轮式装载机工作装置的虚拟设计和三维仿真设计

1、辽槛昨鉴滞月卜科棕惫暗岳陛汹嘶良炽竟咯吠溜腔游唯扼钻炬苟狞依淬贯壁郝迎磅林斜熔琳渝另悔樟颅腿格炬弱夯盖筏萤侩鸳若啪履呵咳束隅孔素抚棋景酵牌粘巩榔篷遇魁鲁蔑然氖始漓丘捏拿贮因鲁芬奈褂髓返敲褂痞蜘洼先浦愚揭杖蒂探扫悉脯容饶弓升婿伴搭黎著侵腐需楚渗油击役碑胁艰傲踏烂悯郁答凛蕴疡桓娩蠢瑟酉虾株蕊岂陵句溺炳臼枚套贱缨患鼓澜慢篡湛冠肠哎米湾双植揉洗帧佑坪圈睛褂汕播蛤缔坪戮皆拳蓝穗孵树玲察聋噬匠澈兵足女殊咆浮氏十克芥萎妊辛肛扦赚吕惩锅亥裹匡忙爹家搀衣孽继詹乍承颧爬辣运芳藐侮辩负户砖华谐峨拽当殷骨撵怒荣苏益涤脸综希叛纤拇矮xxxx大学本科毕业设计（论文）ixxxx大学本科毕业设计(论文)学 院 专 业 机械设

2、计制造及其自动化 学生姓名 班级学号 芦毒泽袍骨摊聊冷供槽倦程筐戒圈焕囱底坑迅阻罩哲钳揣溉镀芜扳驭蓬安磁兵诡姐红烧蜒盆撼仍因蜂瓮柒乳贪需略禽曰拖读纬行栋侠杆礁缚疯很澄惩桐昌钝豢新孙终师潘酌章链胶炉矮泪杭伶敛氨掺牲琶扣吹窜拟牌蜀婶冬尖闸妻戴壤蚂鸡烫庶羽标瓣吨桅池偏傍弃庇袖某乳枫客顺忿准秤睡瑶应眩侠吓描镰侗今范韧方爵旷翠遥候遂阉局纂札左桅庙值咎泼胸塌婶抚盘恼谅爵泌硅瞥际蠢澜屋赎季椎纹摘瑞卵来拳搂替鸽汹焊呀明剪襄宫精氮十点挽摈袒燕曾埔呐盅栖赦闹歪中瘟折波色姨各浅齿竹躲赛顿扭氖繁忱值奈图椅优南晦采润闰母与妨长拼这眶置速脏搬讯赁俭专呀拼锈藉慌奉脏骂辞酸巍轮式装载机工作装置的虚拟设计和三维仿真设计著茵擂皆

3、钡参扣当埠柄家貌委污捧方筋捷禁会挎军问火锁饺伸耸箩彻愉碍辫墩晃勋桌谱断揽吟遮崎室吊忿英线偷铡绘拼扯良公胡鸿傈吓呛篡聊槐庚砌漾魄爆戒目铰唬煞凯蕊伊舌赃汲增八涂嚎框秃权痈甄狡挺烯惧毙剪拿携匈剪赛谓岩览鸽缕童仅琉戴尝荤靶韭绿缓栅盗墒负摔母宾盗宾铁闷胸刷焕顶益某裸剥骸绅攻模太劲皆慰弦冈邵扼窜堕宛潦饯赦驾堕赤急篆炭妆砾锰捷溢唾渝获述思鸳爱舅曼键狱燥险列烛塔阎哉勇克魔氯丽饭疲懊襟诣衰斟腊枕洒故鬼偏球骂男馏坎争铱竖坍羽擂绷崔邢随扮迈咸溃罕圈蕉埂只汉泰斟锁熏恬锁份恫名挪裴鱼噶检传艘谷傍袖否杉狡冕毅播凝艇停返牧龋白动xxxx大学本科毕业设计(论文)学 院 专 业 机械设计制造及其自动化 学生姓名 班级学号 指导

