畢業(yè)設計——滑移式裝載機產(chǎn)品設計

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　滑移式裝載機亦稱多功能工程車。動力一般為20—50kW，主機質(zhì)量2000—4000kg，車速為10—15km/h左右。其主要是用于作業(yè)場地狹小，地面起伏不平的作業(yè)場合，同時為大型工程機械施工機械輔助設備使用。整機外形尺寸小，且可實現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向。</p><p>　　本次設計主要是對現(xiàn)有多功能滑移式裝載

2、機進行造型改良設計，設計主要立足于滑移式裝載機本身所具有的靈活高效的機械特性，遵循工程結(jié)構(gòu)特性進行外觀造型設計。設計集中對滑移式裝載機的動力臂、機身尾部，駕駛室等幾個部分進行設計改良。使產(chǎn)品形態(tài)新穎大方，比例協(xié)調(diào)，色彩和諧，體現(xiàn)產(chǎn)品獨特鮮明的造型風格。結(jié)構(gòu)上應追求更合理的細節(jié)布局，并根據(jù)所學知識和掌握資料對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)作出創(chuàng)新設計。</p><p>　　展望未來，滑移式裝載機今后發(fā)展的大趨勢是：提高操縱性，減輕司機操

3、作強度，從而提高生產(chǎn)率。</p><p>　　關(guān)鍵詞：滑移式 裝載機 多功能 </p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Design of the skid steer loader</p><p>　　The skid steer loader is also called the m

4、ulti-function engineering car.The motivity is general from 20 to 50 kW,the machine weight is about 2000 to 4000 kg,the speed is about 10 to 15km/h.It primarily is used for the a narrow ground or the risen ground,it is

5、lend to support the large engineering machine sometimes.The size of the machine is small, and the machine can change direction originally.</p><p>　　This design focus on the form redesign of the current multi

6、-function skid steer loader while maintains its vivid and efficient mecharical characteristics and follows its engineering construction characteristic. The design concentrates on the motive arm, the back of the machine

7、and the bridge house etc. It makes the product appearance nice and the product color moderate and harmonious.The special and clear style has been created. The detail in structure is more reasonable and creative.</p>

8、;<p>　　In the future,the main trend of the skid steer loader is driving more easily, more comfortable and more efficient.</p><p>　　Keywords: skid steer loader multi-function </p><p><

9、;b>　　目 錄</b></p><p>　　1 課題分析 ………………………………………………………………… 4</p><p>　　1.1 課題背景 ………………………………………………………… 4</p><p>　　1.2 產(chǎn)品現(xiàn)狀 ………………………………………………………… 5</p><p>　　1.

10、3 主要工作 ………………………………………………………… 5</p><p>　　1.4 未來展望 ………………………………………………………… 6</p><p>　　2 設計調(diào)研 ………………………………………………………………… 8</p><p>　　2.1 市場研究 ………………………………………………………… 8</p><

11、p>　　2.2 客戶分析 ………………………………………………………… 16</p><p>　　2.3 產(chǎn)品分析 ………………………………………………………… 17</p><p>　　2.4 國家相應法規(guī)法令政策 ………………………………………… 26</p><p>　　3 設計定位 ………………………………………………………………… 29<

12、;/p><p>　　4 草圖方案分析 …………………………………………………………… 31</p><p>　　4.1 草圖方案 ………………………………………………………… 31</p><p>　　4.2 優(yōu)選草圖方案評價 ……………………………………………… 43</p><p>　　5 優(yōu)選方案可行性論證 ………………………………

13、…………………… 46</p><p>　　5.1 方案形態(tài)分析 …………………………………………………… 46</p><p>　　5.2 方案功能分析 …………………………………………………… 47</p><p>　　5.3 方案材質(zhì)分析 …………………………………………………… 48</p><p>　　5.4 方案結(jié)構(gòu)分析

14、…………………………………………………… 49</p><p>　　5.5 方案技術(shù)原理分析 ……………………………………………… 50</p><p>　　5.6 方案人—機—環(huán)境系統(tǒng)分析 …………………………………… 51</p><p>　　6 最終方案三維效果圖 …………………………………………………… 52</p><p>　

15、　7 色彩方案論證 …………………………………………………………… 53</p><p>　　8 產(chǎn)品三視圖 ……………………………………………………………… 55</p><p>　　9 結(jié)束語 …………………………………………………………………… 56</p><p>　　10 致謝 ……………………………………………………………………… 57</p

