礦用挖掘式裝載機的工作機構(gòu)設(shè)計【三維proe】【6張CAD圖紙及說明書全套】【YC系列】

【溫馨提示】=設(shè)計包含CAD圖紙 和 DOC文檔，均可以在線預覽，所見即所得，dwg后綴的文件為CAD圖，超高清，可編輯，無任何水印，充值下載得到【資源目錄】里展示的所有文件=課題帶三維，則表示文件里包含三維源文件，由于三維組成零件數(shù)量較多，為保證預覽的簡潔性，店家將三維文件夾進行了打包。三維預覽圖，均為店主電腦打開軟件進行截圖的，保證能夠打開，下載后解壓即可。=詳情可咨詢QQ：1304139763 南京航空航天大學金城學院畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告題 目礦用挖掘式裝載機的工作機構(gòu)設(shè)計系 部機電工程系專 業(yè)機械工程及自動化學生姓名侯實現(xiàn)學號2011012504指導教師萬軼職稱講師畢設(shè)地點南京航空航天大學金城學院2015年 03 月11 日填 寫 要 求1開題報告只需填寫“文獻綜述”、“研究或解決的問題和擬采用的方法”兩部分內(nèi)容，其他信息由系統(tǒng)自動生成，不需要手工填寫。2為了與網(wǎng)上任務(wù)書兼容及最終打印格式一致，開題報告采用固定格式，如有不適請調(diào)整內(nèi)容以適應(yīng)表格大小并保持整體美觀，切勿輕易改變格式。3任務(wù)書須用A4紙，小4號字，黑色宋體，行距1.5倍。4使用此開題報告模板填寫完畢，可直接粘接復制相應(yīng)的內(nèi)容到畢業(yè)設(shè)計網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。1. 結(jié)合畢業(yè)設(shè)計（論文）課題任務(wù)情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，撰寫15002000字左右的文獻綜述：1.1礦用挖掘式裝載機應(yīng)用及研究背景礦用挖掘式裝載機主要用于空間狹窄的洞采作業(yè)的磷礦、鐵礦、銅礦、金礦、銀礦、鉛鋅礦、煤礦巷道等各種礦山、水電、 隧道工程的碎石土料采集及輸送施工裝車。它是由機械手與輸送機相接合，扒渣和輸送裝車功能合二為一，采用電動全液壓控制系統(tǒng)的生產(chǎn)裝置，具有安全環(huán)保、能耗小、效率高的特點。是礦山企業(yè)必不可少的先進的采礦設(shè)備，是人工和其它機械的替代產(chǎn)品。礦用挖掘式裝載機使用環(huán)境條件及背景如下：（1）巷道坡度不大于15；（2）巷道環(huán)境溫度為5+40，最大相對濕度不大于90%（溫度為25時）；（3）使用地點海拔不超過1000m，在海拔超過1000m的高原環(huán)境下使用時，應(yīng)根據(jù)情況采取必要的措施或進行特殊設(shè)計；（4）所裝載的礦巖塊度最大不超過400mm；（5）電壓極限偏差為5%。交流頻率極限偏差為1%；（6）裝載機工作時周圍的煤塵、甲烷爆炸性氣體含量應(yīng)符合煤礦安全規(guī)程規(guī)定的安全含量。1.2礦用挖掘式裝載機的總體結(jié)構(gòu)及工作原理、工作性能礦用挖掘式裝載機主要由行駛、挖掘、輸送三大機構(gòu)及液壓、電氣二大系統(tǒng)組成。通過各部分的協(xié)調(diào)和配合，最終由液壓、電氣執(zhí)行元件和機械傳動機構(gòu)實現(xiàn)所規(guī)定的動作，完成各作業(yè)過程，集液壓行走，挖掘采集，輸送，裝車四種性能于一體。其中液壓行走功能是通過液壓馬達驅(qū)動前后車輪，液壓馬達具有前行、 后退、自動剎車三種性能；四輪驅(qū)動具有著地力，推動力強等特點，挖掘采集功能由機械手完成，機械手具有挖掘、伸臂、裝料，卸料性能，大臂可上升、下降，左 右回轉(zhuǎn)，挖掘采集的操縱由全液壓控制，由六個操作手柄控制，每個手柄控制二個動作，共十二個動作。輸送，裝車性能由輸送機系統(tǒng)完成，其輸送架由液壓缸控制 升降，輸送架下降時可將前輪支起，同時輸送架前接料口與礦石接觸面更緊密，工作時穩(wěn)定性更強，同時可以集合散料，平整場地。傳送帶由液壓馬達帶動滾筒、使傳送機性能更穩(wěn)定，使用壽命更長。1.3礦用挖掘式裝載機的發(fā)展前景雖然我國挖掘裝載機的發(fā)展遇到了種種問題，但近年來，隨著經(jīng)濟水平和城市化水平的不斷提高，人工作業(yè)的成本開始逐漸超出機械作業(yè)的成本。有關(guān)部門的調(diào)查顯示，從東部到西部，機械替代人工作業(yè)的進程已經(jīng)明顯提速。工程對工期和效率的要求也越來越高，部分人工作業(yè)雖然在經(jīng)濟上可行，但在時間、效率上卻不能滿足 工期要求，因此，機械化施工也就成為必然選擇。專家認為，隨著用戶需求的不斷變化，挖掘裝載機的適用范圍也在逐步拓寬。其靈活的工作空間、便捷的運輸方式，可取代市政部門現(xiàn)有的不太適合市政施工的大型機械。另外，機場、港口、碼頭、礦山、軍用設(shè)施以及石油與煤氣管道鋪設(shè)等領(lǐng)域的建設(shè)和維護也需要使用挖掘裝載機。由于城市化比率已經(jīng)很高，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)更傾向于精雕細琢的階段，在局部的道路維護、小規(guī)模的工程設(shè)施建設(shè)方面，小型挖掘機、裝載機、挖掘裝載機等多用途小型工程機械設(shè)備顯得更為實用。1.4本課題的主要研究內(nèi)容 礦用挖掘式裝載機主要用于各種礦山、隧道工程的碎石土料采集及輸送，它是由機械手與輸送機相接合，扒渣和輸送裝車功能合二為一，采用電動全液壓控制系統(tǒng)的生產(chǎn)裝置。根據(jù)工作要求，對挖掘機的大臂、小臂和鏟斗進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，繪制機構(gòu)零件圖，撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書。參考文獻1 李本仁.從國際展覽會看國際碎石制備機械的發(fā)展J.礦山機械.1999.2徐龍祥、歐陽祖行.機械設(shè)計修訂第2版.南京航空航天大學，2013.3朱如鵬.機械原理.科學出版社，2013.4劉蘇.現(xiàn)代工程圖學教程.北京，科學出版社.5黃東勝、邱斌.現(xiàn)代挖掘機械.人民交通出版社，2004.6左健民.