǎn)向阻力及工作壓力計(jì)算。前后車(chē)架的鉸接力式及工藝要求。此外，還在ADAMS中建立了此裝載機(jī)工作裝置的模型并進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)仿真，并且測(cè)出了其最大卸載高度和斗尖的位移速度加速度曲線(xiàn)。關(guān)鍵詞 總體設(shè)計(jì) 工作裝置 液壓系統(tǒng) 車(chē)架外文摘要Title the whole design of the loader ZL05AbstractLoader is one of the main models of the engineering machines. The homework efficiency is high. The topic of this design is the total and its work equip of the loader ZL05. The main contents of this design is as follows:The total calculation and analysis of the loader. It includes the choice of launch the machine parameter, the assurance of the whole machine function parameter, the choice of the theories leads characteristic parameter, the analysis of the theories leads characteristic parameter, the calculation of the theories leads characteristic parameter, the evaluation of the total parameter ,the calculation that the machine spade packs resistance, the whole machine of self-respect and the bridge lotus allotment, the calculation of the biggest lead the dint, the calculation of the biggest climb a slope.The design of work equip, including the choice of the spade type, the assurance of orders position, the assurance of the length to moving arm,shake arm and pulling the pole, the assurance of cutting the noodles shape, working equips analysis by dint and the school check strength, the calculation of the pulling pole stability .The analysis and calculation of the liquid presses system, including the work liquid to press the system design parameter and the pressure calculation, the discharge calculation of the oil urns needing, the choice of the oil pump, the choice of the liquid presses, the calculation of changing direction a liquid to press system of minimum turn radius, change direction resistance and work a pressure.The front and back car connects and craft request.In addition, I build up the model of this loaders work device in ADAMS and carry on sport to imitate really, I also test to find out its biggest the unloaded height and the curve of spade points movingvelocity and acceleration.Keywords the total calculation and analysis work equip the liquid presses system car connects目 錄第一章 引言11.1 設(shè)計(jì)任務(wù)和基本要求11.2 主要部件結(jié)構(gòu)形式11.3 主要技術(shù)參數(shù)1第二章 總體設(shè)計(jì)32.1 基本結(jié)構(gòu)原理圖32.2 基本參數(shù)選取與確定32.3 發(fā)動(dòng)機(jī)52.4 液壓系統(tǒng)5第三章 工作裝置設(shè)計(jì)73.1 概述73.2 鏟斗基本參數(shù)的確定73.3 動(dòng)臂設(shè)計(jì)93.4 工作裝置強(qiáng)度計(jì)算12第四章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算304.1 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分析及計(jì)算304.2 轉(zhuǎn)斗、動(dòng)臂液壓缸的選取334.3 液壓系統(tǒng)評(píng)價(jià)40第五章 車(chē)架設(shè)計(jì)415.1 前車(chē)架的設(shè)計(jì)415.2 后車(chē)架設(shè)計(jì)425.3 車(chē)架的連接425.4 車(chē)架設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)42第六章 工藝分析446.1 零件工藝性分析446.2 零件機(jī)械加工工藝文件44第七章 工作裝置仿真模型在ADAMS中的建立467.1 在ADAMS中建立六連桿機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)仿真模型467.2 卸載高度的測(cè)量517.3 六連桿裝載機(jī)鏟斗斗尖位移、速度、加速度的測(cè)量52結(jié)論56致謝57參考文獻(xiàn)58第一章 引言1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)和基本要求為適應(yīng)工程施工，市政建設(shè)及農(nóng)用水利工地的砂石灰土等各種散裝物料的裝運(yùn)需要，提出設(shè)計(jì)小型輪式裝載機(jī)的任務(wù)。