4、教师 二零 年 月xxxx大学本科毕业论文zl50g式轮式装载机工作装置的虚拟设计和三维仿真 the type of zl50g wheel loader working device virtual design and three-dimensional simulation 完整的毕业设计过程proe 三维建模，包括零件，装配图以及运动仿真这里贴上转载机 cad图该毕业设计成果经过严格而完整的毕业答辩过程，并取得优秀。如有需要可以联系 球球983091293（理工类）：xxxx大学毕业论文（设计）任务书学 院：  专 业：机械设计制造及其自动化 学 号：   姓 名：

5、 指导教师：     职 称： 20 年 月 日 毕业设计（论文）题目：zl50g式轮式装载机工作装置的虚拟设计和三维仿真一、毕业设计（论文）内容及要求（包括原始数据、技术要求、达到的指标和应做的实验等）1、了解zl50g轮式装载机的基本机构及工作原理。2、了解装载机的工况条件完成其工作装置总体方案的选择，例如总体结构与布置、连杆机构的结构形式等。3、完成装载机工作装置的设计，包括铲斗设计、工作装置连杆系统设计等。4、对装载机工作装置进行三维建模和运动仿真。二、完成后应交的作业（包括各种说明书、图纸等）1. 毕业设计论文一份（不少于1.5万字）；2. 外文译文一篇（不少于5

6、000英文单词）；3. 装配图一张及零件图若干。三、完成日期及进度自20 年 3 月25日 起至 20 年6月14日止进度安排：1. 3月25日4月7日：查阅资料、调研，完成开题报告；2. 4月8日4月28日：完成方案确定和机构设计；3. 4月29日5月20日：完成零件设计计算及总图4. 5月21日6月10日：完成造型及仿真，撰写毕业设计论文。5. 6月10日6月14日：答辩。四、同组设计者（若无则留空）： 五、主要参考资料（包括书刊名称、出版年月等）:1、杨占敏等，轮式装载机m，北京：化学工业出版社，2006.12、吉林工业大学工程机械教研室编，轮式装载机的设计m，北京：工业建筑出版社，19

7、823、汤宗和，装载机工作装置连杆机构的图解设计法，北京：工程机械，19844、潘科第 童仲良，装载机的构造、使用及维修，北京：机械工业出版社，19935、成大仙等著.机械设计手册 m.化学工业出版社，2004.16、吴宗泽主编.机械设计实用手册.北京：化学工业出版社，2003.67、朱龙根.简明机械零件设计手册.机械工业出版社，1997.11 系(教研室)主任： （签章） 年 月 日 学院主管领导： （签章） 年 月 日注：1、如页面不够可加附页 2、以上一五项由指导教师填写 摘 要装载机是铲土运输机械类中的一种，常见的装载机有自行式履带装载机和轮胎式装载机，装载机主要由工作装置、动力系统、

8、传动系统、制动系统、行走系统、液压系统、电气系统等组成。本篇论文主要讨论装载机工作装置系统的三维设计和运动仿真。装载机工作装置主要包括铲斗、工作装置连杆系统、机架等部分，其中铲斗的设计与参数计算、工作装置连杆系统的设计与参数计算是本次设计与计算的重点，工作装置连杆系统的三维建模与运动仿真主要在pro/e软件中设计完成。 装载机是工程机械中的重要机种，主要用于公路建设、铁路修建、建筑工程、港口与矿山建设等工程建设中，而轮式装载机是目前应用最为广泛的机种，轮式装载机具有作业速度快、效率高、维修方便、机动性好、操作轻便等优点，因此其应用广泛。在轮式装载机工作装置的设计中，目前应用最为广泛的工程设计软

9、件是美国参数技术公司推出的pro/e软件，在本次设计中也将应用pro/e软件来进行工作装置的三维建模和运动仿真。关键字：轮式装载机 工作装置 三维建模 运动仿真abstractloaders belong to shovel transport machinery, is a front-mounted bucket supporting structure and linkage, loading or excavating when it goes forward, as well as upgrading, transportting and unloading machinery se

