摘要装载机属于铲土运输机械类，是一种通过安装在前端一个完整的铲斗支撑结构和连杆，随机器向前运动进行装载或挖掘，以及提升、运输和卸载的自行式机械。
它广泛用于公路、铁路、建筑、水电、港口和矿山等工程建设。
装载机具有作业速度快、效率高、机动性好、操作轻便等优点，因此成为工程建设中土石方施工的主要机种之一，对于加快工程建设速度，减轻劳动强度，提高工程质量，降低工程成本都发挥着重要的作用，是现代机械化施工中不可缺少的装备之一。
这次设计采用先进的现代设计方法，对这种轮式装载机工作装置进行了总体设计到零部件设计。
主要包括轮式装载机工作装置的关键零部件，如铲斗、连杆机构以及转斗油缸、举升油缸等，并对重要零件进行了刚度、强度分析。
应用CATIA软件对轮式装载机工作装置整体进行设计，并用它对本次设计进行立体展示表达。
关键词：装载机；机械化；工作装置ABSTRACTLoader of soil belonging to the transport machinery，Through the installation of a front-end in a bucket full support structure and linkage, Random forward movement for loading or excavation, And the upgrading, transportation and unloading of self-propelled machinery. It widely used in highway, railway, construction, utilities, ports and mines, and other construction projects. Loader is operating speed, high efficiency, good mobility, the advantages of operating the Light, So as the construction of earth and stone in the construction of one of the main machine, speed up the construction speed and reduce labor intensity and improve quality, lower costs of the project has played an important role in the construction of a modern mechanized equipment indispensable one.The design of the modern use of advanced design methods, wheel loaders working on such a device design to design components. Wheel Loader work includes installation of critical components, such as the bucket, linkage and the fuel tank to the bucket, lifting the oil tanks, and carry out important parts of the stiffness, strength analysis. Application of CA TIA software installed on the wheel loader work for the overall design and its use of this design three-dimensional display of expression.Keywords：Loader；Mechanization；Work-Equipment目录1 绪论 (1)1.1 轮式装载机概述 (1)1.1.1 装载机简介 (1)1.1.2 装载机的主要技术性能参数 (1)1.1.3 装载机的用途 (2)1.1.4 装载机的分类 (3)1.2 轮式装载机应用技术发展 (5)1.2.1 国外轮式装载机发展现状 (6)1.2.2 国外轮式装载机发展趋势 (12)1.2.3 国内轮式装载机发展现状 (13)1.2.4 国内轮式装载机发展趋势 (14)1.3 本章小结 (15)2 装载机工作装置总体设计 (16)2.1 工作装置的总体结构与布置 (16)2.2 工作装置连杆机构的结构形式与特点 (18)2.3 工作装置自由度的计算 (24)2.4 工作装置总体设计 (26)3 ZL50 装载机工作装置设计 (27)3.1 工作装置的设计要求 (27)3.1.1 工作装置工作性能 (27)3.1.2 对工作装置的要求 (27)3.2 铲斗设计 (27)3.2.1 铲斗的结构形式 (28)3.2.2 铲斗的分类 (30)3.2.3 铲斗断面形状和基本参数确定 (31)3.2.4 铲斗容量的计算 (34)3.3 工作装置连杆系统设计 (35)3.3.1 机构分析 (35)3.3.2 尺寸参数设计 (37)3.3.3 连杆系统运动分析 (46)3.4 