裝載機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)2

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　前言......................................1</p><p>　　設(shè)計(jì)任務(wù)..................................3</p><p>　　第一章....................................

2、</p><p>　　1.1 工作機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的方案選擇··············4</p><p>　　1.2 工作機(jī)構(gòu)的工作原理··········

3、··········9</p><p>　　第二章....................................</p><p>　　2.1鏟斗結(jié)構(gòu)形式的選擇··········&#

4、183;···········10</p><p>　　2.2 切削刃的形狀···················&

5、#183;········11</p><p>　　2.3鏟斗尺寸的確定······················

6、····11</p><p>　　第三章....................................</p><p>　　3.1 工作機(jī)構(gòu)各鉸接點(diǎn)位置的確定···············&#

7、183;12</p><p>　　3.2 連桿工作機(jī)構(gòu)受力分析計(jì)算················13</p><p>　　第四章....................................</p><

8、;p>　　4.1 動(dòng)臂的設(shè)計(jì)·····························18</p><p>　　4.2

9、搖臂的強(qiáng)度計(jì)算··························21</p><p>　　4.3 連桿強(qiáng)度設(shè)計(jì)···

10、3;························23</p><p>　　4.4 銷軸的計(jì)算······

11、3;·······················24</p><p>　　4.5 油缸的外形尺寸設(shè)計(jì)·······

12、···············25</p><p>　　總結(jié)......................................27</p><p>　　參考資料..................................28

13、</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　隨著現(xiàn)代社會(huì)的不斷發(fā)展，作為現(xiàn)代化基礎(chǔ)建設(shè)主要工具和手段的工程機(jī)械扮演著重要的角色。工程機(jī)械設(shè)備是集機(jī)、電、液一體化和信息、激光等高新技術(shù)以及審美藝術(shù)于一身的現(xiàn)代機(jī)電產(chǎn)品，并且正在向著自動(dòng)化、遠(yuǎn)距離控制和智能化等方向發(fā) 展。裝載機(jī)作為現(xiàn)代工程機(jī)械很重要的一種設(shè)備也是如此。裝載機(jī)主要用于鏟裝土壤、 沙石、煤

14、炭、石灰等散狀物料，也可對(duì)礦石、硬土等作輕度鏟挖作業(yè)，換裝不同的輔 助工作裝置還可以進(jìn)行推土、起重、、破碎等作業(yè)。由于裝載機(jī)具有作業(yè)速度快、效 率高、機(jī)動(dòng)性好、操作輕便等優(yōu)點(diǎn)，因此廣泛用于公路、鐵路、建筑、水電、港口、 礦山等建筑工程。</p><p>　　在我國，裝載機(jī)經(jīng)歷了 50～60 年的發(fā)展后，到 20 世紀(jì) 90 年代中末期國外輪式 裝載機(jī)技術(shù)已達(dá)到相當(dāng)高的水平?；谝簤杭夹g(shù)、微電子技術(shù)和信息技術(shù)的各種

15、智能 系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于裝載機(jī)的設(shè)計(jì)、計(jì)算操作控制、檢測監(jiān)控、生產(chǎn)經(jīng)營和維修服務(wù)等 各個(gè)方面，使國外輪式轉(zhuǎn)載機(jī)在原來的基礎(chǔ)上更加“精致”，其自動(dòng)化程度也得以提 高，從而進(jìn)一步提高了生產(chǎn)效率，改善了司機(jī)的作業(yè)環(huán)境，提高了作業(yè)舒性， 降低了噪聲、振動(dòng)和排污量，保護(hù)了自然環(huán)境，最大限度地簡化維修、降低作業(yè)成本，使 其性能、安全性、可靠性、使用壽命和操作性能都達(dá)到了很高的水平。為了滿足鏟掘 能力和快速裝卸兩方面的要求，裝載機(jī)工作裝置采用多級(jí)液壓系

16、統(tǒng)，工作裝置已不再采用單一的z 形連桿機(jī)構(gòu)，不斷研制出集液壓、微電子及信息技術(shù)于一體的智能系統(tǒng)，并廣泛應(yīng)用于輪式裝載機(jī)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)之中。國外輪式裝載機(jī)在其未來技術(shù)發(fā)展中將廣泛應(yīng)用微電子技術(shù)與信息技術(shù)，完善計(jì)算機(jī)輔助駕駛系統(tǒng)、信息管理系統(tǒng)及故障診斷 系統(tǒng)；采用單一吸聲材料、噪聲抑制方法等消除或降低機(jī)器噪聲；通過不斷改進(jìn)電噴 裝置，進(jìn)一步降低柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣排放量；研制無污染、經(jīng)濟(jì)型、環(huán)保型的動(dòng)力裝 置；</p><p&g

17、t;　　我國輪式裝載機(jī)行業(yè)起步較晚，制造技術(shù)是陸續(xù)從美國、德國和日本等國家引進(jìn) 的。目前，我國輪式盡管國產(chǎn)輪式裝載機(jī)的技術(shù)發(fā)展水平與西方發(fā)達(dá)國家存在著一定的差距，但也應(yīng)該考慮到歷史和國情的原因。目前國產(chǎn)輪式裝載機(jī)亦正在從低水平、低質(zhì)量、低價(jià)位、滿足功能型向高水平、高質(zhì)量、中價(jià)位、經(jīng)濟(jì)實(shí)用型過渡。從仿制仿造向自主開發(fā)過渡，各主要廠家也不斷進(jìn)行技術(shù)投入，采用不同的技術(shù)路線，在關(guān)鍵部件及系統(tǒng)上技術(shù)創(chuàng)新，擺脫目前產(chǎn)品設(shè)計(jì)雷同，無自己特色和優(yōu)勢是

18、現(xiàn)狀，正在從低水平的無序競爭的怪圈中脫穎而出，成為裝載機(jī)行業(yè)的領(lǐng)先者。大型和小型輪式 裝載機(jī)，在近幾年的發(fā)展過程</p><p>　　中，受到客觀條件及市場總需求量限制。競爭最為激 烈的中型裝載機(jī)更新速度越來越快；優(yōu)化各項(xiàng)性能指標(biāo)，強(qiáng)化結(jié)構(gòu)件的強(qiáng)度及剛度，以使整機(jī)可靠性得到提高；優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)性能；利用電子技術(shù)及負(fù)荷傳感技術(shù)來實(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

19、本；提高安全性、舒適性；降低噪聲和排放，強(qiáng)化環(huán)保指標(biāo)；廣泛利用新 材料、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；最大限度地簡化維修，盡量減少保養(yǎng)次數(shù)和維修時(shí)間，增大維修空間，普遍采用電子監(jiān) 視及監(jiān)控技術(shù)，進(jìn)一步改善故障診斷系統(tǒng)，提供排除問題的方法。</p><p>　　本設(shè)計(jì)在編寫過程中力求準(zhǔn)確無誤，運(yùn)用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)的方法，但由于時(shí)間緊迫，且自己水平有限，設(shè)計(jì)中難免有不妥之處，還望各位老師