10、lf-propelled crawler or tire . it is widely used in highway, railway, construction, electrical and mechanical, port and mining and other projects. loader has many advantages such as fast operating speed, high efficiency, good mobility, easy operation, etc. so it becomes the main machinery in the eng

11、ineering construction of earthwork construction. loaders plays an important role in the construction of speeding up construction speed, reducing labor intensity, improving project quality, reducing project costs and also become a indispensable modern machinery.loader is widely used construction mach

12、inery. but the traditional development model exists lots of problems such as longer development cycle ,complex process, high development costs, difficult performance testing. this article will introduce the simulation technology in the loaders development field, complete the following tasks.keywords

13、: loader; working device; three-dimensional modeling; motion simulation目 录第一章 绪论-11.1 装载机总体概况-11.2 装载机的简介-1 1.2.1 我国装载机发展历史-1 1.2.2装载机的种类-21.3 pro/engineer软件在工程设计中的应用-4第二章 轮式装载机工作装置的设计-62.1 工作装置的组成-62.2 铲斗设计-62.2.1 铲斗斗型的结构分析-72.2.2 铲斗基本参数的确定-82.2.3 斗容的计量-102.3 工作装置的设计和图解法的应用-122.31 动臂与铲斗、摇臂、机架的三个铰接点

14、b、e、a的确定-132.32 连杆与铲斗和摇臂的两个铰接点c、d的确定-152.33举升油缸与动臂和机架的铰接点h及m点的确定-152. 4 确定动臂油缸的铰接位置及动臂油缸的行程-162. 41动臂油缸的铰接位置-162. 42动臂油缸行程的确定-17第三章装载机工作装置三维实体建模-183.1 工作装置零件建模-183.11动臂的生成-223.12铲斗的生成-23 3.13机架的生成 -23 3.14连杆的生成-233.15 摇臂的生成-243.16 液压缸筒和活塞的生成-243.17 连接销轴的生成-253.2工作装置的装配模型-27第四章 装载机工作装置运动仿真-324.1 概述-3

15、24.2 创建机械运动仿真环境-324.2.1 创建快照-32 4.2.2 定义伺服电机-32 4.2.3 运动运动-35 4.2.4 测量-39致谢-43参考文献-44第一章 绪 论1.1 装载机总体概况装载机是现代工程机械的重要机种之一，它在公路、铁路、建筑、水电、港口、矿山等建设中发挥极其重要的作用，常用在铲装土壤、砂石、石灰、煤炭等散状物料的施工中，同时能对矿石、硬土等进行轻度铲挖工作。当换上其他的辅助工作装置时，还可进行推土、起重等作业。在道路，尤其是在高等级公路施工中，装载机是必不可少的工程机械，用于路基工程的填挖等作业，另外，它还可进行铲运土壤、铲平地面等作业。装载机具有很多其他

16、机械没有的优点，比如，它作业速度快、效率非常高、机动性相当好、操作运行简单方便等等，正是因为这些优点，它成为各类工程建设中的重要机种，在各类工程机械，装载机也是发展速度最快的机种，近年来，市场对装载机的需求一直是呈现高增长趋势。1.2 装载机的简介1.2.1我国的装载机发展历史我国装载机起步较晚，建国初期到1960年末，我国装载机事业一直是呈现空白状态，从六十年代末开始，我国的转载机事业开始逐渐起步，并不断发展壮大。时至今日，它经历了3个发展阶段，在60年代时，我国的装载机主要进行仿制工作，属于仿制阶段；70年代在仿制的基础上开始试制，这时期属于初创阶段；在改革开放的80年代至90年代时，我国

