【正文】 m Φ = 176。轉(zhuǎn) 角 范 圍 比 較 大 。 （ 4） 作 業(yè) 時(shí) ， 各 構(gòu) 件 間 無 運(yùn) 動(dòng) 干 涉 。 （ 2）滿 足 動(dòng) 臂 在 任 意 位 置 都 能 卸 載 ，即 卸 載 角 。 我 設(shè) 計(jì) 反 轉(zhuǎn) 六 連 桿 工 作 裝 置 ， 采 用以 動(dòng) 臂 為 固 定 件 的 圖 解 法 來 設(shè) 計(jì) 連 桿 機(jī) 構(gòu) ， 把 六 連 桿 分 成 兩 個(gè) 四 連 桿 機(jī) 構(gòu) （ 即 斗 四 連 桿 和 斗 油 缸 四 連桿 機(jī) 構(gòu) ） 分 別 設(shè) 計(jì) 。 = 2 .3 m。； 則 A1A2 =b/cos1 0. 74176。 45176。 = 0. 79 18 m； A1A2 垂 直 距 離 b=+= 取 ∠ A1=90176。； L=Rsin55 .7 4176。 + 5. 74176。； 又有γ = 50176。； =； 卸載高度 H=； δ =90176。 動(dòng) 臂 的 上 、 下 鉸 點(diǎn) 位 置 確 定 后 ， 就 可 以 用 計(jì)算 或 作 圖 法 確 定 動(dòng) 臂 長(zhǎng) 度 。 動(dòng) 臂 的 長(zhǎng) 度 決 定 于 動(dòng) 臂 與 機(jī) 架 的 鉸 點(diǎn) 位 置 （ 上鉸 點(diǎn) ） 和 動(dòng) 臂 與 鏟 斗 的 鉸 點(diǎn) （ 下 鉸 點(diǎn) ） 的 位 置 。但 O 點(diǎn)布置太后面，對(duì)駕駛室的布置造 成 困 難 ， 可 能 影 響 駕 駛 員 的 操 作 安全。由 圖 3— 1 可見， O 點(diǎn) 靠 后 布 置 ，可 減 少 動(dòng) 臂 轉(zhuǎn)角（ δ δ’ )和動(dòng)臂最大外伸距離（ ll39。上鉸點(diǎn)在該 平分線上的具體位置由總體布 置 確定。動(dòng) 臂的下鉸點(diǎn)在動(dòng)臂下落時(shí)的位置 A2 則應(yīng)盡量靠近輪胎 ， 以 減 少 對(duì) 傾 覆 軸 的 力 臂 ， 縮 短 整 機(jī) 總 長(zhǎng) ， 但 應(yīng) 保 證 鏟 斗 上 翻 時(shí) ， 斗 與 輪 胎 有 一 定 的 間 隙 。 三、動(dòng)臂的設(shè)計(jì) 動(dòng)臂長(zhǎng)度 動(dòng)臂長(zhǎng)度決定于動(dòng)臂與機(jī)架的鉸點(diǎn)位置和動(dòng)臂 與 鏟 斗 的 鉸 點(diǎn) 的 位 置 。 下 鉸 點(diǎn) 距 離 斗 底 高 度 一 般 可 取 h=（ ～ ） R。下 鉸 點(diǎn)靠 近 地面 ， 可減 少 在作業(yè)時(shí) ， 由插 入 阻力 所 引起 的 附加 力 矩(ph,見圖 2—6）， 此力 矩 將影 響 掘起力值 。 斗 鉸 點(diǎn) 位 置的 確定 動(dòng)臂與斗的連接鉸點(diǎn)（簡(jiǎn)稱下鉸點(diǎn)）的位置應(yīng) 盡 量 使 鏟 斗 在 鏟 掘 位 置 時(shí) 布 置 在 靠 近 切 削 與地面。 裝 容 量 （ 幾 何 容 量 ） Vp: 鏟 斗 的 平 裝 斗 容 分 為 裝 有 當(dāng) 板 和 無 擋 板 兩 種 。 鏟 斗 圓 弧 半徑 r = = m。 斗 底 長(zhǎng) 度 Lg = =。 215 0 5 01 .9 1 .5 ( 1 .1 5 0 .1 3 c o s 8 ) sin 5 0 a r c ta n2 1 8 00 .9 5 8Rm??? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ????并由 R 得 到 以 下 數(shù) 值 ： 鏟 斗 的 橫 截 面 面 積 S= V/B=1/= ㎡ 。把 以 上 數(shù) 據(jù) 代 入 式 （ 2— 2） 得 鏟 斗 的 回 轉(zhuǎn) 半徑： α 0=60 γ 1=8176。 根 據(jù) 已 知 條 件 取 合 適 的 值 ： 取γ 1=8176。～60176。為此，實(shí)測(cè)所選樣機(jī)鏟斗的下列數(shù)據(jù)R,Lg,Lk,Lr,r,γ 1 和 γ 值 ，并 分 別 計(jì) 算 出 λ g,λ z,λ k和λ r 值 ，帶 入（ 2— 1）式 ，即 可 求 得 新 鏟 斗 的 回 轉(zhuǎn)半徑 R，由 基 本 參 數(shù) R，根 據(jù) 所 選 定 的 各 系 數(shù) 值 ，即可 求 得 新 鏟 斗 的 其 他 參 數(shù) 值 。 