基本要求：以“GB3688.184”輪式裝載機(jī)的基本系數(shù)的要求為設(shè)計(jì)依據(jù)。整機(jī)主要參數(shù)達(dá)到或超過(guò)我國(guó)同級(jí)別裝載機(jī)水平。貫徹“三化”，方便生產(chǎn)，方便用戶(hù)。力爭(zhēng)降低制造成本。1.2 主要部件結(jié)構(gòu)形式變速箱：小四輪拖拉機(jī)變速箱。驅(qū)動(dòng)橋：后橋驅(qū)動(dòng)，小四輪拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)橋。離合器：小四輪拖拉機(jī)主離合器。制動(dòng)器：小四輪拖拉機(jī)制動(dòng)器。工作裝置：?jiǎn)伟錤型反轉(zhuǎn)四連桿機(jī)構(gòu)，單搖臂、臥式動(dòng)臂油缸。車(chē)架：鉸接式車(chē)架，全部鋼板式焊接。轉(zhuǎn)向器：擺線(xiàn)轉(zhuǎn)子式全液壓轉(zhuǎn)向器。輪胎：T.5016。1.3 主要技術(shù)參數(shù)型號(hào)：ZL05額定裝載質(zhì)量(kg)： 500額定斗容量(m3)： 0.25最大卸載高度(mm)： 大于1900相應(yīng)卸載距離(mm)： 大于800軸距(mm)： 1540輪距(mm)： 1150最小離地間隙(mm)： 245車(chē)速(kmh)： 前進(jìn)： V1=1.9, V2=4.4 V3=5.97, V4=7.1 V5=13.9, V6=22.2 后退： VR1=4.58掘起力（KN）： 1100最大牽引力（N）： 9000發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率(kW)： 15機(jī)重（kg）： 180061第二章 總體設(shè)計(jì)2.1 基本結(jié)構(gòu)原理圖圖2-1 基本結(jié)構(gòu)原理圖2.2 基本參數(shù)選取與確定額定斗容：0.25m3，根據(jù)物料比重范圍可加大，一般取0.250.29 m3之間。額定載重：500。最大卸載高度：1900mm，此高度滿(mǎn)足CA141以下車(chē)輛滿(mǎn)載要求。卸載距離：800mm，能滿(mǎn)足CA141卡車(chē)要求。最大卸載角：地面與最高卸載位置均應(yīng)達(dá)到45，以滿(mǎn)足小型裝載機(jī)的多用途要求。動(dòng)臂舉開(kāi)時(shí)間：根據(jù)JB標(biāo)準(zhǔn)，參照相近規(guī)格樣機(jī)，考慮到我國(guó)裝載機(jī)液壓系統(tǒng)的壓力范圍及元件（泵，閥，接頭等）的制造質(zhì)量確定。動(dòng)臂舉開(kāi)：不大于5秒動(dòng)臂下落：不大于2.7秒卸料時(shí)間：不大于1.6秒行使速度因采用小四輪拖拉機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)，所以速度范圍相同，即：車(chē)速(kmh)： 前進(jìn)： V1=1.9, V2=4.4 V3=5.97, V4=7.1 V5=13.9, V6=22.2 后退： VR1=4.58越野性最小離地間隙：0.245m，較高，通過(guò)性好最大爬坡度：22最小轉(zhuǎn)彎半徑：3200mm最大外形尺寸：373413502363mm。（為獲得較好的通過(guò)性及緊湊的結(jié)構(gòu)外形，采用對(duì)比、差值方法，選取上述參數(shù)）主要尺寸及重量分布）軸距：1540mm）輪距：1150mm從整機(jī)靜態(tài)及動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性計(jì)算及通過(guò)性來(lái)確定上述參數(shù)。）由結(jié)構(gòu)布置及最小轉(zhuǎn)彎半徑來(lái)確定前后車(chē)架的鉸接位置，取中點(diǎn)偏前的方案。）整車(chē)重量：考慮到發(fā)動(dòng)機(jī)功率儲(chǔ)備不大，機(jī)重取Q=1800空載時(shí) 前橋：后橋=35：65滿(mǎn)載時(shí) 前橋：后橋=60：40方向機(jī)采用擺線(xiàn)式液壓轉(zhuǎn)向器，可靠性好，適應(yīng)小型裝載機(jī)使用。驅(qū)動(dòng)方式：后橋驅(qū)動(dòng)?？紤]到直接采用小四輪的傳動(dòng)系，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，降低制造成本，采用單橋驅(qū)動(dòng)。不足之處：影響牽引力的發(fā)揮，但對(duì)額定載重量為500的裝載機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)僅為15HP，基本可以滿(mǎn)足裝載散裝物料的要求。變速箱：人力換檔變速箱。這種變速箱是靠操縱桿件及撥叉夾撥動(dòng)齒輪，使不同齒輪嚙合，對(duì)嚙合換擋，換擋時(shí)，必須切斷動(dòng)力，并且有沖擊。但其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，適用于小型機(jī)械傳動(dòng)裝載。