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ZL05微型轮式装载机总体设计【机械毕业设计WORD+CAD图纸】【优秀全套设计】

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关键词：: zl05 微型轮式装载总体整体设计机械毕业设计 word cad 图纸优秀优良全套

资源描述：

中文摘要

装载机是工程机械的主要机种之一，作业效率高，本次设计的题目是ZL05装载机总体及其工作装置设计，此设计的主要内容如下：

装载机总体计算及分析，包括发动机参数选择，整机性能参数确定，总体参数评价，装载机铲装阻力的计算，整机的自重及桥荷分配，最大牵引力计算，最大爬坡度计算。

装载机总体中工作装置设计，包括铲斗斗型的选择，铰点位置确定，动臂、摇臂、拉杆长度和截面形状确定，工作装置受力分析及校核强度，各铰销强度校核，拉杆稳定性计算。

液压系统的分析与计算，包括工作液压系统设计参数及压力计算，油缸所需流量计算，油泵的选择，液压件的选择，转向液压系统的最小转弯半径，转向阻力及工作压力计算。

前后车架的铰接力式及工艺要求。

此外，还在ADAMS中建立了此装载机工作装置的模型并进行了运动仿真，并且测出了其最大卸载高度和斗尖的位移﹑速度﹑加速度曲线。

关键词总体设计工作装置液压系统车架

外文摘要

Title the whole design of the loader ZL05

Abstract

Loader is one of the main models of the engineering machines. The homework efficiency is high. The topic of this design is the total and its work equip of the loader ZL05. The main contents of this design is as follows:

The total calculation and analysis of the loader. It includes the choice of launch the machine parameter, the assurance of the whole machine function parameter, the choice of the theories leads characteristic parameter, the analysis of the theories leads characteristic parameter, the calculation of the theories leads characteristic parameter, the evaluation of the total parameter ,the calculation that the machine spade packs resistance, the whole machine of self-respect and the bridge lotus allotment, the calculation of the biggest lead the dint, the calculation of the biggest climb a slope.

The design of work equip, including the choice of the spade type, the assurance of orders' position, the assurance of the length to moving arm,shake arm and pulling the pole, the assurance of cutting the noodles shape, working equip's analysis by dint and the school check strength, the calculation of the pulling pole stability .

The analysis and calculation of the liquid presses system, including the work liquid to press the system design parameter and the pressure calculation, the discharge calculation of the oil urn's needing, the choice of the oil pump, the choice of the liquid presses, the calculation of changing direction a liquid to press system of minimum turn radius, change direction resistance and work a pressure.

The front and back car connects and craft request.

In addition, I build up the model of this loader's work device in ADAMS and carry on sport to imitate really, I also test to find out its biggest the unloaded height and the curve of spade point's moving﹑velocity and acceleration.

Keywords the total calculation and analysis work equip the liquid presses system car connects