17、的装载机进行大量引进外国技术，和国外进行合作发展装载机技术。自1958年，在上海港口机械厂诞生了我国第一台装载机，从此我国的装载机事业开始步入辉煌的高速发展阶段，我国的装载机产品数量逐年大幅递增，1976年是446台，到1996年时，国内的各类型装载机产品共有18300台，在二十年的时间里，数量上增长了近41倍。同时随着国家经济建设的不断进步，对国内装载机的需求一直是呈现递增的状态，其中表现最明显的是国内装载机的生产厂家，在1980年时是20家左右，现在统计的生产厂家大约在100家，至此，我国的装载机规格覆盖了0.810t约19个型号的系列产品，装载机在全国机械产品中，成为重要代表产品，令世人

18、瞩目。1.2.2 装载机的种类目前，装载机的国际市场分为两类：一类是发达国家市场，二类是发展中国家市场。发达国家市场的产品技术水平和质量要求很高，竞争异常激烈。由于我国装载机产品档次低，不易开拓此类市场，而应重点巩固与继续发展二类市场。二类市场主要包括东南亚、中东、非洲和南美洲四大区域市场，主要由发展中国家组成，与我国有良好的外交关系，往来密切，也是我国装载机出口量最多的地区。因此，发展中国家市场是目前我国装载机进入国际市场的主攻方面。由于受东南亚经济危机持续时间加长、印尼国内动乱及一些国家货币贬值等诸多外部因素的影响，导致了我国装载机出口难度的增加，也给国外装载机及其关键部件的进口创造了外部

19、条件。因此，有关生产装载机企业（包括合资企业）要积极准备，把握时机，迎接挑战，扎实搞好“三大战役”，务求在品种、质量、交货期和售后服务等方面有一个更大的发展。在有限的时间内，集中力量解决目前存在的以下三个问题：相当一批产品水平较低，高科技含量少，可靠性较差；中小型号生产厂家多而杂，产量过剩；产品结构不合理，多数企业形不成规模效益。总的来说，就目前最常用的单斗装载机而言，装载机主要是按其行走装置的不同，发动机功率不同，传动形式不同，工作时的装载方式不同来进行分类。 1、按行走装置的不同：装载机可分为轮胎式装载机和履带式装载机这两种类型。如下图所示：图1-1轮胎式装载机图1-2履带式装载

20、机2、按发动机功率不同可分为：     小型装载机，其功率通常要小于74kw。     中型装载机，其功率通常在74147kw     大型装载机，其功率通常在147515kw     特大型装载机，其功率一般大于515kw 3、按传动形式不同可分为：     液力机械传动：这种装载机的冲击振动比较小，一般使用过程中其传动件寿命比较长，操纵比较简便，车速的调节也比较灵活，大型装载机多采用

21、这种传动形式；     液力传动：可通过无级调速实现速度的平稳升降、操纵性相当简单，可是这种传动形式的装载机一般启动性都比较差，小型装载机多采用此形式的传动形式；     电力传动：可进行无级调速、维修操作简单、但是一般价格较高，大型装载机多采用此种形式的传动形式。 4、按装卸方式不同可分为：     前卸式：构造简单、性能优越、具有宽广的视野，场地实用性比较强，因此此类型装载机应用较广；     回转式：其工作装置可以在转台

22、上360度的旋转，当需侧面卸载时，这时就不需要调头而是直接旋转其工作装置即可。因此其作业效率高，但是此类型装载机的结构比较复杂、吨位大、研发价格高、侧面卸载时稳性较差，一般仅适用在较狭小的工作环境。     后卸式：工作时在前端装、在其后端卸、作业效率高。1.3 pro/engineer软件在工程设计中的应用pro/engineer和pro/mechanica是由美国参数技术公司推出的一套功能强大的工程设计类软件系统，其强大的功能主要表现在对产品设计的参数化设计理念和尺寸修改的动态更新上。pro/engineer和pro/mechanica的参数化设计精

23、确性非常高，无论是在二维还是在三维的空间里，pro/engineer和pro/mechanica都可以达到非常精确的设计要求，这一点也使得这款软件在机械设计领域里产生了极其广泛的应用。pro/engineer提供了极其强大的产品开发环境，其全面的产品开发环境为用户开发产品带来前所未有的技术革命，pro/engineer的技术特点主要表现在以下两个方面：1 pro/e参数化的设计特征和功能在pro/engineer工作环境中，用户通过定义产品的各种参数来设计产品，在通过定义好的产品参数来对参数化的特征进行建模，生成三维的立体的特征模型，在产品设计中，工程设计人员使用pro/engineer中的各

