鏟運(yùn)機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p>　　1．鏟運(yùn)機(jī)的工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)</p><p>　　“鏟運(yùn)機(jī)”是集裝、運(yùn)、卸、高效、機(jī)動(dòng)、靈活于一體的自動(dòng)化設(shè)備，無論地下開拓、開采、破碎、采掘和地上運(yùn)輸在各種路況，各種環(huán)境下都有用武之地。因此根據(jù)[1]，鏟運(yùn)機(jī)在幾十年的發(fā)展歷史背景下，至今以為無軌化、大型化、液壓化、節(jié)能化和自動(dòng)化。目前國內(nèi)外以鏟運(yùn)機(jī)的發(fā)展反映地下礦山的開采水平，它對(duì)加快礦山建設(shè)速度、擴(kuò)大開采規(guī)模、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和礦山經(jīng)濟(jì)，都具

2、有重要作用，世界采礦業(yè)的競(jìng)爭日益加劇。所以對(duì)鏟運(yùn)機(jī)最重要的部件工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)有十分重要的意義。</p><p>　　如圖1.1根據(jù)模型明確各個(gè)部件的名稱及其作用，對(duì)其工作狀態(tài)進(jìn)行分析。了解到鏟運(yùn)機(jī)工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)是由：動(dòng)臂、舉升缸、轉(zhuǎn)斗缸、搖臂、連桿、鏟斗組成，其各種工況由舉升油缸和轉(zhuǎn)斗油缸的長度共同決定，它的工作過程由五種工況組成。</p><p>　　圖 1.1鏟運(yùn)機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)總圖

3、 1）鏟斗；2）轉(zhuǎn)斗油缸；3）動(dòng)臂；4）動(dòng)臂油缸；5）連桿；6）搖臂；</p><p>　　1.插入工況：動(dòng)臂下放，鏟斗放置于地面，斗尖觸地，斗底與地面呈至傾角，開動(dòng)地下鏟運(yùn)機(jī)，鏟斗借助及其的牽引力插入料堆。</p><p>　　2.鏟裝工況：鏟斗插入料堆后，轉(zhuǎn)動(dòng)鏟斗鏟取物料，待鏟斗口翻至近似水平為止。</p><p>　　3.舉升工況：收斗后，利用舉升油缸動(dòng)臂轉(zhuǎn)動(dòng)

4、適當(dāng)?shù)男遁d位置。</p><p>　　4.卸載工況：在卸載點(diǎn)，利用轉(zhuǎn)斗油缸使鏟斗翻轉(zhuǎn)，向溜井料倉或運(yùn)輸車輛卸載，鏟斗物料卸凈后下方動(dòng)臂，使鏟斗恢復(fù)至運(yùn)輸位置。</p><p>　　5. 自動(dòng)放平工況:鏟斗在最高舉升位置卸載后，保持轉(zhuǎn)斗油缸長度不變，將</p><p>　　動(dòng)臂放置鏟掘位置時(shí)，斗底與地面的后角為到。</p><p>　　2.鏟運(yùn)

5、機(jī)的工作機(jī)構(gòu)類型</p><p>　　綜合國內(nèi)鏟運(yùn)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)的形式，由[ 4]主要有7種類型的連桿機(jī)構(gòu)，按構(gòu)件數(shù)不同，可分為三桿、四桿、五桿、六桿和八桿轉(zhuǎn)斗連桿機(jī)構(gòu)。按輸入和輸出桿的轉(zhuǎn)向是否相同又分為正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)連桿轉(zhuǎn)斗機(jī)構(gòu)。</p><p>　　1.正轉(zhuǎn)八桿機(jī)構(gòu)，其最大缺點(diǎn)是桿件太多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。</p><p>　　圖2.1 正轉(zhuǎn)八桿機(jī)構(gòu)</p>

6、<p>　　2.轉(zhuǎn)斗油缸前置式正轉(zhuǎn)六桿機(jī)構(gòu),它由兩個(gè)正轉(zhuǎn)四桿機(jī)構(gòu)組成。</p><p>　　圖2.2 轉(zhuǎn)斗油缸前置式正轉(zhuǎn)六桿機(jī)構(gòu)</p><p>　　3.轉(zhuǎn)斗油缸后置式正轉(zhuǎn)六桿機(jī)構(gòu),它由兩個(gè)反轉(zhuǎn)四桿機(jī)構(gòu)組成, 此種機(jī)構(gòu)與轉(zhuǎn)斗前置式相比，機(jī)構(gòu)前懸較小，傳動(dòng)比較大，活塞行程較短；有可能將動(dòng)臂、轉(zhuǎn)斗缸、搖臂和連桿機(jī)構(gòu)的中心線設(shè)計(jì)在同一平面內(nèi)，從而簡化了結(jié)構(gòu)，改善了動(dòng)臂和鉸銷的受力狀態(tài)

