【文章內(nèi)容簡介】 卸 載 角 。 （ 3）連 桿 機(jī) 構(gòu) 的 傳 動(dòng) 角 盡 可 能 大 ，以 提 高 傳 動(dòng)效率。 （ 4） 作 業(yè) 時(shí) ， 各 構(gòu) 件 間 無 運(yùn) 動(dòng) 干 涉 。 4. 1 斗 四 連 桿 機(jī) 構(gòu)的設(shè) 計(jì) 四 連 桿 機(jī) 構(gòu) 的 設(shè) 計(jì) 要 求 ： （ 1）滿 足 斗（ 相 對 動(dòng) 臂 ）的 轉(zhuǎn) 角 范 圍 ，在 轉(zhuǎn) 角 范 圍內(nèi)，傳動(dòng)角大于 10176。轉(zhuǎn) 角 范 圍 比 較 大 。 傳 動(dòng) 角 取 得比 較 大 較 難 ， 但 傳 動(dòng) 角 最 小 值 時(shí) ， 連 桿 機(jī) 構(gòu) 受 載 不大 ，因 此 傳 動(dòng) 角 可 小 些 但 不 得 小 于 10176。如 圖 4— 1 , 40 50sh sh? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? h=m Φ = 176。 γ =50176。 L=m b= β = 176。 A1A2= OA1= ZL20 裝載機(jī)反轉(zhuǎn)連桿機(jī)構(gòu)工作裝置的設(shè)計(jì) 指導(dǎo)老師：吳國棟 設(shè)計(jì)者：某某 第 13 頁 共 25 頁 4 5 5 0 , 7 5 9 0 ,180???? ? ? ? ? ? ? ???在 左 右 。 圖 4— 1 鏟斗的轉(zhuǎn)角范圍 （ 2）斗 四 連 桿 機(jī) 構(gòu) 傳 動(dòng) 比 應(yīng) 符 合 掘 起 力 變 化 規(guī)律 要 求 。 即 在 鏟 掘 位 置 附 近 力 傳 動(dòng) 比 比 較 大 ， 以 保證 有 足 夠 的 掘 起 力 。 （ 3）連 桿 尺 寸 要 適 當(dāng) ，考 慮 結(jié) 構(gòu) 布 置 的 可 能 性和 合 理 性 。 運(yùn)動(dòng)學(xué)與 動(dòng)力 學(xué)分析 動(dòng) 學(xué) 特 點(diǎn) ： （ 1） 動(dòng) 臂 提 升 時(shí) ， 收 斗 角 變 化 不 大 ， 因 而 在 不增 加 動(dòng) 臂 在 最 高 位 置 的 收 斗 的 條 件 下 ， 可 加 大 動(dòng) 臂在 下 部 位 置 的 收 斗 角 ， 這 樣 即 可 提 高 鏟 掘 是 的 裝 滿程 度 ， 避 免 撒 料 。 （ 2） 卸 料 時(shí) ， 轉(zhuǎn) 斗 角 速 度 小 ， 易 于 控 制 卸 料 速度 ，減 少 卸 料 沖 擊 。圖 4— 2 所示是正轉(zhuǎn)連桿機(jī)構(gòu)和反 轉(zhuǎn) 連 桿 工 作 裝 置 在 動(dòng) 臂 處 于 舉 升 高 度 時(shí) 鏟 斗 卸 載速 度 隨 鏟 斗 轉(zhuǎn) 角 的 變 化 曲 線 ， 很 明 顯 ， 在 鏟 斗 卸 載的 后 期 （ 鏟 斗 切 削 刃 與 水 平 面 夾 角 γ 0）反轉(zhuǎn)連桿的 卸 載 速 度 顯 著 下 降 。 ZL20 裝載機(jī)反轉(zhuǎn)連桿機(jī)構(gòu)工作裝置的設(shè)計(jì) 指導(dǎo)老師：吳國棟 設(shè)計(jì)者：某某 第 14 頁 共 25 頁 圖 4— 2 卸載速度雖鏟斗轉(zhuǎn)角變化曲線 （ 3） 易 于 實(shí) 現(xiàn) 自 動(dòng) 效 率 ， 鏟 斗 自 頂 部 降 至 地 面時(shí) ， 無 需 操 縱 轉(zhuǎn) 斗 油 缸 ， 鏟 斗 自 動(dòng) 回 到 鏟 掘 位 置 ，簡 化 操 作 ， 提 高 功 效 . 圖 4— 3 以動(dòng)臂為固定件的連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)圖 由圖 4— 3 可以看成兩個(gè)四連桿機(jī)構(gòu)組合而成的（轉(zhuǎn)斗缸四連桿機(jī)構(gòu) ABCD 和 斗 四 連 桿 機(jī) 構(gòu) DEFG），由 兩種 不 同 的 線 條 標(biāo) 出 。 