轮式装载机7吨总体说明书参考

1、沈阳建筑大学毕业设计I目录目录目目录录 1第一章第一章 轮轮式装载机概述式装载机概述11.1 前言11.2 轮式装载机的用途11.3 轮式装载机的分类11.3.1 按发动机功率11.3.2 按行走系结构21.3.3 按卸载方式21.3.4 按传动形式31.4 JG962B 轮式装载机的技术参数31.5 轮式装载机的组成系统31.6 轮式装载机发展现状及趋势41.6.1 轮式装载机的发展现状41.6.2 轮式装载机的发展趋势5第二章第二章 轮式装载机的总体设计与布置轮式装载机的总体设计与布置72.1 方案选取及论证72.2 方案确定82.3 总体参数的确定102.4 发动机型号的选择142.5

2、发动机主要参数152.6 液力变矩器的选择152.6.1 变矩器与发动机相配合总要求162.6.2 发动机与变矩器的匹配方案162.6.3 变矩器选取162.6.4 变速箱选取172.7 铰接式装载机最小转弯半径的确定17沈阳建筑大学毕业设计II2.8 轮式装载机的总体布置192.8.1 总体布置的内容192.8.2 总体布置的原则192.8.3 总体布置的基准选择202.8.4 各部件的具体布置20第三章第三章 桥荷分配和稳定性计算桥荷分配和稳定性计算253.1 桥荷分配要求253.2 各部分重心位置的确定、桥荷力、最大掘起力计算263.2.1 工况 1：263.2.2 最大掘起力：293.

3、2.3 工况 2：铲斗在运输位置303.2.4 工况 3：铲斗在最高举升位置343.2.5 工况 4：铲斗在最大卸载距离位置383.3 稳定性计算423.3.1 用稳定比来评价装载机的稳定性423.3.2 用稳定度来评价装载机的稳定性43第四章第四章 车架设车架设计计504.1 轮式装载机车架概述504.2 车架设计504.2.1 车架设计原理504.2.2 车架的选择524.2.3 铰接点的选择554.2.4 车架的布置584.3 车架受力分析及强度校核604.3.1 车架受力分析604.3.2 铰销强度校核624.4 与工作装置的配合65第五章第五章 技术经济性分析技术经济性分析67沈阳建

4、筑大学毕业设计III第六章第六章 结论结论68参考文献参考文献68谢辞谢辞69附录一附录一附录二附录二 沈阳建筑大学毕业设计1JG962BJG962B型轮式装载机的总体设计型轮式装载机的总体设计第一章第一章 轮式装载机概述轮式装载机概述1.11.1 前言前言轮式装载机，英文名：wheel loader，它是一种广泛应用于公路、铁路、港口、码头、煤炭、矿山、水利、国防等工程和城市建设等场所的铲土运输机械。它对于减轻劳动强度，加快工程建设速度，提高工程质量有着重要的作用。其主要功能是对松散物料进行铲装、搬运、卸载、平整以及短距离运输作业，除此之外还可以进行轻度的铲掘工作，而且若换装相应的工作装置，

5、还可以进行推土、起重、装卸木料及钢管等作业。鉴于这些优点，它成为工程机械中发展最快、产销量及市场需求最大的机种之一。鉴于其广泛的作用性及便利性，其发展也引人注目，同时对它的要求也越来越多。例如希望能在整体尺寸变化不大的情况下，增加卸载距离和卸载高度，并且转弯半径能尽量小。这意味着对这行业的技术人才的技术素质要求就更高了。1.21.2 轮式装载机的用途轮式装载机的用途主要用来装卸成堆散料，也可以对岩石、硬土进行轻度铲掘作业。如果换不同的工作装置，还可以完成推土、起重、装卸其他物料的工作。在公路施工中主要用于路基工程的填挖，沥青和水泥混凝土料场的集料、装料等作业。由于它适用于建筑、矿山、铁道、水电

6、等国民经济各个部门，因此，不论在国内还是国外，产量与品种的发展都较快，是工程机械中的一个主要机种。1.31.3 轮式装载机的分类轮式装载机的分类单斗装载机的型式很多，通常按照以下几种方式进行分类：发动机功率，行走系结构，卸载方式，传动形式。沈阳建筑大学毕业设计21.3.11.3.1 按发动机功率按发动机功率(1)小型：功率小于 74 千瓦； (2)中型：功率在 74147 千瓦； (3)大型：功率在 147515 千瓦 ；(4)特大型：功率大于 515 千瓦。本次设计的 6 吨装载机，其功率小于等于 175 千瓦，属于大型装载机。1.3.21.3.2 按按行走系结构行走系结构(1) 轮胎式：以

7、轮胎式专用底盘为基础，配置工作装置及其操纵系统而构成。质量轻、速度快、机动灵活、效率高、不易损坏路面、接地比压大、通过性差、但被广泛应用； (2) 履带式：以专用底盘或工业拖拉机为基础，装上工作装置及操纵系统构成。接地比压小，通过性好、重心低、稳定性好、附着力强、牵引力大、比切入力大、速度低、灵活性相对差、成本高、行走时易损坏路面。 图 1-1 装载机的两种型式1.3.31.3.3 按卸载方式按卸载方式(1) 前卸式：结构简单、工作可靠、视野好，适合于各种作业场地，应用较广； (2) 回转式：工作装置安装在可回转 360 的转台上，侧面卸载不需要调头、作业沈阳建筑大学毕业设计3效率高、但结构复

