【文章內(nèi)容簡介】 b—輪距 bw輪胎寬度 根據(jù)設計資料有 太原科技大學華科學院畢業(yè)設計說明書 12 mmb mmbw 5982240?? （ 2—3） 所以有： （ 2—4） ? ?mmgR1170180250c o i n10c o 30002000??????????? ?????????????? ????????斗底長度 gl 是指由鏟斗切削刃到斗底與后斗壁交點的距離： mmRRl gg1755 00???? （ 2—5） 后斗壁長度 Zl 是指出后斗壁上緣到與斗底相交點的距離 mmRl zz 14040 ?? ? （ 2—6） 擋板高度 Kl ： mmRRl KK 00 ??? ? （ 2—7） 鏟斗圓弧半徑 1R ： mm RRR b468 001? ?? ? （ 2—8） 鏟斗與動臂鉸銷距斗底的高度 : mmRRh b 4 )~( 00 ??? (29) 鏟斗側(cè)壁切削刃相對于斗底的 傾角 000 60~50?? 。在選擇 1? 時，應保證側(cè)壁切削刃與擋板的夾角為 090 。因此 取 0? =600，切削角 δ 0=300。 斗容的計量 鏟斗的斗容量可以根據(jù)鏟斗的幾何尺寸確定。 太原科技大學華科學院畢業(yè)設計說明書 13 幾何斗容 (平裝斗容 ) pV 鏟斗平裝的幾何斗容可按下式 確定 (圖 2— 5)。 對于裝有擋板的鏟斗： 322032mbaSBV p???????? （ 2—10） 根據(jù)有關計算有 mlllllNDCNbmBmlaZgKgZK50c o c o s202220222220????????????????? （ 2—11） S—— 鏟斗橫斷面面積，如圖 2— 5 中所示陰影面積 0B —— 鏟斗內(nèi)壁寬 (m)， a—— 擋板高度 (m)； b—— 斗刃刃口與擋板最上部之間的距離 (m)。 54321 SSSSSS ????? ?1S 扇形 AGF 的面積 ?2S 直角 ? GFN 3S ? 直角 ? GAC CGNS ??4 ?5S 直角 ? CND ? ?021 180360 ?? ? ??? GFS = 2m FNGFS ??? 212 = 209 m??? 太原科技大學華科學院畢業(yè)設計說明書 14 23 mCAGAS ??????? ? ?? ?? ?? ?25222224212121mCNNDSmNGCGCNPmFNGFNGmGACACGmCNmNGPCNPCGPPS??????????????????????? 254321 8 3 mSSSSSS ?????? 額定斗容 (堆裝斗容 ) HV 鏟斗堆裝的額定斗容 HV 是指斗內(nèi)堆裝物料的四邊坡度均為 1： 2，此時額定斗容可按下式確定 (圖 2— 5) ? ?? ?3222026868mcabBbVV pH??????????? （ 212） 式中 c—— 物料堆積高度 (米 )。 物料堆積高度 c 可由作圖法確定 (圖 2— 5)：由 M 點作直線 MN 與 CD 垂直，將MN 垂線向下延長，與斗刃刃口和擋板最下端之間的連線相交，此交點與料堆尖端之間的距離，即為物料堆積高度 c。 太原科技大學華科學院畢業(yè)設計說明書 15 mabbabc24122???????? （ 2—13） 鏟斗斗容的誤差率 %5%%1003 ?????? （ 2—14） 所以鏟斗的設計合格。 3. 工作裝置的結(jié)構(gòu)設計 根據(jù)裝載機用途、作業(yè)條件及技術經(jīng)濟指標等擬定購設計任務書的要求，選定了工作裝置的結(jié)構(gòu)形式后，便可進行工作裝置的結(jié)構(gòu)設計。 額 定 斗 容： 3 m3 額 定 載 重 量： 50 KN 整 機 質(zhì) 量： t 輪 距： 2240 mm 軸 距： 2760 mm 輪 胎 規(guī) 格： — 24 最大 卸載 高度： 3200 mm 最小 卸載 距離： 1250 mm 工作裝置的結(jié)構(gòu)設計包括： 1)確定動臂長度、形狀及與車架的鉸接位置。 