液壓與氣壓傳動第四版.機械工業(yè)出版社.7范大偉、柏艷雪.Creo Elements/Pro5.0產(chǎn)品設(shè)計與Keyshot渲染表現(xiàn).化學工業(yè)出版社.8徐灝.機械設(shè)計手冊.北京，機械工業(yè)出版社，1991.9盧書榮、張翠華、徐學忠、江曉明.機械設(shè)計課程設(shè)計.西南交通大學出版社，2014.2. 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)要研究或解決的問題和擬采用的方法：2.1 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)要研究或解決的問題根據(jù)工作要求，對挖掘機的大臂、小臂和鏟斗進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，繪制機構(gòu)零件圖，撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書。2.2 研究方法（1）前期查閱和收集資料、根據(jù)原始數(shù)據(jù)選擇合理方案；（2）根據(jù)設(shè)計計算，設(shè)計出總圖及各部件的尺寸；（3）對挖掘機的大臂、小臂和鏟斗進行結(jié)構(gòu)設(shè)計；（4）繪制機構(gòu)裝配圖和零件圖；（5）Pro-E繪制三維總裝圖；并撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書；指導教師意見（對課題的深度、廣度及工作量的意見和對畢業(yè)設(shè)計（論文）結(jié)果的預測）：指導教師簽字： 年 月 日上級審查意見： 負責人簽字： 年 月 日畢業(yè)設(shè)計題目申請表題目礦用挖掘式裝載機的工作機構(gòu)設(shè)計及有限元分析申報人萬軼課程組長萬軼專業(yè)機電工程地點金城題目來源其他類型1、機械 2、機電系統(tǒng)3、電子系統(tǒng)4、軟件5、其它詳細內(nèi)容：（300字左右）1、內(nèi)容：礦用挖掘式裝載機主要用于各種礦山、隧道工程的碎石土料采集及輸送，它是由機械手與輸送機相接合，扒渣和輸送裝車功能合二為一，采用電動全液壓控制系統(tǒng)的生產(chǎn)裝置。根據(jù)工作要求，對挖掘機的大臂、小臂和鏟斗進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，繪制機構(gòu)零件圖，撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書。2、指導：前期主要是收集資料、寫好開題報告以及英文資料的翻譯；中期主要是設(shè)計方法、思路的引導，每周至少2學時，完減速器裝配圖、零件圖及運動仿真；后期主要是論文的規(guī)范性、完整性、正確性等方面予以指導。 預期完成工作量：論文：30-35頁；機械圖紙：裝配圖0#圖紙1張，零件圖4張；其它：Pro-E繪制三維總裝圖一個 ;用Flash再現(xiàn)傳動機構(gòu)及各零部件間的裝配過程；系統(tǒng)軟件和支撐軟件： AutoCAD, Pro-E選修課程： 專業(yè)課程組審查意見： 專業(yè)課程組長：系審批意見： 系主任： 號 南京航空航天大學金城學院畢業(yè)設(shè)計題 目礦用挖掘式裝載機的工作機構(gòu)設(shè)計學生姓名學 號系 部專 業(yè)班 級指導教師二一五年六月南京航空航天大學金城學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）誠信承諾書本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文）（題目：礦用挖掘式裝載機的工作機構(gòu)設(shè)計 ）是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的成果。盡本人所知，除了畢業(yè)設(shè)計（論文）中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計（論文）不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。作者簽名： 年 月 日 （學號）：礦用挖掘式裝載機的工作機構(gòu)設(shè)計摘 要挖掘式裝載機是一種應(yīng)用廣泛的多功能的建設(shè)施工機械，作為工程機械的主力機種。挖掘式裝載機主要由發(fā)動機、工作機構(gòu)、回轉(zhuǎn)裝置、行走裝置和、電氣裝置和液壓系統(tǒng)等部分組成。本次設(shè)計主要是關(guān)于挖掘式裝載機工作機構(gòu)的設(shè)計，工作機構(gòu)是直接完成挖掘任務(wù)的裝置，進行工作機構(gòu)的全面的通用性設(shè)計研究對推動國內(nèi)挖掘式裝載機發(fā)展具有十分重要的意義。本文首先，通過挖掘式裝載機工作機構(gòu)結(jié)構(gòu)及原理進行分析，在此分析基礎(chǔ)上提出總體結(jié)構(gòu)方案；接著，通過運動分析對各構(gòu)件主要尺寸進行了計算；然后，對各主要零部件進行了設(shè)計與校核并設(shè)計了液壓系統(tǒng)；最后，通過AutoCAD制圖軟件繪制了工作機構(gòu)裝配圖及主要零部件圖、液壓系統(tǒng)原理圖。通過本次設(shè)計，鞏固了大學所學專業(yè)知識，如：機械原理、機械設(shè)計、材料力學、公差與互換性理論、機械制圖等；掌握了普通機械產(chǎn)品的設(shè)計方法并能夠熟練使用AutoCAD制圖軟件，對今后的工作與生活具有極大意義。