20、予以批評(píng)指正。</p><p>　　1-鏟斗；2-搖臂；3-動(dòng)臂；4-轉(zhuǎn)斗油缸；5-前車架；6-動(dòng)臂油缸；7-駕駛室；8-變矩器；</p><p>　　9-發(fā)動(dòng)機(jī)；10-水箱；11-配重；12-后橋；13-后車架；14-變速箱；15-前橋；16-連桿</p><p>　　圖1.輪式裝載機(jī)組成</p><p><b>　　設(shè)計(jì)任務(wù)&l

21、t;/b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)主要是針對(duì)ZL250輪胎式裝載機(jī)的工作機(jī)構(gòu)和鏟斗，工作機(jī)構(gòu)采用正轉(zhuǎn)六連桿機(jī)構(gòu) ，工作機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)內(nèi)容：</p><p>　　1.工作機(jī)構(gòu)各鉸點(diǎn)的位置及銷軸。</p><p>　　2.鏟斗，大臂，斗桿，連桿，力學(xué)計(jì)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。</p><p>　　3.要求完成的文字資料及圖紙。</p>

22、<p>　　4.設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份。</p><p>　　5.工作機(jī)構(gòu)總裝圖一張。</p><p>　　6.鏟斗組裝圖一張。</p><p>　　第一章 工作機(jī)構(gòu)的選擇 </p><p>　　工作機(jī)構(gòu)是輪胎式裝載機(jī)上直接實(shí)現(xiàn)鏟裝物料的裝置，它的結(jié)構(gòu)和性能都顯著的影響整機(jī)的工作尺寸，性能參數(shù)，發(fā)動(dòng)機(jī)功率及生產(chǎn)率等。因此它的設(shè)計(jì)

23、是輪胎裝載機(jī)的設(shè)計(jì)中十分重要的組成部分。</p><p>　　我設(shè)計(jì)的工作機(jī)構(gòu)（正轉(zhuǎn)六連桿）的基本結(jié)構(gòu)如圖2所示：</p><p><b>　　圖2</b></p><p>　　1.1工作機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的方案選擇。 </p><p>　　綜合國內(nèi)外輪式裝載機(jī)的工作裝置形式，主要有 7 種類型的連桿機(jī)構(gòu)。按工作機(jī) 構(gòu)的構(gòu)件數(shù)不

24、同，可分為三桿，四桿，五桿，六桿和八桿連桿機(jī)構(gòu)。按輸入桿和輸出 桿的轉(zhuǎn)向是否相同又分為正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)連桿機(jī)構(gòu)。</p><p><b>　　正轉(zhuǎn)八桿機(jī)構(gòu) </b></p><p>　　正轉(zhuǎn)八桿機(jī)構(gòu),如圖1-1此機(jī)構(gòu)在轉(zhuǎn)斗油缸大腔進(jìn)油時(shí)轉(zhuǎn)斗鏟取，所以掘起力較 大；各構(gòu)件尺寸配置合理時(shí)，鏟斗具有較好的舉升平動(dòng)性能；連桿系統(tǒng)傳動(dòng)比較大， 鏟斗能獲得較大的卸載角和卸載速度，因此卸

25、載干凈，速度快；正轉(zhuǎn)八桿機(jī)構(gòu)的主要缺點(diǎn)是機(jī)構(gòu)復(fù)雜，不易實(shí)現(xiàn)鏟斗自動(dòng)放平。</p><p><b>　　圖1-1</b></p><p>　　2.轉(zhuǎn)斗油缸前置式正轉(zhuǎn)六桿機(jī)構(gòu)</p><p>　　轉(zhuǎn)斗油缸前置式正轉(zhuǎn)六桿機(jī)構(gòu)，如圖1-2其優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)斗缸直接與搖臂相連接， 該工作機(jī)構(gòu)由兩個(gè)平行四桿機(jī)構(gòu)組成，鏟斗平移性較好。結(jié)構(gòu)簡單，司機(jī)視野較好。 缺點(diǎn)是

26、轉(zhuǎn)斗時(shí)油缸小腔進(jìn)油，鏟掘力相對(duì)較??；連桿機(jī)構(gòu)傳力比小，使得轉(zhuǎn)斗缸活塞 行程較大，轉(zhuǎn)斗缸加長；由于轉(zhuǎn)斗缸前置，使得工作裝置的整體重心外移，增大了工 作裝置的前懸量，影響整機(jī)的穩(wěn)定性和行駛時(shí)的平穩(wěn)性；鏟斗不易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)放平。</p><p><b>　　圖1-2</b></p><p>　　3.轉(zhuǎn)斗油缸后置式正轉(zhuǎn)六桿機(jī)構(gòu)</p><p>　　轉(zhuǎn)斗油缸

27、后置式正轉(zhuǎn)六桿機(jī)構(gòu)，如圖1-3此種機(jī)構(gòu)與轉(zhuǎn)斗缸前置相比，機(jī)構(gòu) 前懸較小，傳動(dòng)比較大，活塞行程較短；有可能將動(dòng)臂、轉(zhuǎn)斗缸、搖臂和連桿機(jī)構(gòu)的中心線</p><p>　　設(shè)計(jì)在同一平面內(nèi)，從而簡化了結(jié)構(gòu)，改善了動(dòng)臂和鉸銷的受力狀態(tài)。缺點(diǎn)是： 轉(zhuǎn)斗缸與車架的鉸接點(diǎn)位置較高，影響了司機(jī)的視野；轉(zhuǎn)斗時(shí)油缸小腔進(jìn)油，掘起力 相對(duì)較小。</p><p><b>　　圖1-3</b>&

28、lt;/p><p>　　4.轉(zhuǎn)斗油缸后置式反轉(zhuǎn)六桿機(jī)構(gòu)</p><p>　　轉(zhuǎn)斗油缸后置式反轉(zhuǎn)六桿機(jī)構(gòu)，如圖1-4這種機(jī)構(gòu)有如下優(yōu)點(diǎn)：轉(zhuǎn)斗油缸大腔進(jìn) 油時(shí)轉(zhuǎn)斗，并且連桿系統(tǒng)的倍力系數(shù)能設(shè)計(jì)成較大值，所以獲得較大的掘起力；恰當(dāng) 地選擇各構(gòu)件尺寸，不僅能得到良好的鏟斗平動(dòng)性能，而且可以實(shí)現(xiàn)鏟斗的自動(dòng)放平； 結(jié)構(gòu)緊湊，前懸小，司機(jī)視野好。缺點(diǎn)是搖臂和連桿布置在鏟斗與前橋之間的狹窄空 間，容易發(fā)生構(gòu)件

29、相互干涉。</p><p><b>　　圖1-4</b></p><p><b>　　5.正轉(zhuǎn)四桿機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　正轉(zhuǎn)四桿機(jī)構(gòu)如圖1-5該機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)最為簡單，易于設(shè)計(jì)成鏟斗舉升平動(dòng)；前 懸較小。缺點(diǎn)是鏟掘轉(zhuǎn)斗時(shí)油缸小腔作用，輸出力較小；連桿機(jī)構(gòu)的傳力比難以設(shè)計(jì) 成較大值，所以鏟掘力相對(duì)較??；轉(zhuǎn)斗缸行程較大，

30、油缸結(jié)構(gòu)較長；鏟斗卸載時(shí)，活 塞桿易與鏟斗底部相碰，減小了卸載角； 機(jī)構(gòu)不易實(shí)現(xiàn)鏟斗自動(dòng)放平。 </p><p><b>　　圖1-5</b></p><p><b>　　6.正轉(zhuǎn)五桿機(jī)構(gòu) </b></p><p>　　正轉(zhuǎn)五桿機(jī)構(gòu)圖1-6為克服