2.3 發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)：SD1100ND型）臥式、單缸、四沖程）缸徑引程：100115mm）額定轉(zhuǎn)速及功率：2200r/min，11KW）最大扭矩及轉(zhuǎn)速：450Nm，16001700r/min）燃油消耗率：250.2KW/h）凈重：185）冷卻及啟動(dòng)方式：冷凝，電啟動(dòng)2.4 液壓系統(tǒng)考慮到小型裝載機(jī)，柴油機(jī)功率不大，采用工作裝置和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)共泵的方案。選用齒輪泵：CBG1025 q=25.4ml/r，額=200rpm，nmax=3000rpm，P=16Mpa多路換向閥額定壓力：P=16Mpa額定流量：Q=63L/min型號(hào)：DL b15LTwGLGC油缸動(dòng)臂缸：HSGL0150/28E1101鏟斗缸：HSGL0163/35E130r轉(zhuǎn)向缸：HSGL0140/22E2801系統(tǒng)壓力：P=12.5MPa第三章 工作裝置設(shè)計(jì)3.1 概述裝載機(jī)的鏟掘和裝卸物料作業(yè)是通過(guò)工作裝置的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，裝載機(jī)的工作裝置是由鏟斗、動(dòng)臂、搖臂、連桿及轉(zhuǎn)斗油缸和動(dòng)臂油缸組成。鏟斗與動(dòng)臂及通過(guò)連桿或托架與轉(zhuǎn)斗油缸鉸接，用以裝卸物料；動(dòng)臂與車(chē)架及與動(dòng)臂油缸鉸接，用以升降鏟斗。鏟斗的翻轉(zhuǎn)和動(dòng)臂的升降采用液壓操縱。3.2 鏟斗基本參數(shù)的確定3.2.1 Bg的確定Bg要大于裝載機(jī)每邊輪胎寬度510cm，則Bg=1374mm3.2.2 回轉(zhuǎn)半徑R0= 圖3-1 鏟斗基本參數(shù)簡(jiǎn)圖VP /VH =1.2 VP=1.2VH=0.3m3 VH =0.25 m3B0=1346mm g=1.4 z =1.1k =0.12 b=0.35 1=100=52則 R0=615mm斗底長(zhǎng)度lg： lg=（1.41.5R0=860mm后斗壁長(zhǎng)度lz： lz=1.1R0=676.5mm擋板高度lk： lk=0.12R0=70mm鏟斗圓弧半徑R1： R1=0.35R0=190mm鏟斗與動(dòng)臂鉸銷(xiāo)距斗底高度hg： hg=20mm鏟斗側(cè)壁切削刃相對(duì)斗底的傾角0： 0=60切削刃的切削尖角0： 0=303.2.3 鏟斗斗容的計(jì)算圖3-2 斗容計(jì)算圖幾何斗容對(duì)于有擋板的鏟斗：VP=SB0a2b式中 B0=1346mm a=30mm b=595mmS=S梯形CDEB+SABG+ SGEF +S弧AGF=0.10+0.019+0.039=0.158m2VP =0.1581.346+0.0320.595=0.213m3額定斗容VH= VP +B0（ac） =0.213+0.06-0.011 =0.262m這與假設(shè)的參數(shù)基本一致，所選參數(shù)正確，無(wú)須改動(dòng)。3.3 動(dòng)臂設(shè)計(jì)3.3.1 動(dòng)臂長(zhǎng)度和形狀的確定由已知條件：Hsmax=1900mm lsmin=832mm =45HA=1300mm 作圖如下：圖3-3 動(dòng)臂計(jì)算圖動(dòng)臂長(zhǎng)度lD的確定=式中 =832mm =810mm =1900mm =1300mm=1690mm這與優(yōu)化設(shè)計(jì)所得1640相差不多。動(dòng)臂的形狀與結(jié)構(gòu)采用曲線(xiàn)型，斷面結(jié)構(gòu)型式為單板式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝性好，但其強(qiáng)度和剛度低。3.3.2 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求：從保證理想的完成鏟掘、運(yùn)輸及卸載作業(yè)要求出發(fā)，對(duì)連桿的設(shè)計(jì)提出下列要求：動(dòng)臂從最低到最大卸載高度的提升過(guò)程中，保證滿(mǎn)載時(shí)鏟斗中的物料不撒落，鏟斗后傾角的變化盡量?。ú怀^(guò)15），鏟斗在地面時(shí)后傾角取1=4246，最大卸載高度通常取=4761.在動(dòng)臂提升高度范圍內(nèi)的任一位置，鏟斗的卸載角45，以保證能卸凈物料。作業(yè)時(shí)與其它構(gòu)件無(wú)運(yùn)動(dòng)干涉。使駕駛員工作方便安全，視野寬闊。為保證連桿機(jī)構(gòu)具有較高的力傳遞效率，在設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)的構(gòu)件尺寸時(shí)，應(yīng)盡可能使主動(dòng)桿件與被動(dòng)桿件所確定的傳動(dòng)角在不超過(guò)90的情況下盡量取大一些。圖3-4 反轉(zhuǎn)式連桿機(jī)構(gòu)工作裝置連桿尺寸鉸點(diǎn)位置的確定連桿與鏟斗鉸點(diǎn)C的位置影響連桿的受力和轉(zhuǎn)斗油缸的行程。通常BC與鏟斗回轉(zhuǎn)半徑之間的夾角=92 a=0.14 lD=230mm搖臂和連桿CD要傳遞較大的插入和轉(zhuǎn)斗阻力，彎曲搖臂的夾角一般不大于30，搖臂與動(dòng)臂的的鉸點(diǎn)E布置在動(dòng)臂兩鉸點(diǎn)連線(xiàn)AB中部le偏上m處，設(shè)計(jì)時(shí)取le=（0.450.50）lD m=（0.110.18）lD e=（0.220.24）lD c=（0.290.32）lD由此確定連桿CD的長(zhǎng)度b，轉(zhuǎn)斗油缸與車(chē)架鉸接點(diǎn)的位置G及行程，則 la=280 lb =548 lc =464 m=318 e=352 b=5703.4 工作裝置強(qiáng)度計(jì)算3.4.1 工作裝置強(qiáng)度計(jì)算位置的確定分析裝載機(jī)鏟掘運(yùn)輸，提升及卸載等作業(yè)過(guò)程，發(fā)現(xiàn)裝載機(jī)在水平面上鏟掘物料時(shí)，工作裝置受力最大。