ZL60翻斗油缸直接推拉式装载机工作装置设计【优秀含CAD图+说明书】

资源目录

ZL60翻斗油缸直接推拉式装载机工作装置设计【优秀含CAD图说明书】.rar

铲斗图.jpg---(点击预览)

ZL60翻斗油缸直接推拉式装载机工作装置设计.docx---(点击预览)

大臂图.dwg

装配图.dwg

铲斗图.dwg

压缩包内文档预览：

编号：18019262 类型：共享资源大小：2.49MB 格式：RAR 上传时间：2019-04-23 上传人：hon****an IP属地：江苏

30
积分

版权申诉 word格式文档无特别注明外均可编辑修改；预览文档经过压缩，下载后原文更清晰！ 立即下载

关键词：: 优秀含CAD图+说明书 ZL60装载机 CAD图+说明书

资源描述：

摘要

由翻斗、动臂、翻斗油缸、动臂油缸组成的工作装置是本次设计的装载机的核心。装载机通过作业装置的运动来实现装卸物料的作业。这次毕业设计主要是装载机作业装置设计。其中翻斗以铲装物料；动臂和动臂油缸的作用是提升翻斗并使之与车架连接；翻斗油缸通过与动臂的配合运动使翻斗旋转运动。动臂和翻斗工作动作均通过液压操作。

通过装载机作业装置的指导思想、发展前景、任务目标、进行论述，然后制定方案，在技术设计部分给出了 ZL60翻斗油缸直接推拉式装载机工作装置的主要技术性能要求和参数数据，进行了翻斗、动臂、油缸的计算和设计。工作装置的设计中，对翻斗、动臂等装置进行设计。计算了特定受力位置的受力分析。

本次设计在关键零部件的设计和计算上严格按照相应要求，通用件均采用国家标准，设计的部件也符合制造工艺和设计要求、达到了指导教师的设计要求。并且在二维图纸的绘制上也是严格按照所学的绘制标准来进行图纸的绘制。

