机械5

装载机是工程机械的主要机种之一，广泛用于建筑、矿山、水电、桥梁、铁路、公路、港口、码头等国民经济各部门。本文中参阅了大量的土方机械的设计参考书，其中大多数是有关装载机方面的，有的是工作装置单一构件的设计，有的则是整个工作装置的设计，并且有许多有关工作装置优化设计方面，各参考所涉及到的装载机虽然型号不同，研究的方法也有差异，但综合起来基本上也概述了现行的设计方法。国外装载机发展迅速，而我国装载机在设计上存在很多问题，其中主要集中在可靠性、结构设计强度等方面。而工作装置对于装载机来说又是重中之重，所以工作装置的设计好坏直接影响到装载机的使用寿命以及工作效率等。虽然现在市场上的装载机已经日趋成熟，但对其进行改进设计仍有非常重要的意义，尤其是装载机的工作装置。装载机工作装置的转斗六连杆机构是由与液压缸，铲斗相关联的两个四连杆机构组合而成。轮式装载机在作业时，靠改变液压缸的长度来使铲斗获得所要求的收斗角和卸料角。机构中各杆件长度及其结构参数确定后，需要对该机构作某些特定计算，以判断机构设计的正确性。在工作循环中速度与加速度变化合理；油缸活塞行程为最佳值；工作装置运动平稳、无干涉、无死点、无自锁；动臂从最底位置到最大卸载高度的举升过程中，保证铲斗中物料不洒落；在卸载后，动臂下放至铲掘位置铲斗能自动放平。 前言1 1.装载机工作装置概述3 1.1装载机工作装置设计概述3 1.2结构型式选择4 1.3装载机设计任务7 2铲斗结构设计9 2.1铲斗斗型的结构分析10 2.1.1切削刃的形状10 2.1.2铲斗的斗齿10 2.1.3铲斗的侧刃11 2.1.4斗体形状12 2.2铲斗基本参数的确定12 2.3斗容的计量15 3.1几何斗容(平装斗容) 16 2.3.2额定斗容(堆装斗容) 16 3.工作装置的结构设计19 3.1工作机构连杆系统的尺寸参数设计20 3.2机构分析20 3.3设计方法20 3.4尺寸参数设计的图解法21 3.4.1动臂与铲斗、摇臂、机架的三个铰接点B、E、A的确定22 3.4.1.1确定坐标系22 3.4.1.2画铲斗图22 3.4.1.3确定动臂与铲斗的铰接点B 22 3.4.1.4确定动臂与机架的铰接点A 24 3.4.1.5确定动臂与摇臂的铰接点E 25 3.4.2连杆与铲斗和摇臂的两个铰接点C、D的确定25 3.4.3举升油缸与动臂和机架的铰接点H及M点的确定28 3.5确定动臂油缸的铰接位置及动臂油缸的行程31 3.5.1动臂油缸的铰接位置31 3.5.2动臂油缸行程的确定32 3.6.2最大卸载高度和最小卸载距离34 4工作装置的强度计算35 4.1计算位置35 4.2外载荷的确定35 4.3工作装置的受力分析38 4.4工作装置的强度校核47 4.4.1动臂48 4.4.2铰销52 4.4.3连杆54 4.4.4摇臂56 5装载机工作装置中油缸作用力的确定62 5.1转斗油缸的选择64 5.2动臂油缸的选择67 5.3转斗油缸与动臂油缸被动作用力的确定69 6.工作装置的限位机构70 6.1铲斗转角限位装置70 6.2动臂升降的自动限位机构71 7装载机工作装置三维实体建模73 7.1 Pro/E软件介绍73 7.2工作装置零件建模74 7.2.1动臂的生成75 7.2.2铲斗的生成77 7.2.3底座的生成78 7.2.4连杆的生成78 7.2.5摇臂的生成79 7.2.6液压缸筒的生成79 7.2.7液压缸活塞的生成80 8.工作装置装配模型建模82 8.1底座模型装配84 8.2动臂模型装配85 8.3铲斗模型装配86 8.4液压缸体模型装配86 8.5摇杆模型的装配连接88 8.6连杆模型与铲斗模型和摇杆模型的装配连接88 8.7销钉模型的连接88 8.8本章小结92 9装载机工作装置运动仿真94 9.1概述94 9.2创建装载机工作装置的机械运动仿真94 9.2.1连接轴设置94 9.2.2创建快照96 9.2.3定义伺服电动机97 9.2.4运行运动102 9.2.5结果回放动态干涉检查与制作播放文件103 10总结107 致谢108