ZL40裝載機(jī)反轉(zhuǎn)連桿機(jī)構(gòu)工作裝置的設(shè)計(jì)【全套CAD圖紙+畢業(yè)答辯論文】

買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 目 錄 一、 課程設(shè)計(jì)題目 、 鏟斗設(shè)計(jì) 、 鏟斗的構(gòu)造 、 鏟斗的斷面形狀和基本參數(shù) 、 斗容計(jì)算 、動 臂 設(shè) 計(jì) 、動臂長度 、動臂鉸點(diǎn)的確定 、反轉(zhuǎn)斗四連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 、斗四連 桿設(shè)計(jì) 、運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)分析 、程序代碼 、程序運(yùn)行結(jié)果 、 、 轉(zhuǎn)斗缸四連桿設(shè)計(jì) 、 心 得 體 會 、 參 考 文 獻(xiàn) 文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 工 程 機(jī) 械 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 設(shè)計(jì)題目 ： 設(shè) 計(jì) 者 ： 趙 勇 學(xué)校名稱：華東交 通大學(xué) 班 級： 04理工機(jī)設(shè) 2班 指導(dǎo)老師：吳國棟 1 裝載機(jī)工作裝置介紹 裝載機(jī)的工作裝置是由鏟斗、升降動臂的液壓缸、連桿機(jī)構(gòu)組成，用以完成鏟掘、裝載作業(yè)。對中小型裝買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 載機(jī)，一般還常配有可以更換的工作裝置，以適應(yīng)多種作業(yè)的需要。 裝載機(jī)工作裝置應(yīng)滿足如下要求： 要滿足鏟掘、裝載的要求； 2 保證動臂在任何位置都能卸凈鏟斗中的物料； 3 工作裝置結(jié)構(gòu)簡單，自重輕、受力合理、強(qiáng)度高； 保工作安全，視野良好，操作簡單和維修方便。 原始的裝載機(jī)工作裝置如圖 1 1 所示，鏟斗與動臂固定，若轉(zhuǎn)斗液壓缸不動，當(dāng)動臂提升時，鏟斗和動臂一起繞著定點(diǎn)轉(zhuǎn)動，斗的傾角隨著動臂轉(zhuǎn)角的增大而增大，使斗中物料撒落，為使物料不撒落，要求動臂舉升時，鏟斗應(yīng)相對動臂向前傾，以補(bǔ)償鏟斗隨動臂轉(zhuǎn)動所引起的后傾，實(shí)現(xiàn)鏟斗接近平移運(yùn)動。這樣的運(yùn)動通常是由連桿機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。 圖 1 2 所示，為一個由機(jī)架、動臂拉桿和框架（斗）組成的工 作裝置連桿機(jī)構(gòu)，動臂和拉桿的一端與車架鉸接，另一端則與框架鉸接。斗和斗液壓缸固定在框架上。動臂舉升時，動臂與機(jī)架的夾角 改變，引起框架和動臂的夾角 改變，由于斗裝在框架上，故斗相對于動臂產(chǎn)生了轉(zhuǎn)動。動臂舉升時，斗在空間的運(yùn)動，可以為斗跟隨動臂一起繞定 點(diǎn)轉(zhuǎn)動的牽連運(yùn)動和相對動臂轉(zhuǎn)動的相對運(yùn)動的合成。 若動臂轉(zhuǎn)角（即斗的牽連運(yùn)買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 動 ），通過連桿機(jī)構(gòu)使框架（斗）相對于動臂轉(zhuǎn)動 （斗的相對運(yùn)動 ），則斗在空間的實(shí)際轉(zhuǎn)角為： = + 若 - ， 則 0， 即 使 動 臂 在 舉 升 時 ， 斗 在 空 間基本上無轉(zhuǎn)角變化。 2 鏟斗的設(shè)計(jì) 鏟斗的介紹 鏟 斗 是 鏟 裝 物 料 的 工 具 ， 它 的 斗 型 與 結(jié) 構(gòu) 是 否 合 理 ， 直接影響裝載機(jī)的生產(chǎn)率，在設(shè)計(jì)工作裝置連桿之前，首先要確定鏟斗的幾何形狀和尺寸，因?yàn)?