2)確定動臂油缸的鉸接位置及動臂油缸的行程。 3)連桿機構(gòu) (由動臂、鏟斗、轉(zhuǎn)斗油缸、搖臂 —— 連桿或托架等組成 )的設計。工作裝置的結(jié)構(gòu)設計應滿足以下 要求： 1)保證滿足設計任務書中所規(guī)定的使用性能及技術經(jīng)濟指標的要求，如最大卸載高度、最大卸載距離、在任何位置都能卸凈物料并考慮可換工作裝置等。 2)保證作業(yè)時與其它構(gòu)件無運動干涉。 3)保證駕駛員有良好的勞動條件，如工作安全、視野開闊、操作簡便等。 太原科技大學華科學院畢業(yè)設計說明書 16 工作裝置的結(jié)構(gòu)設計是一個比較復雜的問題，因為組成工作裝置的各構(gòu)件的尺寸及位置的相互影響，可變性很大。對于選定的結(jié)構(gòu)形式，在滿足上述要求下，可以有各種各樣的構(gòu)件尺寸及鉸接點位置。因此，只有在綜合考慮各種因素的前提下，對工作裝置進行運動學和 動力學分析，通過多方案比較，才能最后選出最佳構(gòu)件尺寸及鉸接點位置，使所設計的工作裝置不僅滿足使用要求，況且具有較高的技術經(jīng)濟指標。 由于現(xiàn)今國內(nèi)、外購輪胎式裝載機廣泛地采用反轉(zhuǎn)六桿工作機構(gòu)，并且它的設計難度較大，又有一定的代表性，所以以其為例，闡述工作機構(gòu)連桿系統(tǒng)的尺寸參數(shù)設計，以求舉一反三。 機構(gòu)分析 反轉(zhuǎn)六桿工作機構(gòu)由轉(zhuǎn)斗機構(gòu)和動臂舉升機構(gòu)兩個部分組成。轉(zhuǎn)斗機構(gòu)內(nèi)轉(zhuǎn)斗油缸 GF、搖臂 FED、連桿 DC、鏟斗 BC、動臂 AEB 和機架 AG 六個構(gòu)件組成。 當舉升油缸閉鎖 時，啟動轉(zhuǎn)斗油缸，鏟斗將繞 B 點作定軸轉(zhuǎn)動，當轉(zhuǎn)斗油缸閉鎖，舉升油缸動作時，鏟斗將作復合運動，即一邊隨動臂對 A 點作牽連運動，同時又相對動臂繞 B 點作相對轉(zhuǎn)動。這在作機構(gòu)運動分析時必須注意。 設計方法 因為工作機構(gòu)連桿系統(tǒng)的尺寸參數(shù)直接與整機的基本性能和工作參數(shù)有關，所以通常是先初步設計出整機的主要參數(shù)，然后以其為條件，再進行連桿系統(tǒng)的尺寸設計。 不管用什么方法確定各鉸接點的坐標值，但最終都必須滿足對工作機構(gòu)設計提出的各種要求。在運動學方面，必須滿足鏟斗舉升平動、自動放平、最大卸載高 度、最小卸載距離和各個位置的卸載角等要求；在動力學方面，主要是在滿足挖掘力、舉升力和生產(chǎn)率的要求前提下，使轉(zhuǎn)斗油缸和舉升油缸的所需輸出力及功率盡量減小。 圖解法比較直觀，易于掌握，是目前工程設計時常用的一種方法。 圖解法是在初步確定了最大卸載高、最小卸載距離、卸載角、輪胎尺寸和鏟斗幾何尺寸等參數(shù)后進行的，它通過在坐標圖上確定工況Ⅱ（見圖 3—1）時工太原科技大學華科學院畢業(yè)設計說明書 17 作工作機構(gòu)的九個鉸接點的位置來實現(xiàn)。 圖 3— 1 鉸接點 B 的確定 動臂與鏟斗、搖臂、機架的三個鉸接點 B、 E、 A 的確定 確定坐標系 如圖 32 所示，先在坐標紙上選取直角坐標系 xOy ，沖選定長度比例尺 1? 。 畫鏟斗圖 把已設計好的鏟斗橫截面外輪廓按比例畫在 xOy 坐標里，斗尖對準坐標原點O，斗前臂與 x 軸呈 ?3 前傾角。此為鏟斗插入料堆時位置，即工況Ⅰ。 確定動臂與鏟斗的鉸接點 B 由于 B 點的 x 坐標 值越小，轉(zhuǎn)斗鏟取力就越大，所以 B 點靠近 O 點是有利的，但它受斗底和最小離地高度的限制，不能隨意減?。欢?yB 坐標值增大時，鏟斗在料堆中的鏟取面積增大，裝的物料多，但這樣就縮小了 B 點與連桿鏟斗鉸接點 C 的距離，使鏟取力下降。 