zl20装载机工作装置cad研究（本科毕业论文设计）.doc
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zl20装载机工作装置cad研究（本科毕业论文设计）,zl20装载机工作装置cad研究（本科毕业论文设计）摘要装载机是一种重要的工程机械, 是在矿业开采、道路交通、国防和城市建设中不可缺少的设备。随着现代科学技术的发展和对装载机工作性能指标要求的不断提高, 装载机工作装置的运动学和动力学仿真已构成装载机系统开发的重要组成部分。考虑到工作装置在整个装载机系统中的重要性以及工...
内容介绍
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ZL20装载机工作装置CAD研究（本科毕业论文设计）
摘 要
装载机是一种重要的工程机械, 是在矿业开采、道路交通、国防和城市建设中不可缺少的设备。随着现代科学技术的发展和对装载机工作性能指标要求的不断提高, 装载机工作装置的运动学和动力学仿真已构成装载机系统开发的重要组成部分。考虑到工作装置在整个装载机系统中的重要性以及工作装置运动的复杂性, 由于设计方法在一定程度上存在盲目性，容易造成设计缺陷，机构整体强度的削弱甚至破坏，所以对其进行动力学特性分析尤为重要。
装载机载初铲时，工作装置受力最大。在整个工作过程中受到的外界载荷为不变载荷，主要是物料的重量以及机构自重。由于物料种类和作业的条件不同，装载机工作时铲斗切削刃并非均匀受载，一般可以简化为两种极端情况：① 认为载荷沿切削刃均匀分布，并以作用在铲斗切削刃中点的集中载荷来代替均布载荷；② 非对称受载情况，由于铲斗偏铲、料堆密集情况不均，使载荷偏于铲斗一侧，通常将其简化为集中载荷作用在铲斗最边缘的斗齿上。
文章以ZL20型装载机为例，建立有限元模型，伴之以三维可视化处理, 在典型工况下用Cosmos/Works软件进行静态结构分析，获得工作装置整体的应力及变形分布。
关键词：装载机，工作装置，虚拟样机，运动仿真，有限元分析
ABSTRACT
Loader is an important and indispensable equipment engineering machinery, in mining, transport, urban construction, national defense. With modern science and technology and the development of performance indicators loader requirements of the increase, loader devices kinematics and dynamics simulation loader system constitutes an important development component. Take account of the importance of the device in the entire loader system and the complex movement of working device , as the design method in a certain extent, blindness, making it easy for design defects, overall body strength weakened or even destroyed, and its dynamics analysis is particularly important.
Backhoe at the beginning, the loader working devices subject to the greatest. Throughout the working course by the external load for the same load, which are the weight of materials, and institutional forces. Due to the types of materials and operating conditions, the cutting edge is not uniformly loaded when the loader work. generally can be simplified to two extreme cases : (a) the load along the cutting edge is uniform distribution, and replace the uniform load as the concentrated load at the midpoint of the bucket cutting edge; (b) non-symmetrical load, as partial shovel and the stockpile uneven-intensive, tend bucket load side, usually load be simplified to focus on the marginalized tooth.
The articles set ZL20-loader as an example, Establish the finite element model, accompanied by three-dimensional visualization, Typical conditions in the software used Cosmosworks static structural analysis. working device was the overall stress.
