关 键 词：

ZL10 装载 底盘 设计 挖掘 CAD

资源描述：

以ZL10装载机为底盘设计挖掘装载机含3张CAD图.zip,ZL10,装载,底盘,设计,挖掘,CAD

内容简介：

以ZL10装载机为底盘设计挖掘装载机开题报告、课题论证 1.1课题研究的目的与意义 1.课题的目的：分析目前挖掘装载机优越性和不足。对挖掘装载机进行整体设计对设计成果进行分析并找出有无更好的改进措施。 2.课题的意义：ZL10装载机是我国装载机系列中适合中小型工程施工的小型装载机。该机采用了国内先进的技术,性能可靠、造价低。以铲、装、运松散物料为主,并能与四吨以下载重汽车配合使用,是房屋建筑、道路修筑、环境卫生、煤、砂、石料场、仓库等部门理想的多用途小型工程机械。在ZL10装载机的基础上进行改装，因其体积小，所以可以在狭小的空间进行作业，最大的限度的发挥其功用，被大量应用于道路施工现场及农业领域。 1.2文献综述（相关课题国内外研究的现状） 课题设计的作品所能达到的作用是同时拥有装载机和挖掘机的功能，都是实现物料的装车、搬运功能，早期对物料的装运多是采用装载机，但是在狭窄的矿道内和连续上料作业中，装载机不如挖掘式装载机方便、高效。1.2.1国内研究现状：目前，我国挖掘装载机的生产企业厦门厦工，广西玉柴重工，广西柳工，上海龙工，徐州徐工等十多家企业。他们逐渐加大研发力度推出了许多新型产品。厦门厦工自1992年创出了KG833，KG765 , KG956等唯一应对恶劣环境作业的机械产品，连续7次跟随“雪龙号”前往南极。2010年广西柳工CLG325型迷你滑移装载机，CLG365A型滑移转向装载机，CLG766型挖掘装载机等小型工程机械，拥有自主产权，高性价比的柳工小型机产品将改变外资品牌一统天下的局面。2010年2月份，国家”863“计划重点高新科技产品22t混合动力挖掘机样机研制成功，该产品比传统挖掘装载机节能30%，作业效率提高25%以上，为其在寻找低碳经济商机又实现了一个巨大突破。1.2.2国外研究现状：国外在工程机械产品的投入和研发上领先于国内产品。国外生产多功能工程机械的企业大约有100多家。而生产挖掘装载机产品的主要厂家是JCB、约翰迪尔、菲亚特和小松等公司，随着世界小型工程机械 的不断发展，挖掘装载机的技术性能也在进步，其主要发展趋势为：产品继续向体积小、功率大、轻 巧灵活及多功能的方向发展，着重进步机器的功率，改善发动机的性能，进步燃料的经济性和机器 使用的机动性等；挖掘装载机工作装置的不断优化，改善铲斗向自卸卡车的车厢里装卸物料时的运动轨迹，简化铲斗的装载和卸载过程，扩大各种工作装置的使用范围；改善驾驶室条件，增大驾驶 室的尺寸和玻璃窗面积，进步室内的气压，以防灰尘侵进。进步隔尽噪声的能力，改善控制系统和操纵杆的位置，使司机可以很方便地进进驾驶室。 NEWHOLLAND公司生产的LB95B型、LB110B型和LB115B型的挖掘装载机按用户需求设计开发导向控制的挖掘装载机，挖掘装置能通过 导向操纵杆控制实现纵向和前后调整，扩大了作业视野，减轻操纵者疲惫，液压系统控制采用了比例 电液控制系统，进步了作业率。 CASE公司采用先进技术和现代设计方法研制的新一代R系列580和超R系列590挖掘装载机， R系列均采用TIER2柴油机，功率为71kw/95Hp，超M系列695型具有四轮转向，发动机功率为82kw/ 110Hp，所有型号的产品工作装置都采用导向控制。凯斯向中国市场隆重先容全新的凯斯M2系列 挖掘装载机。M2系列包括580M，580 Turbo，580 SuperM和590Super M四个型号，发动机功率从80马力至100马力，这四个型号全部采用全新的完全符合排放标准的凯斯新一代发动机。凯斯580M挖掘装载机是理想的公路养护、管道维护、抢修施工 设备。轮胎式行走系统和40公里/小时的高行驶速度确保在工作场地间的灵活转移。M系列挖掘装载 机除了凯斯独占的精准控制系统，全天候空调驾驶室，360全方位视野，过中点式挖掘装置等先进 特性外，它的多功能附件还可以为您提供一揽子的公路养护方案、管道抢修方案和管线抢修方案。最 新的凯斯M2系列是凯斯具创新、耐用和高效传统的挖掘装载机家族中最新的成员。全新的发动机， 提升装载和挖掘性能，M2系列全部采用凯斯第三代发动机。符合标准的凯斯第三代发动机比以前更 加安静。发动机排量的增加进步了低转速时的扭矩，大大降低了油耗，同时减少挖掘和装载时的工作循环时间。500小时机油更换周期意味着花费更少的操纵本钱、更少的维护保养时间，从而可以有 更多的时间用于生产。凯斯第三代发动机专门为在极端天气下工作而设计工作，1.3课题研究的内容、总体方案及技术路线、进度安排等1.3.1课题内容：ZL10装载机是我国装载机系列中适合中小型工程施工的小型装载机。该机采用了国内先进的技术,性能可靠、造价低。以铲、装、运松散物料为主,并能与四吨以下载重汽车配合使用,是房屋建筑、道路修筑、环境卫生、煤、砂、石料场、仓库等部门理想的多用途小型工程机械。本次设计以ZL10装载机为底盘设计挖掘装载机 ，使之达到一机多用。1.3.2总体方案：动臂，摇臂，铲斗。 装载工作装置动臂选用整体式弯动臂。直动式动臂的结构相对简单，且轻巧、结构紧凑，方便制造，但是不能获得较大的挖掘深度，不适用于通用的扒挖作业。弯动臂是直动臂的改良，弯动臂与直动臂相比，同长度的弯动臂可可获得较大的挖掘深度，且结构比直动臂紧凑，在一般的挖掘结构的选用中，一般采用弯动臂，弯动臂是目前最广泛应用的结构型式。 装载部分铲斗采用反铲。 连杆和摇臂组成连杆机构，本设计采用反转式连杆机构，这种连杆机构是由两个四连杆机构所组成，但由于在运动中摇臂的转向与铲斗的转向相反，故称为反转六连杆机构。反转连杆机构的铲起力特性使用于铲装地面上的物料，而不利于地面一下的挖掘。由于其结构简单，特别是对轮式底盘布置容易，应用较广。1.3.3技术路线：确定挖掘装载机的大体结构和方案 根据给定参数，选型并计算绘制总体图，零件图编写说明书 1.3.4进度安排：第一周:对英文资料的翻译阅读. 第二周:对毕业设计日程任务进行安排并编写开题报告对自己做的课题有初步了解.