3.4.2 工作裝置典型工況的選擇及外載荷的確定裝載機(jī)沿水平面運(yùn)動(dòng)，工作裝置油缸閉鎖，鏟斗插入料堆，此時(shí)認(rèn)為物料對(duì)鏟斗的阻力水平作用在切削刃上。鏟斗水平插入料堆足夠深度后，裝載機(jī)停止運(yùn)動(dòng)，向后轉(zhuǎn)斗或者提升動(dòng)臂，此時(shí)認(rèn)為鏟掘阻力垂直作用在切削刃上。裝載機(jī)在水平面上勻速運(yùn)動(dòng)，鏟斗水平插入料堆一定深度后，邊插入邊轉(zhuǎn)斗或者邊插入邊提升動(dòng)臂，此時(shí)認(rèn)為物料對(duì)鏟斗的水平阻力和垂直阻力同時(shí)作用在切削刃上。水平插入力Px的確定Px=0.6最大牽引力=0.69000=5400N掘起力 Pz=8820N3.4.3 受力分析和強(qiáng)度計(jì)算鏟斗受力分析取鏟斗為分離體，受力如圖所示圖3-5 鏟斗受力圖已知數(shù)據(jù)列表如下（單位mm N）表3-1 已知數(shù)據(jù)L1L2h1h2cPxPzGD66021570270754008820450由=0，得+=0=（+） =（540020+8820660+450215） =23.32kN= =23.32 =23.14kN= =23.32=2.84kN由=0，得2=0=（） =（88204502840） =6430N由=0，得2=0=（） =（540023140） =14270N= = =15652N= = =19.9計(jì)算結(jié)果列表如下：表3-2節(jié)點(diǎn)XzPB14270N6430N15652N7C23140N2840N23320N19.9拉桿受力分析拉桿為二力構(gòu)件，兩端受等值拉力PD=PC=23320ND=7搖臂受力分析取搖臂為分離體時(shí)，受力如圖所示：圖3-6 搖臂受力圖已知數(shù)據(jù)列表如下：?jiǎn)挝唬╩m，N）表3-3L1L2h1h2DFPD25518027027071723320由=0，得（）（）=0= =23320 =22437N= =22437 =21456.6N= =22437 =6560N=23140N=2840N由=0，得=0= =21456.623140 =44596.6N由=0，得=0= =28406560 =9400N= = =45576.5N= = =12計(jì)算結(jié)果列表如下（單位mm，N）：表3-4節(jié)點(diǎn)xzPD2314028402332019.9E44596.6940045576.512F21456.665602243717動(dòng)臂的受力分析取動(dòng)臂為分離體，其受力如圖所示：圖3-7 動(dòng)臂受力圖由=0，得（）=0= = =73177.8N與所設(shè)方向相反= =73177.8 =68764.6N= =73177.8 =25028.3N由=0，得=0= =44596.668764.614270 =18438N由=0，得=0= =6430940025028.3 =9198.3N= = =20605.1N= = =26.5動(dòng)臂受力列表如下（單位N，）：表3-5鉸點(diǎn)xzPB142706430156527E44596.6940045576.512H68764.625028.373177.820A184389198.320605.126.53.4.4 動(dòng)臂強(qiáng)度計(jì)算圖3-8 動(dòng)臂計(jì)算圖內(nèi)力計(jì)算根據(jù)上圖，計(jì)算各段內(nèi)力：軸力N，剪力Q和彎矩M01段N= =142706430 =8001NQ= =13452N=0=1522 =355.512段N= =142706430 =8850NQ= =142706430 =15.6N=355.5=5742.5 =1427057643042.5 =1086.723段N=（）（） =（1427068764.6）（643025028.3） =21715NQ=（）（） =28926N=8.5 =1086.78.525028.3 =1107.734段N= =6533.7NQ=（） =（184389198.3） =119542N=6568 =1824=30.8 =1541內(nèi)力N、Q、M如下圖所示：圖3-9 動(dòng)臂N圖圖3-10 動(dòng)臂Q圖圖3-11 動(dòng)臂M圖應(yīng)力計(jì)算校核動(dòng)臂I-IIV-IV截面的強(qiáng)度，其截面位置和截面形狀由圖繪出：圖3-12 動(dòng)臂截面計(jì)算圖截面面積F F=bh=1.8h截面抗彎模量 =54h拉應(yīng)力 =彎曲應(yīng)力 =最大應(yīng)力 =最大剪應(yīng)力 =1.5安全系數(shù) = =材料16Mn =32340N/cm2 =0.55=17787 N/cm2分析計(jì)算結(jié)果表明IIIIII截面最危險(xiǎn)，其最大安全系數(shù)為3.6，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。3.4.5 搖臂強(qiáng)度計(jì)算搖臂簡(jiǎn)化為梁，其所受內(nèi)力如圖所示圖3-13 搖臂N、Q、M圖內(nèi)力計(jì)算DE段N= =23320 =10222.8NQ= =23320 =20960N= =2096042.5 =8.9kNmEF段N= =22437 =4281.2NQ= =22437 =22024.8N如圖所示給出搖臂II和IIII截面位置及截面尺寸，截面彎矩已在M圖中標(biāo)出。圖3-14 搖臂的截面位置尺寸圖截面面積FF=2（8010908） =30.4cm2截面抗彎模量=（2801091216903）155 =258.58cm3拉應(yīng)力 =彎曲應(yīng)力 =最大應(yīng)力 =最大剪應(yīng)力 =1.5安全系數(shù) = =材料A3 =30380N/cm2 =16709 N/cm2表3-6截面內(nèi)力幾何量應(yīng)力（kN/cm2）N（kN）Q（kN）M()F(cm2)（cm3）I-I10.221830.4258.60.343.093.4310.88.82.8II-II4.3227.9530.4258.60.143.093.239.759.433.4.6 拉桿穩(wěn)定與強(qiáng)度計(jì)算穩(wěn)定計(jì)算材料 20鋼外徑 D=40mm內(nèi)徑 d=20mm長(zhǎng)度 L=570mm截面積 F=9.42cm2慣性矩 J=11.78cm4慣性半徑 i=1.118cm壓桿柔度系數(shù) =51對(duì)于20鋼的柔度=60， =90，由于=51，故為短桿，不存在失穩(wěn)問(wèn)題。