毕业设计任务指导书-WZ40-16挖掘装载机

-WZ40-16 毕业设计任务指导书

挖掘装载机

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

、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：一种机体前部装怦装载装置，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)车架乂车架有整体式和狡接式两种，其中主流产品都是采用整体式车架, 较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。较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.变速箱有同步换挡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蜀，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口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。变员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较销连接，通过液压缸的伸缩运动來完成挖掘过程的各种作业

动作。如图2所示，动臂CBF下铰点C与车架铰接，由动臂液压缸L i支撑并改变动臂倾角，使动臂绕下铰点C转动，达到动臂的升或降。斗杆铰接在动臂上端F点，斗杆与动臂间的相对位置由斗杆缸L2控制。铲斗铰接在斗杆前端Q点，铲斗缸L3活塞杆伸缩即可使铲斗绕斗杆端部伸缩。

2.挖掘装载机及挖掘工作装置主要性能设计参数：

（1）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）：8000X2000＞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） （2） （3） （4） （5）

（6）

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

g 、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；

挖掘装载机的类型、构造及性能特点；

挖掘装载机整体设计 挖掘装载机反铲挖掘装置的设计；

基于AUTOCAD 软件的挖掘装载机整机、挖掘装置及零部件的绘图; 挖掘工

作装置运动学仿真分析。

参考文献

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

5.参考文献

底盘构造与设计；铲土运输机械；挖掘机设计；轮式装载机设计；工程机械构造；机械设计；机械制图；机械设计手册；GB9141 —88单斗液压挖掘机设计标准。

五、挖掘装载机挖掘装置设计方法和步骤：

（1）熟悉题目，收集相关资料。要明确设计题目的内容和要求，细读指导书，查阅、收集与设计有关的技术资料，其中包括书籍、论文、设计图纸及参考图册等；要对所设计的挖掘装载机的用途、性能特点、主要参数、零部件的功用、结构组成等进行分析研究，力求做到理解、消化，进而在设计中有所创新。

（2）选择设计方案，进行反铲挖掘装置、主要零部件的计算，同时绘制布置图。在计算过程中，要边算、边画、边修改，即所谓“三边”设计。

（3）绘制装配草图。根据结构件初步选择和估算的尺寸，绘制装配草图。绘制草图时要充分注意零件、组件的结构工艺性及安装位置。

（4）主要零部件的验算。在主要零部件尺寸和位置确定后，零件的受力状态，力的大小、作用点和方向都可以确定。此时，便可对零件进行较为精确的验算。验算的内容可根据设计说明书的要求，确定验算零件与验算项目。

（5）修改和完成装配图。根据验算结果修改草图，经审查后确认无误，完成装配图。

（6）绘制零件工作图。绘制零件工作图要注意同装配图核对相关尺寸与公差配合，应协调统一。

（7）编写设计计算说明书。设计计算说明书的编写应在设计过程中进行，随时记录设计方案与数据，及时整理草稿，待图纸设计完成后，稍加整理即可完成说明书的编写任务。