1、 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）題 目： 農(nóng)用翻斗車的結(jié)構(gòu)和液壓系統(tǒng)設(shè)計 設(shè)計內(nèi)容、目標和要求（設(shè)計內(nèi)容目標和要求、設(shè)計進度等） 1.熟悉和了解農(nóng)用翻斗車的總體構(gòu)造及其工作原理，進行農(nóng)用翻斗車的總 體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計； 2.進行農(nóng)用翻斗車小斗結(jié)構(gòu)的設(shè)計； 3.進行農(nóng)用翻斗車的液壓系統(tǒng)設(shè)計； 4.進行農(nóng)用翻斗車大斗結(jié)構(gòu)的設(shè)計； 5.撰寫畢業(yè)論文，要求思路清晰，觀點正確，設(shè)計圖紙合計相當于三張零 號圖； 6.查閱與本課題有關(guān)的外文資料，翻譯一篇3000字的英文論文。 指導(dǎo)教師簽名：年 月 日基層教學(xué)單位審核 院 （系）審 核畢業(yè)設(shè)計（論文）學(xué)生開題報告課題名稱農(nóng)用翻斗車的結(jié)構(gòu)設(shè)計和液壓系統(tǒng)設(shè)計課題來源課題類

2、型BY指導(dǎo)教師胡老師學(xué)生姓名鄭東星學(xué) 號0910100728專業(yè)班級09機電5本課題的國內(nèi)外研究狀況 農(nóng)用翻斗車是一種具有作業(yè)效率的工程機械。它廣泛用于貨場、農(nóng)田基本建設(shè)，進行鏟裝或短距離運松土、砂土、砂石、煤碳、垃圾等松散物料，還可以鏟裝爆破后的礦石以及對硬土進行輕度挖掘，并能用來進行清理、刮平場地及牽引等作業(yè)。 農(nóng)用翻斗車近年來在國家、地方大力扶持下、得到了飛速發(fā)展，社會主義新農(nóng)村建設(shè)的發(fā)展成為了農(nóng)用翻斗車發(fā)展的一個契機。因此，為了服務(wù)于農(nóng)業(yè)建設(shè)，加快農(nóng)機設(shè)備科技化，投入開發(fā)生產(chǎn)農(nóng)用翻斗車是與市場發(fā)展動態(tài)同步，同時也是建設(shè)記者社會主義新農(nóng)村建設(shè)的一個重要組成部分，更是推動行業(yè)發(fā)展的有效動力

3、。同時，隨著農(nóng)用翻斗車大力投入的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，將用機械化代替的手工，解放勞動力，減少勞動強度，提高勞動效率，加快農(nóng)機設(shè)備科技化，并將推進新農(nóng)村建設(shè)步伐，也為農(nóng)民工回鄉(xiāng)創(chuàng)業(yè)提供了一個新的思路。 翻斗車的國外研究現(xiàn)狀：在經(jīng)歷了 50-60 年的發(fā)展后，到 20 世紀 90 年代中末期國外農(nóng)用翻斗車技術(shù)已達到相當高的水平。基于液壓技術(shù)，微電子技術(shù)和信息技術(shù)的各種智能系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于翻斗車的設(shè)計，計算操作控制，檢測監(jiān)控，生產(chǎn)經(jīng)營和維修服務(wù)等各個方面，使國外農(nóng)用翻斗車在原來的基礎(chǔ)上更加精制，其自動化也得以提高，從而進一步提高了生產(chǎn)效率，改善了司機的作業(yè)環(huán)境，提高了作業(yè)舒適性，降低噪聲，振動，排污量，保護了

4、自然環(huán)境，最大限度的簡化維修，降低作業(yè)成本，使其性能，安全性，可靠性使用壽命和操作性能都達到了很高水平。產(chǎn)品形成系列，更新速度加快并朝大型化和小型化發(fā)展。如以卡特彼勒為代表的美國，以小松公司為代表的日本和翻斗車生產(chǎn)第三大集團西歐各廠家都加快推出多功能，全面兼顧動力性，機動性與靈活性的新產(chǎn)品。這些產(chǎn)品如美國克拉克公司生產(chǎn)的675 型，功率達 1000kW，而日本東洋遠搬株式會社生產(chǎn)的 310 型，斗容量僅為 0.11立方米。此外，農(nóng)用翻斗車還向高卸位，遠距離作業(yè)方向發(fā)展，如 JCB 公司開發(fā)的伸縮臂翻斗車，小松公司也開發(fā)了能擴大作業(yè)范圍的帶伸出機構(gòu)的翻斗車。采用新結(jié)構(gòu)，新技術(shù)，產(chǎn)品性能日趨完善。

5、近年來開發(fā)的產(chǎn)品普遍采用了高性能發(fā)動機和自動換檔變速器，大流量負荷傳感液壓系統(tǒng)，前后防滑差速器，多片濕式盤式制動器，行走顛簸減震等先進技術(shù)，并綜合液壓，微電子和信息技術(shù)制造，并應(yīng)用了很多智能系統(tǒng)。工作裝置連桿機構(gòu)推陳出新，各種自動功能更趨成熟，完善。如卡特彼勒公司 994D 型農(nóng)用翻斗車采用新的一代 Cat3516 柴油發(fā)動機就安裝有 HEUI （電液控制的燃油噴射）裝置以及 ADEM9(先進的柴油)管理系統(tǒng)，可根據(jù)外載荷的大小有效地控制發(fā)動機的功率與轉(zhuǎn)速，從而減少燃油消耗及尾氣排放，減少噪聲。小松公司的全動力換檔變速器帶有自動換擋開關(guān)，提高裝載作業(yè)過程中的牽引力，可保證全功率進行裝載作業(yè)。卡

