TY160推土机工作装置设计【毕业论文答辩资料】

需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 毕业设计（论文）任务书 专业 机械设计制造及其自动化 班级 机械 051 姓名 甄龙（ 200506034） 下发日期 2009目 专题 主 要 内 容 及 要 求 本设计题目进行推土机铲斗的设计，主要工作有：设计工作装置的结构形式和尺寸，包括设计铲刀高度、铲刀宽度、推土板角度参数、曲率半径，顶推架与台车架铰点位置，以及推架的结构设计，然后进行铲斗的强度计算，最后建立铲斗的三维模型。 主要设计内容为： 1. 推土机总体方案设计； 2. 推土机工作装置的设计计 算，以及三位模型的建立，完成绘图设计折 合 纸 3张； 3. 翻译英文文献 3000单词左右； 4. 完成 2万字左右的毕业论文或设计说明书。 主要技术参数 发动机额定功率（ 120 额定转速（ 1850 最大扭矩 N m/ 764 燃油消耗率 g/h （ 常取 金陵科技学院学士学位论文 对应的 纸 14951605 或 1304139763 土板直线部分及档上板尺寸 固定式铲刀推土板采用下部为直线段的复合形推土板，下部直线部分用来安装刀片，直线部分等于刀片宽度。 取 a=180土板垂直高度根据总尺寸确定。 推架于台车架的铰点位置 顶推架铰接在台车架上，其铰点位置影响铲刀升降机构的运动，它与铲刀升降高度、顶推架长度等参数有关。 顶推架铰点位置对台车架的受力状况影响很大 (尤其当铲刀受到偏载及横向力时，太靠前则台车 架发生较大形变，太靠后则推土机易前翻 )，为了使铰点反力均衡的 (纵向和横向 )传至台车架和八字架上，避免台车架受力过大发生形变，铰点位置一般选在八字架与台车架联接中点的附近。 土机工作装置三维模型的建立 (1)设计要点 件，是集 一体的大型设计软件，可以用来建立实体儿何模型，本设计工作主要是利用 拉伸、旋转、扫描等基本操作，建立工作装置三维实体模型，建模难点在于辅助平面和辅助点的建立，只有建立好辅助平面和辅助点，才能 保证零件模型的精确性。由于推土机工作装置一般是对称分布的，所以建模过程利了镜像的建模方法。采用 供的易于掌握的一般装配方法，顶推架与推土铲的连接、提升液压缸和推土铲的连接均采用“销轴”约束；液压缸活塞杆与缸筒的连接采用“圆柱”和“销轴”约束；其他采用“对齐”、“匹配”约束，这样就完成了推土机工作装置的装配。 (2)推土铲结构图 推图铲的三维结构图如图 5示。 金陵科技学院学士学位论文 对应的 纸 14951605 或 1304139763 图 5土铲的三维结构图 倒钢板厚度 推土板及顶推 架均是钢板焊接部件，钢板厚度 由刚度和强度条件确定。取钢板的厚度为 22 。 土机工作装置的强度计算 土机受力分析 推土机作业受力分析是强度计算的依据，就是确定外载荷，踏实工作装置提升机构的工作依据，而且为工作装置、履带台车架等零部件强度计算提供载荷依据。 （一） 铲刀自重以铲刀不必太笨重，铲刀自重金陵科技学院学士学位论文 对应的 纸 14951605 或 1304139763 情况下，可适当减轻。可以用经验公式确定铲倒自重： N） （ 推土机的使用重量。 所以有：7385 1293N （二） 铲刀提升力计算 铲刀 提升力是指提升装置的提升作用力，当铲刀遇到大障碍物，铲刀提不起来，而铲刀提升机构供给的提升力足以使推土机绕履带接地最前端（ A 点）倾翻。 以拖拉机为脱离体，拖拉机受力有：拖拉机使用重量 推架绞点支反力 提升力 按内力平衡， 别和 向相反。 图 5铲刀提升力计算受力图 0 得 l +X c m Zc 1l S y 1r =0 得 y =11r （ 以铲刀为脱离体，铲刀受力有：土的反力 刀自重 推架绞点 C 的反力 升力 时与地平面成角。 