装载机设计
侧铲装载机设计
摘要装载机是一种广泛用于公路、铁路、建筑、水电、港口、矿山等建设工程的土石方施工机械，它主要用于铲装土壤、砂石、石灰、煤炭等散状物料，也可对矿石、硬土等作轻度铲挖作业。
换装不同的辅助工作装置还可进行推土、起重和其他物料如木材的装卸作业。
在道路，特别是在高等级公路施工中，装载机还用于路基工程的填挖，沥青混合料和水泥混凝土料场的集料与装料等作业。
此外还可进行推运土壤、刮平地面和牵引其他机械等作业。
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土石方施工的主要机种之一。
本次设计报告共包括四个部分，是对整个设计过程的描述和总结。
第一部分：前言；第二部分：正文；第三部分：结论；第四部分：参考文献。
关键词工程机械，装载机，工作装置，行走机构AbstractLoader is a widely used in highway, railway, construction, utilities, ports, mines and other construction projects earthwork construction machinery, it is mainly used for loading shovel of soil, sand, lime, coal and other bulk materials, but also on the ore , slightly hard soil such as digging shovel operation. Dress can be different for earth-moving equipment auxiliary work, lifting and other materials such as timber loading and unloading operations. The road, especially in highway construction, the loader is also used for foundation excavation and filling works, asphalt and cement concrete aggregate material site and loading and other operations. In addition also the pushing of soil, ground and traction Calibrating other mechanical and other operations. As with the operating speed loader, high efficiency, mobility, easy operation, etc., so it becomes the construction of earth and stone construction in one of the main models.The design report includes four chapters, the entire design process is described and summarized. Part I: Introduction; Part II: Text; Part III: Conclusion; Part IV: Reference.KEY WORDS Construction Machine, Wheel Loaders ,Work Equip，Walking mechanism摘要 (1)Abstract (2)1 前言 (4)1.1 设计目的 (5)1.2 选题意义 (5)1.2.1 普通装载机缺点 (5)1.2.2 侧卸装载机优缺点 (6)1.3 装载机的用途 (6)1.4 装载机的分类 (6)2 铲斗的设计 (8)2.1 设计要求 (8)2.2 铲斗斗型的结构分析 (9)2.2.1 切削刃的形状 (9)2.2.2 铲斗的斗齿 (9)2.2.3 铲斗的侧刃 (10)2.2.4 斗体形状 (10)2.3 铲斗基本参数的确定 (10)2.4 斗容的计量 (12)V (12)2.4.1几何斗容(平装斗容)KV (13)2.4.2 额定斗容(堆装斗容)H3 工作装置的结构设计 (14)3.1 机构分析 (15)3.1.1 装载机执行机构不同种类 (15)3.2 侧卸装载机的执行机构解析 (16)3.3 设计方法 (18)3.4尺寸参数设计的图解法 (18)3.4.1 动臂与铲斗、摇臂、机架的三个铰接点B、E、A的确定 (19)3.4.1.1 确定坐标系 (19)3.4.1.2 画铲斗图 (19)3.4.1.3确定动臂与铲斗的铰接点B (19)3.4.1.4确定动臂与机架的铰接点A (21)3.4.1.5 确定动臂与摇臂的铰接点E (21)3.4.3举升油缸与动臂和机架的铰接点H及M点的确定 (23)3.5 确定动臂油缸的铰接位置及动臂油缸的行程 (25)3.5.1动臂油缸的铰接位置 (25)3.6 最大卸载高度和最小卸载距离 (27)4 工作装置的强度计算 (27)4.1 