6、特彼勒公司的 G 系列農(nóng)用翻斗車采用大流量工作液壓系統(tǒng)，負荷傳感轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)，使所需轉(zhuǎn)向功率減少了 8%,提高了作業(yè)效率和燃油經(jīng)濟型。沃爾沃公司在L500-L220D 系列翻斗車上推出了該公司的專利產(chǎn)品，扭矩平衡連桿機構(gòu)（TP）,在鏟斗的整個循環(huán)中可提供更大的傾翻力矩以及舉升能力，這保證了農(nóng)用翻斗車不僅在配用鏟斗時，而且在配用叉，吊其它工具時都具有優(yōu)良的作業(yè)性能。近年來，國外農(nóng)用翻斗車在其未來技術(shù)發(fā)展中將廣泛采用微電子技術(shù)與信息技術(shù)，完善計算機輔助駕駛系統(tǒng)、信息管理系統(tǒng)及故障診斷系統(tǒng)；采用單一吸聲材料、噪聲抑制的方法消除或降低機器噪聲；通過不斷改進電噴裝置，進一步降低發(fā)動機的尾氣排放量；研制無

7、污染、經(jīng)濟型、環(huán)保型的動力裝置；提高液壓元件、傳感元件和控制元件的可靠性與靈敏性，提高整機的機-電-信一體化水平；在控制系統(tǒng)方面，將廣泛采用電子監(jiān)控和自動報警系統(tǒng)、自動換檔變速裝置；普遍安裝 GPS 定位與質(zhì)量自動稱量控制；開發(fā)機器人農(nóng)用翻斗車等翻斗車的國內(nèi)研究現(xiàn)狀：我國農(nóng)用翻斗車行業(yè)起步較晚，制造技術(shù)是陸續(xù)從美國、德國和日本等國家引進的。目前，我國國產(chǎn)農(nóng)用翻斗車的技術(shù)發(fā)展水平與西方發(fā)達國家存在著一定的差距，但也應(yīng)該考慮到歷史和國情的原因。目前國產(chǎn)農(nóng)用翻斗車亦正在從低水平、低質(zhì)量、低價位、滿足功能型向高水平、高質(zhì)量、中價位、經(jīng)濟實用型過渡。從仿制仿造向自主開發(fā)過渡，各主要廠家也不斷進行技術(shù)投入

8、，采用不同的技術(shù)路線，在關(guān)鍵部件及系統(tǒng)上技術(shù)創(chuàng)新，擺脫目前產(chǎn)品設(shè)計雷同，無自己特色和優(yōu)勢是現(xiàn)狀，正在從低水平的無序競爭的怪圈中脫穎而出，成為翻斗車行業(yè)的領(lǐng)先者。大型和小型翻斗車，在近幾年的發(fā)展過程中，受到客觀條件及市場總需求量的限制。競爭最為激烈的中型翻斗車更新速度越來越快；優(yōu)化各項性能指標，強化結(jié)構(gòu)件的強度及剛度，以使整機可靠性得到提高；優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)性能；利用電子技術(shù)及負荷傳感技術(shù)來實現(xiàn)變速箱的自動換擋及液壓變量系統(tǒng)的應(yīng)用，提高效率、節(jié)約能源、降低裝載機作業(yè)成本；提高安全性、舒適性；降低噪聲和排放，強化環(huán)保指標；廣泛利用新材料、工藝、新技術(shù)，特別是機、電、液一體化技術(shù)，提高產(chǎn)品的壽

9、命和可靠性；最大限度地簡化維修，盡量減少保養(yǎng)次數(shù)和維修時間，增大維修空間，普遍采用電子監(jiān)視及監(jiān)控技術(shù)，進一步改善故障診斷系統(tǒng)，提供排除問題的方法。課題類型：（1）A工程實踐型；B理論研究型；C科研裝置研制型；D計算機軟件型；E綜合應(yīng)用型（2）X真實課題；Y模擬課題；（1）、（2）均要填，如AY、BX等。本課題的研究內(nèi)容 按行走裝置不同分類:輪胎式和履帶式； 按傳動形式不同分類：機械傳動式，液力機械傳動式，液壓傳動式和電傳動式；按裝載方式不同分類；前卸式，后卸式，側(cè)卸式和回轉(zhuǎn)式；按轉(zhuǎn)向方式不同分類：整體式和鉸接式。翻斗車4、對的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計。5、的液壓系統(tǒng)設(shè)計。本課題研究的實施方案、進度安排農(nóng)用

10、翻斗車是以發(fā)動機為動力源，以履帶行走機構(gòu)產(chǎn)生推力(或牽引力)，由工作裝置來完成物料的鏟挖、裝載、卸載及運輸作業(yè)的一種機械。農(nóng)用翻斗車廣泛運用在農(nóng)村建設(shè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，為農(nóng)村的經(jīng)濟建設(shè)提供了不少助力，國家對于農(nóng)用翻斗車的發(fā)展也給與了大力支持。詳細進度安排1. 課題分析階段 1周 主要熟悉和了解農(nóng)用翻斗車的總體構(gòu)造及其工作原理2. 進行農(nóng)用翻斗車的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 2周3. 進行農(nóng)用翻斗車工作裝置的設(shè)計。 2周4. 對農(nóng)用翻斗車進行液壓系統(tǒng)設(shè)計 1周5. 撰寫畢業(yè)論文，完成設(shè)計圖圖紙。 2周 已查閱的主要參考文獻1. 王為.機械設(shè)計 .華中科技大學(xué)出版社2. 魏兵 .機械原理 . 華中科技大學(xué)出版社3.