总之，整个设计是有序、有据地完成的。

关键词：ZL60 翻斗油缸直接推拉式；装载机工作装置；翻斗；动臂；二维图纸

装配图.png

铲斗图.jpg

打包文件.png

大臂图.jpg

目录.png

说明书.png

摘要.png

内容简介：: 题目:ZL60 翻斗油缸直接推拉式装载机工作装置设计摘要由翻斗、动臂、翻斗油缸、动臂油缸组成的工作装置是本次设计的装载机的核心。装载机通过作业装置的运动来实现装卸物料的作业。这次毕业设计主要是装载机作业装置设计。其中翻斗以铲装物料；动臂和动臂油缸的作用是提升翻斗并使之与车架连接；翻斗油缸通过与动臂的配合运动使翻斗旋转运动。动臂和翻斗工作动作均通过液压操作。通过装载机作业装置的指导思想、发展前景、任务目标、进行论述，然后制定方案，在技术设计部分给出了 ZL60翻斗油缸直接推拉式装载机工作装置的主要技术性能要求和参数数据，进行了翻斗、动臂、油缸的计算和设计。工作装置的设计中，对翻斗、动臂等装置进行设计。计算了特定受力位置的受力分析。本次设计在关键零部件的设计和计算上严格按照相应要求，通用件均采用国家标准，设计的部件也符合制造工艺和设计要求、达到了指导教师的设计要求。并且在二维图纸的绘制上也是严格按照所学的绘制标准来进行图纸的绘制。总之，整个设计是有序、有据地完成的。关键词：ZL60 翻斗油缸直接推拉式；装载机工作装置；翻斗；动臂；二维图纸AbstractThe working device consisting of tipping bucket, moving arm, tipping bucket and boom cylinder is the core of this designed loader. The loader realizes the operation of loading and unloading material through the movement of the operation device. This graduation project is mainly the design of loader operation device. The dump bucket is used to shovel the material; the action of the movable arm and the movable arm oil cylinder is to lift the bucket and connect it to the frame. The working movements of the boom and the tipping bucket are operated by hydraulic pressure.The main technical performance requirements and parameter data of the ZL60 dump cylinder direct push loader working device are given in the technical design part, and the calculation and design of the dump bucket, the movable arm and the cylinder are carried out in the technical design part. In the design of the working device, the device for tipping bucket and moving arm is designed. The force analysis of a specific force position is calculated.In the design and calculation of the key parts, the design and calculation are strictly according to the corresponding requirements. The general parts are all national standards. The designed components also meet the requirements of the manufacturing process and design, and the design requirements of the instructors are met. And in the two-dimensional drawing is also strictly in accordance with the standards