第三周:阅读所收集的相关资料,对自己即将设计的挖掘装载机有大概构思,并与导师 沟通,确定所设计的挖掘装载工作装置的大体结构与方向. 第四周:分析挖掘装载机的工作位置，进行各工况分析。 第五周:对挖掘装载机各个部件进行初步设计,并估算出整体尺寸. 第六周:对挖掘装载机的结构进行总体设计. 第七周:绘制结构总图. 第八周:根据之前的初步计算进行挖掘部分和装载部分的设计计算。 第九周:绘制零件图。 第十周:根据之前计算的结果,绘制工作装置的工况图。 第十一周: 对图纸的明细表等进行完善。 第十二周:编写设计计算说明书,完成毕业设计全部文件,准备答辩. 第十三周:毕业答辩 1.4注意存在的问题（1） 因在ZL10装载机基础上进行改装，所以要进行整机的稳定性校核，以防止倾覆。（2）挖掘部分工作时整车受水平方向的力，这是应考虑稳定性。 1.5参考文献1 吉林工业大学工程机械教研室，轮式装载机设计，北京：中国建筑工业出版社，19822 吴庆明.何小新，工程机械设计，武汉：武汉大学出版社，2006 3 唐经世，工程机械底盘学，成都：西南交通大学出版社，1999 5 成大先.机械设计手册.化学工业出版社.20082、答辩组论证结论（1）方案可行，技术路线清晰 （2）方案可行，技术路线基本清晰 （3）方案基本可行，技术路线不很清晰 （4）方案和技术路线不很清晰 （5）方案和技术路线不清晰 3、指导教师意见： 教研室主任意见：指导教师（签名）： 教研室主任（签名）：年 月 日 年 月 日注：(1) 开题报告是用文字体现的设计（论文）总构想，篇幅不必过大，但要把计划设计的课题、如何设计、理论依据和研究现状等主要问题说清楚；(2) 字数不少于3000字，参考文献不少于6篇，印刷字符在10万印刷符以上。摘 要挖掘装载机具有特殊的结构，前方为装载机构，后方为挖掘机构。在施工场地内，只要转动一下座椅，就可以改变工作端。挖掘装载机多数用于城市和农村的道路建设、铺设电缆、电力建设工程、开山取石和各种小型建筑队所从事的建筑施工工程。挖掘装载机属于小型多功能工程机械的一种，一般在大工程完成后的小工程中使用。它可配多种工作机构和辅具，进行挖掘、铲装、路面破碎、平整场地、开挖沟渠、铺设管道等多种作业。此次设计以ZL10装载机为基础，将装载机构放在车尾，从头设计。另外，在车头加了一个挖掘机构。使其既拥有装载能力，还具有挖掘功能，实现了一机两用的目的。在设计过程中，我一直本着经济性好、适应性强、构造简略的根本准则。为了使零件的功用尽可能的好，我借鉴了浙江福威重工制造有限公司和柳工生产的CLG766型挖掘装载机。此次设计的内容有以下几个要点：1、整机方案的确定和参数的选用；2、工作机构的设计，其中包括铲斗、动臂、摇臂、连杆设计和动臂油缸、摇臂油缸的选取等；3、工作机构有关零件的强度校核；4、总体稳定性校核；关键词：工程机械;挖掘装载机;铲斗;AbstractThe excavating loader has a special structure, the front is the loading mechanism, the rear is the excavation mechanism. In the construction site, the job can be changed by turning the seat. Most of the excavating loader for urban and rural road construction, laying cable, electric power construction project, first take Shi Yihe all sorts of all sorts of small builders are engaged in construction engineering. The excavating loader is a kind of small, multi-functional engineering machine, which is usually used in small projects after big projects. It can be equipped with various kinds of work and accessories, which can be excavated, shovelled, broken surface, flat ground, excavated ditches and laid pipes, etc. The design is based on the ZL10 loader, which will be placed on the rear of the car and designed from scratch. In addition, a mining body is added to the engine. It also possesses the ability to load, and also has the mining function, realizing the purpose of a machine. In the course of design, I have always been in the basic principle of good economy, strong adaptability and simple construction. In order to make the function of the parts as good as possible, I borrowed from zhejiang fuwei heavy industry manufacturing co., LTD., and the CLG766 type mining loader produced by liugong. Here are some of the highlights of the design:The determination and selection of the whole machine plan;The design of the work organization, including the bucket, movable arm, rocker arm, connecting rod design and movable arm oil cylinder, and the selection of swing arm oil cylinder, etc.The strength of the relevant parts of the working body;The overall stability check;Keywords: engineering machinery; Excavating the loader; Bucket; 目 录1. 