【正文】 [2]吳慶明主編，工程機械設計【M】，武漢大學出版社，2006。我想，這一次的設計將會為下一次的畢業(yè)設計的成功完成打下扎實的基礎。由于只設計了機械的一小部分，所以有很多數(shù)據(jù)都來自網(wǎng)上資源的搜索，通過這次設計，對網(wǎng)上資源的尋找所需資料的能力有了巨大的提高。通過圖解法的運用，對裝載機工作裝置的運動過程有了深刻的認識，這種方法也可以運用到其他的工程機械工作裝置尺寸的設計當中，例如挖掘機工作裝置的設計。裝載機工作裝置的尺寸的設計方法用到了圖解法。鉸銷材料選用40Cr,其σS=800MPa,則 MPa現(xiàn)將各個鉸銷的參數(shù)列于下表：表4—1 鏟斗上鉸銷各參數(shù)及應力計算值名稱銷軸各參數(shù)(單位：mm)計算載荷及各種應力直徑aWB9525703010496KN413MPa209MPa174MPa80C8020623010248KN297MPa155MPa103MPa50通過本次課程設計，對裝載機工作裝置結構尤其是鏟斗的結構有了比較清晰的認識。工作裝置各鉸銷的強度計算都采用下面的計算公式：銷軸的彎曲應力： （4—37）——銷軸的彎曲應力； ——計算載荷，為鉸點所受載荷之半；——銷軸彎曲強度計算的計算長度， ，式中La、d的意義如圖4—6所示； （4—38） W——銷軸的抗彎斷面系數(shù)， 。目前國內(nèi)外一些工程機械工作裝置上采用密封式鉸銷。 工作裝置鏟斗的強度校核根據(jù)計算工況及其受力分析，即可按強度理論對工作裝置鏟斗的需校核部位進行強度校核。如圖4—4c所示，取搖臂為脫離體，根據(jù)平衡原理，分橋搖臂的受力； 由 （4—17） (4—18)由 （4—19）由 （4—20）如圖3—24d所示，取動臂為脫離體，根據(jù)平衡原理，分析動臂的受力： 由 （4—21）由 （4—22）由 （4—23）b）垂直偏載（Pxa=0,Pza=116KN）與求水平偏載一樣，如圖4—4a所示，取鏟斗為脫離體，根據(jù)平衡原理，分析鏟斗的受力：由 （4—24） （4—25）由 （4—26）所以 （4—27）由 （4—28）則 （4—29） 如圖3—24b所示，取連桿為脫離體，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： （4—30）由圖示受力分析可知，連桿此時受拉。下面以工況(c)為例進行受力分析，其他工況與此類同。 通過上面的分析與假設，就能將工作裝置這樣一個空間超靜定結構，簡化為平面問題進行受力分析。(圖4—3b)中 (4—7) 2）計算鏟斗重量GD。由于工作裝置是一個受力較復雜的空間超靜定系統(tǒng)，為簡化計算，通常要作如下假設：1) 在對稱受載工況中(圖4—2 a、b、c)，由于工作裝置是個對稱結構，故兩動臂受的載荷相等。6．受水平偏載與垂直偏載同時作用的工況(圖4—2f)水平力與垂直力的大小與工況(c)相同。 3．對稱水平力與垂直力同時作用的工況(圖4—2g)此時垂直力由式(4—3)給出，水平力取發(fā)動機扣除工作油泵功率后，裝載機所能發(fā)揮的牽引力。 W——整車重量。2. 對稱垂直力的作用工況(圖4—2b)垂直力(即鏟起阻力)的大小受裝載機縱向穩(wěn)定條件的限制(圖3—21)，其最大值為 （43）式中 W——裝載機滿載時的自重； ——裝載機重心到前輪與地面接觸點的距離；在此處取軸距的四分之一靠前。3) 鏟斗邊插入邊轉斗或邊插入邊提臂鏟掘時，此時認為水平力與垂直力同時作用在鏟斗的切削刃上。裝載機的鏟掘過程通常可分如下三種受力情況：1）斗水平插入料堤，工作裝置油缸閉鎖，此時認為鏟斗切削刃只受到水平力的作用。 外載荷的確定由于物料種類和作業(yè)條件的不同，裝載機實際作業(yè)時不可能使鏟斗切削刃均勻受載，但可簡化為兩種極端情況：①認為載荷沿切削刃均勻分布，并以作用在鏟斗切削刃中部的集中載荷來代替其均布載荷，稱為對稱受載情況；②由于鏟斗偏鏟、料堆密實程度不均，使載荷偏于鏟斗一例。4)主要零件的強度校核。2)選取工作裝置受力最大的典型工況，確定外載荷。若要滿足要求，則應該滿足下列要求： （3—33）在軌跡圖中測量出：所以滿足和的要求。 最大卸載高度和最小卸載距離 鏟斗高位卸載時的卸載高度和卸載距離必須分別不小于設計任務給定的最大卸載高度和最小卸載距離，否則將影響卸載效率，甚至不能進行高位卸載。圖3—5 動臂舉升油缸兩鉸接點設計 動臂油缸行程的確定在選定動臂油缸鉸接點的位置后，便可用與求動臂長度相同的解析法或作圖法求出其油缸行程： （3—4）式中 ——動臂油缸的最大安裝距離仍M——動臂油缸的最小安裝距離MH。但不論那種連接方式，都要使動臂油缸的下端到地面的距離HM滿足裝載機離地間隙的要求。動臂油缸與車架有兩種連接方式：油缸下端與車架鉸接(圖3—6a)；油缸中部或上端與車架鉸接(圖3—6b)。 確定動臂油缸的鉸接位置及動臂油缸的行程確定動臂油缸與動臂及車架的鉸接點H、M的位置(圖3—5)，通常參考同類樣機，同時考慮動臂油缸的提升力臂與行程的大小選定。圖3—4 動臂油缸鉸接點的確定這個結論是顯而易見的，因為由圖3—5可知，兩種結構的油缸的最小工作力臂均出觀在鏟斗被舉到最高位置時，但圖3—5（a）中小于圖3—5（b）中的，并且都為銳角，而力臂大小為。但是，采用底部鉸接式油缸時，要使M點前移是比較困難的，它受前橋限制，支座布置也較麻煩，如圖3—7a所示，為克服M點前移的困難，可采取M點上移(即加大)和H點向B點方向前移的辦法，使舉升動臂油缸幾乎呈水平狀態(tài)，計算證明，這樣布置也能得到較好的舉升特性。M點往前橋方向靠是比較有利的?？紤]到聯(lián)合鏟裝(邊抓入邊舉臂)工況的需要，在滿足M點最小離地高度要求的前提下，令工況Ⅰ時HM近似于水平，一般取HM與水平線成10o~15o夾角。如圖34所示，一般H點選定在AB聯(lián)線附近或上方，并取。 動臂舉升油缸的布置應本著舉臂時工作力矩大、油缸穩(wěn)定性好、構件互不干擾、整機穩(wěn)定性好等原則來確定。鏟斗卸載角通常隨卸載高度的降低而稍有減小，若鏟斗的卸載角小于45o時，可減小BC或的長度來滿足對卸載角的要求。根據(jù)搖臂的結構尺寸和鏟斗在任意位置能卸凈物料這一條件，作出鏟斗在不同卸載位置時所對應的搖臂與轉斗油缸活塞桿鉸接點