【正文】 =1851mm，因此滿足GF+FEGE。圖 312 連接端部鉸接點(diǎn)設(shè)計(jì)作圖所得，在鏟裝工況下，即工況Ⅰ下，E點(diǎn)坐標(biāo)為(2535，833),F點(diǎn)坐標(biāo)為(1337,903)。具體做法如下：如圖312所示，鏟斗取工況Ⅰ。即傳動(dòng)角不能小于10176。 K=～ a=(～)d (312) c=(～)d所以得K=，a=654mm，c=982mm,b=1200mm。1）按雙搖桿條件設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)令GF為最短桿，BG桿為最長(zhǎng)桿，即必有 GF+BGFE+BE (310)如圖311所示，若令，GF=a,FE=b,BE=c,BG=d,并將式(310)不等號(hào)兩邊同時(shí)除以d，經(jīng)整理上式得下式，即 (311)其中d值由BG確定，即d=1636mm。(2)連桿與鏟斗和搖臂的兩個(gè)鉸接點(diǎn)F、E的確定因?yàn)镚、B兩點(diǎn)已被確定，所以在確定F點(diǎn)和E點(diǎn)實(shí)際上是為了最終確定與鏟斗相連的四桿機(jī)構(gòu)GFEB的尺寸，如圖311所示。相對(duì)于前輪胎，B點(diǎn)在其外廓的左上部。 4)確定動(dòng)臂與搖臂的鉸接點(diǎn)B B點(diǎn)的位置是一個(gè)十分關(guān)鍵的參數(shù)，它對(duì)連桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比、倍力系數(shù)、連桿機(jī)構(gòu)的布置以及轉(zhuǎn)斗油缸的長(zhǎng)度都有很大影響。A點(diǎn)在垂直平分線的位置應(yīng)盡量低些，一般取在前輪右上方，與前軸心水平距離為軸距的1/3～1/2處。 連接G并作垂直平分線。畫出鏟斗在最高位置卸載時(shí)的位置圖，即工況Ⅳ，令此時(shí)斗尖為，G點(diǎn)位置為。代入上式解得：=855mm。 (39)式中 —Z點(diǎn)的y坐標(biāo)值，mm；—輪輞直徑，mm；—輪胎寬度，mm；H/—輪胎斷面高度與寬度之比；—輪胎變形系數(shù)。應(yīng)使輪胎前緣與工況Ⅱ時(shí)的鏟斗后壁的間隙盡量小些。3)確定動(dòng)臂與機(jī)架的鉸接點(diǎn)A以G點(diǎn)為圓心，使鏟斗順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，至鏟斗斗口與x軸平行為止，即工況Ⅱ。圖 310 動(dòng)臂上三鉸接點(diǎn)的設(shè)計(jì)2）確定動(dòng)臂與鏟斗的鉸接點(diǎn)G由于G點(diǎn)的x坐標(biāo)值越小，轉(zhuǎn)斗崛起力就越大，所以G點(diǎn)靠近O點(diǎn)是有利的，但它受斗底和最小離地高度的限制，不能隨意減?。欢鳪點(diǎn)的y坐標(biāo)值增大時(shí)，鏟斗在料堆中的鏟取面積增大，裝的物料多，但縮小了G點(diǎn)與連桿鏟斗鉸接點(diǎn)F的距離，使崛起力下降。前傾角。圖解法設(shè)計(jì)尺寸參數(shù)圖解法是在初步確定了最大卸載高度、最小卸載距離、卸載角、輪胎尺寸和鏟斗幾何尺寸等整機(jī)主要參數(shù)后進(jìn)行的，通過在坐標(biāo)圖上確定工況Ⅱ時(shí)工作機(jī)構(gòu)的9個(gè)鉸接點(diǎn)的位置來(lái)實(shí)現(xiàn)。因?yàn)橛透拙鶠檫\(yùn)動(dòng)件，所以整個(gè)機(jī)構(gòu)有確定的運(yùn)動(dòng)。舉升油缸主要由動(dòng)臂舉升油缸HM和動(dòng)臂GBA構(gòu)成。實(shí)際上，它是由兩個(gè)反轉(zhuǎn)四桿機(jī)構(gòu)組成—GFEB和BCDA串聯(lián)而成。