第一章引言1

1.1 设计任务和基本要求1

1.2 主要部件结构形式1

1.3 主要技术参数1

第二章总体设计3

2.1 基本结构原理图3

2.2 基本参数选取与确定3

2.3 发动机5

2.4 液压系统5

第三章工作装置设计7

3.1 概述7

3.2 铲斗基本参数的确定7

3.3 动臂设计9

3.4 工作装置强度计算12

第四章液压系统设计计算30

4.1 转向系统分析及计算30

4.2 转斗、动臂液压缸的选取33

4.3 液压系统评价40

第五章车架设计41

5.1 前车架的设计41

5.2 后车架设计42

5.3 车架的连接42

5.4 车架设计评价42

第六章工艺分析44

6.1 零件工艺性分析44

6.2 零件机械加工工艺文件44

第七章工作装置仿真模型在ADAMS中的建立46

7.1 在ADAMS中建立六连杆机构动力学仿真模型46

7.2 卸载高度的测量51

7.3 六连杆装载机铲斗斗尖位移、速度、加速度的测量52

结论56

致谢57

参考文献58

QQ截图20150524120556.png

内容简介：: 中文摘要装载机是工程机械的主要机种之一，作业效率高，本次设计的题目是 ZL05 装载机总体及其工作装置设计，此设计的主要内容如下：装载机总体计算及分析，包括发动机参数选择，整机性能参数确定，总体参数评价，装载机铲装阻力的计算，整机的自重及桥荷分配，最大牵引力计算，最大爬坡度计算。装载机总体中工作装置设计，包括铲斗斗型的选择，铰点位置确定，动臂、摇臂、拉杆长度和截面形状确定，工作装置受力分析及校核强度，各铰销强度校核，拉杆稳定性计算。液压系统的分析与计算，包括工作液压系统设计参数及压力计算，油缸所需流量计算，油泵的选择，液压件的选择，转向液压系统的最小转弯半径，转向阻力及工作压力计算。前后车架的铰接力式及工艺要求。此外，还在 ADAMS 中建立了此装载机工作装置的模型并进行了运动仿真，并且测出了其最大卸载高度和斗尖的位移速度加速度曲线。关键词总体设计工作装置液压系统车架 nts 外文摘要 Title the whole design of the loader ZL05 Abstract Loader is one of the main models of the engineering machines. The homework efficiency is high. The topic of this design is the total and its work equip of the loader ZL05. The main contents of this design is as follows: The total calculation and analysis of the loader. It includes the choice of launch the machine parameter, the assurance of the whole machine function parameter, the choice of the theories leads characteristic parameter, the analysis of the theories leads characteristic parameter, the calculation of the theories leads characteristic parameter, the evaluation of the total parameter ,the calculation that the machine spade packs resistance, the whole machine of self-respect and the bridge lotus allotment, the calculation of the biggest lead the dint, the calculation of the biggest climb a slope. The design of work equip, including the choice of the spade type, the assurance of orders position, the assurance of the length to moving arm,shake arm and pulling the pole, the assurance of cutting the noodles shape, working