關(guān)鍵字：挖掘式裝載機；工作機構(gòu)；動臂；斗桿；鏟斗Mine mining loaders working body designAbstractExcavator is a widely versatile construction construction machinery, engineering machinery as the main aircraft. Excavators composed mainly by the engine, equipment, rotary, part running gear and electrical equipment and hydraulic systems.The design is mainly about excavator working device design, equipment is done directly mining task means comprehensive universal design research work means having great significance in promoting the development of domestic excavator.Firstly, through the excavator working device structure and principle analysis, in this analysis, based on the overall structure of the proposed scheme; then, by motion analysis of the main dimensions of each component was calculated; then, for each of the main components were designed and school nuclear and hydraulic system design; and finally, through the AutoCAD drawing software to draw a working device assembly drawing and main parts diagram, hydraulic system schematics.Through this design, the consolidation of the university is the professional knowledge, such as: mechanical principles, mechanical design, mechanics of materials, tolerances and interchangeability theory, mechanical drawing and the like; mastered the design of general machinery products and be able to skillfully use AutoCAD mapping software on the future of work and life of great significance.Keywords: Wheel excavator; Work equipment; Boom; Arm; Bucket目 錄摘 要IAbstractII第一章 緒論11.1研究背景及意義11.2國內(nèi)外挖掘式裝載機研究現(xiàn)狀11.3設(shè)計要求21.3.1設(shè)計技術(shù)參數(shù)2第二章 工作機構(gòu)總體設(shè)計42.1工作機構(gòu)構(gòu)成及原理分析42.2確定動臂、斗桿、鏟斗的結(jié)構(gòu)形式52.2.1確定動臂的結(jié)構(gòu)形式52.2.2確定斗桿的結(jié)構(gòu)形式62.2.3鏟斗的結(jié)構(gòu)選擇62.3確定動臂、斗桿、鏟斗油缸的鉸點布置62.3.1動臂油缸的布置62.3.2斗桿油缸的布置82.3.3鏟斗油缸的布置8第三章 工作機構(gòu)運動分析及基本尺寸計算103.1動臂部分103.1.1動臂運動分析103.1.2動臂基本尺寸計算113.2斗桿部分153.2.1斗桿的運動分析153.2.2斗桿基本尺寸計算163.3鏟斗部分173. 3.1 鏟斗的運動分析173.3.2鏟斗基本尺寸計算213.4連桿、搖臂部分213.5銷軸與襯套22第四章 工作機構(gòu)校核計算244.1斗桿校核計算244.2動臂校核計算31第五章 液壓系統(tǒng)設(shè)計335. 1設(shè)計要求335. 2動力元件的選擇335. 3執(zhí)行元件的選擇345. 4液壓控制元件選擇355. 5液壓系統(tǒng)輔助元件選擇365.6液壓系統(tǒng)原理圖36總 結(jié)38參考文獻39致 謝4040第一章 緒論1.1研究背景及意義我國是一個發(fā)展中國家，在遼闊的國土上正在進行大規(guī)模的經(jīng)濟建設(shè)，這就需要大量的土石方施工機械為其服務(wù)，而挖掘式裝載機是最重要的一類土石方施工機械。因此，可以肯定挖掘式裝載機的發(fā)展空間很大。可以預見，隨著國家經(jīng)濟建設(shè)的不斷發(fā)展，挖掘式裝載機的需求量將逐年大幅度增長。今后幾年我國挖掘式裝載機行業(yè)將會有一個很大的發(fā)展，挖掘式裝載機的年產(chǎn)量將會以高于20的速度增長。中國挖掘式裝載機市場自1997年開始已進入了一個較快的發(fā)展時期， 2001年與2000年比較，全國挖掘式裝載機的產(chǎn)、銷量分別增長55和56。截止到2002年8月底全國挖掘式裝載機的銷量已超過13000臺，超過了2001年全年的銷售數(shù)。2003年全國挖掘式裝載機的銷售量超過18000臺。顯然，挖掘式裝載機在整個工程機械行業(yè)中是產(chǎn)、銷量增長最快的機種之一。而在挖掘式裝載機中最為重要的就是關(guān)于工作機構(gòu)設(shè)計，因為挖掘式裝載機的工作機構(gòu)能夠最為明顯的體現(xiàn)機器的工作能力和工作壽命，所以設(shè)計工作可靠，性能好，成本低，效率高，維護使用方便的工作機構(gòu)就顯得格外重要。1.2國內(nèi)外挖掘式裝載機研究現(xiàn)狀（1）國外研究現(xiàn)狀國外挖掘式裝載機生產(chǎn)歷史較長，液壓挖技術(shù)的不斷成熟使挖掘式裝載機得到全面的發(fā)展。德國是世界上較早開發(fā)研制挖掘式裝載機的國家，1954年和1955年德國的德馬克和利渤海爾公司分別開發(fā)了全挖掘式裝載機；美國是繼德國以后生產(chǎn)挖掘式裝載機歷史最長、數(shù)量最大、品種最多和技術(shù)水平處于領(lǐng)先地位的國家；日本挖掘式裝載機制造業(yè)是在二次大戰(zhàn)后發(fā)展上起來的，其主要特點是在引進、消化先進技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過大膽創(chuàng)新發(fā)展起來的；韓國是挖掘式裝載機生產(chǎn)的后起之秀，20世紀70年代開始引進技術(shù)，由于產(chǎn)業(yè)政策進入國際市場，并已擠入國際挖掘式裝載機的主要生產(chǎn)國之一。