11、 左鍵民 液壓與氣壓傳動.機械工業(yè)出版4. 劉鴻文 材料力學(xué)I 高等教育出版社5. 曾勵 機電一體化系統(tǒng)設(shè)計 高等教育出版社6. 靳同紅，王勝春 工程機械構(gòu)造與設(shè)計 化學(xué)工業(yè)出版社7. 成大先. 機械設(shè)計手冊 化學(xué)工業(yè)出版社8. 趙大興 高成慧.現(xiàn)代工程圖學(xué)教程.湖北科學(xué)技術(shù)出版社9. 唐增寶 機械設(shè)計課程設(shè)計.華中科技大學(xué)出版社10. 馬永輝 工程機械液壓系統(tǒng)設(shè)計 機械工業(yè)出版社11. 實用機械機構(gòu)圖冊 機械工業(yè)出版社12. 液壓氣動系設(shè)計手冊 機械工業(yè)出版社指導(dǎo)教師意見指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日畢業(yè)設(shè)計（論文）學(xué)生申請答辯表課 題 名 稱 農(nóng)用翻斗車的結(jié)構(gòu)和液壓系統(tǒng)設(shè)計指導(dǎo)教師（職稱）胡新

12、宇（講師）申 請 理 由經(jīng)指導(dǎo)老師審核，完成設(shè)計任務(wù)，同意答辯學(xué)生所在學(xué)院機械工程學(xué)院專業(yè)班級09機電5班學(xué)號0910100728 學(xué)生簽名： 日期：畢業(yè)設(shè)計（論文）指導(dǎo)教師評審表序號評分項目（理工科、管理類）評分項目(文科)滿分評分1工作量外文翻譯152文獻閱讀與外文翻譯文獻閱讀與文獻綜述103技術(shù)水平與實際能力創(chuàng)新能力與學(xué)術(shù)水平254研究成果基礎(chǔ)理論與專業(yè)知識論證能力255文字表達文字表達106學(xué)習(xí)態(tài)度與規(guī)范要求學(xué)習(xí)態(tài)度與規(guī)范要求15是否同意參加答辯：總分評語 指導(dǎo)教師簽名： 另附畢業(yè)設(shè)計（論文）指導(dǎo)記錄冊 年 月 日畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯表學(xué)生姓名鄭東星專業(yè)班級09機電5班學(xué)號091010

13、0728設(shè)計（論文）題目 農(nóng)用翻斗車的結(jié)構(gòu)設(shè)計和液壓系統(tǒng)設(shè)計序號評審項目指 標滿分評分1報告內(nèi)容思路清新；語言表達準確，概念清楚，論點正確；實驗方法科學(xué)，分析歸納合理；結(jié)論有應(yīng)用價值。402報告過程準備工作充分,時間符合要求。103創(chuàng) 新對前人工作有改進或突破，或有獨特見解。104答 辯回答問題有理論依據(jù)，基本概念清楚。主要問題回答準確，深入。40總分答辯組評語答辯組組長（簽字）： 年 月 日 答辯委員會意見答辯委員會負責人（簽字）： 年 月 日畢業(yè)設(shè)計（論文）成績評定總表學(xué)生姓名： 鄭東星 專業(yè)班級：09機電5班 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：農(nóng)用翻斗車的結(jié)構(gòu)設(shè)計和液壓系統(tǒng)設(shè)計成績類別成績評定指導(dǎo)教

14、師評定成績評閱人評定成績答辯組評定成績總評成績×40%+×20%+×40%評定等級注：成績評定由指導(dǎo)教師、評閱教師和答辯組分別給分(以百分記)，最后按“優(yōu)(90-100)”、“良(80-89)”、“中(70-79)”、“及格(60-69)”、“不及格(60以下)”評定等級。其中， 指導(dǎo)教師評定成績占40%，評閱人評定成績占20%，答辯組評定成績占40%。摘 要翻斗車是工程機械的主要機種之一，廣泛用于建筑、礦山、水電、橋梁、鐵路、公路、港口、碼頭等國民經(jīng)濟各部門。本文中參閱了大量的土方機械的設(shè)計參考書，其中大多數(shù)是有關(guān)翻斗車方面的，有的是工作裝置單一構(gòu)件的設(shè)計，有的

15、則是整個工作裝置的設(shè)計，并且有許多有關(guān)工作裝置優(yōu)化設(shè)計方面，各參考所涉及到的翻斗車雖然型號不同，研究的方法也有差異，但綜合起來基本上也概述了現(xiàn)行的設(shè)計方法。國外翻斗車發(fā)展迅速，而我國翻斗車在設(shè)計上存在很多問題，其中主要集中在可靠性、結(jié)構(gòu)設(shè)計強度等方面。而工作裝置對于翻斗車來說又是重中之重，所以工作裝置的設(shè)計好壞直接影響到翻斗車的使用壽命以及工作效率等。雖然現(xiàn)在市場上的翻斗車已經(jīng)日趨成熟，但對其進行改進設(shè)計仍有非常重要的意義，尤其是翻斗車的工作裝置。輪式翻斗車在作業(yè)時，靠改變液壓缸的長度來使鏟斗獲得所要求的收斗角和卸料角。機構(gòu)中各桿件長度及其結(jié)構(gòu)參數(shù)確定后，需要對該機構(gòu)作某些特定計算，以判斷機構(gòu)

16、設(shè)計的正確性。在工作循環(huán)中速度與加速度變化合理；油缸活塞行程為最佳值；工作裝置運動平穩(wěn)、無干涉、無死點、無自鎖；動臂從最底位置到最大卸載高度的舉升過程中，保證鏟斗中物料不灑落；在卸載后，動臂下放至鏟掘位置鏟斗能自動放平。關(guān)鍵詞: 工程機械，翻斗車，工作裝置AbstractThe loader is one of the main kind of the engineering machinery, used in every department of national economy such as the building , mine , water and electricity ,

17、bridge , railway , highway , port , quay extensively. In this article has referred the massive folk recipes machinery design reference book, majority is the related car loader aspect, some are works the equipment sole component design, some then is the entire work installment design, and has many re

18、lated work installments optimization design aspect, each reference involves to the car loader although the model is different, the research method also has the difference, but synthesized basically has also outlined the present design method. The overseas loader development is rapid, but our country