7、。缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)斗缸與車架的鉸接點(diǎn)位置較高，影響了司機(jī)的視野。</p><p>　　圖2.3轉(zhuǎn)斗油缸后置式正轉(zhuǎn)六桿機(jī)構(gòu)</p><p>　　4.轉(zhuǎn)斗油缸后置式反轉(zhuǎn)六桿機(jī)構(gòu), 系由兩個(gè)平行四邊形正轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)組成。轉(zhuǎn)斗油缸大腔進(jìn)油時(shí)轉(zhuǎn)斗，并且連桿系統(tǒng)的倍力系數(shù)能設(shè)計(jì)成較大值，所以獲得較大的掘起力；恰當(dāng)?shù)剡x擇各構(gòu)件尺寸，不僅能得到良好的鏟斗平動(dòng)性能，而且可以實(shí)現(xiàn)鏟斗的自動(dòng)放平：結(jié)構(gòu)緊湊，前懸小。缺點(diǎn)是搖臂

8、和連桿布置在鏟斗與前橋之間的狹窄空間，容易發(fā)生構(gòu)件相互干涉。 </p><p>　　圖2.4 轉(zhuǎn)斗油缸后置式反轉(zhuǎn)六桿機(jī)構(gòu)</p><p>　　5.正轉(zhuǎn)四桿機(jī)構(gòu),結(jié)構(gòu)簡單,但轉(zhuǎn)斗油缸活塞行程大。由于在升舉過程中, 四桿機(jī)構(gòu)呈平行四邊形, 故可保證鏟斗平行升舉。</p><p>　　圖2.5 正轉(zhuǎn)四桿機(jī)構(gòu)</p><p>　　6.正轉(zhuǎn)五桿機(jī)構(gòu)，其

9、工作原理只是在活塞桿和鏟斗之間加了一短連桿, 因而避免了卸載時(shí)活塞桿與鏟斗后壁相碰。</p><p><b>　　、</b></p><p>　　圖2.6 正轉(zhuǎn)五桿機(jī)構(gòu)</p><p>　　總結(jié)：根據(jù)上述對(duì)工作機(jī)構(gòu)類型的描述，各種機(jī)構(gòu)類型都有各自的優(yōu)點(diǎn)，適應(yīng)各種環(huán)境和工況，根據(jù)實(shí)際工況的需要設(shè)計(jì)合適的鏟運(yùn)機(jī)。本設(shè)計(jì)所選的是轉(zhuǎn)斗油缸后置式正轉(zhuǎn)六桿

10、機(jī)構(gòu)為例。</p><p>　　3．鏟運(yùn)機(jī)工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)分析</p><p>　　鏟運(yùn)機(jī)工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主要部分分為六桿機(jī)構(gòu)，只要確定鏟斗位置角和動(dòng)臂的位置角就可以確定工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或位置。</p><p>　　3.1鏟斗的基本組成方式</p><p>　　鏟斗斷面形狀一般為 ‘U’形，用鋼板焊接而成，由斗底、側(cè)壁、斗刃、及后壁等部分組成

11、。常見的鏟斗結(jié)構(gòu)如圖3.1所示</p><p><b>　　圖3.1 鏟斗結(jié)構(gòu)</b></p><p><b>　　斗體的形狀</b></p><p>　　鏟斗的斗體基本可分成“淺底”和“深底”兩種類型。在斗容量相同情況下，前者開口尺寸較大，斗底深度較小，既斗前壁較短，而后者則正好相反。</p><p&

12、gt;　　淺底鏟斗插入料堆的深度小，相應(yīng)的插入阻力也小，容易裝滿，但運(yùn)輸行駛時(shí)容易撤料：由于前懸增大，影響車輛行駛平穩(wěn)性。而深底鏟斗則恰恰相反。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，測(cè)鏟運(yùn)機(jī)工作裝置主要進(jìn)行定點(diǎn)或短距離裝載，所以選用淺底鏟斗。斗體采用低碳、耐磨、高強(qiáng)度鋼板焊接制成。</p><p><b>　　（2）切削刃的形狀</b></p><p>　　根據(jù)裝載物料的不同，切削刃有直線型

13、和非直線型。前者形式簡單。有利于鏟平地面。但鏟裝阻力大。后者有V型和弧形等，插入阻力較小，容易插入物料，并有利于減少偏載插入，但鏟裝系數(shù)小。</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求，此工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)需進(jìn)行鏟平工作，且工作條件相對(duì)良好，所以選用直線型切削刃。斗刃材質(zhì)采用即耐磨又耐沖擊的中錳合金鋼材料，側(cè)削刃和堅(jiān)強(qiáng)角板都用高強(qiáng)度耐磨鋼材料制成。</p><p><b>　?。?）斗齒<