计算位置 (27)4.2 外载荷的确定 (28)4.3 工作装置的受力分析 (29)4.4 工作装置的强度校核 (35)4.4.1动臂 (35)4.4.2 铰销 (38)4.4.3 连杆 (40)5 行走机构设计 (44)5.1 行走参数的选择 (45)5.2 电动机的选择 (46)5.3 进行行走减速器的齿轮设计 (47)5.3.1 各级传动比的分配 (47)5.3.2 初步计算第一级传动齿轮的主要参数 (48)5.3.3 二级齿轮传动 (51)5.3.4 三级齿轮传动 (52)5.3.5 齿根弯曲疲劳强度校核计算 (54)5.3.6 行走减速器轴的设计计算 (54)5.3.7 轴的弯扭合成强度计算 (56)参考文献 (59)致谢 (60)1 前言1.1 设计目的毕业设计是学生理论联系实际的重要课题，是学生综合运用，巩固基础理论，专业技术和专业知识的机会。
装载机铲斗的设计
1 引言装载机是一种用途十分广泛的工程机械，它可以用来铲装、搬运、卸载、平整散装物料；也可以对岩石、硬石等进行轻度的铲掘工作[]1。
如果换装相应的工作装置，还可以进行推土、起重、装卸木料及钢管等作业。
因此，它被广泛地应用于建筑、公路、铁路、水电、港口、矿山及国防等工程中，对加快工程建设速度，减轻劳动强度，提高工程质量，降低工程成本具有重要作用，所以装载机在国内外无论是在品种上或是在产量方面都得到迅速发展，称为工程机械的主要品种之一。
装载机有单斗和多斗两种；如按使用场合来区分，则可分为露天和井下两种。
工程机械上常用的是单斗装载机。
单斗装载机的类型很多，有几种分类方法。
按发动机的功率可分为小型、中型、大型和特大型四种。
按装载方式可分为前卸式、回转式和后卸式。
按传动形式，轮式装载机可分为机械传动、液力机械传动、液压传动和电传动。
按其机架结构型式，轮胎式装载机又可分为铰接式装载机和整体式车架装载机。
工作装置是工程机械进行生产作业的装置，该装置直接影响到整机的生产率和经济性，因此合理的设计有着重大意义，尤其是土方工程机械，作业过程中动力装置的大部分能量消耗在挖掘土壤上[]2。
由于工作装置的重量和成本只占整个机械的很小部分，因此，要降低挖掘土壤的能量，提高效率，从研究工作装置人手，在通常情况下，仅耗用较少的材料和费用就能明显地提高机械的性能，而机械的结构无须作重大改变[]3。
本次设计的是ZL50装载机的铲斗。
在设计过程中参考了同类机型。
2 设计依据及主要技术指标发动机： 6135K-9，额定功率：144KW，额定转速：2200r/min；铲斗堆装斗3m，平装斗容:2.4m3；额定载重量:50KN；斗宽：2940mm（内侧宽2900mm）；容:3空车自重:15.8t；工作油泵:p=15Mpa,Q=320L/min；转向油泵：p=10Mpa,Q=75L/min；变速箱操纵与变矩器补油泵p=1.5Mpa Q=140L/min。
机械毕业设计330ZL200装载机正转六连杆工作装置铲斗设计
ZL200装载机正转六连杆工作装置铲斗设计摘要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。
铲斗是工作装置的重要部件，直接用来切削、铲掘、运输和卸出物料。
铲斗的结构形状、尺寸参数对插入阻力、掘起阻力及作业效率影响很大，所以铲斗的设计根据装载机的主要用途和作业条件从减小插入阻力、掘起阻力和提高效率出发，合理选择铲斗的结构形状，正确确定铲斗的尺寸参数。
关键词工程机械，装载机，铲斗ZL200 Forward six loader working device bucketlinkage designAbstractLoaders is one of the main machine the engineering machinery, widely used in construction, mine, water and electricity, Bridges, railways, highways, ports, docks and national economic sectors. In this article refer to a large number of earthwork the design of mechanical reference books, most of which is about the loader, have a plenty of a single component design work device, some is the whole work device design, and there are many relevant work device optimization design, the reference involved loader although different model, the method also has difference, but comprehensive up basically is reviewed the current design method. Foreign loader development is rapid, and