【正文】 6 本課題主要以挖掘裝載機的制動性能的分析為研究目標(biāo)， .在此過程中也對挖掘裝載機總體設(shè)計進行了分析。 第一章 挖掘裝載機整機概論 挖掘裝載機定義 挖掘裝載機俗稱“兩頭忙” ，因為它是具有裝載、挖掘兩種功能 。 圖 11 WZ2520 挖掘裝載機。 ：裝置工作裝置一般采用八連桿機構(gòu)，帶機械調(diào)平或液壓調(diào)平機構(gòu)，裝載斗多用 “四合一”斗，可選裝“六合一”斗。 ：主要采用液力機械傳動。 ：一般都采用后橋制動，制動助力方式有真空助力濕式制動和全液壓濕式制動。 我國挖掘裝載機的發(fā)展速度較為緩慢。其額定裝載能力 610，挖掘深度 挖掘端和裝載端的速換器使主機能裝備多種工作裝置，工況通用性好，適用于園林綠化、市政建設(shè)和道路維護風(fēng)各類行業(yè)建設(shè)。的全方位視野。 360176。提高了三種轉(zhuǎn)向方式，即前輪轉(zhuǎn)向及“蟹行”模式，此功能在很大范圍提高了該設(shè)備的性能。配有液壓破碎錘、液壓夯等多種機具，附件可在現(xiàn)場快速更換。裝載作業(yè)能高于國外同類產(chǎn)品，反鏟挖掘作業(yè)性能達到國外同類產(chǎn)品水平。整機的可靠性、操作性、舒服性、環(huán)保性能、安全性能，以及節(jié)能降耗等方面都得到了極大的改善。動臂 CBF 小鉸點 C與車架鉸接，由動臂液壓缸 L1 支撐并改變動臂傾角，使動臂繞下鉸點 C 轉(zhuǎn)動，達到動臂的升或降。通常采用動臂油缸挖掘、斗桿油缸挖掘 、鏟斗油缸挖掘等作業(yè)方式。 在實際挖掘中 ，往往需要采用各種液壓缸的聯(lián)合工作，例如當(dāng)挖掘基坑時，由于挖掘深度較大，并且要 求有 陡而且平整基坑時，需要采用動臂與斗桿兩種液壓缸的同時工作；當(dāng)挖掘到坑低時，挖掘行程結(jié)束，為加速將鏟斗裝滿土，以及挖掘過程需要改變斗桿與鏟斗的液壓缸同時工作。中小型挖掘機構(gòu)在實際工作中常以斗桿挖 掘進行工作。 R、 B及 ?2 三者與 q 之間有如下集合關(guān)系 sKBRq )2s in2(21 2 ?? ?? （ 21） 其中 土壤松散系數(shù) sK 的近似值取 ，根據(jù)表 26（反鏟平均斗寬統(tǒng)計值和推薦范圍）可根據(jù)斗容量 q= m3 查得 B 可取 一定時 max1W 和 E 隨著 B和 R的增大而下降。如果 ?2 ?90 ，則 B或 R太大。根據(jù)實際 情況取 2K =， 10? = ?96 即： 24l = 2K 3l =?865=285 mm 再根據(jù)⊿ KQV 由遇險定理可得 KV=25l = 1024322423 c os2 ?llll ?? = ?????? 96c os2858652285865 22 =939 mm （ 2） 當(dāng)工作裝置處于最大挖掘半徑時 α11α 圖 23最大挖掘半徑時動臂機構(gòu)計算簡圖 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 13 據(jù)統(tǒng)計，最大挖掘半徑 1R 值一般與 321 lll ?? 的值很相近。選取 1K = 3l =865 mm， 1R ==4300mm 則把 公式 2 23聯(lián)立 可得出： 1l =1942 mm， 2l =1493 mm 動臂油缸全伸與全縮時的力臂比 4K =101eze 按不同情況選取。 ∠ BCF 取決于油缸的布置形式，雙動臂油缸這一夾角很小，可能為零。 +176。 最后由式 27求得 5l 為： ? ? mmHYAllll A 412s i ns i n11m a x1m i n11235 ??????? ?? 又因為 ： σ =57ll 所以： ?57 ll ? =1337 mm 根據(jù)以上計算可得出挖掘裝載機挖掘工作裝置主要結(jié)構(gòu)尺寸如下表： 表 21挖掘裝載機主要結(jié)構(gòu)尺寸 （單位： mm） CF FQ QV AC CD CB DF EF GF 1l 2l 3l 5l 6l 7l 8l 9l 10l 1942 1493 865 412 804 1337 1226 374 351 EG HN GN FN NQ BF KQ KV HK 11l 14l 15l 16l 21l 22l 24l 25l 29l 370 374 1343 1228 268 664 285 939 367 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 18 、油缸基本參數(shù)的選擇和計算 （ 1） 動臂油缸參數(shù)的確定 根據(jù)液壓系統(tǒng)工作壓力、流量、系統(tǒng)回路供油方式、工廠制造條件和三化要求等確定各油缸缸數(shù)、缸徑、全伸長度與全縮長度之比λ。