19、 car loader has very many problems in the design, mainly concentrates in aspect and so on reliable, structural design intensity. But works the installment regarding the loader to say also is extremely important, therefore the work installment design is good and bad affects directly the car loader se

20、rvice life as well as the working efficiency and so on . Although in the present market car loader already day by day was mature, but carried on the improvement design to it still to have the extremely vital significance, in particular loader work installment. Loading the machine work equips of turn

21、 the container six connect pole organization is from press with liquid an urn of, the container mutually connection of two four connect the pole organization combine. A type loads the machine at homework, is pressed by the liquid of changes an urn lengths to makes the container acquired requests of

22、accept the Cape of the container with unload to anticipate the Cape. Each pole in inside in organization a length and its construction parameter certain empress, need to make the some and particular calculation to that organization, the accuracy that to judge the organization the design. In worked c

23、irculation the speed changes with acceleration the reasonable; The oil a piston route of travel is the best value; The work equips the sport steady, have no to interfere with, have no the dead center and have no from the lock; Move the arm from most the bottom position arrives the biggest unloading

24、to raise to rise the process inside highly, guaranteeing the container the inside the material do not spread to fall; After unloading, move the arm descend to put to the container to dig the position container can put automatically even.Key words: Construction Machine, Wheel Loaders , Work Equips目錄摘

25、 要1Abstract2目錄31 概述51.1 本課題研究背景51.2 國外的研究現(xiàn)狀52 翻斗車的機構(gòu)方案設(shè)計72.1翻斗車的分類72.2 翻斗車的組成72.3 農(nóng)用翻斗車的工作原理82.4 整體方案的構(gòu)思與選擇9翻斗車設(shè)計原則9方案的確定93 翻斗車的總體設(shè)計和校核103.1履帶行走底座的設(shè)計103.1.1 行駛速度計算103.1.2 爬坡能力計算10行走裝置的牽引力計算11驅(qū)動輪主要參數(shù)的確定133.1.5 驅(qū)動輪鍵的選擇與校核14張緊軸的設(shè)計與校核15軸的參數(shù)確定163.1.8 張緊軸的校核173.2支撐輪的計算和校核19支撐輪的結(jié)構(gòu)形式和工作原理19支撐輪的的機構(gòu)設(shè)計20支撐輪的強度

26、驗算21支撐輪滑動軸承設(shè)計與校核21支撐輪軸的驗算233.3鏟斗的設(shè)計計算25設(shè)計要求25鏟斗的基本參數(shù)的確定253.4翻斗的結(jié)構(gòu)設(shè)計283.5 液壓系統(tǒng)和液壓設(shè)備的選擇計算29液壓裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計包括293.5.2 液壓裝置設(shè)計要求29液壓缸的選用303.6液壓系統(tǒng)設(shè)計32翻斗車完成的動作32方案的構(gòu)思324 翻斗車的使用與維護344.1注意事項：344.2 橡膠履帶的使用344.3 保養(yǎng)35機器維修準備354.3.2 液壓油的日常維護364.4 潤滑364.5 調(diào)整橡膠履帶364.7臨時維護364.8 故障排除37總 結(jié)38致 謝39參考文獻401 概述 1.1 本課題研究背景農(nóng)用翻斗車是一種

27、具有作業(yè)效率的工程機械。它廣泛用于貨場、農(nóng)田基本建設(shè)，進行鏟裝或短距離運松土、砂土、砂石、煤碳、垃圾等松散物料，還可以鏟裝爆破后的礦石以及對硬土進行輕度挖掘，并能用來進行清理、刮平場地及牽引等作業(yè)。農(nóng)用翻斗車近年來在國家、地方大力扶持下、得到了飛速發(fā)展，社會主義新農(nóng)村建設(shè)的發(fā)展成為了農(nóng)用翻斗車發(fā)展的一個契機。因此，為了服務(wù)于農(nóng)業(yè)建設(shè)，加快農(nóng)機設(shè)備科技化，投入開發(fā)生產(chǎn)農(nóng)用翻斗車是與市場發(fā)展動態(tài)同步，同時也是建設(shè)記者社會主義新農(nóng)村建設(shè)的一個重要組成部分，更是推動行業(yè)發(fā)展的有效動力。同時，隨著農(nóng)用翻斗車大力投入的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，將用機械化代替的手工，解放勞動力，減少勞動強度，提高勞動效率，加快農(nóng)機設(shè)備科

28、技化，并將推進新農(nóng)村建設(shè)步伐，也為農(nóng)民工回鄉(xiāng)創(chuàng)業(yè)提供了一個新的思路。1.2 國外的研究現(xiàn)狀在經(jīng)歷了 50-60 年的發(fā)展后，到 20 世紀 90 年代中末期國外農(nóng)用翻斗車技術(shù)已達到相當高的水平。基于液壓技術(shù)，微電子技術(shù)和信息技術(shù)的各種智能系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于翻斗車的設(shè)計，計算操作控制，檢測監(jiān)控，生產(chǎn)經(jīng)營和維修服務(wù)等各個方面，使國外農(nóng)用翻斗車在原來的基礎(chǔ)上更加精制，其自動化也得以提高，從而進一步提高了生產(chǎn)效率，改善了司機的作業(yè)環(huán)境，提高了作業(yè)舒適性，降低噪聲，振動，排污量，保護了自然環(huán)境，最大限度的簡化維修，降低作業(yè)成本，使其性能，安全性，可靠性使用壽命和操作性能都達到了很高水平。產(chǎn)品形成系列，更新

