装载机总体及铲斗部分工作装置设计摘要构反转六杆机构具有如下优点动力学特点在铲掘位置时转动角连杆与从动杆所夹的锐角大，转动斗油缸以大腔作用能产生较大的铲起力，其最大铲起力出现在斗底壁与地面的夹角时，因此在铲掘位置时，铲起力随的增加略有增大，它适合在坚实的物料上铲掘作业和搬运工作。运动学特点动臂升降时，收斗角变化不大，因而在不增加动臂在最高卸载位置之收斗角的条件下，可增大动臂在下步位置的收斗角，这样即可提高铲掘位置时铲斗的装满程度，并减少运输时的撒料现象。卸载时，转斗角速度小，易与控制卸料速度，减小卸料冲击。易与实现铲斗的自动效率，使铲斗自顶部卸载位置降落到地面时无需操动转斗油缸，使能依靠连杆机构本身，自动回到铲掘位置，减化操作，提高功效。连杆机构设计．设计要求铲斗的运动轨迹符合作业要求保持铲斗接近平移运动。满足动臂在任意位置都能卸载，铲斗卸载角。连杆机构的传动角尽可能大，以提高连杆传动效率，减小铰销受力铲掘。作业时各构件间无运动干涉。．斗四连杆机构的设计铲斗转角位置式中动臂在最低位置时的定收斗角动臂在最高位置的卸载角动臂从地面位置至最高位置的转角。所以后角前角式中η斗角线与水平面的夹角铲掘位置η穿掘位置时动臂与地面夹角挖掘角挖根据以上数据中的查表得，使表表，挖表挖即可得.，斗角线根据公式及斗铰线可求得式中铲斗上下铰点连线简称斗铰线长度连杆上铰点和下摇臂的连杆长度下摇臂长度摇臂支点和动臂下铰点的连线长度。方案二再次查表使度度，度度压力角为度。查得.，.,.,.带入以上公式得验算最小传动角量得方案中，量得方案二中满足设计要求。检验挖掘位置时的力传动比作图步骤做线段使得，分别以,为圆心，为半径作圆以为顶点为边作角度交圆于点。以为圆心，为半径作圆，与圆交交,于点，量得，则铲掘位置的力传动比同理检验方案二的铲掘位置时的力的传动比经过比较，方案二求得的铲掘位置的传动比，故选择方案即,使斗四连杆机构满足最小传动角大于度，当摇臂与下动臂重合时，斗角线与连杆的夹角既是度。．确定斗油缸四连杆机构把所设计铲斗的上下翻角变化规律列成表格，如表希望铲斗在运输位置以下大些，整个运动过程中，小于度任意位置的下翻角大于等于度。确定运输位置铲斗下铰点到地面距离时动臂的转角。经过测量，量得运输位置铲斗下铰点到地面距离时动臂的转角为度。表铲斗的上下翻角变化规律表序号注动臂转角斗的上翻角上翻角的变化值，上翻角斗角线相对动臂转角，斗的下翻角下翻角斗角线相对动臂转角，且。斗油缸四连杆机构的设计设计依据斗油缸四连杆机构的设计是根据所定的铲斗上翻角和下翻角变化规律进行的。设计过程见参考书Ⅰ把所设计铲斗的上下翻角变化规律列成表格，如表按表中设定的斗四连杆机构的斗铰线的不同位置作出运动图确定斗油缸四连杆各参数首先用覆盖法确定初始值，及初始角和，然后利用相似原理在保持初始角不变的情况下将各杆长度按比例缩小或放大，最后得斗油缸四连杆机构的长度如下检验传动角传动角要求尽量大，地面铲掘位置时，油缸连杆与摇臂的传动角要接近。通过作图测得挖掘角为度时合乎要求。确定转斗油缸最短长度油缸最短长度应满足式中活塞最大行程。油缸的结构尺寸量得小于动臂油缸铰点位置的确定选择油缸铰点位置时应考虑下述因素提升动臂油缸的长度尽量短，即在保证动臂所需转角的前提下，液压缸行程要小这有利于结构布置，减轻自重，提高液压缸自身稳定性。在动臂转角范围内，液压缸作用力臂变化不要太大。