在動臂機構(gòu)中一般 7l ﹥ 5l ，在斗桿機構(gòu)中 9l ﹤ 8l ?；虼笥?30176。之間，不宜太大，否則斗齒平均挖掘力要下降。為好。 D:切削刃擠壓土壤的力，與斗容有關(guān)，估算 q=～ 3m 時， D=5000～ 8000. 當(dāng) ? = max? 時，得到最大挖掘阻力 ? ?? ? DB A Z XRCW ??? a xm a x1 c o s1 ? (32) 平均挖掘力按平均厚度下的阻力計算：近似取 W1 =(70～ 80%)工作液壓缸的理論挖掘力是指由該液壓缸的理論推力所能產(chǎn)生的斗齒切向挖掘力。 、 整機理論挖掘力 參見圖 32，已知條件 :整機重量 G，重心坐標(biāo) (xe ， ye )，斗容 q，地面附著系數(shù)μ，三組液壓缸的工作壓力 P 和閉鎖壓力 P0 ，除反鏟裝置外機體重量 G2 及重心位置坐標(biāo)(x 2e ， y 2e )， G2 及重心位置坐標(biāo) (x1e ， y1e )，前輪及支腿著地點 O1 和 O2 的位 反鏟裝置各零部件的重量 置參數(shù) x 1O 和 x 2O ，三組液壓缸的缸徑 D1 、 D2 和 D3 ，活塞桿直經(jīng) d1 、 d2和 d3，液壓缸的伸縮比λ 1 、λ 2 和λ 3 。 ④整機向前傾翻對斗桿挖掘力的限制。參見圖 33，根據(jù)前面提到的幾何尺寸計算，可以大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 26 求出 F 和 V 點的 坐標(biāo) (XF ， YF )和 (XV ， YV )。 NHK??28? 圖 33 斗桿液壓缸理論挖掘力結(jié)構(gòu)簡圖 有關(guān)重量對 Q點產(chǎn)生的力矩為 ? ? ? ? ? ?Q XXGXXGXXGM ?????? 0022112 (318) 所以 ? ?? ?FVQl MMPG ??? c os3213 (319) 當(dāng) FVQ? ＞ ?90 時，鏟斗液壓缸小腔受壓，此時小腔閉鎖力對 Q 點產(chǎn)生的力矩為 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 28 33232303 22 lidDPM ???????? ?????????????? ? (320) 所以 ? ?? ?FVQl MMPG ??? c os3323 (321) 4)、整機向前傾翻限制的最大斗桿挖掘力 4GP 參見圖 33，對于 △ FVO ? ? 2021 FF YXXFO ??? ? ? 2021 VV YXXVO ??? ? ?? ?FVVOFOFVVOa r c c oF V O ?????? 1212211 2 顯然，當(dāng) ∠ FVO1 ≤ 90176。斗桿挖掘時，整機不可能產(chǎn)生后傾翻，只有∠ FVO 2 ＜ 90時，才有可能出現(xiàn)后傾現(xiàn)象。 ②斗桿液壓缸閉鎖能力對鏟斗挖掘力的限制。 ⑥整機對地面的前后滑移對鏟斗挖掘力的限制。時，動臂液壓缸大腔受壓，此時大腔閉鎖力對 C 點產(chǎn)生的力矩為： ? ? 4522103 s in/ ?? ??? lDDPM (333) ? ? ? ?? ?C V QCVMMP m ???? c o s/32 (334) ② 斗桿液壓缸閉鎖力限制的最大鏟斗挖掘力 2DP 參見圖 33 及公式 29，對于△ FVQ ? ? ? ?? ?322232 2/a rc c os lFVllFVF V Q ?????? 當(dāng)∠ FVQ≤ 90176。時，才有可能出現(xiàn)前傾現(xiàn)象。各部件重量對 O2 點產(chǎn)生的力矩為 ? ? ? ?0202202 XXGXXGM ii ???? ? 所以 ? ?? ?225 c o s/ Q V OVOMP D ??? (341) ⑥整機滑移限制的最大鏟斗挖掘力 P 6D 參見圖 24，設(shè) QV(即 l3 )對 水平線的夾角為β 3 ，則： ? ? ? ?? ?VQVQ XXYYa rc tg ??? /3? 36 sin/ ?GuPD ? (342) 通過上述運算，我們知道 P 1D 至 P 6D 中的最小值，就是在該工況下鏟斗挖掘時，所能發(fā)揮的最大實際挖掘力。 