31、正轉(zhuǎn)四桿機(jī)構(gòu)卸載時(shí)活塞桿易于斗底相碰的缺點(diǎn)，在活塞桿與鏟斗之間增加一根短連桿，從而使正轉(zhuǎn)四桿機(jī)構(gòu)變成正轉(zhuǎn)五桿機(jī)構(gòu)。其缺點(diǎn)正如正轉(zhuǎn)四桿機(jī)。</p><p><b>　　圖1-6</b></p><p>　　7.動(dòng)臂可伸縮式三桿機(jī)構(gòu)</p><p>　　這種機(jī)構(gòu)的插入工況是靠動(dòng)筆伸出實(shí)現(xiàn)的，它解決了靠機(jī)器行走插入易使輪胎 磨損嚴(yán)重的問題；卸載時(shí)可伸

32、出動(dòng)臂，以獲得較大的卸載高度和卸載距離；而運(yùn)輸工 況可縮回動(dòng)臂，以減小前懸。缺點(diǎn)是既不能實(shí)現(xiàn)鏟斗平動(dòng)，又不能實(shí)現(xiàn)鏟斗自動(dòng)放平， 結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜。</p><p>　　綜上分析，反轉(zhuǎn)六桿工作機(jī)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)較多，能比較理想的滿足鏟、裝、卸作業(yè)要求，所以它得到了廣泛運(yùn)用。但在本次設(shè)計(jì)中出于老師的要求，將采用正轉(zhuǎn)六連桿機(jī)構(gòu)。</p><p>　　1.2 工作機(jī)構(gòu)的工作原理</p><

33、p>　　輪胎式裝載機(jī)是一種裝運(yùn)作業(yè)聯(lián)合一體的自行式機(jī)械。它的工作過程由五種工作狀態(tài)和工況組成：</p><p><b>　　1.空斗運(yùn)行狀態(tài)</b></p><p>　　裝載機(jī)為鏟取貨物，需空斗駛向料堆，在卸貨后后退。落斗并駛向料堆。</p><p>　　在空斗狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，鏟斗取運(yùn)輸位置，使鏟斗地面與前輪的公切線和地面成15度角</

34、p><p>　　運(yùn)行，以保持必要的離地間隙。</p><p>　　在此工況下，動(dòng)臂舉升油缸。轉(zhuǎn)斗油缸都不動(dòng)作。</p><p><b>　　2.鏟取插入狀況</b></p><p>　　當(dāng)裝載機(jī)空斗駛向料堆前1-1.5m處時(shí)，換入低檔，同時(shí)動(dòng)臂油缸動(dòng)作，使動(dòng)臂下放，鏟斗斗底面貼地，斗尖觸地，鏟斗前臂對(duì)地面呈3-5度的前傾角，

35、鏟斗借助機(jī)器的牽引力插入料堆。</p><p>　　在鏟取貨物的時(shí)候，一般采取兩種方法，即一次切入鏟裝法和復(fù)合鏟裝法。前者是鏟斗一次切入達(dá)到一定深轉(zhuǎn)，再通過舉升油缸動(dòng)作完成鏟取作業(yè)；而后者是利用多次切入邊上轉(zhuǎn)鏟斗的復(fù)合動(dòng)作完成鏟裝物料。因復(fù)合鏟裝法能縮短作業(yè)循環(huán)時(shí)間約10%,故廣泛采用。</p><p>　　轉(zhuǎn)動(dòng)鏟斗應(yīng)使鏟斗口翻轉(zhuǎn)至接近水平位置。</p><p>&

36、lt;b>　　3.鏟斗提升狀態(tài)</b></p><p>　　完成鏟取作業(yè)后，為保證裝載機(jī)移動(dòng)和不使物料灑落，鏟斗應(yīng)提高到某一高度，一般是運(yùn)輸位置。</p><p><b>　　4.滿斗運(yùn)行狀態(tài)</b></p><p>　　裝載機(jī)完成上述動(dòng)作后，后退一定距離，駛向卸載點(diǎn)。</p><p><b>

37、;　　5.卸載狀態(tài)</b></p><p>　　在卸載點(diǎn)，舉升動(dòng)臂使鏟斗到卸載位置，翻轉(zhuǎn)鏟斗，向運(yùn)輸車輛火料倉卸載，卸載完后使鏟斗恢復(fù)到運(yùn)輸狀態(tài)。</p><p>　　第二章 鏟斗設(shè)計(jì)</p><p>　　鏟斗是工作裝置的重要部件，裝載機(jī)工作時(shí)用它直接鏟掘，裝載運(yùn)輸和晴卸物料。鏟斗的機(jī)構(gòu)形狀及尺寸參數(shù)對(duì)插入阻力，掘起阻力及生產(chǎn)率有著很大的影響，所以

38、鏟斗設(shè)計(jì)就是根據(jù)裝載機(jī)的主要用途和作業(yè)條件從減小插入阻力，掘起阻力及提高生產(chǎn)率出發(fā)，合理的設(shè)計(jì)選擇鏟斗的結(jié)構(gòu)形狀，正確確定鏟斗尺寸參數(shù)。</p><p><b>　　鏟斗設(shè)計(jì)要求：</b></p><p>　　1）插入及掘起阻力小，作業(yè)效率高。 2）鏟斗工作條件惡劣，時(shí)常承受很大的沖擊載荷及劇烈的磨削，要求鏟斗具有足夠的強(qiáng)度和剛度及耐磨性。</p>

39、<p>　　3）根據(jù)所鏟物料的種類及重度的不同，設(shè)計(jì)不同結(jié)構(gòu)形式及不同斗容的鏟斗。</p><p>　　2.1鏟斗結(jié)構(gòu)形式的選擇</p><p>　　裝載機(jī)根據(jù)鏟掘物料的種類的種類不同，其鏟斗結(jié)構(gòu)形式也不一樣。具體如下圖所示：</p><p><b>　　圖3</b></p><p>　　后壁 h 是指鏟斗

40、上緣至圓弧與后壁切點(diǎn)間的距離。底壁長是指斗底壁的直線段長度。l 長則鏟斗鏟入料堆深度大，斗易裝滿．但掘起力將由于力臂的增加而減小，插入的阻力也將隨鏟斗鏟入料堆的深度而急劇增 </p><p>　　加。 長亦會(huì)減小卸載高度, 短則掘起力大，且由于卸料時(shí)鏟斗刃口降落的高度小， 還可減小動(dòng)臂舉升高度，縮短作業(yè)時(shí)問，但這會(huì)減小斗容。根據(jù)任務(wù)書要求以及老師建議，可選擇大些。</p><p>　　鏟斗

41、張開角 γ 為鏟斗后壁與底壁間的夾角，一般取 450～520。適當(dāng)減小張開 角并使斗底壁對(duì)地面有一定斜度，可減小插入料堆時(shí)的阻力，提高鏟斗的裝滿程度。</p><p>　　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。如鏟斗 寬度小于兩輪外側(cè)間的寬度，則鏟斗鏟取物料后所形成的料堆階梯會(huì)損傷輪胎側(cè)壁， 并增加行駛時(shí)輪胎的阻力。</p><p>　　2.2 切削刃的形