20世紀60年代，挖掘式裝載機進入成熟期，各國挖掘式裝載機制造商紛紛采用液壓技術(shù)并與其它技術(shù)相結(jié)合，使產(chǎn)品適應(yīng)性得到了較快的發(fā)展，產(chǎn)品壽命和質(zhì)量不斷得到提高，操縱更加舒適，產(chǎn)品更加節(jié)能。例如美國卡特彼勒公司1955年以后推出的300B系列挖掘式裝載機，采用一種命名為maestro的系統(tǒng)，通過載荷傳感液壓裝置，控制發(fā)動機的輸出功率，實現(xiàn)與液壓泵的嚴格匹配。Maestro控制面板在機型上安裝兩種功率模式和四種工況狀態(tài)，允許用戶自行決定功率工況模式。再如韓國現(xiàn)代公司生產(chǎn)的ROBEX450-3型挖掘式裝載機，有四種功率模式，通過集成化的電子控制系統(tǒng)自動確定最佳的發(fā)動機轉(zhuǎn)速和液壓泵的輸出參數(shù)，使得發(fā)動機、液壓泵的速度及液壓用液壓系統(tǒng)壓力與實際工況相適應(yīng)，從而獲得最高的生產(chǎn)率和最佳的燃油消耗。此種技術(shù)在日本松、日立建機、神鋼、韓國大宇重工、德國的利渤海爾、英國的JCB等到公司均得到普遍應(yīng)用，代表了當代挖掘式裝載機的最高水平。（2）國內(nèi)研究現(xiàn)狀早在1958年國內(nèi)便開始了挖掘式裝載機的研制開發(fā)工作，隨后開發(fā)出一系列比較成熟的產(chǎn)品。當時出于受配件如發(fā)動機、液壓件及企業(yè)自身條件的影響，其質(zhì)量和產(chǎn)量遠未達到應(yīng)有的水平，與國外同類產(chǎn)品相比也存在較大差距。到了80年代末和90年代初，世界各工業(yè)發(fā)達國家挖掘式裝載機技術(shù)水平得到了迅速的提高，突出表現(xiàn)在追求高效率(同一機重的挖掘式裝載機功率普遍提高，液壓系統(tǒng)流量增大作業(yè)循環(huán)時間減小，作業(yè)效率大大提高)；高可靠性和追求司機操作的舒適性。國內(nèi)原有的數(shù)家挖掘式裝載機專業(yè)生產(chǎn)廠為了生存和發(fā)展，利用自身的實力和豐富的挖掘式裝載機生產(chǎn)經(jīng)驗，紛紛在工廠的技術(shù)改造、試驗研究、新產(chǎn)品開發(fā)方面下大功夫。有的新開發(fā)的產(chǎn)品(也包括某些已生產(chǎn)多年的老產(chǎn)品)為了提高作業(yè)的可靠性，干脆采用了進口的液壓件和發(fā)動機，甚至于整個傳動系統(tǒng)都按照采用國外元件來設(shè)計，這種經(jīng)過改型或新設(shè)計開發(fā)的挖掘式裝載機其工作可靠性和作業(yè)效率得到很大的提高。這樣，引進和消化國外的不少技術(shù)，在技術(shù)方面都有了長足的進步。國內(nèi)挖掘式裝載機行業(yè)近年來雖有很大發(fā)展，但與國外挖掘式裝載機行業(yè)發(fā)達國家相比仍存在許多不足，其原因除了國內(nèi)挖掘式裝載機加工水平落后之外，挖掘式裝載機設(shè)計水平與發(fā)達國家相比也有較大的差距，尤其是一些先進設(shè)計技術(shù)的掌握和應(yīng)用。1.3設(shè)計要求1.3.1設(shè)計技術(shù)參數(shù)本次設(shè)計的挖掘式裝載機工作機構(gòu)，選定的參數(shù)如下表：標配斗容量：0.2m主泵最大流量：119L/min整車重量：6000KG主油路系統(tǒng)工作壓力：24.5Mpa發(fā)動機功率：33.2KW行駛(走)速度(高/低)：28km/h發(fā)動機品牌：YANMAR回轉(zhuǎn)速度：10r/min發(fā)動機型號：4TNV94L爬坡能力：40%最大挖掘高度：5326mm尾部回轉(zhuǎn)半徑：1602mm最大卸載高度：3592mm最小離地間隙：269mm最大挖掘深度：3411mm配重離地間隙：982mm最大挖掘半徑：6087mm上車平臺寬度：1785mm斗桿長度：1600mm下車平臺寬度：2014mm斗桿挖掘力(ISO)：29.2kN駕駛室總高度：2887mm鏟斗挖掘力(ISO)：40.4kN整機全長：6130mm推土板寬度：1944mm整機全寬：2014mm推土板高度：398mm整機全高：2557mm軸距：2100mm第二章 工作機構(gòu)總體設(shè)計2.1工作機構(gòu)構(gòu)成及原理分析1-斗桿油缸；2- 動臂； 3-油管； 4-動臂油缸； 5-鏟斗； 6-斗齒；7-側(cè)板；8-連桿； 9-曲柄： 10-鏟斗油缸； 11-斗桿.圖2-1 工作機構(gòu)組成圖圖2-1為挖掘式裝載機工作機構(gòu)基本組成及傳動示意圖，如圖所示反鏟工作機構(gòu)由鏟斗5、連桿9、斗桿11、動臂2、相應(yīng)的三組液壓缸1, 4,10等組成。動臂下鉸點鉸接在轉(zhuǎn)臺上，通過動臂缸的伸縮，使動臂連同整個工作機構(gòu)繞動臂下鉸點轉(zhuǎn)動。依靠斗桿缸使斗桿繞動臂的上鉸點轉(zhuǎn)動，而鏟斗鉸接于斗桿前端，通過鏟斗缸和連桿則使鏟斗繞斗桿前鉸點轉(zhuǎn)動。挖掘作業(yè)時，接通回轉(zhuǎn)馬達、轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)臺，使工作機構(gòu)轉(zhuǎn)到挖掘位置，同時操縱動臂缸小腔進油使液壓缸回縮，動臂下降至鏟斗觸地后再操縱斗桿缸或鏟斗缸，液壓缸大腔進油而伸長，使鏟斗進行挖掘和裝載工作。鏟斗裝滿后，鏟斗缸和斗桿缸停動并操縱動臂缸大腔進油，使動臂抬起，隨即接通回轉(zhuǎn)馬達，使工作機構(gòu)轉(zhuǎn)到卸載位置，再操縱鏟斗缸或斗桿缸回縮，使鏟斗翻轉(zhuǎn)進行卸土。卸完后，工作機構(gòu)再轉(zhuǎn)至挖掘位置進行第二次挖掘循環(huán)2。在實際挖掘作業(yè)中，由于土質(zhì)情況、挖掘面條件以及挖掘式裝載機液壓系統(tǒng)的不同，反鏟裝置三種液壓缸在挖掘循環(huán)中的動作配合可以是多樣的、隨機的。上述過程僅為一般的理想過程。2.2確定動臂、斗桿、鏟斗的結(jié)構(gòu)形式2.2.1確定動臂的結(jié)構(gòu)形式動臂是工作機構(gòu)中的主要構(gòu)件，斗桿的結(jié)構(gòu)形式往往決定于動臂的結(jié)構(gòu)形式。反鏟動臂分為整體式和組合式兩類。整體動臂構(gòu)造簡單、輕巧、布置緊湊，主要用于懸掛式挖掘式裝載機，如圖2-2所示。