滑移式装载机产品设计论文

. . 摘 要滑移式装载机亦称多功能工程车。动力一般为2050kW,主机质量20004000kg,车速为1015km/h左右。其主要是用于作业场地狭小,地面起伏不平的作业场合,同时为大型工程机械施工机械辅助设备使用。整机外形尺寸小,且可实现原地转向。本次设计主要是对现有多功能滑移式装载机进行造型改良设计,设计主要立足于滑移式装载机本身所具有的灵活高效的机械特性,遵循工程结构特性进行外观造型设计。设计集中对滑移式装载机的动力臂、机身尾部,驾驶室等几个部分进行设计改良。使产品形态新颖大方,比例协调,色彩和谐,体现产品独特鲜明的造型风格。结构上应追求更合理的细节布局,并根据所学知识和掌握资料对产品结构作出创新设计。展望未来,滑移式装载机今后发展的大趋势是：提高操纵性,减轻司机操作强度,从而提高生产率。关键词：滑移式 装载机 多功能ABSTRACTDesign of the skid steer loaderThe skid steer loader is also called the multi-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 lend to support the large engineering machine sometimes.The size of the machine is small, and the machine can change direction originally.This design focus on the form redesign of the current multi-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 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.In the future,the main trend of the skid steer loader is driving more easily, more comfortable and more efficient.Keywords:skid steer loader multi-function 目 录1 课题分析 4 1.1 课题背景 4 1.2 产品现状 51.3 主要工作 51.4 未来展望 62 设计调研 82.1 市场研究 82.2 客户分析 162.3 产品分析 172.4 国家相应法规法令政策 263 设计定位 294 草图方案分析 314.1 草图方案 314.2 优选草图方案评价 435 优选方案可行性论证 465.1 方案形态分析 465.2 方案功能分析 47 5.3 方案材质分析 485.4 方案结构分析 49 5.5 方案技术原理分析 505.6 方案人机环境系统分析 516 最终方案三维效果图 527 色彩方案论证 538 产品三视图 559 结束语5610 致 571、课题分析本次课题是滑移式小型多功能装载机造型改良设计,针对该类工程机械产品的现有情况对课题背景、现状、主要工作、以及未来展望进行多方面的探讨。1.1 课题背景：装载机是一种广泛用于公路、铁路、矿山、建筑、水电、港口等工程的土方施工机械,它主要用来铲、装、卸、运土与砂石类散状物料,也可对岩石、硬土进行轻度铲掘作业。如果更换不同工作装置,还可以扩大其使用围,完成推土、起重、装卸等其它工作。由于它具有作业速度快、效率高、操作轻便等优点,因而装载机在国外得到迅速发展,成为公路建设中土石方施工机械的主要机种之一。20XX是中国装载机行业异常火爆的一年,创下销售量8万多台的纪录,比上年猛增了3万多台,占据了世界装载机市场的半壁江山。中国已成为世界装载机第一产销大国。在整个装载机市场中,小型多功能装载机可以说是最具魅力的一族,由于其本身的机动性好,性价比较高,造型小巧,越来越多地受到用户的亲睐。