16、><p><b>　　1、課題分析</b></p><p>　　本次課題是滑移式小型多功能裝載機造型改良設計，針對該類工程機械產(chǎn)品的現(xiàn)有情況對課題背景、現(xiàn)狀、主要工作、以及未來展望進行多方面的探討。</p><p>　　1.1 課題背景：</p><p>　　裝載機是一種廣泛用于公路、鐵路、礦山、建筑、水電、港口等工程的土

17、方施工機械，它主要用來鏟、裝、卸、運土與砂石—類散狀物料，也可對巖石、硬土進行輕度鏟掘作業(yè)。如果更換不同工作裝置，還可以擴大其使用范圍，完成推土、起重、裝卸等其它工作。由于它具有作業(yè)速度快、效率高、操作輕便等優(yōu)點，因而裝載機在國內(nèi)外得到迅速發(fā)展，成為公路建設中土石方施工機械的主要機種之一。</p><p>　　2003年是中國裝載機行業(yè)異常火爆的一年，創(chuàng)下銷售量8萬多臺的紀錄，比上年猛增了3萬多臺，占據(jù)了世界裝載

18、機市場的半壁江山。中國已成為世界裝載機第一產(chǎn)銷大國。</p><p>　　在整個裝載機市場中，小型多功能裝載機可以說是最具魅力的一族，由于其本身的機動性好，性價比較高，造型小巧，越來越多地受到用戶的親睞。當考慮到機器的大小、生產(chǎn)率、勞動力要求、燃油成本、場地轉(zhuǎn)移及進入工地的方便、難易程度和機器內(nèi)在的多功能等方面時，小型機比傳統(tǒng)的大機型適應性更強。許多往常只用大型機械的場合，現(xiàn)在也用上了小型機械。現(xiàn)在小型微型輪式裝

19、載機正向靜液壓傳動發(fā)展，而小型、微型多功能化靜壓滑移轉(zhuǎn)向是小型裝載機發(fā)展的又一大特色。</p><p>　　1.2 產(chǎn)品現(xiàn)狀：</p><p>　　滑移式裝載機亦稱多功能工程車，是一種利用兩側(cè)車輪線速度差而實現(xiàn)車輛轉(zhuǎn)向的輪式通用底盤，采用輪式行走機構(gòu)，全輪驅(qū)動，滑移轉(zhuǎn)向，可于作業(yè)現(xiàn)場隨機快速更換或掛接各種工作裝置，以適應不同的工作環(huán)境和作業(yè)內(nèi)容。滑移式裝載機的動力一般為20~50kW，主

20、機質(zhì)量2000~4000kg，車速為10~15km/h左右。其主要是用于作業(yè)場地狹小，地面起伏不平，作業(yè)內(nèi)容變換頻繁的場合，同時為大型工程機械施工作輔助設備使用。</p><p>　　該類裝載機的市場主要分布在西歐和北美等發(fā)達地區(qū)，該地區(qū)的產(chǎn)品占全球市場的一半左右，我國該類產(chǎn)品還處于引進階段，設計制造業(yè)剛剛起步，在引進國外先進技術(shù)的同時也有了自己一定的生產(chǎn)能力。</p><p>　　1.3

21、 主要工作：</p><p>　　本次設計主要是對現(xiàn)有多功能滑移式裝載機的造型改良設計，設計主要立足于滑移式裝載機本身所具有的靈活高效的機械特性，遵循工程結(jié)構(gòu)特性，結(jié)合人機工程學及藝術(shù)學原理對產(chǎn)品進行外觀造型設計。設計集中對滑移式裝載機的動力臂、機身尾部，駕駛室等幾個部分進行設計改良。使產(chǎn)品形態(tài)新穎大方，比例協(xié)調(diào)，色彩和諧，體現(xiàn)產(chǎn)品獨特鮮明的造型風格。結(jié)構(gòu)上應追求更合理的細節(jié)布局，并根據(jù)所學知識和掌握資料對產(chǎn)品

