论文答辩ppt-ZL05轮式装载机设计

1、辩学院：机电工程学院答辩人： ZL05轮式装载机设计目录贰总体设计叁工作装置设计肆 液压系统设计计算壹绪论辩伍 ANSYS仿真分析绪论壹1.1 选题的目的和意义1.2 课题的国内外研究现状和发展趋势1.3 研究内容，研究方法和技术路线1.1 选题的目的和意义ZL05轮式装载机是一种结构先进、性能可靠、操作方便的高效率的机械。它在各个领域都得到了广泛的应用，例如矿山、建筑工地、公路建设、节水工程、港口、货场、发电厂等多方面的工业领域，用于装卸、叉车、起重、牵引等，对加快工程建设，降低劳动强度具有重要意义。为了提高项目质量，降低项目成本。近年来，国内外装载机的品种和性能得到了迅速的发展，成为工程机

2、械的主要产品之一。为满足民用、市政和农业供水建设对砂、石、灰、土等大宗物料运输的要求，提出了小型轮式装载机的设计任务。1.2 课题的国内外研究现状和发展趋势近年来，轮式装载机致力于提高效率和降低成本，不断向批发和小型化方向发展，不 断向市场发售新产品，加速升级。卡特彼勒在20世纪90年代初制造了cat966f轮式装载机，一年后又制造了cat980f轮式装载机。1990年和1994年，马拉松勒图尔勒（MarathonLetourneau）公司）分别在LI100的基础上推出了LI400和LI800型轮式装载机。Dressser于1990年代初发售了4000台轮式装载机，刀片容量为1030m3，机械

3、重量为1515.8t。3t以下产品以ZL10、ZL15、ZL16为主，还有小型拖拉机底盘装载机，主要用于越来越多的农业运输车辆。1.3 研究内容，研究方法和技术路线一.研究内容：本课题主要研究内容以确定ZL05轮式装载机基本参数；总体设计：A.基本结构原理图；B.基本参数选取与确定； C.发动机和液压系统的选择；D.车架设计 ；工作装置设计：A. 铲斗基本参数的确定；B. 动臂设计；C. 工作装置强度计算； 液压系统设计计算：A.转向系统分析和计算；B.转斗、动臂液压缸的选取；ANSYS仿真分析：用AutoCAD绘制二维工程图，用 Solidworks绘制三维建模，用ANSYS仿真软件进行完整

4、分析与模拟。二.研究方法：1.文献借鉴法：通过查找文献和书籍材料,2.建模法：利用Solidworks三维建模软件进行三维建模，制作出装载机的三维模型。3.有限元分析法：通过使用ANSYS仿真软件进行分析，运用仿真软件分析可以解决实验条件不足的问题，可以更加快速的进行成果的分析和检验，更好的完成设计结果。总体设计贰2.1 基本结构原理图2.2 基本参数选取与确定2.3 发动机和液压系统的选择2.4车架设计2.4.1前车架的设计2.4.2后车架设计2.4.3车架的连接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1.额定容量为0.25立方米；2.额定载重是500千克；3

5、.最大卸载高度 1900毫米；4.卸载的纵向长度是800毫米；5.地面与最高卸载点之间形成的角度为45度;6.动力臂张开时间小于5秒;7.动力臂落下时间小于2.7秒;8.卸载物料时间不到1.6秒；9.最小离地间隙为0.245米；10.轴距为1540毫米，轮距为1150毫米。2.3 发动机和液压系统的选择定选择的发动机型号为SD1100ND型，该发动机为卧式单杠四冲程。1.缸的直径引导路程是100115毫米；2.转速是2200转每分钟；3.最大功率为11千瓦；4.最大扭矩为459牛米；5.燃油消耗率为一小时259.2千瓦；6.发动机的总体质量是185千克；针对柴油机工作效率不是很高，装载容积不是

6、很大的特点，使用工作装置和转向系统共用泵的方案。2.4车架设计轮式装载机的骨架是车架，对于一个完整的机架系统，每一个组件都能够组合成一台能够完成多种功能的完整机器，这不仅取决于装载机本身的特点，而且车架不仅起到固定的作用，还能使装载机的零件和部件的相互位置和尺寸能够匹配成功，ZL05轮式装载机使用的是一个铰接类型的转向架，车架一共分成三个部分，分别是前车架、后车架以及转向架。2.4.1前车架的设计前车架具体结构如图所示：图2-2 前车架结构图2.4.2后车架设计图2-3 后车架结构图本章小结:本章首先确定了基本结构原理图，根据原理图的过程确定额定容量、额定载重、最大卸载高度等具体数值，然后确定