工作装置静力学分析及强度校核 (50)3.4.1 静力学分析 (50)3.4.2 强度校核 (55)3.5 液压缸设计 (58)3.5.1 液压缸的类型和结构 (58)3.5.2 液压缸基本参数设计 (59)4 CATIA软件的应用 (62)4.1 CATIA软件的介绍 (62)4.2 CATIA软件的应用 (64)4.2.1 零件设计 (64)4.2.2 产品设计 (67)结论 (69)参考文献 (70)附录 (71)翻译部分 (72)英文原文： (72)中文译文： (82)致谢 (88)1 绪论1.1 轮式装载机概述1.1.1 装载机简介装载机属于铲土运输机械类，是一种通过安装在前端一个完整的铲斗支撑结构和连杆，随机器向前运动进行装载或挖掘，以及提升、运输和卸载的自行式履带或轮胎机械。
它广泛用于公路、铁路、建筑、水电、港口和矿山等工程建设。
装载机具有作业速度快、效率高、机动性好、操作轻便等优点，因此成为工程建设中土石方施工的主要机种之一，对于加快工程建设速度，减轻劳动强度，提高工程质量，降低工程成本都发挥着重要的作用，是现代机械化施工中不可缺少的装备之一。
1.1.2 装载机的主要技术性能参数标志装载机的主要技术性能参数有铲斗容量、额定载重量、发动机额定功率、整机质量、最大行驶速度、最小转弯半径、最大牵引力、最大掘起力、最大卸载高度、卸载距离、工作装置动作三项和等。
（1）铲斗容量一般指铲斗的额定容量，为铲斗平装容量与堆尖部分体积之和，用m3 表示。
（2）额定载重量指在保证装载机稳定工作的前提下，铲斗的最大载重量，单位为kg 。
（3）发动机额定功率发动机额定功率又称发动机标定功率或总功率，是表明装载机作业能力的一项重要参数。
发动机功率分为有效功率和总功率，有效功率是指在29°C 和746mmHg（1mmHg=133.322Pa）压力情况下，在发动机飞轮上实有的功率（也称飞轮功率）。
国产装载机上所标有的功率一般指总功率，即包括发动机有效功率和风扇、燃油泵、润滑油泵、滤清器等辅助设备所消耗的功率。
单位为kw。
（4）整机质量（工作质量）指装载机设备应有的工作装置和随机工具，加足燃油，润滑系统、液压系统和冷却系统都加足液体，并且带有规定形式和尺寸的空载铲斗和司机标定质量（75kg±3kg）时的主机质量。
它关系到装载机使用的经济性、可靠性和附着性能，单位为kg 。
（5）最大行驶速度指铲斗空载，装载机行驶于坚硬的地面上，前进和后退各档能达到最大速度，它影响装载机的生产率和安排施工方案，单位为km/h 。
（6）最小转弯半径指自轮胎中心或后轮外侧或铲斗外侧所构成的弧线至回转中心的距离，单位为mm 。
（7）最大牵引力指装载机驱动轮缘上所产生的推动车轮前进的作用力。
装载机的附着质量越大，则可能产生的最大牵引力越大，单位为kN 。
（8）最大掘起力指铲斗切削刃的底面水平并高于底部基准平面20mm 时，操纵提升液压缸或转斗液压缸在铲斗切削刃最前面一点向后100mm处产生的最大向上铅垂力，单位为kN 。
（9）最大卸载高度指动壁处于最高位置，铲斗倾角为45°时，从地面到斗刃最低点之间的垂直距离，单位为mm 。
（10）卸载距离一般指在最大卸载高度时，从装载机本体最前面一点（包括轮胎或车架）到斗刃之间的水平距离，单位为mm 。
（11）工作装置动作三项和指铲斗提升、下降、卸载三项时间的总和，单位为s 。
1.1.3 装载机的用途装载机是一种用途十分广泛的工程机械，可以用来铲装、搬运、卸载、平整散装物料，也可以对岩石、硬土等进行轻度的铲掘工作。
此外，还可以进行刮平地面和牵引其他机械等作业。
换装相应的工作装置，装载机还可以进行推土、起重、装卸木料或钢管等作业。
1.1.4 装载机的分类装载机一般按以下特点来分类：（1）按行走装置不同分按行走装置不同可以分为轮胎式和履带式两种。
由于国产履带式装载机多是在推土机基础上形成及国内外使用和生产的绝大多数是轮胎式装载机，又因为这两类装载机除了行走装置不同外，其他系统和构造大体相似，所以本次设计也以轮式装载机为目标。
轮胎式装载机简称为轮式装载机，它由车架、工作装置、动力装置、行走装置、传动系统、转向系统、制动系统和液压系统等组成。
（2）按使用场合不同分类按使用场合不同可以分为露天用装载机和井下用装载机（铲运机）。
铲运机机构简单，国内外生产和使用的装载机绝大多数是露天轮式装载机，井下用铲运机是根据井下巷道的工作条件，对发动机的排污和噪音，整机高度和工作装置以及驾驶操作系统的布置等提出特殊要求后，在露天使用的装载机基础上变形设计而成的。
（3）按传动形式不同分类按传动形式不同分类可以分为：机械传动、液力机械传动、液压传动和电传动四种。
①机械传动在国内仅用于斗容量为0.5m3 以下的装载机，它一般直接采用汽车或拖拉机的传动装置，即离合器和变速器。
具有成本低、传动效率高、可拖动、维修方便等优点。
主要缺点是操纵复杂而且费力，离合器和变速箱寿命较低。
②液力机械传动它是轮式装载机的主要传动形式。
这是因为液力机械传动取消了机械传动中的离合器而换用液力变矩器，取消了人力换挡变速箱而换用了动力换挡变速箱。
这样变矩器能吸收在作业时候传给传动系统的冲击和震动，故能平稳的插入料堆，并可以随外界载荷变化自动调速，不会因超载而使发动机熄火，而且可以在不停车状态下进行换挡，操作轻便，工作可靠性高。