42、狀</p><p>　　根據(jù)裝載物料的不同，切削刃有直線型和非直線型。前者形式簡單，有利于鏟平地面，但鏟裝阻力大。后者有 V 形和弧形等， 插入阻力較小，容易插入物料，并有利于減少偏載插入，但鏟裝系數(shù)小。</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書要求，此工作裝置需進(jìn)行鏟平工作，且工作條件相對(duì)良好，所以 選用直線型切削刃。斗刃材質(zhì)采用既耐磨又耐沖擊的中錳合金鋼材料．側(cè)削刃和加強(qiáng) 角板都用高強(qiáng)度耐磨

43、鋼材料制成</p><p>　　鏟斗的結(jié)構(gòu)形式簡圖。</p><p><b>　　圖4</b></p><p>　　2.3鏟斗尺寸的確定</p><p><b>　　1.鏟斗尺寸的確定</b></p><p>　　B=LL+bL+(100—200）</p>&l

44、t;p>　　bL......輪胎寬度。</p><p>　　參考有關(guān)機(jī)型，取LL=4500 mm</p><p>　　Bl=1876 mm</p><p>　　則B=LL+bL+200=6576 mm</p><p><b>　　2.鏟斗的回轉(zhuǎn)半徑</b></p><p>　　3.鏟斗截面各

45、邊尺寸計(jì)算</p><p>　　斗底長度：Lg=Rλg=16031.45=2324.35mm， </p><p>　　斗后壁長度：Lz=Rλz=1603×1.15=1843.45mm， </p><p>　　擋板高度：Lk=Rλk=1603×0.13=208.39mm</p><p>　　斗底圓弧半徑：r=Rλr=16

46、03×0.4=641.2m</p><p>　　4.鏟斗容量計(jì)算與誤差判斷</p><p>　　鏟斗容量是裝載機(jī)的總體參數(shù)之一，鏟斗的斗容量已經(jīng)系列化，其計(jì)算也以標(biāo)準(zhǔn)化。</p><p>　　通過AUTOCAD2007建立面域的方法求的Vr=12.43m³</p><p>　　經(jīng)計(jì)算誤差==0.56% , 在誤差范圍內(nèi)&l

47、t;/p><p>　　第三章工作機(jī)構(gòu)連桿系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 工作機(jī)構(gòu)各鉸接點(diǎn)位置的確定</p><p>　　工作機(jī)構(gòu)各鉸接點(diǎn)的坐標(biāo)值，最終必須使設(shè)計(jì)滿足對(duì)工作機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)所提供的各種要求。在運(yùn)動(dòng)學(xué)方面，必須滿足鏟斗舉升平動(dòng)，最大卸載高度，最小卸載距離和各個(gè)位置卸載角等要求。在動(dòng)力學(xué)方面，主要是滿足挖掘力。舉升力，生產(chǎn)率的要求前提下，使轉(zhuǎn)斗油缸和舉升油缸所需

48、輸出力及功率盡量減少。</p><p>　　目前，連桿系統(tǒng)尺寸參數(shù)的設(shè)計(jì)主要有兩種方式，一種是圖解法，一種是解析法。由于圖解法比較直觀，故本次設(shè)計(jì)采用圖解法。</p><p>　　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 </p><p>　　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 </p&

49、gt;<p>　　接點(diǎn)的位置來實(shí)現(xiàn)。 </p><p>　　1.動(dòng)臂與鏟斗、搖臂、機(jī)架的三個(gè)鉸接點(diǎn) G、B、A 的確定 </p><p>　　1)確定坐標(biāo)系，畫鏟斗圖 </p><p>　　如圖 3-1所示，選取直角坐標(biāo)系 xOy，并選定長度比例尺 把已設(shè)計(jì)好的鏟斗橫截面圖畫在坐標(biāo)系里，斗尖對(duì)準(zhǔn)坐標(biāo)原點(diǎn) O，斗前壁與 x 軸呈4度前傾角，此為鏟

50、斗插入</p><p>　　料堆時(shí)的位置，即工況Ⅰ。</p><p><b>　　圖3-1</b></p><p>　　2）確定動(dòng)臂與鏟斗的鉸接點(diǎn) G</p><p>　　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 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??；而 G 點(diǎn)的 y 坐標(biāo)值

51、增大時(shí)，鏟斗在 料堆中的鏟取面積增</p><p>　　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。</p><p>　　綜合考慮各種因素的影響，設(shè)計(jì)時(shí)，一般根據(jù)坐標(biāo)圖上工況Ⅰ時(shí)的鏟斗實(shí)際情況， 在保證 G 點(diǎn) y 軸的坐標(biāo)值 yG=250～350mm 和 x 軸坐標(biāo)值盡可能小的而且不與斗底干涉 的前提下，我取 G 點(diǎn)的坐標(biāo)為(1807.28,300)。&

52、lt;/p><p>　　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 0’0’ 與 x 軸平行為止，即工況Ⅱ</p><p>　　2.把已選定的輪胎外廓畫在坐標(biāo)圖上。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。輪胎中心 Z 的坐標(biāo)值應(yīng)等于輪胎的工作半徑 Rk。</p><p>　　A 點(diǎn)在垂直平分線的位置應(yīng)盡量低些，一般取在前輪

53、右上方，與前軸心水平距離 為軸距的 1/3～1/2 處。因此，我取 A 點(diǎn)坐標(biāo)為(7542.43，3837.78)。</p><p>　　3.確定動(dòng)臂與搖臂的鉸接點(diǎn) B</p><p>　　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)斗油缸的長度都有很大影響。根據(jù)分析與經(jīng)驗(yàn)，一般取 B 點(diǎn)在 AG 連線的上方，過 A 點(diǎn)的水平線下方，并在 AG 的

54、垂直平分線上，并在 AG 的垂直平分線 上左側(cè)靠近工況Ⅱ時(shí)的鏟斗處。相對(duì)于前輪胎，B 點(diǎn)在其外廓的左上部。通過作圖， 設(shè)計(jì)出 B 點(diǎn)坐標(biāo)為(2808.73,798.21)。</p><p>　　4.連桿與鏟斗和搖臂的兩個(gè)鉸接點(diǎn) F、E 的確定</p><p>　　因?yàn)?G、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。</

55、p><p>　　確定 F、C 兩點(diǎn)時(shí)，既要考慮對(duì)機(jī)構(gòu)的要求，又要注意動(dòng)力學(xué)的要求，同時(shí)，還 要防止前述各種機(jī)構(gòu)被破壞的現(xiàn)象。</p><p>　　1）按雙搖桿條件設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)</p><p>　　令 BG為最短桿，BC 桿為最長桿，即必有</p><p>　　GF+FC>GB+BC(4-10)</p><p>　　

56、如圖 4-21 所示，若令，F(xiàn)C=c,GF=b,BC=d,BG=a,并將式(4-10)不等號(hào)兩邊同時(shí)除 以 d，經(jīng)整理上式得下式，即 </p><p>　　K=b/a+c/d-a/d＜1 （4-11）</p><p>　　其中 a 值由 BG 確定，即 a=1069.32mm。</p><p>　