drawn by the drawings for drawing.In short, the whole design is done in an orderly and orderly way.Key words: ZL60 tipping bucket direct push pull; loader working device; tipping bucket; boom; 2-D drawing目录第 1 章装载机的概述11.1 装载机的概述11.2 装载机的工作原理11.3 装载机的主要技术性能参数11.4 装载机的结构型式21.5 作业装置自由度的计算3第 2 章工作机构方案的选择及工作原理52.1 工作机构结构方案的选择52.1.1 正向旋转运动八杆72.1.2 翻斗油缸前置式正向旋转运动六连接杆件72.1.3 翻斗油缸后部放置方式正向旋转运动六杆72.1.4 翻斗油缸后部放置方式反转六连接杆件72.1.5 正向旋转运动四杆72.1.6 正向旋转运动五杆82.1.7 动臂可伸缩式三杆82.2 工作机构的工作原理82.2.1 工作过程分析82.2.2 正向旋转运动四杆工作机构分析92.2.3 轮式装载机作业装置设计要求9第 3 章翻斗几何形状的确定及翻斗重心的计算113.1 设计要求113.2 翻斗斗型的结构分析113.3 翻斗基本参数的确定123.3.1 翻斗宽度123.3.2 翻斗回传半径 R 0123.3.3 翻斗的断面形状参数143.3.4 斗容的计算143.3.5 斗齿的设计163.4 翻斗结构设计及材料选择163.4.1 斗体形状163.4.2 切削刃的形状163.4.3 斗侧壁的形状173.4.4 斗底173.5 翻斗重心计算173.5.1 翻斗形心的确定183.5.2 翻斗重心坐标的确定19第 4 章工作装置连接杆件系统的尺寸参数设计234.1 作业装置各铰合点位置的确定234.1.1 动臂与翻斗、机架的两个铰合点 A、B 的确定234.1.2 确定翻斗油缸与翻斗的铰合点 C 及与机架的铰合点 D244.1.3 动臂油缸与动臂和机架铰合点 F、E 的确定24第 5 章工作静力分析255.1 外载荷确定原则255.2 外载荷计算255.3 工作机构的受力分析与计算295.3.1 装载机的几种工况295.3.2 联合铲装时的受力分析29第 6 章工作机构主要零件的强度计算及液压缸的确定336.1 动臂强度计算336.2 液压缸的选择346.2.1 翻斗油缸的选择346.2.2 动臂油缸的选择346.3 销轴的计算356.3.1 C 点销轴的确定356.3.2 动臂铰点 A 销轴的确定366.3.3 F 点销轴的确定376.3.4 动臂铰点 B 销轴的确定38第 7 章结论39附录40参考文献41致谢43第 1 章装载机的概述1.1 装载机的概述装载机是一种以轮胎或履带为运动基础，安装翻斗作为作业装置的工程机械。作为一种效率高、操作简单、用途多样的施工机械，他能对松散的堆积物料，矿石，硬土等进行挖掘、装卸作业。装载机能在工程建设中加快速度、降低强度、提供质量、节约成本。是现代化施工中不可缺少的一部分。1.2 装载机的工作原理铲装和卸载通过组成构件的运动来实现的。本次设计装置是由翻斗、动臂、动臂油缸、翻斗油缸等组成。铲车的装卸物料是通过动臂和油缸与翻斗配合来实现。通过液压来操纵装置中两个的油缸。工作环境下应该确保：油缸闭锁、升降时，动臂和翻斗上下平动或接近平动，避免物料洒落；动臂处于任何位置、翻斗运动并绕铰合点时，为实现卸载完成实现翻斗自动平放，翻斗倾斜角不小于 45 度。1.3 装载机的主要技术性能参数重要的性能参数主要有翻斗装载量多少、额定装载的重量大小、额定发动机功率大小、装载机整机的质量大小、卸载高度的最大值、行驶速度的最大值、转弯半径的最小值、牵引力的最大值、掘起力的最大值、卸载距离的大小、装置关键三个动作和等。翻斗装载量多少：翻斗的规定物料容量，是平装时翻斗的容量与翻斗堆出部分的体积之和，用 m3 表示。额定装载的重量大小：确保装置稳定作业的同时，翻斗载重量的最大值，单位为kg 。发动机额定功率：是设计的工程机械施工能力的一项重要数据。分为有效功率和总功率，其中国产装载机通常是直接标志总功率，单位为 KW。装载机整机的质量大小：指在配置上应有的作业装置和随机工具后的装载机整体，满载其他辅助的配套系统的液体也都满载，并且驾驶员的标定质量（75kg3kg）和带有规定形式和尺寸的空载翻斗时的整体总质量。影响到本工程机械的附着性能、经- 9 -济性和稳定可靠程度，单位为 kg 。行驶速度的最大值：工程机械不装载物料时在平整高硬度的地面上前后移动时每个挡位能达到速度的最大值，对装载机的工作效率高低和施工方案的灵活安排程度都有影响，单位为 km/h 。