29、速度加快并朝大型化和小型化發(fā)展。如以卡特彼勒為代表的美國，以小松公司為代表的日本和翻斗車生產(chǎn)第三大集團西歐各廠家都加快推出多功能，全面兼顧動力性，機動性與靈活性的新產(chǎn)品。這些產(chǎn)品如美國克拉克公司生產(chǎn)的675 型，功率達 1000kW，而日本東洋遠搬株式會社生產(chǎn)的 310 型，斗容量僅為 0.11立方米。此外，農(nóng)用翻斗車還向高卸位，遠距離作業(yè)方向發(fā)展，如 JCB 公司開發(fā)的伸縮臂翻斗車，小松公司也開發(fā)了能擴大作業(yè)范圍的帶伸出機構(gòu)的翻斗車，采用新結(jié)構(gòu)，新技術(shù)，產(chǎn)品性能日趨完善。近年來開發(fā)的產(chǎn)品普遍采用了高性能發(fā)動機和自動換檔變速器，大流量負荷傳感液壓系統(tǒng)，前后防滑差速器，多片濕式盤式制動器，行走顛

30、簸減震等先進技術(shù)，并綜合液壓，微電子和信息技術(shù)制造，并應(yīng)用了很多智能系統(tǒng)。工作裝置連桿機構(gòu)推陳出新，各種自動功能更趨成熟，完善。如卡特彼勒公司 994D 型翻斗車采用新的一代 Cat3516 柴油發(fā)動機就安裝有 HEUI （電液控制的燃油噴射）裝置以及 ADEM9(先進的柴油)管理系統(tǒng)，可根據(jù)外載荷的大小有效地控制發(fā)動機的功率與轉(zhuǎn)速，從而減少燃油消耗及尾氣排放，減少噪聲。小松公司的全動力換檔變速器帶有自動換擋開關(guān)，提高裝載作業(yè)過程中的牽引力，可保證全功率進行裝載作業(yè)。卡特彼勒公司的 G 系列農(nóng)用翻斗車采用大流量工作液壓系統(tǒng)，負荷傳感轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)，使所需轉(zhuǎn)向功率減少了 8%,提高了作業(yè)效率和燃油

31、經(jīng)濟型。沃爾沃公司在L500-L220D 系列翻斗車上推出了該公司的專利產(chǎn)品，扭矩平衡連桿機構(gòu)（TP）,在鏟斗的整個循環(huán)中可提供更大的傾翻力矩以及舉升能力，這保證了農(nóng)用翻斗車不僅在配用鏟斗時，而且在配用叉，吊其它工具時都具有優(yōu)良的作業(yè)性能。近年來，國外農(nóng)用翻斗車在其未來技術(shù)發(fā)展中將廣泛采用微電子技術(shù)與信息技術(shù)，完善計算機輔助駕駛系統(tǒng)、信息管理系統(tǒng)及故障診斷系統(tǒng)；采用單一吸聲材料、噪聲抑制的方法消除或降低機器噪聲；通過不斷改進電噴裝置，進一步降低發(fā)動機的尾氣排放量；研制無污染、經(jīng)濟型、環(huán)保型的動力裝置；提高液壓元件、傳感元件和控制元件的可靠性與靈敏性，提高整機的機-電-信一體化水平；在控制系統(tǒng)方

32、面，將廣泛采用電子監(jiān)控和自動報警系統(tǒng)、自動換檔變速裝置；普遍安裝 GPS 定位與質(zhì)量自動稱量控制；開發(fā)機器人農(nóng)用翻斗車等。2 翻斗車的機構(gòu)方案設(shè)計2.1翻斗車的分類常見的農(nóng)用翻斗車一般有以下特點來分類。（1）按行走裝置不同分類:輪胎式和履帶式。國產(chǎn)履帶式農(nóng)用翻斗車多是在推土機基礎(chǔ)上形成及國內(nèi)外使用和生產(chǎn)的絕大多數(shù)是輪胎式農(nóng)用翻斗車，這兩類農(nóng)用翻斗車除行走裝置不同外，其它系統(tǒng)和構(gòu)造大體相似。（2） 按傳動形式不同分類：機械傳動式，液力機械傳動式，液壓傳動式和電傳動式。機械傳動式在國內(nèi)僅用于 0.5m³以下的農(nóng)用翻斗車，它一般直接采用汽車或拖拉機的傳動裝置，即離合器和變速器。由于液力傳動

33、機械取消了機械傳動中的離合器而換用液力變矩器，取消了人力換擋變速箱而換用了動力換檔變速箱，是發(fā)動機在不停車的情況下?lián)Q擋，操作輕便，工作可靠性高，因此液力機械傳動式是輪式農(nóng)用翻斗車的主要傳動形式。液壓傳動使用柴油機帶動液壓泵產(chǎn)生高壓油，并通過控制系統(tǒng)和油管帶動液壓馬達使車輪傳動。它能夠簡化傳動系統(tǒng)，使整機質(zhì)量減輕，但由于啟動性差，液壓件價格昂貴，壽命也比較低，因此目前僅用于小型農(nóng)用翻斗車上。電傳動是由柴油機驅(qū)動交流發(fā)電機，以此來驅(qū)動裝在車輪上的直流電動機，然后通過輪邊減速器帶動車輪轉(zhuǎn)動，這樣可以實現(xiàn)無級調(diào)速。這種傳動檢查方便，維修簡單，工作可靠。缺點是電機設(shè)備質(zhì)量大，費用高，目前只在大型農(nóng)用翻斗

34、車上使用。（3）按裝載方式不同分類：前卸式，后卸式，側(cè)卸式和回轉(zhuǎn)式。輪式農(nóng)用翻斗車基本上都是前卸式。（4）按轉(zhuǎn)向方式不同分類：整體式和鉸接式。國產(chǎn) ZL 系列輪式農(nóng)用翻斗車絕大多數(shù)采用鉸接式。2.2 翻斗車的組成農(nóng)用翻斗車是由動力裝置、行走裝置、控制系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和工作裝置等組成。1:液壓缸1 2: 液壓缸2 3:鏟斗焊臂 4:履帶主動輪 5: 液壓缸3 6:翻斗 7:滑輪組圖 2-1 農(nóng)用翻斗車組成農(nóng)用翻斗車的動力是汽油發(fā)動機，大多數(shù)采用液力變矩器，液力機械傳動形式（小型翻斗車有的采用液壓傳動或機械傳動），液壓操縱、雙橋驅(qū)動、工作裝置多采用反轉(zhuǎn)連桿機構(gòu)。2.3 農(nóng)用翻斗車的工作原理 農(nóng)用翻斗