動(dòng) 學(xué) 與 動(dòng) 力 學(xué) 分 析 斗四連桿機(jī)構(gòu)是雙搖桿機(jī)構(gòu)，其最長桿 d 與最短桿 a 之 和 應(yīng) 大 于 是 b 與 c 長度之和，即 a＋ d＞ b＋ c a— 鏟 斗 上 下 鉸 點(diǎn) 連 線 長 ZL20 裝載機(jī)反轉(zhuǎn)連桿機(jī)構(gòu)工作裝置的設(shè)計(jì) 指導(dǎo)老師：吳國棟 設(shè)計(jì)者：某某 第 15 頁 共 25 頁 b— 斗 上 鉸 點(diǎn) 和 下 搖 臂 連 桿 長 c— 下 搖 臂 長 d— 搖 臂 鉸 支 點(diǎn) 與 動(dòng) 臂 下 鉸 點(diǎn) 之 連 線 長 度 。 1） 斗 四 連 桿 機(jī) 構(gòu) 斗 鉸 線 的 最 大 轉(zhuǎn) 角 范 圍 當(dāng)機(jī)構(gòu)桿件長度確定后，為保證最小傳動(dòng)角≧ 10176。， 則 該 機(jī) 構(gòu) 所 容 許 的 最 大 轉(zhuǎn) 動(dòng) 范 圍 ω 也 就 確 定 了。 斗四連桿機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角的位置有兩個(gè)，如圖4— 4 所 示 ： 圖 4— 4 斗四連桿的最小傳動(dòng)角位置 一個(gè)是當(dāng)斗鉸線 a 在右端極限位置， a、 b 桿所夾的銳 角 為 最 小 傳 動(dòng) 角 ， 作 輔 助 線 e 得到： 可得 22/ s i n 1 7 0a r c s i n2 c o s 1 7 0bda b a bd d d d? ??? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? D 桿與 e 線 之 夾 角 2222 2 222a r c c os21 2 c os 170a r c c os2 2 c os 170d e cdeb a c b ad d d d da b b ad d d d? ???? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 2 2 002 c os 170si n si n 170e a b abbe?? ? ??應(yīng) 用 余 弦 定 律ZL20 裝載機(jī)反轉(zhuǎn)連桿機(jī)構(gòu)工作裝置的設(shè)計(jì) 指導(dǎo)老師：吳國棟 設(shè)計(jì)者：某某 第 16 頁 共 25 頁 由此可得， a 桿在右端極限位置 b 桿夾角為 10176。時(shí) ， a 桿與 d 桿 之 最 大 夾 角 為 ： max? ? ??? 另 一 個(gè) 是 斗 鉸 線 在 左 端 位 置 ， 當(dāng) 搖 臂 c 轉(zhuǎn)至 d 桿 相 重 合 時(shí) ， 由 解 析 幾 何 可 以 證 明 ， a,b 桿所夾之銳 角 為 最 小 傳 動(dòng) 角 γ ： ? ?2 2 2222m in1a r c c os a r c c os22b a ca b d c d d dbaabdd?? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 如上述求得的γ m in ≥ 10176。，則 說 明 該 機(jī) 構(gòu) 斗 鉸線 a 在左端位置均能滿足傳動(dòng)角要求。由于我們不希 望 斗 四 桿 機(jī) 構(gòu) 出 現(xiàn) 正 、 反 轉(zhuǎn) 變 化 ， 故 其 極 限 位 置是當(dāng) c、 b 桿拉直時(shí)，此時(shí) a、 d 之夾角為： ? ?2 2 2222m a x12()c os a r c c os22b a c b ca d b c d d d d dar caadd?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? 