【正文】 ，也即決定于動(dòng)臂液壓缸的行程（ |AB|max|AB|min）。但B 和 R 大到一定程度，綜合反應(yīng)到 ?2 ?90 以后， max1W 和 E 的下降減緩。所以取 ?2 = ?93 。因此由要求的 1R ，一定的 3l和 1K 可以按下列近似經(jīng)驗(yàn)公式選擇 1l 和 2l 2l = 1311 KlR?? （ 22） 1l = 1K 2l （ 23） 式中 1K 為動(dòng)臂與斗桿的長(zhǎng)度比，對(duì)一定的工作尺寸而言，動(dòng)臂與斗桿之間的長(zhǎng)度比可在很大范圍內(nèi)選擇?？紤]到以反鏟為主的通用機(jī)應(yīng)適當(dāng)顧及替換裝置（如正鏟）在地面以上對(duì)動(dòng)臂油缸力矩的要求，可取 4K =～ 3m 左右的通用機(jī)往往對(duì)正、反鏟并重，可取 4K =1. 11? 的取值對(duì)特性參數(shù) 4K 、最大挖掘深度 max1H 和最大挖掘高度 max3H 有影響，加大 11? 會(huì)使 4K 減小或使 max1H 增大，這也正符合反鏟作業(yè)要求，因此基本用作反鏟的小型機(jī)取 11? 60? .所以取 11? ≈ ?60 。單動(dòng)臂油缸在動(dòng)臂上的鉸點(diǎn)一般置于動(dòng)臂下翼附加耳座上，根據(jù)三角形 CBF 可得： 7122221272 2c os ll lll ???? （ 24） 代入數(shù) 據(jù)可求得： 2? =176。 =176。考慮到結(jié)構(gòu)尺寸、運(yùn)動(dòng)余量、穩(wěn)定性和構(gòu)件運(yùn)動(dòng)副度等因數(shù)一般取 1? =～ ，個(gè)別情況下因動(dòng)臂擺角和鉸點(diǎn)布置要求可以取1? ≦ 2? =～ ， 3? =～ . θθ 1m inΦ 1m ax 圖 27 動(dòng)臂擺角范圍計(jì)算簡(jiǎn)圖 如圖 27 所示動(dòng)臂的擺角范圍是 1L 的函數(shù)，設(shè)特性參數(shù) 5min1 lL?? ， 57 ll?? 當(dāng)1L = min1L 時(shí)可得 ? ??? 2 12c os22572 m i n125270m i n1 ???????? ll LllA CB （ 211） 則： min1L = m in1572527 c os2 ?llll ?? （ 212） 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 代入原始數(shù)據(jù)可求得 min1L =1088 mm 根據(jù)參考資料和實(shí)際情況而取動(dòng)臂油缸全伸與全縮之比 1? = 所以可根據(jù)min1max11 LL?? 可得： max1L =1850 mm （ 2） 斗桿油缸參數(shù)的確定 斗桿的位置參數(shù)是 1L 和 2L 的函數(shù)。 θθ 2m inΦ 2m ax 圖 28 斗桿機(jī)構(gòu)擺角計(jì)算簡(jiǎn)圖 和動(dòng)臂油 缸相類似根據(jù)公式 982 m in22928m in2 2c os ll Lll ???? （ 213） 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 m in2982928m in2 c o s2 ?llllL ??? （ 214） 代入原始數(shù)據(jù)可求得： min2L =1003 mm 再根據(jù)斗桿油缸伸縮比 2? =～ ，取 2? = max2L =1685 mm （ 3） 鏟斗油缸參數(shù)的確定 ΦΦ 3max 圖 29鏟斗機(jī)構(gòu)參數(shù)選擇要求和油缸極限位置 如圖 29所示，當(dāng) 3L = mixL3 時(shí)，設(shè)斗齒尖為 0V 斗齒尖轉(zhuǎn)到 FQ 延長(zhǎng)線時(shí)為 1V ,令初始負(fù)角 DO? =∠ 0V Q1V ，該角應(yīng)滿足使用要求，一般取 0176。（即 0V 在 1V 之下）。鏟斗油缸最大理論挖掘力應(yīng)與轉(zhuǎn)斗最大挖掘阻力相適應(yīng)。 根據(jù)鏟斗理論挖掘力和功的平衡可知 ? ? ??? m a x3 m i n3 333m in3 11 ?? ?? dlPPL OD （ 215） 可得： min3L =959 mm 因?yàn)殓P斗油缸伸縮比 3? =～ ，取 3? = 故： max3L = min3L 3? max3L =1630 mm 根據(jù)以上計(jì)算過程可得油缸的基本尺寸如表 22所示 表 22油缸尺寸 （單位： mm） AB DE GH 1L 2L 3L Min Max Min Max Min Max 1088 1850 1003 1685 959 1630 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 第三章、挖掘裝置受力計(jì)算和強(qiáng)度計(jì)算 、挖掘阻力的計(jì)算 圖 31 大曲率切削阻力試驗(yàn)曲線 反鏟裝置工作時(shí)，既可用鏟斗液壓缸挖掘（簡(jiǎn)稱轉(zhuǎn)斗挖 掘），也可用斗桿液壓缸挖掘（簡(jiǎn)稱斗桿挖掘），或作復(fù)合動(dòng)作挖掘。 