金陵科技学院学士学位论文 对应的 纸 14951605 或 1304139763 0 得 X c =x+ 0 得 Z c =l (0 将 X c 和 Z c 值代入式，得 10111 co s ()( l A （ 式中： 推土机使用重量 土的反力 铲刀自重 提升力与地面夹角 0r 与作用线距离 l、 1l 、 00 45c o 1 545c o 0 03 3 0 01 4 7 41 2 1 53 1 0 03 3 0 03 3 8 7 21 2 1 53 3 0 01 2 6 4 8 83 3 0 09 0 01 6 9 3 6 0 =12086N 考虑动载荷的铲刀提升力： 1S = 式中 :表取 1S =16920N 土机作业阻力计算 以推土机在水平地面匀速行驶，铲刀以最大切土深度进行作业，当切土结束提升推土铲的瞬时所产生的最大作业阻力作为 计算工况，其作业阻力主要有：切线切削阻力 刀前积土的推移阻力 刃与土壤摩擦阻力 (1)切线切削阻力 设 作用点在铲刀刃前， 作用方向沿铲刀切削角底边并与推土机前进方向相反，则 : 610 1 金陵科技学院学士学位论文 对应的 纸 14951605 或 1304139763 式中： 土板的宽度 （ 削比阻力 （ m） 图 5土铲平均切屑计算 B） = =054510 =610 42358 刀前积土的推移阻力12 (式中： 2 土与土之间的摩擦系数，查表取 0.5 推土铲前积土重量 02 （ 式中： 土的重度（ N/ 3m ） ，查表得 =21 310 N/ 3m B 推土铲的宽度（ 金陵科技学院学士学位论文 对应的 纸 14951605 或 1304139763 H 推土铲的高度（ 推土铲平均切屑深度（ 0 土壤的自然坡度角，查表得取 040 故1 3100240ta =34701N 故4701N 7351N (3)刀刃与土壤摩擦阻力1 1610B x 1 （ 式中：推土铲切削刃磨损后切削刃压入土的比阻力，查表得 推土铲宽度（ x 切削刃磨损后的接地长度 m (取 1 土壤与钢铁的摩擦系数，查表 1610 13200N (4)土屑沿铲刀上升时的摩擦阻力的水平分力2 2（ 式中 :推土铲前积土重量（ 34701N） 1 土壤与钢铁的摩擦系数（ 推土铲的切削角（ 55） 故24701 25 = 11416 N 综上所述：推土机的作业阻力 ： q+2358+17351+13200+11416=84325N 上述作业阻力计算时，没有考虑铲刀碰撞障碍物时的冲击载荷的影响，当铲刀碰撞到难以克服的障碍物时，推土机仍全力顶推，履带完全滑转，此时需金陵科技学院学士学位论文 对应的 纸 14951605 或 1304139763 考虑猛烈的冲击及惯性力，计算经验公式： （ 式中 :动载系数，取 84325=126488N 土机铲刀的强度计算 算位置的确定（第一计算位置） 铲刀 的水平土反力 顶推架绞点水平反力 最大值，适当推土机具有最大顶推力和惯性力时产生的。即推土板顶到障碍物，履带滑转时出现的。 铲刀的土切垂直反力 铲刀升降力的最大值， 是在推土板固定切削时或者以全功率提升及强制入土时产生的。 推土机中部顶到障碍物，其计算条件为： 推土机在水平地面作业 带土的推土板从切削位置提升到运土位置 推土机功率足够大，在顶升推土板的同时，以最大顶推力向前，即可能使推土机翘尾失稳，同时履带滑转。 （ 1） 超静定计算 为了使铲刀有足够的高度，推土板和顶推架 往往组成一个超静定构件，因此需要按解超静定方法进行铲刀的强度计算。 首先绘制计算草图，如图 5示，其中各件的几何尺寸和相互间位置，是根据总体布置要求确定。 金陵科技学院学士学位论文 对应的 纸 14951605 或 1304139763 图 5超静定计算草图 已求出1S ， 1 ) 式中： 1 土对钢的摩擦角 1 =045 将 S 转算到顶推架平面上，其合力为 1P 则： 1P = 1S 式中： S 与顶推架平面间夹角 (45 ) 故 1P =138452N 此时附加力矩 2 顶推架平面内构建具有三个多余约束，即顶推支座多余一个约束及水平撑杆多于两个约束。由于 用在推土板中间，两水平撑杆的约束相同，所以可简化为两次超静定结构。 解此超静定系统求出支反力和两个水平杆的约束力，首先画出该结构所受多余未知力 图 5示。 金陵科技学院学士学位论文 对应的 纸 14951605 或 1304139763 图 5工作装置所受多余未知力 并建立两个补充方程： 111x + 122x +0 （ 211x + 222x +0 （ 式中： 1X 和 2X 11 、 12 和X 、 2X 和 1P 力作用下沿 1X 作用方向上的位移量 21 、 22 和X 、 2X 和 1P 力作用下沿 2X 作用方向上的位移量 顶推架与履带台车架两绞点的作用力分别为1 金陵科技学院学士学位论文 对应的 纸 14951605 或 1304139763 图 5多余未知力计算图 在 荷下： 221 得1P=69226N 金陵科技学院学士学位论文 对应的 纸 14951605 或 1304139763 0M=12 12122536N 