当考虑到机器的大小、生产率、劳动力要求、燃油成本、场地转移及进入工地的方便、难易程度和机器在的多功能等方面时,小型机比传统的大机型适应性更强。许多往常只用大型机械的场合,现在也用上了小型机械。现在小型微型轮式装载机正向静液压传动发展,而小型、微型多功能化静压滑移转向是小型装载机发展的又一大特色。1.2 产品现状：滑移式装载机亦称多功能工程车,是一种利用两侧车轮线速度差而实现车辆转向的轮式通用底盘,采用轮式行走机构,全轮驱动,滑移转向,可于作业现场随机快速更换或挂接各种工作装置,以适应不同的工作环境和作业容。滑移式装载机的动力一般为2050kW,主机质量20004000kg,车速为1015km/h左右。其主要是用于作业场地狭小,地面起伏不平,作业容变换频繁的场合,同时为大型工程机械施工作辅助设备使用。该类装载机的市场主要分布在西欧和北美等发达地区,该地区的产品占全球市场的一半左右,我国该类产品还处于引进阶段,设计制造业刚刚起步,在引进国外先进技术的同时也有了自己一定的生产能力。1.3 主要工作：本次设计主要是对现有多功能滑移式装载机的造型改良设计,设计主要立足于滑移式装载机本身所具有的灵活高效的机械特性,遵循工程结构特性,结合人机工程学及艺术学原理对产品进行外观造型设计。设计集中对滑移式装载机的动力臂、机身尾部,驾驶室等几个部分进行设计改良。使产品形态新颖大方,比例协调,色彩和谐,体现产品独特鲜明的造型风格。结构上应追求更合理的细节布局,并根据所学知识和掌握资料对产品结构作出创新设计。对于自己的专业方向来说,对小型装载机进行造型设计也有更大的发挥余地。小型装载机在市政建设方面有着其它车辆无法替代的优势,在工程机械和城市的建设中的形象和功能的协调方面,小型装载机有着极佳的设计切入点,一方面要保证市政建设中工程的功效性,又要使车辆不至于太过粗俗,能对城市的的形象起到很好的美化作用。1.4、未来展望：展望未来,滑移式装载机今后发展的大趋势是：提高操纵性,减轻司机劳动强度,从而提高生产率；传动系统向静液压传动方向发展,提高人体、机器、环境系统的总体效能；扩大电子计算机的应用,研制计算机管理系统及司机辅助操作系统,普及故障诊断系统；利用电子对抗技术,消除或降低噪声,改变单一吸声材料密封等限制噪声传播的降噪方法；选用更加节油的发动机,改善尾气排放,减少环境污染；研制出更可靠灵敏的传感元件和控制元件的机电一体化系统,由集成电路逻辑比较向电、气、液机电一体化发展。滑移式多功能装载机有着极其灵活的应用价值和宽广的适用面,在当今飞速发展的经济社会中,机械将在更大的围代替人力,而这正符合滑移式装载机灵活多变的产品特性,可以预见该机型将在未来的工程机械市场中扮演极为重要的角色。2、 设计调研：通过对现有产品的市场调研分析,确定产品的发展趋势和造型特点,通过对产品的客户背景分析,明确客户需求和产品的使用环境,综合客户和产品制造等多方面因素,来对产品设计概念进行恰当定位,从而引导设计的最终完成。2.1 市场研究：市场现状及其发展趋势。2.1.1 国经济形势简析：未来几年我国将继续实施积极的财政政策,将继续用扩大需来推动宏观经济的增长。我国金融政策也转向更加松动积极的方向,变被动适应经济发展需要为主动促进经济增长。国家将清除阻碍消费的各种政策法规,创造促进消费的良好环境。中国的投资环境继续改善,外商投资将继续增长。发达国家经济的继续好转,将对我国外贸出口更为有利,再加上我国政治经济大环境好,因此经济学家普遍预测,如无大的突发事件,我国宏观经济将会实现持续平稳增长。20XX我国主要国民经济指标预测及20XX可完成情况项目20XX可完成指标20XX预测比20XX增长GDP增长率8.0%8.1%1.3%全社会固定资产投资规模421204709011.8%消费实际增长率城镇居民13.1%13.1%0农村居民4.3%4.6%7.0%社会消费10.0%9.4%-6.0%财政收入185902141015.2%对外贸易进口总额2790316013.3%出口总额3060342011.8%从近年来我国的经济分析中可以预测,对于中国的工程机械市场还有较大的发展潜力。