our country loader in the design has a lot of problems, which mainly focus on reliability, structural design intensity, etc. And work device is also the most for loader, so the design of the device has a direct influence on the service life of the loader and work efficiency, etc. Although now in the market of the loader has increasingly mature, but for the design improvement there are still very important sense, especially of the loader working device. The bucket is an important part of the work unit, directly used to cutting, shovel dug, transportation and discharged materials. The bucket structure shape, size parameters on the resistance, resistance to dig up into the working efficiency and impact, so the bucket loader design according to the main application and operation conditions from reduce resistance, and insert the rise and improve the efficiency of resistance and rational selection of the bucket structure shape, correctly determine the size of the bucket parametersKEY WORDS Construction Machine, Wheel Loaders ,Work Equips目录中文摘要┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈1 英文摘要┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈2 目录┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈3 1. 装载机工作装置铲斗设计概述┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 51.1装载机工作装置铲斗设计概述┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈51.2铲斗的结构型式┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈52.铲斗的设计┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 52.1铲斗设计要求┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 52.2铲斗斗型的结构分析┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 62.2.1切削刃的形状┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈62.2.2铲斗的斗齿┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈62.2.3铲斗的侧刃┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈72.2.4斗体形状┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈72.3铲斗基本参数的确定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈72.4斗容的计量┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈102.4.1几何斗容(平装斗容)┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈102.4.2额定斗容(堆装斗容)┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈103. 