機(jī)構(gòu)分析輪式裝載機(jī)工作裝置連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)任務(wù)是確定各連桿的尺寸和相互的位置關(guān)系，以滿足設(shè)計(jì)任務(wù)中的規(guī)定的使用性能及經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。工作裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)比較復(fù)雜的問題，因?yàn)榻M成工作裝置的各個(gè)構(gòu)件尺寸幾位置的相互影響，可變性很大。④工作裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下要求：（a）保證滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書中所規(guī)定的使用性能及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的要求，如最大卸載高度、最大卸載距離，在任何位置都能卸凈物料并考慮和換工作裝置。②確定動(dòng)臂油缸的鉸接位置及其行程。在露天礦或工地，通常輪式裝載機(jī)是向載重汽車卸載，出于裝載點(diǎn)和卸載點(diǎn)距離很近，卸載位置較高，所以一般稱為“定點(diǎn)高位卸載”。④工況Ⅳ—卸載狀態(tài)在卸載點(diǎn)，舉升動(dòng)臂使鏟斗至卸載位置；翻轉(zhuǎn)鏟斗，向運(yùn)輸車輛或固定料場(chǎng)卸載；卸畢，下放動(dòng)臂，使鏟斗恢復(fù)到運(yùn)輸狀態(tài)。②工況Ⅱ—鏟裝狀態(tài)工況I以后，轉(zhuǎn)動(dòng)鏟斗，鏟取物料，待鏟斗口翻轉(zhuǎn)至近似水平為止。整個(gè)工作機(jī)構(gòu)鉸接在車架上。工作機(jī)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)如圖所示。根據(jù)裝載機(jī)的用途、作業(yè)條件及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等擬定的設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求。此外，結(jié)構(gòu)十分緊湊、前懸小，司機(jī)視野好也是此種機(jī)構(gòu)的突出優(yōu)點(diǎn)。參考市場(chǎng)同類機(jī)型及設(shè)計(jì)需求連桿機(jī)構(gòu)選用反轉(zhuǎn)六連桿機(jī)構(gòu)。 鏟斗的上鉸接點(diǎn)即鏟斗與拉桿或連桿的連接鉸點(diǎn)。下鉸接點(diǎn)靠近地面，可減少在作業(yè)時(shí)的鏟入阻力。當(dāng)鏟斗在鏟掘位置時(shí)，應(yīng)盡量使該點(diǎn)靠近切削刃與地面。②鏟斗的容量誤差判斷 式中 則 所以所設(shè)計(jì)的鏟斗容量符合設(shè)計(jì)要求。根據(jù)美國(guó)汽車工程師手冊(cè)規(guī)定IH垂直于CD，且IK=CK/2=b/，擋板DN應(yīng)垂直于斗側(cè)壁CN，所以△CKH∽△CND。圖36 鏟斗截面計(jì)算計(jì)算式為 （38）式中 S1—扇形AGF的面積，m2；S2—直角三角形△GFN，m2；S3—直角三角形△GAC，m2；S4—三角形△CGN，m2；S5—直角三角形△CND，m2。①鏟斗容量計(jì)算設(shè)計(jì)鏟斗的額定容量： (m) (37)式中 S—鏟斗平裝容量橫截面，；a—擋板高度， m；b—鏟斗開口長(zhǎng)，m；c—堆積高度，m。通過上述參數(shù)的選擇，帶入(31)式中，得到R=。設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇，由經(jīng)驗(yàn)獲取，λg=，λz=，λk=，λr=，γ=48176。