要求在动臂处于铲掘举升最高时，也应保证有定的作用力臂符合结构要求，如车架和动臂受力情况，结构布置上的可能性等。同时，还应满足使用要求，如离地间隙的限制等。动臂强度验算计算位置与计算工况的确定动臂是个变截面曲梁，其断面结构形式有单板，双板和箱型等三种，本机用单板动臂，其工艺性好。为了提高工作装置的整体刚度，增加工作装置的承载能力，两侧动臂间以横梁连结，摇臂支承在轴管上。进行动臂强度计算，首先要分析装载机作业过程找出工作装置各部件受力最不利的作业位置与工况作为计算依据，在受力分析的基础上进行强度计算。．计算位置分析装载机的作业过程可知，当动臂处于最低位置，即装载机进行铲掘作业时工作装置受力最大，此时铲斗底与地面接触。我们以此铲掘位置作为计算位置，且假定外载荷作用在铲斗的切削刃上．计算工况与外载荷装载机在插入料堆铲取物料时和提升铲斗的作业过程中，要克服切削物料时的阻力，物料与铲斗间的摩檫力和物料的重力，这些构成装载机的作业阻力。为了分析问题的方便，假设它们作用在铲斗斗齿上，并分成两个集中力水平插入阻力和垂直铲起阻力。作用在斗齿上的外载荷可分成两种情况是对称载荷，外载荷沿切削刃均匀分布，计算时可用个作用在斗刃中部的集中力来代替二是偏载荷，由于铲斗的铲装或物料的不均匀而使物料对铲斗的载荷不均匀分布，形成偏载情况，假设其作用点在斗边缘的齿尖上。.装载机在铲掘作业时，有三种典型工况铲斗水平插入料堆，工作装置油缸闭锁，此时可以认为铲斗斗刃只受水平插入阻力的作用铲斗在水平插入料堆后，翻转铲斗或提升动臂铲取物料时认为铲斗斗刃只受垂直铲起阻力的作用装载机的铲斗边插入，边转斗或边插入，边提臂进行铲掘时，水平插入阻力与垂直铲起阻力同时作用在斗刃上。如果把对称载荷和偏载情况分别与上述工况相结合，就可得到如下六种工作装置的典型作业工况对称水平插入作用工况对称垂直力作用工况对称水平力与垂直力同时作用工况水平偏载插入力作用工况垂直偏载力作用工况水平偏载力和垂直偏载力同时作用工况.对称水平插入作业工况铲斗插入料堆时所受水平阻力的大小由装载机的牵引力来确定，受附着条件限制，其最大值为由参考书中公式可知，装载机机重，附着系数，由表查得.所以对称垂直作用工况铲斗在铲取物料时所受的垂直阻力，其最大值受装载机的稳定条件限制。其作用距离见下图由参考书中公式得式中装载机机重。装载机重心线距前轮轴线距离，.。垂直作用力至前轮轴线距离所以，图装载机受力简图对称水平力与垂直力同时作用垂直力按上式求得，水平力限发动机飞轮马力扣除产生垂直力，工作油泵消耗的功率后，装载机所发出的牵引力为。垂直力水平力.由参考书中，得，式中发动机净功率产生垂直力所消耗液压泵的功率发动机至驱动轮间的头档总传动比对于液力机械传动包括变矩器的变矩系数发动机的转速。传动系效率，对于液力机械传动应包括变矩器的效率。车轮滚动半径，其中油泵输出压力油泵理论流量油泵总效率取.二偏载工况水平偏载插入力的工作状况垂直力偏载作用工况水平偏载和垂直偏载同时作用工况上述三种工况的作用力大小，分别与对称载荷工况的作用力相同，所不同者仅力作用点假设作用在铲斗齿尖上。另外装载机除了上述六种典型的工况外，尚须验算切土工况，即装载机利用转斗油缸作用力把铲斗刀刃强制切入土中，其极限情况是整机绕后轮接地点转动，前轮抬起在铲斗刃上作用有垂直向上的作用力，则.由参考书中公式得式中装载机机重，。装载机重心线距后轮轴线距离，。斗尖至后轮轴线的水平