35、車是以汽油發(fā)動機為動力源，以履帶行走機構(gòu)產(chǎn)生推力(或牽引力)，由工作裝置來完成物料的鏟挖、裝載、卸載及運輸作業(yè)的一種機械。以常用的農(nóng)用翻斗車為例(見圖 2-1 所示)，其工作過程是汽油發(fā)動機通過液壓泵傳遞功率至履帶主動輪帶動履帶水平運動，使翻斗車鏟斗接近并插入料堆；液壓泵的功率通過液壓控制部件，將動力分配給液壓缸1，液壓缸1推動翻斗繞F運動，使裝于翻斗中的物料卸下；液壓泵的功率通過液壓控制部件，將動力分配給液壓缸2，液壓缸2推動鏟臂繞F運動，從料堆中鏟起物料，卸于翻斗中；液壓泵的功率通過液壓控制部件，將動力分配給液壓缸3，液壓缸3推動工作裝置沿升降臺運動，使工作裝置到達指定高度進行卸料。2.4

36、 整體方案的構(gòu)思與選擇翻斗車設(shè)計原則1滿足使用要求，滿足經(jīng)濟的要求，滿足勞動保護的要求，滿足工藝性要求，滿足機器的結(jié)構(gòu)性能要求，某些零件、部件滿足耐磨性要求。2 行走裝置、工作裝置、動力裝置應(yīng)相互協(xié)調(diào)、匹配、力求整體性能的一致和最優(yōu)化，不存在卡死、失靈等問題。3 要求行走裝置底盤與地面要有一定的高度，使翻斗車載不平地上有良好的通過能力，力求增強對各種運行條件和作業(yè)要求的適應(yīng)性，以免在崎嶇的平面上行走時，異物與底盤或者其他部件接觸，導(dǎo)致車體受損；4. 翻斗車的外形尺寸應(yīng)符合運輸要求，外形美觀協(xié)調(diào)。5 翻斗車鏟斗要求一定的耐磨度和剛度，在完成進入物料和鏟起物料時避免產(chǎn)生震動和鏟臂彎曲。6 整車的載

37、荷分布均勻，以免發(fā)生側(cè)翻和前傾。方案的確定由于設(shè)計說明書所給要求，本設(shè)計的翻斗車斗的容量小（500KG）,故采用湖北格蘭登有限公司生產(chǎn)的SFC-400為原型進行產(chǎn)品修改優(yōu)化和設(shè)計。3 翻斗車的總體設(shè)計和校核翻斗車主要的部件有行走底座、鏟斗、升降臺、托架。主要性能參數(shù)有翻斗車自重、額定載重量、鏟斗容量、發(fā)動機功率、最大插入力。崛起力、最大卸載高度等。基本尺寸參數(shù)有軸距、外形尺寸、履帶參數(shù)等。3.1履帶行走底座的設(shè)計履帶翻斗車行走底座的主要性能參數(shù)表明翻斗車的主要技術(shù)性能，具體對履帶行走裝置而言，主要包括行駛速度、爬坡能力、最大索引力等。對于履帶行走底座可用以下方法確定參數(shù)；1. 類比法：及通過同

38、類型機械的類比得出參數(shù)值；2. 經(jīng)驗公式計算法 即按概率統(tǒng)計歸納得到經(jīng)驗公式進行概略的計算，得到參數(shù)值；3. 按標準選定法；即按照國家頒布的履帶工程機械形式與基本參數(shù)系列標準規(guī)定的數(shù)值范圍；結(jié)合擬定的結(jié)構(gòu)特點采用的結(jié)構(gòu)特點選定參數(shù)4. 理論分析計算法 按擬定的結(jié)構(gòu)特點在理論分析與試驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進行分析計算得出參數(shù)按以上幾種方法得出的參數(shù)值不可能完全正確合適；必須在設(shè)計過程中按結(jié)構(gòu)方案、強度以及履帶翻斗車的特殊要求進行方案比較加以修正確定。實際工作中往往綜合使用以上方法，如采用類比法或經(jīng)驗計算法與標準選定法進行比較，有的參數(shù)再通過理論分析進行核算來選定。3.1.1 行駛速度計算行走速度（km/

39、h），后退速度兩個檔位，由已知得出行走速度為v=1.7km/h。3.1.2 爬坡能力計算履帶行走裝置一個顯著特點就是爬坡能力，爬坡度與整機質(zhì)量有關(guān)，初步確定爬坡能力后，可通過理論分析進行核算來選定，履帶翻斗爬坡時需要克服下列即履帶翻斗車自重在斜坡方向分力； W1Gsin (3-1)履帶翻斗車運行阻力； W2=0.12Gcos (3-2)履帶的內(nèi)阻力； W3=0.06G (3-3)則最大牽引力T應(yīng)不小于這些阻力這和，即 TW1+ W2+ W3 (3-4)此外應(yīng)滿足履帶翻斗車在爬坡時不打滑的條件，即 GcosT (3-5)上式:G履帶翻斗車自重：G=4.2KN；坡度角；履帶與地面的附著系數(shù)0.9.

