畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)指導(dǎo)書_wz25-20

1、機(jī)電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書課 題 名 稱WZ25-20挖掘裝載機(jī)挖掘工作裝置的設(shè)計(jì)教學(xué)系、部、室車輛工程系專 業(yè)工程機(jī)械應(yīng)用與維護(hù)指 導(dǎo) 教 師崔國華一、設(shè)計(jì)題目WZ25-20挖掘裝載機(jī)挖掘工作裝置的設(shè)計(jì)圖1 挖掘裝載機(jī)三維結(jié)構(gòu)簡圖二、設(shè)計(jì)參數(shù)1.挖掘裝載機(jī)基本結(jié)構(gòu)挖掘裝載機(jī)具有裝載、挖掘兩種功能，俗稱“兩頭忙”。根據(jù)GB10186-88(挖掘裝載機(jī)術(shù)語),挖掘裝載機(jī)(backhoe loader)定義為：一種機(jī)體前部裝有裝載裝置，機(jī)體后部裝有反鏟挖掘裝置的自行式機(jī)械。作為反鏟挖掘使用時(shí)，是通過鏟斗機(jī)械方向運(yùn)動進(jìn)行地平面以下的挖掘。作為裝載機(jī)使用時(shí)，通過機(jī)體向前運(yùn)動，裝載斗進(jìn)行裝載或挖掘，并可提升

2、、運(yùn)料和卸料。目前挖掘裝載機(jī)的基本配置結(jié)構(gòu)如下：（1）車架：車架有整體式和鉸接式兩種，其中主流產(chǎn)品都是采用整體式車架，鉸接式車架是在小型裝載機(jī)的基礎(chǔ)上改裝的，僅有少數(shù)幾家公司采用這一結(jié)構(gòu)。鉸接式車架最大缺陷是在挖掘作業(yè)時(shí)的剛性差。（2）傳動系統(tǒng)：主要采用液力機(jī)械傳動。變速箱有同步換檔變速箱和動力換檔變速箱，檔位一般是前四后四。液力變矩器帶有動力換向裝置，可在行進(jìn)過程中改變行駛方向，裝載時(shí)提高了作業(yè)的效率。驅(qū)動方式目前一般都有兩種模式，即兩輪驅(qū)動和四輪驅(qū)動，在公路上行駛采用兩輪驅(qū)動，越野和裝載作業(yè)時(shí)采用四輪驅(qū)動。（3）液壓系統(tǒng)：有兩種主流配置：定量液壓系統(tǒng)和變量液壓系統(tǒng)。CASE 和 JCB 等

3、多數(shù)公司均采用定量液壓系統(tǒng)，而 CATERPILLAR 和 VOLVO 則采用負(fù)荷敏感變量液壓系統(tǒng)。變量系統(tǒng)可根據(jù)負(fù)載的大小調(diào)整泵的排量，因此降低了油耗，液壓系統(tǒng)的發(fā)熱量減小，但價(jià)格較高，對系統(tǒng)的清潔度要求很高；定量系統(tǒng)功率利用率較低，系統(tǒng)發(fā)熱量大，但是價(jià)格便宜。（4）工作裝置：挖掘裝載機(jī)的挖掘裝置實(shí)質(zhì)上是一組平面連桿機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是各部件均采用鉸銷連接，通過液壓缸的伸縮運(yùn)動來完成挖掘過程的各種作業(yè)動作。如圖2所示，動臂下鉸點(diǎn)與車架鉸接，由動臂液壓缸支撐并改變動臂傾角，使動臂繞下鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動，達(dá)到動臂的升或降。斗桿鉸接在動臂上端點(diǎn)，斗桿與動臂間的相對位置由斗桿缸控制。鏟斗鉸接在斗桿前端點(diǎn)，鏟斗缸

4、活塞桿伸縮即可使鏟斗繞斗桿端部伸縮。圖2 挖掘裝置結(jié)構(gòu)簡圖2.主要工作性能參數(shù)： （1）發(fā)動機(jī)額定功率：65KW/2500rpm（2）輪距：1700mm；軸距：2500mm；最小離地間隙：325mm（3）裝載裝置：斗容：1.0m；最大卸載高度/卸載距離：2650mm/910mm（4）挖掘裝置：斗容：0.25m3；最大挖掘半徑：4570mm；最大挖掘深度：3600mm；最大挖掘深度：3600mm；回轉(zhuǎn)角度：180度（5）長×寬×高：7250×2300×3380mm（6）液壓系統(tǒng)的額定壓力：16Mpa（7）整機(jī)重量:9t三、設(shè)計(jì)要求挖掘裝載機(jī)設(shè)計(jì)是由設(shè)計(jì)圖紙