鏟斗的內(nèi)側(cè)寬度 =b++(～)2a (m) (32)式中b裝載機(jī)輪距，m； 輪胎寬度，m；a鏟斗側(cè)壁切削刃厚度，m。；γ1—擋板與后壁間的夾角，選擇γ1時(shí)應(yīng)使側(cè)壁切削刃與擋板的夾角為90176。；—鏟斗的內(nèi)側(cè)寬度，m；λg—鏟斗的斗底長(zhǎng)度系數(shù)，λg=～； λz—后壁的長(zhǎng)度系數(shù)，λz=～；λk—擋板的高度系數(shù)，λk=；λr—圓弧的半徑系數(shù)，λr==～；γ—張開角,為45176。鏟斗的回轉(zhuǎn)半徑尺寸可按下式計(jì)算。②鏟斗基本參數(shù)的確定設(shè)計(jì)時(shí)，把鏟斗的回轉(zhuǎn)半徑R(即鏟斗與動(dòng)臂鉸接點(diǎn)至切削刃之間的距離)作為基本參數(shù)，鏟斗的其他參數(shù)則作為R的函數(shù)。鏟斗的寬度應(yīng)大于裝載機(jī)兩前輪外側(cè)間的寬度，每側(cè)要寬出50～l00mm?！?2176。根據(jù)任務(wù)書要求以及老師建議，可選擇大些。l長(zhǎng)亦會(huì)減小卸載高度。底壁長(zhǎng)l是指斗底壁的直線段長(zhǎng)度。但r過大，斗的開口較大時(shí)，不易轉(zhuǎn)滿，而且鏟斗外形較高，將影響駕駛員觀察鏟斗斗刃的工作情況。圖33 鏟斗各部位鏟斗的斷面形狀和基本參數(shù)的確定①鏟斗的斷面形狀鏟斗的斷面形狀由鏟斗圓弧半徑r、底壁長(zhǎng)、后壁高h(yuǎn)和張開角γ四個(gè)參數(shù)確定，如圖46所示。 (a)直線形斗刃鏟斗 (b)V形斗刃鏟斗 (c)直線形帶齒鏟斗 (d)弧形帶齒鏟斗 圖32 常見的鏟斗結(jié)構(gòu) 鏟斗由斗底、側(cè)壁、斗刃及后壁等部分組成。對(duì)主要用于土方工程的裝載機(jī)，在設(shè)計(jì)鏟斗時(shí)要考慮斗體內(nèi)的流動(dòng)性，減少物料在斗體的移動(dòng)或滾動(dòng)阻力，同時(shí)要有利于在鏟裝粘性物料是有良好的倒空性。用于插入阻力較小的松散物料或粘性物料，其鏟斗不裝斗齒。裝有斗齒的鏟斗，在裝載機(jī)作業(yè)時(shí)，插入里有斗齒分擔(dān)，形成較大的比壓，利于插入密實(shí)的料堆疏松物料，便于鏟斗的插入，斗齒磨損后容易更換。這種切削刃由于中間突出，在插入料堆時(shí)，插入力可以集中作用在斗刃中間部分，易于插入料堆；同時(shí)減少“偏載切入”有一定的效果。直線型切削刃簡(jiǎn)單并利于地面刮平作業(yè)，但切削阻力較大。用于土為工程機(jī)械的裝載機(jī)，因作業(yè)對(duì)象較廣，因此多采用正常斗容的通用鏟斗，一般適應(yīng)鏟裝不同物料的需要。鏟斗在惡劣的環(huán)境下工作承受很大的沖擊載荷及劇烈的磨損，所以要求鏟斗具有足夠的強(qiáng)度和剛度，同時(shí)要耐磨。參考市場(chǎng)同類機(jī)型及根據(jù)設(shè)即要求，本次設(shè)計(jì)的工作裝置采用有鏟斗托架形式。動(dòng)臂和連桿的前端與鏟斗托架鉸接，托架上部鉸接油缸，其活塞桿托架下部與鏟斗鉸接。裝載機(jī)的工作裝置形式分為有鏟斗托架和無(wú)鏟斗托架兩種。鏟斗的翻轉(zhuǎn)和動(dòng)臂的升降采用液壓操縱。鏟斗通過連桿和搖臂與轉(zhuǎn)斗油缸鉸接，用以裝卸物料。裝載機(jī)工作裝置由鏟斗、動(dòng)臂、連桿、搖臂和轉(zhuǎn)斗油缸、動(dòng)臂油缸等組成。油箱布置在后車架的兩側(cè)，配重布置在最后端，用以平衡鏟斗中的載荷。綜合比較以上三種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，選用第（2）種方案，此種布置合適前后方視野適中，作業(yè)時(shí)司機(jī)受到的沖擊小，不易疲勞，有利于提高工作效率。