绪论11.1 挖掘装载机简介11.2 设计的内容和要求22. 总体方案确定和总体参数的选择22.1 对工作装置的基本要求22.1.1 概述22.1.2 对工作机构的要求22.1.3 工作机构的设计原则33. 挖掘工作机构结构尺寸的确定33.1 铲斗参数的选择33.2 动臂和斗杆尺寸的确定43.3 总体方案的确定53.3.1 挖掘工作机构采用反铲方案，挖掘工作机构设计53.3.2 挖掘支腿方案53.3.3 回转机构设计63.3.4 整体设计64. 装载部分工作机构设计64.1 工作机构的结构类型和性能分析64.1.1 概述64.1.2 工作装置的结构和类型74.2 连杆机构的性能分析及类型选择114.3 工作装置机构设计134.3.1 概述134.3.2 铲斗设计134.3.3 动臂设计164.34 连杆结构设计195. 工作装置强度计算215.1 工况分析215.2 工作装置受力分析225.2.2 正转六连杆的受力分析235.2.3 强度计算及确定断面尺寸、材料275.2.4 摇臂强度计算296 油缸作用力的确定306.1 转斗油缸作用力的确定：306.2 动臂油缸作用力的确定：307. 定性校核317.1 概述317.2 评价稳定性能的指标31总 结34参考文献35致 谢361. 绪论1.1 挖掘装载机简介挖掘装载机俗称“两头忙”。因为它具有独特的构造，前端是装载机构，后端为挖掘机构。在工地内，您只需要转动一下座椅，即可实现从装载机到挖掘机操作手角色的转变。挖掘装载机多数用于城市和农村的道路建设、铺设电缆、电力建设工程、开山取石以和各种小型建筑队所从事的各种建筑施工工程。“两头忙”属于小型多功能工程机械的一种，一般在大工程完成后的小工程中使用。它可配多种工作机构和辅具，进行挖掘、铲装、路面破碎、平整场地、开挖沟渠、铺设管道等多种作业。随着经济的迅猛发展，工业与民用建筑、交通运输、水利工程、农田改造、矿山采掘等机械化设施中，越来越需要提高生产率，加快建设速度和降低成本。挖掘装载机这一工程机械能够满足这些需要。其以装载机为基础，在前端加装挖掘工作机构，使其既具有运输装载性能.还具有挖掘性能的用途多、效率高的工程机械。1960年，很多国家相继开始了研发挖掘装载机的热潮，直到今天仍然没有终止。根据调查，21世纪初全球每年可产销挖掘装载机超过五万台，第二年整整多出两万余台，并且以这样的增长率持续增长。我们能够看出挖掘装载机在全球的影响力。据不完全统计，除中国意外生产挖掘装载机的厂家就有超过10家。而且其中不包含批量生产的厂家。最近几年，伴随着我国经济的疾速发展，挖掘装载机市场也逐步升温，被行业内人士一致看好。根据现有情况分析，我国目前正处于交通水利、能源开发等很多方面的建设后期，然而前些年以建设完成的交通设施也面临着日益增多的保养阶段，并且城市建设不再是大规模的拆迁建设，而是走上精益求精的道路。道路的质量和保养越来越被人们重视，提出的要求也日益提高。仅仅靠着双手还不能完成这些劳动。很多大的工程项目一个接着一个的结束标志着我国的基础建设日益成熟。根据对我国市场的研究，大的工程建设将会日趋减少，反而一些小的项目建设会越来越多，所以小型机械的数量会达到供不应求的地步。从另一个角度可以看出有些机械能够完成的依靠我们的双手是很困难而且有一定的危险性。但是这种小型工程机械不但可以减轻人的劳动强度，而且可以进入到空间狭小大型机械不能够进入的地方进行施工，有极大的灵活性。截止到去年，年产量大约在500台左右，可以看出，国内的小型工程机械从启蒙发展至今还落后于西方国家。此次设计的主要内容是ZL10挖掘装载机，把挖掘机构安装在ZL10平台之上，合理的完善后车架和减轻重量即可。挖掘工作机构应用的部件成本相对低廉。虽然价格在同类机型中要明显低一些，但是其使用寿命也并不高。在车头安装挖掘机构势必会影响整机的操纵性，在有一定坡度的路况下具有自身障碍性。但是挖掘机构可以用时安装，不需要时拆下，从总体功能上，运动能力上看还是比较不错的，所以，挖掘装载机虽然有一些小小的不足，但是优越性也很明显，发展前景未来可以预见，对此持积极态度。1.2 设计的内容和要求（1）设计题目为以ZL10装载机为底盘设计挖掘装载机。其主要内容为，以ZL10装载机为平台，把装载机构移到车尾，再在车头加装一挖掘工作机构，真正实现一机两用。设计的重点部分是装载工作机构的几何参数的确定液压系统的确定、工作机构的强度校核、整机稳定性的校核等。（2） 此次设计应持有认真严谨的学习态度，刻苦钻研，尽最大努力完成好本次设计。 （3）ZL10装载机的主要参数：功率：40.5KW机重：4500（不含挖掘部分）装载部分： 挖掘部分：斗容：0.5m3 斗容：0.1m3载重量：1000 最大挖掘半径：4500最大卸载高度：2250 最大挖掘深度：4000卸载距离：1000 最大卸载高度：35002. 总体方案确定和总体参数的选择2.1 对工作装置的基本要求2.1.1 概述工程机械整机的工作尺寸和性能参数被工作装置的结构和性能参数决定，同样，整机的生产效率、工作负荷、动力与运动特性、不同工况下的作业效果、工作循环的时间、外行尺寸和发动机功率等又被工作机构的合理性直接影响。2.1.2 对工作机构的要求工作机构在设计时应满足以下要求：（1）角度要求：在满足卸载高度和卸载距离的情况下，铲斗在各个位置满足角度要求。