8、杂、质量大、成本高、侧面稳性较差，适用于较侠小的场地。 (3) 后卸式：前端装、后端卸、作业效率高、作业的安全性欠好。1.3.41.3.4 按按传动形式传动形式(1) 液力机械传动，冲击振动小，传动件寿命长，操纵方便，车速与外载间可自动调节，一般在中大型装载机多采用； (2) 液力传动：可无级调速、操纵间便，但启动性较差，一般仅在小型装载机上采用； (3) 电力传动：无级调速、工作可靠、维修简单、费用较高，一般在大型装载机上采用。此次采用的是液力机械传动。1.41.4 JG962BJG962B 轮式装载机的技术参数轮式装载机的技术参数额定载重量： 6t ；铲斗容量： 3.3；3m发动机标定功率

9、：175kw；卸载高度： 3200mm；卸载距离： 1350mm；铲斗提升时间： 6.7 s；总和时间： 12s；最大转向角： 35； 行驶速度： 035km/h1.51.5 轮式装载机的轮式装载机的组成系统组成系统装载机可分为：动力系统、机械系统、液压系统、控制系统。沈阳建筑大学毕业设计41.动力系统：装载机原动力一般由柴油机提供，柴油机具有工作可靠、功率特性曲线硬、燃油经济等特点，符合装载机工作条件恶劣，负载多变的要求。2.机械系统：主要包括行走装置、转向机构和工作装置。3.液压系统：该系统的功能是把发动机的机械能以燃油为介质，利用油泵转变为液压能，再传送给油缸、油马达等转变为机械能。4.

10、控制系统：控制系统是对发动机、液压泵、多路换向阀和执行元件进行控制的系统。液压控制驱动机构是在液压控制系统中，将微小功率的电能或机械能转换为强大功率的液压能和机械能的装置。它由液压功率放大元件、液压执行元件和负载组成，是液压系统中进行静态和动态分析的核心。1.61.6 轮式装载机发展现状及趋势轮式装载机发展现状及趋势1.6.11.6.1 轮式装载机的发展轮式装载机的发展现状现状我国轮式装载机行业起步较晚，其制造技术是从美国、德国和日本引进的。我国现代轮式装载机起始于 20 世纪 60 年代中期的 Z435 型。该机为整体机架、后桥转向。经过几年的努力，在吸收当时世界最先进的轮式装载机技术的基础

11、上，开发成功了功率为 162KW 的铲接式轮式装载机，定型为 ZL50，并于 1971 年 12 月 18 日正式通过专家鉴定。就这样诞生了我国第一台铰接式轮式装载机，从而开创了我国装载机行业形成与发展的历史。到 70 年代末、80 年代初我国装载机制造企业已增加至 20 多家，初步形成了我国装载机行业。到目前为止，我国轮式装载机已经发展到了第三代，但最基本的结构仍然是由 ZL50 演变而来。第二代变化不很大，第三代变化稍大一些。2001年我国装载机全行业总销售量已突破 3 万台，居世界装载机市场的前列。因此，目前我国已经成了世界上装载机产销大国。 中国装载机工业在发展的同时，一些问题也日益显

12、露出来。虽然目前国内轮式装载机生产厂家群雄并立，但国内的企业自主开发创新能力较弱，产品更新换代以适应市场需求的能力较差，不能及时适应市场需求。在生产制造上，工艺装备水平和生产能力低，造成关键零部件技术不过关，整机的可靠性，故障率，使用寿命，机、电、液一体化水平，外观质量，操作的灵活性和舒适性方面与先进国家产品相比差距较大。沈阳建筑大学毕业设计5特别是行业进入门槛极低，价格恶性竞争导致企业盈利能力低下，营销理念缺失，市场难以拓展，产品质量及可靠性差，此外，产品及组织结构老化以及服务升级增加的成本难以消化等因素严重等制约了行业的进一步发展和品质的提高。 因此，中国装载机企业必须抓住新的发展形势，在

13、产品研发上体现差异化战略和成本领先战略，继续加强行业以企业国家级技术中心和高校及科研院所为主体的科研开发体系建设，打造价值链营销，加强品牌建设，提升品牌价值，只有这样才能在新形势下立于不败之地。 中国最大轮式装载机是徐工 LW1200K。2010 年 11 月 23 日，在 baumachina2010 展会隆重举办之际，徐工科技震撼推出国内最大吨位装载机LW1200K，并当场销售，在二十一世纪第二个十年到来之际，引领中国装载机产品技术发展进入新时代。 LW1200K 装载机是徐工立足市场需求，瞄准国际高端技术主流，自主研制开发的新产品，是我国目前最大吨位的轮式装载机，拥有国际先进技术，装备国

14、际一流部件，体现质量、安全和环保的价值观念。并顺利通过了由吉林大学、北京理工大学、东南大学、中国矿业大学等多名行业专家的鉴定。鉴定委员会给予了高度评价，并一致认为“是国内装载机行业的一次重大技术提升和突破，对打破国外大型装载机的绝对垄断局面，推动我国装载机行业的技术进步，引领装载机行业朝着高可靠性、高技术含量、高性能、大吨位的方向发展具有划时代的意义”。1.6.21.6.2 轮式装载机的发展趋势轮式装载机的发展趋势国产轮式装载机正在逐步提高，从仿制仿造向自主开发过渡，各主要厂家不断进行技术投入，采用不同的技术路线，在关键部件及系统上技术创新，摆脱目前产品设计雷同，无自己特色、优势的现状，从低水

15、平的无序竞争的怪圈中脱颖而出，成为装载机行业的领先者。大型和小型轮式装载机，在近几年的发展过程中，受到客观条件及市场总需求量的限制。竞争最为激烈的中型装载机更新速度将越来越快。各生产厂家根据实际情况，重新进行总体设计，优化各项性能指标，强化结构件的强度及刚度，使整机可靠性得到大步提高。细化系统结构。利用电子技术及负荷传感技术来实现变速箱的自动换挡及液压变量系统的应用，提高效率、节约能源、降低装载机作业成本。提高安全性、沈阳建筑大学毕业设计6舒适性。驾驶室逐步功能增强，驾驶室内环境将向汽车方向靠拢，方向盘、座椅、各操纵手柄都能调节，使操作者处于最佳位置工作。随着人们环保意识的增强，降低装载机噪声