從設(shè)計思想上看， Pro/E系統(tǒng)可以實現(xiàn)真正的全相關(guān)性，任何修改都會自動反映到所有相關(guān)對象；它具有真正管理并發(fā)進程、實現(xiàn)并行工程的能力；具有強大的裝配功能，能夠始終保持設(shè)計者的設(shè)計意圖，可以極大地提高設(shè)計效率。只有了解它的建模原理與基本概念，才能利用其強大的功能。 Pro/E利用每次獨立構(gòu)造的一個塊模型方式來創(chuàng)建整體模型。比如將某個零件進行修改，并且保存，那么所有包括此零件的模型都會相應(yīng)的進行變化。用戶可以定義各參數(shù)之間的相互關(guān)系，使特征之間存在依存關(guān)系，當(dāng)修改某一單獨特征參數(shù)時，同時會牽動與之存在依存關(guān)系的特征進行變更，以保持整體的設(shè)計意圖 生成零件實體 ① 對零件的特征進行分析，得出每個特征的尺寸。 ⑤ 看零件是否滿足要求，如果不滿足繼續(xù)修改或添加特征，如果滿意，則存盤退出。 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 34 ③ 尺寸為參數(shù)化驅(qū)動，為產(chǎn)品的系列化及結(jié)構(gòu)設(shè)計修改提供了很大的方便。 Pro/E 實體建構(gòu)的觀念與方式就如同機械零件的加工過程一般，每做一次“機械加工”所牽涉改變的實體幾何，我們稱為特征（ Feature），如加工零件的方法可以填料方式擠出，除料的方式做切除、挖孔、圓角、斜角等不同的制程動作，每一個特征都可以 彼此相互參考或獨立存在。 ② 在菜單中選擇特征類型，如： Protrusion（凸出）、 Cut（挖切）。 ⑥ 繪制 2D 剖面圖，最后：“確定”。 ⑩ 選擇 OK，完成特征建立。 ④ 確定位置放置 參考。 ② 對有關(guān)曲面進行各種操作，以獲得所需的各種復(fù)雜形狀，如合并（ Merge）、裁剪（ Trim）、延伸（ Extend）、變換（ Transform）、拔模（ Draft）、區(qū)域移動（ Area Offset）、拔模移動（ Draft Offset）等。在 Pro/ 中，零件裝配是通過定義零件模型之間的裝配約束來實現(xiàn)的，也就是在個零件之間建立一定的鏈接關(guān)系，并對其進行約束，從而確定各零件在空間的具體位置關(guān)系。另外建立起來的裝配體可以生成分解圖，從而可以直觀的觀察到各零件之間的設(shè)計關(guān)系，并且用戶也可以從裝配體中生成工程裝配圖。 ② 對齊：用于兩平面或兩中心線相互對齊。該裝配約束是將兩零件的坐標(biāo)系重合在一起。 ⑧ 曲面上的邊：以兩曲面上某一條邊相接的方式對兩零件進行裝配。 單擊工具條中的確定命令“ ”結(jié)束草繪狀態(tài) ，進入三維特征狀態(tài)，在工具條中 點擊 實體創(chuàng)建完成如下圖 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 40 ? 鏟斗三維實體造型 首先， 雙擊 啟動 PROE 建立一個新文件 在上工具箱中 單擊 按鈕， 打開“新建”對話框，在“類型”列表框中 選擇 “ 零件 ”選項，在“子類型”列表框中選擇“實體”選項， 將其更名為“ 。 三維實體造型實例 動臂和鏟 斗是挖掘裝置的主要零部件，現(xiàn)以動臂和鏟斗 的三維實體造型為例 說明如何應(yīng)用 Pro/ENGINEER 進行三維實體造型。 ⑥ 線上點：以兩直線上某一點相接的方式對兩零件進行裝配。該約束可以使軸與孔的中心線對齊，共同處于同一直線上。 單擊“元件放置”對話框中“放置”標(biāo)簽的“約束類型”欄的下拉框，將彈出上述各種可以選取的合適的約束類型。因此如何定義零件之間的裝配約束關(guān)系是零件裝配的關(guān)鍵。 ④ 可連續(xù)進行多次曲面長實體的操作。 ⑥ 完成特征建立。 ② 選擇特征類型。 ⑧ 選擇特征建立方向。 ④ 選擇特征屬性，如： One Side（單邊）、 Both Side（雙邊）。一個完整的模型是由眾多特征構(gòu)成的，同樣的，組合模型（ Assembly）是由眾多個零件（ Part）結(jié)合而成的。 ⑤ 利用 Pro/ENGINEER 的二維工程圖功能可直接輸出元件及組件的二維工程圖，對于外形復(fù)雜元件的設(shè)計 ,能夠更加方便和準(zhǔn)確 ,并且達到尺寸的互相關(guān)聯(lián)，減少設(shè)計中的人為差錯和工作量。 （ 1） 利用三維參數(shù)化設(shè)計，其優(yōu)點如下： ① 縮短總體與結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)時間與工作量。 ③ 從 [菜單管理器 ]中選擇 [