強(qiáng)度計(jì)算20鋼的 =31200N/cm2拉應(yīng)力 =2475.6 N/cm2安全系數(shù)n n=12.4第四章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算工作原理圖：圖4-1 液壓系統(tǒng)工作原理圖ZL05裝載機(jī)液壓系統(tǒng)由轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和工作裝置系統(tǒng)構(gòu)成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理。4.1 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分析及計(jì)算4.1.1 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分析ZL05裝載機(jī)采用組合式（單泵）液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，優(yōu)點(diǎn)在于可獲得接近最完善的轉(zhuǎn)向性能并同時(shí)滿(mǎn)足工作裝置的需要，因?yàn)樾⌒脱b載機(jī)受總體布置的限制，不可能安裝多個(gè)泵，又由于后車(chē)架上受到總體布置的限制，分流閥安裝在前車(chē)架上，這樣比安裝在后車(chē)架上還可節(jié)約輸油管。4.1.2 液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)方案的確定液壓轉(zhuǎn)向?qū)μ岣吖こ虣C(jī)械生產(chǎn)率和改進(jìn)操作性能都是重要的，并且具有重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，對(duì)地面沖擊起緩沖作用，迅速，啟動(dòng)平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)。決定選型的主要因素有：轉(zhuǎn)向方式?？衫昧髁哭D(zhuǎn)向元件的空間。流量和轉(zhuǎn)向力矩的要求等。輪式工程機(jī)械液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)種類(lèi)很多，大致可分為：液壓機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，全液壓轉(zhuǎn)向。ZL05裝載機(jī)采用了全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，特點(diǎn)在于：采用了直接與方向盤(pán)轉(zhuǎn)向軸裝在一起的計(jì)量馬達(dá)。ZL05裝載機(jī)采用單缸轉(zhuǎn)向，計(jì)算時(shí)均以后橋不動(dòng)，前橋繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)向阻力矩計(jì)算參數(shù)：整機(jī)質(zhì)量： 1800載荷分布： 空載： 前橋 720 滿(mǎn)載： 前橋 1380輪距L： 1150mm前輪輪軸到車(chē)架鉸接距離： =600mm輪胎與路面之間的綜合阻力系數(shù)：f=0.11轉(zhuǎn)向阻力矩： =fG =0.111.3810009.8 =1.236103Nm轉(zhuǎn)向阻力矩轉(zhuǎn)向力矩轉(zhuǎn)向油缸所需提供的最大推力m=F 力臂長(zhǎng)度=通過(guò)作圖法得出為0.125m所以 =9.89103實(shí)際轉(zhuǎn)向油缸的行程=195mm轉(zhuǎn)向油缸的選取初選系統(tǒng)壓力8.2， =0.498D求大徑D D=式中： F液壓缸必須能提供的推力 P液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)壓力 D液壓缸內(nèi)徑D=45mm =22.4mm取=22mm，根據(jù)D，行程，系統(tǒng)壓力選取轉(zhuǎn)向油缸HSG012801轉(zhuǎn)向器的選擇）全偏轉(zhuǎn)角所需流量（按大腔工作計(jì)算）Q= t=3液壓缸容量 V= =則 Q=1.033考慮缸、閥泄漏，取容積效率=0.6則 =1.29）液壓轉(zhuǎn)向器排量L的確定=n=34.5q=取q=100選取轉(zhuǎn)向器 BEE1100轉(zhuǎn)向系統(tǒng)壓力力臂 r=125mm轉(zhuǎn)向阻力矩 =1236.4大腔壓力 =6.22小腔壓力 =8.2764.2 轉(zhuǎn)斗、動(dòng)臂液壓缸的選取4.2.1 轉(zhuǎn)斗、動(dòng)臂液壓缸的分析與計(jì)算轉(zhuǎn)斗液壓缸作用力的確定為了發(fā)揮裝載機(jī)的鏟掘能力，要求轉(zhuǎn)斗液壓缸作用力是以使鏟斗在鏟掘位置上翻時(shí)，裝載機(jī)后輪離地，轉(zhuǎn)斗液壓缸作用力即此平衡條件作為計(jì)算位置。圖4-2 轉(zhuǎn)斗液壓缸計(jì)算圖根據(jù)裝載機(jī)縱向穩(wěn)定條件得最大掘起阻力：= G裝載機(jī)使用質(zhì)量鏟斗在鏟掘位置繞B點(diǎn)上翻時(shí)取=0=取=0=式中為鏟斗自重，考慮到連桿機(jī)構(gòu)鉸點(diǎn)的摩擦損失=n鏟斗液壓缸數(shù)，故n=1.考慮連桿機(jī)構(gòu)的摩擦損失系數(shù)，=1.25=325mm =385mm =265mm=425mm =483mm鏟斗自重略，=0， 數(shù)值因此而放大1.2倍.=1.21.25=3.41N轉(zhuǎn)斗油缸的選取取通比系數(shù)=1.46，則D=1.782.