（2）运动要求：在工作循环中速度与加速度变化合理；油缸活塞行程为最佳值；工作机构运动平稳、不发生干涉现象、无自锁情况；动臂从最低位置到最大卸载高度的举升过程中保证铲斗中物料不撒落；在卸料后动臂下放至铲掘位置，铲斗能自动放平。（3）结构要求：尽可能应用最少的零件达到设计要求，令其结构简略紧凑。（4）动力性要求：连杆机构具有较高的力传递效率，插入力，掘起力，举升力满足工作要求。2.1.3 工作机构的设计原则（1） 主要工作尺寸能满足应用要求，在设计反铲部分时要考虑与同类机型相比的优越性，还应考虑国家标准规定。（2） 整机挖掘力的大小和其分布情况应满足使用要求，并具有一定的先进性。（3）充分利用功率，理论工作循环时间尽可能短。 （4）为了使工作状态受力均匀，要准确确定铰点位置以及截面尺寸形状等，同时尽量减小重量，但要保证强度，刚度的情况下。 （5）作业条件复杂，使用情况多变时，应考虑工作机构的通用性，采用变铰点结构或配套构件时要注意分清主次。在满足使用要求的前提下力求替换构件种类少、结构简单、换装方便。 （6）运输和停放时工作机构应有合理的姿态，使运输尺寸小，行使稳定性好，保证安全可靠，并尽可能减少液压缸载荷。 （7）液压缸的设计应考虑三化，采用系列参数尽可能减少液压缸零件种类和易损件的种类。（8）合理布置零件分布，使易损件便于拆下修理或更换。3. 挖掘工作机构结构尺寸的确定工作装置的结构尺寸主要包括铲斗、斗杆和动臂的尺寸以及各铰点的位置。3.1 铲斗参数的选择当铲斗容量一定时，切削转角、切削半径和切削宽度之间存在着一定的关系，即具有尺寸和的铲斗转过角度所切下的土壤刚好装满铲斗。于是斗容量按下式计算： 式中:铲斗充满系数； 土壤疏松系数。根据经验，一般取 式中:铲斗容量，； 铲斗平均宽度，。由任务书要求可知q=0.1,这里取b=0.6m。考虑到铲斗切削入土和出土的余量，一般取，同时考虑到再转都速度一定时转都角度太大会增大挖掘力，降低生产率，一般取，这里取。在确定铲斗宽度和转斗角度以后，可得到铲斗转斗切削半径 （m） 式中: 铲斗宽度，m；铲斗转斗角度的一半 土壤疏松系数； 铲斗充满系数，这里取。将数据代入得到铲斗上两个铰点之间的距离,一般取特性参数,所以，这里取，一般取,这里取。3.2 动臂和斗杆尺寸的确定动臂与斗杆的长度比为,当时称为长动臂短斗杆方案，当时属于短动臂长斗杆布置方案，对于没有特殊要求的挖掘机，一般取中间比例方案，即取特性参数。 ，这里取。因最大挖掘半径为4500mm,所以近似取,算得，取;, 取;,取;3.3 总体方案的确定3.3.1 挖掘工作机构采用反铲方案，挖掘工作机构设计（1）因直动臂转角大，结构简略，质量轻，因此选用整体式直动臂，动臂液压缸采用上置、后仰式，铰点位于回转中心之前，且双油缸分置动臂两侧。（2）斗杆和液压缸的布置，头杆也采用整体式，箱形截面，斗杆油缸一个，铰点布置在动臂中部。（3）该机构铲斗得工作对象为松散得物料，故工作机构采用反铲机构，铲斗侧臂为平直形，斗齿可换式。（4）查表得农业机械，小型工程机械液压系统公称压力选为16MPa。页压缸的全伸全缩长度之比为：动臂液压缸 1=1.61.7斗杆液压缸 2=1.61.7转斗液压缸 3=1.51.73.3.2 挖掘支腿方案轮式挖掘机作业时因为存在挖掘力和反力的作用，使轮胎、车轴等受力很大，不仅影响机械强度而且轮胎的变形也会使工作不稳定。在某些挖掘位置，水平作用力足够大导致挖掘机向前移动。为了使挖掘机稳定工作，使轮轴减载，在车架两侧安装液压支腿，车架刚性的支在地面上，并且支腿宽度不允许超过轮胎距，利于机械行走。液压支腿的结构形式有多种，因为ZL10底盘限制了支腿形式，所以本机采用纵向伸缩的双液压缸支腿，其操纵方便、动作迅速，在液压回路中采用闭锁机构防止受力后液压缸缩回，由于挖掘机工作环境恶劣，因此要采用箱形结构将液压缸封闭起来，防止灰尘进入。3.3.3 回转机构设计此机构采用双转向油缸梯形拉杆机构，为回转角度180的半回转，其转动方式结构简单，成本低廉，且效率较高。为了便于观察挖掘机的作业情况，操作台可升降，回转机构与支腿为螺栓连接，便于拆卸。3.3.4 整体设计挖掘装载机作为一个整体，其性能的好坏既和部件性能有关，也与各部件协调好坏有关，此次设计是在装载机的基础上进行改进，需要了解装载机的整体结构、性能，并且各方案的选择和确定应适合于装载机的结构特点。4. 装载部分工作机构设计4.1 工作机构的结构类型和性能分析4.1.1 概述工作机构作为装载机组成的一个分支，装载机的运动能够实现铲斗的装载，举升，卸料的一系列动作。通常情况下，装载机的工作机构由动臂油缸铲斗、动臂、摇臂、连杆和转斗油缸等构成。铲斗一般有两个铰接点，包括与动臂铰接，另一个通过连接连杆、摇臂与转斗油缸连接，操作转斗油缸就可以令铲斗进行动作。动臂与车架铰接，操作动臂油缸就能够令铲斗实现举升或降落动作。装载工作机构工作时要实现以下动作：控制转斗的油缸闭锁时，改变动臂油缸的伸缩距离来实现铲斗的升降，连杆应令铲斗在运动过程中平稳移动，必须注意摆动角的变化以防止满载物料的铲斗因为不是平行移动而使物料掉落；另外当动臂处于任何工作位置上时，操作转斗油缸令铲斗围绕动臂铰点转动来卸载物料，令它的卸料角度大于等于45，来保证卸料无残留；在最大卸载高度完成卸料时，铲斗下落时应能够自然放平，减小驾驶员的工作强度，提高效率。动臂升高过程中因为动臂和车架存在角度的改变，使其为。的变化同时也令动臂于铲斗之间的相对角度发生变化，设为。所以，动臂升高过程中，铲斗的实际角度变化是以上两个角度变化的合成。如果动臂相对于车架转过的角度为，动臂相对于铲斗转过的角度为，可以得出铲斗相对车架际转过的角度为：=+可以看出，假设铲斗升高时，维持平移的工作状态，与应是方向相反，绝对值相等。即=-不然，铲斗倾角发生变化。经过查阅工程机械设计发现装载机常利用类似平行四边形的结构。虽然这样不能令铲斗在升高过程中，维持绝对的平移，但是可以通过适当改变铰接点的位置使其前后摆动不超过15的要求。假如使控制铲斗转动的斗杆液压缸的行程设计合理就能够让其在任何位置都可以卸下物料。4.1.2 工作装置的结构和类型根据托架类型可以将工作装置分成两类。即有无托架，有托架类型的是在铲斗下方有液压油缸控制铲斗的转动，无托架式则相反。（1） 有铲斗托架的工作装置如图4-1所示。