太原科技大學華科學院畢業(yè)設計說明書 18 圖 3— 2 連桿兩鉸接點的確定圖 綜合考慮各種因素的影響，設計時，一般根據(jù)坐標圖上工況 I 時的鏟斗實際狀況，在保證 B 點與 Y 軸坐標值 mmy B 350~250? 和 x 軸坐標值 Bx 盡可能小而且不與斗底干涉的前提下，在坐標圖上人為地把 B 點初步確定下來。 (1) 以 B 點為圓心，使鏟斗順時針轉(zhuǎn)動 48o，即工況Ⅱ。 (2)把已選定的輪胎外廓畫在坐標圖上。作圖時，應使輪胎前緣與工況Ⅱ時鏟斗后壁的間隙盡量小些，目的使機構(gòu)緊湊、前懸小，但一般不小于 50mm ；輪胎中心 Z 的 y 軸坐標值應等于輪胎的工作半徑 KR ： ? ??????? ???????????? ?12 Zd bbHdYR （ 3—1） 式中 dR —— 輪胎動力半徑， mm； wd ——— 輪轂直徑， mm； wb —— 輪胎寬度， mm； wbH/ —— 輪胎斷面高度與寬度之比。取 1； ? —— 輪胎變形系數(shù)，普通輪胎為 。 確定動臂與機架的鉸接點 A 太原科技大學華科學院畢業(yè)設計說明書 19 ? ?mmmmbbHdRwwwd263512?????????????????????? ? （ 3—2） 圓整后取 Rd=。 ??2 動臂長度 dl 的確定：動臂鉸點位置確定之后，按圖 3? 2 利用幾何關系可求出動臂的長度 dl ： ? ?? ? ? ?? ?239。0m i n239。0m a x c oss i n BsasD lRlRHHl ???????? ???? ? ?? ?mmmmmm a x39。0m i n動臂與車架鉸點的高度最大卸載高度距離機前面外廓部分的水平動臂與車架鉸點到裝載大卸載角鏟斗最大卸載高度時最夾角鏟斗回轉(zhuǎn)半徑與斗底的鏟斗回轉(zhuǎn)半徑鏟斗最小卸載距離?????????AsbsHHlRl?? 由輪胎型號查的輪胎的外徑 D=， mdmb ww , ?? ? ? ? ?ml d 50s i 22? ??????? ? (3)根據(jù)給定的最大卸載高度、最小卸載距離和卸載角，畫出鏟斗在最高位卸載的位置圖，即工況Ⅱ，此時， B 點位置為 iB ，如圖 32 所示。 (4)以 iB 點為圓心，順時針旋轉(zhuǎn)鏟斗 48o，即得鏟斗被舉升到最高位置圖 (工況Ⅲ )。 (5)連接 B iB 并作其垂直平分線．因為 B 和 iB 點同在以 A 點為圓心，動臂 AB長為半徑的圓弧上，所以 A 點必在 B iB 的垂直平分線上。 動臂育車架鉸點的高度通常?。? ? ? ~ RH A ? = ?0R 鏟斗回轉(zhuǎn)半徑 A 點位置盡可能低一點，以提高整機工作的穩(wěn)定性，減小機器高度，改善司太原科技大學華科學院畢業(yè)設計說明書 20 機視野。一般， A 點取在前輪右上方，與前軸心水平距離為軸距的 2/1~3/1 處。 ml a 9 ?? ； ml b ??? 斗底與地平面夾角 ? = ?? 5~3 ； 斗底與鏟斗回轉(zhuǎn)半徑的夾角 ??539。? ； 最高位置時卸載角 ? = ?45 ； 動臂回轉(zhuǎn)角通常取 ?? ? 90~80? A 點位置的變化，可借挪動 iB 點和輪胎中心點的位置來進行。 確定動臂與搖臂的鉸接點 E E 點位置是一個十分關鍵的參數(shù)。它對連桿機構(gòu)的傳動比、倍力系數(shù)、連桿機構(gòu)的布置以及轉(zhuǎn)斗油缸的長度等都有很大影響。如圖 4—7 所示，根據(jù)分析和經(jīng)驗，一般取 E 點在 AB 連線上方，其在 AB 連線上的投影點距 A 點 45%處。相對前輪胎， E 點在其外廓的左上部。 連桿與鏟斗和搖臂的兩個鉸接點 C、 D 的確定 因為 B、 E 兩點已被確定，所以再確定 C 和 D 點實際上是為了是終確定與鏟斗相聯(lián)的四桿機構(gòu) BCDE 的尺寸。 確 定 C 、 D 兩點時