zl15轮式装载机整车布置设计_毕业设计论文(编辑修改稿)

zl15轮式装载机整车布置设计_毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

总体的一般布置 1铲斗； 2播臂； 3动臂； 4转斗油缸； 5前车架； 6前桥； 7动臂油缸； 8驾驶室； 9变速箱； 10变矩器； 11后车； 12后桥； 13发动机； 14水箱； 15配重 总布置草图的基准选择 首先确定轴距，轮距和轮胎尺寸画在布置草图上，参考同类车型，确定基准： 1)用通 过后桥中心线的水平面作为上下位置基准面； 2)用通过后桥中心线的垂直平面作为前后位置基准面； 3)用通过装载机纵向对称面作为左右位置基准面。 发动机与 传动系的布置 发动机置于装载机后部中央，并根据桥荷分配来确定相对后桥的位置，并参考同类车型确定发动机相对车架的高度。 选择发动机，变矩器和变速箱为整体的方案，采用此布置，结构紧凑，传动轴少，便于布置，从而减少了工艺流程，可靠性增加。 发动机，变矩器和变速箱布置简图见图 42。 ZL15 轮式装载机整车布置设计 11 图 42 发动机，变矩器和变速箱布置简图 1变速箱； 2变矩器； 3发动机组 铰接点和传动轴的布置 铰接车架的铰销处置在后桥轴线的中间，这样，车辆行驶的前后轮轨迹相同，减少了运动阻力，转向半径最小，轮胎的磨损较少，寿命长。 但是本次设计的由于车型较小，为了更合理分配轴荷，将铰接点布置在中点偏前点。 转向油缸布置在交接点的俩侧，油缸体和活塞杆分别接在前后车架上，采用俩个转向油缸，并对称布置。 前后车架绕铰接点左右转角取 35176。 ～ 40176。 ，用挡块限制最大转角。 前后传动轴布置在装载机纵向对称面内，并尽可能使其处于水平位置。 摆动桥的布置 考虑到装载机的行驶速度较低， 为了保证其作业时的稳定性，不装弹性悬架。 将装载机的后桥作为摆动桥，用销轴铰接固定在副车架上，并且用限位块来限制它上下摆动的角度（ 10 ）。 结 构 形式如图 43。 图 43 后摆动桥简图 1车架； 2轴销； 3副车架； 4挡铁 12 工作装置的布置 工作装置布置在整机的前端，结合工作装置的设计，布置时确定动臂和车架的铰接位置（如图 44）。 铰点位置尽量向后布置，同时也要考虑驾驶员出入的方便，以及在最大转角时，驾驶室不会出现干涉相碰。 动臂油缸下端与车架铰接（图 44a），结构简单，且容易布置。 油缸中部与车架铰接的方式（图 44b），布置困难，所以不采用。 图 44 工作装置布置简图 驾驶室的布置 驾驶室的布置应使操纵机构简单，操纵者方便省力，并且保证视野，和安全性，舒适性。 目前，铰接式装载机驾驶室主要有几种布置方案： a）驾驶室固定在前车架后端（图 45a）； b）驾驶室悬臂固定在后车架的前端（图 45b）； c）驾驶室布置在后车架的前部（图 45c）。 考虑到各种布置的优缺点，选定第二种布置方案，驾驶室布置在后车架前部，用此方案驾驶员 作业时受冲击较小，不易疲劳，视野较好。 ZL15 轮式装载机整车布置设计 13 图 45 铰接式装载机驾驶室布置方案 操纵系、油箱及平衡重的布置 操纵系统包括变速杆、停车制动和工作装置液压系统操纵杆及踏板等，它们的布置原则应是保证驾驶员操纵方便。 铰接式装载机的燃油箱和工作油箱布置在后车架的两侧，配重 置于装载机的最后端，以利平衡铲斗中的载荷。 装载机整体布置图 经过前面第 3 章所述，根据已知的长宽高等参数，从而确定总体的基本参数，取轴距L=2200mm，轮距 B=1400mm，最小离地间隙 h=290mm。 参考同类车型和本 章所述的基本布置原则，本次 ZL15 轮式装载机整体布置图设计如图 46。 14 图 46 ZL15轮式装载机整体布置图 ZL15 轮式装载机整车布置设计 15 第 5 章 轮式装载机整体性能的校核验算 装载机整体性能的验算是对总布置各个部件之间配合的校核验算，具有至关重要的意义。 本次设计主要包括动力性、稳定性、制动性能的分析。 轴荷分配验算 实测出 各部件重量和相对前轴的力矩（见表 51）。 桥荷的分配赢满足一定的要求： 1） 要保证足够的附着重量，以发挥其牵引力。 2） 要保证正常的稳定性。 3） 要保证转向轻便。 表 51 ZL15 装载机的各部分的重量及力矩 序号 部件名称 数量 总质量 kg 重心坐标 mm 重量矩 kgm 1 铲斗 1 250 1200 300 2 摇臂 1 91 512 3 动臂 2 500 402 201 4 拉杆 2 18 610 5 转斗油缸 1 60 200 12 6 动臂油缸 2 130 164 7 转向油缸 2 100 140 14 8 前车架 1 600 414 9 前桥传动轴 1 30 420 10 前桥 1 610 82 11 驾驶室 1 150 1620 243 12 变速箱 1 180 1636 13 后桥传动轴 1 18 2020 14 变矩器 1 62 2020 15 发动机 1 610 2872 16 后桥 1 660 2312 17 后车架 1 650 1712 18 燃油及油箱 1 85 1902 19 水箱及水 1 15 3312 20 平衡重 1 281 3520 总计 24 5100 1）装载机空载时重心距离前轮距离 1L [2] ： 16 1 / 6 3 6 5 . 