14、/b></p><p>　　鏟斗斗刃上可以有斗齒，也可以沒有斗齒。若斗刃上裝有斗齒時(shí)，斗齒時(shí)，斗齒將限于切削刃插入料堆，由于它比壓大，多帶齒的切削刃易于插入料堆，插入阻力能減小20%左右，特別是對(duì)料堆比較密實(shí)、大塊較多的情況，效果尤為顯著。</p><p>　　斗齒結(jié)構(gòu)分整體和分體式兩種，此鏟斗的斗齒工作條件相對(duì)良好，磨損較輕，所以采用高錳鋼支撐的整體式，直接焊接固定在鏟斗斗刃上。&

15、lt;/p><p>　　斗齒的形狀和間距對(duì)切削阻力是有影響的。一般中型裝載機(jī)鏟斗的斗齒間距為250--300mm之間。</p><p><b>　?。?）鏟斗側(cè)刃</b></p><p>　　因?yàn)閭?cè)刃參與插入工作，為減小插入阻力，側(cè)壁前刃應(yīng)與斗前壁成銳角，弧線或折線側(cè)刃鏟斗的插入阻力比直線側(cè)刃要小。為了不使斗容減小太多，將側(cè)壁刃口設(shè)計(jì)折線。<

16、/p><p><b>　?。?）斗底</b></p><p>　　斗前壁與斗后壁用圓弧連接，構(gòu)成弧形斗底。為了使物料在斗中有好的流動(dòng)性，斗底圓弧班級(jí)不宜太小，前后壁夾角不應(yīng)小于物料與鋼板的摩擦角的2倍，以免卡住大塊物料。</p><p><b>　　3.2鏟斗的分類</b></p><p>　　鏟斗按卸

17、載方式一般可分為整體前卸式、側(cè)卸式、推卸式和底卸式等</p><p>　?。?）整體前卸式鏟斗</p><p>　　它的突出優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，有效裝載容積大，但需要較大的卸載角才能將物料卸凈。</p><p><b>　?。?）側(cè)卸式鏟斗</b></p><p>　　側(cè)卸式鏟斗如整體一樣，可以往機(jī)器前方卸料。當(dāng)

18、如果需要往機(jī)器一側(cè)卸料時(shí)，可以拔去一個(gè)側(cè)銷，通過轉(zhuǎn)斗油缸動(dòng)作來卸料。這種鏟斗因?yàn)闆]有側(cè)板，插入阻力小裝載效率高，特別是在轉(zhuǎn)載機(jī)用于填夠或在下載場(chǎng)地往側(cè)旁的運(yùn)輸設(shè)備進(jìn)行裝載作業(yè)時(shí)，其優(yōu)點(diǎn)就更加顯著了。</p><p><b>　?。?）推卸式鏟斗</b></p><p>　　推卸式鏟斗可以用來彌補(bǔ)整體式鏟斗卸載高度的不足，在裝載機(jī)其他尺寸參數(shù)相同的時(shí)候，能夠顯著地提高卸

19、載高度和增加卸載距離。</p><p><b>　　（4）底卸式鏟斗</b></p><p>　　底卸式鏟斗是用動(dòng)力打開斗底卸載，同推卸式鏟斗一樣可以提高卸載高度，但結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜。</p><p><b>　　3.3鏟斗的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.3.1.鏟斗的斷面形狀</p&g

20、t;<p>　　鏟斗的斷面形狀有鏟斗圓弧半徑r、底壁長l、后壁高h(yuǎn)和張開角四個(gè)參數(shù)確定。</p><p>　　圖3.2 鏟斗的斷面形狀</p><p>　　圓弧半徑r越大，物料進(jìn)入鏟斗的流動(dòng)性越好，有利于減少物料進(jìn)入內(nèi)的阻力，卸料時(shí)干凈而且快捷。但r過大，都的開口較大時(shí)，不易裝滿，而且外形較高，將影響駕駛員觀察鏟斗斗刃的工作情況。</p><p>　　

21、后壁h是指鏟斗上緣至圓弧與后壁切點(diǎn)間的距離。底壁長l是指斗底壁的直線段長度。1長則鏟斗鏟入料堆深度大，斗易裝滿.但掘起力將由于力臂的增加而減小，插入的阻力也將隨鏟斗鏟入料堆的深度而急劇增加。1長亦會(huì)減小卸載高度。1短則掘起力大，且由于卸料時(shí)鏟斗刃口降落的高度小，還可減小動(dòng)臂舉升高度，縮短作業(yè)時(shí)間，但這會(huì)減小斗容。根據(jù)要求可以選大些。鏟斗張開角Y為鏟斗后壁與底壁間的夾角，一般取。適當(dāng)減小張開角使斗底壁對(duì)地面有一定褻瀆，可減小插入料堆時(shí)的阻