初選系統(tǒng)壓力為16，則D=得=35.38mm，取d=35mm得D=63mm選取轉(zhuǎn)斗缸 HSGL01E1301行程=340mm動(dòng)臂液壓缸作用力確定假定動(dòng)臂液壓缸作用力僅克服最大鏟起阻力圖4-3 油缸作用力的計(jì)算簡(jiǎn)圖取=0=每次動(dòng)臂液壓缸受力為 =m=2 =1.25=0.705N動(dòng)臂液壓缸作用力 =2.53104N選擇動(dòng)臂油缸取系統(tǒng)壓力為16，通比系數(shù)=1.46即 D=1.782則 2.17=得 =30mm D=54mm取 =28mm D=50mm選用動(dòng)臂缸 HSGL01E1101行程 =465mm4.2.2 油泵的選取確定系統(tǒng)壓力=15.84=18.75一般地用轉(zhuǎn)斗油缸確定系統(tǒng)壓力，同時(shí)考慮其他因素得系統(tǒng)壓力P=16.確定系統(tǒng)流量=式中取 t=4S V=則 Q=456.52考慮泄漏及泵效率，取 =0.8 =0.91又取泵的額定轉(zhuǎn)速為1500rpm得 q=25.1所以選取齒輪泵 CBG1025其參數(shù)為： 排量 q=25.1 額定轉(zhuǎn)速 n=1500rpm 壓力 164.2.3 多路換向閥的選取型號(hào) DLb15LTwGLGC額定壓力 P=16額定流量 Q=634.2.4 管路的計(jì)算選擇內(nèi)徑選擇裝在濾油器的吸油管路流量 Q=465.52cm3/S 選 v=1.0m/s則 d=1.128=24.3mm取標(biāo)準(zhǔn)值25mm回油管路取 v=2.5 m/s則 d=15.39mm取標(biāo)準(zhǔn)值 d=15mm轉(zhuǎn)向油缸進(jìn)油管d=取速度 v=2 m/s則d取標(biāo)準(zhǔn)值 d=8mm轉(zhuǎn)向油缸回油管取 v=2.5m/s 取 d=8mm轉(zhuǎn)斗油缸進(jìn)油管取 v=2 m/sd=取d標(biāo)準(zhǔn)值 d=20mm轉(zhuǎn)斗油缸回油管取標(biāo)準(zhǔn)值 d=20mm動(dòng)臂油缸進(jìn)油管取 v=2 m/sd取標(biāo)準(zhǔn)值 d=12mm動(dòng)臂油缸回油管取 v=2.5 m/sd取標(biāo)準(zhǔn)值 d=10mm4.2.5 液壓系統(tǒng)輸入功率計(jì)算=式中 齒輪泵的容積效率 齒輪泵的總效率 P系統(tǒng)壓力 Q馬達(dá)的輸出流量所以 N輸入=11.2103W4.3 液壓系統(tǒng)評(píng)價(jià)液壓系統(tǒng)由四個(gè)部分組成，即液壓能源元件，液壓執(zhí)行元件，液壓控制元件和液壓輔助元件。ZL05裝載機(jī)采用單泵來(lái)驅(qū)動(dòng)所有機(jī)構(gòu)工作，體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，機(jī)動(dòng)靈活，這是它無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)，但由于復(fù)合動(dòng)作比較困難，因而生產(chǎn)率不高。本系統(tǒng)只有轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)和工作裝置液壓系統(tǒng)，件少，容易安裝，維修方便，安全可靠，只是由于總體布置及受小四輪拖拉機(jī)改裝等限制，一些功能因缺少元件而無(wú)法發(fā)揮。由于起重機(jī)械與工程機(jī)械的功率較大，工作環(huán)境惡劣，對(duì)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的要求越來(lái)越高，目前在起重運(yùn)輸與工程機(jī)械上普遍采用定量系統(tǒng)，變量系統(tǒng)，并向負(fù)載傳感液壓系統(tǒng)方向發(fā)展，節(jié)能液壓系統(tǒng)在起重運(yùn)輸和工程機(jī)械上的應(yīng)用有十分重要的意義。目前，液壓技術(shù)總的發(fā)展趨勢(shì)是：提高液壓元件的可靠性和效率，減少振動(dòng)和噪聲，提高液壓泵的壓力和角速度，增加液壓控制閥的過(guò)流能力和靜動(dòng)態(tài)特征，增加液壓元件的容量，延長(zhǎng)使用壽命，降低成本，擴(kuò)大使用范圍，發(fā)展小型化，組合化，發(fā)展各種節(jié)能液壓系統(tǒng)等。第五章 車(chē)架設(shè)計(jì)車(chē)架是整個(gè)裝載機(jī)的骨架，有了車(chē)架各個(gè)系統(tǒng)，各個(gè)部件才能組合一臺(tái)完整的能完成各種功能的機(jī)器。車(chē)架不僅起固定作用，零部件間的相互位置，相互間的配合尺寸，都由車(chē)架予以確定。ZL05裝載機(jī)是鉸接車(chē)架轉(zhuǎn)向，車(chē)架分為前車(chē)架，后車(chē)架和轉(zhuǎn)向架三部分。5.1 前車(chē)架的設(shè)計(jì)ZL05裝載機(jī)前車(chē)架上有多路換向閥和單支穩(wěn)流閥安裝于其上，另外前車(chē)架上有四個(gè)鉸耳，分別是兩個(gè)動(dòng)臂油缸及轉(zhuǎn)向油缸的鉸接點(diǎn)。前車(chē)架具體結(jié)構(gòu)如圖所示：圖5-1 前車(chē)架結(jié)構(gòu)圖5.2 后車(chē)架設(shè)計(jì)后車(chē)架由于受總體設(shè)計(jì)的限制，件較多。圖5-2 后車(chē)架結(jié)構(gòu)圖5.3 車(chē)架的連接前車(chē)架和后車(chē)架的連接靠的是轉(zhuǎn)向架鉸接架插入前車(chē)架套孔后，用定軸板限制其軸向移動(dòng)，前車(chē)架可做左右偏移擺動(dòng)，而且油杯進(jìn)油形成油膜，保護(hù)其不致于磨損。后車(chē)架和轉(zhuǎn)向架用鉸座連接，關(guān)節(jié)軸承是轉(zhuǎn)向架和后車(chē)架連接的關(guān)鍵部位，其作用相當(dāng)于一個(gè)球鉸，可保證后車(chē)架相對(duì)于前車(chē)架和轉(zhuǎn)向架做上下、左右擺動(dòng)。5.4 車(chē)架設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)ZL05裝載機(jī)是在小四輪基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)而成的，所以車(chē)架亦以小四輪拖拉機(jī)為藍(lán)圖。