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摘 要

装载机是一种用机身前端的铲斗进行铲、装、运、卸作业的施工机械。装载机的工作装置由铲斗、动臂、摇臂、连杆及转斗液压缸和动臂液压缸等组成。装载机工作装置是进行作业的装置，该装置直接影响到整机的生产率和经济性。

本文通过大量装载机设计参考书，选择反转六连杆机构作为所设计的装载机工作装置的结构。根据毕业设计任务书的要求，使用经验公式来设计确定铲斗的结构参数；根据装载机设计参考书，利用图解法来确定动臂、摇臂、机架，连杆等尺寸及铰点位置，并对工作装置的各个部件的强度进行校核。利用AUTOCAD对装载机工作装置的各个零部件的结构参数进行详细的设计，最后使用Pro/E建模仿真分析软件来完成装载机工作装置零部件的三维建模。

关键词：装载机 工作装置 强度校核 三维建模

Small loaders working device design and three-dimensional modeling and analysis

ABSTRACT

The loader is a construction machinery shovel, loading, transportation and unloading operations with bucket front of the fuselage. Loader working device by bucket, the boom, arm, connecting rod ,bucket cylinder and the boom cylinder and other components.Loader working device operation is carried out means a direct impact on the machine's productivity and economy.

In this paper, by reference to a number loaders design book, select reverse six Linkage as the loader working device designed structure.According to the mission statement of graduation requirement,use the empirical formula designed to determine the structural parameters of the bucket. According loader design reference, use graphical method to determine the boom, arm, rack, connecting rod hinge point size and location, then the intensity of each part of the work equipment to be checked.AUTOCAD use the various components of the structural parameters of the loader working device detailed design, final use of Pro / E modeling and simulation analysis software to complete the three-dimensional modeling loader working device components.

Key Words:Loaders ;Working device ;Strength Check ;Three-dimensional modeling

目录

摘要 Ⅰ

ABSTRACT Ⅱ

第一章 绪论 1

1.1装载机的发展及现状 1

1.2中国装载机发展面临的问题 2

1.2.1可靠性的提高 2

1.2.3品牌建设 2

1.2.4差异化战略 3

1.3研究装载机工作装置设计与三维建模分析的目的和意义 3

1.4研究思路和技术方法 4

第二章 装载机工作装置 5

2.1装载机工作原理 5

2.2装载机工作装置选型 5

2.3机构分析 6

第三章 装载机工作装置设计指导书 8

3.1铲斗设计 8

3.1.1铲斗的设计要求 8

3.1.2铲斗的结构形式 9

3.1.3铲斗的基本参数的确定 10

3.1.4铲斗的斗容 12

3.2动臂设计 14

3.2.1图解法确定三个铰链点 14

3.2.2动臂长度的确定 15

3.2.3动臂的形状与结构 16

3.3连杆机构设计 17

3.3.1连杆尺寸及铰点位置 19

3.3.2举升油缸与动臂和机架的铰接点及行程 21

3.4工作装置强度计算 21

3.4.1工作装置计算位置 21

3.4.2工作装置典型工况及载荷 21

3.4.3工作装置受力分析 25

3.5工作装置强度计算 29

3.5.1动臂 30

3.5.2连杆 32

3.5.3摇臂 33

3.5.4铰销 34

3.6 装载机工作装置油缸作用力的确定 37

3.6.1转斗油缸 38

3.6.2动臂油缸 40

3.7工作装置的限位机构 41

3.7.1铲斗限位装置 41

3.7.2动臂升降自动限位 42

3.7.3铲斗自动方平机构 43

第四章 装载机工作装置的三维建模分析 45

4.1三维实体建模的方法及要点 45

4.2装载机工作装置的三维建模 45

第五章 总结 51

参考文献 52

致谢 54

第一章 绪论

1.1装载机的发展及现状

装载机是一种用机身前端的铲斗进行铲、装、运、卸作业的施工机械。它被广泛应用于建筑、铁路、公路、水电、港口、矿山、农田基本建设及国防等工程中，主要应用于对土壤、砂石、石灰、煤炭等散装物料进行铲装、搬运、卸载及平整作业，也可对矿石、硬土等进行轻度的铲挖作业，而且若换装相应的工作装置，还可进行推土、起重、装卸木料及钢管等作业。由于装载机具有作业速度快、效率高、机动性好、操作轻便等优点，因此它成为工程建设中国土石方施工的主要机种之一。装载机按发动机功率、行走系统结构、车架结构形式、卸载方式、传动形式，可以分为许多的形式^[1]。

自20世纪20年代问世以来，一直处于不断发展中。传动系统从机械式传动发展到液力机械传动、全液压传动和电传动，目前广泛采用液力机械传动。20世纪40年代开始出现全轮驱动的装载机，20世纪60年代中期开始出现铰链式转向装载机，这些结构形式现已为大、中型装载机普遍采用。随着电子技术的发展，到20世纪80年代，装载机进入了机电液一体化的新发展阶段。现代装载机在整机性能、作业能力、安全性、可靠性以及操作舒适性等方面都有了很大的提高^[1]。

经过30多年的发展，中国装载机已经形成了很多系列和规格。全国装载机生产企业超过130家．其中专业厂家有30多家，包括柳工、厦工、龙工等。在跨国公司品牌的重重包围之下．这些企业凭借长期生产装载机的经验、较强的实力和较好的售后服务，走出了一条自主发展的道路，赢得了较高的市场占有率。如今，国产3～5 t级装载机凭借价格的优势已经开始走出国门，呈现出较好的发展势头。“十五”期间，装载机行业发展迅猛，同时出现了一些新的行业特点：新技术不断涌现；用户群体和用户需求不断变化：产品同质化日益严重，无论是产品功能、性能、质量还是服务体系等方面大同小异；很多厂家没有自己的特色和优势国产机的市场产值虽大，但利润率低。对比国外先进产品．国产装载机在多功能、智能化、效率、可靠性与使用寿命等方面还存在较大差距^[2]。

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