7、发动机的型号和对液压系统的选择。最主要的是对车架的设计，确定前车架和后车架的结构，以及连接车架之间铰链和转向架的设计。工作装置设计叁3.1 铲斗基本参数的确定3.2 动臂设计3.3 工作装置强度计算3.1 铲斗基本参数的确定3.1.1 Bg的确定 Bg要大于装载机每边轮胎宽度510cm，则 Bg=1374mm3.1.2 回转半径R0图3-1 铲斗基本参数简图斗底长度：后斗壁长度：挡板高度 ： 铲斗圆弧半径：动臂与铲斗铰销距斗底高度： 铲斗切削刃与斗底的倾角：切削尖角： 3.1.3 铲斗容量的计算3.2 动臂设计 3.2.1 动臂长度和形状的确定式中 3.2.2 连杆机构设计3.3 工作装置强度

8、计算3.3.1 工作装置工作情况的选择及外部力的确定水平插入力的确定掘起力 3.3.2 受力分析和强度计算节点XzPB14270N6430N15652N7C23140N2840N23320N19.93.3.3 动臂强度计算 3.3.4 摇臂强度计算3.3.5 拉杆稳定与强度计算本章小结:本章主要内容为装载机工作装置的设计。首先确定的是铲斗的标高，回转半径和铲斗容量，计算出了铲斗的基本参数，选择动臂类型，根基设计说明书粗选了连杆系统的基本参数，由铲车的三个工作状态，计算出动臂上各个铰接点的位置，下一步确定工作时的外载荷，计算受力，最后对主要部件进行了强度校核，验证设计是否合理。液压系统设计计算肆

9、4.1 转向系统分析及计算4.2 转斗、动臂液压缸的选取4.1 转向系统分析及计算4.1.1 转向系统分析ZL05装载机具备组合式液压导向系统，其优点是在满足作业设备的需求的同时，能够得到几乎完美的导向动力。4.1.2 液压转向系统方案的确定油压转向是提高建筑机械生产率和性能的重要手段。选择这种类型的主要原因是转向模式。流量控制元件的空间。轮式工程学机械油压操舵系统有很多构造，可以分为油压机械操舵系统和油压操舵系统整体。ZL05支架是全油压转向系统，测定马达直接安装在飞机轴上。ZL05装载机采用单缸飞轮，计算中前腿没有固定。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

10、转斗液压缸4.2.2 油泵的选取4.2.3 多路换向阀的选取4.2.4 管路的计算选择内径选择4.2.5 液压系统输入功率计算本章小结:本章主要设计内容为液压系统的设计计算，通过对转向系统的分析，进行对液压转向系统方案的确定，根据计算出的各种数据，从而进行转斗、动臂液压缸的选取工作，通过对转斗液压缸作用力的确定，进行转斗油缸的选取，油泵的选取，最后计算出液压系统输入功率的计算。ANSYS仿真分析伍5.1静力学分析5.1静力学分析5.1.1 材料说明本装载机曲轴架弯头结构使用铝合金制成5.1.2 网格划分在 Ansys 中选择单元的类型及数量，将直接影响网格划分的质量和精密度，网格划分的越是精密

11、，仿真模拟的结果越是与实际情况相一致，分析结果的准确度越高。但是过于精密的网格划分会造成仿真的计算量很大，计算所需要的时间也越长。在划分网格时将体网格控制在30mm左右，选取网格形状为六面体和四面体网格共同划分，网格结果如下图所示，网格的节点数为121625，单元数目为70881。5.1.3网格质量评估对模型划分网格后，必须进行网格质量进行评估，这不仅关系到所划分网格的质量，也将关系到最终的求解结果精度。所以划分网格后对其进行质量评估在仿真过程中是必不可少的过程。下图所示为element quality的检查结果，质量符合要求。5.1.4约束及载荷施加5.1.5仿真结果分析总变形云图 约束最终

12、结果本章结论：最大变形量为0.5389mm，变形量非常小，最大应力为14.622MPa；远小于铝合金材料屈服强度为280MPa，因此认为是安全的；安全因子云图显示，大部分都是红色区域，最小值为15，全部位置都在1之上，证明都是安全的.结论ZL05轮式装载机是一种结构先进，性能可靠，操作方便的高效机械。对于加快工程建设、降低劳动强度、提高劳动生产率、提高工程质量、降低工程价格具有重要意义，成为工程机械的主要产品之一。在进行设计时，首先确定整体设计，其中包括了对于基本结构原理图的设计，根据设计要求选择的发动机型号为SD1100ND型，然后选择油缸型号，确定油缸的动臂缸型号为HSGL0150/28E1101，接下来进行车架的设计，其中包括前车架和后车架，最重要的是车架之间的连接部分。准备的工作做完之后进行工作装置的设计，其中包括了铲斗基本参数的确定，动臂的设计和工作装置的强度校核，之后进行