16、和排放的工作已迫在眉捷，现在许多大城市已经制定机动车的噪声和排放标准，工程建设机械若不符合排放标准，将要限制在该地区的销售。广泛利用新材料、新工艺、新技术，特别是机、电、液一体化技术，提高产品的寿命和可靠性。最大限度地简化维修尽量减少保养次数和维修时间，增大维修空间，普遍采用电子监视及监控技术，进一步改善故障诊断系统，提供司机排除问题的方法。沈阳建筑大学毕业设计7第二章第二章 轮式装载机的总体设计轮式装载机的总体设计与布置与布置2.12.1 方案选取及论证方案选取及论证轮式装载机轮式装载机目前，国内同类型的轮式装载机主要有：徐工 LW640G、厦工 XG962、柳工CLG862、龙工 LG86

17、0 等型号。轮式装载机的自重轻，行走速度快，操作方便，机动性好，灵活稳定，作业循环时间段，作业效率高，能担负中等距离（1000 米）的运输，成本低于履带式装载机，转移工地时靠自身运行，不损伤路面，转移迅速，其修理费用低，并且修理（更换轮胎）迅速，使机器停工时间短，履带式装载机在上述各方面均不如轮胎式装载机，它的运行距离如果超过 30 米，作业成本将明显增加，转移场地时须平板车施运，行走装置修理时，费用也高。轮式装载机在障石，硬路面作业时，因轮胎有缓冲作用，对机器冲击振动较小，可延长机器寿命，减轻驾驶员疲劳。但接地比压和整机重心比履带式高，通过性和稳定性较差，不适宜在松软土质和坡道地区作业。轮胎

18、磨损较大，寿命不长，随着轮胎性能的改善，有可能进一步向大型化发展。履带式装载机履带式装载机履带式装载机对地摩擦力大，附着性能好，通过性好，重心低、稳定性好，适合在潮湿、松软地面工作。履带式装载机行走机构比轮式装载机复杂，它由驱动轮、引导轮、支重轮、链轨和台车架所组成。所有链轮于链轨在啮合传动过程中，无论负荷多么大，链轮于链轨是不可能打滑的。履带式装载机不能在路面上行驶，机动能力不如轮式装载机，不过沈阳建筑大学毕业设计8履带式装载机行走机构的接地面积大，在松软的作业场所有较强的行动能力，同时滚动阻力也比较大。特别是在同等功率条件下，履带式行走装置比轮式行走装置能发挥出较大的牵引力。翻越障碍能力不

19、如轮式装载机，而且履带式装载机履带式装载机的维修成本较高，运输成本也高于轮式装载机。驾驶员易于疲劳。综上所述，在一般作业条件下，轮胎式装载机具有较明显的优势，因而得到较广泛的应用，它在装载机中占的比重较大。表 2-1 柳工 CLG862 性能参数项目参数单位铲斗容量3.5m3额定载重量6.0t机重21.1t卸载高度3150mm卸载距离1200mm提升时间6.5S三项和时间12S轴距3350mm轮距2200mm表 2-2 厦工 XG962 性能参数项目参数单位铲斗容量3.5m3额定载重量6.0t机重20t卸载高度3330mm卸载距离1383mm提升时间6.5S三项和时间10.5S轴距3300mm

20、轮距2060mm沈阳建筑大学毕业设计92.22.2 方案确定方案确定通过以上的对比，考虑到满足设计的要求，装载机作业条件与对象，作业效率与成本，装载机选用下列机构：（1）动力及传动系统：发动机标准配置淮柴 WD615G.240 发动机，该发动机为直列、六缸、水冷、四冲程、直喷式发动机，标定功率为 175 千瓦，转速为 2200r/min，同时可选配双变采用杭齿前进 TY320 变速箱、山推 YJ435 变矩器。（2）工作装置操纵杆系为减轻工作装置操纵杆系的操纵力，操纵机构旋转支撑部分由轴套改为滚动轴承，使操纵力更小，能够使操纵更加轻便，减轻司机的劳动强度，提高效率。（3）液压系统厦工的工作液压

21、系统拥有独有的节能专利技术，采用双泵合流，转向优于液压系统，高效节能，动力性更佳，油耗更低。（4）制动系统行车制动时，四个车轮上采用多片湿式制动器，制动效果好，并且不受环境影响。停车制动时，闸瓦式制动器，装在变速箱前输出轴上可由司机手动电控操作。（5）电气系统电气系统在柳工 862 的基础上将前大灯由金属灯盒、圆形大灯更换为 D 系列形式的威利组合大灯形式.（6）机罩及覆盖件机罩整体优化外观造型，侧门开启，采用气弹簧控制的向外开启方式，提高维修方便性，左右爬梯及电瓶箱爬梯最后一节采用柔性联结，避免磕碰变形。（7）驾驶室及操作台架驾驶室内置防滚翻，有效防止意外对司机造成的危害。全视野驾驶室，保证

22、良好视野，并配有减震效果的座椅。（8）工作装置采用双摇臂六连杆机构。本方案有如下优点： 柴油机变矩器变速箱匹配合理，联合工况牵引力大。沈阳建筑大学毕业设计10 单级四元件双涡轮变矩器，起动平稳，操作简便，可实现无级变速。 动力换档变速，液压操纵工作装置，操作轻便灵活。 转向系统，操纵灵活，性能可靠。 后置储气罐、四轮双管路气顶油钳盘式制动系统，工作更加安全可靠。 新型驾驶室可选配冷暖空调，视野开阔，隔音减振，操作环境好。 整体式可拆装机罩，开关方便，便于发动机维修保养。综上所述，在一般作业条件下，轮胎式装载机具有较明显的优势，因而得到较广泛的应用，它在装载机中占的比重较大。该设计题目结合了专业

