【正文】 ? 代入公式中計算得 1 mm? ， 2 mm? 。圓整后取 123000 , 1820l C F m m l m m? ? ?。 由于反鏟挖掘機以挖掘深度為主指標(biāo)，故取特性參數(shù) 3k? 。 在△ CZF 中（見前圖）根據(jù) 1? ， 1l 求： 141 23 3 11 2 c o sllkk ?? ?? 42 3 41l kl? 2 2 24 2 1 4 139 4 2 1c o s 2l l lZF C a r c ll? ??? ? ? 將 1 2 3 13000 , 1820 , , 130l m m l m m K ?? ? ? ?176。 帶 入 以 上 三 式 計 算 得4 1 4 2 3 91 4 4 0 , 1 8 7 0 , 2 1 .5l CZ m m l ZF m m ?? ? ? ? ?176。 油缸鉸點的布置綜合考 慮了結(jié)構(gòu)件的強度、油缸本身以及安裝特性，經(jīng)作圖湊出：l l l l22。 斗桿機構(gòu)的尺寸參數(shù)的確定 畢業(yè)設(shè)計（論文） 共 58 頁 第 17 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 斗桿機構(gòu)的設(shè)計應(yīng)滿足： （ 1）、斗桿機構(gòu)應(yīng)滿足斗桿轉(zhuǎn)角的要求，擺角應(yīng)在 105176?！?125176。之間，在滿足工作范圍等前提下本機去 108176。； （ 2）斗桿油缸全伸時，鏟斗任意轉(zhuǎn)動不得碰動臂； （ 3）保證足夠得挖掘力及必要得閉鎖能力。 確定斗桿油缸下鉸點： D 點與動臂間得距離應(yīng)盡量小些，為使動臂與斗桿油缸不發(fā)生干涉。油缸與動臂之間應(yīng)留有 10mm 左右得間隙。 斗桿尾部半徑 9l 從閉鎖考慮，可按經(jīng)驗公式： 9 2 311( ~ ) ( )4 l l? ? ? 將有關(guān)數(shù)據(jù)代入計算得 9 500 ~ 663l mm? 取 9 500l EF mm?? 斗桿上 EFQ? 取決于結(jié)構(gòu)因素，并考慮到共作范圍一般在 130176?！?170176。取 ∠EFQ=140176。 斗桿相對于動臂得初始位置不能超過動臂中心延長線，可取其夾角 為 176。左右。 鏟斗連桿機構(gòu)設(shè)計 （ 1）鏟斗連桿機構(gòu)設(shè)計時應(yīng)滿足： ① 轉(zhuǎn)角要求 為了滿足開挖和最后卸載及運輸狀態(tài)的要求，鏟斗的最大轉(zhuǎn)角 3max? 一般在 150176?！?180176。鏟斗在挖掘過程中轉(zhuǎn)角大致為 90176。～ 110176。鏟斗仰角范圍一般為 0176。～ 30176。這樣還可以適應(yīng)挖掘深溝及垂直側(cè)壁得作業(yè)要求，不使斗底先于斗齒接觸土地。 同時，鏟斗的轉(zhuǎn)角范圍還應(yīng)該滿足，當(dāng)動臂油缸處于最短即： L1=L1min，斗桿油缸處于最短即： L2=L2min ，鏟斗油缸處于最長即 L3=L3max 時，鏟斗 l3 與地面的夾角α≤ 45186。 ② 挖掘力的變化與阻力變化一致 鏟斗機構(gòu)最大理論挖掘力應(yīng)與最大挖掘阻力相適應(yīng)，一般在 10176。開挖，最大挖 畢業(yè)設(shè)計（論文） 共 58 頁 第 18 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 掘力出現(xiàn)在 25176?！?35176。處。 ③ 幾何相容 連桿機構(gòu)設(shè)計還需要滿足幾何相容，要保證連桿機構(gòu)三角形、四邊形在油缸得全行程中任一瞬時斗不被破壞，并且各個構(gòu)件間不發(fā)生干涉碰撞。 （ 2） 鏟斗連桿機構(gòu)的型式選擇 反鏟鏟斗機構(gòu)有四連桿的，也有六連桿的，推薦采用六連桿機構(gòu)。 （ 3）鏟斗連 桿機構(gòu)的參數(shù)選擇 為滿足幾何相容條件，由經(jīng)驗公式可計算連桿各構(gòu)件的尺寸參數(shù)。 ? ?2 4 3 310 . 3 ~ 0 . 3 8 ( 2 4 9 . 6 ~ 3 1 6 . 1 6 )3l K Q l l? ? ? ? 取 24 300l KQ mm?? 0008FQN? ? ?；取 ∠ FQN=0176。 0010 95 ~ 11 5??? ；取∠ 10 105? ? 176。 2 1 2 4(0 . 7 ~ 0 . 8 ) ( 2 1 0 ~ 2 4 0 )l l m m??。取 21 230l mm? 2 9 2 41 .5 4 5 0l l m m?? 確定 14 500l mm? 鏟斗油缸在伸縮過程中，由于設(shè)計過程中油缸及斗桿間留由 10mm 左右得間隙，使兩者不發(fā)生干涉。 鏟斗油缸下鉸點位置的確定： 11 370l EG mm?? 10 420l FG mm?? 、油缸作用力、閉鎖力挖掘力計算 鏟斗挖掘阻力 轉(zhuǎn)斗挖掘時， 土壤切削阻力隨挖掘深度改變而明顯變化。 切削阻力的切向分力： 1 . 3 5m a x1m a xc o s{ [ 1 ] }c o s ( )W C R B A Z X D???? ? ?? 畢業(yè)設(shè)計（論文） 共 58 頁 第 19 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 其中 C—— 表示土壤硬度的系數(shù)，對 III 級土宜取 C=90~150；取 C=120 R—— 轉(zhuǎn)斗切削半徑；取 3 832R l mm?? max? —— 挖掘過程中鏟斗總轉(zhuǎn)角的一半；本設(shè)計中取 max 48? ? 176。 ? —— 鏟斗的瞬時轉(zhuǎn)角； B—— 切削刃寬度影響系數(shù)， B=1+，其中 b 為鏟斗平均寬度，單位為 m；本設(shè)計中取 b=， B= A—— 切削角變化影響系數(shù)，取 A=； Z—— 帶有斗齒的系數(shù)， Z=（無斗齒時， Z=1）； X—— 斗側(cè)壁厚度影響系數(shù)， X=1+，其中 s 為側(cè)壁厚度，單位為 cm，初步設(shè)計時可取 X=； D—— 切削刃擠壓土壤的力，根據(jù)斗容量大小在 1000017000N 范 圍內(nèi)選取。當(dāng)斗容量 q〈 時 D 應(yīng)小于 10000N。（推薦 8000N（小挖） 12020 N（中挖） ）本設(shè)計中取 D=8000N。 取不同的一組 ?列表計算 鏟斗挖掘阻力 W1。結(jié)果如表 所示。 表 不同位置切削阻力計算列表 瞬時 轉(zhuǎn)角 φ（176。） 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 切削 阻力 W1(N) 8000 17793 26552 32376 35510 36227 34563 30386 23402 13591 繪制鏟斗切削阻力 W1 隨瞬時轉(zhuǎn)角 φ 的變化曲線圖如圖 所 示（以鏟斗油缸最短是 0176。為起點） 畢業(yè)設(shè)計（論文） 共 58 頁 第 20 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 圖 切削阻力隨瞬時轉(zhuǎn)角變化曲線 轉(zhuǎn)斗挖掘裝土阻力的切向分力： 39。1 cosWq?? ?? 式中 ? —— 密實狀態(tài)下土壤容重，單位為 3/Nm； ? —— 挖掘起點和終點間連線 ab方向與水平線的夾角； ? —— 土壤與鋼的摩擦系數(shù)。 計算表明： /11WW與 相比很小，可忽略不計。