图4-1托架式这是最简单的四连杆机构，由四个两铰机构（机架、动臂、连杆和托架）组成/动臂连杆的后端与车架铰接，前端与铲斗托架铰接；托架上部铰接转斗油缸体，活塞杆及托架的下部与铲斗铰接。这种四连杆机构能使铲斗在动臂提升过成中，当转斗油缸闭锁时，保持平移或接近平移，而且结构简单，易于更换其他工作装置。其铲斗装在托架上，由安装在托架上的转斗油缸独立控制，转角较大。但因动臂前端装设自重较大的托架和转斗油缸，从而减少了载重量，并且影响了司机的视线，故仅应用在小型装载机上。国产Z-435装载机的工作装置属于这种形式。（2） 无铲斗托架的工作装置如图4-2所示。图4-2无托架式这种工作装置前面没有笨重的托架，动臂后端与车架铰接，前端直接与铲斗铰接，转斗油缸铰接在车架上，活塞杆通过摇臂、连杆控制铲斗的翻转，为了兼顾平移性与卸料性等方面的要求，通常将连杆机构设计成适当的非平行四连杆机构。这种形式的连杆机构种类很多，按组成连杆的数目可分为六连杆、八连杆两种类型。下面分别介绍一下两种类型的结构。首先介绍六连杆。六连杆由两个三铰构件和四个两铰构件组成，其运动简图如图4-3所示。构件1为动臂，构件2为铲斗，构件4为摇臂，构件6为机架。又因为在这种机构中只有一个三铰构件作为摇臂，所以又称次机构为单臂摇杆机构。这种连杆结构按运动状态可分为正转连杆机构和反转连杆机构两类。图4-3六连杆运动简图图4-4为正转六连杆机构，构造各不相同，因此分别有各自的特点。这种连杆机构是由两个四连杆机构所组成的，但由于在运动中摇臂的转向与铲斗的转向相同，故称为正转六连杆机构。正转连杆机构的铲起力特性对地下挖掘有利，结构简单，特别是整个机构可以布置在动臂上方，对履带底盘较好布置，应用也较广。在图4-4a件5为转斗油缸，布置在动臂下面，在铲掘作业转斗时，是以油缸大腔动作，故能产生较大的铲起力。但动臂、摇臂、连杆及转斗油缸的中心线不易布置在同一平面内，工作工作装置受力不好，一般小型装载机有时采用这种形式。在图4-4b构件3为转斗油缸，其小腔作用时实现铲掘。油缸及活塞靠近铲斗，容易被装载的物料所损伤，且工作装置整个重心外移，影响装载的重量，其优点是动臂、连杆、摇臂及转斗油缸有可能布置同一平面内，工作装置受力较好，履带式装载机常采用这种布置方式。在图4-4c构件转斗油缸布置在动臂上方，铲掘时靠小腔动作，结构布置简单方便。下面介绍反转六连杆机构，如图4-5示。这种连杆机构是由两个四连杆机构所组成，但由于在运动中摇臂的转向与铲斗的转向相反，故称为反转六连杆机构。反转连杆机构的铲起力特性使用于铲装地面上的物料，而不利于地面以下的挖掘。由于其结构简单，特别是对轮式底盘布置容易，应用较广。图4-4正转六连杆机构图4-5反转六连杆机构图4-5a中转斗油缸铰接固定在车架上，铲掘时靠大腔动作，大中型装载机常采用这种布置方式。图4-5b中转斗油缸布置靠近铲斗，铲掘时靠小腔作用。这种机构现在已经在装载机中很少采用。八连杆机构其结构形式多种多样，又因为在八连杆这种结构形式中，有两个摇臂，所以又称双摇臂连杆机构。最常见的有图4-6中的三种形式。图4-6a为正转八连杆机构，在产掘时靠大腔动作，铲起力大，并且工作装置重心靠近机身，有利于提高整机的稳定性，但因受结构限制，布置会有困难。图4-6b为正转八连杆机构，在铲掘时靠小腔动作，但结构简单，布置方便。图4-6c为反转八连杆机构，是由两个反转四连杆和一个正转四连杆组成。无论是上述的六连杆机构还是八连杆机构都不需要框架，因此与四连杆相比，可以改善操作者的视线，增加载重量，同时由于铲斗周围没有油缸和油管，装载过程中撒落下来的物料不会造成安全事故，比较的安全，但该连杆机构不是平行四边形连杆机构，因此在提升动臂时，不能保证完全的平移，铲斗将略向后倾。图4-6八连杆机构4.2 连杆机构的性能分析及类型选择各种连杆机构的运动特点、铲起力大小、变化规律都不禁相同。各类连杆机构的铲起力随铲斗与地面倾角变化。在选型上，可根据作业对象和作业方式，并考虑到机构简单、合理而且能满足工作要求等因素进行选择。第一，正转六连杆机构：（1）最大铲起力是当0时，即在铲斗进行地面挖掘作业时最为有利。（2）当转斗油缸闭锁，而提升动臂时，铲斗收斗角增加很快，适宜于依靠动臂的配合，进行铲取物料（即挖掘机采掘法）。（3）由于铲斗收斗角随动臂提升而增加很快，如使动臂在最大提升位置时的铲斗后倾角合适，则必须造成动臂在下部运输位置时收斗角不够大，造成运输时容易撒料。（4）在转斗卸料时，角速度较大虽然易于抖落斗中的物料，但却容易引起运输车辆的卸料冲击，影响驾驶员安全和车辆的寿命。（5）在作业过程中，各杆件干涉少，动臂的几何形状可做成直线，这样既可节省工时同样可以节省物料，各杆件可以布置在同一平面内，杆件受力好。正转六连杆机构铰点少，机构简单铲起力随角变化，曲线陡峭，因而在铲挖位置转斗时，铲起力将急剧减少；其连杆传动比也较小。而用在大型装载机上，为了提高连杆传动效率，需加大连杆尺寸，这将给结构布置带来困难，且影响司机视线，这种连杆机构比较适用于建筑工地上，建筑材料的装载和沙土材料的铲掘作业，但不适合坚实物料的铲掘作业和搬运工作。第二，正转八连杆：正转八连杆的铲起力曲线变化比较平缓，动臂提升后，铲掘力变化小铲斗收斗角变化也小，因此铲斗在最下面的运输位置时，物料不会散落，铲斗转斗卸料时速度也较大，所以比较容易卸料。正转八连杆与正转六连杆相比，其铰点较多，磨损后松动也很大，维修起来比较费时，但是其传动比大，用在大型装载机上，可减小连杆尺寸，改善司机视野。第三，反转六连杆反转六连杆由于连杆在布置上的原因，在铲掘位置上时转动角大（连杆与从动杆之间的夹角），转斗油缸又是大腔动作，因此能产生较大的铲起力。（1）其最大铲起力是0时，因此在铲掘位置转斗时，其铲起力是随角的增大而逐渐增加，以后也略有增加。（2）卸载时，转斗角速度小，易于控制卸料速度，减小卸料冲击。从图上可以看出，在卸载后期，卸载速度有所下降。（3）动臂在升降时，收斗角变化角不大，因而在不影响动臂最高位置时卸料角度的情况下，可增加运输位置时的后倾角，这样可提高装满程度，并且减少运输时撒料情况。（4）便于实现铲斗自动放平，提高工作效率。综上所述，反转六连杆机构优点较多进几年得到广泛应用，特别适合坚实物料（矿石、原石）的采掘和搬运。