【正文】 9 機電 5 學 號 0910100728 設計題目 農用翻斗車的結構和液壓系統(tǒng)設計 設 計 內 容 、 目 標 和 要 求 （設計內容目標和要求、設計進度等） 農用翻斗車 的總體構造及其工作原理，進行 農用翻斗車 的總 體結構 方案 設計； 農用翻斗車 小斗結構 的設計； 計 ； ； ，要求思路清晰，觀點正確，設計圖紙合計相當于三張零 號圖； ，翻譯一篇 3000 字的英文論文。因此，為了服務于農業(yè)建設，加快農機設備科技化，投入開發(fā)生產農 用翻斗車是與市場發(fā)展動態(tài)同步，同時也是建設記者社會主義新農村建設的一個重要組成部分，更是推動行業(yè)發(fā)展的有效動力。 產品形成系列，更新速度加快并朝大型化和小型化發(fā)展。采用新結構，新技術，產品性能日趨完善。小松公司的全動力換檔變速器帶有自動換擋開關，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)。目前，我國國產農用翻斗車的技術發(fā)展水平與西方發(fā)達國家存在著一定 的差距，但也應該考慮到歷史和國情的原因。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，強化結構件的強度及剛度， 以使整機可靠性得到提高；優(yōu)化系統(tǒng)結構，提高系統(tǒng)性能；利用電子技術及負荷傳感 技術來實 現(xiàn)變速箱的自動換擋及液壓變量系統(tǒng)的應用，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，特別是機、電、液一體化技術，提高產品的壽命和可靠性；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，進一步改善故障診斷系統(tǒng)，提供排除問題的方法。從國際上 翻斗車 總的情況來看，比較科學的分類方法是按其主要功能進行分類，它能抓住事 物的本質。 對 農用翻斗車 的整體結構設計。 詳細進度安排 1. 課題分析階段 1 周 主要熟悉和了解 農用翻斗車 的總體構造及其工作原理 2. 進行 農用翻斗車 的總體 結構設計 2 周 3. 進行 農用翻斗車工作裝置 的設計。 10 3 創(chuàng) 新 對前人工作有改進或突破，或有獨特見解。其中， 指導教師評定成績占 40%，評閱人評定成績占 20%，答辯組評定成績占 40%。 而工作裝置對于翻斗車來說又是重中之重，所以工作裝置的設計好壞直接影響到翻斗車的使用壽命以及工作效率等。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。 Move the arm from most the bottom position arrives the biggest unloading to raise to rise the process inside highly, guaranteeing the container the inside the material do not spread to fall。因此，為了服務于農業(yè)建設，加快農機設備科技化，投入開發(fā)生產農用翻斗車是與市場發(fā)展動態(tài)同步，同時也是建設記者 社會主義新農村建設的一個重要組成部分，更是推動行業(yè)發(fā)展的有效動力。 產品形成系列，更新速度加快并朝大型化和小型化發(fā)展。 畢業(yè)設計（論文） 6 近年來開發(fā)的產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，并綜合液壓，微電子和信息技術制造，并應用了很多智能系統(tǒng)。卡特彼勒公司的 G 系列 農用翻斗車 采用大流量工作液壓系統(tǒng)，負荷傳感轉向液壓系統(tǒng)，使所需轉向功率減少了 8%,提高了作業(yè)效率和燃油經濟型。 （ 1）按行走裝置不同分類 :輪胎式和履帶式。以下的農用翻斗車，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。電傳動是由柴油機驅動交流發(fā)電機，以此來驅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動，這樣可以實現(xiàn)無級調速。