1 9 / 5 1 0 0 1 . 2 5  L M i G m m 式中， Mi — 装载机各个部件对 前轴的力矩之和。 载时前后桥的轴荷分配计算： 21 / 5 1 0 0 1 . 2 5 / 2 . 2 2 8 9 7 . 7 3G G L L k g   1 5100 k g   1 / 2 2 0 2 .2 7 / 5 1 0 0 0 .4 3GG  2 /  式中， G1， G2— 前后桥轴荷； L— 轴距。 2）装载机满载时重心距前轴距离 39。 1L : 39。 1 ( ) / ( ) ( 6 3 6 5 . 1 9 1 5 0 0 2 ) / ( 5 1 0 0 1 5 0 0 ) 0 . 5 1       L M i Q l G Q m 39。 39。 21( ) / ( 5 1 0 0 1 5 0 0 ) 0 . 5 1 / 2 . 2 1 5 3 0G G Q L L k g      39。 39。 12( ) ( 5 1 0 0 1 5 0 0 ) 1 5 3 0 5 0 7 0G G Q G k g       39。 1 / ( ) 5 0 7 0 / ( 5 1 0 0 1 5 0 0 ) 0 . 7 7G G Q    39。 2 / ( ) 1 5 3 0 / ( 5 1 0 0 1 5 0 0 ) 0 . 2 3G G Q    式中， Q 为装载机的额定载重量， l 为额定载荷距前轮的距离。 由上面计算的可知，在空满载时，前后桥均符合铰式轮式装载机轴荷分配。 轮胎验算 不同工况下轮胎受载情况，如表 52： 表 52 不同工况轮胎受载情况 载荷状态 机重 前轴负荷 后轴负荷 空载 5100 满载 6600 5070 1530 m a x 50 70 / 2 25 35 kg  本次设计选择的轮胎型号为 16/7020，轮胎负荷 2925 公斤，所以轮胎选用符合要求。 ZL15 轮式装载机整车布置设计 17 装载机的稳定性校核 装载机的稳定性是指装载机在作业中抗倾翻的性能，是装载机的重要性能之一。 装载机的稳定性用稳定比来评价 [2]。 稳定比是指装载机在外力或外载荷的作用下，所产生的使装载机有倾翻趋势的力矩 MF与装载机稳定力矩 MW 之比，用 K[2] 表示，即：  FWMK M （ 51） 装载机在水平位置，动臂水平伸出时（如图 51），其稳定比： 1QlK WL （ 52） 式中， Q铲斗中载荷重量； lQ的重心与前轴的水平距离； W空载时装载机的自重； W2空载时动臂水平位置的后桥负荷； L1装载机空 载时重心到前轴的水平距离； L轴距。 稳定比 K﹤ 1，说明稳定。 稳定比 K﹥ 1，说明不稳定。 规定在额定载荷 Q 作用下，稳定比 K≤。 已知， 30FM KN ， 51 00 10 1. 25 / 10 00 63 .7 5   WM K N， 则稳定比 30 0 .4 7 0 .56 3 .7 5 ＜K ，所以稳定性符合。 图 51 稳定比计算示意图 18 装载机动力性分析 车辆的动力性主要评定指标有： 1） 车辆的最高速度； 2） 车辆的加速时间； 3） 车辆的最大爬坡度。 驱动力 行驶阻力平衡图 车辆行驶时的受力情况及其平衡关系，一般是做出汽车驱动力 行驶阻力平衡图，来确定车辆的动力性。 （程序参考附录 1,2,3,4） 1) 动力平衡图（图 52,图 53） 图 52 前进动力与行驶阻力平衡图 ZL15 轮式装载机整车布置设计 19 图 53 后退 动力与行驶阻力平衡图 如图 52 所示，本次设计的 ZL15 轮式装载机在时速 15km/h 时达到最大牵引 力，跟所给参数 33KN 相差不大，所以此次整体设计 整车的 动力性符合。 2) 装载机行驶加速度曲线（图 54,图 55） 图 54 前进加速度曲线 图 20 图 55 后退加速度曲线 图 车辆的加速能力可用它在水平良好路面上行驶时产生的加速度来评价，由于实际中加速度值不易测量，所以一般用加速时间来表面车辆的加速能力。 利用图 52， 图 53可计算得出装载机各档节气门全开时的加速度曲线，见图 54,图 55。 由图可以看出，高档的加速度小些，一档的加速度最大。 3) 装载机加速度倒数曲线（ 56,57） ZL15 轮式装载机整车布置设计 21 图 56 前进加速度倒数曲线 图 图 5。