【正文】 運(yùn)動(dòng)，則三種同時(shí)存在。后兩種工況由于鏟斗插入料堆的深度較小，實(shí)際上總阻力比一次插入鏟掘時(shí)的阻力要小。一般在鏟斗掘起時(shí)，連桿受拉，按此工況進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。由前面計(jì)算可知，連桿在掘起時(shí)，受拉力為FC=。截面面積取A=。按照連桿強(qiáng)度條件 （223）計(jì)算得：σ=連桿材料選取Q235鋼，查取文獻(xiàn)得，取安全系數(shù)為2，于是。即連桿強(qiáng)度設(shè)計(jì)符合要求。 動(dòng)臂的強(qiáng)度校核動(dòng)臂是裝載機(jī)工作裝置的主要承力構(gòu)件，其外形有直線形和曲線形兩種。曲線形動(dòng)臂常用于反轉(zhuǎn)式連桿機(jī)構(gòu)，其形狀容易布置，也容易實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)優(yōu)化。直線形動(dòng)臂結(jié)構(gòu)的形狀簡(jiǎn)單，容易制造，成本低，通常用于正轉(zhuǎn)連桿機(jī)構(gòu)。動(dòng)臂的斷面有單板、雙板和箱形三種結(jié)構(gòu)形式。單板式動(dòng)臂結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝性好，制造成本低，但扭轉(zhuǎn)剛度較差，中小型裝載機(jī)多采用單板式動(dòng)臂，而大型裝載機(jī)多采用雙板式或箱形斷面的動(dòng)臂，用于加強(qiáng)和提高抗扭剛度，從而使搖臂、連桿、轉(zhuǎn)斗油缸、鏟斗和都比的較點(diǎn)都布置在同一平面上。箱形斷面動(dòng)臂的強(qiáng)度和剛度較雙板式動(dòng)臂更好，但其結(jié)構(gòu)和加工均較復(fù)雜。本節(jié)以TZ08D裝載機(jī)工作裝置動(dòng)臂為例，采用材料力學(xué)中的梁模型對(duì)動(dòng)臂結(jié)構(gòu)精確求解動(dòng)臂的應(yīng)力，從而驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性，減少材料用量，降低產(chǎn)品成本。當(dāng)裝載機(jī)處于鏟斗掘起偏載工況時(shí)，鏟斗插入料堆，翻斗油缸工作，動(dòng)臂油缸閉鎖。偏載為集中載荷，作用于距斗刃尖和鏟斗內(nèi)側(cè)壁各100mm 處。根據(jù)整機(jī)縱向穩(wěn)定性條件作用于鏟斗上最大的垂直載荷N=GL1/L=105 KN （224）式中: G——裝載機(jī)操作重量L1——整機(jī)重心離前橋中心水平距離L——載荷N 離前橋中心水平距離以工作裝置為分析對(duì)象,分別取鏟斗、叉子掛接框?yàn)楦綦x體得翻斗油缸的作用力為P= NL3L5L2 L4= kN （225）式中:L2——搖臂中鉸孔中心線到轉(zhuǎn)斗缸中心線垂直距離L3——搖臂中鉸孔中心線到拉桿中心線垂直距離L4—— 鏟斗下鉸孔中心線到拉桿中心線垂直距離L5—— 載荷N 到鏟斗下鉸孔中心線垂直距離 由前面公式（224）（225）計(jì)算可得到F1= NF2= N圖219 TZ08D裝載機(jī)工作裝置結(jié)構(gòu)圖（1）支座的簡(jiǎn)化在圖219中，工作裝置動(dòng)臂前面與叉子掛接框連接，使活動(dòng)端，后面與動(dòng)臂后座連接，是固定端，所以把這端利用固定鉸支座簡(jiǎn)化表示，而另一端是活動(dòng)端。最后得到懸臂梁模型。（2）載荷的簡(jiǎn)化在裝載機(jī)工作的時(shí)候，一般工作載荷為均勻載荷，為了方便計(jì)算可以將它簡(jiǎn)化為集中力，作用在鏟斗中部。經(jīng)過(guò)以上簡(jiǎn)化得到工作裝置動(dòng)臂的計(jì)算簡(jiǎn)圖，如圖220所示圖220工作裝置動(dòng)臂的計(jì)算簡(jiǎn)圖G——?jiǎng)颖劢Y(jié)構(gòu)重力 N——外部載荷 F——?jiǎng)颖塾透讓?duì)動(dòng)臂所加的力（1）彎矩的計(jì)算分析裝載機(jī)工作的幾個(gè)工況可以看出，動(dòng)臂在舉升工況的時(shí)候受力最大，容易造成破壞，所以滿足了這一個(gè)工況，其他的工況也就會(huì)滿足強(qiáng)度要求了。下面就只校核工作裝置動(dòng)臂在舉升工況下的強(qiáng)度。如圖221所示動(dòng)臂仍然受三個(gè)力分別是載荷的壓力，動(dòng)臂油缸的推力，還有自身的重力，以及支座的作用力。