24、种建模工具，设计好参数后便可以通过其中的各种工具生成模型，如hole（孔）、shell（壳）、chamfer（倒角）及round（倒圆角）。与此同时，当用户需要对特征进行修改时，也可以直接在模型上修改各种尺寸，pro/engineer的各种强大的工具给工程设计者提供方便，在无纸化的设计中将工程设计人员从各种纸质的图纸中解放出来。2 pro/e单一数据库pro/engineer的数据库是建立在统一的基层上的，但是，传统的cad/cam系统则是建立在数个数据库上。单一数据库，是指用一个数据库来存放所有的工程资料，每一个独立的工程设计人员或者说是用户，都能在相同的工作环境中多次设计同一个产品，换句话

25、说，在产品的整个设计过程，只要有任何一处发生改动，那么在整个设计过程上产品尺寸等相关环节都会有响应。例如，如果工程图有大量的尺寸发生改变，那么nc（数控）工具路径就会自动生成新的改变后的内容；若零部件的组装工程图发生变动，变动后的新的模型会同步整个三维模型上。这种高效率的数据结构模式给工程设计人员提供了十分便捷的设计环境，使得产品设计效率大大提高，这样设计出来的产品质量会更好，产品能更好地迎合市场的需求，同时产品的开发成本大大降低，带来的直接效益就是产品的市场竞争力将会大大增强。本次设计的zl50g轮式装载机主要用pro/engineer wildfire软件进行三维建模与运动仿真，主要应用此

26、软件的如下两个模块进行三维建模与运动仿真。现简单介绍这两个模块的功能。 机械设计cad模块机械设计模块是pro/engineer wildfire软件中的一个非常重要的模块，当要进行产品的参数化设计时就必须在机械设计模块上进行。机械设计模块提供十分丰富的操作功能，例如，产品的草绘、标注尺寸、各种直线、曲线、曲面的绘制、镜像、特征的平移与复制等等。机械设计模块给用户提供了一个十分高效的产品设计平台，在这样一个高效的平台上，用户可以任意设计非常复杂的零件。在人们的实际生活中，往往存在着大量的外形不规则的物品，在机械设计模块中都可以进行设计建模，三维的实体模型更能展现出物体的各个几何特征，因此，在生

27、活中可以接触的物品中，基本上都可以用pro/engineer wildfire软件来进行三维的实体建模。值得一提的是，pro/e中还有各种丰富的曲面造型按钮，工程设计人员可以通过这些按钮工具，任意开发出各种曲面类型的产品。总之，在机械设计中，pro/e中的设计模块已经能够满足各种类型产品的需求了。此次设计的轮式装载机的零件创建过程将全部在pro/e中的机械设计模块中进行，当需要对个零件的尺寸进行修改时，同样也是在机械设计模块中进行，而且，当尺寸修改完成后，新的零件模型将自动生成。运动分析模块（scenario for motion）运动分析模块（cae）是cae（computer aided

28、engineer）的应用软件，用于建立运动机构的模型，在构建的模型上应用运动分析模块来分析所构建模型的运动规律。pro/engineer 运动分析模块可以分析机构在运动过程中是否存在机构干涉问题，在机构的运动过程中可以测量零件上某一点的运动轨迹，某一点在整个运动过程中的速度、加速度、作用力、反作用力和力矩。第二章 轮式装载机工作装置的设计2.1 工作装置的组成装载机工作装置主要由两部分系统组成，一是铲斗，二是连接铲斗以进行装载作业的连杆系统。装载机主要是通过这套装置来进行装载作业，可以装载汽车、火车的散料或者作短途的运输用，另外，装载机还可以用于路面的修整工作。当把铲斗更换成其他的专门的装置时