工作装置铲斗结构设计┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 113.1工作机构连杆系统的尺寸参数设计┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 123.2机构分析┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈123.3设计方法┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈123.4尺寸参数设计的图解法┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈123.4.1 动臂与铲斗、摇臂、机架的三个铰接点G、B、A的确定┈┈┈ 133.4.2连杆与铲斗和摇臂的两个铰接点C、D的确定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 153.4.3举升油缸与动臂和机架的铰接点H及M点的确定┈┈┈┈┈┈173.5确定动臂油缸的铰接位置及动臂油缸的行程┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈183.5.1动臂油缸的铰接位置┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈18l 的确定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 183.5.2动臂油缸行程H3.6最大卸载高度和最小卸载距离┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 204.强度计算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 204.1计算位置┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈204.2外载荷的确定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈214.3工作装置的受力分析┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 224.4工作装置铲斗强度校核┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 284.4.1铲斗上铰销强度校核┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈285.设计总结┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈30参考文献┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 311. 装载机工作装置设计概述1.1 装载机工作装置设计概述装载机铲掘和装卸物料的作业是通过工作装置的运动实现的。
ZL50轮式装载机传动系统设计
ZL50轮式装载机传动系统设计[摘要]本次设计内容为ZL50装载机驱动桥设计，大致上分为主传动的设计，差速器的设计，半轴的设计，最终传动的设计四大部分。
其中主传动锥齿轮采用35°螺旋锥齿轮，这种类型的齿轮的基本参数和几何参数的计算是本次设计的重点所在。
将齿轮的几个基本参数，如齿数，模数，从动齿轮的分度圆直径等确定以后，用大量的公式可计算出齿轮的所有几何参数，进而进行齿轮的受力分析和强度校核。
了解了差速器，半轴和最终传动的结构和工作原理以后，结合设计要求，合理选择它们的形式及尺寸。
本次设计差速器齿轮选用直齿圆锥齿轮，半轴采用全浮式，最终传动采用单行星排减速式。
[关键词]ZL50 装载机驱动桥设计The design of ZL50 wheel loader driven bridgeAbstract: The design of ZL50 wheel loader driven bridge, which is mainly separated into four parts, main transmission device design, the differential mechanism design, axle shaft design, and the design of the final drive. The main transmission drive gear adopts 35°spiral bevel gear, the basic parameters and the geometric parameters of this type of gear is the key point of this design. After a few basic parameters of gear, such as number of teeth, modules and the sub-driven gear circle diameter was established, with a plenty of