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率和设计水平明显提高，装载机工作装置综合性能得到改善。 1.3 装载机发展概况
尽管国产轮式装载机的技术发展水平与西方发达国家存在着很大的差距，但也应该考虑到历史和国情的原因。目前国产轮式装载机亦正在从低水平、低质量、低价位、满足功能型向高水平、高质量、中价位、经济实用型过渡。从仿制仿造向自主开发过渡，各主要厂家也不断进行技术投入，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，无自己特色和优势的现状，正在从低水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。其发展体现出以下一些趋势。
① 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。
② 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，以使铭机可靠性得到提高。
③ 优化系统结构，提高系统性能。如动力系统的减振、散热系统的结构优化、工作装置的性能指标优化及各铰点的防尘、工业造型设计，逐步引进最新的传动系统和液压系统技术，予以国产化、商业化，降低能耗，提高性能．
④ 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。
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第二章 装载机总体设计
轮式装载机设计包括总体设计、工作装置设计和底盘设计。
装载机总体设计要完成的工作是根据它的用途、作业情况、制造条件及设计任务书的要求合理地选择机型，确定性能参数、整机尺寸、各部件的结构形式等，进行总体布置，从而实现整机的各种性能指标。
装载机是由许多部件组合起来的一个有机整体，其整机性能不仅取决于每个部件的品质，而且主要取决于各部件之间的相互协调，这种相互协调是通过总体设计实现的，所以装载机总体设计对它的铭机性能起决定性作用。而各总成性能的协调如何，则又取决于总体参数及各总成部件的匹配情况及其布置的合理性，如果在设计过程中缺乏全局观点，而对总体参数及各总成部件的匹配考虑不周，或者注意不够，即便所设计的各部件结构是先进的，性能是良好的，但组合在一起不一定能获得整机的良好性能。因此，正确的选择和确定总体参数，能使设计部分获得良好的匹配关系。
2.1 装载机总体参数的确定
本次设计主要内容在于用现代先进的CAD/CAE等方面的软件，对工作装置进行建模及仿真分析。但在对工作装置进行设计之前，我们必须先确定整体结构及整车的性能参数，由整车的要求来确定工作装置各构件的参数。整车的主要技术参数是根据主要用途，作业条件等实际情况合理选择的。类比现在国内外广泛应用的ZL系装载机，整车主要技术参数见(表2-1)。
由于这次设计最初技术参数是通过统计类比方法选取的，所以对与今后参数的确定则要求结合类比与计算方法来确定。
(表2-1)最初设计参数 序号 1 2 3 4 5 6 7 基本参数名称 额定斗容量 额定载重量 最大卸载高度 对应卸载距离 轮距 轴距 功率 单位 m3 t mm mm mm mm kw LG952L 2.7 5 3197 1214 2250 2760 162 - 3 -
ZL50C-Ⅱ 3 5 ≧2910 ≧1350 2240 2245 162 设计ZL50 2.7 5 3180 1274 2250 2450 162 大学毕业设计
8 9 10 11 12 13 最大掘起力 满斗举升时间 空斗下降时间 转斗卸载时间 轮胎规格 外形尺寸 KN s s s —— mm×mm≧150 6 4 2 23.5-25 7597×3024 ×3309 ≧150 6 4 2 23.5-25 ≧150 5 5 2 23.5-25 7620×2990 7598×3024 ×3260 ×3290 （长×宽×高） ×mm 2.2 装载机的插入阻力与掘起阻力的确定
装载机的工作阻力是多种阻力的合力。由于物料性质和工作机构工作方式的不同，工作阻力有不同的计算方法，一般工作阻力通常分别按插人阻力和掘起阻力进行计算。
(1) 插入阻力
插入阻力就是铲斗插人料堆时，料堆对铲斗的反作用力（图2-1）所示。插人阻力由铲斗前切削刃和两侧斗壁的切削刃的阻力，铲斗底和侧壁内表面与物料的摩擦阻力，铲斗底外表面和物料的摩擦阻力组成。这些阻力与物料的种类、料堆高度、铲斗插人料堆的深度、铲斗的结构形状等有关。计算上述阻力比较困难，一般按以下经验公式来确定总插人阻力。
图 2-1
PX?9.8K1K2K3K4BgLC式中 PX—铲斗插入阻力（N）；
1..25
(N) [1] (2.1)
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K1—被铲掘物料的块度及松散程度影响系数；对于小块物料(碎石和沙砾)
K1?0.75
K2 —物料种类影响系数；同理取K2?0.1 K3—料堆高度影响系数；其值取中间值K3?0.8
K4—铲斗形状系数，一般在1.1～1.8之间，对于前刃不带齿的斗，K4取较大值,本机是带齿的斗且较大，则取 K4?1.5
LC—铲斗插入料堆深度(cm)，在一次铲掘法时，取等于0.7～0.8斗底长度，在配合铲掘法时，取等于0.25～0.35斗底的长度，取Lc?0.3Lg?0.3?176.6?53cm
Bg—铲斗宽度 (cm)。Bg?302.4cm
则有LC=53cm，Bg=302.4cm，K1=0.75，K2=0.8，K3=1.0，K4=1.5
把以上各参数代入公式（2.1）得
PX?9.8?0.75?0.1?0.8?1.5?531.25?302.4?38141.28N
(2) 掘起阻力
掘起阻力就是指铲斗插人料堆一定深度后，举升动臂时物料对铲斗的反作用力（图2-1）所示。掘起阻力同样与物料的种类、块度、松散程度、密度、物料之间及物料与铲斗之间的摩擦阻力有关。最大掘起阻力发生在铲斗开始提升时，并假定作用在铲斗斗刃上，随着动臂的提升，掘起阻力逐渐减小。铲斗开始提升时的掘起阻力由公式（2.2）计算： PZ?2.2?LC?Bg?Kt[1] (2.2) 式中 PZ—掘起阻力(N)；
LC—铲斗插入料堆的深度(m)；LC?0.53m Bg—铲斗宽度(m)；Bg?3.024m
Kt—开始提升时物料的剪切应力.对于块度是0.1-0.3m的已松散的岩石，取
Kt=35000Pa
则有 Pz?2.2?0.53?3.024?35000?1.234?105N- 5 -
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第三章 装载机工作装置设计
3.1 工作装置的设计要求 3.1.1概述
装载机工作装置主要由铲斗和支持铲斗进行装载作业的连杆的系统组成，依靠这套装置装载机可以对汽车、火车进行散料装载作业，也可以对散料进行短途运输作业，还可以进行平地修路等作业。把铲斗更换成专门的装置，还可以进行其他装载作业。
装载机工作装置的结构和性能直接影响整机的工作尺寸和性能参数，因此，工作装置的合理性直接影响装载机的生产效率、工作负荷、动力与运动特性、不同工况下的作业效果、工作循环的时间、外形尺寸和发动机功率等。轮式装载机工作装置有多种形式，根据杆数和运动特征可分为正杆四转、正转五杆、正转六杆、反转六杆、正转八杆等类型。下面以常见的反转六杆式工作机构有二种形式如图（图3-1），
图3-1反转六连杆机构
下面以常见的反转六杆式工作机构（图3-1）a图为例，叙述其组成。
如图3-2所示，轮式装载机工作装置由铲斗、连杆、摇臂、动臂、转斗油缸、举升油缸组成。这个机构实质是两个四杆机构。
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