圖2-2 整體動臂結(jié)構(gòu)簡圖采用整體式彎動臂有利于得到較大的挖掘深度，它是專用反鏟裝置的常見形式。整體式彎動臂在彎曲處的結(jié)構(gòu)形狀和強度值得注意，有時采用三節(jié)變動臂有利于降低彎曲處的應(yīng)力集中。整體式變動臂結(jié)構(gòu)簡單、價廉，風度相同時結(jié)構(gòu)重量較組合式動臂輕。它的缺點是替換工作機構(gòu)少，通用性較差。為了擴大機械通用性，提高其利用率。往往需要配備幾套完全不通用的工作機構(gòu)。一般說，長期用于作業(yè)相似的反鏟采用整體式動臂結(jié)構(gòu)比較合適。組合式動臂一般都為彎臂形式。其組合方式有兩類，一類用輔助連桿（或液壓缸）連接，另一類用螺栓連接。組合式動臂與整體式動臂相比各有優(yōu)缺點，它們分別適用于不同的作業(yè)條件。組合式動臂的主要優(yōu)點是：（1）工作尺寸和挖掘力可以根據(jù)作業(yè)條件的變化進行調(diào)整。當采用螺栓或連桿連接時調(diào)整時間只需十幾分鐘，采用液壓缸連接時可以進行無級調(diào)節(jié)。（2）較合理地滿足各種類型作業(yè)裝置的參數(shù)和結(jié)構(gòu)要求，從而較簡單地解決主要構(gòu)件的統(tǒng)一化問題。因此其替換工作機構(gòu)較多，替換也方便。一般情況下，下動臂可以適應(yīng)各種作業(yè)裝置要求，不需拆換。（3）裝車運輸比較方便。由于上述優(yōu)點，組合式動臂結(jié)構(gòu)雖比整體式動臂復雜，但得到了較廣泛的應(yīng)用。尤以中小型通用挖掘式裝載機作業(yè)條件多時采用組合式動臂較為合適。本次設(shè)計作業(yè)條件比較單一，所以選用整體式彎動臂。2.2.2確定斗桿的結(jié)構(gòu)形式斗桿也有整體式和合式兩種，大多數(shù)挖掘式裝載機都采用整體式斗桿，當需要調(diào)節(jié)斗桿長度或杠桿時采用更換斗桿的辦法，或者在斗桿上設(shè)置24個可供調(diào)節(jié)時選擇的與動臂端部鉸接的孔。有些反鏟采用組合式斗桿。2.2.3鏟斗的結(jié)構(gòu)選擇鏟斗結(jié)構(gòu)形狀和參數(shù)的合理選擇對挖掘式裝載機的作業(yè)效果影響很大，其應(yīng)滿足以下的要求1：有利于物料的自由流動。鏟斗內(nèi)壁不宜設(shè)置橫向凸緣、棱角等。斗底的縱向剖面形狀要適合于各種物料的運動規(guī)律。要使物料易于卸盡。為使裝進鏟斗的物料不易于卸出，鏟斗的寬度與物料的粒徑之比應(yīng)大于4，大于50時，顆粒尺寸不考慮，視物料為均質(zhì)。綜上考慮，選用中型挖掘式裝載機常用的鏟斗結(jié)構(gòu)，基本結(jié)構(gòu)如圖2-3所示。圖2-3 鏟斗2.3確定動臂、斗桿、鏟斗油缸的鉸點布置2.3.1動臂油缸的布置動臂油缸一般布置在動臂前下方，下端與回轉(zhuǎn)平臺鉸接，常見的有兩種具體布置方式。油缸前傾布置方案，如圖2-4所示，動臂油缸與動臂鉸接于E點。當動臂油缸全伸出，將動臂舉升至上極限位置，動臂油缸軸線向轉(zhuǎn)臺前方傾斜。油缸后傾布置方案，如圖2-5所示，當動臂油缸全伸出，將動臂舉升到上極限位置時，動臂油缸軸線向后方傾斜。當兩方案的動臂油缸安裝尺寸DE、鏟斗最大挖掘高度H和地面最大挖掘半徑R相等時，后傾方案的最大挖掘深度比前傾方案小，即。此外，在后傾方案中，動臂EF部分往往比前傾方案的長，因此動臂所受彎矩也比較大。以上為動臂油缸后傾方案的缺點。然而，后傾方案動臂下鉸點C與動臂油缸下鉸點D的距離CD雙前傾方案的大，則動臂在上下兩極位置時，動臂油缸的作用力臂Cp也較大。因此，在動臂油缸作用國相同時，后傾方案得到較大的動臂作用力矩，這量其優(yōu)點。圖2-4 動臂油缸前傾布置圖2-5 動臂油缸后傾布置在布置油缸時，應(yīng)綜合考慮動臂的結(jié)構(gòu)、工作機構(gòu)的作業(yè)尺寸及動臂舉升力的挖掘力等因素。本設(shè)計選用動臂油缸前傾布置方案。2.3.2斗桿油缸的布置確定斗桿油缸鉸點、行程及斗桿力臂比時應(yīng)該考慮下列因素。保證斗桿油缸產(chǎn)生足夠的斗齒挖掘力。即油缸從最短長度開始推伸時和油缸最大伸出時產(chǎn)生的斗齒挖掘力應(yīng)該大于正常挖掘阻力。油缸全伸時的偷稅漏稅力矩應(yīng)該足以支承滿載鏟斗和斗桿靜止不動。油缸力臂最大時產(chǎn)生的最大斗齒挖掘力應(yīng)大于要求克服的最大挖掘范圍可以取得越小一些。保證斗桿的擺角范圍。斗桿擺角范圍一般取100130。在斗桿油缸和轉(zhuǎn)斗油缸同時伸出最長時，鏟斗前壁和動臂之間的距離應(yīng)大于10cm。鉸點位置的確定需要反復進行。在計算中初定鉸點位置，如不夠合理，應(yīng)進行適當修改。2.3.3鏟斗油缸的布置確定鏟斗油缸鉸點應(yīng)考慮以下因素。保證轉(zhuǎn)斗挖掘時產(chǎn)生足夠大的斗齒挖掘力，即在鏟斗油缸全行程中產(chǎn)生的斗齒挖掘力應(yīng)大于正常工作情況下的挖掘阻力。當鏟斗油缸作用力臂最大時，所產(chǎn)生的最大斗齒挖掘應(yīng)能使?jié)M載鏟斗靜止不動保證鏟斗的擺角范圍。鏟斗的擺角范圍一般取140160，在特殊作業(yè)時可以大于180，擺角位置可以按圖3-7布置。當鏟斗油缸全縮時，鏟斗與斗桿軸線夾角（在軸線上方）應(yīng)大于10,常取1525，鏟斗油缸全伸、鏟斗滿載回轉(zhuǎn)時，應(yīng)使土壤不從斗中撒落。鏟斗從位置到位置時（圖2-6），鏟斗油缸作用力臂最大，這里能得到斗齒最大切削角度的1/2左右，即當鏟斗挖掘深度最大時，正好斗齒挖掘力也最大。實際上鏟斗的切削轉(zhuǎn)角是可變的。在許多情況下，特別是進行復合動作挖掘時，鏟斗的切削轉(zhuǎn)角一般都小于100，而且鏟斗也不一定都在初始位置I開始挖掘。因此，目前一般取位置I至位置II的轉(zhuǎn)角為3050，在這個角度范圍內(nèi)可以照顧到鏟斗在挖掘過程中能較好地適應(yīng)挖掘阻力的變化，又可以使鏟斗在開始挖掘時就有一定的挖掘力。圖2-6 鏟斗擺角范圍第三章 工作機構(gòu)運動分析及基本尺寸計算3.1動臂部分3.1.1動臂運動分析動臂油缸的最短長度；動臂油缸的伸出的最大長度；A：動臂油缸的下鉸點；B：動臂油缸的上鉸點；C：動臂的下鉸點.圖3-1 動臂擺角范圍計算簡圖1是L1的函數(shù)。動臂上任意一點在任一時刻也都是L1的函數(shù)。如圖3-1所示，圖中動臂油缸的最短長度；動臂油缸的伸出的最大長度；動臂油缸兩鉸點分別與動臂下鉸點連線夾角的最小值；動臂油缸兩鉸點分別與動臂下鉸點連線夾角的最大值；A：動臂油缸的下鉸點；B：動臂油缸的上鉸點；C：動臂的下鉸點。