formula to calculate all the geometric parameters of gear, and then gear stress analysis and strength check. Know the structure and working principle of differential device, half-shaft the final drive, combining with the design requirements, a reasonable choice of their form and sizes. The differential device gear adopts straight bevel gears, axle shaft adopts full floating, and ultimately drive single row slowdown planets form.Keywords:ZL50 loader driver bridge目录前言 (1)1 主传动器设计 (3)1.1 螺旋锥齿轮的设计计算 (3)1.1.1 齿数的选择 (3)1.1.2 从动锥齿轮节圆直径d2的选择 (3)1.2 螺旋锥齿轮的强度校核 ................. 错误！未定义书签。
徐工XC9350型大吨位电传动装载机设计
1 主要结构组成 1 . 1 动力传动系统
X C 9350型 装 载 机 采 用 交 - 直 - 交 电 传 动 系 统 ，由一 6 8 17
1 动力传动系统2.车 架 3.工作装置4.液压系统 5.电气系统6.驾驶室7. S 盖件
图 1 XC9 3 5 0 型装载机整机结构组成
= 代表机械连接 二二二代表电气连接
1 . 5 电气系统
电 气 系 统 包 括 高 压 电 气 系 统 和 低 压 电 气 系 统 。高压电 气 系 统 包 括 无 刷 励 磁 同 步 发 电 机 、风冷同步轮边电机以及 电 驱 控 制 器 （变 流 器 ）等 ；高 压 电 气 系 统 采 用 交 - 直 - 交 电 传 动 技 术 ，变 流 器 根 据 发 动 机 、发 电 机 、轮边电机参数 和 整 车 控 制 指 令 进 行 发 动 机 功 率 分 配 ，并实时对轮边电机 进 行 转 矩 和 转 速 控 制 ，实现牵引和制动工况的无缝切换： 低 压 电 气 系 统 包 括 踏 板 、转 向 和 工 作 控 制 手 柄 、开 关 、各 传 感 器 、整 车 控 制 器 以 及 敁 不 设 备 等 ；变流器和整车控制 系 统 通 过 C A N 总线进行通信并实时交换数据，并通过人机 交互显示屏实时显示。
150000
整机尺寸/mm x mm x mm
17259x 5695x 6524
主 机 最 大 宽 度 /m m
5110
轮胎规格
50/65R51
3 . 1 高效
采 用 交 一 直 一 交 高 压 电 传 动 系 统 ，传 动 效 率 高 ，反应 速 度 快 ，具 有 防 溜 防 滑 、跛 行 返 回 等 特 殊 功 能 。集成了徐 工 核 心 自 主 的 电 液 比 例 控 制 系 统 、电控正流量液压系统和 负荷敏感手柄转向液压系统，实现作业过程中铲装、行 驶 、 转 向 等 复 合 动 作 的 精 准 、高 效 。
ZL30轮式装载机总体及工作装置设计毕业设计
b.“V”形作业法：运输车与工作面成60度的角度，装载机装满铲斗后，在倒车驶离工作面的过程中，并调转驶向料堆，进入下一次的作业循环。
这种作业方式可以得到较短的工作循环时间，故应用十分广泛。
c.“L”形作业法：运输车垂直于工作面，装载机铲装物料后，倒退并翻转90°，然后向前驶向料堆进行下次铲装。
这种作业方式在运距较短时，一个司机可轮换在两辆运输车上工作，以减少人力。这种作业方式适用宽广的作业场合。
国产装载机型号标记的第一个字母Z，代表装载机，Z后面的数字代表额定装载重量。为了区别履带式和轮胎式装载机，轮胎式装载机型号标记要在字母Z和数字之间加字母L，如ZL30型装载机，代表额定载总量为3t的轮胎式装载机。装载机的型号表示方法见表1-1。
Key words：loader；work device；connecting rod；bucket
前言
装载机是一种作业效率高且用途广泛的工程机械，可以对散状物料进行铲装、搬运、卸载及平整作业，还可以进行轻度的铲掘工作，若更换换装相应的工作装置，还可以可以进行推土、起重装卸木料及钢管等作业。因此，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。对于加快工程建设速度、减轻劳动强度、提高工程质量、降低工程成本都发挥着重要作用，因此近几年来无论在国内还是在国外装载机品种和产量都得到迅速发展，成为工程机械的重要机种之一。在近20年内，我国装载机从无到有，并形成了独立的系列，通过实践证明，从整机性能结构形式及主要参数如：牵引性、动力性、机动性、稳定性、操纵性、及单位自重功率、单位斗容功率和单位载重量等综合技术指标来看，已接近或达到国外水平。但由于各种原因，产品的质量与先进的工业国家相比还有一定的差距。近期装载机在结构上没有重大的突破，但有不少的改进。目前国内轮式装载机的发展趋势：