23、特色，囊括了所学的很多知识，使我们灵活运用知识，自主设计，培养了创新，并考验了我们的细致和耐心，设计中需要不断修改，不断试验，才能达到预想要求。2.32.3 总体参数的确定总体参数的确定(1) 额定载重量确定额定载重量为 6 吨(2) 装载机铲斗容量斗容的定义：装载机的斗容一般可分为几何斗容和额定斗容。几何斗容是指铲斗平装时，由斗刃刃口与挡板（当铲斗装有挡板时)或斗背(当铲斗不装挡板时)最上部的连线，与铲斗外廓部分之间的横断面面积，乘以铲斗内壁宽所决定的容积。几何斗容也称为平装斗容，以符号表示。sV额定斗容是指铲斗的四周，以二分之一的坡度堆积物料时，由料堆坡面线与铲斗外廓部分之间所形成的容积。

24、额定斗容又称为名义堆积斗容，以符号表示。一般在rV未注明是几何斗容或额定斗容时，都是指的额定斗容。额定容量与额定载重量有如下关系，即1沈阳建筑大学毕业设计11 2-1 360003.51700rrmVm式中铲斗额定容量，;rV3m额定载重量，kg;rm装载物料密度，通常取=17003mkg(3) 装载机的整机质量 2-2 6000206900.29sQmkgK式中装载机整机质量sm重量利用系数，轮式装载机取；此处取K30. 025. 0K0.29K 整机自重力 2-3 20690 9.8202762202.8ssGm gNKN(4) 参考书及各同类产品对整机的参数进行初选根据装载机设计的经验公

25、式确定主要参数；采用上述公式计算中型以上轮式装载机参数值具有一定准确性，与实际误差约为312%。因此在计算本轮式装载机时，有些需要一些改变。发动机飞轮功率：（经验公式，对大吨位比较可靠） 2-428.61463.6228.614 663.62235.3PQKW 最大卸载高度：铲斗卸载高度是表示装载机把物料卸载到运输工具上时，在铲斗倾卸角为 45 时，铲斗斗尖离地的高度。在装载机的技术规格里，一般标出下列两个卸载高度值:最大卸沈阳建筑大学毕业设计12载高度，在最大卸载距离时，或某一规定的卸载距离时的卸载高度。装载机的最大卸载高度，是指动臂在最大举升高度和铲斗倾卸角为 45时的卸载高度，它一般随P

26、H着载重量和装载机自重的增加而增加。 0.1352.370.135 62.373180()HQmm 2-5最小转弯半径： 2-60.2266.330.226 66.337686()RQmm 装载机长： 2-L0.5024.530.502 64.537542()Qmm 7装载机宽度： 2-8B0.2181.370.218 6 1.372678()Qmm 装载机高度： 2-H0.2182.690.218 62.693458()Qmm 9插入阻力：插入力是装载机铲掘物料时，在铲斗斗刃(斗尖)上产生的插入料堆的作用力。对于用装载机行走来进行插入的装载机，其插入力取决于牵引力，牵引力越大，则插入力也越大

27、。当装载机在平地上匀速运动并不考虑空气阻力时，插入力等于装载机的牵引力减去滚动阻力。对于在装载机停止前进运动，用液压油缸进行插入的装载机，其插入力取决于完成插入作用的油缸的推力。单位斗刃插入力是指装载机铲斗，在一厘米斗刃长度上，所产生的插入料堆的作用力。参考同类产品得比插力为：500 牛/厘米由： 2-10soGP 轮式装载机自重sG 轮胎附着系数，取 0.75初选铲斗宽度为 3000 厘米，则插入阻力为：0B3沈阳建筑大学毕业设计13 2-11max202.8 0.75198soPGKN掘起力：掘起力是指在一定的条件下，当铲斗绕着某个规定的铰接点回转时，作用在距铲斗斗刃刃部(斗尖)一定距离处

28、的垂直向上的力。它决定了铲斗绕着这个规定的铰接点回转时的动臂举升当铲斗绕着动臂与支架的铰接点回转时)或和铲斗翻转(当铲斗绕着铲平与动臂的铰接点回转时)能力。掘起力是由转斗或动臂油缸提供的，根据装载机的稳定性计算，初步计算时，根据额定载重量按下式近似确定。动臂有支撑橛时 掘起力： 2-122.0 3.03.0 6 9.8176.4zrFm gKN 根据轮式装载机基本参数（铰接转向式）JBT 3688.1-96 规定 崛起力175KN最大牵引力：牵引力是装载机驱动轮轮缘上，由装载机行走机构所产生的驱动车轮前进的作用力。它的最大值被装载机的粘着重量粘着重量指驱动车轮所承受的那部分机器的重量，当四轮驱

29、动时即为装载机自重)所限制。装载机的粘着重量越大，则可能达到的最大牵引力也越大。轮式装载机的最大牵引力与机器自重的比值一般均在 0.750.90 之间，对比相关的同类产品取系数为 0.76,则: 2-130.760.76 202.8154HFWKN轴距和轮距装载机轴距是指前后桥中心线的距离。轴距的大小影响装载机的纵向稳定性、转弯半径和整机质量，此外，轴距的改变还会影响车架受力和整机的通过性。通过参考同类型机器初选为.3300mm轮距是指两侧轮胎中线之间的距离，大部分装载机前后桥采用相同的轮距及同类轮胎。轮距影响装载机的横向稳定性及转弯半径和单位长度斗刃上的插入能力。参考同类型初选轮距为2380