57、　初步設(shè)計(jì)時(shí)，(4-11)式中各值可按式(4-12)中選取。</p><p>　　K=0.950～0.995</p><p>　　d=(1.1~01.2)a(4-12)</p><p>　　c=(1.0～0.8)a</p><p>　　所以得 K=0.970，BC=1280.6mm，F(xiàn)C=1321.45mm,GF=985.73mm。<

58、/p><p>　　2）確定 E 點(diǎn)和 F 點(diǎn)的位置</p><p>　　這兩點(diǎn)位置的確定要綜合考慮如下四點(diǎn)要求：1.E 點(diǎn)不可與前橋相碰，并且有足夠的最小離地高度；2.插入工況時(shí)，使 EF 桿盡量與 GF 桿垂直，這樣可獲得較大的傳動(dòng)比角和倍力系數(shù)；3.鏟裝工況時(shí)，EF 與 GF 桿的夾角必須小于 170度，即傳動(dòng)角不能小于 10度，以免機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)</p><p>　　時(shí)

59、發(fā)生自鎖;4.高位卸載工況時(shí)， EF 桿與 GF 桿的傳動(dòng)角也必須大于 10度。具體做法如下： </p><p>　　如圖 4-22 所示，鏟斗取工況Ⅰ。分別以 B 點(diǎn)和 G 點(diǎn)為圓心，以 c 和分別為半徑 畫弧，其 </p><p>　　點(diǎn)為 E；再分別以 G 點(diǎn)和 E 點(diǎn)為圓心，a 和 b 半徑畫弧，則其交點(diǎn)必為 F。</p><p>　　作圖所得，在鏟裝工

60、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)。</p><p>　　為了防治機(jī)構(gòu)出現(xiàn)“死點(diǎn)”，“自鎖”或“撕裂”現(xiàn)象，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足下列不等式。</p><p>　　工況Ⅱ時(shí)： GF+FE>GE (4-13)</p><p>　　工況Ⅳ時(shí)：

61、FE+BE>FB (4-14)</p><p>　　檢驗(yàn) E 與 F 點(diǎn)位置設(shè)計(jì)：</p><p>　　1 工況Ⅱ時(shí)，GF=654mm，F(xiàn)E=1200mm，GE=1851mm，因此滿足 GF+FE>GE。</p><p>　　2 工況Ⅳ時(shí)，F(xiàn)E=1200mm，BE=982mm，F(xiàn)B=2175mm

62、，因此滿足 FE+BE>FB。</p><p>　　綜上所得，E 點(diǎn)與 F 點(diǎn)設(shè)計(jì)位置滿足要求。</p><p>　　轉(zhuǎn)斗油缸與搖臂和機(jī)架的鉸接點(diǎn) C 和 D 的確定</p><p>　　在圖3-1中，如果確定了 C 點(diǎn)和 D 點(diǎn)，就最后確定了與機(jī)架連接的四桿機(jī)構(gòu) BCDA 的尺寸。C 點(diǎn)和 D 點(diǎn)的布置直接影響到鏟斗舉升平動(dòng)和自動(dòng)放平性能，對(duì)掘起力和動(dòng) 臂舉

63、升阻力的影響都較大。</p><p><b>　　a.確定 C 點(diǎn)</b></p><p>　　從力的傳遞出發(fā)，顯然使搖臂 BC 長一些有利，那樣可以增大轉(zhuǎn)斗油缸作用力臂， 使掘起力相應(yīng)增大。但加長 BC 段，必將減小鏟斗和搖臂的轉(zhuǎn)角比，造成鏟斗轉(zhuǎn)角難 以滿足各個(gè)工況的要求，并且使轉(zhuǎn)斗油缸行程過長。初步設(shè)計(jì)時(shí)，一般取</p><p>　　BC≈

64、(0.7～1.0)BE（4-15）</p><p>　　因此，取 BC=O.8BE=785mm。C點(diǎn)一般取在B點(diǎn)左上方，BC 與 BE 夾角(即搖桿折 角)，可取∠CBE=165º，C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)不與鏟斗干擾，其高度不影響司機(jī)視野。</p><p><b>　　b.確定 D 點(diǎn)</b></p><p>　　轉(zhuǎn)斗油缸與機(jī)架的鉸接點(diǎn) D，是根

65、據(jù)鏟斗由工況Ⅱ舉升到工況Ⅲ過程為平動(dòng)和由 工況Ⅳ下降到工況Ⅰ能自動(dòng)放平這兩大要求來確定的。</p><p>　　如圖 3-1所示，當(dāng)鉸接點(diǎn) G、F(即 F2)、E(即 E2)、B、C、(即 C2)被確定后，則鏟斗分別在工</p><p>　　況Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ時(shí)的 C 點(diǎn)的位置 C1、C2、C3、C4 也就唯一的被確定 下來。因?yàn)殓P斗由工況Ⅱ舉升到工況Ⅲ或由工況Ⅳ下放到工況Ⅰ的運(yùn)動(dòng)過程中，

66、轉(zhuǎn)斗油缸的長度分別保持不變，所以 D 點(diǎn)必為 C2 點(diǎn)和 C3 點(diǎn)連線的垂直平分線與點(diǎn) C1 和C4 點(diǎn)連線的垂</p><p>　　直平分線的交點(diǎn)。研究證明，D 點(diǎn)設(shè)計(jì)在 A 點(diǎn)的左下方較好。D 的固定坐標(biāo)為(3674,1711)。</p><p>　　4)動(dòng)臂舉升油缸與動(dòng)臂和車架鉸接點(diǎn) H 點(diǎn)及 M 點(diǎn)的確定</p><p>　　動(dòng)臂舉升油缸的布置應(yīng)本著舉臂時(shí)工

67、作力矩大、油缸穩(wěn)定性好、構(gòu)件互不干擾、 整機(jī)穩(wěn)定性好等原則來確定。綜合考慮這些因素，一般動(dòng)臂舉升油缸都布置在前橋與 前后車架的鉸接點(diǎn)之間的狹窄空間里。</p><p>　　一般動(dòng)臂舉升油缸與動(dòng)臂的鉸接點(diǎn)H選定在AG連線附近或上方并取AH ≥ AG/3。因此，取工況Ⅰ時(shí)的 H 坐標(biāo)為(5121.51,2058.65),AH=2000mm。</p><p>　　考慮到聯(lián)合鏟裝工況(邊插入邊舉臂

68、)的需要，在滿足動(dòng)臂舉升油缸與車架鉸接點(diǎn) M 最小離地高度要求的前提下，令工況Ⅰ時(shí) AH 與 MH 趨于垂直。這樣可以使鏟斗 開始從料堆中提升時(shí)阻力距最大，獲得較大的初始工作力矩。</p><p>　　M 點(diǎn)往前橋方向靠近是比較有利的。這樣做，可使動(dòng)臂舉升油缸在動(dòng)臂整個(gè)舉 升過程中，舉升工作力臂大小的變化往往較小，即工作力矩變化不大，避免鏟斗舉升 最高位置時(shí)的舉升力不足，因此此時(shí)工作力臂往往較小或最小。</