當(dāng) max??? ， 0? ?? 時出現(xiàn)轉(zhuǎn)斗挖掘最大切向分力 1maxW ： 1 . 3 51 m a x m a x[ ( 1 c o s ) ] 3 6 2 7 4W C R B A Z X D N?? ? ? ? 試驗表明法向挖掘阻力 2W 的指向是可變的，數(shù) 值也較小，一般 210 ?? 。土質(zhì)愈均勻， 2W 愈小。從隨機統(tǒng)計的角度看，取法向分力 2W 為零來簡化計算是允許的。這樣 1maxW 就可看作為轉(zhuǎn)斗挖掘的最大阻力。 轉(zhuǎn)斗挖掘的平均阻力可按平均挖掘深度下的阻力計算。也即把半月形切削斷面看作等面積的的條形斷面，條形斷面長度等于斗齒轉(zhuǎn)過的圓弧長度與其相應(yīng)之弦的平均值，平均切削厚度為： ? ?22sin 2 9 0 sin 21 8 0 21 8 0 sinsin180RRRhR?? ?? ? ??? ? ? ????? ???? ????????? 平均挖掘阻力為 : 畢業(yè)設(shè)計（論文） 共 58 頁 第 21 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ? ?? ? 1 .3 513 .1 4 1 6 9 0 sin 23 .1 4 1 6 1 8 0 sinJRW C b A ZX D???????????????? 式中 ? 用角度代入，一般所謂平均阻力是指裝滿鏟斗的全過程阻力平均值，因此應(yīng)取 max??? 。計算得平均挖掘阻力為 23837N 斗桿挖掘阻力計算 斗桿挖掘時切削行程較長，切土厚度在挖掘過程中可視為常數(shù)。一般取斗桿在挖掘過程中的總轉(zhuǎn)角為 ??? 80~50g? ，在轉(zhuǎn)角行 程中鏟斗被裝滿。這時斗齒的實際行程為： gSr?? 式中 6r —— 斗 桿 挖 掘 時 的 切 削 半 徑 ， 6r FV? 。在本設(shè)計中62 1820r FV l mm? ? ? 斗桿挖掘時的切削厚度 gh 可按下式計算： 60 .0 1 7 4 5g sgqqh B S K r B??? 斗桿 挖掘阻力為： 01 0 060 .0 1 7 4 5g gsKqW K h B rK??? 當(dāng)取 Ⅲ 級土壤時， 0 10K? ， ? 。 01 0 060 .0 1 7 4 5g gsKqW K h B rK??? 式中 0K —— 挖掘比阻力，當(dāng)取主要挖掘土壤的 0K 時可求得正常挖掘阻力，取要求挖掘的最硬土質(zhì) 0K 值時則得 最大挖掘阻力。 g? —— 斗桿挖掘時鏟斗轉(zhuǎn)角，該轉(zhuǎn)角主要為避免挖掘時，斗底接觸土壤，一般 g? =50176?！?80176。本設(shè)計中取 g? =60176。 將有關(guān)數(shù)據(jù)代入計算得 1 6297gWN? 鏟斗、斗桿、動臂油缸缸徑的確定 畢業(yè)設(shè)計（論文） 共 58 頁 第 22 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 液壓缸推薦選用工程機械用內(nèi)卡鍵式液壓缸，動臂、斗桿、鏟斗三組油缸均 通過類比選用（缸徑 80mm，桿徑 40mm 左右 ）。 確定的油缸參數(shù)列表。 （ 1）動臂油缸的確定（如圖 ） 將鏟斗轉(zhuǎn)到最大卸載高度和最大挖掘深度處，此時，動臂油缸分別處于最短和最長，最短處∠ ACB=35176。，最長處∠ ACB=127176。缸徑 80mm，桿徑 40mm 的油缸△值大約為 365mm 以 C 為圓點畫圓，直到 m i n m a x2 3 6 5A B A B m m??，此時m a x m in1567 , 966A B m m A B m m??。同時也能確定動臂油缸鉸點 B的位置 得出動臂油缸參數(shù)如表 所