則有：在三角形ABC中：L12 = l72+l52-2COS1l7l51 = COS-1（l72+l52- L12）/2l7l5在三角形BCF中：l222 = l72+l12-2COS20l7l120 = COS-1（l72+ l12- l222）/2l7l1由圖3-3所示的幾何關(guān)系，可得到21的表達式：21 =20+11-1當F點在水平線CU之下時21為負，否則為正。F點的坐標為 XF = l30+l1cos21 YF = l30+l1Sin21 C點的坐標為 XC = XA+l5COS11 = l30 YC = YA+l5Sin11動臂油缸的力臂e1 e1 = l5SinCAB顯然動臂油缸的最大作用力臂e1max= l5，又令 = l1min/ l5, = l7/ l5。這時L1 = Sqr（l72-l52）= l5 Sqr（2-1）1 = cos-11/3.1.2動臂基本尺寸計算由于鏟斗容量0.2m3，根據(jù)國內(nèi)外挖掘式裝載機有關(guān)設(shè)計標準，通過類比法，選出參數(shù)機重6噸。又根據(jù)經(jīng)驗公式計算法，參考表1-3機體尺寸和工作尺寸經(jīng)驗系數(shù)表，線尺寸參數(shù):=m 得出:最大挖掘半徑=3.35=5.728m； 最大挖掘深度=2.05=3.505m； 最大卸載高度1.55=2.65m；據(jù)統(tǒng)計，最大挖掘半徑值一般與+ + 的和值很接近。因此由要求，已定的和可按下列經(jīng)驗公式初選、： =K其中：=5.728m；1.8；經(jīng)計算得出：=1.759m； = =1.81.759=3.166m在三角形CZF中，、和都可以根據(jù)經(jīng)驗初選出：其中：動臂的彎角，采用彎角能增加挖掘深度，但降低了卸載高度，但太小對結(jié)構(gòu)的強度不利，一般取120140，取140；前面已算出為3.166m；動臂轉(zhuǎn)折處的長度比，一般根據(jù)結(jié)構(gòu)和液壓缸鉸點B的位置來考慮，初步設(shè)計取1.11.3，取1.2；因此根據(jù)公式：可以算出、圖3-2 動臂實際尺寸llK l=ZCFarccos()經(jīng)計算得出：ZC= =1.529m； ZF= =1.834m； =17.9如圖3-3所示。動臂液壓缸全伸與全縮時的力臂比K4按不同情況選取，專用反鏟可取0.8；以反鏟為主的通用機，0.81.1；斗容量1m3左右的通用機，則可取1。本設(shè)計中取1。的取值對特性參數(shù)、最大挖掘深度和最大挖高有影響。加大會使減小或使增大，這下符合反鏟作業(yè)要求，因此基本用作反鏟的小型機取60。本設(shè)計中取70。斗桿液壓缸全縮時=最大（圖3-3），常選（）=160180.本設(shè)計中取（）170。取決于液壓缸布置形式，動臂液壓缸結(jié)構(gòu)中這一夾角較圖3-3 最大卸載高度時動臂機構(gòu)計算簡圖小，可能為零。動臂單液壓缸在動臂上的鉸點一般置于動臂下翼加耳座上，B在Z的下面。初定BCZ5，根據(jù)已知CZF22.1 ，解得BCF17.1。由圖3-3得最大卸載高度的表達式為由圖3-4得最大挖掘深度絕對值的表達式為將這兩式相加，消去，并令，+-，得到：-A)+-1=0又特性參數(shù)：圖3-4 最大挖掘深度時動臂機構(gòu)計算簡圖因此=)將上式代入式（3-6）則得到一元函數(shù)f()=0。式中和已根據(jù)經(jīng)驗公式計算法求出，經(jīng)計算得出：29.6；73.5，最后由求為：0.638m（其中：=3.166m；1.759m；97.1；由于履帶總高0.320.547，近似取=0.65m），然后，解下面的聯(lián)立方程，可求和：=arcos()=arc() =arcos()=arc()于是：= =x =經(jīng)計算得出：1.63；0.67；=0.952m；1.52m；=1.61m得到的結(jié)果符合下列幾何條件：+=2.36；|- =0.9613.2斗桿部分3.2.1斗桿的運動分析如下圖3-5所示，D點為斗桿油缸與動臂的鉸點點，F(xiàn)點為動臂與斗桿的鉸點，E點為斗桿油缸與斗桿的鉸點。斗桿的位置參數(shù)是l2，這里只討論斗桿相對于動臂的運動，即只考慮L2的影響。D-斗桿油缸與動臂的鉸點點； F-動臂與斗桿的鉸點；E-斗桿油缸與斗桿的鉸點； 斗桿擺角.圖3-5 斗桿機構(gòu)擺角計算簡圖在三角形DEF中L22 = l82+ l92-2COS2l8l92 = COS-1（L22- l82-l92）/2l8l9由上圖的幾何關(guān)系知2max =2 max-2min則斗桿的作用力臂e2 =l9SinDEF 顯然斗桿的最大作用力臂e2max = l9，此時2 = COS-1（l9/l8），L2=sqr（l82-l92）3.2.2斗桿基本尺寸計算第一步計算斗桿挖掘阻力：斗桿挖掘過程中，切削行程較長，切土厚度在挖掘過程中視為常數(shù)，一般取斗桿在挖掘過程中總轉(zhuǎn)角=5080,取65，在這轉(zhuǎn)角過程中，鏟斗被裝滿，這時半齒的實際行程為：其中：斗桿挖掘時的切削半徑，；取1.7590.8032.562m斗桿挖掘時的切土厚度可按下式計算：斗桿挖掘阻力為：式中挖掘比阻力，由表010查得，20（III級土壤以下）土壤松散系數(shù)近似值取1.25。斗桿與鏟斗和之間，為了滿足開挖和最后卸載及運輸狀態(tài)的要求，鏟斗的總轉(zhuǎn)角往往要達到150180，0.866計算得：1.137m把、代入式3-12得2.48KN第二步確定斗桿液壓缸的最大作用力臂。m其中：根據(jù)經(jīng)驗公式計算法得出13.96KN斗桿液壓缸初始力臂與最大力臂之比是斗桿擺角的余弦函數(shù)。設(shè),則由圖27，取，求得1.203m （其中斗桿擺角范圍大致在105125，取105） =1.588m3.3鏟斗部分3. 3.1 鏟斗的運動分析鏟斗相對于XOY坐標系的運動是L1、L2、L3的函數(shù)，現(xiàn)討論鏟斗相對于斗桿的運動，如圖3-5所示，G點為鏟斗油缸與斗桿的鉸點，F(xiàn)點為斗桿與動臂的鉸點Q點為鏟斗與斗桿的鉸點，v點為鏟斗的斗齒尖點，K點為連桿與鏟斗的餃點，N點為曲柄與斗桿的鉸點，M點為鏟斗油缸與曲柄的鉸點，H點為曲柄與連桿的鉸點1。