69、p><p>　　綜上所述，我取 M 點(diǎn)在 A 點(diǎn)正下方 3389.85mm 處。</p><p>　　經(jīng)過上述的各步作圖，整個(gè)工作裝置連桿機(jī)構(gòu)的尺寸參數(shù)設(shè)計(jì)完畢。為了進(jìn)一步 檢驗(yàn)鏟斗的平動(dòng)質(zhì)量，在工況Ⅱ、Ⅲ之間選擇 2 個(gè)位置進(jìn)行檢驗(yàn)鏟斗的轉(zhuǎn)角，所得結(jié) 果鏟斗轉(zhuǎn)較差小于 10度，則證明設(shè)計(jì)合理。</p><p>　　3.2 連桿工作機(jī)構(gòu)受力分析計(jì)算</p>

70、<p>　　對(duì)零部件進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，應(yīng)根據(jù)工作機(jī)構(gòu)受力最大最危險(xiǎn)工況時(shí)的外載荷，對(duì)工作機(jī)構(gòu)進(jìn)行受力分析和強(qiáng)度校核計(jì)算。</p><p>　　在實(shí)際裝載作業(yè)中，鏟斗做聯(lián)合鏟裝時(shí)，當(dāng)鏟斗插入料堆最大深度要轉(zhuǎn)斗時(shí)，插入阻力和鏟取阻力同時(shí)純在，各桿件受力狀況最惡劣，所以取此工況下的工作機(jī)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度校核和計(jì)算。</p><p>　　在計(jì)算時(shí)有如下假設(shè)；</p><p&g

71、t;　　1）一側(cè)動(dòng)臂，搖桿,連桿，油缸在同一平面內(nèi)，各鉸點(diǎn)為免扭結(jié)構(gòu)。</p><p>　　2）油缸同步，鉸點(diǎn)反力相等。</p><p>　　3）動(dòng)載，偏載，隱患，在理論力上計(jì)算不好解決，用安全系數(shù)來考慮。n=1.8-2.3</p><p>　　4）課忽略機(jī)構(gòu)桿件的自重，但鏟斗的自重要記入。</p><p><b>　　1.插入阻力

72、的計(jì)算</b></p><p>　　插入阻力：當(dāng)鏟斗插入料堆時(shí)，物料給予鏟斗的阻力。當(dāng)LIN=時(shí)</p><p>　　時(shí)，插入阻力增長很快。</p><p>　　插入阻力的計(jì)算公式如下：</p><p>　　FIN=K.B.LINn （KG)</p><p>　　式中：B.....

73、..鏟斗刃的寬度。（cm)</p><p>　　Lin......鏟斗一次插入深度（cm）</p><p>　　K.........阻力計(jì)算系數(shù)，與物料塊度。松散度，性質(zhì)，狀態(tài)，鏟斗形狀有關(guān)。</p><p>　　K=K1.K2.K3.K4</p><p>　　K1.........塊度和松散度影響系數(shù)，具體數(shù)值有下表 塊度（mm） &l

74、t;100 100-200 200-300 300-400 400-500K1 0.45-0.5 0.75 1.0 1.10 1.30</p><p>　　K2..........物料系數(shù)影響系數(shù)，主要是容重的影響。具體數(shù)值見下表。</p><p>　　礦巖種類 容重r（t/m3)

75、 K2</p><p>　　磁鐵礦石 4.2-4.5 0.20</p><p>　　鐵礦石 3.2-3.8 0.17</p><p>　　細(xì)粒花崗巖 2.75-2.80 0.14</

76、p><p>　　石灰?guī)r 2.65 0.10</p><p>　　砂礫 2.30-2.35 0.10</p><p>　　煤 1.2-1.3 0.04-0.045</p>&l

77、t;p>　　泥巖層 2.40-2.5</p><p>　　初次設(shè)計(jì)時(shí)取K2=0.1-0.2</p><p>　　K3...........物料堆高影響系數(shù)</p><p>　　巖堆高度（m） 0.4 0.6 0.8 1.2 1.4 >1.4</p><p>　　K3

78、 0.55 0.8 1.0 1.1 1.15 1.20</p><p>　　C初選時(shí)取K3=0.8-1.2</p><p>　　K4...........鏟斗形狀影響系數(shù)。</p><p>　　大型寬斗 1.1-1.3</p><p>　　小型寬斗 1.4-1.8</p

79、><p>　　本次設(shè)計(jì)采用大型寬斗。</p><p><b>　　綜上：</b></p><p>　　FIN=K.B.LINn .9.8</p><p>　　=K1.K2.K3.K4.B.LINn</p><p><b>　　2.鏟取阻力計(jì)算</b></p>&

80、lt;p>　　鏟取阻力：鏟斗插入料堆一定深度后，提起料堆時(shí)所受的阻力。</p><p><b>　　其計(jì)算公式如下：</b></p><p>　　FSH=2.2.B.LIN.I.9.8</p><p>　　式中：B.......斗刃寬度（m）</p><p>　　I.......斗提升時(shí)物料產(chǎn)生的剪切阻力（kg\m

81、2)</p><p>　　其和B的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：</p><p>　　B 0.75 1.0 1.25 1.5 》2.0</p><p>　　I 4000 3500 3400 3300 3000</p><p>　　綜上：FSH=2.2.B.LIN.I.9.8 </p><p&g

82、t;　　3.鏟斗自重和額定載重量</p><p><b>　　參考有關(guān)機(jī)型：</b></p><p><b>　　鏟斗自重G0=</b></p><p>　　額定載重量Gm=25000Kg</p><p>　　4.鉸接點(diǎn)f處的作用力</p><p>　　分離鏟斗，根據(jù)力矩平衡

83、方程，取G點(diǎn)為支點(diǎn)，有：</p><p>　　a.0.5G0+b.0.5Gm+0.5FSH.c+0.5FIN.Y=FF.d</p><p><b>　　解得FF=</b></p><p>　　5.鉸接點(diǎn)G處的作用力</p><p>　　分離鏟斗，其它的作用力都已知，就FG未知，可采用作圖法求FG.</p>

84、<p>　　作圖法要注意繪制準(zhǔn)確，可在計(jì)算機(jī)上用CAD軟件精確畫圖，求得。</p><p><b>　　FG=</b></p><p>　　6.鉸接點(diǎn)E處的作用力</p><p>　　分離搖桿，取b為支點(diǎn)，根據(jù)力矩品衡方程有：</p><p>　　FC.L1=FE.L2</p><p>

85、<b>　　式中FC=FF</b></p><p><b>　　解得FE=</b></p><p>　　7.鉸接點(diǎn)B處的作用力</p><p>　　分離搖桿，F(xiàn)C和FE已知，可用作圖法求FB,解得FB=</p><p>　　8.求H點(diǎn)處的作用力</p><p>　　分離大臂，

86、取A為支點(diǎn)，根據(jù)力矩平衡。</p><p>　　有FB.L3+FG.L4=FH.L5</p><p><b>　　解得FH=</b></p><p>　　9.鉸接點(diǎn)A處的作用力</p><p>　　10.分離大臂，用作圖法求FA,解得FA=</p><p>　　第四章 工作機(jī)構(gòu)各零件的強(qiáng)度計(jì)算&l