30、mm沈阳建筑大学毕业设计14轮胎的选择由上面计算可知：装载机的自重为 20.69 吨，查得：3空载时：前桥负荷占总重的 3556，后桥负荷占装载机总重的 4465；满载时：前桥负荷占总重的 7080，后桥负荷占装载机总重的 2030。选出轮胎的规格 ：23.5R25轮胎充气后的主要尺寸： 外直径：1695mm；断面宽: 595mm；轮辋直径：635mm.最小离地间隙装载机最小离地间隙是通过性的一个指标，它表示装载机无碰撞地越过石头、树桩等障碍的能力。在设计中离地间隙尽可能大些，一般不小于 350mm。本设计因布置需要在布置后的最小离地间隙为 582 mm。2.42.4 发动机型号的选择发动机型

31、号的选择装载机作业时，发动机净功率消耗于两部分：牵引功率和驱动液压泵功率。(1) 牵引功率是由发动机经传动系驱动装载机行驶的功率。由公式计算： 2-1413600KTF vN式中额定轮缘切线牵引力(N)。KF， 1115403650115190KHfFFFN2-15其中额定牵引力，HF沈阳建筑大学毕业设计15； 2- 202.8 0.55111.54111540HsHFGKNN16额定附着重量利用系数，轮式装载机取 0.45-0.55,此处取 0.55；H滚动阻力，fF； 2- 0.018 202.83.653650fsFfGKNN17滚动阻力系数查书（1）表可得为,取 0.018;f16P1

32、202. 0018. 0装载机插入料堆的理论作业速度，轮式为 3-4km/h，取 3km/h;Tv传动系总效率，液力机械传动取 0.6-0.75,取 0.75。1115190 312836003600 0.75KTF vNKW(2) 驱动液压泵功率2N装载机上所有的油泵有：作业泵、转向泵、变速泵等。 2-182110%128 10%12.8NNKW发动机的净功率应为 2-191212.8 128140.8NNNKW发动机总功率 2-20121.10 140.8155eNK NNKW式中考虑发动机附件所需功率，取 1.0.K10. 105. 1K2.52.5 发动机主要参数发动机主要参数装载机用

33、的柴油机工作条件恶劣，负荷大，应选用按一小时功率标定的工程机械用柴油机。由计算得知：发动机所需功率。综合各方面考虑，选发动机2155eNKW型号为淮柴 WD615G.240。表 2-3 发动机性能参数1发动机型号淮柴 WD615G.240沈阳建筑大学毕业设计162额定功率 kw1753额定转速 r/min22004最大扭矩 N.m9205最低燃油消耗率 g/kw.h1986汽缸排列形式立式、直列、水冷、四冲程、直喷2.62.6 液力变矩器的选择液力变矩器的选择对于液力机械传动形式的装载机，变矩器是一个很重要的部件，液力变矩器选择正确后，再根据装载机性能要求，与发动机正确的匹配，那么，发动机的功

34、率就会得到充分利用，装载机的牵引性能就会满足要求，同时也可以减少变速箱的档数，简化了变速箱的结构，减轻司机的劳动强度，提高装载机的生产率。从另一方面来说，如果变矩器选择的不得当，或与发动机的匹配不合适，则液力机械传动的优点就得不到发挥，甚至燃料消耗高，生产率低。2.6.12.6.1 变矩器与发动机相配合总要求变矩器与发动机相配合总要求（1）使装载机具有较高的生产率；（2）在保证上述情况下，要经济性好。2.6.22.6.2 发动机与变矩器的匹配方案发动机与变矩器的匹配方案 发动机与变矩器的匹配，一般来说有两种方案，即所谓的全功率匹配和部分功率匹配。（1）全功率匹配：在选择变矩器直径时，是以装载机

35、在作业时所能获得的最大插入力（牵引力）为考虑因素，这也就是说，只有变速操作泵与变矩器正常共同工作，而转向油泵和工作装置油泵空转，变矩器与发动机输出的全部有效功率进行匹配。（2）部分功率匹配：考虑工作装置与牵引（插入）同时工作，因此工作油泵必须先消耗一部分功率，剩余的功率才能传给变矩器，这也就是说这时工作装置油泵、变速操纵油泵与变矩器同时工作，而转向油泵空转，变矩器不是与发动机所输出的全部有效功率进行匹配，而是与其部分功率匹配。沈阳建筑大学毕业设计17对以上两种匹配方案分析，可以看出，对于大型装载机，考虑到同时工作的要求，用部分功率匹配为宜，所以本设计采用部分功率匹配。2.6.32.6.3 变矩

36、器选取变矩器选取本设计选取山推 YJ435 变矩器，其技术参数如表 2-4 所示表 2-4 液力变矩器的性能参数1型号YJ4352循环圆直径 mm3803额定输入转速 r/min18504额定功率 kw2355零速工况变矩系数2.586最高效率%887重量 kg2562.6.42.6.4 变速箱选取变速箱选取本设计选取的变速箱为杭齿前进 TY320 型变速箱，详细参数如下：表 2-5 变速箱的性能参数1型号TY3202档位前 3 后 33速比前进 0.83-2.86后退 0.68-2.364最大输入扭矩248N.m5最大输入功率235kw沈阳建筑大学毕业设计182.72.7 铰接式装载机最小转

37、弯半径的确定铰接式装载机最小转弯半径的确定铰接式装载机前、后轮的转弯半径一般是不同的，并且随着铰接点位置不同而变化。由于铰接式装载机的最小转弯半径是按照前、后轮转弯半径中的较大值确定的，因此在研究转弯半径时，只需研究前、后轮中外轮的转弯半径便可。铰接式装载机其前、后外轮转弯半径可根据图 2-1 来确定。图中 O 为前、后车架铰接点，为转向角，L 为装载机轴距，B 为装载机轮距，F 为前、后轮的转弯中心。设铰接点距前轮轴距离为 a,则当前车架相对于后车架转向角为时，装载机的转弯半径如下：图 2-1 转弯半径的确定前轮转弯半径1R1RKFKAAF而2BKA sincos)(sinaaLACAF所以