转弯半径的最小值：指自车轮中心或车后轮胎外侧或翻斗外沿所构成的弧线至回转中点的距离，单位为 mm 。牵引力的最大值：指在轮胎上的推进的力（车体驱动轮缘上所产生的）。工程机械上的附着质量越大，则可能产生的牵引力最大值越大，单位为 kN 。掘起力的最大值：翻斗切削刃在高于基准面二十毫米处时，在前切削刃向后一百毫米处，在操纵液压缸后产生的铅锤方向垂直向上的力最大的时候是为崛起力最大值单位为 kN 。卸载高度的最大值：指翻斗铰轴在最大高度、翻斗处于450 卸载角（如果卸载角小于450 时，指明该卸载角）时，翻斗的切削刃最低一点与水平面的距离。单位为 mm 。卸载距离的大小：通常指在最大卸载高度时，工程机械中前外廓垂直线到翻斗刃后垂直线水平直线距离，单位为 mm 。装置关键三个动作和：翻斗的提升、翻斗的下降、翻斗的卸装三项时间的和，单位为 s 。1.4 装载机的结构型式装载机作业装置的两种形式为：无翻斗托架形式、有翻斗托架形式。本次依据无翻斗托架形式来设计作业装置。其作业装置的后铰点都与支座铰合，作业装置运动构件的前铰合点与翻斗支座铰合，在翻斗油缸的后端与支座铰合，其液压缸的活动杆件与翻斗后端支座铰合。有翻斗托架的结构装置，容易进行翻斗的更换和附件的加装。无翻斗托架有利于地面物料的铲装。无翻斗托架的装载机结构组成比较简单，但其运动缺点是在翻斗铲装物料时油缸的小型油腔工作，因而使翻斗油缸的缸径与重量都相对应的增大。而有翻斗托架结构由于托架上能直接铰合翻斗油缸及翻斗，所以翻斗的旋转角较大。但托架拥有较大的重量并且在动管的前端，导致翻斗的载重下降。1.5 作业装置自由度的计算由于组成装载机工作装置的各构件是通过销轴连接的，各个销轴互相平行；加上，其结构又是纵向对称。因此，在进行装载机工作装置的运动学分析时，可将其简化为带液压缸的平面低副多杆机构，不计各杆件的自重，并假设各铰接点的摩擦力为零。图 1-1 所示为正转四杆机构工作装置的杆系结构简图。观察设计的作业装置，其中，活动杆件数为 6，低副数为 8，高副数为 0。这样，通过平面机构自由度公式计算可知，本次设计的正向旋转运动四杆机构作业装置的自由度为F = 3n - 2Pl - Ph = 2(1-1)图 1-1 工作装置平面杆系结构简图第 2 章工作机构方案的选择及工作原理作业装置是轮胎式装载机上实现铲装物料的核心装置，其结构和性能都显著地影响着整机的工作尺寸、性能参数、发动机功率及生产效率等。本次设计的装载机作业装置的基本结构如图 2-1 所示，他由翻斗 1、大臂 2、举高油缸 3、翻斗油缸 4、等组成。整个作业装置通过销轴直接铰合在车架支座上。图 2-1 正向旋转运动四杆工作机构简图2.1 工作机构结构方案的选择结合国内、外装载机行动机构为轮胎式的作业装置主要连接杆件机构形式有七种类型。其中按构件数的不同能分成三杆、四杆、五杆、六杆、八杆连接杆件机构。在这几种连接杆件机构中有六种机构在实际生活的应用中较常见。如图 2-2 所示图 2-2 常见连接杆件机构2.1.1 正向旋转运动八杆如图 2-2a 所示，此机构铲取力较大；在合理设计作业装置的情况下，较好的举升性能和平动性能都在翻斗上体现；由于连接杆件系统的传动比较大，翻斗有更大的卸载速度和角度，因而为了改善驾驶员观察范围可以进行适当的调整，调整时要注意不能减小连接杆件系统倍力系数，影响作业装置发挥铲取力。2.1.2 翻斗油缸前置式正向旋转运动六连接杆件如图 2-2b 所示，装置中的翻斗和摇臂直接铰合翻斗油缸，容易在装置中直接设计成两个平行四杆机构，此时翻斗具有极佳的水平移动性能；结构相比八杆机构要简单。缺点是翻斗油缸小型油腔进油，铲取力小；连接杆件系统传动比小，翻斗油缸油缸活动部分行程大，需要把翻斗油缸长度增加。八杆机构动作更快；前置的翻斗油缸，增大了作业装置前部悬挂，整机平动稳定性被破坏；不能实现翻斗自动平放。2.1.3 翻斗油缸后部放置方式正向旋转运动六杆如图 2-2c 所示。与前一装置相比，后部放置方式的前部悬挂小，传动比大，油缸活动部分行程短；动臂、翻斗油缸、可以简化设计结构（把摇臂、连杆中心设计在同一平面线内）能让动臂和铰销的受力达到更好的改善。缺点:车驾和翻斗油缸铰合位置偏高，驾驶员的观察范围会受到影响，前部进油腔口进油的油缸铲取力较小。2.1.4 翻斗油缸后部放置方式反转六连接杆件如图 2-2d 所示，此机构的优点是：其一，翻斗时翻斗油缸大腔进油，连接杆件系统的倍力系数较大，从而使翻斗能得到很大的铲取力其二，选择合适的结构尺寸不仅能使翻斗得到更好的平动性能，而且实现翻斗自动放平也更容易。其三，拥有结构紧凑、前部悬挂小、驾驶员观察范围好等突出优点。缺点：布置摇臂和连接杆件时是在狭窄的翻斗和前桥，容易发生杆件之间的干扰。2.1.5 正向旋转运动四杆如图 2-2e 所示，它是最简单的连接杆件机构，翻斗举升平动，前部悬挂小很容易通过设计达到。