有关分析家也认为中国装载机市场前景良好。可以说良好的市场形势为中国的工程机械制造业提供了很好的环境。2.1.2 装载机市场综述从整个市场的大环境来说,近年来装载机行业始终显现出良好的供需态势,各大厂家也都纷纷扩大生产规模,随着我国经济的持续、健康、高速发展,对工程机械的需求将增长,这些需求对工程机械产品既提出了量又提出了质的巨大需求。我国九五期间土石方、路基路面、基础及建筑施工工作量预计比八五要增加一倍以上,工程机械的总需求量亦将为八五期间的二倍。推土机、装载机、轮式起重机、叉车、路面机械、凿岩钻车及挖掘机械等七类主要工程机械九五末的年需求量可在11万台以上。而轮式装载机20XX的年需求达2700030000台以上,这就为我国轮式装载机行业的发展提供了一个良好的市场前景,为制订战略发展宏伟目标提供科学决策依据。另外,装载机物美价廉,比同吨位挖掘机价格低得多；而且维修方便,配件面广充足,因此许多可用挖掘机,也可用装载机的都转向用装载机。据此,未来一段时间我国装载机市场仍然趋旺,像西部开发,奥运建设,以及20XX世博会都会扩大装载机的市场需求。在市场竞争方面,国的几大生产厂商的地位已经基本确立,像厦工,柳工,徐工几乎占领了装载机市场的半壁江山,竞争激烈。同时我们的装载机行业还无法与国外抗衡,像卡特彼勒、日本神钢等行业巨头的介入,增加了国产装载机生存与发展的危机。仅卡特彼勒的年营业额就有200多亿美元,接近我国整个工程机械行业年营业额的3倍,一旦找到了进入我国装载机市场的切入点,我国国产装载机行业的格局可能会发生很大的变化。不同类型工程机械的现有市场状况2.1.3 市场细分：装载机按装载吨位不同可分为小型、中型、大型和特大型装载机四大类：小型装载机-功率小于74kw中型装载机-功率在74kw至147kw之间大型装载机-功率在147kw至515kw之间特大型装载机-功率在515kw以上其中中型轮式装载机是国最成熟但是产量却大大过剩的产品,该吨级量多面广,占80%的市场,所以国80%的工程机械企业都在生产同吨级的装载机。剧烈的市场竞争,同时也加快了中型机的更新速度,加快了换代步伐。如：柳工正开发ZL50F,成工正开发ZL30F,常林正开发WA系列等,这些都是以国外先进产品为目标来实现自身质的飞跃。这类产品只有靠提高质量水平参与竞争。 在新产品的开发上小型机和大型机在国有着很大潜力。但由于技术水准和配套件的限制,国发展大型装载机几乎没有优势。与国外几大装载机巨头相比,不论是技术还是设备都远不能与之抗衡。1999年,我国全行业ZL60型共销28台,ZL80型及ZL100型一台也未销出。因此,我国大型轮式装载机可以说是基本上未推向市场。影响推出市场的主要原因是,开发水平较低,主要是配套件跟不上。大型轮式装载机的配套件国基本上没有,有少量的也是水平低,可靠性差,不太适用,进口配套件价格又太贵。因此大型轮式装载机的国市场基本上被国外大公司所占领。另一方面,世界市场上小型多功能装载机和挖掘机份额也非常大,美国的山猫、凯斯、约翰迪尔、卡特彼勒、英国的JCB公司等世界工程机械巨头,小型多功能装载机和挖掘机年销量都在万台以上。反观中国目前这类产品基本上还处于起步阶段,国产挖掘装载机及小型多功能装载机数量很少,在我国ZL20型以下属小型装载机,据1999年全行业主要企业统计,共销售小型装载机1546台,占全行业的8.2%。小型装载机特别适用于农田水利、市政建设、中小城镇建设、乡间非等级公路建设、一般公路的维护保养,港口码头作业,和改造环境、植树造林等。特别是西部大开发,这类产品将有广阔的潜在市场。 另外,现在租借设备在世界各地越来越风行,小型机易于运送,不受限制,机动性好,且性能不逊色于大型机,这是很重要的特点,因而得到了租赁公司的偏爱。这也许是促使更多的厂家生产微型机的原因之一。不同型号装载机市场占有情况小型多功能装载机的国外市场状况：多功能工程机械是世界工程机械市场的焦点。