【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 與主參數(shù)的選擇 斗容： q = 按經(jīng)驗(yàn)公式和比擬法初選： l3 =1550mm （ 3） 工作裝置液壓系統(tǒng)主參數(shù)的初步選擇 各工作油缸的缸徑選擇要考慮到液壓系統(tǒng)的工作壓力和 “ 三化 “ 要求以及初 步 估取的液壓缸受力。初選動(dòng)臂油缸內(nèi)徑 D1=120mm，活塞桿的直徑 d1=90mm。斗桿油缸的內(nèi)徑 D2=120mm，活塞桿的直徑 d2=90mm。鏟斗油缸的內(nèi)徑 D3=90mm，活塞桿的直徑d3=63mm。又由經(jīng)驗(yàn) 公式和其它機(jī)型的參考初選動(dòng)臂 油缸行程 L1=1375mm，斗桿油缸行程 L2=1450mm，鏟斗油缸行程 L3=1250mm。并按經(jīng)驗(yàn)公式初選各油缸全伸長(zhǎng)度與全縮長(zhǎng)度之比： λ1=λ2=λ3=。 表 挖掘機(jī)參數(shù) Excavator parameters 整機(jī)工作質(zhì)量 20210kg 谷守領(lǐng)： 20噸履帶式單斗液壓挖掘機(jī)工作裝置三維設(shè)計(jì) 10 標(biāo)準(zhǔn)斗容 動(dòng)臂長(zhǎng)度 5400mm 斗桿長(zhǎng)度 3000mm 最大挖掘半徑 R 9885mm 最大挖掘深度 1maxH 7150mm 最大挖掘高度 2maxH 7260mm 行走速度 回轉(zhuǎn)速度 11rad/min 回轉(zhuǎn)角度 ?360 動(dòng)臂轉(zhuǎn)角 ?40 斗桿轉(zhuǎn)角 ?160 鏟斗轉(zhuǎn)角 ?160 爬坡能力 ?35 山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 3 工作 裝置運(yùn)動(dòng)分析 動(dòng)臂運(yùn)動(dòng)分析 min1L ：動(dòng)臂油缸的最短長(zhǎng)度； max1L ：動(dòng)臂油缸的伸出的最大長(zhǎng)度； A：動(dòng)臂油缸的下鉸點(diǎn)； B：動(dòng)臂油缸的上鉸點(diǎn)； C：動(dòng)臂的下鉸點(diǎn)。 圖 動(dòng)臂擺角范圍計(jì)算簡(jiǎn)圖 Moving arm angular range calculation diagram 1? 是 1L 的函數(shù)。動(dòng)臂上任意一點(diǎn)在任一時(shí) 刻也都是 1L 的函數(shù)。如圖 所示，圖中min1L ：動(dòng)臂油缸的最短長(zhǎng)度； max1L ：動(dòng)臂油缸的伸出的最大長(zhǎng)度； min1? ：動(dòng)臂油缸兩鉸點(diǎn)分別與動(dòng)臂下鉸點(diǎn)連線夾角的最小值； max1? ：動(dòng)臂油缸兩鉸點(diǎn)分別與動(dòng)臂下鉸點(diǎn)連線夾角的最大值。 則在 ? ABC 中： 157252721 c o s2 ?llllL ??? 1 2 2 21 7 5 1 7 5c os ( ) 2l l L l l? ? ??? ? ??? (31) 在 ? BCF 中： 2172127222 c o s2 ?llllL ??? ? ?1 2 2 22 7 1 2 2 7 1c o s 2l l L l l? ? ??? ? ??? (32) 由圖 所示的幾何關(guān)系，可得到 21? 的表達(dá)式： 谷守領(lǐng)： 20噸履帶式單斗液壓挖掘機(jī)工作裝置三維設(shè)計(jì) 12 112121 ???? ??? (33) 當(dāng) F 點(diǎn)在水平線 CU 之下時(shí) 21? 為負(fù)，否則為正。 F 點(diǎn)的坐標(biāo)為 21130 co s?llX F ?? 21130 cos?llY F ?? (34) C 點(diǎn)的坐標(biāo)為 5 11c osCAX X l ??? 115 sin ?lYY AC ?? (35) 動(dòng)臂油缸的力臂 1e CABle ?? sin51 (36) 顯然，動(dòng)臂油缸的最大作用力臂 5max1 le ? ，又令 15minll?? , 75ll?? 。