圖221 舉升工況下工作裝置動(dòng)臂的計(jì)算簡(jiǎn)圖在計(jì)算內(nèi)力的時(shí)候，一般應(yīng)先求出支座的反力。在現(xiàn)在的情況下，由于動(dòng)臂的右端是自由端，無(wú)需確定支反力，就可以直接計(jì)算彎矩。在后梁AC范圍內(nèi)，把坐標(biāo)原點(diǎn)取在A點(diǎn)，并用截面11以右的外力來(lái)計(jì)算彎矩，得到 M1=NxX1=5x104x1=5x104Nm取B3這一段為研究對(duì)象，在33截面左側(cè)受力分析得到 M2= NxX1+GxX2=5 x104+ x104= x104 Nm取AB段為研究對(duì)象，在22截面右側(cè)受力分析得到 M3= NxX1+GxX2 –FxX3 = = x104Nm取A端面授力分析得到M4= x104 = x104Nm（2）彎矩圖的繪制以A點(diǎn)為原點(diǎn)繪制動(dòng)臂的彎矩圖如圖222所示圖222 動(dòng)臂的彎矩圖由圖222可知截面A上的彎矩最大 Mmax= Nm（3） 彎曲應(yīng)力的計(jì)算 （226） W= （227） 根據(jù)圖221和公式222可以得到W==圖45 動(dòng)臂的截面由公式（226）計(jì)算可得==132 MPa查表可知Q235鋼的許用彎曲應(yīng)力[]=158 MPa比較得到 []因此可以得出結(jié)論，動(dòng)臂滿足強(qiáng)度要求，具有較大的安全儲(chǔ)備。第三章 裝載機(jī)鏟斗運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)三維模型建立Pro /Engineer是美國(guó)PTC公司推出的，具有單一數(shù)據(jù)庫(kù)、參數(shù)化、基于特征以及全相關(guān)等特點(diǎn)的產(chǎn)品。Pro /Engineer可以用來(lái)建立實(shí)體幾何模型，對(duì)所建模型進(jìn)行仿真和分析，通過(guò)模擬真實(shí)環(huán)境的工作狀況對(duì)其進(jìn)行分析判斷和干涉檢查，以盡早發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷和潛在的失敗可能，提前進(jìn)行改善和修正。從而減少后期修改而付出的昂貴代價(jià)，縮短設(shè)計(jì)周期。其能夠?qū)⑸婕爸辽a(chǎn)的全過(guò)程集成到一起，使所有的用戶能夠同時(shí)進(jìn)行同一產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造工作，即實(shí)現(xiàn)并行工程。本章以TZ08D型裝載機(jī)為例，在Pro／Engineer軟件環(huán)境下，對(duì)裝載機(jī)工作裝置進(jìn)行三維實(shí)體建模為進(jìn)一步的干涉檢查、運(yùn)動(dòng)仿真與分析做準(zhǔn)備，以期實(shí)現(xiàn)在Pro /Engineer軟件環(huán)境下的裝載機(jī)工作裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)。下載標(biāo)準(zhǔn)件的零件庫(kù)，然后導(dǎo)入Pro /Engineer中，具體使用方法是先打開(kāi)零件庫(kù)，找到所需要的零件然后保存到其他零件所在的文件即可。裝載機(jī)工作裝置沒(méi)有涉及到特別復(fù)雜的曲面、曲線，基本上零件的建模方法：先建立二維草圖，然后進(jìn)行拉伸、旋轉(zhuǎn)等操作得到零件實(shí)體特征。如圖31所示，為鏟斗三維效果圖，32為動(dòng)臂三維圖圖31鏟斗三維效果圖圖32 動(dòng)臂三維圖圖33 活塞圖34 活塞套圖35 連接板I圖36 連接板II在Pro /Engineer軟件中首先以動(dòng)臂處于最低位置、鏟斗斗底與地面重合的計(jì)算位置對(duì)工作裝置進(jìn)行裝配。裝配的時(shí)候不僅要保證零件的位置，還要定義運(yùn)動(dòng)副，即各構(gòu)件之間組成的可動(dòng)聯(lián)接。如動(dòng)臂與后座、動(dòng)臂油缸與動(dòng)臂、動(dòng)臂與鏟斗、翻斗油缸與叉子掛接框的銷(xiāo)釘(Pin)聯(lián)接，油缸內(nèi)桿與缸筒的滑塊(Slider)聯(lián)接等。裝配零件時(shí)，可能發(fā)生位置偏差、不準(zhǔn)確或是無(wú)法裝配的情況，搭配使用平移(Translate)、旋轉(zhuǎn)(Rotate)、調(diào)整(Adjust)等功能，會(huì)得到較佳的效果。以此創(chuàng)建的裝載機(jī)的裝配模型。