equips analysis by dint and the school check strength, the calculation of the pulling pole stability . The analysis and calculation of the liquid presses system, including the work liquid to press the system design parameter and the pressure calculation, the discharge calculation of the oil urns needing, the choice of nts the oil pump, the choice of the liquid presses, the calculation of changing direction a liquid to press system of minimum turn radius, change direction resistance and work a pressure. The front and back car connects and craft request. In addition, I build up the model of this loaders work device in ADAMS and carry on sport to imitate really, I also test to find out its biggest the unloaded height and the curve of spade points moving velocity and acceleration. Keywords the total calculation and analysis work equip the liquid presses system car connects nts 目录第一章引言 . 1 1.1 设计任务和基本要求 . 1 1.2 主要部件结构形式 . 1 1.3 主要技术参数 . 1 第二章总体设计 . 3 2.1 基本结构原理图 . 3 2.2 基本参数选取与确定 . 3 2.3 发动机 . 5 2.4 液压系统 . 5 第三章工作装置设计 . 7 3.1 概述 . 7 3.2 铲斗基本参数的确定 . 7 3.3 动臂设计 . 9 3.4 工作装置强度计算 . 12 第四章液压系统设计计算 . 30 4.1 转向系统分析及计算 . 30 4.2 转斗、动臂液压缸的选取 . 33 4.3 液压系统评价 . 40 第五章车架设计 . 41 5.1 前车架的设计 . 41 5.2 后车架设计 . 42 5.3 车架的连接 . 42 5.4 车架设计评价 . 42 第六章工艺分析 . 44 6.1 零件工艺性分析 . 44 6.2 零件机械加工工艺文件 . 44 第七章工作装置仿真模型在 ADAMS 中的建立 . 46 7.1 在 ADAMS 中建立六连杆机构动力学仿真模型 . 46 nts 7.2 卸载高度的测量 . 51 7.3 六连杆装载机铲斗斗尖位移、速度、加速度的测量 . 52 结论 . 56 致谢 . 57 参考文献 . 58 nts吉林大学本科毕业设计说明书 1 第一章引言 1.1 设计任务和基本要求为适应工程施工，市政建设及农用水利工地的砂石灰土等各种散装物料的装运需要，提出设计小型轮式装载机的任务。基本要求：以“ GB3688.1 84”轮式装载机的基本系数的要求为设计依据。整机主要参数达到或超过我国同级别装载机水平。贯彻“三化”，方便生产，方便用户。力争降低制造成本。 1.2 主要部件结构形式变速箱：小四轮拖拉机变速箱。驱动桥：后桥驱动，小四轮拖拉机驱动桥。离合器：小四轮拖拉机主离合器。制动器：小四轮拖拉机制动器。工作装置：单板 Z 型反转四连杆机构，单摇臂、卧式动臂油缸。车架：铰接式车架，全部钢板式焊接。转向器：摆线转子式全液压转向器。轮胎： T.50 16。 1.3 主要技术参数型号： ZL05 额定装载质量 (kg)： 500 额定斗容量 (m3)： 0.25 最大卸载高度 (mm)：大于 1900 nts第一章引言 2 相应卸载距离 (mm)：大于 800 轴距 (mm)： 1540 轮距 (mm)： 1150 最小离地间隙 (mm)： 245 车速 (km h)：前进： V1=1.9, V2=4.4 V3=5.97, V4=7.1 V5=13.9, V6=22.2 后退： VR1=4.58 掘起力（ KN）： 1100 最大牵引力（ N）： 9000 发动机额定功率 (kW)： 15 机重（ kg）： 1800 nts吉林大学本科毕业设计说明书 3 第二章总体设计 2.1 基本结构原理图图 2-1 基本结构原理图 2.2 基本参数选取与确定额定斗容： 0.25m3，根据物料比重范围可加大，一般取 0.25 0.29 m3之间。