這樣布置保證駕駛員的視野。這樣鏟掘時(shí)提升力最大。動(dòng)臂與車架的鉸點(diǎn)A：在滿足駕駛員出入方便及在最大轉(zhuǎn)角是工作裝置不與駕駛室相碰的前提下，鉸點(diǎn)盡量向后布置，這種布置可以減少傾翻力矩。這種布置可以使裝載機(jī)在作業(yè)時(shí)駕駛員隨前橋一起擺動(dòng)，增強(qiáng)駕駛員對(duì)鏟掘面的實(shí)際感覺。因?yàn)檫x用的是雙橋驅(qū)動(dòng)，所以前后傳動(dòng)軸布置在裝載機(jī)的縱向?qū)ΨQ平面內(nèi)，并使它們盡可能的呈水平位置，且使中間軸的中點(diǎn)與車架鉸銷中心線重合，以保證轉(zhuǎn)向時(shí)十字軸萬(wàn)向節(jié)等速傳動(dòng)（傳動(dòng)角相等）。這種布置結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)軸數(shù)少，減少了部件間的油路管道，增加了靠性能。總體布置草圖基準(zhǔn)面的選擇：以通過后橋中心線的水平面為上下位置的基準(zhǔn)面；以通過后橋中心線的垂直面為前后位置的基準(zhǔn)面；以通過裝載機(jī)縱向?qū)ΨQ面為左右位置的基準(zhǔn)面。滿載時(shí)：前橋負(fù)荷戰(zhàn)裝載機(jī)總重的72～78℅；后橋負(fù)荷占裝載機(jī)總重的28～32℅.、下降及鏟斗前傾時(shí)間動(dòng)臂提升時(shí)間：6～9（s）選取6(s)動(dòng)臂下降時(shí)間：3～6（s）選取3（s）鏟斗前傾時(shí)間：2～3（s）選取3（s）裝載機(jī)最小離地間隙是通過性的一個(gè)指標(biāo)，它表示裝載機(jī)越過障礙物的能力。參考市場(chǎng)同類機(jī)型初步擬定輪距W2為2200mm。①增加輪距，可提高裝載機(jī)橫向穩(wěn)定性，但使得最小轉(zhuǎn)彎半徑增加，②增加輪距，會(huì)使鏟斗寬度相應(yīng)增加，因而造成單位長(zhǎng)度斗刃插入力降低。由上可知，軸距的增減，對(duì)裝載機(jī)的的性能很大，但裝載機(jī)的的主要工作是裝載作業(yè)，而機(jī)動(dòng)性對(duì)其生產(chǎn)率有這很大的影響，因此，從提高裝載機(jī)的機(jī)動(dòng)性出發(fā)，應(yīng)盡可能取軸距小些。由于ZL50裝載機(jī)屬于中小型裝載機(jī)，并參考同類機(jī)型，確定檔位數(shù)及各檔位理論行駛速度如下：I檔：V1=8(km/h)II檔：VII=30(km/h)倒檔R：VR=10（km/h）軸距L1：裝載機(jī)的主要性能參數(shù)之一，影響著裝載機(jī)以下三個(gè)方面的技術(shù)參數(shù)。對(duì)于全輪驅(qū)動(dòng)的裝載機(jī)附著重量即為機(jī)器自重則 Ge=G=(t)牽引力PHPKPη=PH 而 PH=GψψH 取ΨH= 則PH=GψψH=1800010=90(KN) (21)裝載機(jī)作業(yè)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)功率消耗在以下兩個(gè)方面：行走功率N1: N1=PKVT/3600η (22)式中：PK額定牽引力（KN） PK=PH+Pf P=Gfcosα VT—裝載機(jī)插入物料堆的理論作業(yè)速度，輪式取3km/h Η—傳動(dòng)系總效率，對(duì)于液力機(jī)械傳動(dòng)：取η=其中：f= α=0 【1】 則: PK=102600(N) N1=PKVT/3600η=(1026003)/(3600)=114(kw)油泵功率N2: N2=NeN1=155114=31(kw)輪式裝載機(jī)的速度變化范圍大，它要適應(yīng)在工地作業(yè)的要求，又要滿足運(yùn)輸轉(zhuǎn)移的要求。