87、t;/p><p>　　工作機(jī)構(gòu)是輪胎式裝載機(jī)直接實(shí)現(xiàn)鏟裝物料的裝置。它的結(jié)構(gòu)性能，發(fā)動(dòng)機(jī)功率及生產(chǎn)率都受其影響。它是輪胎式裝載機(jī)設(shè)計(jì)的主要組成部分。其設(shè)計(jì)應(yīng)滿足生產(chǎn)條件需要，零部件受力狀態(tài)良好，強(qiáng)度和壽命合理，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，制造維修容易，操作使用方便等。</p><p>　　零部件的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸，材料，加工工藝均可參觀現(xiàn)有同類產(chǎn)品，應(yīng)用類比法初選，然后進(jìn)行強(qiáng)度校核。零部件設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量做到標(biāo)

88、準(zhǔn)化，系統(tǒng)化，通用化，從而有利于產(chǎn)品質(zhì)量的提高和制造成本的降低。</p><p><b>　　4.1 動(dòng)臂的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1.動(dòng)臂強(qiáng)度設(shè)計(jì)</b></p><p>　　動(dòng)臂是工作機(jī)構(gòu)中最重要的組件，它受力復(fù)雜，自重較大。國內(nèi)外裝載機(jī)的動(dòng)臂均發(fā)生過斷裂破壞現(xiàn)象，破壞較多的部位是：動(dòng)臂油缸魚大臂鉸接

89、點(diǎn)處；橫梁與大臂焊接處（包</p><p>　　括焊縫處和大臂在此部位的斷面處）。因此，在初步設(shè)計(jì)時(shí)，選這幾處為危險(xiǎn)截面，然后在根據(jù)材料力學(xué)的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行強(qiáng)度校核。</p><p><b>　　2.動(dòng)臂形狀的選擇</b></p><p>　　動(dòng)臂的形狀按其縱向軸線的形式可分為直線型和曲線兩種。曲線型結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，受力狀況較差，但它可以使工作機(jī)構(gòu)的

90、布置十分緊湊合理。直線型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單，受力狀況良好，加工容易且省料。故本設(shè)計(jì)采用直線型動(dòng)臂結(jié)構(gòu)。動(dòng)臂的截面形狀有單板，工字，雙板，箱型等。單板型結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，但剛性較差，當(dāng)鏟斗受偏載時(shí)，易產(chǎn)生扭曲；工字型與單板相比，剛性稍好，變形較小，但受力狀況不太好，加工困難些；雙板和箱型截面具有剛性好，變形小，抗彎扭性強(qiáng)等特點(diǎn)，故本次設(shè)計(jì)采用雙板截面。</p><p><b>　　3. 動(dòng)臂材料選擇</

91、b></p><p>　　動(dòng)臂受力復(fù)雜，沖擊力強(qiáng)烈，因而動(dòng)臂材料的沖擊韌性要求較高，抗脆裂能力強(qiáng)，同時(shí)易于焊接。經(jīng)查有關(guān)資料，選用16</p><p>　　Mn，其=353Mpa。</p><p><b>　　4.動(dòng)臂尺寸設(shè)計(jì) </b></p><p>　　根據(jù)前面的各鉸點(diǎn)的位置，工況1時(shí)各桿件鏟斗的位置，相互關(guān)系

92、，初步確定動(dòng)臂的形狀及縱向軸線，此處動(dòng)臂采用直線型。</p><p><b>　　5.強(qiáng)度計(jì)算</b></p><p>　　1）選危險(xiǎn)截面x-x</p><p>　　此截面為彎扭組合變形，先計(jì)算出偏載情況下截面處的彎曲應(yīng)力，正應(yīng)力，扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，然后用第四強(qiáng)度理論校核。</p><p><b>　　δ=式中...

93、.</b></p><p>　　δ1.....................扭轉(zhuǎn)應(yīng)力</p><p>　　δ2....................彎曲應(yīng)力</p><p>　　I .......................切應(yīng)力</p><p>　　Δs.....................屈服極限 n

94、......................安全系數(shù)。</p><p>　　為簡化計(jì)算，只作正載計(jì)算，偏載部分通過增大安全系數(shù)來補(bǔ)償。這時(shí)，只考慮彎曲和拉伸變形，其強(qiáng)度條件是：</p><p>　　式中： M.................危險(xiǎn)截面處彎矩</p><p>　　W ................ 危險(xiǎn)截面處抗彎截面模數(shù)</p>&l

95、t;p>　　F ..................危險(xiǎn)截面處軸向力</p><p>　　A...................危險(xiǎn)截面處面積</p><p>　　M=Fa.SINAΒ.L</p><p><b>　　F=FaCOSΒ1</b></p><p><b>　　W=BHA2</b>

96、;</p><p><b>　　取斷面寬B=60</b></p><p>　　則W=0.06/3HA2</p><p>　　A=2.B.HA=0.12HA</p><p><b>　　綜上可得方程</b></p><p>　　.B.HA2-F.HA-6M≥0</p>

97、;<p><b>　　解得HA≥</b></p><p><b>　　取HA=</b></p><p>　　2）選取B-B截面為危險(xiǎn)截面，同x-x截面形狀相同。</p><p>　　式中各符號(hào)意義同前所訴。</p><p>　　MB=FG.L.COSΒ</p><p

98、><b>　　F=FGSINΒ</b></p><p>　　AB=2.BB.HB</p><p><b>　　W=B.HB2</b></p><p><b>　　綜上解得HB≥</b></p><p><b>　　取HB=</b></p>

99、<p>　　4.2 搖臂的強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　搖臂的形狀也有直線型和曲線形，兩者各有優(yōu)缺點(diǎn)。但直線型能使工作機(jī)構(gòu)受力更好，應(yīng)用較廣泛，故本設(shè)計(jì)使用直線型。</p><p>　　選擇危險(xiǎn)截面E-E,其強(qiáng)度條件如下所示：</p><p><b>　　δs=</b></p><p>　　式中：.....

100、..............搖臂材料屈服極限，用45剛，=353Mpa。</p><p>　　N.......................安全系數(shù)取2.</p><p>　　ME=FC.SINΒ.L</p><p>　　F = FC.COSΒ</p><p>　　AE=2.BE.HE</p><p><b&g

101、t;　　WE=</b></p><p><b>　　綜上解得HE≥</b></p><p><b>　　取HE=</b></p><p>　　4.3 連桿強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p>　　連桿是二力桿，在工作過程中，有時(shí)受拉有時(shí)受壓，且屬于細(xì)長桿，需進(jìn)行強(qiáng)度和壓桿穩(wěn)定性校核。</p&g

102、t;<p>　　聯(lián)合鏟裝時(shí)連桿受拉力，且此時(shí)所受力為最大值，其強(qiáng)度計(jì)算式如下。</p><p>　　材料用45鋼，=353Mpa，n=2</p><p><b>　　A=</b></p><p><b>　　解得D≥</b></p><p><b>　　取D=</b&g

103、t;</p><p><b>　　4.4 銷軸的計(jì)算</b></p><p>　　銷軸的受力情況根據(jù)其所受部不同而各有差異，有彎曲應(yīng)力，剪切應(yīng)力，擠壓應(yīng)力等。</p><p><b>　　1.鏟斗動(dòng)臂銷</b></p><p><b>　　強(qiáng)度計(jì)算式如下：</b></p&