我国ZL系列装载机大都采用反转六连杆机构形式。美国卡特皮肋992型轮式装载机正因为反转机构的诸多优点于1978年由正转八连杆改为反转六连杆形式，但是这种连杆机构摇臂下部在装车时易于与车辆侧板相碰，要加以注意，而且上面已经提到反转装置适合于轮式装载机。履带式装载机的发动机常为前置式，这样对于反转六连杆机构在布置上有一定的困难，因此较少采用。尽管反转六连杆优点很多，但因为考虑到ZL10后面有一个很大的发动机，我们仍然不能采用。这次设计是要把转载部分移到ZL10的后面，这样的话反转六连杆跟本布置不了。综合考虑其它几种连杆机构的优缺点以及ZL10的作业环境，本次设计仍然采用正转六连杆机构。4.3 工作装置机构设计4.3.1 概述工作装置结构设计的内容包括：（1）铲斗的结构分析、比较和形式的确定；（2）根据铲斗要求的内容确定铲斗几何形状及几何参数；（3）根据卸载高度和距离的要求，以及装载机本身的实际条件，确定动臂的形状、长度和车架的铰点位置。4.3.2 铲斗设计铲斗是直接用来铲装收集物料的工具。它的斗型与结构是否合理直接影响装载机作业时的插入能力和生产效率。在设计工作装置连杆机构之前，首先要确定铲斗的几何形状和尺寸，而铲斗的几何尺寸，则与铲斗的斗容有关。在一般情况下，根据装载物料的容重，铲斗常做成三种类型：正常斗容的铲斗用来装载容重为1416KN/m3的物料（如沙、碎石、松散泥土等）；增加斗容的铲斗，斗容一般为正常斗容的1.41.6倍，用来铲掘容重为10KN/m3的物料（煤、煤渣）；减小斗容的铲斗斗容为正常斗容的0.60.8倍，用来装载容重大于20KN/m3的的物料（如铁矿石、岩石等）。用于土方工程的装载机，因为作业对象较广，因此多用正常斗容上的通用铲斗，以适应装载不同物料的需要。也是出于这种考虑本设计采用正常的铲斗。由于铲斗的工作条件恶劣，经常要承受很大的冲击载荷和强烈的磨削，因此在设计铲斗时要考虑有足够的强度、刚度和耐磨性，并要求铲斗在插入料堆时阻力要小，从而提高作业效率。（1）铲斗的构造铲斗斗体通常用低碳、耐摩的高强度钢板焊接而成。铲斗主要由：1切削刃、2侧壁切削刃、3斗低、4后斗壁、5挡板、6角板、7耐摩板、8护板或支脚组成。切削刃的形状大致可分为直刀刃、V型刀刃、直齿带头齿和V型刃带头齿几种。ZL10一般用来铲装轻质或松散的物料，插入阻力不是很大，而且为了使结构简单并容易制造，本设计采用直型斗刃铲斗。（2）铲斗的几何断面形状和基本参数的确定铲斗地几何断面形状由斗的圆弧半径R、张开角0，后壁高度h、低壁长l和铲斗宽度B五个参数确定。除次之外，铲斗的宽度应大于前轮外缘宽度，每侧大出50100,从而保护轮胎不受损伤，低臂相对于地面应有一定的倾角，以减少摩擦阻力并保护低壁。铲斗几何尺寸的确定：设计铲斗，应根据已确定的斗容的大小，参考同类型铲斗形状，从而确定本次设计的铲斗形状。在选择各种参数时一般以铲斗回转半径 Ro（指铲斗与动臂连接铰点至切削刃口的距离）作为基本参数。铲斗横截面积S=R020.5g(g+kcos1)sin0b2ctg-0.5(1-)而铲斗的几何斗容 Vs = S B0则图 4-7 铲斗断面基本参数式中 Vs 平装(几何)斗g容量.单位为m3 ,由设计任务书给定；S 图 4-7所示断面，单位为；B0 铲斗内净宽度，单位为 m；g 铲斗斗低长度系数，g =lg/RO1.41.5；l g 长度，是指铲斗切削刃至斗低与后斗壁延长线交点的距离，单位为 m；z 后斗壁长度系数，z=lz/R0，取Z=1.11.2；l z 后斗壁长度，是指由后斗壁上缘至斗低与后斗壁延长线交点的距离，单位为 m；K 挡板高度系数,K=lk/R0,取K=0.120.14；l k 挡板高度，单位为 m；b 圆弧半径系数，b=R1=R0；取b=0.350.4；R1 铲斗圆弧半径，单位为 m；0 斗低与后斗壁间 5 的夹角，又称斗张开角，取O=48 52 1 挡板与后斗壁间的夹角，取r1=5 10 由以上公式可知，已知Vs 、B0 ，只要选定0、1的值，并选定其他的值，则R0 即可算出，而其他参数也可确定，从而可以画出铲斗内壁横断面的形状。铲斗与动臂铰销距离斗低的高度h b H b=（0.060.12）R0铲斗侧壁切削刃相对于斗低的倾角0 0=50 60 挡板与后臂间的夹角1还要能使挡板与侧切削刃上午夹角为 90，切削刃是削尖角0=30 40已知V h =0.5 3 m ，且V h / V S1.2，故V S=0.417 m3已知轮距为 1380（实际测量值），估计轮宽为 300，还有铲斗每侧应大出 50100，本次设计取 50，并且参考同类样机取得铲斗壁厚为 13，故B0 = 1380+300+250-132=1754取各参数如下：g=1.4 z=1.2k=0.12 b=0.40=48 1=10 0=52 把各数值代入公式得 R 0=0.685故l g =1.4 R0 =0.959m l z =1.2 R0 =0.822m l k =0.12 R0 =0.0822m R1 =0.4 R0 =0.274m h b =0.12 R0 =0.0822m4.3.3 动臂设计（1）动臂铰点位置的确定动臂铰点位置的确定，应在总体参数已确定后，以及铲斗主要尺寸确定后进行。动臂与铲斗连接点也称下铰点，其下限位置应保证铲斗正常工作位置和下挖掘位置还有铲斗在运输位置时，仍与轮胎保持有一定间隙为准，本次设计是以与车后部有一定间隙为准，而且下铰点与地面应有 250300的离地间隙。其上限位置应保证铲斗有最大卸载高度、卸载角度及最小卸载距离。其具体位置可用作图方法来确定，根据铲斗形状、几何尺寸及铲斗与地面应保持的角度可以确定下铰点 B的下限位置 h B，然后将铲斗转置运输位置并留出一定间隙，绘出轮胎位置，再根据卸载高度 H max 、最小卸载l s min和卸载角度要求，可以确定下铰点上限位置。动臂与机架的连结点 A应在B1 Bi连线的垂直平分线上。当其他要求不变时，A点的前后位置将影响动臂的长度LD、动臂的回转角度、动臂伸出最大距离以及铲斗在升起时摆动的角度。A 点与前轮中心的距离为 LA（在本设计中则是 A 点与后轮中心的距离），LA增大则动臂增长而转角将会减小，且动臂伸出距离减小，提高了装载机在铲斗最大伸出时的稳定性。