40、解得最大的坡度角為18°. 根據(jù)設(shè)計要求坡度角必須15，故取爬坡能力為15°。履帶帶長L1L1=KAG1/3=1.5×(4.2×109)1/32120m考慮到整體布局，類比同型產(chǎn)呂可在此基礎(chǔ)上增大10%左右；故L1=2400m 查表得履帶的尺寸為150×72×33軌距BB=KBG1/3=0.85×(4.2×109)1/3=300mm式中：KB為尺寸系數(shù)（1.0-1.2）G為整機重量考慮到整體布局，類比同型產(chǎn)品科在此基礎(chǔ)上擴大10%左右，就最后選取軌距為B=320mm行走裝置的牽引力計算牽引力計算是履帶翻斗車行走裝置

41、設(shè)計計算的主要內(nèi)容之一。由于翻斗車的發(fā)動機和油泵的主要參數(shù)及其他一些總體參數(shù)確定，因此，對于行走裝置來說實際上是在一定的功率條件下驗算翻斗車人行走速度、爬坡能力。1.最大牽引力在只考慮翻斗什么的最大設(shè)計爬坡能力的情況下確定的最大牽引力（15）則履帶行走裝置的最大牽引力T計算為：T=Tf+Ti=fG+sinG=0.07×4200+sin15×4200=79304N2.附著牽引力履帶式翻斗車的附著牽引力T可以認為從方面提供，即 T=g (3-6)式中=1.4，則T=g=1.4×4200=5800N3.單側(cè)履帶牽引 (3-7)式中： 取f=0.07；轉(zhuǎn)向阻力系數(shù) =0.

42、7n-翻斗車重心與行走機構(gòu)接型心的縱向偏心距n=500mmB 履帶軌矩320mm計算得： T3=3.325KN4.液壓馬達輸出功率PP=TV/ R=3.325×1.7÷0.85×0.233=28.5KWT為單條履帶行走牽引力V為履帶行走速取V=3km/hR驅(qū)動輪節(jié)圓半徑液壓馬達最高輸出轉(zhuǎn)速nm為了計算液壓馬達的最高輸出轉(zhuǎn)速nqnq=1000V/60×2×R=190.04r/min液壓馬達輸出力矩Mm Mm=Mk/ (3-8)驅(qū)動輪扭矩Mk驅(qū)動輪扭矩Mk為Mk=T3R=3.325×9.8×104×0.233=727.

43、6N·mT為單條履帶行走牽引力R驅(qū)動輪節(jié)圓半徑將上述已知值帶入輸出力矩計算的Mm=Mk/ =856 N·m圖3-1 液壓馬達的技術(shù)參數(shù)由液壓設(shè)計手冊與計算選定液壓馬達的型號為BM-E,額定壓力為14MPa,轉(zhuǎn)速為320r/min,排量為313-797ml·r-1 輸出轉(zhuǎn)矩為856 N·m驅(qū)動輪主要參數(shù)的確定驅(qū)動輪式見傳動系統(tǒng)的動力傳到履帶，以產(chǎn)生車輛運動的驅(qū)動力。因此，要求驅(qū)動輪與履帶的嚙合性能要良好。即在各種不同行駛條件和履帶不同磨損程度下嚙合應(yīng)平穩(wěn)，進入和退出嚙要順利，不發(fā)生沖擊，干涉和脫落履帶的現(xiàn)象，其次要耐磨且便于更換。主要參數(shù)的確定，1.節(jié)距的

44、選擇：To=(15-17.5)G0.25=(15-17.5)×4.20.25=71mm驅(qū)動輪節(jié)距應(yīng)與履帶節(jié)距相等，To=73mm2. 齒數(shù)的選擇增加驅(qū)動齒數(shù)Z，能是履帶速度勻性改變，摩擦損失減少。但會導(dǎo)致驅(qū)動輪直徑增大，引起機重和整體高度的增加，驅(qū)動輪齒數(shù)一般為偶數(shù)，使得嚙合過程中每個齒都和節(jié)銷嚙合，其齒數(shù)通常取10-16，本設(shè)計中取Z=10由計算參數(shù)查表確定驅(qū)動輪的主要參數(shù)如下：圖3-2 驅(qū)動輪參數(shù) 驅(qū)動輪鍵的選擇與校核查機械設(shè)計手冊得出液壓馬達傳動軸的半徑為r=12mm,則初步選擇鍵的規(guī)格為8×7×36。由于驅(qū)動輪與鍵屬于動連接，由機械設(shè)計書查得鍵的校核公式為

45、 (3-9)式中：p為鍵連接工作表面的擠壓應(yīng)力（MPa）；T為轉(zhuǎn)矩（N）；d為軸的直徑（mm）；l為鍵的接觸長度（mm），l=L,這里L為平鍵公稱長度；k為鍵與輪轂接觸高度（mm），kh/2p為許用壓強圖3-3 鍵的許用應(yīng)力表由圖確定p為40MPa將已知參數(shù)帶入式中=5.6MPa式子成立，故鍵的強度滿足許用要求。張緊軸的設(shè)計與校核軸的機構(gòu)設(shè)計是確定軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸。影響軸的結(jié)構(gòu)因素很多，因此軸的結(jié)構(gòu)煤油標準形式，設(shè)計時應(yīng)根據(jù)不同情況進行具體分析。其設(shè)計原則是：軸應(yīng)便于加工，軸上零件應(yīng)便于裝拆和調(diào)整（制造安裝要求）；周和軸上零件要有準確的工作位置（定位）；各零件要牢固而可靠地相對固定；

46、改善受力狀況，減少應(yīng)力集中。根據(jù)上述原則，實際上大多數(shù)軸為階梯軸。因此從受力的角度看，階梯軸的強度接近等強度，使材料充分利用。而且階梯軸容易加工，也便于軸上零件的定位和裝拆。擬定軸上零件的裝配方案圖3-4 軸上零件裝配方案軸的參數(shù)確定按經(jīng)驗公式估算軸徑：dmin =（）D=（）×24mm=（）mm初步選定軸的直徑為22mm。估算出軸的最小直徑后，按軸上的零件布置方案和定位要求，從軸端段起逐一確定個段軸的直徑。需要注意的是：當軸段有配合需求是，應(yīng)盡量采用推薦的標準直徑。安裝標準件（如滾動軸承、連軸器）等部件的軸徑尺寸，應(yīng)取為相應(yīng)的標準值。另外為了使齒輪、軸承等有配合要淾的零件裝拆方便，