輪式農用翻斗車基本上都是前卸式。 畢業(yè)設計（論文） 8 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 21 農用翻斗車 組成 農用翻斗車的動力是 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、雙橋驅動、 工作裝置多采用反轉連桿機構。 2 行走裝置、工作裝置、動力裝置應相互協(xié)調、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。 由于設計說明書所給要求，本設計的翻斗車斗的容量?。?500KG） ,故采用湖北格蘭登有限公司生產的 SFC400 為原型進行產品修改優(yōu)化和設計?；境叽鐓?shù)有軸距、外形尺 寸、履帶參數(shù)等。 行駛速度 計算 行走速度（ km/h），后退速度兩個檔位，由已知得出行走速度為 v=。 履帶帶長 L1 L1=KAG1/3= ( 109)1/3≈ 2120m 考慮到整體布局，類比同型產呂可在此基礎上增大 10%左右；故 L1=2400m 查表得履帶的尺寸為 150 72 33 軌距 B B=KBG1/3= ( 109)1/3=300mm 式中 ： KB為尺寸系數(shù)（ ） G為整機重量 考慮到整體布局，類比同型產品科在此基礎上擴大 10%左右，就最后選取軌距為B=320mm 牽引力計算是履帶翻斗車行走裝置設計計算的主要內容之一。m T為單條履帶行走牽引力 R驅動輪節(jié)圓半徑 將上述已知值帶入輸出力矩計算的 Mm=Mk/η =856 N因此，要求驅動輪與履帶的嚙合性能要良好。 由于驅動輪與鍵屬于動連接，由機械設計書查得鍵的校核公式為 畢業(yè)設計（論文） 15 ? ?pdlkTp ?? 2 (39) 式中 ： p為鍵連接工作表面的擠壓應力（ MPa）； T為轉矩（ 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）， k≈ h/2 [p]為許用壓強 表 33 鍵的許用應力表 由圖確定 [p]為 40MPa 將已知參數(shù)帶入式中 dlkTp 2? = 8562 ??? = ??p? 式子成立 ，故鍵的強度 滿足許用要求。 根據上述原則，實際上大多數(shù)軸為階梯軸。 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。 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。 由以上原則要求初步確定軸的尺寸如下圖所示。 支撐輪的計算和校核 目前國內陸呆機械之中輪結構形式有直軸式和凸肩式兩種。并在轉向時帶動履帶在地面上側向滑動。履帶翻斗車工況復雜，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)以及結構參數(shù)相應增加，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 ， 畢業(yè)設計（論文） 20 圖 37 支撐輪的安裝形式 的機構設計 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)。因此，一般 dtd ttt 2?? 通常 t =() dt 支撐輪直徑 D與履帶節(jié)距 dt 之比大致為 D/dt =,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。采用滑動軸承盒滾動軸承兩類。 最前段的支撐輪位置應保證張緊輪調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。 畢業(yè)設計（論文） 22 表 39 軸承校核參考表 滑動軸承工作是，軸徑與軸瓦表面間處于邊界摩擦或者混合摩擦狀態(tài)，其主要的失效形式是磨粒磨損和黏附磨損。此外，在設計液體動壓滑動軸承室，由于其啟動和制動階段也處于邊界摩擦或者混合摩擦狀態(tài)，因而也需要對 P PV V 進行驗算。 