缺点：翻斗油缸的小型油腔进油，油缸动力输出小；要求必须减少卸载角。通常使用凹型斗底以避免与其他机构件的碰撞，这样既增加了制造困难又减小了斗容。2.1.6 正向旋转运动五杆如图 2-2f 所示，为克服正向旋转运动的四杆机构作业时动臂容易碰撞翻斗的斗底的缺点，把短连接杆件加在油缸杆件和翻斗中间，从而使四杆机构变成五杆正向旋转运动机构。当翻斗端平时，油缸拉力和翻斗重力使得短连接杆件和油缸杆件拉成一直线；卸载时，机构旋转运动时是短连接杆件相对油缸杆件的，从而避免两者相碰。缺点仍如上述的机构。2.1.7 动臂可伸缩式三杆动臂的伸缩运动是借助油缸来完成的，而翻斗的插入工况则是借助动臂的伸缩运动来实现的，这样设计的工程机械解决了在行走插入时容易损耗轮胎的问题，而且在伸出动臂的时候能得到更大的卸载角度和卸载距离，动臂回缩时能提高行驶时的稳定性。缺点：翻斗的平动，翻斗自动放平本结构都不能实现；结构比较复杂。本次设计的装载机工作机构选用的是正向旋转运动四杆机构。2.2 工作机构的工作原理2.2.1 工作过程分析装运卸一体的自行式工程机械，工作由五种工况组成就是轮胎式装载机；当装载机用于将货物从料堆装入运输车辆或将物料由一地运载至另一地时，其工作过程大概包括：空斗运行、铲取货物、提升翻斗、满斗运行、卸货等五个循环作业过程（1）空斗运行状态装载机铲取货物时需空斗驶向料堆，在卸载后，后退、落斗并驶向料堆。在空斗运行状态时，翻斗取运输位置，使翻斗底面与前轮的公切线和地面成 15度角运行，用以保持必要的离地间隙。在此工况下，动臂举升油缸、翻斗油缸都不动作。（2）铲取插入状况当装载机空斗驶向料堆前约 11.5 米处时，换入低档，同时动臂油缸动作，使动臂下放，翻斗底部贴近地面，接触地面的是斗尖的一部分，35 度的倾角是翻斗前壁与水平地面之间需要有的，翻斗插入物料的力是机器前进牵引力赋予的。（3）翻斗提升状态完成铲取作业后，为保证装载机移动和不使物料撒落，翻斗应提升到某一高度，一般是运输位置。（4）满斗运行状态装载机完成上述动作后，后退一定距离，转向驶向卸载点。（5）卸载状态翻斗到达卸载点时，通过翻转翻斗，向运输车辆或固定料仓卸载，而后从卸载工况状态恢复到运输状态。2.2.2 正向旋转运动四杆工作机构分析图 2-3 正向旋转运动四杆工作机构简图I-插入状况； II-铲装状况；III-最高位置工况； IV-高位卸载工况。2.2.3 轮式装载机作业装置设计要求（1）.翻斗宽度和容量都较大，使得翻斗的铲取阻力大，满载系数小。设计时要求合理设计翻斗的尺寸和结构从而达到减小阻力，卸净、稳定的要求，。（2）.翻斗从平装运输到最高卸载位置的运动过程中，要求翻斗作“水平移动” 从而避免在运动中翻斗中物料撒出。因为很难达到翻斗的彻底平动，所以设计时一般控制在100 以内。（3）.设计时必须把卸载相关的角度、高度和距离都要保证满足要求。为此，要保证翻斗卸载干净而且是在运输到最高位置之间的任意高度位置。因此，翻斗的卸载角a（翻斗斗底对地面的前倾角）均不小于450 。（4）.自动放平翻斗。卸载点在最高处时，翻斗油缸闭锁，动臂的下方，翻斗形状能自动变成插入工况（开始插入状态）的功能称为“自动放平翻斗”。（5）.防止机构关键点间的异常配合导致的构件间相互干扰；各处传动角不得小于100 ；在满足设计要求的前提下，倍力系数要尽可能的增大。（6）.为了提高工程机械各个工况的稳定性和驾驶员的观察范围要尽可能的减小工作装置的前悬。- 19 -第 3 章翻斗几何形状的确定及翻斗重心的计算3.1 设计要求切削、收集、运输和卸出物料是翻斗的主要作用，翻斗直接发挥出铲取的作业能力，装载机的作业效率和稳定可靠程度受到翻斗构成和设计数据影响，所以主要的要求是减少切削方向的阻力和提高作业效率。冲击载荷和磨削程度都要求有很高的承受能力，所以要求翻斗在恶劣的条件下强度、耐磨损程度和刚度都足够大。3.2 翻斗斗型的结构分析翻斗不同的结构对应不同种类的铲取物料，通常是直线型和非直线型，非直线型中常用 V 型斗刃，优点是插入物料是能集中插入力在斗刃中间部分，一般用来铲取比较密实的物料。而直线型斗刃比较简单具有良好的平地运动性能，一般用来装载比较松散的物料。翻斗装有斗齿时在面对密实的物料堆时能使翻斗更容易插入物料，而且使用斗齿能增加切削刃的使用寿命，磨损后也更容易更换。设计翻斗时要考虑内部的流通性，铲装粘性物料时要具备倒空性。（a）直线形斗刃翻斗（b）直线形带齿翻斗（c）v 形斗刃翻斗（d）弧形带齿翻斗图 3-1 常见的翻斗结构3.3 翻斗基本参数的确定3.3.1 翻斗宽度翻斗宽度 BK 应大于轮胎外侧一百到二百毫米的宽度，为避免翻斗作业后行成的料堆损伤轮胎，增加阻力应该把翻斗的宽度设计的比轮胎最外侧的宽度要大。3.3.2 翻斗回传半径 R 0翻斗的转铰中心 B 与切削刃之间的距离翻斗的回转半径 R 是指(图 3-2)。