一般裝載機(jī)，后車(chē)架的擺動(dòng)是通過(guò)在后橋上裝上擺動(dòng)橋，使后輪軸相對(duì)于整車(chē)的其他部分?jǐn)[動(dòng)，而其余部分不動(dòng)。ZL05裝載機(jī)強(qiáng)調(diào)的是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而生產(chǎn)率反而變成其次的，采用轉(zhuǎn)向架而不用擺動(dòng)橋，整機(jī)穩(wěn)定性下降，由于車(chē)后部一塊擺動(dòng)，駕駛舒適性下降，駕駛員容易疲勞，引起生產(chǎn)率降低。由于ZL05裝載機(jī)不采用液力變矩器調(diào)速，所以第一次減速采用皮帶減速，后車(chē)架要安裝帶輪及皮帶張緊裝置，使后車(chē)架擁擠且使后車(chē)架復(fù)雜。雖然存在以上缺點(diǎn)，但由于能直接采用現(xiàn)成件組裝，還是有其優(yōu)越性，所以仍然采用。第六章 工藝分析加工零件名稱(chēng)：銷(xiāo)軸 材料：35圖6-1 銷(xiāo)軸零件圖6.1 零件工藝性分析主要加工面40表面精車(chē)可達(dá)到要求。右端面為一擋蓋的焊接配合面，5x45的倒角保證零件具有良好的焊接結(jié)構(gòu)。同時(shí)，右斷面還有注油孔，20的沉臺(tái)也提高了零件的結(jié)構(gòu)工藝性。側(cè)面的6孔的加工由于有了2mm的銷(xiāo)平臺(tái)也變得相當(dāng)容易，選擇右端面作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，可是零件的加工工藝性更好。6.2 零件機(jī)械加工工藝文件第七章 工作裝置仿真模型在ADAMS中的建立7.1 在ADAMS中建立六連桿機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)仿真模型7.1.1 幾何模型的創(chuàng)建啟動(dòng)ADAMS/View 程序，首先出現(xiàn)歡迎對(duì)話(huà)框，在歡迎對(duì)話(huà)框中有四種不同的啟動(dòng)方式供用戶(hù)選擇，我們選擇Create a new model 項(xiàng)，可以產(chǎn)生一個(gè)新的樣機(jī)模型及其數(shù)據(jù)庫(kù)，Model Name一欄中輸入文件名ZZJ， Gravity一欄我們選擇Earth Normal選項(xiàng)，Units一欄中我們選擇 MMKSmm，kg，N，s，deg選項(xiàng)，這就將新樣機(jī)模型的文件名、重力和單位設(shè)置好了，單擊OK按鈕即可進(jìn)行模型的建立。7.1.1.1 坐標(biāo)點(diǎn)的建立選擇主工具箱中的按鈕，然后選擇主工具箱中的Point Table按鈕，將出現(xiàn)一對(duì)話(huà)框。單擊對(duì)話(huà)框中Create 按鈕，然后輸入Point1的坐標(biāo)X、Y、Z的數(shù)值，然后單擊Apply按鈕，那么Point1就建好了。用同樣的方法依次建立Point1Point15, 最后單擊OK按鈕，point1point15就創(chuàng)建完畢了。修改名稱(chēng)，將鼠標(biāo)放在point上，單擊鼠標(biāo)右鍵，即可出現(xiàn)與point有關(guān)的彈出式菜單，將鼠標(biāo)至所選point的名上，自動(dòng)彈出下一層菜單，選擇其中的Rename選項(xiàng)。將point1point15依次改為A點(diǎn)N點(diǎn)。7.1.1.2 幾何形體的建立(1) 鏟斗幾何形體的建立選擇主工具箱里按鈕，該形體叫做拔出形體（Extrusion），我們可以對(duì)形體的拔出端面（Profile）、長(zhǎng)（Length）或拔出路徑、拔出實(shí)體或薄殼（Closed/Open）、拔出方向（向前、對(duì)中、向后）進(jìn)行選擇。我們選擇Closed并且Length中輸入50。這樣我們就定義了拔出形體是封閉的并且厚度是50mm。用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊O點(diǎn)，依次拾取H點(diǎn)、B點(diǎn)、C點(diǎn)、I點(diǎn)最后再次點(diǎn)擊O點(diǎn)形成一個(gè)封閉曲線(xiàn)后，單擊鼠標(biāo)右鍵，結(jié)束拾取命令，同時(shí)鏟斗的幾何形體就建好了。鏟斗的幾何形體。將鼠標(biāo)放置在已建好的鏟斗模型上，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵出現(xiàn)彈出式菜單，將鼠標(biāo)至Part1上自動(dòng)彈出下一層菜單，選擇Rename，將Part1改為ChanDou。(2) 動(dòng)臂幾何形體的建立選擇主工具箱里按鈕，將Thickness值改為50，Radius值改為30，依次拾取B點(diǎn)、J點(diǎn)、N點(diǎn)、A點(diǎn)、E點(diǎn)、L點(diǎn)、M點(diǎn)，那么動(dòng)臂的幾何形體模型就建好了，按照(1)中的Rename步驟，將新建的動(dòng)臂幾何形體模型Part2改名為DongBi。(3) 搖臂幾何形體的建立按照(2)的形體建模過(guò)程，依次拾取D點(diǎn)、E點(diǎn)、F點(diǎn),那么搖臂的幾何形體模型就完成了，按照(1)中的Rename步驟，將新建的搖臂幾何形體模型Part3改名為YaoBi。(4) 連桿幾何形體模型的建立選擇主工具箱中(Link)按鈕，選中主工具箱中的Width和Depth兩項(xiàng)，并且都輸入50。然后用鼠標(biāo)左鍵先點(diǎn)擊C點(diǎn)，再點(diǎn)擊D點(diǎn)。這就完成了對(duì)連桿幾何形體模型的建立，按照(1)中的Rename步驟，將新建的連桿幾何形體模型Link1改名為L(zhǎng)ianGan。(5) 轉(zhuǎn)斗油缸幾何形體模型的建立在此次設(shè)計(jì)中我們用兩圓柱體之間施加一定的約束來(lái)完成轉(zhuǎn)斗油缸和動(dòng)臂油缸幾何形體模型的建立。