【文章內(nèi)容簡介】 00??? ?RRLz ? （ ） 擋板高度 KL ： mmRRL KK 00 ??? ? （ ） 鏟斗圓弧半徑 1R ： 湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 6 mm RRR R499 001? ?? ? （ ） 鏟斗與動臂鉸銷距斗底的高度 : mmRRh b 1 5 )~( 00 ??? () 鏟斗側壁切削刃相對于斗底的傾角 000 60~50?? 。 在選擇 1? 時，應保證側壁切削刃與擋板的夾角為 090 。因此 取 α 0=500，切削角 δ 0=300。 工作機構連桿系統(tǒng)的尺寸參數(shù)設計 轉斗油缸后置式反轉六桿機構 這種機構有兩大優(yōu)點 [3]： ，并且連桿系統(tǒng)的倍力系數(shù)能設計成較大值。所以可以獲得相當大 的鏟取力。 ，不僅能得到良好的鏟斗平動性能，而且可以實現(xiàn)鏟斗自動放平。 缺點是搖臂和連桿布置在鏟斗與前橋之間的狹窄部位，容易發(fā)生構件相互干擾。 工作裝置結構設計 工作機構的基本給構如圖所示。鏟斗 動臂 連桿 搖臂 轉斗油缸 5，舉升油缸 6等組成。 圖 湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 7 動臂設計 反轉六桿工作機構由轉斗機構和動臂舉升機構組成轉斗油缸 FG、搖臂 DEF、連桿CD、鏟斗 BC、動臂 BEA 、機架 AG 六個構件組成，由于 AG 和 BC轉向相反，所以此機構稱為反 轉六桿機構。 動臂鉸接點的位置是通過作圖來確定的，如圖 所示，若確定了動臂下鉸點的最高位置 iB ，則最大卸載高度 maxsH 、最小卸載距離 minsl 及最高位置的卸載角 ? 隨之確定。圖 中 ? 為斗底與鏟斗回轉半徑的夾角，動臂下鉸點當鏟斗在地面產(chǎn)掘時的位置 1B ，在考慮斗底與水平面夾角 ??? 5~3? 時及鏟斗裝滿物料后傾不與輪胎相碰的情況下，盡量靠近輪胎，以減小裝載機的整機尺寸。動臂的上鉸點 A應在 iBB1 連線的垂直平分線上，當最大卸載高度和最小卸載距離一定時，上鉸接點的前后位置影響動臂的長度 dl 、動臂的回轉角 ? 及動臂最大伸出時的穩(wěn)定性。 Al 大，動臂增大，動臂回轉角 ? 減小，傾翻力矩小，提高了裝載機在鏟斗最大伸出時的穩(wěn)定性，所以在允許的情況下希望 Al 大些。動臂與車架鉸接點的高度通常取 [3]： )()~( 0 mmRH A ? （ ） 圖 動臂與車架鉸接點的左右位置，根據(jù)裝載機輪距、動臂、轉斗油缸的尺寸布置和湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 8 視線等確定。動臂回轉角通常取 ??? 90~80? 。 動臂鉸接點位置確定之后，按圖 Dl 。 20m a x20m i n )]s i n([])c os ([ ???? ???????? RHHlRll AsBsD mm （ ） 式中： minsl —— 鏟斗最小卸載距離， 1290mm； ?—— 鏟斗回傳半徑與斗底的夾角； ?5 ； ?—— 鏟斗最大卸載高度時最大卸載角，通常取 ??45? ；取 ?45 ； Bl —— 動臂與車架鉸接點到裝載機前面外廓水平距離， 1675mm； maxsH —— 最大卸 載高度， 2950mm。 計算得： mmlD 2780? 動臂形狀通常分為直線形和曲線形兩種，如圖 所示。直線形的動臂結構簡單，制造比較容易，并且受力情況較好，一般正轉式連桿工作裝置采用較多；曲線形動臂，通常反轉式連桿采用較多，此種結構形式的動臂可以使工作裝置的布置更為合理。 圖 動臂斷面結構形式有單板、雙板和箱型三種。單板動臂的結構相對簡單、工藝性好、但其強度和剛度較低，小型裝載機采用較多，大、中型裝載機對動臂的強度和剛度要求高，大多采用雙板或箱型斷面動臂。為了減輕工作裝置的重量，動臂的斷面尺寸一般按等強度來設計。 湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 9 連桿機構設計 連桿機構是由鏟斗、動臂、連桿、搖臂和轉斗油缸等組成， 該機構的設計是個較復雜的問題。