因此，在总体布置允许的条件下，LA可以适当的增大，但也会增加驾驶室在布置上的困难，一般动臂转动的角度常在 8090 之间。动臂的横向布置，则应根据轮距、动臂本身的结构、转斗油缸的尺寸以及司机的视线要求来求得，但动臂与轮胎之间必须留有一定的间隙（100左右）以保证装载机能够自如的工作。图 4-8。 图 4-8 确定动臂铰点位置及长度计算图（2）动臂长度LD的确定动臂铰点位置确定之后，按一定比例作图即可直接求得。如图 4-9，除此之外，也可以计算法算出动臂长度L D L D=l s min R0COS(+)+l B2+HS max-HA+R0sin(+) 2式中 Ls min 铲斗最小卸载距离，单位为 m；R0 铲斗回转半径，单位为 m； 铲斗回转半径与斗低夹角，单位为()； 铲斗最大卸载高度时的最大卸载角，单位为()；L B 动臂与车架连接铰点到装载机前面外廓部分（轮胎）的水平距离，单位为 m； HS max 最大卸载高度，单位为 m；HA 动臂与车架铰点的高度，单位为 m； L D 动臂长度，单位为 m。值得注意的是本次设计不能直接套用公式，因为式中的卸载距离是斗刃与轮胎前缘的水平距离，其余个数据也都是以轮胎中心来算的。本次设计的卸载距离是斗刃与车尾部分的水平距离，所以必须把轮胎中心线假象的移到车尾外廓的处才能代入公式计算。量得个数据如下:Ls min =（1000-540） R0 =685 =6.89 =46图 4-9 确定动臂长度计算公式 HS max =2250 HA =1310 LB =1440把个数据代入公式得LD =2090（3）臂的结构和形状动臂的形状按其纵向中心线形状可分为直线形和曲线形两种。如图 4-10 所示。 a b a 曲线形 b 直线形图 4-10动臂的结构形式直线行动臂结构简单，制造容易，而且受力情况好，通常正转式连杆工作装置多采用这种形式；曲线型动臂一般常用于反转式连杆工作装置，这种形式的动臂可使反转式连杆工作装置布置更为合理。图 4-11 动臂的断面机构动臂的断面机构形式有单板、双板和箱形，如图 4-11。许多装载机采用单板，这种动臂机构简单，工艺性好，但抵抗受扭的刚性较差；大中型装载机多采用双板形或箱形断面结构的动臂，可以改善单板动臂受扭刚度不好的影响。为了减少动臂的重量，动臂的断面尺寸按等强度设计。本设计采用的是曲线形单板动臂，这样不但结构简单容易制造，而且经济性好。4.34 连杆结构设计连杆结构设计的主要内容是确定各个铰点的适当位置和连杆的有关尺寸，至于在设计连杆机构中，所应满足的各种要求上和注意事项可参阅课本相关内容。进行步骤，先选定摇臂的形状和尺寸，然后却定铰点 E 和 C 的位置，最后确定转斗油缸与车架相连的铰点 G 的位置和油缸的尺寸和形成行程。动臂的长度LD是连杆机构的主要参数，摇臂将固定在动臂上，摇臂的长度、连杆的长度、油缸的长度都与动臂长度有关。因此连杆机构的其他构件尺寸和铰点位置，都将参照动臂的长度确定。连杆与铲斗铰点 C 的位置，影响着连杆和油缸的受力和行程，选择时主要考虑当铲斗处于地面铲掘位置情况下，连杆 CD 作用在铲斗上的转动力矩较大，以发挥最大的掘起力。很明显，ED 和 CD 两者之间的夹角越大，CB 两点间的距离越大，CB 和 CD 中间夹角越接近于直角，则转动力矩越大，但实际上受结构的限制，这几点是相互矛盾的，而且相互关系的变化还将影转动的角速度。通常 BC 与铲斗回转半径之间的夹角在 85100 之间,CB（0.130.14）LD，式中 LD为动臂回转半径。本设计中 CB=0.14 LD，即 CB=292.6。摇臂与动臂的铰点 E 位置的选定影响较大，常布置动臂 AB 两铰点的连线 AB 的中部且偏向 A 点，并向上方偏移一端距离 m 即 E 处。设计时初步可取 le=（0.450.5）LD,m=（0.110.18） LD。 E 点向下移则在卸载时，连杆可能与铲斗后臂发生干涉，E点再向上移，则将影响整个连杆机构的空间布置。摇臂的形状与夹角：摇臂的形状常做成弯形的，其两臂中间夹角常在 30 以下，摇臂的长度尺寸可选为（0.290.32）LD，两臂 长度之比可选取为 1.5,角的大小影响连杆的有效移动，角过小，虽然连杆 CD 开始移动时速度较大，但逐渐减慢，而实际上总移动速度降低了，且总的行程也缩短了。摇臂的长短，则直接影响铲斗能否转到预期的卸载位置、油缸的行程和推力，因此都应全面考虑后选定。至于连杆板的长度可直接在图上测量决定。值得一提的是，在卸载位置，连杆与摇臂的长度（长臂）和应大于这时E 点和 C点之间的直线距离在极限位置时的转动角不得小于 10，否则将会个工作上带来困难。转斗油缸和车架铰点 G上午确定，在上述各铰点位置、各构件尺寸也都确定之后，即可用下述做图法来确定铰点 G的位置，油缸总长和必需的行程大小。已知动臂下铰点上下极限位置及动臂长度，即已铰点 A 和动臂中心线为基础，绘出铲斗在地面铲装完毕后并后倾 45 时的位置，再依次找出 E 点和摇臂相对动臂中心线的相对位置，连接 C 点和 D 点，此即 CD 连杆的长度；再将动臂提升至最高位置（卸载位置），并将所转动的角度分成若干等分，以铲斗最低位置为起点，依次将动臂提升至各个位置，并保持铲斗平移，也就是在各个位置的C1B1 、C2B2，都是平行的，再依次连接各个位置的F I 点将成为一条曲线，找出曲线圆弧的外包络圆的中心 G，G 点即转斗油缸与车架的铰点。包络圆的半径R max 即转斗油缸的最大安装尺寸。再将各位置的铲斗转至卸载位置，依次连接各铰点的各个位置又得一条曲线圆弧通过 G 点作此圆弧的包络圆，此包络圆的半径R min 即油缸的最小安装尺寸。转斗油缸活塞的最小行程l s可安下式确定-L s = R max R min而且应能满足利用转斗油缸使铲斗前倾进行切土下挖的工作要求。这种方法所选定的铰点 G和油缸的尺寸是比较合理的，但也是近似的。在油缸闭锁铲斗开放的情况下，在由铲取位置提升动臂的过程中，内斗的后倾角可能会比在地面的后倾角大，只要变化小于 15都是允许的，如果超过此值，则需要稍稍移动 G 点的位置加以修正。铲斗的倾角应大于45，小于此值可适当移动 C 点或 E点位置即可改正。