【正文】 ）斗容（m3）F G H2320 34 140 1652 液壓油缸設(shè)計(jì)計(jì)算(1)根據(jù)主機(jī)的運(yùn)動(dòng)要求，從機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇液壓缸的類型，這里選擇雙作用單活塞桿液壓缸。液壓缸的主要幾何尺寸，包括液壓缸的內(nèi)徑，活塞缸直徑和液壓缸的行程等液壓缸內(nèi)徑的計(jì)算工程上，計(jì)算液壓缸的內(nèi)徑通常有兩種方法：根據(jù)載荷力的大小和選定的系統(tǒng)壓力來(lái)計(jì)算液壓缸內(nèi)徑 計(jì)算公式可由式導(dǎo)出：AL= 公式（21）?PF式中 AL——液壓缸內(nèi)徑 m F——液壓缸推力 KN P——選定的工作壓力 Mpa對(duì)動(dòng)臂進(jìn)行受力分析得 F=49850 N P=16 Mpa由公式（21）得 AL= =63 mm?1649850方法二略活塞桿直徑的計(jì)算活塞桿直徑的計(jì)算通常也有兩種方法。因此，裝載機(jī)工作裝置的連桿機(jī)構(gòu)多為八桿以下機(jī)構(gòu)。由于 TZ08D裝載機(jī)使用的是正轉(zhuǎn)四桿機(jī)構(gòu)，所以這里只介紹正轉(zhuǎn)四桿機(jī)構(gòu)。這時(shí)工作裝置所產(chǎn)生的作用在鏟斗斗刃后 10cm處的最大垂直向上的力。顯然，傳力比越大，工作裝置的鏟掘性能越好。這里所指的鏟斗自動(dòng)放平是利用工作裝置機(jī)構(gòu)本身特性實(shí)現(xiàn)常用卸料位置的放平。這就是所謂的鏟斗靠擋塊，他通常是通過(guò)鏟斗與動(dòng)臂的強(qiáng)制干涉來(lái)實(shí)現(xiàn)的。(通常取其上限值)。(一般由用戶確定)。此時(shí)，UG=UG6, U=U 上收。各類裝載機(jī)工作裝置的設(shè)計(jì)都應(yīng)滿足如下基本要求:(1)生產(chǎn)率高。(3)鏟斗由工況 II被舉升到上限卸料位置的過(guò)程中，為避免物料散落，要求鏟斗作“平移運(yùn)動(dòng)” 。要求鏟斗在工況 II至上限位置之間都能干凈地卸料。他對(duì)定點(diǎn)高度卸料很有意義，因?yàn)槠嚲驮谘b載機(jī)近旁，若卸料后，下放動(dòng)臂的同時(shí)，裝載機(jī)駛向裝載點(diǎn)。(6)裝載機(jī)工作裝置屬于連桿機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)時(shí)要個(gè)別注意防止各個(gè)工況出現(xiàn)構(gòu)件相互干涉、 “死點(diǎn)” 、 “自鎖”或“機(jī)構(gòu)撕裂”等現(xiàn)象。第三章 裝載機(jī)工作裝置三維模型的建立目前應(yīng)用較為普遍的 Pro /Engineer軟件，是集 CAD／CAE 于一體的大型設(shè)計(jì)軟件，其中用于仿真和分析的模塊是 Mechanism Design extension(MDE)。本章以 TZ08D型裝載機(jī)為例，在 Pro／Engineer 軟件環(huán)境下，對(duì)裝載機(jī)工作裝置進(jìn)行三維實(shí)體建模為進(jìn)一步的干涉檢查、運(yùn)動(dòng)仿真與分析做準(zhǔn)備， 以期實(shí)現(xiàn)在 Pro /Engineer軟件環(huán)境下的裝載機(jī)工作裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)。以輸入方式分類，目前三維建模的方法有兩種:三維數(shù)字化儀輸入和手工輸入。近年來(lái)，在我國(guó)大型工廠、科研單位和部分大學(xué)得到了較為普遍的應(yīng)用，深受三維產(chǎn)品設(shè)計(jì)和研究人員的喜愛。并可隨時(shí)由三維實(shí)體模型產(chǎn)生二維工程圖，而且自動(dòng)標(biāo)注工程圖的尺寸。(4)參數(shù)式設(shè)計(jì) 配合單一數(shù)據(jù)庫(kù)，所有的設(shè)計(jì)過(guò)程中使用的尺寸(參數(shù))都存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，設(shè)計(jì)者只要更改三維零件(Part)的尺寸，則二維工程圖(Drawing)、三維裝配圖(Assembly)、模具(Mold)等立即依照尺寸的更改做幾何形狀的變化，這樣可以保證設(shè)計(jì)修改工作的一致性。PTC 公司同時(shí)提供了新的裝配功能、數(shù)據(jù)管理功能、仿真功能，并擴(kuò)展了 Pro/ENGINEER的使用范圍。