5、和設(shè)計(jì)計(jì)算說明書兩部分內(nèi)容組成，具體要求如下：1.挖掘裝載機(jī)總裝配圖總裝圖要完整地表示各部件的構(gòu)造，體現(xiàn)每個(gè)零部件的位置、形狀、尺寸、相互連接方法、運(yùn)動關(guān)系及配合性質(zhì)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要合理，圖面清晰整潔，尺寸標(biāo)注正確，符合國家標(biāo)準(zhǔn)；在圖紙上，應(yīng)注明主要輪廓、定位及配合尺寸；注出標(biāo)準(zhǔn)件、外購件和零部件的序號及明細(xì)表。2.零件工作圖零件工作圖是制造和檢驗(yàn)零件的基本依據(jù)，應(yīng)正確的表達(dá)出零件的形狀、大小和構(gòu)造。在圖紙上完整準(zhǔn)確的注出尺寸、公差、表面粗糙度及技術(shù)條件等，繪制零件圖要符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。3.設(shè)計(jì)計(jì)算說明書主要包括以下幾方面內(nèi)容：（1）挖掘裝載機(jī)的類型、構(gòu)造及性能特點(diǎn)；（2）挖掘裝載機(jī)整體設(shè)計(jì)（3）挖掘

6、裝載機(jī)反鏟挖掘裝置的設(shè)計(jì)；（4）基于AUTOCAD軟件的挖掘裝載機(jī)整機(jī)、挖掘裝置及零部件的繪圖；（5）挖掘工作裝置運(yùn)動學(xué)仿真分析。（6）參考文獻(xiàn)設(shè)計(jì)計(jì)算說明書是設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，要有統(tǒng)一的規(guī)格和書寫格式，論述要有條理，論據(jù)要充分。說明書中所用公式應(yīng)注明引用的參考文獻(xiàn)，并注明代號意義和單位。單位均采用國際單位制，計(jì)算結(jié)果應(yīng)準(zhǔn)確無誤。四、設(shè)計(jì)內(nèi)容1.挖掘裝載機(jī)概況挖掘裝載機(jī)的類型、構(gòu)造、性能特點(diǎn)及發(fā)展趨勢介紹，挖掘裝載機(jī)與挖掘機(jī)、裝載機(jī)的比較。2.挖掘裝載機(jī)總體設(shè)計(jì)3.挖掘裝載機(jī)反鏟挖掘裝置的設(shè)計(jì)（1）挖掘裝載機(jī)工作裝置的基本參數(shù)的選擇與典型工況分析確定；（2）挖掘裝置受力計(jì)算、強(qiáng)度計(jì)算及銷軸的強(qiáng)度

7、驗(yàn)算；（3）反鏟挖掘裝置總體結(jié)構(gòu)及主要零部件（動臂、鏟斗、斗桿、銷軸等）的設(shè)計(jì)。4.挖掘裝載機(jī)反鏟挖掘裝置的三維建模及仿真分析（1）應(yīng)用PROE軟件等三維建模軟件進(jìn)行幾何建模，繪制如下圖示搖桿、拉臂、連桿、搖臂等關(guān)鍵部件的三維模型； 圖3 斗桿三維模型 圖4 拉臂三維模型（2）應(yīng)用ADMAS軟件進(jìn)行初步的運(yùn)動學(xué)仿真分析5.參考文獻(xiàn)底盤構(gòu)造與設(shè)計(jì)；鏟土運(yùn)輸機(jī)械；挖掘機(jī)設(shè)計(jì)；輪式裝載機(jī)設(shè)計(jì)；工程機(jī)械構(gòu)造；機(jī)械設(shè)計(jì)；機(jī)械制圖；機(jī)械設(shè)計(jì)手冊；GB914188單斗液壓挖掘機(jī)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。五、挖掘裝載機(jī)挖掘裝置設(shè)計(jì)方法和步驟：（1）熟悉題目，收集相關(guān)資料。要明確設(shè)計(jì)題目的內(nèi)容和要求，細(xì)讀指導(dǎo)書，查閱、收集與設(shè)