Key words： Loaders, working device, Virtual Prototyping, simulation, Finite Element Analysis
目 录
中文摘要 Ⅰ
ABSTRACT Ⅱ
1绪论 1
1.1 装载机的发展现状 1
1.2 课题研究的目的和意义 2
2装载机工作装置的参数计算 7
2.1 铲斗设计 7
2.1.1 斗型的确定 7
2.1.2铲斗基本参数的确定 8
2.1.3斗容的验算 10
2.2 工作装置的机构设计 10
2.2.1确定动臂形状、长度与车架的铰接位置 10
2.2.2确定动臂油缸的铰接位置及动臂油缸行程 12
2.2.3连杆机构的设计 13
2.3本章小结 16
3装载机工作装置的受力分析 17
3.1确定计算强度工况 17
3.2外载荷计算 18
3.2.1最大插入阻力Fin的计算 18
3.2.2最大铲取阻力Fsh的计算 18
3.3工作机构各构件受力分析 18
3.4油缸的设计 21
3.4.1举臂油缸的确定 21
3.4.2转斗油缸的确定 21
3.5本章小结 21
4装载机工作装置的特征建模与有限元分析 22
4.1装载机工作装置的特征建模的建立 22
4.2模型装配过程 24
4.3装载机工作装置模型的分析 25
4.4本章小结 33
5结论 34
参考文献 35
附录A 动臂工程图 36
附录B 铲斗工程图 37
附录C 装配体工程图 38
鸣谢 39
摘 要
装载机是一种重要的工程机械, 是在矿业开采、道路交通、国防和城市建设中不可缺少的设备。随着现代科学技术的发展和对装载机工作性能指标要求的不断提高, 装载机工作装置的运动学和动力学仿真已构成装载机系统开发的重要组成部分。考虑到工作装置在整个装载机系统中的重要性以及工作装置运动的复杂性, 由于设计方法在一定程度上存在盲目性，容易造成设计缺陷，机构整体强度的削弱甚至破坏，所以对其进行动力学特性分析尤为重要。
装载机载初铲时，工作装置受力最大。在整个工作过程中受到的外界载荷为不变载荷，主要是物料的重量以及机构自重。由于物料种类和作业的条件不同，装载机工作时铲斗切削刃并非均匀受载，一般可以简化为两种极端情况：① 认为载荷沿切削刃均匀分布，并以作用在铲斗切削刃中点的集中载荷来代替均布载荷；② 非对称受载情况，由于铲斗偏铲、料堆密集情况不均，使载荷偏于铲斗一侧，通常将其简化为集中载荷作用在铲斗最边缘的斗齿上。
文章以ZL20型装载机为例，建立有限元模型，伴之以三维可视化处理, 在典型工况下用Cosmos/Works软件进行静态结构分析，获得工作装置整体的应力及变形分布。
关键词：装载机，工作装置，虚拟样机，运动仿真，有限元分析
ABSTRACT
Loader is an important and indispensable equipment engineering machinery, in mining, transport, urban construction, national defense. With modern science and technology and the development of performance indicators loader requirements of the increase, loader devices kinematics and dynamics simulation loader system constitutes an important development component. Take account of the importance of the device in the entire loader system and the complex movement of working device , as the design method in a certain extent, blindness, making it easy for design defects, overall body strength weakened or even destroyed, and its dynamics analysis is particularly important.
Backhoe at the beginning, the loader working devices subject to the greatest. Throughout the working course by the external load for the same load, which are the weight of materials, and institutional forces. Due to the types of materials and operating conditions, the cutting edge is not uniformly loaded when the loader work. generally can be simplified to two extreme cases : (a) the load along the cutting edge is uniform distribution, and replace the uniform load as the concentrated load at the midpoint of the bucket cutting edge; (b) non-symmetrical load, as partial shovel and the stockpile uneven-intensive, tend bucket load side, usually load be simplified to focus on the marginalized tooth.
The articles set ZL20-loader as an example, Establish the finite element model, accompanied by three-dimensional visualization, Typical conditions in the software used Cosmosworks static structural analysis. working device was the overall stress.
Key words： Loaders, working device, Virtual Prototyping, simulation, Finite Element Analysis
目 录
中文摘要 Ⅰ
ABSTRACT Ⅱ
1绪论 1
1.1 装载机的发展现状 1
1.2 课题研究的目的和意义 2
2装载机工作装置的参数计算 7
2.1 铲斗设计 7
2.1.1 斗型的确定 7
2.1.2铲斗基本参数的确定 8
2.1.3斗容的验算 10
2.2 工作装置的机构设计 10
2.2.1确定动臂形状、长度与车架的铰接位置 10
2.2.2确定动臂油缸的铰接位置及动臂油缸行程 12
2.2.3连杆机构的设计 13
2.3本章小结 16
3装载机工作装置的受力分析 17
3.1确定计算强度工况 17
3.2外载荷计算 18
3.2.1最大插入阻力Fin的计算 18
3.2.2最大铲取阻力Fsh的计算 18
3.3工作机构各构件受力分析 18
3.4油缸的设计 21
3.4.1举臂油缸的确定 21
3.4.2转斗油缸的确定 21
3.5本章小结 21
4装载机工作装置的特征建模与有限元分析 22
4.1装载机工作装置的特征建模的建立 22
4.2模型装配过程 24
4.3装载机工作装置模型的分析 25
4.4本章小结 33
5结论 34
参考文献 35
附录A 动臂工程图 36
附录B 铲斗工程图 37
附录C 装配体工程图 38
鸣谢 39
