【正文】 通過在坐標(biāo)圖上確定鏟裝工況（圖36）時工作裝置的9個鉸接點的位置來實現(xiàn)。的前傾角。初定G點坐標(biāo)為（1130，260）。 （34）式中 Z點的y坐標(biāo)值，mm 輪輞直徑，mm 輪胎寬度，mm 輪胎斷面高度與寬度之比（普通輪胎取1，） 輪胎變形系數(shù)（~，~）③根據(jù)給定的最大卸載高度hx，最小卸載距離lx和和卸載角，畫出鏟斗在最高位置卸載時的位置圖，即高位卸載工況，并令此時斗尖為O4，G點位置為，如圖37所示。A點在平分線的位置應(yīng)盡可能低一些，以提高整機工作的穩(wěn)定性，減小機器高度，改善司機視野。5） 確定動臂與搖臂的鉸接點BB點的位置是一個十分關(guān)鍵的參數(shù)。本次設(shè)計所確定B點坐標(biāo)為（1680，1565）。1） 按雙搖桿條件設(shè)計四桿機構(gòu)令GF桿為最短桿，BG為最長桿，即有 GF+BG FE+BE （35）如圖310所示，若令GF=a，F(xiàn)E=b，BE=c，BG=d，并將式（35）不等號兩邊同時除以d，整理后得到下式，即 （36）上式各值可按式（37）選取，由G（1130，260）、B（1680，1565）點的坐標(biāo)得到d=1415mm （37）由式（37）選取K=得到 a==425c==830，代入（36）得到 b=948 。如圖311所示，鏟斗去插入工況，以B點為圓心，以BE=c為半徑畫??；人為的初選E點，使其落在B點右下方的弧線上；再分別以E點和G點為圓心，以FE=b和GF=a分別為半徑畫弧，得到交點，即為F。1） 確定C點從力傳遞效果出發(fā)，顯然使搖臂BC段長一些有利，那樣可以增大轉(zhuǎn)斗油缸作用力臂，使掘起力相應(yīng)增加。并注意使插入工況時搖臂BC與轉(zhuǎn)斗油缸CD趨近垂直；C點運動不得與鏟斗干涉，其高度不能影響司機視野。因為鏟斗由工況II舉升到工況III或由工況IV下放到工況I的運動過程中，轉(zhuǎn)斗油缸的長度分別保持不變，所以D點必為C2點和C3 點連線的垂直平分線與C1和C4點連線的垂直平分線的交點。綜合考慮這些因素，所以動臂舉升油缸都布置在前橋與前后車架的鉸接點之間的狹窄空間里。 圖316 鏟斗位置角計算在圖316中，取運輸工況為工作裝置連桿機構(gòu)運動的初始位置，令為與地面固連的直角坐標(biāo)系，x軸與地面平行，并在動臂上G點（動臂與鏟斗鉸接點）處建立一個隨動臂一起運動的動坐標(biāo)系，則動臂被舉升時的鏟斗各瞬時對地位置角，可用下式計算： （39）式中 GF桿與動坐標(biāo)系軸的夾角（方向角） 動臂ABG舉升時，在固定坐標(biāo)系xOy中轉(zhuǎn)過的轉(zhuǎn)角在動坐標(biāo)系中，運用“向量投影法”，可求得以機架桿AD的方向角為自變量，鏟斗GF桿的方向角為因變量的函數(shù)方程式。；最高位置工況：57176。太大時，將增加卸載沖擊，損壞運輸車輛；過大，雖然有利于裝車，但加大了工作機構(gòu)前懸，降低了整機穩(wěn)定性。=2519 mm≥hmax（2500）滿足要求 =2873―600―985+1141cos58176。高位卸載角為： =131－105+5=31176。由于鏟裝物料的種類和作業(yè)條件不同，裝載機實際作業(yè)時不可能使鏟斗切削刃均勻受載，但可以簡化為兩種極端受載情況：一是對稱載荷，載荷沿切削刃均勻分布，計算時可用一個作用在斗刃中部的集中載荷來代替；二是偏心載荷，由于鏟斗偏鏟或物料的不均勻性而導(dǎo)致物料對鏟斗的載荷產(chǎn)生不均勻分布，使載荷偏于鏟斗一側(cè)，形成偏心載荷，此時，通常將其簡化后的集中載荷加在鏟斗側(cè)邊的第一個斗齒上。如果將對稱載荷和偏載情況分別與上述三種典型受力工況相組合，就可得到鏟斗六種典型的受力作用工況，如圖317所示。插入阻力由鏟斗前切削刃和兩側(cè)斗壁的切削刃的阻力，鏟斗底和側(cè)壁內(nèi)表面與物料的摩擦阻力，鏟斗底外表面和物料的摩擦阻力組成。掘起阻力主要是剪切阻力。