我們選擇主工具箱中(Cylinder)按鈕，選中Length和Radius并分別輸入586、40，然后用鼠標(biāo)左鍵先點(diǎn)擊G點(diǎn)再點(diǎn)擊F點(diǎn)，用同樣的方法從E點(diǎn)到F點(diǎn)再建立一圓柱體(將Radius改為20)，按照(1)中的Rename步驟，將新建的轉(zhuǎn)斗油缸幾何形體模型先后建立的兩個(gè)Part分別改名為ZhuanDouYouGang、ZDYGHuoSaiGan。(6) 動(dòng)臂油缸幾何形體模型的建立完全按照(5)的建模步驟在J點(diǎn)和K點(diǎn)之間建立動(dòng)臂油缸幾何形體模型，并且分別改名為DongBiYouGang、DBYGHuoSaiGan。通過(guò)(1)(6)幾何形體模型的建立，我們就將裝載機(jī)工作裝置的幾何模型在ADAMS中建立起來(lái)了，裝載機(jī)工作裝置的總體模型如圖7-1所示：圖7-1 裝載機(jī)工作裝置幾何模型7.1.2 定義約束在整個(gè)模型中我們只需要施加兩種約束，一種是鉸接副，另一種是圓柱副。下面對(duì)兩種約束的施加過(guò)程進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹：(1) 鉸接副的施加在主工具箱中選擇（Revolute）按鈕，在Construction中選擇2 Bod-1 Loc和Normal To Grid，在G點(diǎn)先用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊Grand，再點(diǎn)擊ZhuanDouYouGang，然后點(diǎn)擊G點(diǎn)，那么在G點(diǎn)就建立了地面與轉(zhuǎn)斗油缸之間的鉸接副。以同樣的方法分別在A點(diǎn)、K點(diǎn)建立地面與動(dòng)臂和地面與動(dòng)臂油缸之間的鉸接副；在F點(diǎn)建立轉(zhuǎn)斗油缸活塞桿與搖臂之間的鉸接副；在E點(diǎn)建立動(dòng)臂與搖臂之間的鉸接副；在J點(diǎn)建立動(dòng)臂油缸活塞桿與動(dòng)臂之間的鉸接副；在D點(diǎn)建立搖臂與連桿之間的鉸接副；在B點(diǎn)建立動(dòng)臂與鏟斗之間的鉸接副；在C點(diǎn)建立連桿與鏟斗之間的鉸接副。我們分別在整個(gè)六桿機(jī)構(gòu)模型中的G點(diǎn)、A點(diǎn)、K點(diǎn)、F點(diǎn)、E點(diǎn)、J點(diǎn)、D點(diǎn)、B點(diǎn)、C點(diǎn)總共施加了九個(gè)鉸接副。(2) 圓柱副的施加在主工具箱中選擇（Cylindrical）按鈕，在Construction中選擇2 Bod-1 Loc和Pick Feature，用鼠標(biāo)左鍵先點(diǎn)擊ZHUANDOUYOUGANG，再點(diǎn)擊ZDYGHuoSaiGan，然后選擇圓柱副的方向，我們選擇的方向是由ZhuanDouYouGang.cm指向ZDYGHuoSaiGan.cm。然后用同樣的方法建立DongBiYouGang與DBYGHuoSaiGan之間的圓柱副，方向是由DongBiYouGang.cm指向DBYGHuoSaiGan.cm。7.1.3 施加運(yùn)動(dòng)根據(jù)我們?cè)O(shè)計(jì)的目的和要求，我們需要對(duì)裝載機(jī)工作裝置中的動(dòng)臂油缸和轉(zhuǎn)斗油缸分別施加一定的運(yùn)動(dòng)，使其能夠按照實(shí)際的工況來(lái)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，以便對(duì)該機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，那么對(duì)兩油缸運(yùn)動(dòng)的施加方法如下：(1) 在主工具箱里點(diǎn)擊圖標(biāo)，Speed一欄中的數(shù)值不限，因?yàn)槲覀儗⒃谝院蟮哪Ｐ驼{(diào)試過(guò)程中對(duì)其進(jìn)行修改；(2) 點(diǎn)擊動(dòng)臂油缸與動(dòng)臂油缸活塞桿之間的移動(dòng)副，那么動(dòng)臂油缸的運(yùn)動(dòng)就施加完成了；(3) 按照步驟(1)(2)的施加方法對(duì)轉(zhuǎn)斗油缸進(jìn)行運(yùn)動(dòng)施加。7.1.4 六連桿機(jī)構(gòu)模型的調(diào)試我們所設(shè)計(jì)的模型要實(shí)現(xiàn)的仿真運(yùn)動(dòng)主要包括以下三個(gè)工況：(1) 裝滿(mǎn)物料后的收斗運(yùn)動(dòng)；(2) 鏟斗的舉升運(yùn)動(dòng)；(3) 卸料運(yùn)動(dòng)。所以我們需要對(duì)動(dòng)臂油缸和轉(zhuǎn)斗油缸所加的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行修改：首先，為實(shí)現(xiàn)工況(1)，我們需要對(duì)轉(zhuǎn)斗油缸的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行修改，我們選擇的是運(yùn)用速度的Step函數(shù)來(lái)對(duì)轉(zhuǎn)斗油缸的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行定義，函數(shù)的要求是在一定的時(shí)間內(nèi)以近似實(shí)際工況的速度收斗，并且收斗角應(yīng)不小于。修改過(guò)程如下：鼠標(biāo)移至轉(zhuǎn)斗油缸上右鍵，選擇轉(zhuǎn)斗油缸上已施加的運(yùn)動(dòng)(Motion)，并點(diǎn)擊二級(jí)菜單中的Modify，就會(huì)出現(xiàn)Joint Motion對(duì)話(huà)框，在對(duì)話(huà)框中的Type一欄中選擇Velocity，然后在Function一欄中輸入已編寫(xiě)好的Step函數(shù)，并進(jìn)行仿真測(cè)量。編寫(xiě)的具體的Step函數(shù)如下：step(time