因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)在保證一定附著牽引力的前提下盡量使及其的自重降低。此參數(shù)的確定參考文獻(xiàn)[2]裝載機(jī)作業(yè)時(shí)要發(fā)揮大的插入力，必須要求機(jī)器有足夠的自重，增加附著重量能改善機(jī)械的附著性能，但機(jī)器的自重增加，將會(huì)導(dǎo)致裝載機(jī)運(yùn)行阻力的增加，動(dòng)力性能變差，材料和燃料消耗增加，輪胎壽命縮短，以及造價(jià)提高。卸載角一般不小與45。55。參考市場(chǎng)同類機(jī)型，其半徑為762mm.本次設(shè)計(jì)要求為ZL50型裝載機(jī)，則裝載機(jī)的額定載重量Qh=5(t)。為了降低比亞，增加輪胎支撐面積，改善附著性能和緩沖性能。故選用鉗盤式制動(dòng)器。壽命要長(zhǎng)，便于調(diào)整和維修。裝載機(jī)是循環(huán)作業(yè)并連續(xù)工作的機(jī)械，它制動(dòng)頻繁、制動(dòng)強(qiáng)度高、作業(yè)條件惡劣，經(jīng)常和水泥路面打交道，因而對(duì)制動(dòng)系的要求出了考慮制動(dòng)效能、效率外還有如下要求：在附有水、泥等惡劣的使用條件下，應(yīng)保證有比較穩(wěn)定的制動(dòng)性能。通過性好，前后橋零件基本通用，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)化制造工藝成本。轉(zhuǎn)向半徑小，機(jī)動(dòng)性好， 有利于提高成產(chǎn)率。采用制動(dòng)器不產(chǎn)生離心力，無(wú)需旋轉(zhuǎn)密封、作用可靠。它與定軸式變速箱相比有如下優(yōu)點(diǎn)：零件加工精度高、傳動(dòng)效率高、受力分散、齒輪模數(shù)小、齒輪、軸承工作條件好?？紤]到裝載機(jī)工作條件喝工作特點(diǎn)以及變矩器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠和便于制造，因此選用內(nèi)功率分流二級(jí)渦輪變矩器。變矩器的可透性小，當(dāng)運(yùn)行阻力變化是發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速變化小?？呻S外載荷的變化而自動(dòng)調(diào)整車速，因而可減少變速箱換擋，簡(jiǎn)化變速結(jié)構(gòu)與操作。 第二章 裝載機(jī)的總體設(shè)計(jì)裝載機(jī)的總體設(shè)計(jì)是根據(jù)其主要用途，作業(yè)條件、使用場(chǎng)合、生產(chǎn)情況生產(chǎn)率要求以及技術(shù)要求和制造成本等，合理地選擇機(jī)型和確定機(jī)型、各總成的結(jié)構(gòu)型式，性能參數(shù)及整機(jī)尺寸等，并進(jìn)行合理的布置。 ⑦廣泛利用新材料、新工藝、新技術(shù)，特別是機(jī)、電、液一體化技術(shù)，提高產(chǎn)品的壽命和可靠性。 ⑥降低噪聲和排放，強(qiáng)化環(huán)保指標(biāo)。駕駛室逐步具備FOPSamp。 ④利用電子技術(shù)及負(fù)荷傳感技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)變速箱的自動(dòng)換擋及液壓變量系統(tǒng)的應(yīng)用，提高效率、節(jié)約能源、降低裝載機(jī)作業(yè)成本。 ③細(xì)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。競(jìng)爭(zhēng)最為激烈的中型裝載機(jī)更新速度將越來(lái)越快。從仿制仿造向自主開發(fā)過渡，各主要廠家不斷進(jìn)