22、力，提高鏟斗的裝滿程度。</p><p>　　鏟斗的寬度應(yīng)大于兩前輪外側(cè)見的寬度，每側(cè)要寬出50mm-100mm.如鏟斗寬度小于兩輪廓的寬度。則鏟斗鏟取物料后所形成的料堆簡體會(huì)損傷輪胎側(cè)壁，并增加行駛的阻力。</p><p>　　3.3.2.鏟斗基本參數(shù)的確定</p><p>　　1.鏟斗基本參數(shù)的確定</p><p>　　設(shè)計(jì)時(shí)，把鏟斗的回

23、轉(zhuǎn)半徑R(即鏟斗與動(dòng)臂鉸接點(diǎn)至切削刃之間的距離)作為基本參數(shù)，鏟斗的其他參數(shù)則作為R的函數(shù)。</p><p>　　R是鏟斗的回轉(zhuǎn)半徑(見圖3-3)，它的大小不僅直接影響鏟斗底壁的長度，而且還直接影響轉(zhuǎn)斗時(shí)掘起力及斗容的大小，所以它是一個(gè)與整機(jī)總體有關(guān)的參數(shù)。鏟斗的回轉(zhuǎn)半徑尺寸公式通過查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可按下式計(jì)算。</p><p>　　圖3-3 鏟斗參考尺寸</p><p

24、>　?。╩） (3-1)</p><p>　　式中 Vr—鏟斗的額定容量，m³；</p><p>　　—鏟斗的內(nèi)側(cè)寬度，m；</p><p>　　λg—鏟斗的斗底長度系數(shù)，λg=1.40～1.53； </p><p>　　λz—后壁的長度系數(shù)，λz=1.1～1.2；</p><p>　　λk

25、—擋板的高度系數(shù)，λk=0.120.14；</p><p>　　λr—圓弧的半徑系數(shù)，λr= =0.35～0.4；</p><p>　　γ—張開角,為45°～52°；</p><p>　　—擋板與后壁間的夾角，選擇γ1時(shí)應(yīng)使側(cè)壁切削刃與擋板的夾角為90°。</p><p>　　在設(shè)計(jì)當(dāng)中，鏟斗的額定容量由設(shè)計(jì)要求

26、給出Vr=3m³。鏟斗的內(nèi)側(cè)寬度</p><p>　　=b+ +(0.1～0.2)-2a (m) (3-2)</p><p>　　式中b-裝載機(jī)輪距，m；</p><p><b>　　-輪胎寬度，m；</b></p><p>　　a-鏟斗側(cè)壁切削刃厚度，m。</p&

27、gt;<p>　　查閱資料[ 6]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)DY3鏟運(yùn)機(jī)的參數(shù)，得b=2.24m， =0.5969m，a=0.025m，關(guān)于(0.1～0.2),取0.15m.計(jì)算得 =2.937m。</p><p>　　設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇，由經(jīng)驗(yàn)獲取，λg=1.5，λz=1.15，λk=0.13，λr=0.4，γ=，γ1=13°。</p><p>　　通過上述參數(shù)的選擇，帶入(3-

28、1)式中，得到R=1.259m。</p><p>　　2.鏟斗截面各邊尺寸計(jì)算</p><p>　　斗底長度：Lg=Rλg=1.259×1.5=1.889m， (3-3)</p><p>　　斗后壁長度：Lz=Rλz=1.259×1.15=1.448m， (3-

29、4)</p><p>　　擋板高度：Lk=Rλk=1.259×0.13=0.163m， (3-5)</p><p>　　斗底圓弧半徑：r=Rλr=1.259×0.4=0.503m， (3-6)</p><p>　　3.鏟斗容量計(jì)算與誤差判斷</p>

30、<p>　　鏟斗容量是裝載機(jī)的總體參數(shù)之一，鏟斗的斗容量已經(jīng)系列化，其計(jì)算也以標(biāo)準(zhǔn)化。</p><p><b>　　(1)鏟斗容量計(jì)算</b></p><p>　　設(shè)計(jì)鏟斗的額定容量：</p><p>　　(m) (3-7)</p><p>　　式中 S—鏟斗平裝容量橫截面， ；</

31、p><p>　　a—擋板高度， m；</p><p>　　b—鏟斗開口長，m；</p><p><b>　　c—堆積高度，m。</b></p><p>　　鏟斗平裝容量橫截面S的計(jì)算：</p><p>　　如圖3-4所示，鏟斗平裝容量橫截面積S由5塊基本幾何圖形組成。</p><p