1M=0 17608N 在 1X 单位力作用下： 21=0 得1 0M=11 得11l 1M=0 M=0 在 2X 单位力作用下： 12 12 1M= 通过以上分析计算，建立在载荷 用下和单位力 1X =1 和 2X =2 作用下，基本结构图上的弯矩图1 2如图 示，图乘法计算11 、 12 、 21 、 22 、 、 值 : 11 = 1121321211 11 金陵科技学院学士学位论文 对应的 纸 14951605 或 1304139763 12 = 21 = 2s = 4s 3 212121321211 21111 232s i i = 1x =x =余未知力求出后，最后弯矩图可有下式按叠加原理计算： 2211 （ 得到工作装置所受轴向力和弯矩图如图 5 图 5作装置所受轴向力和弯矩图 推土板在外力作用下，从 可见，推土板中间 O 截面及顶推架的 D 金陵科技学院学士学位论文 对应的 纸 14951605 或 1304139763 截面弯矩最大。 利用 件，得到推土板截面特性参数如下： 体积 = 7 3曲面面积 = 7 密度 = 3质量 = 2 根据 标边框确定重心 : X Y Z 3 2 2 对于 标系边框之惯性 . ( ) 惯性张量 8 8 8 8 9 7 8 7 9 重心的惯性 (相对 标系边框 ) ( ) 惯性张量 7 0 0 0 8 6 0 6 8 主惯性力矩 ( ) 7 8 8 从 位至主轴的旋转矩阵 : 位至主轴的旋转角 (度 ): 相对 x y z 的夹角 由 2xm 2 0gM x 0gM z 金陵科技学院学士学位论文 对应的 纸 14951605 或 1304139763 根据以上数据得： 610 610 1967 m 21967 =： 600 10代入数据得： M P a 设扭矩值与刚度成正比故 O 截面上扭矩剪切应力为： 式中：面上各外力对扭转中心的力矩值之半 （约束承担了一半扭矩） i面各板厚度 代入数据得： = =土板中间 O 截面的总应力第三强度理论求得： 22 4 （ 式中： 带入数据得： 22 =80 陵科技学院学士学位论文 对应的 纸 14951605 或 1304139763 校核合格。 （ 2） 斜撑杆强度计算 在推土板垂 直平面内，推土板与顶推架绞点支反力为 ，推土板与斜撑杆绞点反力为 ，由于 和 1S 的作用，产生力矩 1M 和 2M 1M = h 2M = 1S 2h 由 得： 1M - 2M +521- 2h +3h)=0 32615221 s 代入数据得： 4 4 5s i 9 2 02 0 3 0 7 5 9 50 =93735N 由 得： 1M - 2M +521+ 2h +3h)=0 s s 代入数据得： 0045s i 5s i 9 2 02 0 3 0 5 9 7 5 =斜撑杆受轴向力： =510 金陵科技学院学士学位论文 对应的 纸 14951605 或 1304139763 式中： 代入数据得： =) 132561 22 = =380核合格。 三计算位置 第三计算位置是超静定体系，此位置主要计算顶推架、绞销轴。可按静定方法计算。 推架的 强度计算 顶推架绞点反力1据力矩平衡式求得。 0c o 02s i 2s i 1 （ N） 1222s i (N) 图 5铲刀第三位置计算图 21 0 0s i 9 2 6 4 8 8 01 陵科技学院学士学位论文 对应的 纸 14951605 或 1304139763 3 0 823 1 2 9 32 100s i 9 2 0 01销轴强度计算 此位置时销轴危险截面为 I I 面（如图 5销轴受力为计算 如下： 2121 22 = 5 绞销轴受力 610lP （ （ 式中： W 销轴抗弯截面模量（ 3m ），值为 销轴的轴向力，取 32536N F 销轴断面积（），值为 6100 0 5 3 60 0 8 2 0 4260 380 绞销轴合格 金陵科技学院学士学位论文 对应的 纸 14951605 或 1304139763 结论 经过三个月的设计工作，本次毕业设计主要完成了以下任务： (1)收集了有 关推土机的部分资料，对推土机的发展有了一定的了解，并对推土机的发展前景作了预测； (2)完成了推土机工作装置的三维建模； (3)完成了推土机工作装置的受力分析； (4)完成了推土机工作装置的强度校核； 通过校核，推土铲强度满足使用要求，结构合理。 绘制图纸折合 三张，利用 件绘制了大部分零件图。 通过这段时间