装载机是一种广泛用于公路、铁路、矿山、建筑、水电、巷口等工程的土方施工机械。其中,滑移式装载机是一种以两侧车轮独立驱动,通过改变两侧车轮速度来实现不同半径的转向,当两侧车轮转动方向相反时,成为实现原地转向的小型通用工程车;滑移转向装载机具有结构紧凑、重量轻、操作简便、机动灵活、生产率高、使用范围广等特点,工作装置多达50余种,并可在现场随机快速更换。
本设计按照层层递进的整体设计思想,首先阐述了本选题的研究背景、意义以及基本构造,并与普通装载机进行对比分析,接着给出了本次设计的主要研究内容及技术方案;根据滑移装载机的工作特点及要求设计了液压驱动形式的快换装置,在普通装载机工作装置设计方法的基础上设计了滑移装载机的铲斗和动臂。利用AutoCAD绘制了工作装置结构运动示意图,通过CATIA对工作装置进行了三维建模。
分析了滑移装载机铲运工作的各种工况,计算了滑移装载机的三种作业阻力,确定了滑移装载机的最大受力工况。计算了最大受力工况下各铰点的受力,比较了受力计算结果,得到了各铰点受力最大值,进而利用ANSYS对工作装置行静力学分析,得到相应的变形和应力云图,分析并确定了本次设计的最终结果符合静力学设计要求。
摘 要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状及发展趋势
1.2.1 研究现状
1.2.2 发展趋势
1.3 滑移装载机基本构造
1.3.1 滑移式装载机工作装置结构形式
1.3.2 滑移装载机和普通装载机的区别
1.4 主要研究内容及技术方案
1.4.1 主要研究内容
1.4.2 技术方案
1.4.3 软件应用
1.5 本章小结
第二章 工作装置结构设计
2.1 滑移装载机基本参数
2.2 快换装置设计
2.2.1 工作属具快换接口
2.2.2 快换装置设计要求
2.2.3 快换装置结构设计
2.2.4 快换装置CATIA建模
2.3 铲斗设计
2.3.1 铲斗设计要求
2.3.2 铲斗结构形式的选择
2.3.3 通用铲斗基本参数的确定
2.3.4 滑移装载机快换铲斗基本参数的确定
2.3.5 铲斗CATIA建模
2.4 动臂及连杆机构设计
2.4.1 动臂及连杆机构设计要求
2.4.2 动臂结构形式及特点
2.4.3 四连杆动臂结构设计
2.4.4 动臂CATIA建模
2.5 本章小结
第三章 其他零部件的设计
3.1 液压缸选型原则
3.2 动臂油缸设计
3.2.1 动臂油缸长度和行程的确定
3.2.2 动臂油缸参数计算
3.2.3 动臂油缸校核
3.3 转斗油缸设计
3.3.1 转斗油缸长度和行程的确定
3.3.2 转斗油缸参数计算
3.3.3 转斗油缸校核
3.4 快换装置油缸行程的确定
3.5 油缸结构及安装方式
3.5.1 动臂油缸具体结构及安装方式
3.5.2 滑移装载机工作装置联接销轴
3.5.3 滑移装载机工作装置CATIA建模
3.6 本章小结
第四章 ANSYS分析
4.1 滑移装载机工况分析
4.2 装载机作业阻力
4.2.1 工作装置材料及外载荷的确定
4.2.2 插入阻力
4.2.3 铲起阻力
4.2.4 转斗阻力矩
4.3 工作装置受力分析
4.3.1 条件假设
4.3.2 对称受力工况
4.3.3 偏载受力工况
4.4 工作装置静力学分析
4.4.1 铲斗有限元分析
4.4.2 快换装置有限元分析
4.4.3 动臂有限元分析
4.4.4 销轴有限元分析
4.5 本章小结
第五章 设计总结
5.1 主要结论
5.2 不足与展望
致 谢
参考文献