它與連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)有買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 密切的關(guān)系。 設(shè)計(jì)鏟斗首先要具有合理的斗型，以減少切削和裝料阻力，提高作業(yè)生產(chǎn)率，其次是在保證鏟斗具有足夠強(qiáng)度和剛度的前提下，盡量減少自重，同時 也應(yīng)考慮到更換工作裝置和修復(fù)易換零件（切削刃、斗點(diǎn)）的方便。 1. 普通鏟斗的構(gòu)造（圖 2 1） 圖 2 1 所示是一個焊接結(jié)構(gòu)的鏟斗，底板上的主切削刃 1和側(cè)板上側(cè)刀刃 2 均由耐磨材料制成；在鏟斗上方有擋板 3把斗后壁加高，以防止斗舉高時物料向后撒落。斗底上鑲有耐磨材料制成的護(hù)壁 4，以保護(hù)斗底，并加強(qiáng)斗的剛度。 直線型刀刃適宜用于轉(zhuǎn)載輕質(zhì)和松散小顆粒物料，并可以利用刀刃作刮平、清理場地工作； V 形刀刃便 于插入料堆，有利于改善 作用裝置的偏載，適宜于鏟裝較密實(shí)物料。由于其刀刃突出，影響卸載高度。 通常在設(shè)計(jì)鏟斗時都采用帶齒的鏟斗，因?yàn)槎俘X的作用是鏟斗插入物料時，減少鏟斗與物料的作用面積使插入力集中在斗齒上，破壞物料結(jié)構(gòu)，因而帶齒的斗具有較大的插入料堆的能力，適宜于裝礦石和堅(jiān)硬的物體，齒型的鏟斗的選擇使提高鏟斗的壽命，使鏟斗的插入力減小，如果齒變鈍了易于更換和維修，設(shè)計(jì)時采用分體式鏟斗。（如圖 2 2） 鏟斗的截面形狀如圖 2 2買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 所示，它的基本形狀由一段圓弧、兩段直線所焊接而成的基本的斗狀圓弧的半徑 r、張開角、后臂高 h、底臂 長 l 等四個參數(shù)決定的，圓弧半徑大，物 料進(jìn)入鏟斗的流動性能好，有利于減少物料裝入斗內(nèi)的阻力，卸料快而干凈，但圓弧半徑過大，斗的張開角大，不易于裝滿，且鏟斗外形高，影響駕駛員的視野。后臂過小則容易漏料，過大則增加鏟斗的外形影響駕駛員的視野底臂長，則斗的插入料堆深度大，斗易于裝滿，但 鏟 起力 由 于 力 臂的 增 加而 減 少 ， 底臂 長 度小 則鏟起力大，且由于卸料時鏟斗刃口降落的高度小，可以減少動臂舉升高度，縮短作業(yè)時間。 鏟斗的斷面形狀和基本參數(shù)的確定 斗的斷面形狀由圓弧半徑 r、張開角、后臂高度 h、和底臂長 l 等四個參數(shù)決定。如圖 2 3 所示， 圓弧 半 徑 料進(jìn)入鏟斗的流動性越好，有利于減少物料裝入斗內(nèi)的阻力，卸載快而干凈 ， 但 的開口大，不易裝滿，且買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 鏟斗的外形較高，影響駕駛員觀察鏟斗刃的工作情況。 后壁高 h 和底壁長 h 是指斗上緣至圓弧與后壁切點(diǎn)的距離， h 過小則易漏料，過大則增加鏟斗外形，影響駕駛員視線。 根據(jù)圖 2 3 鏟斗截面基本參數(shù)： 已知該工作機(jī)構(gòu)的額定載重量 Q=4 t 由土壤的自然重度公式得 V = =4 0/ 20 =2 在應(yīng) 用 中 采 用 平 裝 斗 容 來 計(jì) 算 鏟 斗 的 截 面 面 積 的 基本參數(shù)，鏟斗的截面面積： 22 R 0 . 5 c o s s i n 0 . 5 (1 ) 2 1 8 0z k r c t g （ 2 1） 鏟斗的幾何容積 V=S B，則可以建立下式： 21 0 . 5 c o s s i n 0 . 