開始鏟取時（a=0）的靜阻力矩為 （331）式中 Fx 開始轉(zhuǎn)斗時的插入阻力，18397N x 鏟斗回轉(zhuǎn)中心與斗刃的水平距離， y 鏟斗回轉(zhuǎn)中心與地面的垂直距離， L 鏟斗的插入深度，得到 =18397[（－）+] =13599 （N因此，開始轉(zhuǎn)斗的阻力矩為 （333）式中 轉(zhuǎn)斗阻力矩，N為簡化計算，將搖臂主軸線分成CB、BE折線段，見圖320，求出每段的內(nèi)力值。m 裝載機額定載重量重力，49000 N 鏟斗自重力，13470N 鏟斗中心至回轉(zhuǎn)中心B的水平距離（圖319），得到 =13599+（49000+13470） =44834 （N當(dāng)鏟斗回轉(zhuǎn)a角后，其轉(zhuǎn)斗阻力矩為 （332）式中 鏟斗離開料堆時的翻轉(zhuǎn)角度 鏟斗離開料堆時，由物料重力產(chǎn)生的阻力矩，N鏟斗開始舉升時物料的剪切力按下式計算 （N） （330）式中 K 開始舉升鏟斗時物料的剪切應(yīng)力，它通過試驗測定，~，剪切應(yīng)力的平均值取K=35000Pa B 鏟斗寬度，m Lc 鏟斗插入料堆的深度，m得到： F=35000=89320（N）③轉(zhuǎn)斗阻力矩當(dāng)鏟斗插入料堆一定深度后，用轉(zhuǎn)斗油缸使鏟斗向后翻轉(zhuǎn)時，料堆對鏟斗的反作用力矩稱為轉(zhuǎn)斗阻力矩。計算上述阻力比較困難，一般按照下面經(jīng)驗公式來確定： （N） （329）式中 K1 物料塊度與松散程度系數(shù)，見附錄表31 K2 物料性質(zhì)系數(shù)，見附錄表32 K3 料堆高度系數(shù)，見附錄表33 K4 鏟斗形狀系數(shù)，~， B 鏟斗寬度，290cm L 鏟斗的一次插入深度，40cm得到： F=290 =18397（N）②掘起阻力掘起阻力就是指鏟斗插入料堆一定深度后，舉升動臂時物料對鏟斗的反作用力。由于物料性質(zhì)和工作機構(gòu)工作方式的不同，工作阻力有不同的計算方法，一般工作阻力通常分別按插入阻力、掘起阻力和轉(zhuǎn)斗阻力矩進行計算。②鏟斗水平插入料堆，翻轉(zhuǎn)鏟斗或舉升動臂鏟取物料時，認(rèn)為鏟斗斗齒只受垂直掘起阻力的作用。這些力構(gòu)成了裝載機工作裝置的作業(yè)阻力。對反轉(zhuǎn)六桿機構(gòu)進行分析可知，由于工況II時轉(zhuǎn)斗油缸最長，而低位卸載時轉(zhuǎn)斗油缸長度最短，所以，若工況II和工況III時的鏟斗的卸載角都不小于45176。 動臂與鏟斗鉸接點分別在G點和點之間的距離，可用式（324）計算 =3291 （324） 即得到點的坐標(biāo)為（985，3487）若要滿足和要求，必須有下列各式成立 （325） （326）式中 OG 鏟斗尖O點至G點距離1141mm 前輪軸心的x坐標(biāo)值2873mm 輪胎工作半徑600mm 工況IV時OG對x軸的方向角，可用下式計算 =58176。因為在運動過程中，鏟斗的對地位置角是不斷變化的，在此只針對以上四種特殊情況的位置角代入了計算。變換式（311）為下式，即 （312）將式（312）等號兩邊平方后，使兩方程相加，并令 （313）和 （314）則從式（312）中消去了，并將其變換成下列三角方程 （315）將式（315）乘以，并設(shè)，則式（315）可化為 （316）解式（316），得 或 （317）同理，在向量四邊形GFEB中，有 BE－FE－GF+GB= 0 （318）令 （319）和 （320）得三角方程 （321）其解為 （322）通過公式的計算和實際設(shè)計尺寸的情況，可得到在各個工況的對地位置角分別為：插入工況：105176。因為G點和F點同為一個鏟斗上的兩點，所以鏟斗在坐標(biāo)系中的平面運動可用GF桿的平面運動來描述，而在鏟斗舉升過程中的各瞬時對地面的傾角，即鏟斗對地位置角，可用GF與地面的夾角來表示。D點的固定坐標(biāo)值為（3000，1850）。