如 上 述 求 得 γ min≥ 10176。， 則 說 明 該 機(jī) 構(gòu) 為 保 證 傳動(dòng)角≥ 10176。， c 與 d 桿不可能達(dá)到重合位置。可令γ min=10176。， 應(yīng) 用 三 角 關(guān) 系 可 求 得 φ max。 由 上 述 斗 鉸 線 的 兩 個(gè) 極 限 位 置 即 可 求 得 該 機(jī) 構(gòu)所 允 許 的 最 大 轉(zhuǎn)角范圍ω max ω max=φ max＋τ max 四 連 桿 機(jī) 構(gòu) 的 最 大 力 傳 動(dòng) 比 斗四連桿機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)時(shí)，連桿 b 的力作用線把旋轉(zhuǎn) 運(yùn) 動(dòng) 的 桿 件 轉(zhuǎn) 動(dòng) 中 心 連 線 分 為 兩 端 如 圖 4— 5 所示，由力學(xué)三心定理可知：分截點(diǎn)即為 a、 c 桿件的 相 對 瞬 心 ， 則 二 桿 件 角 度 之 比 等 于 該 二 桿 件 相 對瞬 心 距 離 的 反 比 。 即 ω c/ω a=x/(dx) 如 果 不 計(jì) 摩 擦 的 損 失 ， 得 ： ω cMc=ω aMa 則： Ma/ Mc=x/(dx) 式中 Ma ， Mc— 分別為桿件 a、 c 的力矩。 ZL20 裝載機(jī)反轉(zhuǎn)連桿機(jī)構(gòu)工作裝置的設(shè)計(jì) 指導(dǎo)老師：吳國棟 設(shè)計(jì)者：某某 第 17 頁 共 25 頁 式中可見， x 值越大，則 Ma/ Mc 值越大，設(shè)計(jì)要求 鏟 掘 位 置 時(shí) x 值在極大值附近。 圖 4— 5 力傳動(dòng)比最大值的位置 斗 四 連 桿 機(jī) 構(gòu) 各 桿 長 度 確 定 后 ， x 值 有 如 下 關(guān)系。 設(shè)連桿 b 的兩端點(diǎn)在 d 桿為 x 軸的直角坐標(biāo)系中的 坐 標(biāo) 分 別 為 （ x1,y1)和（ x2,y2),可 列 出 連 桿 直 線方程 1 2 11 2 11 2 2 1210,y y y yx x x xydx y x yyy?????????令 可 得 出 連 桿 與 桿 交 點(diǎn) x 值x= 由圖 4— 5 可見： 11c ossi nx a EJy a EJ?? 22c ossinx d C BJy C BJ???? 代 入 上 式 經(jīng) 簡 化 得 sin( ) sin/ sin sin/c B J E J E Jx dcdd B J E Jad???? ZL20 裝載機(jī)反轉(zhuǎn)連桿機(jī)構(gòu)工作裝置的設(shè)計(jì) 指導(dǎo)老師：吳國棟 設(shè)計(jì)者：某某 第 18 頁 共 25 頁 2 2 2 2 2 222a r c c os a r c c os222 c oss c b s d aBJsc sds a d ad EJ? ? ? ???? ? ?式 中 令0xddEJ?即 可 求 得 該 機(jī) 構(gòu) 在 x 達(dá)到極限值時(shí)的斗鉸線 a 與 d 桿的夾角 EJ，在 此 位 置 ，該 機(jī) 構(gòu) 獲 得最 大 力 傳 動(dòng) 比 。 四 連 桿 尺 寸 的 選 擇 根 據(jù) 統(tǒng) 計(jì) 資 料 ： K= ,a/d=～ ,c/d=～ 。 在選擇長度比時(shí)，若斗的轉(zhuǎn)角范圍大， k 和 c/d 值應(yīng)取大些；若 k 和 a/d 值取小些，則可以使連桿機(jī)構(gòu) 最 小 傳 動(dòng) 角 增 大 。 取 定 一 連 桿 長 度 值 ， 即 可 根 據(jù)已 選 擇 之 長 度 比 確 定 四 連 桿 各 構(gòu) 件 尺 寸 。 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)可變性很大，每選定一組 k、a/d、