5 (1 ) 2 1 8 0g z k c t g （ 2 2） 式中 V 平裝斗容量圖 2 4 所示陰影面積由設(shè)計(jì)給定； B 鏟斗的凈寬度； Q =4t V =2 g 鏟斗斗底長度系數(shù)，g=； z 后斗壁長度，z=R； L z 后買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 斗壁長度，是指由后斗壁上緣至斗壁與斗底延長線相交點(diǎn)的距離； k 擋板高度系數(shù)， k=； L k 擋板高度； r 圓弧 半徑系數(shù)， r =r /R； 斗底與后斗壁間的夾角 ,又稱斗張開角； 1 擋板與后斗壁的夾角。 由式（ 2 2）可見，已知 V、 B，只要選定 g、 z、 k、r 等系數(shù)值和、 1 值，即可求得新鏟斗的基本 R。為此，實(shí)測所選樣機(jī)鏟斗的下列數(shù)據(jù) R,k,Lr,r, 1 和值，并分別計(jì)算出 g, z, k 和 r 值，帶入（ 2 1）式，即可求得新鏟斗的 回轉(zhuǎn)半徑 R，由基本參數(shù) R，根據(jù)所選定的各系數(shù)值，即可求得新鏟斗的其他參數(shù)值。 鏟斗側(cè)板切削刃，相對于斗底的傾交 0 =5 0 60 。 取0 =60。 根據(jù)已知條件取合適的值： 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 取 1=8 、 r =、 z =g =50把以上數(shù)據(jù)代入式 （ 2 2） 得鏟斗的回轉(zhuǎn)半徑： 225 0 5 02 . 3 0 . 5 1 . 5 1 . 2 0 . 1 2 c o s 8 s i n 5 0 0 . 4 0 . 5 12 1 8 01 . 0 8Rc t 并由 R 得到以下數(shù)值： 鏟斗的橫截面面積 S = V / B=2 /2 ; 后 斗 臂 長 度 =1. 2 1 = m; 斗 底 長 度 1 . 5 1. 08 = 1. 6 2m; 擋 板 高 度 L k =0. 12 1. 08 =0 . 13m ; 鏟 斗 圓 弧 半徑 r = 1 0 m; 底 臂 長 l =1 5 1. 62=0 斗容的計(jì)算 根據(jù)確定的鏟斗幾何尺寸即可計(jì)算鏟斗的容量。 何容量） V p : 鏟斗的平裝斗容分為裝有當(dāng)板和無擋板兩種。我選用有擋板鏟斗： （ 1）平裝斗容 V b / 3 m 3 式中： S 鏟斗橫截面積等于 B 鏟斗內(nèi)側(cè)寬度等于 2.5 m a 近似取 0. 10 8m b 鏟 斗 刀 刃 與 擋 板 最 上 部 之 間 的 距 離 （ 如 圖 2 5），又余弦定理得 b=1. 33 8m 所以 32 mV p 0 =60 1=8 r = z =g =50 R =1. 08 S =0. 8 1 . 08 m . 62m L k =0 . 13 m r=m l = =0. 8 B=2 . 5m b =1. 33 8m 2） 堆裝容量買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 V H（額定斗容量） b 2 B/8 b 2 (a+c)/6 C 物料堆積高度 由于物料按 2： 1 的坡度角堆裝，所以 c 近似等于 c=0. 73 0m 所以 斗鉸點(diǎn)位置的確定 動 臂 與 斗 的連 接 鉸 點(diǎn) （ 簡 稱 下鉸 點(diǎn) ） 的 位 置 應(yīng) 盡量使鏟斗在鏟掘位置時布置在靠近切削與地面。下鉸點(diǎn)靠近鏟斗切削刃，則轉(zhuǎn)斗時力臂 l 小，有利于增加作用在刀刃上的鏟起力。下鉸點(diǎn)靠近地面，可減少在作業(yè)時，由插入阻力所引起的附加力矩 (p h,見圖 2 6），此力矩將影響掘起力值。對裝載輕質(zhì)物料的鏟斗，其下鉸點(diǎn)允 許高一些，以增加回轉(zhuǎn)半徑 R，增加轉(zhuǎn)斗時斗刃所掃過的料堆面積，從而提高鏟斗物料的裝滿程度。下鉸點(diǎn)距離斗底高度一般可取 h=（ 0 0 ） R。即： 下鉸點(diǎn)距斗底高度 h=0. 11 1 =0 8 m。 三： 動臂的設(shè)計(jì) 動 臂 長 度 決 定 于 動 臂 與 機(jī) 架 的 鉸 點(diǎn) 位 置 和 動 臂 與 鏟 斗的鉸點(diǎn)的位置。 動臂下鉸點(diǎn)在動臂舉升最高位置 A 1 由所需的最大卸載高度 Hm 相應(yīng)的卸載距離 S 確定。