（4）自由形式曲面處理：使用方便的工具欄和鼠標(biāo)，自由設(shè)計(jì)美學(xué)曲面和曲線。（8）全相關(guān)二維制圖：新的智能化約束捕捉功能加快了制圖實(shí)體的創(chuàng)建。（12） 造船：具有船體整體布局和細(xì)分的船體概念設(shè)計(jì)功能，具有建立詳盡的船舶結(jié)構(gòu)化框架的鋼結(jié)構(gòu)生成功能。 Pro /Engineer建模方法一般來(lái)說(shuō)，裝載機(jī)工作裝置的建模方法要根據(jù)圖形的形狀來(lái)選定，選擇原則是繪制圖形盡量簡(jiǎn)化，最好不要繪制過(guò)渡圓角、倒角等非關(guān)鍵性信息。本文所使用的 Pro /Engineer（）野火版，其零件的三維建模方法主要是基于實(shí)體特征的建模方法。實(shí)體造型技術(shù)是用點(diǎn)、曲線和曲面來(lái)創(chuàng)建模型，不同的實(shí)體之間沒(méi)有相關(guān)性。尺寸驅(qū)動(dòng)：當(dāng)需要修改幾何對(duì)象的形狀時(shí)，只要編輯與該形狀相關(guān)的尺寸參數(shù)即可。幾何實(shí)體之間也是相關(guān)的，幾何對(duì)象相應(yīng)的尺寸參數(shù)的修改將使同一模型在不同應(yīng)用模塊中的相關(guān)尺寸自動(dòng)更新，不需要人工干預(yù)，對(duì)參數(shù)化建模技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)。在 Pro /Engineer軟件中首先以動(dòng)臂處于最低位置、鏟斗斗底與地面成 5度傾角的計(jì)算位置對(duì)工作裝置進(jìn)行裝配。以此創(chuàng)建的裝載機(jī)的裝配模型。具體裝配過(guò)程如下：（1）調(diào)入元件步驟 1：在組件模型文件的工作環(huán)境中，單擊插入元件按鈕，彈出“打開”對(duì)話框。最后裝配結(jié)果見圖 31 圖 31 TZ08D裝載機(jī)工作裝置裝配結(jié)構(gòu)圖本章首先介紹了文中采用的軟件 Pro/E(Pro /Engineer),然后建立了三維幾何實(shí)體模型，最后介紹了裝載機(jī)工作裝置三維裝配模型的創(chuàng)建。而工作裝置是完成鏟、裝、運(yùn)、卸等作業(yè)并帶有液壓缸的空間多桿機(jī)構(gòu)。提升能力不足將影響整機(jī)性能的發(fā)揮，降低工作效率，因此必須加以改進(jìn)。 計(jì)算載荷工況當(dāng)裝載機(jī)處于鏟斗掘起偏載工況時(shí)，鏟斗插入料堆，翻斗油缸工作，動(dòng)臂油缸閉鎖。在裝載機(jī)工作的時(shí)候，一般工作載荷為均勻載荷，為了方便計(jì)算可以將它簡(jiǎn)化為集中力，作用在鏟斗中部。在現(xiàn)在的情況下，由于動(dòng)臂的右端是自由端，無(wú)需確定支反力，就可以直接計(jì)算彎矩。結(jié) 論由于裝載機(jī)動(dòng)臂裝置尺寸較大、空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在實(shí)際使用中受力復(fù)雜多變，因此增加了課題的難度。，以驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性，省去制造樣機(jī)進(jìn)行反復(fù)實(shí)驗(yàn)、修改等環(huán)節(jié)，大大縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期．降低產(chǎn)品成本。國(guó)外發(fā)展趨勢(shì)：1．注重提高機(jī)器的操縱性及舒適性，減輕司機(jī)的操作強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率2．小型機(jī)械向全液壓化及多功能化方向發(fā)展3．廣泛采用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)4．重視環(huán)保及安全性5．外形設(shè)計(jì)更加美觀，表面質(zhì)量更趨完美國(guó)內(nèi)輪式裝載機(jī)發(fā)展趨勢(shì)國(guó)產(chǎn)輪式裝載機(jī)正在從低水平、低質(zhì)量、低價(jià)位、滿足功能型向高水平、高質(zhì)量、中價(jià)位、經(jīng)濟(jì)實(shí)用型過(guò)渡。(2)根據(jù)各生產(chǎn)廠家的實(shí)際情況，重新進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，優(yōu)化各項(xiàng)性能指標(biāo)，強(qiáng)化結(jié)構(gòu)件的強(qiáng)度及剛度，使整機(jī)可靠性得到大步提高。