【正文】 加材料 ]命令，生成零件的基本特征。所謂參數(shù)化就是將模型所有尺寸定義為參數(shù)形式。如圖 61所示 ② 關(guān)聯(lián) —— Pro/E系統(tǒng)采用單一數(shù)據(jù)庫管理，不管是零件還是裝配件，都共享同一數(shù)據(jù)庫，并且系統(tǒng)使用了數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)的方法。用 Pro/E所建立的模型具有體積和表面積，因此用戶可直接由創(chuàng)建的幾何設(shè)計(jì)來計(jì)算出質(zhì)量特征。整大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 33 個(gè)系統(tǒng)建立在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫上，具有完整而統(tǒng)一的模型。它提出的單一數(shù)據(jù)庫、參數(shù)化、基于特征、全相關(guān)的概念徹底改變了機(jī)械 CAD/CAE/CAM的傳統(tǒng)觀念。鏟斗挖掘 時(shí)，整機(jī)不可能產(chǎn)生后傾翻，只有∠ QVO2 ＜90176。時(shí)，斗桿液壓缸小腔受壓，此時(shí)小腔閉鎖力對(duì) F 點(diǎn)產(chǎn)生的力矩為 ? ? ? ?? ? 59212203 s i n2/2/ ?? ???? ldDPM (337) 所以 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 ? ? ? ?? ?FVQFVMMP D ???? c o s/322 ③鏟斗液壓缸主動(dòng)挖掘力 P 3D 參見圖 32，鏟斗液壓缸主動(dòng)力對(duì) Q 點(diǎn)產(chǎn)生的力矩 ? ? 33231 2/ liDPM ??? ? (338) 有關(guān)重量對(duì) Q 點(diǎn)產(chǎn)生的力矩為 ? ? ? ? ? ?Q XXGXXGXXGM ?????? 8822112 所以 ? ? 3213 / lMMPD ?? (339) ④整機(jī)向前傾翻限制的最大鏟斗挖掘力 P 4D 參見圖 24，對(duì)于△ QVO1 ? ? 2211 QOQ YXXQO ??? ? ? 2211 vOv YXXVO ??? ? ? ? ?? ?31212311 2/a r c c o s lVOQOlVOQ V O ?????? 顯然，當(dāng)∠ QVO 1 ≤ 90176。對(duì)于△ CQV CQ= ? ? ? ?22coco YYXX ??? ? ? ? ?22 cocv YYXXCV ??? ? ? ? ? ?? ?32232 2/a rc c o s lCVCQlCVC V Q ?????? 當(dāng)∠ CVQ≤ 90176。 ④整機(jī)向前傾翻對(duì)鏟斗挖掘力的限制。 圖 34 鏟斗液壓缸理論挖掘力計(jì)算簡圖 （ 2） 鏟斗挖掘 已知條件與計(jì)算斗桿實(shí)際挖掘力的已知條件相同。時(shí)，才有可能出現(xiàn)前傾現(xiàn)象。 NGH??30? 。 ⑥整機(jī)對(duì)地面的前后滑移對(duì)斗桿挖掘力的限制。 ②斗桿主動(dòng)挖掘力的限制。 對(duì)于已定的工作裝置鏟斗油缸理論挖 掘力值是該油缸瞬時(shí)長度 3L 的函數(shù)。這樣 W max1 就可以看作為鏟斗挖掘的最大阻力。一般認(rèn)為，斗容量小于 米 3 或在土質(zhì)松軟時(shí)以轉(zhuǎn)斗挖掘?yàn)橹?，反之以斗桿挖掘?yàn)橹鳌．?dāng)斗齒尖大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 處于 1V 時(shí)，鏟斗油缸理論挖掘力應(yīng)不低于其最大值的 80﹪，即 ODP ≥ maxODP 與 maxODP 相應(yīng)的斗齒尖位置為 maxV ，∠ 1V Q maxV 一般取 25176。 max3? =∠ 0V Q zV 一般在 130176。～ 30176。這里只考慮 2L 的影響。 B= max328 ?? ??A =100176。 （ 3） 、最大挖掘深度工況下 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 圖 25最大挖掘深度計(jì)算簡圖 當(dāng)動(dòng)臂油缸全縮時(shí)， FQV 三點(diǎn)痛直線并處于垂直狀態(tài)時(shí)的到最大挖掘深度 max1H = minVY = minFY 2l 3l （ 25） 這時(shí) FV XX ? . minFY 可由 FX = 21130 cos???ll 211 sin ???? lYY cF 1219 cos??? lYc 取 max11 LL ? 則可求得 ： minFY =942 mm （ 4） 在最大卸載高度工 況下 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 αα 21 圖 26最大卸載高度計(jì)算簡圖 當(dāng)動(dòng)臂油缸全縮，偶感油缸全伸時(shí)， QV連線處于垂直狀態(tài)時(shí)，最大卸載高度表達(dá)式為： ? ? ? ? 32118m a x1m a x322211m a x11115m a x3 1 8 0s i ns i ns i n llllYH A ????????????? ????????? （ 26） 由圖 23最大挖掘深度絕對(duì)值表達(dá)式為： ? ? AYllllH ??????? 1152m i n111123m a x1 s i ns i n ???? (27) 由式 2 27相加， 消去 5l ，并令 A= 211 ?? ? ,B= max328 ?? ??A 得到 ? ? ? ?? ? ? ?? ? 01s i ns i ns i n m a x12m i n1m a x11m a x3m a x1 ????????? BlAAlHH ??? (28) 又特性參數(shù) min11 max14 sinsin ?? ??k （ 29） 因此： 14 m ax1m in1sinsin ??? k? （ 210a） 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 ??????????2124 m a x12m in1s in1c o s ??? k （ 210b） 將式 210 代入式 28 則可得到一元函數(shù) ? ?max1?f = max1H 和 max3H 是設(shè)計(jì)任務(wù)書所要求的。 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 α 32 α 8α 11θ 圖 24 最大卸載高度時(shí)動(dòng)臂機(jī)構(gòu)計(jì)算簡圖 斗桿油缸全縮時(shí)∠ CFQ= 32? 8? 最大，如圖 24，常選 ? ?max832 ?? ? = ?160 ～ ?180 。一般當(dāng) 1K 2 時(shí)，稱為長動(dòng)臂短斗桿方案；當(dāng) 1K 時(shí)，屬于短動(dòng)臂長斗桿方案； 1K 在 ～ 2 之間稱為中間比列方案。 則可根據(jù)式 21可得 ? ? sKB qR ?? 2s in2 2?? = ? ? ????? ? = m 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 即： R=3l =865 mm 鏟斗上兩個(gè)鏟點(diǎn) K與 Q之間距離 24l ，太大將影響鏟斗機(jī)構(gòu)傳動(dòng)特性，太小則影響鏟斗結(jié)構(gòu)剛度。 綜合考慮 ，可取??? 100~902? 。這種挖掘方式時(shí)間長，并且穩(wěn)定條件限制了挖掘力的發(fā)揮，實(shí)際工作中基本上不采用?；【€的長度與包角決定與斗桿液壓缸的行程（ |DE|max|DE|min）。以鏟斗液壓缸進(jìn)行挖掘時(shí)的挖掘行程較短，如使鏟斗在挖掘行程結(jié)束時(shí)能夠裝滿土壤，需要有較大的挖掘力保證能夠挖掘厚度的土壤。鏟斗鉸接在斗桿前端 Q點(diǎn)，鏟點(diǎn)缸 L3活塞伸縮即可使鏟都繞斗桿桿端部伸縮。 最早的挖掘裝載機(jī)是 JCB 和大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 CASE 分別在拖拉機(jī)的基礎(chǔ)上改裝而來的。具有高生產(chǎn)率、多應(yīng)用性和可靠性等優(yōu)點(diǎn)。 ⑦ .北方重汽 WZ2520 液壓挖掘機(jī)：北方重汽股份公司與吉林大學(xué)合作開發(fā)的多用途工程機(jī)械。挖掘系統(tǒng)大臂為封閉式箱型結(jié)構(gòu)，零部件少，焊縫少，而強(qiáng)度高。該類產(chǎn)品除具有裝載機(jī)的功能外，還可用于水泥砼和瀝青路面的開鑿破碎，更換機(jī)具后還利用于挖掘和開溝，是一種多功能中型工程機(jī)械。動(dòng)力采用液力機(jī)械方式傳遞。 ② .帕爾澤尼挖掘裝載機(jī)：意大利帕爾澤（ PALAZZANI）公司生產(chǎn)的，主要機(jī)型 和 鉸接式挖掘裝載機(jī)。目前生產(chǎn)企業(yè)有十多家，年產(chǎn)量在 300 臺(tái)左右，產(chǎn)品的技術(shù)水 平、技術(shù)含量、可靠性等與國外先進(jìn)水平相比都還有較大的差距。 CASE 和 JCB 等多家公司均采用定量液壓系統(tǒng)，而 CATERPILLAR 和 VOLVO 則采用負(fù)荷敏感變量液壓系統(tǒng)變量系統(tǒng)可根據(jù)負(fù)荷的大小調(diào)整泵的排量，因此降低了油耗，液壓系統(tǒng)的發(fā)熱量減小，但價(jià)格較高，對(duì)系統(tǒng)的清潔度要求很高；定量系統(tǒng)功率利用率降低，系統(tǒng)發(fā)熱量大，但是價(jià)格便宜。液力變矩器帶有動(dòng)力換向裝置，可在行進(jìn)過程中改變行使方向，裝載時(shí)提高了作業(yè)的效率。挖掘動(dòng)臂可分為彎臂和直臂結(jié)構(gòu)，彎臂結(jié)構(gòu)類似挖掘機(jī)的結(jié)構(gòu)。 挖掘裝載機(jī)的基本 結(jié)構(gòu) 挖掘裝載機(jī)的基本 結(jié)構(gòu)： ：車架有整體式和鉸接式兩種，其中主流產(chǎn)品都是采用整機(jī)式車架，鉸接式車架是在小型裝載機(jī)的基礎(chǔ)上改裝的，僅有少數(shù)幾家公司采用這一結(jié)構(gòu)。作為反鏟挖掘使用時(shí)，是通過鏟斗機(jī)械方向運(yùn)動(dòng)進(jìn)行地平以下的挖掘。對(duì)特殊的工作情況做了進(jìn)一步的分析。這成為了制約國內(nèi)挖掘裝載機(jī)發(fā)展的技術(shù)瓶頸之一。開發(fā)出適合市場(chǎng)需求的挖掘裝載機(jī)對(duì)企業(yè) 具有十分重要的意義。 分發(fā)揮，還要考慮反鏟裝置不工作時(shí)，整機(jī)運(yùn)輸狀態(tài)或裝載裝置作業(yè) 時(shí)的穩(wěn)定性，即應(yīng)使靜止?fàn)顟B(tài)位置的反鏟裝置的質(zhì)心盡量靠近機(jī)體。 其中 主要是 以下幾個(gè)方面 ： ，向后傾翻點(diǎn)為支腿著地點(diǎn)，而履帶式挖掘機(jī)則分別為履帶式的前后著地點(diǎn)。通過對(duì)工作機(jī)構(gòu)上九個(gè)鉸接點(diǎn)位置的確定來設(shè)計(jì)出動(dòng)臂 模型及動(dòng)臂上各點(diǎn)的受力，然后計(jì)算出舉臂油缸和轉(zhuǎn)斗油缸的內(nèi)徑、活塞桿的桿徑，選出標(biāo)準(zhǔn)的液 壓缸。在本設(shè)計(jì)中，通過對(duì)國內(nèi)外現(xiàn)有技術(shù)的了解和分析，利用任務(wù)書上所給定 的挖掘機(jī)鏟斗額定裝載載荷，先計(jì)算出鏟斗的斗容，而后選用標(biāo)準(zhǔn)容量 鏟斗，根據(jù)所選出的標(biāo)準(zhǔn)鏟斗，算出挖掘機(jī)的最大鏟取阻力、最大卸載高度、最小卸載距離等一些設(shè)計(jì)必需用到的量。雖然挖掘裝載機(jī)與挖掘機(jī)的工作性能及挖掘原理相似，但是也存在著很 多的差異。在設(shè)計(jì) 鏟斗液壓缸的實(shí)際挖掘力，考慮動(dòng)臂液壓缸的閉鎖力時(shí)，動(dòng)臂缸處 于受壓狀態(tài)，而非挖掘機(jī)的受拉狀態(tài)。特別是挖掘裝載機(jī)具有挖掘和裝載的功能，同時(shí)有多種工作裝置供選擇， 市政工程、 建筑市場(chǎng)、公路維護(hù)等對(duì)其的需求量將非常大。