32、>　　圖3-4 鏟斗截面計(jì)算</p><p>　　計(jì)算式為 （3-8）</p><p>　　式中 S1—扇形AGF的面積，m2；</p><p>　　S2—直角三角形△GFN，m2；</p><p>　　S3—直角三角形△GAC，m2；</p><p>

33、;　　S4—三角形△CGN，m2；</p><p>　　S5—直角三角形△CND，m2。</p><p><b>　　由圖3-4知：</b></p><p>　　S1= =0.291m2</p><p>　　S2= = 0.080m2</p><p>　　S3= 0.191 m2</p>

34、;<p>　　S4= =0.181 m2</p><p>　　S5= Lk m2</p><p>　　綜上所得： S=0.858m2</p><p>　　鏟斗開口長b和堆積高度c的計(jì)算</p><p>　　鏟斗開口長b的計(jì)算：</p><p><b>　　CN= </b></

35、p><p><b>　　b= </b></p><p><b>　　堆積高度c的計(jì)算：</b></p><p>　　圖3-5 是額定容量鏟斗的橫截面積，其中擋板DN高為a，CD是鏟斗開口長b，IH是斗尖至鏟斗側(cè)壁的高度c。根據(jù)查閱期刊[ 4]可知IH垂直于CD，且IK=CK/2=b/4.按照通常的設(shè)計(jì)要求，擋板DN應(yīng)垂直于斗側(cè)

36、壁CN，所以△CKH∽△CND。則 </p><p>　　c=IK+KH= 0.438m</p><p>　　圖3-5 額定容量鏟斗的橫截面</p><p>　　鏟斗容量計(jì)算代入(3-7)式中，得 3.037m³。</p><p><b>　　鏟斗的容量誤差判斷</b></p><p&

37、gt;<b>　　若滿足 - </b></p><p>　　式中 -計(jì)算的斗容量</p><p>　　-設(shè)計(jì)中給定的允許斗容量誤差，根據(jù)設(shè)計(jì)要求為0.1</p><p>　　則 所以所設(shè)計(jì)的鏟斗容量符合設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　4.鏟斗上下鉸接點(diǎn)位置的確定</p><p>

38、　　鏟斗的下鉸接點(diǎn)即與動(dòng)臂連接的鉸接點(diǎn)。當(dāng)鏟斗在鏟掘位置時(shí)，應(yīng)盡量使該點(diǎn)靠近切削刃與地面。下鉸接點(diǎn)靠近鏟斗切削刃，則轉(zhuǎn)斗時(shí)力臂小，有利于增加作用在斗刃上的掘起力。下鉸接點(diǎn)靠近地面，可減少在作業(yè)時(shí)的鏟入阻力。下鉸接點(diǎn)距斗底高度h=(0.06～0.12)R。</p><p>　　鏟斗的上鉸接點(diǎn)即鏟斗與拉桿或連桿的連接鉸點(diǎn)。上鉸接點(diǎn)與下鉸接點(diǎn)的距離(稱斗鉸連線)不宜過大，否則將增加鏟斗連桿機(jī)構(gòu)的尺寸，給結(jié)構(gòu)布置帶來一定

39、困難。</p><p><b>　　4．動(dòng)臂設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1動(dòng)臂鉸接點(diǎn)位置的確定</p><p>　　動(dòng)臂鉸接點(diǎn)的位置,應(yīng)在總體參數(shù)確定后,根據(jù)鏟斗和前車架的主要尺寸確定。主要確定動(dòng)臂與前車架的連接點(diǎn),其次應(yīng)使下鉸接點(diǎn)(動(dòng)臂與鏟斗連接點(diǎn))的位置比鏟斗斗刃平放在面時(shí)鏟斗下鉸接點(diǎn)的位置高出250-300mm ,即保證（a為鏟

40、斗斗底與水平面夾角)。具體位置由作圖法來確定,如圖4.1，根據(jù)鏟斗形狀、幾何尺寸及鏟斗與地面應(yīng)保持的夾角,可以確定下鉸接點(diǎn)B的下限位置,然后將鏟斗以為軸心轉(zhuǎn)至鏟斗斗口水平位置,再繪出輪胎以及前車架前端輪廓,并使鏟斗與前車架及輪胎保留50-100mm的間隙，再根據(jù)卸載高度,最小卸載距離和在最大高度時(shí)的最大卸載角繪出鏟斗圖,則可以確定下鉸接點(diǎn)B的上限位置。動(dòng)臂與機(jī)架的鉸接點(diǎn)A應(yīng)在、連線的垂直平分線上。當(dāng)其它要求不變時(shí),A點(diǎn)的前后位置影響動(dòng)臂