由于翻斗的回转半径 R 不仅影响铲起力和插入阻力的大小，而且与整机的总体参数有关。因此翻斗的其它参数依据它来决定。翻斗的回转半径 R 可按下式计算V r1.2B.50 0l (l + l cosg ) sing- l cot- 0.52gzk1r g2p 1 -g 180 R =（3-1）图 3-2 翻斗基本参数简图根据几何简图（见图 32）可以计算翻斗横截面积为A = R 2 0.5l (l + l cosg ) sing - l2 cot g0 - 0.5p(1 - g0)(mm 2 )（3-2）00gZk10r2180而翻斗的几何容积Vg = A0 B0 ，可得回传半径为V 109gB 0.5l (l + l cosg ) sing - lcot- 0.52g 00r2p(1-) g0 0gZK1180R0 =(mm)（3-3）式中 VK 几何斗容量( 图 32 中所示阴影断面 )，由设计任务书给定(米 3)；B。翻斗内侧宽度(米)；lg 翻斗斗底长度系数，通常lg= 1.4 1.5lz 一后斗壁长度系数，通常lz= 1.1 1.2 ；lk 挡板高度系数，通常lk= 0.12 0.14 ；lR 斗底和后斗壁直线间的圆弧半径系数，通常lR = 0.35 0.40 ；g 挡板与后斗壁问的夹角，通常g = 50 100 ；11g 斗底和后斗壁间的夹角，通常g = 480 520 ，(有推荐550 650 )。00根据设计资料有B0 = 3050 mm1.4x1093050x0.5x1.4(1.1+ 0.12 cos 5o ) sin 50o - 0.42cot- 0.5p(1-50o250o 180o )所以有R0 =(mm)R0 = 1353mm图 3-3 翻斗断面基本参数图3.3.3 翻斗的断面形状参数铲斗的断面形状由铲斗圆弧半径 r、底壁长 l、后壁高 h 和张开角四个参数确定，如图 3-2 所示。后壁高 h 是指铲斗的上边缘至圆弧与后壁切点之间的距离。底壁长 l 是指铲斗底壁的直线部分的长度。L 如果增加，铲斗铲入料堆深度也变大，铲斗容易装满，但掘起力将由于力臂的增加而减小。从试验中可知，插入阻力随着铲斗入料堆的深度而急剧增加。l 长同样也会降低卸载高度。l 如果缩短，则掘起力大；并且由于卸料时铲斗刃口降落的高度较小，缩短工作时间，但会降低铲斗容量。对于主要装载轻质物料的铲斗，l 可选择较的大值；对于装载岩石的铲斗，应取小些。铲斗张开角是铲斗后壁和底壁之间的角度，一般在 45到 52之间。本次设计的具体参数初始设置如下：斗底长度 Lg ：是指从铲斗切削刃到铲斗底部延长线与铲斗后壁延长线交点的距离，mLg = lg R0 = 1.4R0 = 1894mm（3-4）后斗壁长度lz ：是指从后壁的上缘到后壁延长线与斗底延长线交点的距离，mlz = lz R0 = 1.1R0 =1488mm（3-5）挡板高度l k ：翻斗圆弧半径 R1 ：LK = lK R0 = 0.12R0 = 162mm R1 = lR R0 = 0.4R0 = 541mm（3-6）（3-7）翻斗上的动臂铰销距斗底的高度：hb = (0.06 0.12)R0 0.11R0 = 149mm（3-8）翻斗侧壁切削刃相对于斗底的倾角a0 = 50 60。在选择g1 时，使侧壁切削刃与挡板的夹角为90 ，切削刃的削尖角d0 = 30 40。3.3.4 斗容的计算翻斗的斗容量可以根据翻斗的几何尺寸确定。图 3-4 装载机斗容计算图（1）几何斗容(平装斗容) Vg翻斗平装的几何斗容可按下式确定：V = A B10-9( m3 )（3-9）对于装有挡板的翻斗：g00根据有关计算有VK = ( AB0- 2 a2b) 10-9 m33（3-10）a = LK = 0.162m B0 = 3.05mb = 1.5m（3-11）A翻斗横断面面积，如图 34 中所示阴影面积B0 翻斗内壁宽(m)，a 挡板高度 (m)； b 斗刃刃口与挡板最上部之间的距离(m)。装有挡板的翻斗几何斗容VK = ( AB0- 2 a2b) 10-9 m33（3-12）= 2.72 10-9 m3（2）额定斗容(堆装斗容) Vh22=+ b B0 - b ( + ) -93VHVK8ac 10m6（3-13）式中 c物料堆积高度(米)。（图 3-4）c = 1 b +42bab2 - a2（3-14）= 0.456m翻斗堆装的额定斗容Vh=+ b2 B0 - b2 ( + ) -93VHVK 8ac 10m6（3-15）= 3.35 10-9 m3翻斗斗容的误差率所以翻斗的设计合格。3.3.5 斗齿的设计d= 3.35 - 3.3 100%3= 1.5% AB/3。BF 不能太小，受油缸行程限制。由上可知，各铰点的位置已被确定。