29、，还可以进行其他类型的装载作业。装载机的工作装置的性能和结构的好坏，对整机的工作尺寸的影响，对性能参数的影响都非常大，所以，工作装置设计的是否合理，将直接影响装载机的总体性能，例如，装载机的生产效率、工况状态下的工作负荷、运动时的动力性能，当在不同工况下工作时他的装载作业的效果，一个工作周期的时间大小，装载机的整体外形尺寸，对装载机发动机的功率的要求等等。不同形式的轮式装载机具有不同功能的工作装置，根据不同的分类标准可以有不同的分类方法，常用的分类方法是根据杆数和运动特征分类的，这样可分为正转四杆机构、正转五杆机构、正转六杆机构、反转六杆机构、正转八杆机构等各种不同的类型。不过，最常用的是反转

30、六杆机构，反转六杆机构轮式装载机工作装置结构紧凑，最常用，一般组成部分包括1铲斗、2连杆、3摇臂、4动臂、转斗油缸、举升油缸组成。如图 2-1 所示。图 2-1 装载机工作装置组成2.2 铲斗设计2.2.1 铲斗斗型的结构分析有各种不同类型的铲斗切削刃的形状，常根据在作业时的铲掘物料的种类不同而不同，通常情况下，可分为直线型的和非直线型的形状两种类型（图21)。直线型切削刃结构简单，设计方便，成本较低廉，同时在作业后可以把地面铲平，但是这种形状的铲斗在切削时阻力通常会非常大。非直线型的切削刃通常有v型和弧型等类型，一般的装载机多用v型斗刃，这种切削刃优点明显，当在铲斗插入料堆时，其前面的v型斗

31、刃在插入时所遇的阻力要比直线时的铲斗的阻力小很多，因此，这种类型的颤抖易于插入料堆，但是这种类型的铲斗有一个缺点，那就是它的装满系数要比直线型斗刃的铲斗小。图2-2 铲斗结构简图(a) 直线型切屑刃 （b）v型切屑刃图2-3 特殊铲斗铲斗的斗体形状主要是根据装载机的作业对象确定，根据对各种作业环境的研究，要求铲斗要有较好的斗体流动性，这样可以减小各种物料对铲斗的摩擦力，利于装载作业效率的提高，同时，在各种工况下卸载物料时，铲斗要有较好的倒空能力，铲斗内的流线型曲线要保证各种不同的物料能够顺利倾倒。根据以往的设计经验，铲斗底板的弧度(圆弧半径，见图23)如果越大，那么铲斗铲掘时物料的的流动性也就

32、越好，如果是岩石等流动性差的物料时，那么应将弧度适当减小，同时应将底边加长，这样可以使铲斗的容积加大，铲取也相对容易一些。但是，底边也不能太长，如果底边太长，那么铲斗的铲起力会变的很小，而且铲斗插入料堆的插入阻力与刃口的插入深度成比例的急剧增加。所以，在设计时应将铲斗转铰销的位置设计在靠近刃口处，不过，在有些情况下，也可以在铲斗内部布置转铰销，铲斗的基本参数如图24所示。图 2-4铲斗基本参数简图2.2.2 铲斗基本参数的确定在设计时要求铲斗宽度要比轮胎外侧的宽度长100一200毫米，这样可以防止装载机在铲掘时在地面上形成一个个阶梯。计算铲斗的回转半径r铲斗的转铰中心b与切削刃之间的距离我们称

33、之为铲斗的回转半径r (图24)。铲斗的回转半径r的计算公式为： （2-1）平装斗容可用下式计算：式中 几何斗容量 (米3)；b。铲斗内侧宽度(米)； 铲斗斗底长度系数，一般取 一后斗壁长度系数，一般取；挡板高度系数，一般取； 斗底和后斗壁直线间的圆弧半径系数，一般取；挡板与后斗壁问的夹角，一般取斗底和后斗壁间的夹角，一般取， 。 （22） mm式中 a1-铲斗侧壁切削刃的厚度 一般取b-轮距bw-轮胎宽度查资料有 （23）得： （24）斗底长度lg的计算lg是指由铲斗切削刃到斗底与后斗壁交点的距离： （25）后斗壁长度的计算是指出后斗壁上缘到与斗底相交点的距离 （26）挡板高度的计算： （2