41、長度、動(dòng)臂回轉(zhuǎn)角和動(dòng)臂伸出最大距離以及鏟斗在升起時(shí)擺動(dòng)的角度,回轉(zhuǎn)角越小,舉升缸的行程就小。盡量使A 點(diǎn)距離前輪中心遠(yuǎn)一點(diǎn),即增大些,這樣會(huì)使動(dòng)臂轉(zhuǎn)動(dòng)的角度減小、動(dòng)臂伸出距離減小、傾翻力矩減小,提高了鏟運(yùn)機(jī)最大伸出時(shí)的穩(wěn)定性,但也會(huì)增加司機(jī)室布置的困難, 根據(jù)井下鏟運(yùn)機(jī)工作裝置連桿機(jī)構(gòu)綜合數(shù)據(jù)，一般動(dòng)臂回轉(zhuǎn)角取.</p><p>　　4.2動(dòng)臂長度的確定</p><p>　　圖4.1動(dòng)臂鉸

42、接點(diǎn)位置確定簡圖</p><p>　　動(dòng)臂鉸接點(diǎn)位置確定后，可按圖4.1作圖法直接求得，也可用計(jì)算算出動(dòng)臂長度 ={[ </p><p><b>　　鏟斗最小卸載距離</b></p><p>　　a 鏟斗回轉(zhuǎn)半徑與斗底夾角</p><p>　　R0鏟斗回轉(zhuǎn)半徑（鏟刃尖與鏟斗下鉸接點(diǎn)聯(lián)系）</p

43、><p>　　鏟斗最大卸載高度時(shí)最大卸載角</p><p>　　動(dòng)臂與車架連接鉸接點(diǎn)到鏟運(yùn)機(jī)簽名外輪廓部分(輪胎外緣)的水平距離，</p><p><b>　　最大卸載高度</b></p><p>　　動(dòng)臂與車架連接鉸接點(diǎn)的高度，</p><p>　　注意: 在此基礎(chǔ)上動(dòng)臂的形狀和結(jié)構(gòu)還不能完全確定,

44、只能根據(jù)相關(guān)的部件給出大概輪廓, 具體結(jié)構(gòu)只有等連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)完后才能確定。</p><p>　　4.3連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是確定各個(gè)鉸接點(diǎn)的適當(dāng)位置和連桿、搖臂的有關(guān)尺寸, 在設(shè)計(jì)中應(yīng)滿足各種要求及鏟運(yùn)機(jī)的上翻角和卸載角,如圖4.2先確定D的位置,然后確定搖臂的尺寸、形狀和c的位置, 最后確定轉(zhuǎn)斗油缸與車架相連的鉸接點(diǎn)F的位置以及油缸的尺寸和形狀。連桿

45、與鏟斗餃接點(diǎn)C的位置,影響著連桿的尺寸和轉(zhuǎn)斗,斗油缸的行程,而鏟運(yùn)機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊,一般將C點(diǎn)放在斗體內(nèi)部,考慮在最大高度卸載角的影響,將BC與鏟斗回轉(zhuǎn)半徑之間的夾角查[ 2]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)取=,BC一般取.而D的位置應(yīng)將為鏟斗在下限位置放平、不干涉、盡量靠近鏟斗、在AB連線的下方，BD=（0.250.30）.搖臂的尺寸應(yīng)該大于BC，既DEBC,搖臂的尺寸太小會(huì)相應(yīng)地影響鏟斗首屏和最高處的卸載。連桿的尺寸和形狀應(yīng)該考慮在最高處的卸載與最低處的鏟

46、斗收平因素，應(yīng)使連桿EC的尺寸符合BCECDE。各部尺寸和形狀基本確定以后，可以用圖4.2的作圖法進(jìn)行轉(zhuǎn)斗油缸與車架較接點(diǎn)F的位置確定。</p><p>　　圖4.2 工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)簡圖 1）鏟斗；2）小臂；3）連桿；4）搖臂；5）大臂；</p><p>　　圖4.3 連桿機(jī)構(gòu)位置點(diǎn)確定簡圖</p><p>　　已知?jiǎng)颖巯裸q接點(diǎn)上下極限位置及動(dòng)臂長度, 即以鉸接