世界上几乎所有大型工程机械厂家对小型多功能工程机械均有一定规模的批量生产,其中著名的如美国的CLACK、CATERPILLAR、CASE、德国的LIEBHERR、日本的KOMATSU、TOYOTA、前捷克的ZTS等。卡特彼勒公司20XX财政年度报告中指出,当前小型多功能工程机械的市场总额已达36亿美元,并且近年来以每年11%的速度增长。十年前全世界滑移式装载机的产量就已达三万多台,约占当时装载机总产量的五分之一,若按此推算,目前滑移式装载机的总产量在六七万台左右,这与小松公司1998年度财政报告中认为全球多功能工程机械市场的年需求量约为二十万台的数字是相吻合的。1995年以来,在欧洲,滑移转向装载机的销量增长了50,其中在西班牙和意大利增长较大,而在其它国家的销量却在减少。相反,在北美这种机型的销量正持续增长,1995年为43 000台,1999年上升到63 000台,预计 20XX可达80 000台。然而在日本却表现为一种有节制的市场,世界其它地区对此也比较冷淡。下面着重分析5种机型在不同区域的需求情况。机型地区1995年1999年20XX预计挖掘装载机西欧15 0001700O16 000北美25 00032 00032 000日本10720微型挖掘机西欧23 00035 40032 000北美2 0006 2007 000日本501 0030 00055 000伸缩臂叉装车西欧115 0017 60016 400北美5 80015 5 0017 500日本101550滑移转向装载机西欧8 80012 2 0011 000北美43 50063 00080 000日本21 002 0002 000小型装载机西欧9 2009 2009 000北美100019002 700日本6 4004 9005 400从上面的图表中可以看出,小型工程机械需求增长主要表现在发达地区的市场,例如北美、日本和西欧。然而,不同机型在这些地区的需求也是不均衡的,例如,北美市场对小型工程机械的需求增长不包括挖掘机；在日本,挖掘装载机的销量没有多少增长；在英国,对小型轮式装载机只有少量需求。总而言之,在过去5年中,上述几种小型工程机械的需求增加了20,预计这种增长势头将继续保持一段时间。当然,这种增长对于不同的机种、不同地区也各不相同。预计,在西欧、北美和日本,小型工程机械的需求将占全球的95。世界不同地区小型工程机械分布情况小型多功能装载机的国市场状况：我国小型多工程机械的生产发展缓慢,生产滑移式装载机的厂家更是廖若星辰,除去少数拖拉机厂家开发生产皮带传动机型以外,算得上专业生产厂的为数不多。这些产品的主要性能参数见表1。项目机型XM14SL4610ZLS08CZLY10Wbobcat 863ZTS UNC060发动机功率kW11.031.734.633.154.833.1最大牵引力kN17.918.724.024.0最大车速km/h6.011.09.912.011.612.0整机全长mm250029153208318634493220铲斗宽度mm10501650138418791730轴距mm711920888102011101020轮距mm8901340130013821425外轮转弯半径mm123512001200外缘转弯半径mm242021662400整机品质kg110022872390290032362955行走传动系型式链条传动全液压全液压全液压全液压全液压可以看出国小型多功能工程机械的市场远不及工业化国家,但随着经济的发展,对该类产品的需求必将随之增长。但目前,国生产根本无法满足市场对滑移式装载机的需求,无疑在短期,国市场的需求大部分还需要依靠进口。通过细致的市场调查,可以肯定我国小型装载机、小型多功能装载机具有极大的市场潜力,是产品开发的一个很有利的方向。2.2 客户分析：客户的背景、需求、使用环境2.2.1 客户背景滑移转向式装载机的现有客户分布情况比较清晰,全球围来说还是以北美和西欧市场为主,另外,以澳大利亚和新西兰为主的大洋洲也有一定的12 / 12