第 5 章工作静力分析5.1 外载荷确定原则装载机在铲掘作业过程中，通常有以下三种受力工况：(1)翻斗水平插入物料料堆，油缸闭锁，此时可认为翻斗斗刃只受水平插入阻力的作用。(2)翻斗水平插入物料料堆，翻转翻斗或举升动臂铲取物料时，认为翻斗斗齿只受垂直掘起阻力的作用。(3)翻斗在同时进行插入、收斗、举臂其中两项进行铲掘作业时，认为翻斗斗齿受水平插入阻力与垂直掘起阻力的同时作用。将对称载荷和偏载情况分别与上述三种典型受力工况分别相组合，就可得到翻斗六种典型的受力作用工况，如图 5-1 所示。图 5-1作业装置外载荷工况5.2 外载荷计算装载机的工作阻力是多种阻力组成的合力。由于物料的不同性质和作业装置的工作方式不同，工作阻力有其相应的不同计算方法，通常工作阻力通常分别按插入阻力、掘起阻力和翻斗阻力矩进行计算。(1) 插入阻力是指在进行铲取作业时物料堆对翻斗的反作用力，物料的种类、插入料堆的深度、物料堆高度、翻斗的结构形状等都有影响阻力的大小。由于计算上述阻力比较困难，一般按照经验公式来确定：x1234F = 9.8K K K K BL1.25 （N）（5-1）式中K1物料块度与松散程度系数，附表 1K2物料性质系数，附表 2K3料堆高度系数，附表 3K4翻斗形状系数，宽斗B 1.5 mK4=1.1 1.4；小斗B （0.51.3）mK4=1.61.8；取 1.4B翻斗宽度，305cmL翻斗的一次插入深度，52.5cm(最大插入深度可取翻斗前壁长的 0.60.7倍)得到：F = 9.81 0.2 0.8 1.4 305 52.51.25 = 94617.8（N）x(2)掘起阻力在翻斗插入料堆后在较深的位置处，动臂油缸在升起时会对翻斗有一个反作用力，铲取的物料的松散系数、类型、块度、密度、物料之间及物料与翻斗之间的摩擦阻力都会对崛起阻力的大小有影响。翻斗开始举升时物料的剪切力按下式计算Fz = 2.2KBLc（N）（5-2）式中K开始举升翻斗时物料的剪切应力，它通过试验测定，对于块度为0.10.3m 的松散花岗岩，剪切应力的平均值取 K=35000PaB翻斗宽度，mLc翻斗插入料堆的深度，m得到：FZ = 2.2 35000 3.05 0.525 = 123296 （N）(3)翻斗阻力矩当铲斗翻转铲取物料时，在铲斗充分插入料堆转斗的最初时刻，转斗静阻力矩具有最大值，用M a 0 表示，此时铲斗转角 a=0；之后，当铲斗静阻力矩随着铲斗的翻转角 a 的变化而按双曲线特性变化（见图 5-2），一直到铲斗前切削刃离开料堆坡面线为止(a = a)。开始铲取时（a=0）的静阻力矩M a 0 为M=1a01.1Fx 0.4 x - 4 L + y（5-3）式中Fx开始翻斗时的插入阻力，165000N(取最大牵引力值)x翻斗回转中心与斗刃的水平距离，1.3m y翻斗回转中心与地面的垂直距离，0.266m L翻斗的插入深度，0.525mM=1得到a01.1Fx 0.4 x - 4 L + y=1.11650000.4（1.30.250.525）+0.266=181500（Nm）图 5-2翻斗静阻力矩与翻斗转角的关系掘起阻力矩M a 随翻斗回转角 a 的增大而减小。当翻斗回转 a 角后，其翻斗阻力矩M a 为aa 0M= M(1 - ca n )（5-4）式中M a 0 - M a lg 2Mn = a 0lg a3c =1 M a 0 - M aa 0(a)nMa翻斗离开料堆时的翻转角度M a翻斗离开料堆时，由物料重力产生的阻力矩，Nm翻斗阻力矩计算：翻斗在料堆中翻斗时，除了要克服料堆的静阻力矩之外，还要克服翻斗自重和翻斗中物料所产生的阻力矩。因此，开始翻斗的阻力矩为M z = M a 0 + (GH + GC )LB（5-5）式中M z M a0 GHGc翻斗阻力矩，Nm开始翻斗静阻力矩，181500Nm 装载机额定载重量重力，60000 N 翻斗自重力取翻斗底厚 20mm，后臂和挡板厚 12mm，侧板厚 20mm 根据翻斗各机构尺寸计算翻斗体积为：V=0.1341 m 3钢r = 7900Kg / m3LB得到M zGC = rvg = 10594 (N)翻斗中心至回转中心 B 的水平距离（图 5-3），0.626m= M a 0 + (GH + GC )LB=133130+（60000+10594）0.626=177322（Nm）图 5-3作用在翻斗连接杆件上力的确定作用在翻斗连接杆件上的力 Fc ：翻斗充分插入料堆后开始翻斗时，作用在翻斗与翻斗连接杆件铰销上的力 FcCF = M ZLC= 175486 = 268670N 0.665.3 工作机构的受力分析与计算5.3.1 装载机的几种工况 (1)重载翻斗举升至最高位置； (2)重载翻斗举升至最大水平幅度；(3)联合铲装工况；5.3.2 联合铲装时的受力分析图 5-4 翻斗的受力分析- 39 -（1） FF求解由图可知a=600mmb=1327mm c=660mmy=300mm以 G 为支点，有力矩方程Gm + Gc a + F / 2 b + F / 2 y = F sin 80 c2shinC（5-6）代入数据得（2） FA 求解FC = 169159 NFC = FD（方向相反）图 5-5 C 点受力分析经过计算知 F1 E1 水平，因此有 FC 与 Fin / 2 方向一致。