额定载重： 500 。最大卸载高度： 1900mm，此高度满足 CA141 以下车辆满载要求。卸载距离： 800mm，能满足 CA141 卡车要求。最大卸载角：地面与最高卸载位置均应达到 45，以满足小型装载机的多用途要求。动臂举开时间：根据 JB 标准，参照相近规格样机，考虑到我国装载机液压系统的压力范围及元件（泵，阀，接头等）的制造质量确定。动臂举开：不大于 5 秒动臂下落：不大于 2.7 秒 nts第二章总体设计 4 卸料时间：不大于 1.6 秒行使速度因采用小四轮拖拉机的传动系统，所以速度范围相同，即：车速 (km h)：前进： V1=1.9, V2=4.4 V3=5.97, V4=7.1 V5=13.9, V6=22.2 后退： VR1=4.58 越野性最小离地间隙： 0.245m，较高，通过性好最大爬坡度： 22 最小转弯半径： 3200mm 最大外形尺寸： 373413502363mm。（为获得较好的通过性及紧凑的结构外形，采用对比、差值方法，选取上述参数）主要尺寸及重量分布）轴距： 1540mm ）轮距： 1150mm 从整机静态及动态稳定性计算及通过性来确定上述参数。）由结构布置及最小转弯半径来确定前后车架的铰接位置，取中点偏前的方案。）整车重量：考虑到发动机功率储备不大，机重取 Q=1800 空载时前桥：后桥 =35： 65 满载时前桥：后桥 =60： 40 方向机采用摆线式液压转向器，可靠性好，适应小型装载机使用。驱动方式：后桥驱动。考虑到直接采用小四轮的传动系，结构简单，降低制造成本，采用单桥驱动。不足之处：影响牵引力的发挥，但对额nts吉林大学本科毕业设计说明书 5 定载重量为 500 的装载机，发动机仅为 15HP，基本可以满足装载散装物料的要求。变速箱：人力换档变速箱。这种变速箱是靠操纵杆件及拨叉夹拨动齿轮，使不同齿轮啮合，对啮合换挡，换挡时，必须切断动力，并且有冲击。但其结构简单，制造容易，适用于小型机械传动装载。 2.3 发动机型号： SD1100ND 型）卧式、单缸、四冲程）缸径引程： 100 115mm ）额定转速及功率： 2200r/min， 11KW ）最大扭矩及转速： 450Nm， 1600 1700r/min ）燃油消耗率： 250.2KW/h ）净重： 185 ）冷却及启动方式：冷凝，电启动 2.4 液压系统考虑到小型装载机，柴油机功率不大，采用工作装置和转向系统共泵的方案。选用齿轮泵： CB G1025 q=25.4ml/r，额 =200rpm， nmax=3000rpm， P=16Mpa 多路换向阀额定压力： P=16Mpa 额定流量： Q=63L/min 型号： DL b15L Tw GL GC 油缸动臂缸： HSGL01 50/28E 1101 nts第二章总体设计 6 铲斗缸： HSGL01 63/35E 130r 转向缸： HSGL01 40/22E 2801 系统压力： P=12.5MPa nts吉林大学本科毕业设计说明书 7 第三章工作装置设计 3.1 概述装载机的铲掘和装卸物料作业是通过工作装置的运动实现的，装载机的工作装置是由铲斗、动臂、摇臂、连杆及转斗油缸和动臂油缸组成。铲斗与动臂及通过连杆或托架与转斗油缸铰接，用以装卸物料；动臂与车架及与动臂油缸铰接，用以升降铲斗。铲斗的翻转和动臂的升降采用液压操纵。 3.2 铲斗基本参数的确定 3.2.1 Bg 的确定 Bg 要大于装载机每边轮胎宽度 5 10cm，则 Bg=1374mm 3.2.2 回转半径 R0 0R= 2 0011 0 . 5 ( c o s ) s i n 0 . 5 (1 ) 2 1 8 0pg g z k c t gbB 图 3-1 铲斗基本参数简图 nts第三章工作装置设计 8 VP /VH =1.2 VP=1.2VH=0.3m3 VH =0.25 m3 B0=1346mm g=1.4 z =1.1 k =0.12 b=0.35 1=10 0=52 则 R0=615mm 斗底长度 lg： lg=（ 1.4 1.5R0=860mm 后斗壁长度 lz： lz=1.1R0=676.5mm 挡板高度 lk： lk=0.12R0=70mm 铲斗圆弧半径 R1： R1=0.35R0=190mm 铲斗与动臂铰销距斗底高度 hg： hg=20mm 铲斗侧壁切削刃相对斗底的倾角 