這時(shí)： 12525271 ???? ?lllL 11 cos 1???? (37) 斗桿的運(yùn)動(dòng)分析 如下圖 所示， D 點(diǎn)為 斗桿油缸與動(dòng)臂的鉸點(diǎn)點(diǎn) ， F 點(diǎn)為動(dòng)臂與斗桿的鉸點(diǎn)， E點(diǎn)為斗桿油缸與斗桿的鉸點(diǎn)。斗桿的位置參數(shù)是 l2，這里只討論斗桿相對(duì)于動(dòng)臂的運(yùn)動(dòng)，即只考慮 L2的影響。 D斗桿油缸與動(dòng)臂的鉸點(diǎn)點(diǎn)； F動(dòng)臂與斗桿的鉸點(diǎn)； E斗桿油缸與斗桿的鉸點(diǎn)； θ斗桿擺角。 圖 斗桿機(jī)構(gòu)擺角計(jì)算簡(jiǎn)圖 Measures stem institutions put the Angle calculation diagram 在 ? DEF 中， 山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 2 2 22 8 9 8 9 22 c o sL l l l l ?? ? ? 1 2 2 22 8 9 2 8 9c os [ ( ) 2 ]l l L l l? ?? ? ? (38) 由上圖的幾何關(guān)系知 2 m ax 2 m ax 2 m in? ? ??? (39) 則斗桿的作用力臂 29sine l DEF?? (310) 顯然，斗 桿的最大作用力臂 2max 9el? ,此時(shí) 1 2 22 9 8 2 8 9c os ( ) ,l l L l l? ?? ? ?。 鏟斗的運(yùn)動(dòng)分析 鏟斗相對(duì)于 XOY 坐標(biāo)系的運(yùn)動(dòng)是 L L L3的函數(shù)，現(xiàn)討論鏟斗相對(duì)于斗桿的運(yùn)動(dòng)，如圖 所示， G 點(diǎn)為鏟斗油缸與斗桿的鉸點(diǎn)， F 點(diǎn)為斗桿與動(dòng)臂的鉸點(diǎn) Q 點(diǎn)為鏟斗與斗桿的鉸點(diǎn)， V點(diǎn)為鏟斗的斗齒尖點(diǎn)， K 點(diǎn)為連桿與鏟斗的餃點(diǎn)， N 點(diǎn)為搖桿與斗桿的鉸點(diǎn)， M 點(diǎn)為鏟斗油缸與曲柄的鉸點(diǎn)， H 點(diǎn)為曲柄與連桿的鉸點(diǎn)。 （ 1） 鏟斗連桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比 i 和鏟斗缸的當(dāng)量作用力臂 3e 利用圖 ，可以知道求得以下的參數(shù)： 在 ? MNG 中 1 2 2 222 15 13 3 15 13c os [ ( ) 2 ]M N G l l L l l? ?? ? ? ? ? 1 2 2 230 3 15 13 3 15c os [ ( ) 2 ]M G N L l l L l? ?? ? ? ? ? 32 22 30M NG M NG M G N? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (311) 在 ? HNQ 中 ： 2 2 227 13 21 13 21 232 c osL l l l l ?? ? ? 1 2 2 22 1 1 4 2 7 2 1 1 4c o s [ ( ) 2 ]NH Q l l L l l?? ? ? ? (312) 在 ? QHK 中 1 2 2 227 29 27 24 29 27c o s [ ( ) 2 ]Q H K l l L l l? ?? ? ? ? ? (313) 在 □KHQN中 2 8 2 1 2 7NH K NH Q Q H N? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? (314) 鏟斗油缸對(duì) N 點(diǎn)的作用力臂 r1 1 13 32sinrl ?? (315) 連桿 HK 對(duì) N 點(diǎn)的作用力臂 r2 2 13 sinr l NH K?? (316) 連桿 HK 對(duì) Q 點(diǎn)的作用力臂 r3 谷守領(lǐng)： 20噸履帶式單斗液壓挖掘機(jī)工作裝置三維設(shè)計(jì) 14 r3 = l24 鏟斗對(duì) Q 點(diǎn)的作用力臂 r4 r4 = l3 連桿機(jī)構(gòu)的總傳動(dòng)比 1 3 2 4( ) ( )i i i i i? ? ? (317) 顯然 317 式中可知， i 是鏟斗油缸長(zhǎng)度 L2 的函數(shù)，用 2minL 代入可得初傳動(dòng)比 0i ， 2maxL代入可得終傳動(dòng)比 iz。 