根據(jù)圖 2— 3 鏟斗截面基本參數(shù)： 已 知 該 工 作 機(jī) 構(gòu) 的 額 定 載 重 量 Q = 2t 由 土 壤 的 自 然 重 度 公 式 得 V= mg/ γ= 2 0 / 2 0 = 1 3m 在應(yīng)用中采用平裝斗容來計(jì)算鏟斗的截面面積 的 基 本 參 數(shù) ， 鏟 斗 的 截 面 面 積 ： ? ?22g1S =R [ c os si n ] [ ( 1 ) ]2 180z k r c t g ??? ? ? ? ? ? ???? ? ? ????? （ 2— 1） 鏟 斗 的 幾 何 容 積 V= S B，則可以建立下式： ? ? 21[ c os si n ] [ ( 1 ) ]2 180g z k rVRB c t g ??? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? （ 2— 2） 式中 V— 平裝斗容量圖 2— 4 所示陰影面積由設(shè) 計(jì)給定； B— 鏟 斗 的 凈 寬 度 ； λ g — 鏟 斗 斗 底 長(zhǎng) 度 系 數(shù) ， λ g =Lg /R； λ z — 后 斗 壁 長(zhǎng) 度 ， λ z =Lz /R； L z — 后 斗 壁 長(zhǎng) 度 ， 是 指 由 后 斗 壁 上 緣 至 斗 壁 與 斗 底 延 長(zhǎng) 線 相 交 點(diǎn) 的 距 離 ； Q = 2 t V= 1 3m 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(guó)棟 設(shè)計(jì)者：某某 第 6 頁(yè) 共 25 頁(yè) λ k — 擋 板 高 度 系 數(shù) ， λ k =Lk /R； Lk— 擋 板 高 度 ； λ r — 圓 弧 半 徑 系 數(shù) ， λ r = r/R； γ ― 斗 底 與 后 斗 壁 間 的 夾 角 ,又稱斗張開角； γ 1 — 擋 板 與 后 斗 壁 的 夾 角 。如圖 2— 3 所示， 圓弧半徑 r 越大，物料進(jìn)入鏟斗的流動(dòng)性越好，有利 于 減 少 物 料 裝 入 斗 內(nèi) 的 阻 力 ， 卸 載 快 而 干 凈 ， 但r 過 大 ，斗 的 開 口 大 ，不 易 裝 滿 ，且 鏟 斗 的 外 形 較 高 ，影 響 駕 駛 員 觀 察 鏟 斗 刃 的 工 作 情 況 。 后 臂 過 小 則 容 易漏 料 ， 過 大 則 增 加 鏟 斗 的 外 形 影 響 駕 駛 員 的 視 野 底臂 長(zhǎng) ， 則 斗 的 插 入 料 堆 深 度 大 ， 斗 易 于 裝 滿 ， 但 鏟 起 力 由 于 力 臂 的 增 加 而 減 少 ， 底 臂 長(zhǎng) 度 小 則 鏟 起力 大 ， 且 由 于 卸 料 時(shí) 鏟 斗 刃 口 降 落 的 高 度 小 ， 可 以減 少 動(dòng) 臂 舉 升 高 度 ， 縮 短 作 業(yè) 時(shí) 間 。 通常在設(shè)計(jì)鏟斗時(shí)都采用帶齒的鏟斗，因?yàn)槎?齒 的 作 用 是 鏟 斗 插 入 物 料 時(shí) ， 減 少 鏟 斗 與 物 料 的作 用 面 積 使 插 入 力 集 中 在 斗 齒 上 ， 破 壞 物 料 結(jié) 構(gòu) ，因 而 帶 齒 的 斗 具 有 較 大 的 插 入 料 堆 的 能 力 ， 適 宜 于裝 礦 石 和 堅(jiān) 硬 的 物 體 ， 齒 型 的 鏟 斗 的 選 擇 使 提 高 鏟斗 的 壽 命 ， 使 鏟 斗 的 插 入 力 減 小 ， 如 果 齒 變 鈍 了 易于 更 換 和 維 修 ，設(shè) 計(jì) 時(shí) 采 用 分 體 式 鏟 斗 。 直 線 型 刀 刃 適 宜 用 于 轉(zhuǎn) 載 輕 質(zhì) 和 松 散 小 顆 粒物 料 ， 并 可 以 利 用 刀 刃 作 刮 平 、 清 理 場(chǎng) 地 工 作 ； V形 刀 刃 便 于 插 入 料 堆 ， 有 利 于 改 善 作 用 裝 置 的 偏載 ， 適 宜 于 鏟 裝 較 密 實(shí) 物 料 。 1. 