毕业设计方案任务指导书WZ6挖掘装载机.docVIP

机电学院毕业设计指导书 课 题 名 称 WZ40-16挖掘装载机挖掘工作装置的设计 教学系、部、室 车辆工程系 专 业 工程机械 指 导 教 师 崔国华 一、设计题目 WZ40-16挖掘装载机挖掘工作装置的设计 图1 WZ40-16挖掘装载机 二、设计参数 1.挖掘装载机基本结构 挖掘装载机具有装载、挖掘两种功能，俗称“两头忙”。根据GB10186-88(挖掘装载机术语),挖掘装载机(backhoe loader)定义为：一种机体前部装有装载装置，机体后部装有反铲挖掘装置的自行式机械。作为反铲挖掘使用时，是通过铲斗机械方向运动进行地平面以下的挖掘。作为装载机使用时，通过机体向前运动，装载斗进行装载或挖掘，并可提升、运料和卸料。 目前挖掘装载机的基本配置结构如下： （1）车架：车架有整体式和铰接式两种，其中主流产品都是采用整体式车架，铰接式车架是在小型装载机的基础上改装的，仅有少数几家公司采用这一结构。铰接式车架最大缺陷是在挖掘作业时的刚性差。 （2）传动系统：主要采用液力机械传动。变速箱有同步换档变速箱和动力换档变速箱，档位一般是前四后四。液力变矩器带有动力换向装置，可在行进过程中改变行驶方向，装载时提高了作业的效率。驱动方式目前一般都有两种模式，即两轮驱动和四轮驱动，在公路上行驶采用两轮驱动，越野和装载作业时采用四轮驱动。 （3）液压系统：有两种主流配置：定量液压系统和变量液压系统。CASE 和 JCB 等多数公司均采用定量液压系统，而CATERPILLAR和VOLVO则采用负荷敏感变量液压系统。变量系统可根据负载的大小调整泵的排量，因此降低了油耗，液压系统的发热量减小，但价格较高，对系统的清洁度要求很高；定量系统功率利用率较低，系统发热量大，但是价格便宜。 （4）工作装置：挖掘装载机的挖掘装置实质上是一组平面连杆机构，其结构特点是各部件均采用铰销连接，通过液压缸的伸缩运动来完成挖掘过程的各种作业动作。如图2所示，动臂下铰点与车架铰接，由动臂液压缸支撑并改变动臂倾角，使动臂绕下铰点转动，达到动臂的升或降。斗杆铰接在动臂上端点，斗杆与动臂间的相对位置由斗杆缸控制。铲斗铰接在斗杆前端点，铲斗缸活塞杆伸缩即可使铲斗绕斗杆端部伸缩。 2. 挖掘工作装置主要性能参数： 整机重量6500kg （2）挖斗斗容0.5m3 （3）最大挖掘高度6100mm （3）最大挖掘深度3900mm （4）最大挖掘半径6000mm （5）最大挖掘宽度780mm 最大卸载高度：2850mm （6）挖掘动臂转向角度180° （7）铲斗卸料时间2.6s （8）最大挖掘力44.4KN （9）爬坡能力25° （10）最大行驶速度≤58km/h （11）外形尺寸(长×宽×高）8000×2000×2700mm 三、设计要求 挖掘装载机设计是由设计图纸和设计计算说明书两部分内容组成，具体要求： 1.挖掘装载机总装配图 总装图要完整地表示各部件的构造，体现每个零部件的位置、形状、尺寸、相互连接方法、运动关系及配合性质。结构设计要合理，图面清晰整洁，尺寸标注正确，符合国家标准；在图纸上，应注明主要轮廓、定位及配合尺寸；注出标准件、外购件和零部件的序号及明细表。 2.零件工作图 零件工作图是制造和检验零件的基本依据，应正确的表达出零件的形状、大小和构造。在图纸上完整准确的注出尺寸、公差、表面粗糙度及技术条件等，绘制零件图要符合有关标准。 3.设计计算说明书 主要包括以下几方面内容： （1）挖掘装载机的类型、构造及性能特点； （2）挖掘装载机整体设计 （3）挖掘装载机反铲挖掘装置的设计； （4）基于AUTOCAD软件的挖掘装载机整机、挖掘装置及零部件的绘图； （5）挖掘工作装置运动学仿真分析。 （6）参考文献 设计计算说明书是设计的主要依据，要有统一的规格和书写格式，论述要有条理，论据要充分。说明书中所用公式应注明引用的参考文献，并注明代号意义和单位。单位均采用国际单位制，计算结果应准确无误。 四、设计内容 1.挖掘装载机概况 挖掘装载机的类型、构造、性能特点及发展趋势介绍，挖掘装载机与挖掘机、装载机的比较。 2.挖掘装载机总体设计 3.挖掘装载机反铲挖掘装置的设计 （1）挖掘装载机工作装置的基本参数的选择与典型工况分析确定； （2）挖掘装置受力计算、强度计算及销轴的强度验算； （3）挖掘装置总体结构及主要零部件（动臂、铲斗、斗杆、销轴等）的设计。 4.挖掘装载机反铲挖掘装置的三维建模及仿真分析 （1）应用PRO\E软件等三维建模软件进行几何建模，对摇杆、拉臂、连杆、摇臂等关键部件进行建模，经装配建立如下图所示的工作装置三维模型； 图4 挖掘工作装置的三维模型 （2）应用ADMAS软件进行初步的运动学仿真分析 5.参