22、結(jié)構(gòu)作出創(chuàng)新設計。</p><p>　　對于自己的專業(yè)方向來說，對小型裝載機進行造型設計也有更大的發(fā)揮余地。小型裝載機在市政建設方面有著其它車輛無法替代的優(yōu)勢，在工程機械和城市的建設中的形象和功能的協(xié)調(diào)方面，小型裝載機有著極佳的設計切入點，一方面要保證市政建設中工程的功效性，又要使車輛不至于太過粗俗，能對城市的的形象起到很好的美化作用。</p><p><b>　　1.4、未來展

23、望：</b></p><p>　　展望未來，滑移式裝載機今后發(fā)展的大趨勢是：提高操縱性，減輕司機勞動強度，從而提高生產(chǎn)率；傳動系統(tǒng)向靜液壓傳動方向發(fā)展，提高人體、機器、環(huán)境系統(tǒng)的總體效能；擴大電子計算機的應用，研制計算機管理系統(tǒng)及司機輔助操作系統(tǒng)，普及故障診斷系統(tǒng)；利用電子對抗技術(shù)，消除或降低噪聲，改變單一吸聲材料密封等限制噪聲傳播的降噪方法；選用更加節(jié)油的發(fā)動機，改善尾氣排放，減少環(huán)境污染；研制出更

24、可靠靈敏的傳感元件和控制元件的機電一體化系統(tǒng)，由集成電路邏輯比較向電、氣、液機電一體化發(fā)展。</p><p>　　滑移式多功能裝載機有著極其靈活的應用價值和寬廣的適用面，在當今飛速發(fā)展的經(jīng)濟社會中，機械將在更大的范圍內(nèi)代替人力，而這正符合滑移式裝載機靈活多變的產(chǎn)品特性，可以預見該機型將在未來的工程機械市場中扮演極為重要的角色。</p><p><b>　　2、 設計調(diào)研：<

25、/b></p><p>　　通過對現(xiàn)有產(chǎn)品的市場調(diào)研分析，確定產(chǎn)品的發(fā)展趨勢和造型特點，通過對產(chǎn)品的客戶背景分析，明確客戶需求和產(chǎn)品的使用環(huán)境，綜合客戶和產(chǎn)品制造等多方面因素，來對產(chǎn)品設計概念進行恰當定位，從而引導設計的最終完成。</p><p>　　2.1 市場研究：市場現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢。</p><p>　　2.1.1 國內(nèi)經(jīng)濟形勢簡析：</p&

26、gt;<p>　　未來幾年內(nèi)我國將繼續(xù)實施積極的財政政策(又叫擴張性財政政策)，將繼續(xù)用擴大內(nèi)需來推動宏觀經(jīng)濟的增長。我國金融政策也轉(zhuǎn)向更加松動積極的方向，變被動適應經(jīng)濟發(fā)展需要為主動促進經(jīng)濟增長。國家將清除阻礙消費的各種政策法規(guī)，創(chuàng)造促進消費的良好環(huán)境。中國的投資環(huán)境繼續(xù)改善，外商投資將繼續(xù)增長。發(fā)達國家經(jīng)濟的繼續(xù)好轉(zhuǎn)，將對我國外貿(mào)出口更為有利，再加上我國政治經(jīng)濟大環(huán)境好，因此經(jīng)濟學家普遍預測，如無大的突發(fā)事件，我國宏觀

27、經(jīng)濟將會實現(xiàn)持續(xù)平穩(wěn)增長。</p><p>　　2004年我國主要國民經(jīng)濟指標預測及2003年可完成情況</p><p>　　從近年來我國的經(jīng)濟分析中可以預測，對于中國的工程機械市場還有較大的發(fā)展?jié)摿ΑＳ嘘P(guān)分析家也認為中國裝載機市場前景良好?？梢哉f良好的市場形勢為中國的工程機械制造業(yè)提供了很好的環(huán)境。</p><p>　　2.1.2 裝載機市場綜述</p&g

28、t;<p>　　從整個市場的大環(huán)境來說，近年來裝載機行業(yè)始終顯現(xiàn)出良好的供需態(tài)勢，各大廠家也都紛紛擴大生產(chǎn)規(guī)模，隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)、健康、高速發(fā)展，對工程機械的需求將增長，這些需求對工程機械產(chǎn)品既提出了“量”又提出了“質(zhì)”的巨大需求。</p><p>　　我國“九五”期間土石方、路基路面、基礎及建筑施工工作量預計比“八五”要增加一倍以上，工程機械的總需求量亦將為“八五”期間的二倍。推土機、裝載機、輪