普 通 鏟 斗 的 構(gòu) 造 （ 圖 2— 1） 圖 2— 1 鏟斗形式和構(gòu)造 1主切削刃； 2側(cè)刀刃； 3擋板； 4護(hù)壁 a） 直刀刃鏟斗； b） V 形刀刃鏟斗； c)帶斗齒鏟斗； d） V 形 刀 刃 帶 斗 鏟 斗 圖 2— 1 所示是一個(gè)焊接結(jié)構(gòu)的鏟斗，底板上的主切削刃 1 和 側(cè) 板 上 側(cè) 刀 刃 2 均由耐磨材料制成；在鏟斗 上 方 有 擋 板 3 把斗后壁加高，以防止斗舉高時(shí)物料 向 后 撒 落 。 圖 1— 1 最簡(jiǎn)單的工作裝置 圖 1— 2 帶框架的工作裝置 1動(dòng)臂； 2框架； 3拉桿 二、鏟斗的設(shè)計(jì) 鏟斗的介紹 鏟斗是鏟裝物料的工具，它的斗型與結(jié)構(gòu)是否合理 ， 直 接 影 響 裝 載 機(jī) 的 生 產(chǎn) 率 ， 在 設(shè) 計(jì) 工 作 裝 置 連 桿 之 前 ， 首 先要確定鏟斗的幾何形狀和尺寸，因?yàn)? 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(guó)棟 設(shè)計(jì)者：某某 第 3 頁(yè) 共 25 頁(yè) 它 與 連 桿 機(jī) 構(gòu) 的 設(shè) 計(jì) 有 密 切 的 關(guān) 系 。 若△α≈ △ 223。 若 動(dòng) 臂 轉(zhuǎn) 角 △ α（ 即斗的牽連運(yùn)動(dòng)），通過連桿機(jī) 構(gòu) 使 框 架（ 斗 ）相 對(duì) 于 動(dòng) 臂 轉(zhuǎn) 動(dòng) △ 223。 改變，由于斗裝在 框 架 上 ， 故 斗 相 對(duì) 于 動(dòng) 臂 產(chǎn) 生 了 轉(zhuǎn) 動(dòng) 。 斗 和 斗 液 壓缸 固 定 在 框 架 上 。這 樣 的 運(yùn) 動(dòng) 通 常 是 由 連 桿 機(jī) 構(gòu) 來 實(shí) 現(xiàn) 。 裝 載 機(jī) 工 作 裝置應(yīng) 滿足如 下要 求： 斗 的 運(yùn) 動(dòng) 軌 跡 符 合 作 業(yè) 要 求 ， 即 要 滿 足 鏟掘 、 裝 載 的 要 求 ； ，并保證動(dòng)臂 在 任 何 位 置 都 能 卸 凈 鏟 斗 中 的 物 料 ； 滿 足 作 業(yè) 要 求 的 前 提 下 ， 工 作 裝 置 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn)單 ， 自 重 輕 、 受 力 合 理 、 強(qiáng) 度 高 ； ，確保工作安全 ， 視 野 良 好 ， 操 作 簡(jiǎn) 單 和 維 修 方 便 。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(guó)棟 設(shè)計(jì)者： 目 錄 一、裝載機(jī)工作裝置介紹 1 二、鏟斗的設(shè)計(jì) 2 鏟斗的介紹 2 鏟斗的斷 面形狀和基 本參數(shù)的 確定 4 斗容的計(jì)算 7 斗鉸點(diǎn)位置的確定 9 三、動(dòng)臂的設(shè)計(jì) 10 動(dòng)臂長(zhǎng)度 10 動(dòng)臂鉸點(diǎn)的確定 10 四、反轉(zhuǎn)斗連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 12 斗四連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 12 運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)分析 13 程序代碼： 18 運(yùn)行結(jié)果： 19 ZL20 裝載機(jī)參數(shù) 25 轉(zhuǎn)斗缸四連桿設(shè)計(jì) 25 五、 心得體會(huì) 26 六、 參考文獻(xiàn) 26 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(guó)棟 設(shè)計(jì)者：某某 第 1 頁(yè) 共 25 頁(yè) 一、裝載 機(jī)工作裝置介紹 裝載機(jī)的工作裝置是由鏟斗、升降動(dòng)臂的液壓缸 、 連 桿 機(jī) 構(gòu) 組 成 ， 用 以 完 成 鏟 掘 、 裝 載 作 業(yè) 。 對(duì)中 小 型 裝 載 機(jī) ，一 般 還 常 配 有 可 以 更 換 的 工 作 裝 置 ，以 適 應(yīng) 多 種 作 業(yè) 的 需 要 。 原始的裝載機(jī)工作裝置如圖 1— 1 所示，鏟斗與 動(dòng) 臂