38、 2-21sin)(21aosaLBR已知： 3600Lmm2380Bmm38a1700mm沈阳建筑大学毕业设计191cos2380(3600 1700) 1700cos3864522sin2sin38LaaBRmm后轮转弯半径： 2RGFGDDF而 2BGD ()cossinsinEDaLaDF 所以： 2-172()cos2sinBaLaR2cos17003600 1700 cos3823806383()2sin2sin38aLaBRmm确定最小转弯半径为 6383mm，与其他同类型的装载机相比，本设计有更小的转弯半径，转向更方便，缩短了工作时间，提高了工作效率。从上式可以看出，铰接点位置

39、对装载机转弯半径影响很大，当铰接点越往前移，即当 a 值越小，前轮的转弯半径越大，后轮的转弯半径越小。反之，当铰接点越往后移，则前轮的转弯半径越小，后轮的转弯半径越大。当铰接点在中间位置时，前、后轮的转弯半径相等。这时，装载机的转弯半径最小。此处的计算对之后的车架设计部分有用，届时将不再单独说明。2.82.8 轮式装载机的总体布置轮式装载机的总体布置总体布置工作即是将各部分合理地安排，使各部件相互关系协调，重量分布合理，保持稳定，方便维修，以获得良好的整车性能。2.8.12.8.1 总体布置的内容总体布置的内容装载机总体布置的内容包括：（1）确定各部件在整机上的位置及占据的空间；（2）确定部件

40、之间、部件与整机之间的连接方式；（3）估算整机自重力及重心位置，并对各部件质量提出要求；沈阳建筑大学毕业设计20（4）布置各操纵机构、机器覆盖件、驾驶室等；（5）审查各运动件的运动空间，排除可能发生的干涉；（6）定出标准化、通用化、系列化的零部件明细表。2.8.2 总体布置的原则总体布置的原则总体布置时要考虑以下原则：（1）保证整机稳定性；（2）结构紧凑，并有较高的传动效率；（3）便于操作维修，工作安全可靠；（4）外形美观、协调。2.8.3 总体布置的基准选择总体布置的基准选择总体布置时应正确选择三个方向的布置基准：（1）以通过后桥中心线的水平面为上下位置的基准；（2）以通过后桥中心线的垂直面

41、为前后位置的基准；（3）以两侧车轮的对称面为左右位置的基准。2.8.42.8.4 各部件的具体布置各部件的具体布置（1）发动机与传动系的布置轮式装载机除了用农用拖拉机改装为装载机者外，发动机一般均布置在整机后部，以起配重作用，其上、下位置应尽量放低，使重心降低，有利于整机稳定性，但它受副车架和驱动桥壳位置的限制。发动机位置确定以后，传动系统的布置是接着发动机依次向前排列。发动机、变矩器和变速箱的连接方式主要有三种方案：图 2-2a)所示是发动机、变矩器和变速箱三者组合成一体的方案。它的优点是：轴向尺寸短，便于轴距短的机器总体布置；三部件可组装成一个总成一次安装，使总装工序简化；可减少部件间的油

42、路管道，增加可靠性。但是，这种布置方式箱体加工同心度要求较高，当其中由一部件损坏时，需整体调出车体，修理费时；由于各部件箱体刚性连接，发动机的振动会影响其他部件的正常工作。这种布置方式适于中小型装沈阳建筑大学毕业设计21载机。图 2-2b) 所示是发动机独立布置，变速箱与变矩器连接成一体的方案。图 2-2c) 所示是变速箱独立，发动机与变速器组成一体的方案。上述两种布置方案的共同特点是：各总成独立支承，因而在某一部件发生故障时，可以在不影响其他部件的前提下拆卸，便于修理；发动机前后位置不受变速箱位置的影响，可向后移动，减少配重，有利于整车重量的合理分配；另外，可根据不同机种配置不同的变速箱与变

43、矩器，零部件通用性强，有利于组织专业化生产。 132 a） 123 b) 123 c)沈阳建筑大学毕业设计221发动机 2变矩器 3变速箱图 2-1 发动机、变矩器和变速箱的连接方式（2） 车架连接与传动轴的布置 连接装载机前后车架的铰接销的位置有两种设计方案：铰接销布置在轴距的 1/2 处，此种布置转弯半径小；前后轨迹相同，减少了行驶阻力和转弯阻力。铰接销布置在轴距中点偏前，此种布置，前后轮转弯半径不同，车轮轨迹不重合，阻力较大。本设计采用第二种布置，其优点是：a) 便于传动系的布置；b) 铰接点位置靠近前轴，装载机前后部最外端的转向半径接近相等，可得较小转向半径；c) 装载机折腰时，前车架

44、转角大于后车架转角，铲斗摆动比车尾摆动多，12因此，便于使铲斗对车或均匀地把物料卸至货车箱内，缩短了工作循环时间；d) 铰接点愈靠近前桥，则折腰时前桥偏转角愈大，并且愈易于绕前桥中点转动，可减少转向阻力矩。连接前后车架的铰接销有上下两个，两者之间的距离应尽可能大些，以改善轴的受力。但位于下边的那个铰接销的位置不应过低，以保证装载机最小离地间隙。车架的外部宽度受轮距的限制，内部宽度要求考虑安装发动机和转向油缸的位置，车架高度是根据结构的强度要求和支撑件尺寸要求而定。前后车架相对转角一般取 7090，每个车架绕铰接销相对转角可达 3545，否则将影响其他件的布置，并且会使传动轴的万向节发生干涉。传