(5)提高安全性、舒適性。(7)廣泛利用新材料、新工藝、新技術(shù)，特別是機(jī)、電、液一體化技術(shù)，提高產(chǎn)品的壽命和可靠性。(6)降低噪聲和排放，強(qiáng)化環(huán)保指標(biāo)。如動(dòng)力系統(tǒng)的減振、散熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化、工作裝置的性能指標(biāo)優(yōu)化及各鉸點(diǎn)的防塵、工業(yè)造型設(shè)計(jì)等。(1)大型和小型輪式裝載機(jī)，在近幾年的發(fā)展過(guò)程中，受到客觀條件及市場(chǎng)總需求量的限制。國(guó)內(nèi)外裝載機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀：裝載機(jī)在國(guó)外從上個(gè)世紀(jì) 20年代問(wèn)世以來(lái)，已經(jīng)經(jīng)歷了 80多年的發(fā)展歷程：從 40多年的四輪驅(qū)動(dòng)裝載機(jī)，50 年代的液力機(jī)械傳動(dòng)裝載機(jī)，60 年代的鉸接式裝載機(jī)，到 80年代，裝載機(jī)進(jìn)入了人機(jī)電一體化的新發(fā)展階段。通過(guò)整個(gè)課題的研究工作，主要得出以下結(jié)論和成果:1通過(guò) AUTOCAD2022軟件進(jìn)行裝載機(jī)工作裝置的二維平面設(shè)計(jì)，對(duì) autocad軟件有更深刻的理解和運(yùn)用；2通過(guò) Pro/e對(duì)裝載機(jī)動(dòng)臂裝置進(jìn)行三維實(shí)體設(shè)計(jì)，對(duì) Pro/e軟件有了初步的掌握；由于課題時(shí)間和作者水平有限，本文只對(duì)裝載機(jī)動(dòng)臂裝置進(jìn)行了油缸的設(shè)計(jì)計(jì)算合工作裝置的三維實(shí)體設(shè)計(jì)。 結(jié)論由以上分析可以看出，TZ08D 裝載機(jī)工作裝置動(dòng)臂滿足強(qiáng)度要求，設(shè)計(jì)比較合理。下面就只校核工作裝置動(dòng)臂在舉升工況下的強(qiáng)度。根據(jù)整機(jī)縱向穩(wěn)定性條件作用于鏟斗上最大的垂直載荷N=G L1/L=105 KN?式中: G——裝載機(jī)操作重量L1——整機(jī)重心離前橋中心水平距離L——載荷 N 離前橋中心水平距離以工作裝置為分析對(duì)象,分別取鏟斗、叉子掛接框?yàn)楦綦x體得翻斗油缸的作用力為P= N L3 L5 L2 L4= kN ?式中:L2——搖臂中鉸孔中心線到轉(zhuǎn)斗缸中心線垂直距離L3——搖臂中鉸孔中心線到拉桿中心線垂直距離L4—— 鏟斗下鉸孔中心線到拉桿中心線垂直距離L5—— 載荷 N 到鏟斗下鉸孔中心線垂直距離 由前面公式（24） （25）計(jì)算可得到F1= NF2= N（模型的簡(jiǎn)化）圖41 TZ08D 裝載機(jī)工作裝置結(jié)構(gòu)圖在圖 41中，工作裝置動(dòng)臂前面與叉子掛接框連接，使活動(dòng)端，后面與動(dòng)臂后座連接，是固定端，所以把這端利用固定鉸支座簡(jiǎn)化表示，而另一端是活動(dòng)端。提升能力的判斷就是本章所要講的強(qiáng)度校核計(jì)算。裝載機(jī)提升能力是衡量整機(jī)性能的一個(gè)重要參數(shù)。廣泛應(yīng)用于建筑公路礦山及國(guó)防工程中，對(duì)加快工程速度、保證工程質(zhì)量、降低工程成本具有重要作用。（2）設(shè)置裝配約束在放置對(duì)話框中，選中默認(rèn)放置。在組裝工作裝置的時(shí)候應(yīng)先選擇動(dòng)臂，然后其余所有的零件或者組件最后都將被組裝在主要構(gòu)件上。如動(dòng)臂與后座、動(dòng)臂油缸與動(dòng)臂、動(dòng)臂與鏟斗、翻斗油缸與叉子掛接框的銷釘(Pin)聯(lián)接，油缸內(nèi)桿與缸筒的滑塊(Slider)聯(lián)接等。在變量化技術(shù)中，將參數(shù)化技術(shù)中的單一的尺寸參數(shù)分為“形狀約束”和“尺寸約束” ，形狀約束通過(guò)幾何對(duì)象之間的幾何位置關(guān)系來(lái)確定。（3）Pro /Engineer 的復(fù)合建模方法（Hybrid Modeling）Pro /Engineer的復(fù)合建模方法也是基于特征的實(shí)體建模方法，是在參數(shù)化建模方法的基礎(chǔ)上采用了一種所謂“變量化技術(shù)”的實(shí)