0： 0=60 切削刃的切削尖角 0： 0=30 3.2.3 铲斗斗容的计算图 3-2 斗容计算图 nts吉林大学本科毕业设计说明书 9 几何斗容对于有挡板的铲斗： VP=SB0 23a2b 式中 B0=1346mm a=30mm b=595mm S=S 梯形 CDEB+S ABG+ S GEF +S 弧 AGF =0.10+0.019+0.039 =0.158m2 VP =0.158 1.346+23 0.032 0.595 =0.213m3 额定斗容 VH= VP + 28bB0 26b（ a c） =0.213+0.06-0.011 =0.262m 这与假设的参数基本一致，所选参数正确，无须改动。 3.3 动臂设计 3.3.1 动臂长度和形状的确定由已知条件： Hsmax=1900mm lsmin=832mm =45 HA=1300mm 作图如下： nts第三章工作装置设计 10 图 3-3 动臂计算图动臂长度 lD 的确定 Dl= 220 m a x 0m i n c o s ( ) s i n ( ) sAsBllR H H R 式中 minsl=832mm Bl=810mm maxsH=1900mm AH=1300mm Dl= 22 8 3 2 6 1 5 c o s 8 1 0 1 9 0 0 1 3 0 0 6 1 5 s i n 5 5 5 5 oo =1690mm 这与优化设计所得 1640 相差不多。动臂的形状与结构采用曲线型，断面结构型式为单板式，结构简单，工艺性好，但其强度和刚度低。 3.3.2 连杆机构设计设计要求：从保证理想的完成铲掘、运输及卸载作业要求出发，对连杆的设计提出下列要求：动臂从最低到最大卸载高度的提升过程中，保证满载时铲斗中的物料不撒落，铲斗后倾角的变化尽量小（不超过 15），铲斗在地面时后倾角取 1=42 46，最大卸载高度通常取 =47 61 . nts吉林大学本科毕业设计说明书 11 在动臂提升高度范围内的任一位置，铲斗的卸载角 45，以保证能卸净物料。作业时与其它构件无运动干涉。使驾驶员工作方便安全，视野宽阔。为保证连杆机构具有较高的力传递效率，在设计连杆机构的构件尺寸时，应尽可能使主动杆件与被动杆件所确定的传动角在不超过 90的情况下尽量取大一些。图 3-4 反转式连杆机构工作装置连杆尺寸铰点位置的确定连杆与铲斗铰点 C 的位置影响连杆的受力和转斗油缸的行程。通常 BC 与铲斗回转半径之间的夹角 =92 a=0.14 lD=230mm 摇臂和连杆 CD 要传递较大的插入和转斗阻力，弯曲摇臂的夹角一般不大于 30，摇臂与动臂的的铰点 E 布置在动臂两铰点连线 AB 中部 le偏上 m 处，设计时取 le=（ 0.45 0.50） lD m=（ 0.11 0.18） lD e=（ 0.22 0.24） lD c=（ 0.29 0.32） lD nts第三章工作装置设计 12 由此确定连杆 CD 的长度 b，转斗油缸与车架铰接点的位置 G 及行程，则 la=280 lb =548 lc =464 m=318 e=352 b=570 3.4 工作装置强度计算 3.4.1 工作装置强度计算位置的确定分析装载机铲掘运输，提升及卸载等作业过程，发现装载机在水平面上铲掘物料时，工作装置受力最大。 3.4.2 工作装置典型工况的选择及外载荷的确定装载机沿水平面运动，工作装置油缸闭锁，铲斗插入料堆，此时认为物料对铲斗的阻力水平作用在切削刃上。铲斗水平插入料堆足够深度后，装载机停止运动，向后转斗或者提升动臂，此时认为铲掘阻力垂直作用在切削刃上。装载机在水平面上匀速运动，铲斗水平插入料堆一定深度后，边插入边转斗或者边插入边提升动臂，此时认为物料对铲斗的水平阻力和垂直阻力同时作用在切削刃上。水平插入力 Px的确定 Px=0.6最大牵引力 =0.6 9000=5400N 掘起力 Pz=8820N 3.4.3 受力分析和强度计算铲斗受力分析取铲斗为分离体，受力如图所示 nts吉林大学本科毕业设计说明书 13 图 3-5 铲斗受力图已知数据列表如下（单位 mm N）表 3-1 已知数据 L1 L2 h1 h2 c Px Pz GD 660 215 70 270 7 5400 8820 450 由BM=0，得 xP 1h+zP 1L+DG 2LcP 2h=0 cP=21h （ xP 1h + zP 1L + DG 2L ） = 1270（ 5400 20+8820 660+450 215） =23.32kN cx=cP cos c=23.32 cos7o =23.14kN nts第三章工作装置设计 14 cz=cP sin c=23.32 sin7o =2.84kN 由 z =0，得 zPDG 