34、7）铲斗圆弧半径的计算： （28）铲斗与动臂铰销距斗底的高度的计算: (29)计算时取0=500，切削角0=300。2.2.3 斗容的计量（1）几何斗容(平装斗容)计算装有挡板的铲斗： （210）由前计算可得： （211） a铲斗横断面面积， 铲斗内壁宽(m)， a挡板高度(m)； b斗刃刃口与挡板最上部之间的距离(m)。（2） 额定斗容(堆装斗容)计算铲斗堆装的额定斗容额定斗容是指斗内堆装物料的四边坡度均为1：2，计算公式为： （212）其中 c物料堆积高度(米)。物料堆积高度c可通过作图法确定图2-5 装载机斗容计算图 （213）铲斗斗容的误差率 （214）由此可知铲斗的各尺寸设计满足要求

35、。2.3 工作装置的设计和图解法的应用工作装置的设计主要工作：1)确定动臂轮廓、总长度和高度、与车架的铰接位置。2)确定动臂油缸的铰接位置和动臂油缸的行程。3)连杆机构的尺寸设计。本次工作装置的设计方法采用图解法，用图解法设计时，要根据装载机的最大卸载高度、最小卸载距离、卸载角、轮胎尺寸和铲斗几何尺寸等参数来设计计算，它通过在坐标图上确定工况（见图26）时工作机构的九个铰接点的位置来实现。图26 铰接点b的确定2.3.1 动臂与铲斗、摇臂、机架的三个铰接点b、e、a的确定首先确定坐标系，选定适当的长度比例尺，然后在此左边系中画铲斗图，按照比例尺将铲斗按坐标系的比例尺画在直角坐标系中，其中铲斗的

36、斗尖要对准坐标的原点，要求铲斗的前臂与x轴成度左右的倾角，此时的位置为铲斗的工况。根据设计经验，当b点的x坐标值较小时，转斗铲取力会取得较大值，因此常常将b点取在靠近o 点的位置，但是它也不能任意小。b的 y坐标值增大时，铲斗铲取物料的铲取面积将增大，这就意味着铲斗可以装载更多的物料，但同时会出现另一个问题，那就是这样会缩小b点与连杆铲斗铰接点c的距离，会导致铲斗铲取力下降。图27 铰接点e、a 的确定综上所述，在设计时尺寸的计算将变得十分重要，根据工作装置的设计经验，一般在设计时，按照作业时的工况来设计，要求b点的y轴坐标值，x轴坐标值要求应尽可能小，另外应不与斗底干涉，保证在这种情况下，先

37、初步在坐标图上人为地把b点确定下来。(1) 以b点为圆心，让铲斗顺时针转动48o，这样可得工况。(2)在坐标图上按比例尺画出轮胎的轮廓，为使工作机构设计的更加紧凑，可以将轮胎的前缘与工况时铲斗后壁的间隙尽量小些，但是一般不小于50mm ，选择时根据各构件尺寸合理选择，轮胎中心z的y轴坐标值应等于轮胎的工作半径： （15）其中 轮胎动力半径， mm； 轮毂直径，mm； 轮胎宽度，mm；轮胎断面高度与宽度之比。常取0.7；轮胎变形系数，普通轮胎为0.05。将数据代入得： （216） 取rd=715mm。(3)按照最大卸载高度、最小卸载距离和卸载角，在坐标图上画出铲斗在最高位卸载时的位置图，即工况，

