【正文】 符合要求 。m 由 =0 + （ + ） =0 得 =28 KN =0 + （ ） =0 得 = KN 斜撐桿面積 = （ ） =984 斜撐桿強度 σ= = M 斜撐桿的強度計算 如 圖 44 所示 ： 2021 屆機械設(shè)計制造及其自動化（工程機械）專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 = =45372 N 最大，最小慣性矩值按下式計算： xzzxzx JJJJJJ 22m i nm a x 4)(212 ????? 代入已知數(shù)據(jù)得： 3m in ???J 4m （計算各位移量是用到） 由于推土板厚度與寬度，高度之比小得多，剪應(yīng)力按薄臂扭轉(zhuǎn)計算扭轉(zhuǎn)中心坐標(biāo)： ??? ii ixiiD xE xJEx ??? zii iziiD xE zJEz 其中 ： E—— 截面各部分材料彈性模量 xiJ ， ziJ —— 截面各部分慣性矩 ix ， iz —— 截面各部分坐標(biāo) 求解 ： ?????? ????????????Dx 3 4 4 5 8 ?????? ??????????Dz 又由： )(21 39。aP ＞ Mm in 0 ?? ?wx MM mkN? o s 0 ?? ?wy MM mkN? 截面的正應(yīng)力 ： 600= 1 0 2 5 . 2xx axyM Z M Z N MPJ J F? ?? ? ? ? 根據(jù)強度計算許用應(yīng)力 [ζ]= ： 2021 屆機械設(shè)計制造及其自動化（工程機械）專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 式中 ： s? —材料的屈服強度極限，由于所選材料為 16Mn鋼 n—安全系數(shù)，設(shè)計手冊中規(guī)定 n=——，考慮工程機械工作繁重， 作業(yè)條件惡劣及計算誤差，一般取 n＞ ，這里 取 。 3xyJ=0 依次可算出 Jx = ? ? 30 32 1 . 6 5 1 0t a n 2 7 . 50 . 5 6 9 0 . 1 2 7 1 0? ? ??????? 則 =42176。2021=4179。 則各部分慣性積得 ： 1xyJ =100179。 則 X=142mm Y=513mm 計算慣性矩 ： xJ = xcJ + A yJ = ycJ + A 求解得 ： xJ =179。 推土作業(yè)裝置的強度計算 由式 48 知推土鏟所承受的最大受力，則頂推架所受力為 c1 c2=XX= max2F ， 如 圖 43所示 。 取動載系數(shù)為 ,那么推土鏟頂?shù)秸系K物所受的最大水平力為 : maxF = maxP?=179。 18500179。對十同一推土機來說，機重是一定的，但是最大附著系數(shù)并不是所有的路面都是一樣的，不同的路面最大附著系數(shù)是不一樣的，所以不同路面的最大附著力也是不一樣的。 這里根 據(jù) 已知條件得 TY180 的整機重量為 18500kg。 對應(yīng)滑轉(zhuǎn)率為 100%時得出的附著系數(shù)，稱為最大附著系數(shù)，相應(yīng)的附著力為最大附著力。附著力大，說明路面與履帶之間的附著性能比較好。 附著力是根據(jù)土壤與推土機履帶行走機構(gòu)相互作用原理，用來限制驅(qū)動力發(fā)揮的一個力。當(dāng)推土機作業(yè)負(fù)荷較小時，驅(qū)動力主要是由履帶和地面之間的摩擦反力產(chǎn)生 的，此時滑轉(zhuǎn)率很小。 TY180 型履帶式推土機工作裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計 26 推土機的附著性能指的是履帶和地面之間相互作用所具有的抗滑轉(zhuǎn)的能力，并由此得出推土機所能發(fā)揮的最大驅(qū)動力。 NF V? 出 =263 KN 式中 ： V轉(zhuǎn)速為 1350r/min時 I擋的行使速度，根據(jù)設(shè)計計算為 。m ） 2382 有效功率（ kW） 有效扭矩（ N178。 = =0 慣性阻力 這里取 = = （ ） /t =0 式中 ： —推土作業(yè)時行使的初速度，（ m/s）； —推土作業(yè)時行使的末速度，（ m/s）； t—速度變化時間，（ t） 風(fēng)阻力 由于推土機工作時行使速度較小，所以風(fēng)阻力近似為： =0 綜上所述，作業(yè)阻力為上述各阻力之和，即 ： = + + + =111732+ h+90566 2021 屆機械設(shè)計制造及其自動化（工程機械）專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 根據(jù)履帶式推土機的發(fā)動機特性 如 表 46 所示 ，在 n=1350r/min 時，發(fā)動機發(fā)揮最大扭矩，此工況為推土牽引力最大工況。），取 0176。； —土的充盈系數(shù)， 一般取 ； = （ N） （ 3）推土鏟刀與地面間的摩擦阻力 圖 42切削阻力圖 TY180 型履帶式推土機工作裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計 24 = χ 式中 ： —刀刃磨損后壓入土的比壓力（ M ），一般取 ； χ—刀刃磨損后的接地長度（ cm）， 一般取 1； —土與刀刃的摩擦系數(shù)， 一般取 ； = =27000（ N） （ 4）土屑沿推土板的上升阻力 = =90566 （ N） 式中 ： δ—推土切削角（ 176。），取 0176。取 90176。 2021 屆機械設(shè)計制造及其自動化（工程機械）專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 （ 1）切土阻力 = = h 式中 ： —單位 面積土的切削阻力（ ），一般取 ； —切削土層沿縱軸垂直方向的投影面積（ ）； h—平均切土深度（ m）； —推土板寬度（ m），根據(jù)已知條件取 ； ф—推土板回轉(zhuǎn)角（ 176。 作用阻力 包括切削阻力 ，行走阻力 ，坡道阻力 ，慣性阻力 ，風(fēng)阻力 。 推土作業(yè)阻力及整車牽引力計算 推土作業(yè)阻力的計算工況是正常推土?xí)r作業(yè)阻力的最大工況。 12176。 5176?；蛘哒f，當(dāng)推土機在水平面上 行駛時可將地面平整成具有ξ角的斜坡。 推土鏟能在垂直平面內(nèi)實現(xiàn)側(cè)傾，其側(cè)傾角為ξ。但是實際上只能允許回轉(zhuǎn) 25176。當(dāng)ф達到 40176。 為了使推土鏟能夠在推土機直線前進時向任一側(cè)推土，那樣能夠回轉(zhuǎn)ф角。擋土板垂直高度一般為（ ） B,擋土板上邊寬度 大于發(fā)動機罩的寬度，不小于推土鏟寬度 之半。 7176。 ———— —— 曲面板曲率半徑可按下式計算 ； ? ?sinsin 1 sin 2gg kRH ??? ? ???????? ? ?????????π mm （ 46） 由所給參數(shù)可算出 =840mm 在中等堅實度的土質(zhì)條件下，表 44 推薦的參數(shù)可以保證推土機具有較高的作業(yè)效率。 曲面板曲率半徑 推土鏟斜裝角 ε 70176。35176。 表 44 推土鏟結(jié)構(gòu)參數(shù)值 參數(shù)名稱 固定式推土鏟 參數(shù)名稱 固定式推土鏟 切削角δ 55176。 表 43 所列推土鏟高度值是根據(jù)經(jīng)驗公式（ 44）算出后加以圓整的，可供設(shè)計時參考 。 按上式初步確定的高度也可按下法驗證其是否可以采用，即根據(jù)推土機的生產(chǎn)率值算出推土鏟的容量，在已知鏟寬的情況下算出推土鏟高 度，并參考同類機型的有關(guān)尺寸作出決定。這種寬出量是為了保證在作業(yè)過程中推土機能給自己開辟前進的道路，從而保證其作業(yè)質(zhì)量，在平整土地的作業(yè)場合尤有意義。若工作在輕型土質(zhì)條件下，特別是推運散狀物料時，還可以將它制成加長型。表 41 所列比切力值可供參考 [3]。因此，適應(yīng)于不同級別芙蓉推土機的比切力，既是推土鏟寬度和高度的決定因素，也是考核推土鏟能否適應(yīng)作業(yè)條件的評價或驗證參數(shù)。這是應(yīng)為在不同的推土條件下，為保證其作業(yè)能力，推土鏟應(yīng)具備相應(yīng)的比切力。但是，推土機級別不同，其推土鏟寬度與高度之比則不同。 