ZL20装载机工作装置设计
(3)根据最大卸载高度、最
小卸载距离和卸载角，画出 铲斗在最高位卸载的位置， 即工况IV，如图所示。 (4)以G’点为圆心，顺时针 旋转铲斗，使铲斗斗口与x 轴平行，即铲斗被举升到最 高位置图(工况Ⅲ)。 (5)连接GG’并作其垂直平 分线，因为G和G’点同在以A 点为圆心，动臂AB长为半径 的圆弧上，所以A点必在GG’ 的垂直平分线上。
⑤
C、D点的选择：
C点和D点的布置直接影响到铲斗举升平移性和自动放平 性能，对铲取力和动臂举升阻力有较大的影响。从力传 动效果出发，显然摇臂LBC段长一些有利，可以增加转斗 油缸作用力臂，使铲取力相应增加，但增加LBC必将减少 铲斗和摇臂的转角比，造成铲斗转角难以满足各个工况 要求，转斗油缸过长。 初步设计时，一般应满足LBC ≈(0.7～1.0) LBE，C点一般 取B点的左上方(工况I)，并满足∠CBE=1300 ～ 1800、 BC杆与CD杆尽量垂直，C点不与铲斗干扰、不影响司机 的视野。 D点是依据自动放平和平移性这两大要求来确定的，在 转斗油缸长度保持不变的条件下，从工况IV下降到工况I 过程中C1和C4连线的乖直平分线和从工况II到工况III过 程中C2和C3连线的垂直平分线的交点就是D点。研究证 明的D点应在A点的左下方为较好，这样平移性能好，减 小动臂举升外阻力矩，有利于举升油缸的设计。
动臂长度的确定： 本例取2300mm左右。
B点的选择：
一般取B点在AG连线 的上方，过A点水平线 的下方，并在AG的垂 直平分线左侧尽量靠近 工况Ⅱ时的铲斗处。相 对前轮胎，B点在其外 廓的左上部。B点选择 的好坏，对连杆机构的 传动比、倍力系数、连 杆机构的布置以及转一 斗油缸的长度等都有很 大的影响。
S S1 S2 S3 S4 S5
装载机液压系统设计.ppt
工作装置的尺寸参数确定
动臂与车架铰接点位置的确定
动臂长度的确定
根据最大卸载高度Hmax和最大卸载高度时的 卸载距离S可以按图初步计算动臂的长度
动臂油缸的铰接位置
确定动臂油缸与动臂及车架的铰接点H，m的位置，通常参考同类 样机，同时考虑动臂油缸的提升力臂与行程的大小选定。H点一 般选在约为动臂长度的1/3处，且在动臂两铰接点的连线之上，以 便留出铰座位置。动臂油缸与车架的连接方式采用油缸下端与车 架铰接。
综上分析：需要在分配阀转斗前腔的管路和油箱间加上一个双作用
安全阀，它可由差动型安全阀和单向阀组成，可以通过安全阀过载溢 流及油箱来油顶开单向阀补油来保证系统的正常工作。当铲斗快卸时 ，油箱油液在大气压力下打开单
液压辅件的设计计算与选择
管道计算及类型选择
（1）油管内径计算
d 4Q v
（2）油管的壁厚的计算
摇臂的尺寸及铰接点位置的确定
（1）摇臂和连杆要传递较大的转斗油缸作用力，所以设计时要同时 从运动与受力两方面考虑。通常那是参考同类样机按比例选取，然后 从运动与受力两方面进行校核并修改，使之满足工作装置的作业要求。
摇臂的形状(夹角)、长短臂的比例(DE／DC)及饺接点D的位置定， 主要是考虑连扦机构的空间布置，避免相互之间的干涉，同时连杆长 度与转斗油缸行程也不要过大。
通常摇臂做成弯曲形状，其夹角大小主要考虑到空间位置不受干涉 而定，一般取30度左右，长、短臀之比为1．5左右，摇管与动臂的饺 接点G选在动臂中点偏下、两铰接点连线AB上方。
参照同类样机，下摇臂DE=850mm，根据长短杆的比例，上摇臂 DC=520mm，所成的锐角为35度。 （2） 连杆与铲斗铰接点D的选取，主要考虑使铲斗处于地面铲掘体置 时能够产生较大的铲起力、连杆的长度内连杆机构满足铲斗在任何位 置都能卸净物料这一条件确定，一般可按动臂在最大举升高度时能卸 净物料来校核，同时力臂不能太小。除此之外，连杆的细长比要适当。 （3）在完成上述构件的选取后，可用下述的几何作图法来确定转斗油 缸与车架饺接点B的位置。
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装载机设计
•变矩器与发动机的匹配
•装载机的总体参数
•装载机的稳定性
•装载机工作装置的设计
•装载机的使用
太原科技大学连晋毅
装载机的分类
1.按使用场合，分为露天和井下两种。
2.按发动机的功率，分为小型、中型、大型和
特大型；
3.按传动形式，分为机械式、液力式、液压式
和电动式；
4.按车架形式，分为铰接式和整体式；
5.按卸货方式，分为前卸式、回转式和后卸式。
6.按行走方式，分轮胎式和履带式
7.按转向方式，分铰接转向式、后轮转向式、前
轮转向式、全轮转向式、滑移转向式。
变矩器的选用
1、装载机对变矩器的要求
•能传递发动机的全部有效功率
•变换性能要好
B= K 0 i ηmax •效率要高、高效区要宽
•对可透性有要求：在低、中传动比范围内可透性应小些，在高传动比时(尤其是接近l 时)，可透性大些。
•变矩系数应大些：λ大则可传递较大的转矩。
2、常用变矩器
•双涡轮变矩器
•综合式变矩器：
变矩系数大(4.7)，且高效范围宽，用于装载机铲装作业时，具有低速、大牵引力，而在运输工况时，具有较高的车速。