組裝時(shí)第一個(gè)零件的選擇是相當(dāng)重要的，必須參考零件的特征。在組裝工作裝置的時(shí)候應(yīng)先選擇動(dòng)臂，然后其余所有的零件或者組件最后都將被組裝在主要構(gòu)件上。具體裝配過(guò)程如下：（1）調(diào)入元件；（2）設(shè)置約束條件。最終裝配效果圖，如圖31所示 圖31 鏟斗運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)裝配圖 總結(jié)由于裝載機(jī)動(dòng)臂裝置尺寸較大、空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在實(shí)際使用中受力復(fù)雜多變，因此增加了課題的難度。本文通過(guò)作圖法和簡(jiǎn)化模型的方法，利用AUTOCAD和Pro/Engineer等軟件工具，對(duì)裝載機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過(guò)整個(gè)課題的研究工作，主要得出以下結(jié)論和成果:（1）通過(guò)AUTOCAD軟件進(jìn)行裝載機(jī)工作裝置的二維平面設(shè)計(jì)，對(duì)AUTOCAD軟件有更深刻的理解和運(yùn)用；（2）通過(guò)Pro/Engineer對(duì)裝載機(jī)動(dòng)臂裝置進(jìn)行三維實(shí)體設(shè)計(jì)，對(duì)Pro/Engineer軟件有了初步的掌握；（3）通過(guò)對(duì)裝載機(jī)鏟斗運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)，對(duì)裝載機(jī)工作裝置的整體結(jié)構(gòu)、分類(lèi)等各種參數(shù)有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)了解。（4）此次課題設(shè)計(jì)，讓我學(xué)會(huì)了在設(shè)計(jì)之初，各種數(shù)據(jù)嚴(yán)重不足的情況下，通過(guò)作圖法，估設(shè)各基本尺寸。學(xué)會(huì)了，用Pro/Engineer三維軟件，初步構(gòu)建模型（如：視長(zhǎng)薄件為板件）。以此為基礎(chǔ)，得到初步數(shù)據(jù)，然后再根據(jù)此數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，使其滿足設(shè)計(jì)要求和強(qiáng)度校核要求。如若不滿足，則修改尺寸。由于課題時(shí)間和作者水平有限，本文只對(duì)裝載機(jī)鏟斗運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的部分構(gòu)件進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算和工作裝置的三維實(shí)體設(shè)計(jì)?？偨Y(jié)論文的研究工作，作者認(rèn)為在以下幾個(gè)方面有待于進(jìn)一步深入研究:，以真實(shí)地反映裝載機(jī)的幾何形狀進(jìn)而反映出各部件空間位置，有效撿測(cè)工作裝置的各部件是否發(fā)生干涉，并及時(shí)解決問(wèn)題。，以驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性，省去制造樣機(jī)進(jìn)行反復(fù)實(shí)驗(yàn)、修改等環(huán)節(jié)，大大縮短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期．降低產(chǎn)品成本。，在不影響強(qiáng)度要求、外形美觀的前提下，減少自身的重量。致謝首先謝謝我的父母，是他們?cè)诒澈竽闹С?，才有我的今天。其次要感謝四年來(lái)數(shù)十位老師的諄諄教導(dǎo)，做畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)候，才真正感覺(jué)到，原來(lái)我大學(xué)四年學(xué)了這么多東西。另外，要感謝在本次設(shè)計(jì)中，對(duì)我?guī)椭艽蟮?***公司的技術(shù)科的各位朋友，以及陪伴我四年的各位同學(xué)。最后，向在畢設(shè)過(guò)程中，給予我指導(dǎo)，多次幫我修改論文的指導(dǎo)老師***老師，表示深深的感謝。參考文獻(xiàn)[1] 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