8、計(jì)有關(guān)的技術(shù)資料，其中包括書籍、論文、設(shè)計(jì)圖紙及參考圖冊等；要對所設(shè)計(jì)的挖掘裝載機(jī)的用途、性能特點(diǎn)、主要參數(shù)、零部件的功用、結(jié)構(gòu)組成等進(jìn)行分析研究，力求做到理解、消化，進(jìn)而在設(shè)計(jì)中有所創(chuàng)新。（2）選擇設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行反鏟挖掘裝置、主要零部件的計(jì)算，同時(shí)繪制布置圖。在計(jì)算過程中，要邊算、邊畫、邊修改，即所謂“三邊”設(shè)計(jì)。（3）繪制裝配草圖。根據(jù)結(jié)構(gòu)件初步選擇和估算的尺寸，繪制裝配草圖。繪制草圖時(shí)要充分注意零件、組件的結(jié)構(gòu)工藝性及安裝位置。（4）主要零部件的驗(yàn)算。在主要零部件尺寸和位置確定后，零件的受力狀態(tài)，力的大小、作用點(diǎn)和方向都可以確定。此時(shí)，便可對零件進(jìn)行較為精確的驗(yàn)算。驗(yàn)算的內(nèi)容可根據(jù)設(shè)計(jì)說

9、明書的要求，確定驗(yàn)算零件與驗(yàn)算項(xiàng)目。（5）修改和完成裝配圖。根據(jù)驗(yàn)算結(jié)果修改草圖，經(jīng)審查后確認(rèn)無誤，完成裝配圖。（6）繪制零件工作圖。繪制零件工作圖要注意同裝配圖核對相關(guān)尺寸與公差配合，應(yīng)協(xié)調(diào)統(tǒng)一。（7）編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。設(shè)計(jì)計(jì)算說明書的編寫應(yīng)在設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行，隨時(shí)記錄設(shè)計(jì)方案與數(shù)據(jù)，及時(shí)整理草稿，待圖紙?jiān)O(shè)計(jì)完成后，稍加整理即可完成說明書的編寫任務(wù)。六、可行方案的篩選方法提要根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書中提供挖掘裝載機(jī)的機(jī)型及其主要性能參數(shù)與結(jié)構(gòu)尺寸，確定總體設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。七、已學(xué)過的相關(guān)理論知識提要以及與設(shè)計(jì)題目有關(guān)的新知識本設(shè)計(jì)題目主要應(yīng)用工程機(jī)械構(gòu)造、工程機(jī)械底盤構(gòu)造與設(shè)計(jì)、鏟土運(yùn)輸機(jī)械、

10、挖掘機(jī)設(shè)計(jì)、輪式裝載機(jī)設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理、機(jī)械制造工藝、機(jī)械制圖、互換性與技術(shù)測量、理論力學(xué)等課程知識，與設(shè)計(jì)題目有關(guān)的新知識主要有挖掘裝載機(jī)等方面相關(guān)知識。八、指導(dǎo)方式和大致的進(jìn)度安排設(shè)計(jì)時(shí)間大致為15周，進(jìn)度安排如下，以供參考。第一階段（3周）：熟悉課題內(nèi)容，畢業(yè)實(shí)習(xí)，調(diào)研，查閱資料，確定總體方案；第二階段（5周）：總體設(shè)計(jì)，反鏟裝置理論研究分析及設(shè)計(jì)計(jì)算；第三階段（4周）：繪制整機(jī)總裝圖及部件圖，編寫計(jì)算說明書；第四階段（2周）：技術(shù)總結(jié)，整理圖紙和計(jì)算說明書；第五階段（1周）：畢業(yè)答辯。九、本題目的重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：挖掘裝載機(jī)挖掘工作裝置的分析及計(jì)算難點(diǎn)：挖掘裝載機(jī)在典型工況下工作裝置的分析與計(jì)算，極限工況下反鏟挖掘裝置的受力分析。十、任務(wù)書中開列的參考資料的使用方法及所指有關(guān)法規(guī)的說明任務(wù)書中開列的參考資料，在設(shè)計(jì)中被引用的，應(yīng)該在引用處的右上角注明。在設(shè)計(jì)過程中，要嚴(yán)格遵守國家標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定，對行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)可以參考執(zhí)行。所應(yīng)用的字母應(yīng)遵守國家的有關(guān)規(guī)定，所用單位以國家法定單位為準(zhǔn)。十一、設(shè)計(jì)說明書撰寫要領(lǐng)1.畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書。應(yīng)闡述整個(gè)設(shè)計(jì)內(nèi)容，要突出重點(diǎn)和特色，圖文并茂，文字通暢。說明書的正文字?jǐn)?shù)不少于2萬字。2.所列參考文獻(xiàn)15篇以上。3.翻譯與課題有關(guān)的1萬印刷字符的外文資料（約2500漢字），并將原文和譯文附在設(shè)計(jì)說明書后面（譯文頁數(shù)不