47、點(diǎn)A 和動(dòng)臂中心線AB為基礎(chǔ), 繪出鏟斗在地面鏟裝后收平的位置,再依次找出D點(diǎn)的相對(duì)位置和E點(diǎn)的相對(duì)位置; 再將動(dòng)臂提升至最高位置(鏟斗水平和卸載同時(shí)作出),并將動(dòng)臂所轉(zhuǎn)的角度, 分成若干等分, 以鏟斗最低位置起,依次將動(dòng)臂提升至各不同位置, 并保持鏟斗平移,亦即在各個(gè)位置的、…都是平行的,依次連接各E點(diǎn)(即各點(diǎn)和各點(diǎn)) 成為兩曲線, 找出內(nèi)外兩曲線的外包絡(luò)線和內(nèi)包絡(luò)線, 包絡(luò)圖的中心F 為轉(zhuǎn)斗油缸與車架的鉸接點(diǎn)。外包絡(luò)線的為油缸最大安

48、裝尺寸, 內(nèi)包絡(luò)線的為油缸的最小安裝尺寸, F 點(diǎn)位置若影響設(shè)計(jì)參數(shù), 應(yīng)該對(duì)CE、ED進(jìn)行調(diào)整.采用優(yōu)化方法, 找出最佳位置和最佳安裝尺寸。</p><p>　　4.4鏟運(yùn)機(jī)工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)與動(dòng)臂鉸接點(diǎn)位置的確定</p><p>　　圖4.4 鉸接點(diǎn)位置的確定</p><p>　　4.4.1，確定動(dòng)臂與鏟斗的鉸接點(diǎn)G</p><p>　　由于G

49、點(diǎn)的X的坐標(biāo)值越小，轉(zhuǎn)斗掘起力就越大，所以G點(diǎn)靠近地面點(diǎn)越有利，但它受斗底和最小離地高度的限制，不能隨意減??；而G點(diǎn)的y坐標(biāo)值增大時(shí)，鏟斗在料堆中的鏟取面積增大，裝的物料多，但縮小了G點(diǎn)與連桿鏟斗鉸接點(diǎn)F的距離，使掘起力下降。綜合考慮各種工況，設(shè)計(jì)時(shí)G的坐標(biāo)值y為250~350mm和合理的X的坐標(biāo)值，取G的坐標(biāo)值(1300,250)</p><p>　　4.4.2.確定動(dòng)臂與機(jī)架的鉸接點(diǎn)A</p>

50、<p>　　以G點(diǎn)為圓心，使鏟斗順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，至鏟斗斗口與X軸平行，既得到鏟斗最高位置點(diǎn)G。做G、G’點(diǎn)的垂直平分線，G‘點(diǎn)同在以A點(diǎn)為圓心，動(dòng)臂AG長為半徑的圓弧上，所以A點(diǎn)必在垂直平分線上，且根據(jù)輪胎的工作半徑，將A點(diǎn)取在前輪右上方，與前輪軸心水平距離為軸距的1/3~1/2處。</p><p>　　4.4.3.確定動(dòng)臂與搖臂的鉸接點(diǎn)B</p><p>　　B點(diǎn)位置是一個(gè)十分關(guān)鍵

51、的參數(shù)，它對(duì)連桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比、倍力系數(shù)、連桿機(jī)構(gòu)的布置以及轉(zhuǎn)斗油缸的長度都有很大影響。根據(jù)分析，一般取B點(diǎn)在AG的連線的上方，過A點(diǎn)的水平線下方，并在AB的垂直平分線上，并在AG的垂直平分線上左側(cè)靠近鏟斗處。相對(duì)于前輪胎，E點(diǎn)在其外廊的左上部。這樣動(dòng)臂的形狀和尺寸就確定了，既確定了BG和AG的長度。</p><p>　　5.鏟運(yùn)機(jī)基本參數(shù)求解方</p><p>　　圖5.1 鏟運(yùn)機(jī)工

52、作裝置簡圖</p><p>　　表5-1 鏟運(yùn)機(jī)工作裝置符號(hào)及意義</p><p><b>　　5.1基本角確定</b></p><p><b>　?。?）結(jié)構(gòu)角規(guī)定</b></p><p>　　結(jié)構(gòu)角,,，始終為正值，由初始值給出。</p><p>　?。?）動(dòng)臂轉(zhuǎn)角

53、的規(guī)定</p><p>　　動(dòng)臂繞A點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，逆時(shí)針為正動(dòng)臂轉(zhuǎn)角的大小和方向與角變化是一樣的，動(dòng)臂在任意位置相對(duì)于最低位置時(shí)的轉(zhuǎn)角</p><p><b>　?。?）位置角的規(guī)定</b></p><p>　　位置角以A點(diǎn)為角的頂點(diǎn)，以A為起點(diǎn)X正方向的水平線為起始邊，逆時(shí)針方向?yàn)檎?lt;/p><p>　　,為大臂AE的位置