45、动轴布置在装载机的纵向对称平面内，成水平布置。这样保证了在转向时，万向节作等速转动。（3）摆动桥的布置轮式装载机作业时载荷变化甚大，为保证作业稳定性，均不设弹性悬挂装置。但为使装载机在不平路面行驶时，四个轮胎都能着地，以提高机器的稳定性和牵引力，允许有一车桥能随路面不平作相对摆动。沈阳建筑大学毕业设计23图 2-2 摆动桥的布置1-摆动桥；2-销轴；3-桥壳；4-挡块 现代轮式装载机大多把后桥作为摆动桥，它固定在副车架上，副车架用纵向铰销与车架相连，因而后桥可绕纵向铰销摆动。其最大摆角一般为1014，由限位块限位。后桥摆动的装载机作业时，驾驶员是随前车架一起摆动，因而易于体会铲斗刃口与水平面的

46、倾角，可以正确的进行水平铲掘工作。本设计把后桥作为摆动桥，取最大摆角 14，见图 2-2。方案的确定：为了获得较大的牵引力，轮式装载机几乎全部都采用四轮驱动。装载机在作业时前后轮负荷变化不大，为使机体不因此而造成较大的纵向摆动，以使装载机有较好的作业稳定性，前后桥都采用刚性悬挂，因此来自地面的冲击只能靠采用低压轮胎来起缓冲作用。装载机的前桥刚性的固结在车架上，后桥则通过副车架铰接在车架上，当在不平路面上行驶时，后桥绕装载机纵轴可以摆动一定的角度，通过以上的对比，考虑到满足设计的要求，装载机作业条件与对象，作业效率与成本，以及架驶员的工作条件。摆动桥销轴选定直接布置在驱动桥壳上。（4）工作装置的

47、布置轮式装载机的工作装置一般均布置在整机前端，结合工作装置连杆机构的设计确定动臂与车架的铰点位置。在满足动臂在最高位置时的卸载要求和动臂在最低位置时铲斗不受干涉的前提下，动臂支点愈向后布置，则动臂举升时的外伸距离愈小，稳定性愈好，动臂所需转角也小，便于机构设计和提臂液压缸的布置。在满足卸载要求的沈阳建筑大学毕业设计24条件下，如动臂与与车架的铰点位置偏高，则可减少铲斗刀刃离前轴距离，增加掘起力；反之，则斗刃离前轴距离增加，掘起力减小。这一部分需要同做工作装置的同学相互配合。（5）驾驶室的布置驾驶室的布置应使操纵用的传动机构简单，操作省力、方便，以保证驾驶员具有良好的视野和舒适、安全的工作环境。

48、在整体车架上，驾驶室一般布置在车架前端，是驾驶员前方有良好的视野。在铰接式的车架上，驾驶室的布置有三种方案。 驾驶室布置在前车架的后部。驾驶员的视野较好，并与铲斗的相对视角保持不变，铲斗的对准性容易控制，但驾驶员受到工作机构传来的冲击较大，容易疲劳。 驾驶室布置在后车架的前部。驾驶员视野不好，驾驶员与铲斗的相对视角有变化，铲斗的对准性不易控制，但驾驶员受工作机构传来的冲击较小，不易疲劳。 驾驶室布置在后车架上的向前悬臂处。这种布置综合了前两种布置形式的优点，并克服其缺点。但转向时铲斗对准性差，由于铲取作业和卸载作业一般不在转向时进行，因此影响不大。目前大多数装载机都采用这种布置形式。从安全角度

49、和操纵系统简单方面综合考虑，本设计采用第三种布置。沈阳建筑大学毕业设计25第三章第三章 桥荷分配桥荷分配和稳定性计算和稳定性计算3.13.1 桥荷分配要求桥荷分配要求在初步布置各总成、部件在车上的位置后，必须进行前、后桥轴荷的估算，以校验轴荷的分配是否合理。桥荷力分配是否合理直接影响装载机的很多性能，如牵引性、通过性和稳定性等，另外还会影响零部件尺寸选择和强度计算。也只有知道了桥荷分配的数据，才能正确的选择轮胎规格。对桥荷力的分配要求：(1).应保证驱动桥上有足够的附着重量，以获得所需的牵引力；(2).应保证整机的稳定性。桥荷力分配要兼顾到装载机在空载和满载时的纵向及横向稳定性；(3).应保证

50、转向轻便。对铰接式装载机桥荷力分配将影响车辆转向的运动轨迹；(4).应使每个轮胎的负载能力充分得到利用，并使各轮胎的使用寿命大体接近；轮式装载机的前桥如果轴荷过大，则纵向稳定性差，轮胎超载过大会影响轮胎寿命；后桥轴荷过大，虽有利于纵向稳定性，但往往增加了机重，并使横向稳定性下降。综合考虑上述要求，整体车架轮式装载机的桥荷力分配大体是：空载时，前桥桥荷力占装载机自重力的 3556，后桥桥荷力占装载机自重力的 4465；满载时，前桥桥荷力占装载机自重力的 7080，后桥桥荷力占装载机自重力的 2030。沈阳建筑大学毕业设计263.23.2 各部分重心位置的确定各部分重心位置的确定、桥荷力、最大掘起

51、力计算、桥荷力、最大掘起力计算1-发动机罩；2-发动机；3-液力变矩器；4-变速箱；5-驾驶室；6-变速操作系统；7-车架；8-工作液压系统；9-工作装置；10-前驱动桥；11-前传动轴；12-后传动轴；13-后驱动桥；14-车轮；15-电瓶；16-配重图 3-1 装载机示意图3.2.1 工况工况 1：表 3-1：铲斗在铲掘位置，重心坐标估算表序号部件名称部件重量Kgmi部件重心距前桥距离mmli部件重心高度ihmm沈阳建筑大学毕业设计271234567891011121314151617181920发动机系统发动机罩后驱动桥液力变矩器变速箱驾驶室前驱动桥前车架后车架转向油缸水箱电瓶箱油箱+液