29、式起重機、叉車、路面機械、鑿巖鉆車及挖掘機械等七類主要工程機械“九五”末的年需求量可在11萬臺以上。而輪式裝載機2000年的年需求達27000～30000臺以上，這就為我國輪式裝載機行業(yè)的發(fā)展提供了一個良好的市場前景，為制訂戰(zhàn)略發(fā)展宏偉目標提供科學決策依據(jù)。</p><p>　　另外，裝載機物美價廉，比同噸位挖掘機價格低得多；而且維修方便，配件面廣充足，因此許多可用挖掘機，也可用裝載機的都轉(zhuǎn)向用裝載機。</

30、p><p>　　據(jù)此，未來一段時間我國裝載機市場仍然趨旺，像西部開發(fā)，奧運建設，以及2010年世博會都會擴大裝載機的市場需求。在市場競爭方面，國內(nèi)的幾大生產(chǎn)廠商的地位已經(jīng)基本確立，像廈工，柳工，徐工幾乎占領了裝載機市場的半壁江山，競爭激烈。同時我們的裝載機行業(yè)還無法與國外抗衡，像卡特彼勒、日本神鋼等行業(yè)巨頭的介入，增加了國產(chǎn)裝載機生存與發(fā)展的危機。僅卡特彼勒的年營業(yè)額就有200多億美元，接近我國整個工程機械行業(yè)年營業(yè)

31、額的3倍，一旦找到了進入我國裝載機市場的切入點，我國國產(chǎn)裝載機行業(yè)的格局可能會發(fā)生很大的變化。</p><p>　　不同類型工程機械的現(xiàn)有市場狀況</p><p>　　2.1.3 市場細分：</p><p>　　裝載機按裝載噸位不同可分為小型、中型、大型和特大型裝載機四大類：</p><p>　　小型裝載機----功率小于74kw</

32、p><p>　　中型裝載機----功率在74kw至147kw之間</p><p>　　大型裝載機----功率在147kw至515kw之間</p><p>　　特大型裝載機----功率在515kw以上</p><p>　　其中中型輪式裝載機是國內(nèi)最成熟但是產(chǎn)量卻大大過剩的產(chǎn)品，該噸級量多面廣，占80%的市場，所以國內(nèi)80%的工程機械企業(yè)都在生產(chǎn)同噸

33、級的裝載機。劇烈的市場競爭，同時也加快了中型機的更新速度，加快了換代步伐。如：柳工正開發(fā)ZL50F，成工正開發(fā)ZL30F，常林正開發(fā)WA系列等，這些都是以國外先進產(chǎn)品為目標來實現(xiàn)自身質(zhì)的飛躍。這類產(chǎn)品只有靠提高質(zhì)量水平參與競爭。 </p><p>　　在新產(chǎn)品的開發(fā)上小型機和大型機在國內(nèi)有著很大潛力。但由于技術(shù)水準和配套件的限制，國內(nèi)發(fā)展大型裝載機幾乎沒有優(yōu)勢。與國外幾大裝載機巨頭

34、相比，不論是技術(shù)還是設備都遠不能與之抗衡。1999年，我國全行業(yè)ZL60型共銷28臺，ZL80型及ZL100型一臺也未銷出。因此，我國大型輪式裝載機可以說是基本上未推向市場。影響推出市場的主要原因是，開發(fā)水平較低，主要是配套件跟不上。大型輪式裝載機的配套件國內(nèi)基本上沒有，有少量的也是水平低，可靠性差，不太適用，進口配套件價格又太貴。因此大型輪式裝載機的國內(nèi)市場基本上被國外大公司所占領。</p><p>　　另一方

35、面，世界市場上小型多功能裝載機和挖掘機份額也非常大，美國的山貓、凱斯、約翰迪爾、卡特彼勒、英國的JCB公司等世界工程機械巨頭，小型多功能裝載機和挖掘機年銷量都在萬臺以上。反觀中國目前這類產(chǎn)品基本上還處于起步階段，國產(chǎn)挖掘裝載機及小型多功能裝載機數(shù)量很少，在我國ZL20型以下屬小型裝載機，據(jù)1999年全行業(yè)主要企業(yè)統(tǒng)計，共銷售小型裝載機1546臺，占全行業(yè)的8.2%。</p><p>　　小型裝載機特別適用于農(nóng)田水