當履帶翻斗車運行的過程中突然越過凸起的障礙時，整機重量有可能一個支撐輪承畢業(yè)設計（論文） 24 受，一個支撐輪上的最大徑向載荷式履帶翻斗車整機重量一半，按照此最大徑向載荷來驗證軸尺寸是否達到要求，對軸的受力進行簡化； 圖 310 軸的參數(shù) 圖 311 軸的受力分析 圖形中 直徑為 d=22mm G/4=P1= 9 5 ?? P2= Mmax= = 3. 根據裝載物料的容重，鏟斗做成三種類型； 正常斗容的鏟斗用來裝載客重 — 噸／米 3的物料 (如砂、碎石、 松散泥土等 )：增加斗容的鏟斗，斗容一般為正常斗容的 — 倍，用來鏟掘容重 噸／米 3左右的物料 (如煤、煤渣等 )；減少斗容的鏟斗，斗容為正常斗容的 ~，用來裝載容重大于 2噸／米 3的物料 (如鐵礦石、巖石等 )。鏟斗耐磨板的寬度應寬于鏟斗寬度KB 2－ 5mm,減少鏟斗進入物料造成的階梯損害鏟斗側面。鏟斗的回轉半徑 R 可按下式計 算 圖 313 鏟斗焊臂 畢業(yè)設計（論文） 27 ?????? ?????? ?????? ?????? ots i n)c os(210?????????rkzgBrVR （ 320） 使用平裝斗容計算公式： ?????? ?????? ?????? ??????1 ots i n)c os(210?????????rkzgsBVR 式中 KV —— 幾何斗容量 ( 圖 2— 4 中所示陰影斷面 ) ，； B。因此取α 0=570。 斗的長度為 847mm 寬 度為 600mm，高為 622mm 斗的最高容量為 圖 315 翻斗 畢業(yè)設計（論文） 29 液壓系統(tǒng)和液壓設備的選擇計算 根據翻斗車用途、作業(yè)條件及技術經濟指標等擬定購設計任務書的要求，選定了工作裝置的結構形式后，便可進行液壓裝置的設計。 3)保證駕駛員有良好的勞動條件，如工作安全、視野開闊、操作簡便等。 畢業(yè)設計（論文） 30 圖 316 鏟斗臂的機構簡化 鏟斗臂的結構如上圖所示，建立力學模型， Fa 為液壓缸 2 產生的液壓推力 作用點設為 A 向上的力為物料產生的反力設為 Fb 作用點為 B . 以知斗的容量為 V= 密度為 p= 噸 /m3 則可得物料的重力產生的支撐反力 為 Fb= ρ Vg= 1000 = 對物體受力分析可得 Fa=Lacos11?247。 推動托架帶動翻斗和鏟斗進行舉升運動的液壓缸參數(shù) 外徑為 D=80mm，活塞缸直徑為 d=40mm 畢業(yè)設計（論文） 31 推力 F=80430N,額定工作壓力為 16MPa，最大行程為 900mm。 由于考慮到制動關系，將液壓馬達的液壓回路套入液壓制動環(huán)節(jié)即液壓鎖，其余四個液壓缸在互不影響的情況下，進行差動運動。 整個設計采用了多種硬件和軟件的綜合技術，歸納起來有一下幾點： 研究了國內外開翻斗車的發(fā)展水平，并且將 又耗費人力、 時間消耗高 的 鏟裝運輸轉向液力控制的一體化翻斗機構，此不僅僅是減少人力消耗，而且提高了勞動效率，增加了勞動收益 ； 對于所學的機構進行了一項綜合性的運用： 平面連桿機構的設計、液壓系統(tǒng)。 此次畢業(yè)設計對我來說也是一個相當大的挑戰(zhàn)，也是一次在參加工作前的極好的鍛煉機會，體驗了一次機器設計的全過程。雖然設計并不是很完善，但是這些加深了我四年來所學的知識，激勵著我向更高一層進步。在設計中期中，我遇到了很多困難， 胡 老師也是耐心指導，并且鼓勵我、讓我不要灰心。你們是我永遠的牽掛和眷念！畢業(yè)設計（論文） 36 參考文獻 [1] 王為 .機械設計 .華中科技大學出版社 [2] 魏兵 .機械原理 . 華中科技大學出版社 [3] 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 I 高等教育出版社 [5] 曾勵 機電一體化系統(tǒng)設計 高等教育出版社 [6] 靳同紅，王勝春 工程機械構造與設計 化學工業(yè)出版社 [7] 成大先 . 機械設計手冊 化學工業(yè)出版社 [8] 趙大興 高成慧 .現(xiàn)代工程圖學教程 .湖北科學技術出版社 [9] 唐增寶 機械設計課程設計 .華中科技大學出版社 [10] 馬永輝 工程機械液壓系統(tǒng)設計 機械工業(yè)出版社 [11]。 最后，我要感謝的是我最親愛的父母。在選題之初始， 胡老師對于我在