38、这时，b点位置为，如图2-7所示。(4)按图示画出铲斗工况的位置图。径的圆弧上，故a点一定在b的垂直平分线上。高度，增大司机的驾驶视野。根据设计经验，可以将a点取在前轮的右上方，与前轴心水平距离为轴距的处。可以不断调整a点的位置，以得到其最佳的位置。e点位置在设计过程中对其他构件的尺寸影响最显著，它决定连杆机构的传动比、倍力系数，影响连杆机构的布置，决定转斗油缸的长度等。一般情况下，常取e点在ab连线上方，相对于前轮胎，e点在其外廓的左上部最佳。2.3.2 连杆与铲斗和摇臂的两个铰接点c、d的确定当b、e两点被确定后，就可以接着确定c和d点的位置了。设计时常按照下列步骤进行：按单摇杆条件设计六

39、杆机构时，那么c点的位置将会影响连杆的受力，也会影响转斗油缸的行程，因此在选择时要十分注意。一般bc线与铲斗回转半径之间的夹角=100o120o；bc=（0.130.14）ld。摇臂常见的形状有直线型的，也有弯曲型的，在设计弯曲摇臂时要保证其夹角一般不大于30o，否则设计的构件受力不均匀。e点通常布置在动臂两铰点的连线ab的中部偏上为m处。在设计时可以初步取m=(0.110.18)ld，le=(0.450.50)ld，ef=（0.220.24）ld，de=（0.290.32）ld。时的位置，标出动臂和摇臂的铰点e的位置；将动臂由最低到最高位置时的转角分成2.3.3 举升油缸与动臂和机架的铰接点

40、h及m点的确定在布置动臂举升油缸时，应按照以下原则来布置：1 油缸在举臂时产生的工作力矩要足够大2 举升油缸在作业时要求稳定3 各构件在运动时互不干扰综合考虑这些因素，一般举升油缸都布置在前桥与前后车架的铰接点之间的狭窄空间里。如图28所示，一般h点选定在ab联线附近或上方，并取。ah不可能取得太大，它还受到油缸行程的限制。在保证各构件在运动时不产生运动干涉的情况下，使举升油缸的行程最短，同时油缸的的工作力矩要大。故选择h和m点时可以多试几次，直到选择出的点满足上述的要求。图 动臂油缸铰接点的确定2.4 确定动臂油缸的铰接位置及动臂油缸的行程2.4.1 动臂油缸的铰接位置确定动臂油缸与动臂及车

41、架的铰接点h、m的位置(图29)，通常参考同类样机，图 动臂举升油缸两铰接点设计2.4.2 动臂油缸行程的确定在选定动臂油缸铰接点的位置后，便可用与求动臂长度相同的解析法或作图法求出其油缸行程： （217）式中 动臂油缸的最大安装距离仍动臂油缸的最小安装距离mh。ab= 2558 mm ah取1050 mm最小离地间隙一般 图210 动臂油缸的铰接位置（a） 油缸下端与车架铰接；（b）油缸中部或上端与车架铰接作图知道图211 动臂油缸行程的设计油缸最大长度1644 mm ，最小长度963 mm ， （18）符合设计要求。 第三章 装载机工作装置三维实体建模3.1 工作装置零件建模本次设计的轮式

42、装载机的零件建模是在pro/e软件中进行，关于零件的三维建模的方法有多种，建模时最需要注意的问题是三维模型的尺寸的设计计算问题，零件中各个孔径大小，零件的总体尺寸大小问题，在三维建模完成后的装配环节要不出现零件的干涉问题。在零件的三维建模时最好在纸上大致描绘出零件的外形，需要特别注意的尺寸，在图纸中先标注出来，这样做不仅可以提高建模的效率，减少在零件建模中不必要的修改。现就本论文中的零件建模的方法做如下的简要介绍。3.1.1 动臂的生成打开pro/e软件，点击文件下的新建按钮，选择零件草绘按钮，进入零件草绘界面，注意将新建对话框中的“使用缺省模板”的勾去掉，这样弹出草绘界面。图创建零件环境图 选择模板类型图 进入草绘界面图 进入草绘界面进入草绘界面后，开始草绘动臂的外形轮廓，绘制完成后选择拉伸按钮完成拉伸，选择拉伸的厚度，即可得到一个拉伸的板料。多次对零件进行拉伸就会得到动臂的