2Bzcz=0 Bz=12（zPDGcz） =12（ 8820 450 2840） =6430N 由 x =0，得 xP 2BxCx=0 Bx=12（xPCx） =12（ 5400 23140） =14270N BP= 22B Bxz = 226 4 3 0 1 4 2 7 0 =15652N B= 1cosBBxP = 1 14270cos15652=19.9 计算结果列表如下： nts吉林大学本科毕业设计说明书 15 表 3-2 节点 X z P B 14270N 6430N 15652N 7 C 23140N 2840N 23320N 19.9 拉杆受力分析拉杆为二力构件，两端受等值拉力 PD=PC=23320N D= =7 摇臂受力分析取摇臂为分离体时，受力如图所示：图 3-6 摇臂受力图已知数据列表如下：单位（ mm， N） nts第三章工作装置设计 16 表 3-3 L1 L2 h1 h2 D F PD 255 180 270 270 7 17 23320 由EM=0，得 FP（22 c o s s i nFFh L）DP（11 c o s s i nDDh L） =0 FP=1122c o s s i nc o s s i nDDFFh Lh L DP= 2 7 0 c o s 2 5 5 s i n2 7 0 c o s 1 8 0 s i n771 7 1 7oo 23320 =22437N Fx=FP cos F=22437 cos17o =21456.6N Fz=FP sin F=22437 sin17o =6560N Dx=Cx=23140N Dz=Cz=2840N 由 x =0，得 FxExDx=0 Ex=FxDx=21456.6 23140 nts吉林大学本科毕业设计说明书 17 =44596.6N 由 z =0，得 FzEzDz=0 Ez=DzFz=2840 6560 =9400N EP= 2 2EEx z = 224 4 5 9 6 . 6 9 4 0 0 =45576.5N E= 1cosEExP = 1 4 4 5 9 6 .6co s4 5 5 7 6 .5=12 计算结果列表如下（单位 mm， N）：表 3-4 节点 x z P D 23140 2840 23320 19.9 E 44596.6 9400 45576.5 12 F 21456.6 6560 22437 17 动臂的受力分析取动臂为分离体，其受力如图所示： nts第三章工作装置设计 18 图 3-7 动臂受力图由AM=0，得 HP（32 co s sinHHh L）1Bxh1BzL3Exh2EzL=0 HP= 121332 c o s s i nBEBEHHx h x hz L z Lh L = 1 4 2 7 0 1 2 3 0 6 4 3 0 1 0 3 8 4 4 5 9 6 . 6 7 1 4 9 4 0 0 8 6 47 1 4 c o s 6 0 3 s i n2 0 2 0 oo= 73177.8N 与所设方向相反 Hx= cosH HP =73177.8 cos20o =68764.6N nts吉林大学本科毕业设计说明书 19 Hz= sinH HP =73177.8 sin20o =25028.3N 由 x =0，得 BxExAxHx=0 Ax=ExHxBx=44596.6 68764.6 14270 =18438N 由 z =0，得 BzEzHzAz=0 Az=BzEzHz=6430 9400 25028.3 = 9198.3N AP= 2 2AAx z = 221 8 4 3 8 9 1 9 8 . 3 =20605.1N A= 1cosAAxP = 1 18438co s2 0 6 0 5 .1=26.5 动臂受力列表如下（单位 N，）： nts第三章工作装置设计 20 表 3-5 铰点 x z P B 14270 6430 15652 7 E 44596.6 9400 45576.5 12 H 68764.6 25028.3 73177.8 20 A 18438 9198.3 20605.1 26.5 3.4.4 动臂强度计算图 3-8 动臂计算图内力计算根据上图，计算各段内力：轴力 N，剪力 Q 和弯矩 M 0 1 段 N=Bx cos35oBz sin35o= 14270 cos35o 6430 sin35o nts吉林大学本科毕业设计说明书 21 = 8001N Q=Bx sin35oBz cos35o= 13452N 0M=0 1M左=Bx 15Bz 22 = 355.5kN cm 1 2 段 N=Bx cos63oBz sin63o= 14270 cos63o 6430 