2） 確定D點轉(zhuǎn)斗油缸與機架的鉸接點D，是根據(jù)鏟斗由鏟裝工況舉升到最高位置工況過程為平動和由高位卸載工況下降到插入工況時能自動放平這兩大要求來確定的。因此初步設(shè)計時，一般取 （38）C點一般取在B點左上方，BC與BE夾角可取∠CBE=130176。（3） 轉(zhuǎn)斗油缸與搖臂和機架的鉸接點C和D點的確定在圖310中，如果確定了C點和D點，就最后確定了與機架連接的四桿機構(gòu)BCDA的尺寸。即傳動角不能小于10176。圖38 動臂鉸接點A的確定圖39 動臂鉸接點的三維顯示（2）連桿與鏟斗和搖臂的兩個鉸接點F、E的確定因為G、B兩點已被確定，所以再確定F點和E點實際上是為了最終確定與鏟斗相連的四桿機構(gòu)GFEB的尺寸，如圖310所示。如圖37所示，根據(jù)分析和經(jīng)驗，一般取B點在AG連線的上方，過A點的水平線下方，并在AG的垂直平分線左側(cè)盡量靠近鏟裝工況時的鏟斗處。最終定下A點的坐標(biāo)為（3230，2110）。⑤連接并作其垂直平分線。②把已選定的輪胎外廓畫在指標(biāo)圖上（輪胎外廓直徑約為1600mm）。圖37 動臂上三鉸接點設(shè)計3） 確定動臂與鏟斗的鉸接點G由于G點的x坐標(biāo)值越小，轉(zhuǎn)斗掘起力就越大，所以G點靠近O點是有利的，但它受斗底和最小離地高度的限制，不能隨意減?。欢鳪點的y坐標(biāo)值增大時，鏟斗在料堆中的鏟取面積增大，裝的物料多，但這樣縮小了G點與連桿鏟斗鉸接點F的距離，使得掘起力下降。2）畫鏟斗圖把設(shè)計好的鏟斗橫截面外廓按比例在坐標(biāo)系xOy中畫出，斗尖對準(zhǔn)坐標(biāo)原點O，斗前壁與x軸呈3176。當(dāng)舉升油缸閉鎖時，啟動轉(zhuǎn)斗油缸，鏟斗將繞G點作定軸轉(zhuǎn)動；當(dāng)轉(zhuǎn)斗油缸閉鎖，舉升油缸動作時，鏟斗將作復(fù)合運動，即一邊隨動臂對A點作牽連運動，同時又相對動臂繞G點作相對轉(zhuǎn)動。當(dāng)舉升動臂時，若假定動臂為固定桿，則可把機架AD視為輸入桿，把鏟斗GF看成輸出桿，由于AD和GF轉(zhuǎn)向相反，所以叫反轉(zhuǎn)六桿機構(gòu)。 工作裝置連桿系統(tǒng)設(shè)計通過在第二章中的工作裝置連桿機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式與特點的介紹，綜合本次設(shè)計的基本要求和設(shè)計任務(wù)，所選取的結(jié)構(gòu)形式為反轉(zhuǎn)六桿機構(gòu)結(jié)構(gòu)形式。 鏟斗容量的計算 由于本次設(shè)計的鏟斗容量是在設(shè)計任務(wù)書中體現(xiàn)出來的，并且鏟斗的參數(shù)都是根據(jù)鏟斗容量而定下的，所以如下只介紹的是它的算法公式。~52176。設(shè)計時，把鏟斗的回轉(zhuǎn)半徑R （即鏟斗與動臂鉸接點至切削刃間的距離），如圖33所示，作為基本參數(shù)，鏟斗的其他參數(shù)作為R的函數(shù)。鏟斗的寬度應(yīng)大于裝載機兩個前輪外側(cè)間的寬度，每側(cè)要寬出50~100mm。鏟斗張開角γ 為鏟斗后壁與底壁之間的夾角，一般取45176。l長則鏟斗鏟入料堆深度大，斗容易裝滿，但掘起力將由于力臂的增加而減小。 圖32 鏟斗斷面基本參數(shù)圖圓弧半徑r越大，物料進入鏟斗的流動性越好，有利于較少物料裝入斗內(nèi)的阻力，卸料快而干凈。與整體前卸式鏟斗相比，推卸式鏟斗的結(jié)構(gòu)復(fù)雜一些，且需要用動力推卸，但具有以上的一些優(yōu)點，在地下作業(yè)時多被采用。（1） 整體前卸式鏟斗整體前卸式鏟斗的突出優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，有效裝載容積大，但需要有較大的卸載角才能將物料卸凈。為了使物料在斗中有很好的流動性，斗底圓弧半徑不宜太小，前后壁夾角不應(yīng)小于物料與鋼板的摩擦角的2倍，以免卡住大塊物料。