鏟斗連桿機構(gòu)傳動比i利用圖3-3，可以知道求得以下的參數(shù)：在三角形HGN中 22 = HNG = COS-1（l152+l142-L32）/2l15l1430 = HGN = COS-1（L32+ l152- l142）/2L3l1432 = GMN = - MNG - MGN = -22-30在三角形HNQ中l(wèi) 272 = l142 + l212 + 2COS23l14l21HNQ = COS-1（l212+l142- l272）/2l21l14在三角形QHK中27 = QHK= COS-1（l292+l272-L242）/2l29l27在四邊形KHQN中NHK=NHQ+QHK鏟斗油缸對N點的作用力臂r1r1 = l13Sin32連桿HK對N點的作用力臂r2r2 = l13Sin NHK而由r3 = l24，r4 = l3 有3連桿機構(gòu)的總傳動比i =（r1r3）/（r2r4）顯然3-17式中可知，i是鏟斗油缸長度L3的函數(shù)，用L3min代入可得初傳動比i0，L3max代入可得終傳動比iz。鏟斗相對于斗桿的擺角3鏟斗的瞬時位置轉(zhuǎn)角為 3 =7+24+26+10其中，在三角形NFQ中7 = NQF= COS-1（l212+l22- l162）/2l21l210暫時未定，其在后面的設(shè)計中可以得到。當鏟斗油缸長度L3分別取L3max和L3min時，可分別求得鏟斗的最大和最小轉(zhuǎn)角3max和3min，于是得鏟斗的瞬間轉(zhuǎn)角:3 = 3-3min鏟斗的擺角范圍: 3 = 3max-3min圖3-6 鏟斗連桿機構(gòu)傳動比計算簡圖見圖3-7所示，斗齒尖V點的坐標值XV和YV，是L1 、L2、L3的函數(shù)只要推導出XV和YV的函數(shù)表達式，那么整機作業(yè)范圍就可以確定，現(xiàn)推導如下:由F點知：32= CFQ= 3-4-6-2在三角形CDF中：DCF由后面的設(shè)計確定，在DCF確定后則有：l82 = l62 + l12 - 2COSDCFl1l6l62 = l82 + l12 - 2COS3l1l8 3 = COS-1（l82+l12l62）/2l1l8在三角形DEF中L22 = l82 + l92 - 2COS2l8l9 圖3-7 齒尖坐標方程推導簡圖1則可以得斗桿瞬間轉(zhuǎn)角22 = COS-1（l82+l92- L22）/2l8l94、6在設(shè)計中確定。由三角形CFN知：l28 = Sqr（l162 + l12 - 2COS32l16l1）由三角形CFQ知：l23 = Sqr（l22 + l12 - 2COS32l2l1）由Q點知：35= CQV= 233-24-10在三角形CFQ中：l12 = l232 + l32 - 2COS33l23l333 = COS-1（l232+l32- l12）/2l23l3在三角形NHQ中：l132 = l272 + l212 - 2COS24l27l2124 =NQH=COS-1l272+l212 -l132）/2l27l21在三角形HKQ中：l292 = l272 + l242 - 2COS26l27l2426 =HQK=COS-1l272+l242l292）/2l27l24在四邊形HNQK：NQH =24 +2620 = KQV，其在后面的設(shè)計中確定。在列出以上的各線段的長度和角度之間的關(guān)系后，利用矢量坐標我們就可以得到各坐標點的值。3.3.2鏟斗基本尺寸計算本次設(shè)計鏟斗容量初步選擇為q=0.2m3 由經(jīng)驗公式M=2179+25147q 可以得到整體質(zhì)量大約是6 噸左右，再由P=7.7+0.0046M 可以推斷出發(fā)動機的功率P=7.1KW 當我們得知了鏟斗的斗容量，其他的一系列數(shù)據(jù)的也可以隨之而的出來了 。斗容量、平均斗寬，還都是有轉(zhuǎn)斗挖掘半徑和轉(zhuǎn)斗挖掘裝滿轉(zhuǎn)角（這里令）是鏟斗的四個非常重要的主速度要參數(shù)。、及三者與之間有以下幾何關(guān)經(jīng)過經(jīng)驗公式計算，可以大概得出的數(shù)據(jù)為=其中：0.2m 其中：=0.2m3(已知)，鏟斗斗容量； 鏟斗挖掘半徑，單位m；鏟斗斗寬，根據(jù)經(jīng)驗公式反原理鏟斗平均斗寬統(tǒng)計值和推薦范圍，查表可以得到，取0.75m； 鏟斗的挖掘裝滿的通常轉(zhuǎn)角一般都是取90100，取它的具體值為95把各個數(shù)據(jù)代入到公式里面得到： 0.803m斗齒參數(shù)的選擇根據(jù)經(jīng)驗公式計算：齒寬0.11=0.11=0.064m;根據(jù)經(jīng)驗公式計算：長0.260.260.152m;根據(jù)經(jīng)驗公式計算：斗前臂與切削面的間隙取=0.7=0.0448m又由于鏟斗寬度B=0.75m,齒寬與齒距之和為0.064+0.18=0.244m=3.07 因此鏟斗裝有3個齒3.4連桿、搖臂部分從幾何可容性與結(jié)構(gòu)布置的角度對鏟斗機構(gòu)的要求考慮，必須保證鏟斗六連桿機構(gòu)在全行程中任一瞬間時都不會被破壞，即保證、及四邊形在任何瞬間皆成立。根據(jù)鏟斗六連桿機構(gòu)的要求，借助電子計算機選出可行的方案：0.27m；0.156m；0.195m；0.312m；0.3m3.5銷軸與襯套（1）銷軸的設(shè)計由于銷軸與襯套的配合間隙較小，故以剪應(yīng)力強度作為銷軸的基本尺寸的設(shè)計，抗壓強度與抗彎強度用于校核用。由有：在設(shè)計計算時，應(yīng)以所有工況中銷軸所受到的剪應(yīng)力最大值對銷軸進行設(shè)計。在本設(shè)計中，銷軸所選用的材料為40CrMnMo，其耐磨，在熱處理后有著良好的綜合機械性能。由于銷軸在重載的較惡劣工況中工作，故選擇。代入式6-1有：動臂各銷軸的尺寸：斗桿各銷軸的尺寸：（2）銷軸用螺栓的設(shè)計：螺栓選用的直徑由銷軸的直徑不同分別選擇兩種系列的螺栓5。（3）襯套的設(shè)計：為使襯套耐磨、減震與潤滑性能好，選擇襯套的材料為銅基合金襯套的厚度選擇為5mm，與銷軸和圓筒分別采用間隙和過盈配合，如圖3-9。則各銷軸的尺寸為：3-9 襯套動臂各襯套的尺寸：斗桿各襯套的尺寸：第四章 工作機構(gòu)校核計算4.1斗桿校核計算挖掘裝置的斗桿（尤以標準和加長斗桿）強度主要為彎矩所控制，故其計算位置可根據(jù)反鏟工作中挖掘阻力對斗桿可能產(chǎn)生的最大彎矩來確定。根據(jù)斗桿工作情況的手試驗說明，斗桿危險斷面最大應(yīng)力發(fā)生在采用轉(zhuǎn)斗挖掘的工況下。其計算位置可按以下條件確定：按反鏟裝置作用力分析的電算結(jié)果選定。