sin63o = 8850N Q=Bx sin63oBz cos63o= 14270 sin63o 6430 cos63o = 15.6N 1M右=1M左=355.5 kN cm 2M左=Bx 57Bz 42.5 = 14270 57 6430 42.5 =1086.7kN cm 2 3 段 N=（BxHx） cos49o （BzHz） sin49o =（ 14270 68764.6） cos49o （ 6430 25028.3） sin49o =21715N nts第三章工作装置设计 22 Q=（HxBx） sin49o （BzHz） cos49o =28926N 2M右=2M左 8.5Hz=1086.7 8.5 25028.3 =1107.7kN cm 3 4 段 N=Ax cos45oAz sin45o=6533.7N Q=（AxAz） sin45o =（ 18438 9198.3） sin45o =119542N 3M右= 65Ax 68Az= 1824kN cm 3M左=3M右 30.8Ez=1541kN cm 内力 N、 Q、 M 如下图所示： nts吉林大学本科毕业设计说明书 23 图 3-9 动臂 N 图图 3-10 动臂 Q 图 nts第三章工作装置设计 24 图 3-11 动臂 M 图应力计算校核动臂 I-I IV-IV 截面的强度，其截面位置和截面形状由图绘出：图 3-12 动臂截面计算图 nts吉林大学本科毕业设计说明书 25 截面面积 F F=b h=1.8h 截面抗弯模量 = 26hb =54h 拉应力 n=NF弯曲应力 =M最大应力 max=n最大剪应力 max=1.5QF安全系数 n=maxsn=maxs材料 16Mn s=32340N/cm2 s=0.55s=17787 N/cm2 分析计算结果表明 III III 截面最危险，其最大安全系数为 3.6，满足设计要求。 3.4.5 摇臂强度计算摇臂简化为梁，其所受内力如图所示 nts第三章工作装置设计 26 图 3-13 摇臂 N、 Q、 M 图内力计算 D E 段 N=DP cos64o= 23320 cos64o = 10222.8N Q=DP sin64o=23320 sin64o =20960N EM=DP sin64o ED =20960 42.5 =8.9kNm nts吉林大学本科毕业设计说明书 27 E F 段 N=FP cos79o=22437 cos79o =4281.2N Q=FP sin79o= 22437 sin79o = 22024.8N 如图所示给出摇臂 I I 和 II II 截面位置及截面尺寸，截面弯矩已在 M 图中标出。图 3-14 摇臂的截面位置尺寸图截面面积 F F=2（ 80 10 90 8） =30.4cm2 nts第三章工作装置设计 28 截面抗弯模量 =（ 2 80 10 912 112 16 903） 155 =258.58cm3 拉应力 F=NF弯曲应力 =M最大应力 max=n最大剪应力 max=1.5QF安全系数 n=maxsn=maxs材料 A3 s=30380N/cm2 s=16709 N/cm2 表 3-6 截面内力几何量应力（ kN/cm2） bsN（ kN） Q（kN） M(kN m) F(cm2) （ cm3） n maxmaxI-I 10.2 21 8 30.4 258.6 0.34 3.09 3.43 10.8 8.8 2.8 II-II 4.3 22 7.95 30.4 258.6 0.14 3.09 3.23 9.75 9.4 3 3.4.6 拉杆稳定与强度计算稳定计算 nts吉林大学本科毕业设计说明书 29 材料 20钢外径 D=40mm 内径 d=20mm 长度 L=570mm 截面积 F= 224 dD =9.42cm2 惯性矩 J= 4464 dD =11.78cm4 惯性半径 i= JF=1.118cm 压杆柔度系数 = Li=1 57.01.118=51 对于 20钢的柔度2=60， 1=90，由于 =512，故为短杆，不存在失稳问题。强度计算 20钢的ss=31200N/cm2 拉应力 = cFP= 233209.42=2475.6 N/cm2 安全系数 n n= s=12.4 nts第四章液压系统设计计算 30 第四章液压系统设计计算工作原理图：图 4-1 液压系统工作原理图 ZL05 装载机液压系统由转向系统和工作装置系统构成，系统结构简单、合理。 4.1 转向系统分析及计算 4.1.1 转向系统分析 ZL05 装载机采用组合式（单泵）液压转向系统，优点在于可获得接近最完善的转向性能并同时满足工作装置的需要，因为小型装载机受总体布置的限制，不可能安装多个泵，又由于后车架上受到总体布置的限制，分流阀安装在前车架上，这样比安装在后车架上还可节约输油管。 