52、压油箱配重动臂动臂油缸翻斗油缸摇臂连杆铲斗87526517002216293481350102823275210690600474394423020125754175322242485190015471064571-1700-86727603003164296029603688-2227-1053-1699-2460-2763-3691191620698481731138722638481346100280020741148114812321361127021021361963430（1）计算空载工况下的重心位置：如下图所示，沈阳建筑大学毕业设计28 图 3-2：铲斗铲掘位置空载桥荷力分配则水

53、平方向： 3-1 gSnnlmlmlmlm.221118860638i imlKg mm1886063891220690i igSmllmmm 垂直方向： 3-2gSnnhmhmhmhm.221120666520iimhKg mm20666520998.8720690iigSmhhmmm（2）计算空载工况下的桥荷分配：如图所示，参考杨占敏，轮式装载机.化学工业出版社，2006第 23 页，装载机桥荷力 7计算公式： 3-3LlGFSA11 3-4LlGFSB1 式中：空载时前桥负荷；AF 空载时后桥负荷；BF沈阳建筑大学毕业设计29前后桥轴距；L3600Lmm 装载机重心距前桥中心距离；1l1

54、912+17002612lmm 装载机重心距后桥中心距离；2l21900912988lmm则： 12612120690 9.81556473600ASlFGNL 1261220690 9.81471153600BSlFGNL前、后桥荷重占整机重量的百分比为： 3-555647100%100%28%20690 9.8ASFiG前 3-6147115100%100%72%20690 9.8BSFiG后式中：空载时前桥负荷占整机重量的百分比；前i 空载时后桥负荷占整机重量的百分比；后i3.2.23.2.2 最大掘起力：最大掘起力： 利用工况 1，可计算出装载机的最大掘起力, 装载机掘起力是指在下述条

55、件下，铲斗绕着某一规定铰接点回转时，作用在铲斗切削刃后面 100mm 处的最大垂直向上的力。 装载机停在坚实的水平路面上； 装载机具有标准的使用重量； 铲斗斗刃底部平行于地面，且与地平面距离的上下误差不超过 25mm。 装载机掘起力标志着装载机铲斗绕规定铰点回转时动臂举升或铲斗翻转的能力。如果在举升或转斗的过程中，引起装载机后轮离开地面，则垂直作用在铲斗上使装载机后轮离开地面的力就是装载机掘起力。沈阳建筑大学毕业设计30图 3-3：最大掘起力时装载机的工作状态图 3-4：最大掘起力在铲斗上的计算位置则，最大掘起力计算公式： 3-7掘lGPSnlg式中： - 最大掘起力；nP - 铲斗斗刃后 1

56、00mm 距前轮中心的距离，掘l3010lmm掘20690 9.8912gnGlPKNl掘满足JB/T 3688.1-96; 轮胎式装载机 基本参数国家标准（6-8 吨取中为 6 吨）的要求。3.2.33.2.3 工况工况 2 2：铲斗在运输位置：铲斗在运输位置沈阳建筑大学毕业设计31表 3-3：铲斗在运输位置，变化的重心位置表序号部件名称部件重量（kg）im部件重心距前桥距离（）ilmm部件重心高度（）ihmm1234翻斗油缸摇臂连杆铲斗201257541731-1960-2464-2221-3448200017471190636（1）计算此工况下的重心位置： 空载

57、：水平方向： 3-gSnnlmlmlmlm.22118 19262218i imlKg mm21926221893120690i igSmllmmm垂直方向： 3-9gSnnhmhmhmhm.221121118596iimhKg mm21118596102120690iigSmhhmmm 满载：1116000,1748,636;GGGmKg lmm hmm 水平方向：1111192622186000 3448-53.4206906000i iGgSGmlG lllmmmm 垂直方向：111934.2iiGGgSGmhmhhmmmm沈阳建筑大学毕业设计32（2）计算此工况下的桥荷分配： 空载：如

58、下图所示： 图 4-5：空载桥荷力分配参考杨占敏，轮式装载机.化学工业出版社，2006第 23 页，装载机桥荷力 7计算公式： 3-10LlGFSA11 3-11LlGFSB1 式中：空载时前桥负荷；AF 空载时后桥负荷；BF前后桥轴距；L3600Lmm 装载机重心距前桥中心距离；1l1931 17002631lmm 装载机重心距后桥中心距离；2l23600931969lmm则： 12631120690 9.8154576.83600ASlFGNL 1263120690 9.81481853600BSlFGNL沈阳建筑大学毕业设计33前、后桥荷重占整机重量的百分比为： 3-12100%26.9

59、%ASFiG前 3-13100%73.1%BSFiG后式中：空载时前桥负荷占整机重量的百分比；前i 空载时后桥负荷占整机重量的百分比；后i 满载：载重额定载荷 6 吨时，如下图所示：图 4-6：重载桥荷力分配此时所有参数值均不变，仅铲斗中有了负载，将变化的值代换至空载的方程中，参考杨占敏，轮式装载机.化学工业出版社，2006第 24 页，装载机桥荷力计算 7公式： 3-13LlGLlGFSA1111 3-14LlGLlGFSB11式中：满载时前桥负荷；AF 满载时后桥负荷；BF 额定载重量；1G沈阳建筑大学毕业设计34前后桥轴距；L3600Lmm载重物料重心距前桥中心距离；l3448 1700

60、1748lmm 装载机重心距前桥中心距离；1l1931 17002631lmm 装载机重心距后桥中心距离；2l21900931969lmm则： 11263117481120690 9.816000 9.81141927.7736003600ASllFGGNLL 126311748120690 9.86000 9.8119634.5636003600BSllFGGNLL 前、后桥荷重占整机重量的百分比为： 3-15141927.77100%100%54.3%26690 9.8ASFiG前 3-16100%=45.7%BSFiG后式中：满载时前桥负荷占整机重量的百分比；前i 满载时后桥负荷占整机重