有(F / 2 + F )2 + F / 2 + (G + G ) / 22inCshcmFA =（5-7）代入数据得FA =237185Nq= arctan(FshFin / 2 + FF)/ 2 + Gc + Gm2代入数据得（3）分离动臂，以 A 为支点，有q= 66oFF LAF = FA LAB（5-8）图 5-6FB 的求解式中，LBF B 点到 FF 的作用线的距离；LAB B 点到 FA 的作用线的距离；AA经过计算得 AB 与水平线夹角为 32 ，F 与水平线夹角为 24 ，因此有 F 与 AB 连线的夹角为 56 。所以有ABL =ABsin56 =2693mmAABF经过计算得 BF 与水平线夹角为 28 ，F 与水平线夹角为 24 ，因此有 F 与 AB 连线的夹角为 52 。所以有所以有L =BFsin52 =800mm=FFG LABLFBF= 237185 2693 800=798424N（4）求解 F BX= F cos32o - F sin66oAFA= 798424 cos32o - 237185 sin66oY = -(F sin32o - F cos66o）AFA=（- 798424 sin32o - 237185 cos66o）因此有FB =X 2 + Y 2AA=564532N那么 FB 与水平线夹角g为g=arccos x A /Y A=55第 6 章工作机构主要零件的强度计算及液压缸的确定(s +s )2 + 3t 2nmk说明：对于该装载机的各工作机构，在计算其强度时，应使用第四强度理论：s =工作初步计算 ss / n（6-1）s= M + F s / nmaxWSs式中，n为安全系数，n=1.8-2.3。6.1 动臂强度计算动臂可以看作是支撑在车驾 B 点和动臂油缸上铰合点 F 的双支点悬臂变截面曲梁，为简化计算，将动臂危险取为动臂油缸上 H 处截面。则s= M + F s / nmaxWSs（6-2）取 n=2。BH 2W= A 3AS=2BHM= FB sin55 LBFF= FB cos55A=324041NABss HF F 2 + 24Bs Ms得2 - FH- 6M = 0H A 2Bss式中，M=564532sin42.5 0.8=369881Nmss 屈服极限，MPa； 45 钢ss =353MPa；324041 +3240412 + 24 0.04 353 369881106B钢板厚度，取 B=40mmH A 2 0.04 353106 371mm根据同类型产品，取 H A =420mm6.2 液压缸的选择6.2.1 翻斗油缸的选择F1 = FC = 268670 N工作压力取 P=30MPa（1）直径的选择根据国家系列，取内径 D 1 =106mm， P1推 = 1058431N P1 拉 = 81388N查表得油缸杆件直径 d=60mm；缸体内径 D 1 =110mm；（2）行程的选择经过计算得其行程为S=997mm ；根据同类型产品，取 S=1200mm；根据经验公式L + S L代入数据得= 1.6-1.7L=1714 2000mm6.2.2 动臂油缸的选择（1）直径的选择F2 = FF =798424N ；工作压力取P=30MPa；根据同类型产品，取液压缸内径 D 2 =100mm；F=942000N取S=800mm；根据经验公式，L + S =1.6-1.7L代入数据得L=1143 1333mm6.3 销轴的计算6.3.1 C 点销轴的确定根据公式Msmax = W ss / 2（6-3）pd 3W =32M = FGl2l=a/2+b+c/2图 6-1 C 点销轴式中，根据同类型产品，取 c=20mm,b=20mm，a=40mm 因此有 l=50mm。根据公式64M3pssd 式中，ss 屈服极限，ss =800MPa；64FG l3pss因此有d 代入数据得销轴支座挤压应力的计算根据公式d=70mms = 1/ 2FCmzad因此合适。销轴套挤压应力的计算根据公式= 169159 2 0.04 0.07=30MPa 176.5 MPas = 1/ 2FCmtcd= 169159 2 0.02 0.07=60.4MPa因此合适。6.3.2 动臂铰点 A 销轴的确定图 6-2 A 点销轴根据公式其

温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。