近似計算時，一般取以下兩個位置：計算位置I（圖41），條件為：1）動臂位于最低（動臂液壓缸全縮）；2）斗桿液壓缸作用力臂最大（斗桿液壓缸與斗桿尾部夾角為90）；3）斗齒尖位于鏟斗與斗桿鉸點和斗桿與動臂鉸點連線的延長線上；4）側(cè)齒遇障礙作用有橫向力。這時，工作機構(gòu)上的作用力有工作機構(gòu)各部分的重量（鏟斗重，斗桿重和動臂重），作用于斗側(cè)齒上的挖掘阻力（包括切向力為，法向分力和側(cè)向力）。鏟斗挖掘時，鏟斗液壓缸工作力所能克服的切向阻力可取鏟斗為隔離體，按對鉸點的力矩平衡方程0求得式中：由圖41畫圖得，0.766m；由圖41畫圖得，0.3m；圖4-1 斗桿計算位置I由圖41畫圖得，0.423m；由圖41畫圖得，0.268m；由圖41畫圖得，0.142m；把、代入式51得：求得：41.718kN 法向阻力決定于動臂液壓缸的閉鎖力，可取工作機構(gòu)為隔離體，按對動臂底部鉸點的力矩平衡方程0求得：式中：動臂液壓缸的閉鎖力，286kN；工作機構(gòu)各部分重量對點的力矩之和，相應(yīng)的力臂值由圖41確定為：由圖41畫圖得，1.36m；由圖41畫圖得，1.99m；由圖41畫圖得，1.1m； 由圖41畫圖得，0.325m； 由圖41畫圖得，3.16m； 由圖41畫圖得，2.05m； 把、代入式52得：=4.15kN 取斗桿（帶斗）為隔離體，列出對鉸點力矩平衡方程0，可求得斗桿液壓缸作用力（被動狀態(tài)）。一般情況下，此力與其閉鎖力值（按該液壓缸閉鎖壓力決定）相近。式中： 由CAD做圖得，=0.46m；由CAD做圖得，=1.56m；由CAD做圖得，=0.766m；由CAD做圖得，=1.39m；由CAD做圖得，=0.49m；把、代入式53得： 0.4641.718(1.56+0.766)+0.861.392.230.49解得：45.69kN鏟斗邊齒遇障礙時，橫向挖掘阻力由回轉(zhuǎn)機構(gòu)的制動器承受，此力的最大值決定于回轉(zhuǎn)平臺的制動力矩，其值為：式中：橫向阻力與回轉(zhuǎn)中心間的距離, 由CAD做圖得，=1.28m；回轉(zhuǎn)平臺制動器可承受的最大力矩，4925.3Nm。把、代入上式得：=3.848kN計算位置II（圖42），條件為：動臂位于動臂液壓缸對鉸點有最大作用力臂處；斗桿液壓缸作用力臂最大；鏟斗斗齒尖位于、兩鉸點連線的延長線上，或鏟斗位于發(fā)揮最大挖掘力位置（圖42中II位置）；正常挖掘，即挖掘阻力對稱于鏟斗，無側(cè)向力作用。圖4-2 斗桿計算位置II此時工作機構(gòu)上的作用力僅為工作機構(gòu)的自重及斗齒上的作用力及。作用力的分析方法同上。切向阻力：法向阻力：橫向挖掘阻力：通過CAD畫圖得：由圖42畫圖得，0.423m；由圖42畫圖得，0.29m；由圖42畫圖得，0.14m；由圖42畫圖得，1.52m；由圖42畫圖得，2.225m；由圖42畫圖得，1.36m；由圖42畫圖得，0.56m；由圖42畫圖得，2.8m；由圖42畫圖得，0.45m；由圖42畫圖得，=0.46m；由圖42畫圖得，=1.56m；由圖42畫圖得，=0.77m；由圖42畫圖得，=1.39m；由圖42畫圖得，=0.49m；由圖42畫圖得，=1.22m；通過計算得出：63.51kN；6.45kN；4.037kN；根據(jù)以上位置的斗桿作用力分析，便可作出斗桿的內(nèi)力圖。對于計算位置I，斗桿內(nèi)力圖包括斗桿軸向力，斗桿平面內(nèi)、外的彎矩、和剪力、，以及扭矩；對于計算位置II或II，斗桿內(nèi)力側(cè)僅有，、。斗桿受載荷最嚴重的那一側(cè)，危險斷面為m-m。作用在這個截面中心上載荷有：圖4-3 斗桿受力圖力可對斗齒取力矩平衡方程式來解得：= =2.87kN垂直平面內(nèi)的彎矩（y-z平面內(nèi)）=81.35kN通過斗桿中心垂直于yz平面的xz平面中的彎矩為： =0.8kNm沿斗桿軸向拉力為： =39.25kN這樣斗桿危險斷面上正應(yīng)力為： =83Mpa90（2）發(fā)動機的選擇 由于變量系統(tǒng)油泵經(jīng)常在滿載或超載情況下工作，功率利用系數(shù)比較高，為了保證功率儲備，同時考慮到輔助設(shè)備的動力消耗，取發(fā)動機功率：33.2KW查相關(guān)資料，采用YANMAR：4TNV94L型柴油發(fā)動機。5. 3執(zhí)行元件的選擇液壓執(zhí)行元件，本次設(shè)計必須用到的是動臂液壓缸，鏟斗液壓桿，斗桿液壓桿，和2個行走馬達以及一個回轉(zhuǎn)馬達。液壓馬達按照額定的轉(zhuǎn)速可以分為高速和低速兩大類，額定轉(zhuǎn)速高于500r/min的高速液壓馬達，而低于500r/min的屬于低速液壓馬達，高速的液壓馬達通常有齒輪式，螺桿式，葉片式，等它的主要特點是轉(zhuǎn)速高，轉(zhuǎn)動慣性小，方便啟動和制動，而這是挖掘式裝載機所必須具備的一個特質(zhì)，所以我們這次的液壓馬達選擇為高速液壓馬達，初步選為齒輪式圖5-1 液壓缸作用力與整機質(zhì)量關(guān)系圖下面可通過以下公式估算的液壓缸作用力f2=6.55MF=0.75f2f1=0.75F式中F 鏟斗油缸的作用力，KN；f1斗桿油缸的作用力，KN；f2動臂油缸額作用力，KN；M整機質(zhì)量，t。通過計算我們可以得出f2=39.3KN F=29.4KN f1=22.1KN。因此：動臂油缸、鏟斗和斗桿油缸均為單缸，缸徑均為125mm?；剞D(zhuǎn)馬達和行走馬達（在上述設(shè)計中已選定）型號均為GQM16-1600。5. 4液壓控制元件選擇控制元件通常是用來控制液體的流動方向，壓力的高低和流量大小進行預期的控制。因此，液壓控制閥是直接影響液壓系統(tǒng)工作過程和工作特性的重要元件。本次液壓設(shè)計也有用到單向閥，溢流閥，換向閥，等等。單向閥：是用來控制油液的單向流動，他的性能的要求是：正向的流動阻力損失小，反向的時候密封性好，而且動作靈敏。溢流閥：溢流閥的主要的作用是對液壓系統(tǒng)進行保護幾乎所有的液壓系統(tǒng)里面都必須有溢流閥，它的性能的好和壞直接影響著液壓系統(tǒng)的正常工作。液壓系統(tǒng)對溢流閥性能的要求：（1）定位的精度高；（2）靈敏度要高；（3）工作平穩(wěn)；（4）密封性好。所以，本次設(shè)計決定在液壓缸面前都并聯(lián)一個溢流閥來控制流量的大小。換向閥：利用閥芯對閥體的相對運動?？梢允沟糜吐方油?。關(guān)斷或者改變油流的方向。從而來實現(xiàn)液壓執(zhí)行元件的驅(qū)動和啟動，