36、利、市政建設、中小城鎮(zhèn)建設、鄉(xiāng)間非等級公路建設、一般公路的維護保養(yǎng)，港口碼頭作業(yè)，和改造環(huán)境、植樹造林等。特別是西部大開發(fā)，這類產(chǎn)品將有廣闊的潛在市場。 </p><p>　　另外，現(xiàn)在租借設備在世界各地越來越風行，小型機易于運送，不受限制，機動性好，且性能不遜色于大型機，這是很重要的特點，因而得到了租賃公司的偏愛。這也許是促使更多的廠家生產(chǎn)微型機的原因之一。</p>

37、;<p>　　不同型號裝載機市場占有情況</p><p>　　小型多功能裝載機的國外市場狀況：</p><p>　　多功能工程機械是世界工程機械市場的焦點。世界上幾乎所有大型工程機械廠家對小型多功能工程機械均有一定規(guī)模的批量生產(chǎn)，其中著名的如美國的CLACK、CATERPILLAR、CASE、德國的LIEBHERR、日本的KOMATSU、TOYOTA、前捷克的ZTS等。<

38、;/p><p>　　卡特彼勒公司2000年財政年度報告中指出，當前小型多功能工程機械的市場總額已達36億美元，并且近年來以每年11%的速度增長。十年前全世界滑移式裝載機的產(chǎn)量就已達三萬多臺，約占當時裝載機總產(chǎn)量的五分之一，若按此推算，目前滑移式裝載機的總產(chǎn)量在六七萬臺左右，這與小松公司1998年度財政報告中認為全球多功能工程機械市場的年需求量約為二十萬臺的數(shù)字是相吻合的。1995年以來，在歐洲，滑移轉(zhuǎn)向裝載機的銷量增

39、長了50％，其中在西班牙和意大利增長較大，而在其它國家的銷量卻在減少。相反，在北美這種機型的銷量正持續(xù)增長，1995年為43 000臺，1999年上升到63 000臺，預計 2004年可達80 000臺。然而在日本卻表現(xiàn)為一種有節(jié)制的市場，世界其它地區(qū)對此也比較冷淡。下面著重分析5種機型在不同區(qū)域的需求情況。</p><p>　　從上面的圖表中可以看出，小型工程機械需求增長主要表現(xiàn)在發(fā)達地區(qū)的市場，例如北美、日本

40、和西歐。然而，不同機型在這些地區(qū)的需求也是不均衡的，例如，北美市場對小型工程機械的需求增長不包括挖掘機；在日本，挖掘裝載機的銷量沒有多少增長；在英國，對小型輪式裝載機只有少量需求。</p><p>　　總而言之，在過去5年中，上述幾種小型工程機械的需求增加了20％，預計這種增長勢頭將繼續(xù)保持一段時間。當然，這種增長對于不同的機種、不同地區(qū)也各不相同。預計，在西歐、北美和日本，小型工程機械的需求將占全球的95％。&

41、lt;/p><p>　　世界不同地區(qū)小型工程機械分布情況</p><p>　　小型多功能裝載機的國內(nèi)市場狀況：</p><p>　　我國小型多工程機械的生產(chǎn)發(fā)展緩慢，生產(chǎn)滑移式裝載機的廠家更是廖若星辰，除去少數(shù)拖拉機廠家開發(fā)生產(chǎn)皮帶傳動機型以外，算得上專業(yè)生產(chǎn)廠的為數(shù)不多。這些產(chǎn)品的主要性能參數(shù)見表1。</p><p>　　可以看出國內(nèi)小型多功能

42、工程機械的市場遠不及工業(yè)化國家，但隨著經(jīng)濟的發(fā)展，對該類產(chǎn)品的需求必將隨之增長。但目前，國內(nèi)生產(chǎn)根本無法滿足市場對滑移式裝載機的需求，無疑在短期內(nèi)，國內(nèi)市場的需求大部分還需要依靠進口。</p><p>　　通過細致的市場調(diào)查，可以肯定我國小型裝載機、小型多功能裝載機具有極大的市場潛力，是產(chǎn)品開發(fā)的一個很有利的方向。</p><p>　　2.2 客戶分析：客戶的背景、需求、使用環(huán)境<