54、角,大臂上AB桿的位置角</p><p>　　，為機(jī)架AD的位置角</p><p>　　,式中、分別表示大臂處于最低位置時(shí)的初始角度值，視不同情況直接給定。</p><p>　　5.2對(duì)缸桿機(jī)構(gòu)分析</p><p>　　圖5.2 缸桿機(jī)構(gòu)分析簡圖</p><p>　　為AD相對(duì)于AB的轉(zhuǎn)角，以AB為起始邊，繞A逆轉(zhuǎn)為正

55、。</p><p>　　， ，</p><p>　　為BC相對(duì)于BA的轉(zhuǎn)角，以BA為起始邊，繞B逆轉(zhuǎn)為正。</p><p>　　求解方法是以AB方向?yàn)閄軸正方向，A點(diǎn)為原點(diǎn)，Y軸方向符合右手定理，設(shè)CD相對(duì)于AB的投影角為，利用投影定理可知AD+DC+CB=AB</p><p>　　將上式在X，Y方向投影可得：</p&

56、gt;<p><b>　　X方向投影</b></p><p><b>　　dcos</b></p><p><b>　　Y方向投影</b></p><p>　　dsin交換上兩式可得</p><p>　　，將兩式等號(hào)兩邊平方相加得</p><p

57、>　　令：A=2bdsin=2*376*836sin </p><p>　　B=2b=2*376（836-1422）</p><p><b>　　C=</b></p><p><b>　　=++</b></p><p>　　則等式可化：Asin 解之得：,在鏟運(yùn)機(jī)工作裝置中取+號(hào)。</p

58、><p>　　如圖5.2所示四桿機(jī)構(gòu)中，AD,AB的桿件之一是機(jī)架。在這個(gè)機(jī)構(gòu)中，有一個(gè)二級(jí)組（自由度為0的運(yùn)動(dòng)鏈稱為桿組，不能再分的桿組稱基本桿組），這個(gè)二級(jí)組是由三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副和兩個(gè)構(gòu)件組合而成，故稱二級(jí)組，基本組的運(yùn)動(dòng)副C既為二級(jí)組的內(nèi)點(diǎn)，而運(yùn)動(dòng)副D,B既為外點(diǎn)。二級(jí)組機(jī)構(gòu)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，如果內(nèi)點(diǎn)C在DB連線的某一側(cè)，它永遠(yuǎn)就在該側(cè)。如果發(fā)生了C點(diǎn)從DB的一側(cè)轉(zhuǎn)移到另外一側(cè)，則說明機(jī)構(gòu)本身很有不定因素。</

59、p><p><b>　　5.3對(duì)于斗桿機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　圖5.3 斗桿機(jī)構(gòu)分析簡圖</p><p>　　，的關(guān)系由圖 ，求解角度</p><p>　　可以代換角度的方法求解關(guān)系為，a?e,b??f ,c?g,d ?h, </p><p>　　a.b.c.d為桿長，為此可設(shè)函數(shù)f（

60、a,b,c,d,Ψ），c為機(jī)架，d為輸入連桿架，b為輸出連桿架，Ψ為d相對(duì)于c的轉(zhuǎn)角，函數(shù)值為b相對(duì)于c的轉(zhuǎn)角，角度規(guī)定同缸桿機(jī)構(gòu)規(guī)定。</p><p>　　表5-2：物理量計(jì)算結(jié)果</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　經(jīng)過緊張而又辛苦的幾個(gè)月時(shí)間論文設(shè)計(jì)結(jié)束了，當(dāng)我快要完成老師下達(dá)給我的任務(wù)時(shí)，我仿佛經(jīng)過一次翻山越嶺

61、，登上了高山之巔，頓感心曠神怡，眼前豁然開朗。通過這次設(shè)計(jì)，提高了我的課程知識(shí)綜合的時(shí)間訓(xùn)練，這次機(jī)會(huì)是我們從事職業(yè)工作前一個(gè)必不可少的過程。“千里之行始于足下”，我深深的體會(huì)到這句千古命運(yùn)的真正含義。我認(rèn)真的進(jìn)行論文設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)腳踏實(shí)地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會(huì)大潮中奔跑打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p>　　最后我要感謝我的老師，是您嚴(yán)厲的批評(píng)喚醒了我，是您的敬業(yè)精神感動(dòng)了我，是您的教誨啟發(fā)了鼓勵(lì)了我，

62、我感謝老師您今天又為我增添了衣服堅(jiān)硬的翅膀。今天我為你們而驕傲，明天你們?yōu)槲叶院馈?lt;/p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[ 1] 　高夢(mèng)熊. 近幾年國內(nèi)外鏟運(yùn)機(jī)發(fā)展動(dòng)態(tài).礦山機(jī)械, 2004期刊.</p><p>　　[ 2] 陳育儀．工程機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)[M]．北京：中國鐵道出版社，1987. </p&g