對于已經(jīng)確定結構型式的連桿機構，在滿足使用要求的情況之下，各構件可以設計成各種尺寸以及不同鉸接點位置，構件尺寸及鉸接點的位置可變性較大。所以設計出的連桿機構，并不都具有高的經(jīng)濟技術指標。要想獲得連桿機構的最佳尺寸及構件最合理的鉸接位置，需要結合總體布局、構件的運動學及動力學分析，并綜合考慮各種因素進行方案比較，選擇較理想的方案。 1）平移性好，動臂從最低到最高卸載高度的舉升過程中，鏟斗后傾角變化盡量小，盡量接近平移運動，保證滿載鏟斗中的物料不撒落，一般相對 地面的轉角差不大于 15度；鏟斗在地面時的后傾角取 45 度左右；在運輸位置時應有大于 45度。在最大卸載高度時一般取 4761度。 2）卸載性好，在動臂舉升高度范圍內(nèi)的任意位置，鏟斗的卸載角 ??45? ，以保證能卸載干凈。 3）動力性好，在設計構件尺寸時，為保證連桿機構具有較高的力傳遞效率，斗桿機構要能滿足鏟掘位置傳動角接近 90 度，使有效分力大，以便有較大的掘起力；運輸位置傳動角小于 170 度，這個角太大會使鏟斗收不緊，以致運輸途中使物料撒落。斗搖壁應盡量短，否則，為了獲得一定的掘 起力，勢必使缸搖臂較長，連桿機構尺寸增大，翻斗油缸行程較長，造成卸料時間過長。 4）作業(yè)時與其他構件無運動干涉，保證駕駛員工作方便、視野寬闊。 反轉連桿機構的尺寸及鉸點位置確定：連桿 CD 的長度 b，搖臂 DF 的長臂長度 c和短臂長度 e，鏟斗上兩個鉸接點 BC 之間的距離 a，鉸接點 E 和鉸接點 C的位置，轉斗油缸與車架的鉸點 G 的位置及轉斗油缸的行程等。 動臂的長度是連桿機構的主要參數(shù)，該參數(shù)不僅影響著連桿機構的運動和受力，而且與連桿的尺寸和鉸接點的位置有關，因此連桿機構的其他構件的尺寸可以依據(jù)該參數(shù) 來確定。 1）搖臂 DF長度及鉸接點位置 連桿與鏟斗鉸點 C 的位置與連桿的受力和轉斗油缸的行程有關，選擇時主要考慮湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 10 當鏟斗處于地面鏟掘位置時，轉斗油缸作用在連桿 CD 的有效分力較大，以發(fā)揮較大的掘起力。通常 BC 與鏟斗回轉半徑 0R 之間的夾角 ??? 125~100? ； BC 長Dla )~(? 。 搖臂 DF和連桿 CD要傳遞較大的插入和轉斗阻力，要充分考慮其強度和剛度。搖臂 DF 的形狀和長短臂的比例關系 ec 及鉸點 E的位置，是由連桿機構受力情況及它們在空間布置的方便和可能性來確定的，同時轉斗油缸的行程及連桿 CD 的長度也不宜過大。搖臂可以做成直線形或彎曲形。彎曲形搖臂夾角一般不大于 30 度，否則構件受力不良。鉸點 E 的位置，布置在動臂兩鉸點連線 AB 的中部 el 偏上 m處。 設計時初定： DDDDe lclelmll )~(。)~(。)~(。)~( ???? 。 （ ） 計算得： 8 0 6~7 5 0。6 6 6~6 1 0。3 3 3~3 0 5。1 3 9 0~1 3 3 4 ???? ceml e 。 湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 11 第 3 章 工作裝置的受力分析與強度校核 鏟斗重量計算 鏟斗的重量由兩部分組成，一部分是圍成鏟斗的鋼板的重量 G1，另一部分是筋板、吊耳等附屬裝置的重量Δ G，估算Δ G 的值為 10％ G[4]。 則 1111 GGGGGG D ?????? () 又 gtStStSG K ?)2( 211 ??? () 式中 S1—— 鏟斗側壁的面積； t—— 鏟斗壁厚； S2—— 斗底和后斗壁的面積； SK—— 檔板面積； ρ —— 鋼板的密度（取 ρ =7850kg/m3）； g—— 重力加速度（取 g=10N/Kg）。 由前述可得 S1= t= S2= m2 SK= m2 代入各項數(shù)據(jù)可得： NG 7 4 5 5107 8 5 6 6 7 ???????? ）（ （ ） KNGG D 1 ???? （ ） 認為動臂軸線與連 桿 —— 搖臂軸線處于同一平面， 則所有的作用力都通過構件(除鏟斗外 )斷面的彎曲中心，即略去了由于安裝鉸座而產(chǎn)生的附加的扭轉，從而可以用軸線、折線或曲線來代替實際構件。 湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 12 工作裝置的受力分析 將工作裝置簡化為平面問題進行受力分析。 工作裝置的受力分析，就是根據(jù)各種工況下作用在鏟斗的外力，用解析法或圖解法求出對應工況下工作裝置各構件的內(nèi)力。如圖 所示 [5]； 圖 工作裝載受力分析 （ a） 鏟斗脫離體；（ b）連桿脫離體；（ c）搖臂脫離體；（ d）動臂脫離體 1)取鏟斗為脫離體，如圖 所示，根據(jù)平衡原理，分析鏟斗的受力： 由 ? ?0BM ? ?121211 s inc o s ?? ??????? lhPlPhP CaZaX （ ） KNlhlPhPP aZaXc2 0 5s inc o s 1212 11?????????? （ ） 湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 13 由 ? ????? 0c o s,0 1 BcaX XPPX ? （ ） 所以 ? ?KN PPX caXB498 c os 1? ??? ? （ ） 由 ? ?????? 02s i n,01 DaZBc GPZPZ ? （ ） 得 KNGPPZ DcaZB2 in2 0 52s in01??????????? ???? ? （ ） 2)取連桿為脫離體，如圖 所示，根據(jù)平衡原理，作用于連桿兩端的力大小相等，方向相反。即： DC PP? （ ） 由圖示受力分析可知，連桿此時受拉。 3)取搖臂為脫離體，如圖 所示，根據(jù)平衡原理，分橋搖臂的受力： 由 34332324 c o ss i nc o ss i n0???? hPlPhPlPMFFDDE ????? ?? （ ） KNPF 483? 由 KNPPXPPXXDFEDFE7326c o s2958c o s443c o sc o s0c o sc o s,02323??????????????????? （ ） 由 KNPPZPPZZDFEDFE306s in2958s in443s ins in0s ins in,02323???????????????????? （ ） 湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 14 4) 取動臂為脫離體，如圖 所示，根據(jù)平衡原理，分析動臂的受力： ? ?? ?KNlhlZhXlZhXPlZhXlZhXlhPMEEBBHEEBBHA448sincos0sincos,04546657765774546???????????????????? （ ） 得 KNXXPXXXPXXEBHAEBHA6 6 67 3 24 9 815c o s4 4 8c o s0c o s,044?????????????????? （ ） 得 KNPZZZZZPZZHEBABEHA1 6 215s in4 4 c o s0s in,0044??????????????????? （ ） 工況垂直偏載計算 1)取鏟斗為脫離體，如圖 所示，根據(jù)平衡原理，分析鏟斗的受力： 由 ? ?0BM ? ?121211 s inc o s ?? ??????? lhPlPhP CaZaX （ ） 得 KNlhlPhPP aZaXc5 0 0s inc o s 121211?????????? （ ） 由 ? ????? 0c o s,0 1 BcaX XPPX ? （ ） 得 ? ?KN PPX caXB497 c os 1? ??? ? （ ） 由 ? ?????? 02s in,01 DaZBc GPZPZ ? （ ） 得 KNGPPZ DcaZB632s in 1???????? ???? ? （ ） 湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 15 2)取連桿為脫離體