为了得到更理想的结果，各个连杆尺寸及铰点位置初步确定之后，可再采用优化方法找出最佳几何尺寸，这对提高装载机的功效更为有利。终上所述，我们可取各参数如下：=90 le=0.5 LD =0.52090=1045m=0.12 LD =0.12k090=250.8摇臂的长度LYB =2LBC =20.142090=585.2根据给出的参数即可作出上图。由图中可直接量取连杆长 LCD =1285油缸最大安装尺寸 R max =1220 油缸最小安装尺寸 R min =1010最小行程 l s = R maxR min =1220-1010=2105. 工作装置强度计算5.1 工况分析进行工作装置的强度设计，首先要分析装载机的工作情况，装载机的作业环境是多变的，其作业工况也是多种多样的，因此必须选定经常使用的受力最不利的作业位置和典型工况来进行工作装置的强度计算，这样技能满足使用条件，又不浪费材料，比较经济。本机在设计之初考虑到十种工况。考虑到各种工况是正常工作经常出现的还是偶尔出现的，还是在极其特殊的情况下才能遇到的，然后选取经常出现的工况作为设计依据，其他工况作为校核工况，对通用的装载机械，并具有足够大的柴油机的情况下建议选取水平插入打滑时和垂直满载提升后轮胎起时（最大掘起力）作为设计依据。根据上述，选取第二工况作为典型工况。 5.2 工作装置受力分析5.2.1 阻力分析：（图5-1）（1）插入阻力插入阻力就是铲斗水平插入料堆时，料堆对铲斗的反作用力。插入阻力由铲斗前切削刃和斗壁两侧切削刃所受阻力；铲斗底和侧壁内表面与物料的摩擦阻力；铲斗外表面与料堆的摩擦力等组成。这些阻力与物料种类、料堆高度，铲斗插入料堆深度以及铲斗形状，结构等有关。插入阻力的经验公式为：P x=10k1k2k3k4la1.25Bg式中 P x 铲斗插入阻力（N）k1 被铲掘物料的块度及松散程度的影响系数。考虑到本机械的工作对象为小块物料（碎石和沙砾），则取k1 =0.75k2 物料种类影响系数：同理取k2=0.1 k3 堆料高度影响系数：取其中间值k3 =0.8图 5-1 铲斗受力分析k4 铲斗形状参数，其值一般在 1.11.8之间，对于不带齿的斗，取较大值。本机械由于铲斗较小，且不带斗齿，取k4=1.6la 铲斗插入料堆深度，单位为，在一次铲掘法时，取等于 0.70.8 斗底长度，在配合铲掘法时，取等于 0.250.35 斗底的长度，取l a =0.28lg0 =0.2895.9=26.9B g 铲斗宽度（）B g =178把以上各参数代入公式得P x =100.750.10.81.626.91.25178=10468N（2）铲起阻力铲起阻力是指铲斗插入料堆一定深度后，提升动臂时，料堆对铲斗的反作用力。铲起阻力同样也由物料的种类、块度、松散程度等，以及物料与斗壁之间的摩擦有关。最大铲起阻力发生在铲斗开始提升时，并假定作用在铲斗斗刃上，随着动臂的提升，产起阻力逐渐减小。铲斗开始提升时的铲起阻力（即最大铲起阻力）由下式计算：PZ = 2.2laB g k t式中 PZ铲起阻力（N）K t 开始提升时物料的剪切应力。取k t =35000PaL a 0.269m B g =1.78m 把数据代入公式中可算得:PZ =36869N5.2.2 正转六连杆的受力分析（1）根据图 5-2所示，可把铲斗作为一个分离体，以 B 为支点则 MB =0则有 Pxhb+Pxl2=Pcl1其中：h b=0.685sin（6.89+4）=0.129ml1=0.19l2=（0.685-0.1） cos（6.89+4）=0.574m把数据代入公式可得：pc0.19=104680.129+368690.574pc=59245（N）以C为支点，则Mc=0，即Pbl3=P x (l2-a) + Pxl4其中：a=0.035m l3=0.256m l4=0.395m把各数据代入公式中得:Pb0.256=3686（0.57470.035）+104680.395P b=45297 (N)（2）摇臂受力分析 根据图 5-2，取 CD、DE、FG三构件 E 为支点，则有ME=0PDl1=Pfl2PD=PC在图上可直接测得：l1=0.365ml2=0.285m把数据代入公式得：0.365 PD= Pf0.285PD=PC=59245则Pf=75875（N）除次之外，摇臂还受到动臂的力作用，方向未知，于是设为PEX、P EZ。根据力平衡即可求出PEX、P EZ 。图 5-2 正转六连杆机构受力分析简图根据图 5.2可知 x =0 Pd cos57+Pfcos14.5+PEX =0y=0 PDsin57+Pfsin14.5+P EZ =0解得PEX=-41191NP EZ=-30689N（3）动臂受力分析根据图 5-3所示，把所有力 A 点取矩得MA=0PEX sin35+P EZ cos35+(-PHX sin35)( -100) = 0已知：PEX=41191N P EZ=30689NLD =2090N把数据代入公式解得：PHX =94016N 图 5-3 动臂受力分析简图根据动臂所受的力平衡可知:x =0 PBcos35-PHX + PEX+PAX= 0Z = 0 PBsin35- P EZ+PAZ =0解得PAX=15720NPAZ =4708N则PA= 157202+47082 =16410N（4）分析各铰销受力A点铰销受力PA =16410NB点铰销受力PB = 45297NC点铰销受力PC = 59245ND点铰销受力PD = 59245NE点铰销受力PE = 51366NF点铰销受力PF = 75875NG点铰销受力PG = 75875NH点铰销受力PH = 94016NI点铰销受力PI = 94016N5.2.3 强度计算及确定断面尺寸、材料（1）强度计算及确定断面尺寸、材料动臂可看作是支撑在车架 A点和动臂油缸上铰点 H 的双支点悬臂变截面梁。内力分析：（如图 5-4）如图 5-4 动臂受力分析01 段：N1= - PB cos（35-20）=-43753(N)Q1= - PB sin（35-20）=11724(N)M0=0M1左= PB sin（35-20）250=2931000（N mm）同理 12 段：N2= - 43080(N)Q