動臂的下鉸點(diǎn)在動臂下落時的位置 A 2 則應(yīng)盡量靠近輪胎，以減少對傾覆軸的力臂，縮短整機(jī)總長，但應(yīng)保證鏟斗上翻時，斗與輪胎有一 定的間隙 。 動 臂 繞 定 軸 轉(zhuǎn) 動 至 最 高 和 最 低 位 置 時 ， 要 求 其 下 鉸 點(diǎn) 分別落在 A 1 和 A 2 位置上，則 A 1 和 A 2 兩點(diǎn)必在同一圓弧上，故動臂與機(jī)架鉸接點(diǎn)（簡稱動臂上 c=0 0 m h =0. 10 8m 鉸點(diǎn)）應(yīng)在 A 1 A 2連線的垂買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 直平分線上。上鉸點(diǎn)在該 平分線上的具體位置由總體布置確定。上鉸點(diǎn) O 的位置將影響動臂轉(zhuǎn)角和動臂的最大外伸距離。由圖 3 1 可見， O 點(diǎn)靠后布置，可減少動臂轉(zhuǎn)角（ # = A= C=; )a/d)c/d) b/d)$)i=0;i11;i+) j=0;j11;j+) B=K+ 1+B*B+A*B*( 7/18) ) /A*A+B*B*( 7/18) ) );/給 兩個角賦值 *7/18)/A*A+B*B*7/18) ); $ (A*A+1*)/(2*A) ); $180/( ( A*A+B*(1) /(2*A*B) )*180/)A)C紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 )B 0)0)$80/0)C+= A+=C= ; 運(yùn)行結(jié)果： a/d c/d b/d $ 文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 述運(yùn)行的結(jié)果根據(jù)以下四點(diǎn)來選擇參數(shù)： 所要求的鏟斗轉(zhuǎn)角 鏟斗在極限收斗位置時， a 桿和 d 桿的夾角 鏟斗在動臂舉升至最高位置時， a 桿和 d 桿的夾角 a 桿和 d 桿所夾 之銳角 10 使在地面鏟掘位置時的 a 桿和 d 桿的夾角接近等于 選擇 a/d=0.4;c/d= 89 ; 65 ; ;b/d= 斗 上 鉸 點(diǎn) 的 位 置 參 考 同 類 型 機(jī) 器 在 連 桿 機(jī) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 中 確定，它與斗下鉸點(diǎn)的距離不宜過大，否則將增加斗連桿機(jī)構(gòu)尺 寸 ， 使 結(jié) 構(gòu) 布 置 困 難 。 根 據(jù) 同 類 型 機(jī) 器 的 連 桿 設(shè) 計(jì) 取a=450 則有： b=900c=684d=1139 6:載機(jī)參數(shù) 卸載高度 2800載距離 1000胎半徑 750全 高 3170 長 6815轉(zhuǎn)斗缸四連桿設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn) 斗 缸 四 連 桿 機(jī) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 是 根 據(jù) 所 設(shè) 定 的 鏟 斗 上 翻 角 和下翻角變化規(guī)律進(jìn)行的。 鏟 斗 上 翻 角 變 化 規(guī) 律 （ 要 求 ）， 動 臂 在 水 平 位 置 以 下 ，其上翻角的變化量 應(yīng)為正值，在動臂最低位置提升至運(yùn)輸位置時其值可大些，以增大收斗角，減少運(yùn)輸時的撒料；動臂在上部位置，則希望小一些，以保持斗的平移性能；動臂由最 低 位 置 舉 升 至 最 高 位 置 ， 斗 上 翻 角 變 化 量 要 求 15。當(dāng)活塞桿收縮，動臂轉(zhuǎn)至任意位置，要求卸載角 45。 翻角變化規(guī)律 。 動臂轉(zhuǎn)角以斗平放在地面時的動臂位置為初始位置，其轉(zhuǎn)角范圍為，每隔 10作出動臂的轉(zhuǎn)角值。 上翻角斗鉸線轉(zhuǎn)角以地面上時的收斗位置為初始位置。 a/d=0