QVlie ??3 (318) 顯然 i 、3e、 1r 、 2r 和 3r 都是 3L 的一元函數(shù)。 （ 2） 鏟斗相對(duì)于斗桿的擺角 3? 鏟斗的瞬時(shí)位置轉(zhuǎn)角為 3 7 24 26 10? ? ? ? ?? ? ? ? (319) 其中，在 ? NFQ 中 1 2 2 27 21 2 16 21 2c os [ ( ) 2 ]NQ F l l l l l? ?? ? ? ? ? (320) 10? 暫時(shí)未定，其在后面的設(shè)計(jì)中可以得到。 當(dāng)鏟斗油缸長(zhǎng)度 L3 分別取 L3max 和 L3min 時(shí)，可分別求得鏟斗的最大和最小轉(zhuǎn)角 3max?和 3min? ，于是得鏟斗的瞬間轉(zhuǎn)角 : 3 3 max 3 min? ? ??? (321) 鏟斗的擺角范圍 3 3 m ax 3 m in? ? ??? 圖 鏟斗連桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比計(jì)算簡(jiǎn)圖 Loader transmission linkage mechanism calculation diagram 山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 （ 3） 斗齒尖運(yùn)動(dòng)分析 見(jiàn)圖 所示，斗齒尖 V 點(diǎn)的坐標(biāo)值 XV和 YV，是 L1 、 L L3 的函數(shù)只要推導(dǎo)出XV和 YV的函數(shù)表達(dá)式，即 VX = xf ( 1 2 3,L L L ), VY = yf ( 1 2 3,L L L )。那么整機(jī)作業(yè)范圍就可以確定，現(xiàn)推導(dǎo)如下 : 由 F 點(diǎn)知： 32 3 4 6 2C FQ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? (323) 在 ? CDF 中： DCF? 由后面的設(shè)計(jì)確定，在 DCF? 確定后則有： 3 DFC? ?? 2 2 28 6 1 6 12 c osl l l l l D C F? ? ? ? (324) 2 2 26 8 1 8 1 32 c osl l l l l ?? ? ? 1 2 2 23 8 1 6 8 1c os [ ( ) 2 ]l l l l l? ?? ? ? (325) 在 ? DEF 中 298292822 c o s2 ?llllL ??? 圖 齒尖坐標(biāo)方程推導(dǎo)簡(jiǎn)圖 Tooth is pointed coordinates equation diagram 則可以得斗桿瞬間轉(zhuǎn)角 2? 1 2 2 22 8 9 2 8 9c os [ ( ) 2 ]l l L l l? ?? ? ? (326) 4? 、 6? 在設(shè)計(jì)中確定。 由 ? CFN 知 321162121628 c o s2 ?lllll ??? (327) 谷守領(lǐng)： 20噸履帶式單斗液壓挖掘機(jī)工作裝置三維設(shè)計(jì) 16 由 ? CFQ 知 3212212223 c o s2 ?lllll ??? (328) 由 Q 點(diǎn)知 10243335 2 ????? ?????? C Q V (329) 在 ? CFQ 中 l12 = l232 + l32 2cosα33l 23l 3 α33 = COS1[（ l232+l32 l12） /2l23l 3] (330) 在 ? NHQ 中 242127221227213 c o s2 ?lllll ??? ]2)([c os 2127213221227124 lllllN Q H ????? ?? (331) 在 ? HKQ 中 262427224227229 c o s2 ?lllll ??? ]2)([c os 2427229224227126 lllllH K Q ????? ?? (332) 在 HNQK 2624 ?? ???N Q V