W max1 試驗(yàn)證明法向挖掘阻力 W2 的指向是可變的，數(shù)值也較小 ，一般 W2 ＝ 0～ W1 土質(zhì)越均勻 W2 越小，從隨機(jī)統(tǒng)計(jì)的角度看，取法向分力 W2 為零來簡(jiǎn)化計(jì)算是可以的。 （ 1） 鏟斗挖掘時(shí)，鏟斗缸的理論挖掘力 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 ? ?132 3133 Lflr rrPiPP OD ??????? （ 34） 式中： 3P ：鏟斗油缸的理論推力， pFP ?? 33 ， 3F 為鏟斗油缸大腔工作面積， p 為液壓系統(tǒng)工作壓力； 1r 、 2r 、 3r ：力臂值。 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 圖 32 整機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 （ 1） 斗桿挖掘： 在給定工況 (L1 ， L2 ， L3 )的情況下，計(jì)算斗桿的實(shí)際挖掘力時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮到下列因素的 影響 : ①動(dòng)臂液壓缸閉鎖能力對(duì)斗桿挖掘力的限制。 ⑤整機(jī)向后傾翻對(duì)斗桿挖掘力的限制。 ? ? ? ? 22 VFVF YYXXFV ???? (36) ? ? ? ? 22 VCVC YYXXCV ???? (37) ? ? ? ?? ?FVCVlFVCVC V F ?????? 2a r c c o s 2222 (38) 當(dāng) ??? 90CVF 時(shí)，動(dòng)臂液壓缸小腔受壓，此時(shí)小腔閉鎖力對(duì) C 點(diǎn)產(chǎn)生的力矩為 ? ? ? ?? ? 45212101 s i n22 ?? ???? ldDPM （ 39） 有關(guān)重量對(duì) C產(chǎn)生的力矩為 ? ?Cii XXGM ?? ?2 (310) 所以 : ? ?? ?? ?CV FCV MMPG ?? ?? c os 211 (311) 當(dāng) CVF? ＞ ?90 時(shí)，動(dòng)臂 液壓缸大腔受壓，此時(shí)大腔閉鎖力對(duì) c 點(diǎn)產(chǎn)生的力矩為 ? ? 452103 s in2 ?? ??? lDPM （ 312） ? ? ? ?? ?C V FCVMMP G ???? c o s321 （ 313） 2)斗桿液壓缸主動(dòng)挖掘力 2GP ，參見圖 33，斗桿液壓缸主動(dòng)力對(duì) F點(diǎn)產(chǎn)生的力矩 ? ? 59221 s in2 ?? lDPM ? （ 314） 有關(guān)重量對(duì) F點(diǎn)產(chǎn)生的力矩為： ? ?fii XXGM ?? ?2 所以 ? ? FVMMPG 212 ?? 3)鏟斗液壓缸閉鎖力限制的最大斗桿挖掘力 3GP 參見圖 33，對(duì)于 FVQ? ? ?? ?FVllFVlF V Q ?????? 322223 2a r c c o s (315) 當(dāng) ??? 90FVQ 時(shí)，鏟斗液壓缸大腔受壓，此時(shí)大腔閉鎖力對(duì) Q 點(diǎn)產(chǎn)生的力矩為 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 ? ? 332301 2 liDPM ??? ? （ 316） 其中 : i3為鏟斗連桿機(jī)構(gòu)的總傳動(dòng)比 ? ?2834329302224143 s in s ins in ? ???lllli ?? （ 317） 其中： GNH??22? 。斗桿挖掘時(shí)，整機(jī)不可能產(chǎn)生前傾翻，只有∠ FVO1 ＞ 90176。各部件重量對(duì) O2 點(diǎn)產(chǎn)生的力矩為 : ? ? ? ?? ???? 