另外，由于变矩器有两个涡轮，其变矩系数的曲线由两段不同斜率的曲线组成，因此，变矩器本身就相当于两档速度，可减少变速箱的档数，大大简化了变速箱的结构和操纵。
发动机与变矩器的匹配•匹配要求：
（1）由发动机与变矩器共同工作输出的最大扭矩所决定的牵引力应大于由地面附着条件决定的附着力，即：
（2）与变矩器最大输出功率对应的牵引力与行走机构额定滑转率决定的牵引力应相等，即：
（3）平均最大作业阻力应等于装载机的额定牵引力，即：保护发动机不超载获得最大生产率提高功率利用率
匹配方案的选择
部分
功率
匹配全
功
率
匹
配
全功率匹配
•变速泵与变矩器工作，转向泵与工作装置泵空转；
•力矩平衡：M ez=M e
-M
g -M’
Z
-M
C
•目的：满足作业时插入力的要求；
M’g=(0.03~0.05)M H(n e/n H)
部分功率匹配
•变速泵与变矩器与工作装置泵工作，转向泵空转；
•力矩平衡：M’ez=M e-M
g
-
M’
Z
-M
C
•目的：预留一定功率以满足工作装置油泵的需要；
M
g
=103PQ
T
/(2πn bηb)
功率匹配的比较选择
•采用全功率匹配，可得到较大的牵引力与插入力；
•采用部分功率匹配，可在插入的同时转斗或提升，得到较快的速度与较高的生产率；
•对于小型装载机，宜用全功率匹配；
•对于大中型装载机，宜用部分功率匹配。
实际工作区域应在阴影范围内；
变矩器的有效直径应满足：
D1 < D < D2
装载机的构造
装载机的总体构造是由发动机1、传动系统2、行走装置3、工作装置4、操纵系统5和机架6、驾驶室7等部分组成。
整体式车架铰接式车架
传动型式的选择
铰接式转向
全轮转向
滑移式转向
装载机的总体参数
•额定载重量
•最大载重量
•倾翻载荷
掘起力P Z =（1.8-2.3）
Q H P x = P k = P φ
确定总体参数的经验公式
•发动机飞轮功率（马力）
•装载机自重（吨）
•最大卸载高度（m）
•最小转向半径（m）
•装载机全长（m）
•装载机全宽（m）
•装载机高度（m）
Q为额定
载重量
装载机的总体布置
•发动机与传动系的布置
•车架铰销的布置
•摆动桥的布置
•工作装置的布置
动臂与车架铰点A、动臂油缸与车架铰点M、动臂油缸滑塞杆与动臂铰点H
•驾驶室的布置
•桥荷中心的验算
装载机采用刚性悬架，摆动桥可使装载机在任何时候都处于触地的位置，而不会失稳。
装载机的总体受力分析
•工况一：
装载机满载等速运行
•工况二：
装载机水平运动，铲斗插入料堆，工作装置油缸闭锁
•工况三：
装载机水平运动，铲斗插入料堆的同时提升动臂或转斗，后轮离地
•工况四：
装载机水平运动并强制入土，铲斗插入料堆遇障碍物无法切入
工况一
工况二
工况三工况四
P K1= M K /r d P x = R 1φ
P K2= M K /r d P x = R 2φ
装载机的作业阻力
1.插入阻力
2.铲起阻力
3.转斗阻力矩
M Z=M S+(G b+G j)l B
三种作业阻力的应用
•一次铲掘法
插入时只受力：P
x
转斗时只受力：M
Z
•配合铲掘法
插入同时提臂：P
x 、P
Z
插入同时转斗提臂：P
x 、P
Z
、M
Z
•挖掘法•分段铲掘法
装载机的稳定性
•评价指标
（1）稳定比
（2）稳定度
纵向稳定性
•三种计算工况：
（1）装载机满载水平运行，动臂最大外伸
（2）装载机满载水平运行，遇障碍物突然制动
（3）装载机满载上下坡运行
（δ为轮胎的弹性变形）
横向稳定性
•横坡失稳过程：
（1）首先以摆动桥水平销轴
中点与低侧轮胎接地点连线
DE为轴倾翻；
（2）以低侧前后轮接地点连
线EJ为轴倾翻。
•一级稳定性
•（δ为轮胎F离地时轮胎E的弹性变形）一级失稳时，装载机一级失稳时，车架与摆动桥发生碰撞，固定桥一侧车轮离开地面，此时，虽然一般不至于翻车，但会使驾驶员产生不安。
另外着地侧车轮承受前桥全部负荷，使这个轮胎负荷过重，因此，装载机在作业和行驶过程中，不应失去一级稳定性。
二级稳定性
综合一、二级后：
当装载机失去一级稳定性后，装载机进一步倾翻则是以低侧前后轮接地点连线EJ为轴翻转。
Ω=β1+γ
β1为一级失稳的角度;
γ为摆动桥的摆动角;
δ’为J轮承担全部后桥负荷时的变形.
铰接式装载机的转向稳定性
1、最大转角θmax 时的纵向稳定性
max
21cos )(θδδl L l h aM i -++-=
2、最大转角θmax
时的横向稳定性
1）一级稳定性：γδ'-=cos B
GA aN i 2max 222
1cos θδB Bd Be i '-=
•说明：装载机并不一定真正能够行驶或停在
与稳定度相同的坡道上，因为设计时总是要
保证装载机在坡道上滑转或滑移先于倾翻，即：
•l2/h >φ或B/2h >φ
——重心与后桥的水平距离；
•l
2
•h——重心高度；
•φ——附着系数；
•B——装载机轮距。
装载机的工作装置
装载机的工作装置分为有铲斗托架和无铲斗托架两类。
有铲斗托架的工作装置其铲斗装在托架上，并由托架上的铲斗液压油缸控制铲斗转动。
无铲斗托架式工作装置由动臂、摇臂、连杆和铲斗组成的四连杆机构、铲斗液压缸与动臂液压缸等组成。
除了标准铲斗外，还有各种不同用途的铲斗和其他工作装置。
无铲斗托架工作装置连杆机构又分为反转式和正转式。