但是，由于投入的精力、經(jīng)驗(yàn)及研究深度的局限性，對(duì)系統(tǒng)的特征研究涉及很淺，掌握可供參考的理論和經(jīng)驗(yàn)甚少，整機(jī)技術(shù)水平還有較大的差距，特別是對(duì)挖掘裝載機(jī)特性的研究與國際先進(jìn)水平還有較大的差距，特別是對(duì)挖掘裝載機(jī)挖掘特性的研究與國際先進(jìn)水平差距更大。嚴(yán)格分析了挖掘裝載機(jī) 挖掘裝置的特殊工作位置以及工作情況。根據(jù) GB1018688（挖掘裝載機(jī)術(shù)語），挖掘裝載機(jī)（ backhoe loader）定義為：一種機(jī)體前部有裝載裝置 ，機(jī)體后部有反鏟裝置的自行式機(jī)械。 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 挖掘裝載機(jī) 用途的 大體 概述 挖掘裝載機(jī)是一種多用途工程機(jī)械，它廣泛應(yīng)用與農(nóng)田水利建設(shè)、工業(yè)和民用建筑、市政建筑、園林、公路養(yǎng)護(hù)、港口、油田及電力建設(shè)等領(lǐng)域，主要用于基槽、基坑、管溝等小型土方工程 的開挖和回填，特別是通過快換裝置上多種工作附具，其用途更加廣泛。挖掘裝置可分為側(cè)移式和中軸式安裝，側(cè)移式是挖掘裝置可在車架上左右移動(dòng)，中軸式挖掘裝置在車架上不能左右移動(dòng)。變速箱有同步換擋變速箱和動(dòng)力換擋變速箱，擋位一般是前四后四。 ：有兩種主流配置：定量液壓系統(tǒng)變量液壓系統(tǒng)。國內(nèi)第一臺(tái)挖掘裝載機(jī)是在 1966 年以大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 東方紅 40 型拖拉機(jī)為底盤開發(fā)出來的。被益為“狹窄工況作業(yè)冠軍 。 ③ .徐工 WZ2520 及 WZ1616 型挖掘裝載機(jī)：徐工與國內(nèi)高校共同開發(fā)的產(chǎn)品，采用了發(fā)動(dòng)機(jī)前置，噪聲大大降低，動(dòng)力強(qiáng)勁，節(jié)能環(huán)保。全景可視駕駛室。⑤ .沃爾沃 BL71 型挖掘裝載機(jī)：秉承了沃爾沃輪式裝載機(jī)的高強(qiáng)度和簡單易用，同時(shí)具有沃爾沃挖掘裝載機(jī)的超強(qiáng)動(dòng)力和卓越性能。該機(jī)在路面與管道 維護(hù)、挖掘路面及電纜鋪設(shè)等工作中有著其他機(jī)械不可比擬的有優(yōu)勢(shì)。 ⑧ .澳柳 HUAEACH955E 型挖掘裝載機(jī)：應(yīng)用國際主流先進(jìn)挖掘裝載機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)，結(jié)合中國工程施工實(shí)際特點(diǎn)而開發(fā)研制的。譬如：采用了新型 ROPS/FOPS 安全認(rèn)證的駕駛室和全新底排放發(fā)動(dòng)機(jī)；實(shí)現(xiàn)了微電子控制的智能化操作及智能化液壓系統(tǒng)；挖掘裝載帶有防回轉(zhuǎn)沖擊功能。斗桿鉸接在動(dòng)臂上端 F 點(diǎn)，斗桿與動(dòng)臂的相對(duì)位置由斗桿缸 L2 控制。 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 （ 1）鏟斗油缸挖掘 以鏟斗油缸工作進(jìn)行挖掘，挖掘軌跡則以鏟斗與斗桿的鉸點(diǎn) Q為中心，該鉸點(diǎn) Q至斗齒尖 V的距離 |QV|為半徑所做的圓弧線的包角（鏟斗的轉(zhuǎn)角）及弧長決定與鏟斗液壓缸的行程（ |GH|max|GH|min）。 （ 2）斗桿油缸挖掘 以斗桿液壓缸進(jìn)行挖掘，鏟斗的挖掘軌跡系以動(dòng)臂與斗桿鉸點(diǎn) F 為中心，斗尖 V 至 F的距離 |FV|為半徑所做的圓弧線。 （ 3） 動(dòng)臂油缸挖掘 采用動(dòng)臂液壓缸工作進(jìn)行挖掘（斗桿、鏟斗液壓缸不工作），可以得到最大的挖掘半徑和最大的挖掘行程，此時(shí)鏟斗的挖掘軌跡以挖掘軌跡系以動(dòng)臂下鉸接點(diǎn) C為中心，斗尖V至 C的距離 |CV|為半徑而作的圓弧線，其極挖掘高度和挖掘深度（不是最大挖掘深度），分別決定于動(dòng)臂上傾角Ψ 1min（動(dòng)臂對(duì)水平線的夾角）