nts吉林大学本科毕业设计说明书 31 4.1.2 液压转向系统方案的确定液压转向对提高工程机械生产率和改进操作性能都是重要的，并且具有重量轻，结构紧凑，对地面冲击起缓冲作用，迅速，启动平稳等优点。决定选型的主要因素有：转向方式。可利用流量转向元件的空间。流量和转向力矩的要求等。轮式工程机械液压转向系统的结构种类很多，大致可分为：液压机械转向系统，全液压转向。 ZL05 装载机采用了全液压转向系统，特点在于：采用了直接与方向盘转向轴装在一起的计量马达。 ZL05 装载机采用单缸转向，计算时均以后桥不动，前桥绕固定轴转动。转向阻力矩计算参数：整机质量： 1800kg 载荷分布：空载：前桥 720kg 满载：前桥 1380kg 轮距 L： 1150mm 前轮轮轴到车架铰接距离： =600mm 轮胎与路面之间的综合阻力系数： f=0.11 转向阻力矩： M阻=f G 2 24L =0.11 1.38 1000 9.8 2 241 .1 5 0 .6=1.236 103N m nts第四章液压系统设计计算 32 转向阻力矩转向力矩转向油缸所需提供的最大推力 m=F 力臂长度 maxF=nmM 通过作图法得出nm为 0.125m 所以 maxF= 31.2360.12510 =9.89 103 实际转向油缸的行程 l = maxl minl =195mm 转向油缸的选取初选系统压力 8.2MPa ， =0.498D 求大径 D D= 24FD 式中： F 液压缸必须能提供的推力 P 液压转向系统压力 D 液压缸内径 D=45mm =22.4mm 取 =22mm，根据 D，行程，系统压力选取转向油缸 HSG01 40 22E 2801 转向器的选择）全偏转角所需流量（按大腔工作计算） Q=Vtt=3 nts吉林大学本科毕业设计说明书 33 液压缸容量 V= 24 SD = 233 . 1 4 1954 0 . 0 4 5 1 0 = 433.1 10 m 则 Q=1.033 410 3 Sm 考虑缸、阀泄漏，取容积效率=0.6 则 SQ=1.29 410 3 Sm ）液压转向器排量 L的确定 V容大 V容小 =qn n=3 4.5 q=0.58n = 41.17 10 40.78 10 3 rm 取 q=100 3 rmm 选取转向器 BEE1 100 转向系统压力力臂 r=125mm 转向阻力矩 M转=1236.4Nm 大腔压力 P大腔=K rMA轴 =21 2 3 6 . 40 . 1 2 54 0 . 0 4 5 =6.22MPa 小腔压力 P小腔=8.276MPa 4.2 转斗、动臂液压缸的选取 4.2.1 转斗、动臂液压缸的分析与计算转斗液压缸作用力的确定 nts第四章液压系统设计计算 34 为了发挥装载机的铲掘能力，要求转斗液压缸作用力是以使铲斗在铲掘位置上翻时，装载机后轮离地，转斗液压缸作用力即此平衡条件作为计算位置。图 4-2 转斗液压缸计算图根据装载机纵向稳定条件得最大掘起阻力： zF= 1GLL G 装载机使用质量铲斗在铲掘位置绕 B 点上翻时取BM=0 HF= 345z DGF L LL 取0M=0 cF=21zFLLHF=EFnts吉林大学本科毕业设计说明书 35 CF=4 231SS DGF L L LLL 式中DG为铲斗自重，考虑到连杆机构铰点的摩擦损失 F斗 = 11 Cn KF n 铲斗液压缸数，故 n=1. 1K 考虑连杆机构的摩擦损失系数，1K=1.25 1L=325mm 2L=385mm 3L=265mm 4L=425mm 5L=483mm 铲斗自重略，DG=0， F斗数值因此而放大 1.2 倍 . F斗 =1.2 1.25 CF =3.41 410 N 转斗油缸的选取取通比系数 =1.46，则 D=1.782 . 初选系统压力为 16MPa ，则 D= 24 FP d = 4 24 5 . 1 21 . 5 1 610 得 =35.38mm，取 d=35mm 得 D=63mm 选取转斗缸 HSGL01 6335 E 1301 行程 =340mm 动臂液压缸作用力确定假定动臂液压缸作用力仅克服最大铲起阻力zFnts第四章液压系统设计计算 36 图 4-3 油缸作用力的计算简图取AM=0 AF= 786zgG L F LL 每次动臂液压缸受力为 F动= 1Hm KFm=2 K=1.25 zF= 1GLL =0.705 310 N 动臂液压缸作用力 F动=2.53 104N 选

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