圖 37 推土機工作裝置的調(diào)整 a）正鏟位置 b）側(cè)傾位置 TY180 型履帶式推土機工作裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計 18 圖 38 水平撐桿直接與推土鏟連接 a） 結(jié)構(gòu)簡圖 b）受力簡圖 2021 屆機械設(shè)計制造及其自動化（工程機械）專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 第 4章 TY180履帶式推土機的工作裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計 推土鏟的結(jié)構(gòu)參數(shù) 推土鏟的結(jié)構(gòu)參數(shù)影響到推土機的整體工作性能，包括推土鏟的寬度與高度，曲面板的曲率半徑等等。 在這種結(jié)構(gòu)形式下工作。 這 種結(jié)構(gòu)形式 如圖 38 所示 ， 水平斜撐桿直接與推土鏟相連接。此外，在大型推土機上，如前所述，多為固定式推土鏟，因此大型推土機多采用直線型鋼架。本此設(shè)計的是 用的拱形鋼架結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)受力可以補償，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，廣泛用于土石方開挖或平整路面施工當(dāng)中 。但是實際結(jié)構(gòu)是撐桿與拱形鋼架的連接采用平面運動的鉸銷 。調(diào)整撐桿長度時所能獲得的角度變化量，很容易通過作圖法加以確定。 四根撐桿在正常位置時，推土鏟處于正鏟位置 ，如圖 37a 所示 ，此時每端的兩根撐桿所在的平面可以使平行 的，也可以是不平行而呈某一夾角，但是它們的位置時相互對稱的。 目前已提到，它適用于回轉(zhuǎn)式推土鏟作業(yè)的動作要求，其中間突出，用鉸、球與推土鏟聯(lián)接，并在兩端各用兩根斜拉桿將推土鏟與拱形鋼架相固定。因此地面給推土機行走機構(gòu)的強大推力，是經(jīng)過頂推架傳給推土鏟的，它受到的作 用力大而且復(fù)雜。在結(jié)構(gòu)上能保證推土鏟實現(xiàn)各種作業(yè)位置。因此專門用來長距離推運松散土壤或其他散狀物料時，采用 U 型鏟比較合適。它可以再保證應(yīng)有的鏟土容量的條件下具有大的比切力，以便有能力鏟掘堅實土壤，然而它的推運距離不大。直線型推土鏟可以是固定式或回轉(zhuǎn)式的。 圖 34 曲面板 a拋物線型 bI 類漸開線型 cII 類漸開線型 圖 35 推土鏟的結(jié)構(gòu) 1底板 2托板 3下支座 4下 橫梁 5球鉸座 6橫版 7角板 8曲面板 9上支座 10上橫梁 11后筋板 12側(cè)板 13前加強板 14側(cè)加強板 15刀角 16切削刃 17螺釘 TY180 型履帶式推土機工作裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計 16 這樣，既能減輕推土鏟的重量，有加強了它的剛度，這是大型推土機的推土鏟普遍采用的一種結(jié)構(gòu)形式。 根據(jù) Grabotz 和 Drees 提出兩種結(jié)構(gòu)參數(shù)的曲面板并做了對比試驗 的結(jié)果，本設(shè)計用拋物線 型曲面板，如圖 圖所示， 圖 32 切削刃參數(shù) a切削角 b尖角 c后角 s切削刃接地寬度 圖 33 曲面板推土性態(tài) a拋物線狀 bI 類漸開線狀 cII 類漸開線狀 d散漲堆積 2021 屆機械設(shè)計制造及其自動化（工程機械）專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 然而，拋物線與圓滑的形狀很近似，考慮到兩者性能上也很近似，且圓弧的制造工藝性比拋物線好，所以現(xiàn)代推土機均采用圓弧曲面。不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的曲面板對推土過程的影響基本上表現(xiàn)為兩種性態(tài)；一種是被切下的土屑是呈層狀曲面板卷成堆而前進 (圖 34， a、 b、 c)；另外一種是土屑在曲面板前散漲擠成堆狀（圖 33， d）。 （ 2）曲面板 它的結(jié)構(gòu) 參數(shù)對土屑運動規(guī)律、積土容量、漏損、推運阻力都有影響。綜上所述，切削角 a通常以 55176。由于切削原理 和推土機實際工作時地形變化的需要，必須有后角 c，其值通常在 30176。時切削阻力最小。 （ 1） 切削刃 土壤切削實驗的結(jié)果表明，切削刃的參數(shù)如切削角 a、尖角 b 和后角 c（圖 32）等對切削阻力有著顯著的影響。切削刃是易損件，因此它與曲面板之間的