47、避免配合表面的刮傷，應(yīng)配合段前（非配合段）采用較小的直徑，或在同一軸段的兩個部位上采用不同的配合公差值。軸的各段長度主要是各零件與軸配合部分的軸向尺寸和相鄰零件必要的空隙來確定。為了保證軸上零件軸向定位可靠，如齒輪、帶輪、聯(lián)軸器等軸上零件相配合部分的軸段長度一般應(yīng)比輪轂長度短2-3mm。為了便于軸的裝拆和去年加工時的毛刺，軸與軸肩的端部應(yīng)做出45度的倒角度在需磨削加工的軸段應(yīng)留有砂輪越程槽口需要切制螺紋的軸段應(yīng)留有退刀槽，軸的結(jié)構(gòu)越簡單，工藝性越好。因此在滿足使用要求的前提下，軸的結(jié)構(gòu)形狀應(yīng)盡量簡化。由以上原則要求初步確定軸的尺寸如下圖所示。圖3-5 軸的參數(shù) 張緊軸的校核軸的轉(zhuǎn)速為n=190

48、r/min 計算出行走底座對于軸的應(yīng)力為FF= (3-10)F=4.2KN/2=2.1KN軸的受力分析如圖圖3-6 軸的應(yīng)力分析圖軸在支點出現(xiàn)最大彎矩MM=FL (3-11)式中 F為軸在支點出收到的力F=2.1KNL為支點處到軸中心的距離，根據(jù)軸的參數(shù)圖可以知道L=475mm帶入公式可得M=FL=2.1×103×475×10-3N·M=997.5 N·M校核軸的強度，按第三強度理論計算應(yīng)力： (3-12)對于直徑為D的軸，彎曲應(yīng)力： (3-13)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力： (3-14)其中，w（mm3）為軸的抗彎截面系數(shù)式中:b=6,t=4,d=11mm則

49、軸的彎矩合成強度條件為=28MPa對稱循環(huán)應(yīng)變力式，軸的許用應(yīng)力經(jīng)查表的=60MPa所以<符合強度要求3.2支撐輪的計算和校核3.2.1支撐輪的結(jié)構(gòu)形式和工作原理目前國內(nèi)陸呆機械之中輪結(jié)構(gòu)形式有直軸式和凸肩式兩種。根據(jù)設(shè)計要求，應(yīng)選擇機構(gòu) 簡單，工藝性好、零件少、但承受軸向力稍差、由于翻斗車類型工況。支撐輪用來支撐機器重力，它是在履帶鏈軌節(jié)或者履帶導(dǎo)軌板上滾動的。因此，用他來夾持履帶，防止履帶橫向滑移脫軌。并在轉(zhuǎn)向時帶動履帶在地面上側(cè)向滑動。支撐輪有時會在泥水中工作，切承受較大的沖擊載荷。因此，要求密封可高，輪緣耐磨和滾動阻力小。支撐輪作為履帶翻斗車的主要承載結(jié)構(gòu)件，其設(shè)計和制造質(zhì)量直接

50、關(guān)系著翻斗車的整機安全性。履帶翻斗車工況復(fù)雜，在一些特殊工況或起臂工況下僅有部分支撐輪受力，因此支撐輪的個數(shù)以及結(jié)構(gòu)參數(shù)相應(yīng)增加，支撐輪安裝在履帶架底部，行走時與履帶板上地面間形成滾動，其安裝形式多采用開放式，少數(shù)才用封閉式，圖3-7 支撐輪的安裝形式3.2.2支撐輪的的機構(gòu)設(shè)計1選擇支撐輪尺寸履帶翻斗車為了使接地壓力均勻分布，支撐輪數(shù)目最好等勻支撐段的履帶板數(shù)。即支撐輪間距ti=履帶節(jié)距t，但支撐輪太小了滾動阻力就增加。如支撐輪數(shù)目為履帶支撐區(qū)段履帶板書之板即ti=2td,則將使支撐輪在履帶板的接地分布很不均勻。導(dǎo)致在松軟下陷深度增加，運行阻力加大。因此，一般通常=(1.4-1.7) 支撐輪

51、直徑D與履帶節(jié)距之比大致為D/=1-1.25,因此可選擇支撐輪的尺寸為；輪轂半徑為108mm,，支撐軸直徑為42mm，長度為110mm。圖3-8 支撐輪2支撐輪的校核原理支撐輪用螺釘固定在輪架下面，用于支撐機械的質(zhì)量，并將質(zhì)量分布在履帶板上。同時還依靠其滾輪凸緣夾持鏈軌不是履帶橫向滑脫（脫軌），保證機械沿履帶方向運動具有較小的滾動阻力以及泥濘和水中作業(yè)時具有的壽命。支撐輪按結(jié)構(gòu)可分為單邊支撐輪和雙邊支撐輪。采用滑動軸承盒滾動軸承兩類。支撐輪緣斗進過淬火。其硬度達355-440HB。在臺車架中，特別是為了提高剛度而裝置各辦事，形成一些空腔容易被泥土堵塞而拽支撐輪運動；在浸泡的土壤上運行時，也容易堵塞支撐輪，因此，有一些履帶翻斗車，在臺車架外側(cè)裝有待加強筋的支撐輪護板。最前段的支撐輪位置應(yīng)保證張緊輪調(diào)整到最后極限位置而緩沖癱瘓又壓縮達最大值是不會發(fā)生干涉。驅(qū)動鏈輪齒頂與支撐輪輪轂之間，應(yīng)留有足夠的間隙，以防積累泥土。3.2.3支撐輪的強度驗算為了減少支撐輪的磨損，支撐輪與軌鏈節(jié)間的接觸應(yīng)力應(yīng)在許用范圍內(nèi)。其值可按公式： （3-15）式中：G1為履帶裝載機總重（KN）B為支撐輪輪