104、gt;<p>　　銷軸磨損嚴(yán)重，受力復(fù)雜，所以材料一般選用40Gr，其=800Mpa</p><p><b>　　MG=</b></p><p><b>　　W=</b></p><p><b>　　n=2</b></p><p><b>　　綜上d1≥

105、</b></p><p><b>　　取d=</b></p><p><b>　　擠壓應(yīng)力</b></p><p><b>　　故所取符合要求。</b></p><p><b>　　2.大臂支座銷</b></p><p>

106、;　　其連接狀況和鏟斗動(dòng)臂銷相同，強(qiáng)度計(jì)算如下。</p><p><b>　　MA=</b></p><p><b>　　WA=</b></p><p><b>　　n=2</b></p><p><b>　　解得d≥</b></p><

107、;p><b>　　取d2=</b></p><p><b>　　擠壓應(yīng)力=</b></p><p>　　所取直徑符合強(qiáng)度要求。</p><p>　　其它銷軸的強(qiáng)度計(jì)算如上述兩種，計(jì)算過程在此省略。</p><p>　　4.5 油缸的外形尺寸設(shè)計(jì)</p><p>　　油缸

108、是將液壓能裝換為機(jī)械能的一種執(zhí)行元件，主要用于往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)或擺動(dòng)的場合。在狂三機(jī)械中常用的類型有往復(fù)式活塞，包括活塞式和柱塞式，活塞式又分為單作用和尚作用缸。</p><p><b>　　動(dòng)臂油缸的一般計(jì)算</b></p><p>　　1.動(dòng)臂油缸所需出力的確定，考慮摩擦損耗。</p><p><b>　　P=</b>&l

109、t;/p><p>　　式中：n................動(dòng)臂油缸的個(gè)數(shù)，n=1.</p><p>　　FH..........................油缸作用在動(dòng)臂上的力</p><p>　　...............................摩擦損失系數(shù)，一般取1.15</p><p><b>　　則P=<

110、;/b></p><p><b>　　確定活塞推力</b></p><p>　　油缸工作時(shí)，其作用力P1，必須克服下列阻力，即：</p><p>　　P1=P靜+P回+P慣+P磨+P密</p><p>　　式中：P靜....................活塞桿靜工作阻力。</p><p>

111、　　P回.....................回油阻力</p><p>　　P慣......................活塞在啟動(dòng)制動(dòng)時(shí)的慣性力</p><p>　　P磨.......................外摩擦阻力 P摩=KyP</p><p>　　P密......................密封圈摩擦阻力</p><

112、p>　　以上諸力中，主要有P靜.和P磨，初步確定缸徑為250（內(nèi)徑）。則Ky=0.05</p><p>　　缸徑 40-60 70-125 140-250</p><p>　　Ky 0.1 0.08 0.05</p><p>　　則活塞桿推力為P1=P+0.05P=1.05P</p&g

113、t;<p><b>　　確定缸徑（內(nèi)徑）</b></p><p>　　根據(jù)現(xiàn)在液壓技術(shù)發(fā)展，工程機(jī)械油泵供油壓力已達(dá)到20-25Mpa，且在大型機(jī)械上取上限，故本次設(shè)計(jì)供油壓力取25Mpa。</p><p><b>　　D= </b></p><p>　　經(jīng)計(jì)算后，查液壓徑內(nèi)徑系列，取D=0.25

114、m</p><p><b>　　確定油缸外徑</b></p><p>　　根據(jù)有關(guān)計(jì)算方法，有定用公式有</p><p>　　M≥ 式中：P.............油泵工作壓力（Mpa）</p><p>　　............剛筒材料許用應(yīng)力，=δb/5</p><p>　　

115、材料選用45鋼，=610Mpa</p><p><b>　　則M≥</b></p><p><b>　　取M=</b></p><p><b>　　油缸行程的計(jì)算</b></p><p>　　6.根據(jù)作圖法繪出的工作機(jī)構(gòu)各個(gè)工況圖，可以確定油缸的工作行程。</p>

116、<p>　　1）舉升油缸的工作行程</p><p><b>　　直徑長度取L=</b></p><p>　　2）轉(zhuǎn)斗油缸的計(jì)算。</p><p>　　轉(zhuǎn)斗油缸的計(jì)算和舉升油缸相同，取油泵油壓為25Mpa。</p><p><b>　　則：油缸內(nèi)徑D1=</b></p>&l

117、t;p><b>　　油缸壁厚m1=</b></p><p><b>　　油缸行程L=</b></p><p><b>　　油缸長徑L=</b></p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　經(jīng)過三個(gè)星期的緊張作業(yè)，終于完成了*老師的裝

118、載機(jī)設(shè)計(jì)工作。在參考相關(guān)資料的同時(shí)充分發(fā)揮自己的想象，其中鏟斗裝備圖經(jīng)過在工程訓(xùn)練中心實(shí)地考察才畫的</p><p>　　經(jīng)過這次設(shè)計(jì)充分掌握了正轉(zhuǎn)六連桿機(jī)構(gòu)工作原理，將理論知識(shí)用于設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過程中鞏固理論知識(shí)，學(xué)會(huì)如何去判斷什么是正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，但是設(shè)計(jì)過程中存在很多問題，其一是鏟斗空載時(shí)的重心如何去確定，鏟斗滿載時(shí)如何去確定重心，設(shè)計(jì)過程中曾想到運(yùn)用微積分去解決，但積分方程以及鏟斗曲線方程百思不得其接；其二，書

119、上介紹的是反轉(zhuǎn)六連桿工作機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，其中的設(shè)計(jì)公式對(duì)正轉(zhuǎn)六連桿是否適用，所以在確定一些鉸接點(diǎn)的時(shí)候在參考反轉(zhuǎn)六連桿的設(shè)計(jì)方法的同時(shí)充分發(fā)揮自己的創(chuàng)造力。</p><p>　　在設(shè)計(jì)過程中初步掌握了專業(yè)設(shè)備的設(shè)計(jì)能力和使用專業(yè)工具書的能力，通過這次課程設(shè)計(jì)我也發(fā)現(xiàn)了自身存在的不足之處，雖然感覺理論上已經(jīng)掌握，但在運(yùn)用到實(shí)踐的過程中仍有意想不到的困惑，經(jīng)過一番努力才得以解決。這也激發(fā)了我今后努力學(xué)習(xí)的興趣，</

120、p><p>　　我想這將對(duì)我以后的學(xué)習(xí)產(chǎn)生積極的影響。通過這次設(shè)計(jì)，我懂得了學(xué)習(xí)的重要性，了解到理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合的重要意義，學(xué)會(huì)了堅(jiān)持、耐心和努力，這將為自己今后的學(xué)習(xí)和工作做出了最好的榜樣。</p><p>　　參考文獻(xiàn)： </p><p>　　[1] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊.化學(xué)工業(yè)出版社.</p>

121、<p>　　[2] 液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊.上海：上海人民出版社.</p><p>　　[3] 王榮祥，任效乾.礦山機(jī)械系統(tǒng)工程.</p><p>　　[4] 燕碧娟.專業(yè)授課筆記.</p><p>　　[5] 王榮祥，鐘良俊.山機(jī)電設(shè)備運(yùn)用管理.</p><p>　　[6] 王榮祥，任效乾.設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì).</p><