022025 XXGXXGM iii (326) 所以 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 ? ?? ?2255 c o s FVOVOMP G ?? (327) 6)、 整機(jī)滑移限制的最大斗桿挖掘力 P 6G 參見圖 34，設(shè) FV 聯(lián)機(jī)對(duì)水平線的夾角為β 2 ，則： ? ? ? ?? ?VFGVGF XXPPa rc tg ???2? (328) 26 sin ?GUPG ? (329) 通過上述運(yùn)算，我們知道 P 1G 至 P 6G 中的最小值，就是在該工況下斗桿挖掘時(shí)，所能發(fā)揮的最大實(shí)際挖掘力。 ③鏟斗液壓缸主動(dòng)挖掘力的限制。 現(xiàn)分別計(jì)算如下 : ①動(dòng)臂液壓缸閉鎖力限制的最大鏟斗挖掘力 P 1D 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 根據(jù)前面提到的幾何尺寸計(jì)算，可以求出工作裝置 上每一個(gè)鉸點(diǎn)的坐標(biāo)值。時(shí)，斗桿液壓缸大腔受壓，此時(shí)大腔閉鎖力對(duì) F 點(diǎn)產(chǎn)生的力矩為 ? ? 592101 s in2/ ?? ??? lDPM (335) 有關(guān)重量對(duì) F 點(diǎn)產(chǎn)生的力矩為 ? ?? ?? cii XXGM 2 (336) 所以 ? ? ? ?? ?FVQFVMMP D ???? c o s/212 當(dāng)∠ FVQ＞ 90176。各部件重量對(duì) O1 點(diǎn)產(chǎn)生的力矩為 ? ? ? ?? ???? 010221 XXGXOXGM ii 所以 ? ?? ?114 c o s/ QV OVOMP D ??? (340) ⑤整機(jī)向后傾翻限制的最大鏟斗挖掘力 P 5D 參見圖 24，對(duì)于△ QVO2 ? ? 22022 YXXQO ??? ? ? 22022 VV YXXVO ??? ? ?? ?322223222 2/a r c c o s lVOQOlVOQ V O ?????? 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 32 顯然，當(dāng)∠ QVO2 ≥ 90176。 第四章 主要部件 反鏟 的三維造型 Pro/E 簡(jiǎn)介 Pro/ENGIEER 操作軟件是美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司（ Parametric Technology Corporation,簡(jiǎn)稱PCT）的主要產(chǎn)品。 從實(shí)用性上看， Pro/E系統(tǒng)界面簡(jiǎn)潔，概念清晰，符合工程人員的設(shè)計(jì)思想與習(xí)慣。 建模原理： Pro/E 是一個(gè)實(shí)體建模器，它將模型建立成實(shí)體，并允許用戶在三維的環(huán)境中設(shè)計(jì)。改變與特征相關(guān)的形狀或位置的定義，就可改變與模型相關(guān)的形位關(guān)系。 ③ 參數(shù)化 —— Pro/E是一個(gè) 參數(shù)化系統(tǒng)。 ② 啟動(dòng) Pro/E，進(jìn)入 [零件 ]設(shè)計(jì)模式，為零件命名。經(jīng)過以上幾步完成零件的實(shí)體造型。 ④ 可以通過輸入零件密度的方法直接計(jì)算出結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)的重量以及質(zhì)心等，達(dá)到更優(yōu) 化的設(shè)計(jì)。 Pro/E 是以特征（ Feature）為基礎(chǔ)的參數(shù)式設(shè)計(jì)系統(tǒng)，將特征視為最小的模型基礎(chǔ)元素。 ③ 選擇特征體積建構(gòu)方式，如： Extrude（擠出）、 Revolve（旋轉(zhuǎn)）、 Sweep（掃描）、Blend（混合）等。 ⑦ 選擇材料側(cè)（ Material Side）。 建立點(diǎn)放型特征的一般方法步驟： ① 選擇特征命令。 ⑤ 設(shè)定尺寸參數(shù)。 ③ 使用曲面（ Use Quite），使曲面特征長(zhǎng)成實(shí)體特征。可以這樣說，零件之間的裝配約束關(guān)系就是實(shí)際環(huán)境中零件之間的設(shè)計(jì)關(guān)系在虛擬環(huán)境的映射。 在 Pro/ 中的裝配約束類型共有 9 種，分別為匹配、對(duì)齊、插入、坐標(biāo)系、相切線上點(diǎn)、曲面上的點(diǎn)、曲面上的邊以及自動(dòng)等。 ③ 插入：用于軸與孔之間的裝配。 ⑤ 相切：以曲面相切方式對(duì)兩零件進(jìn)行裝配。 自動(dòng)：以系統(tǒng)默認(rèn)的方式進(jìn)行