外 形 尺 寸全長(zhǎng) 6815mm全寬 2740mm（鏟斗）全高 3170mm卸載高度 2850mm卸載距離 1000mm性 能 參 數(shù)操作質(zhì)量 12800kg 液力變矩器 單級(jí)四元件（雙渦輪）額定功率 125kw 變速箱 行星式鏟斗容量 2.2m3 變速檔位數(shù)（前進(jìn)/后退） 2/1額定載荷 4000kg 燃油箱容量 200L行進(jìn)速度 前進(jìn) 1 檔 11km/h 液壓油箱容量 180L前進(jìn) 2 檔 35km/h 提升時(shí)間 6.0S后退 1 檔 15km/h 三項(xiàng)合 12.1S輪胎 20.5-25-15PR最大牽引力 120KN 最小轉(zhuǎn)彎半徑（鏟斗外側(cè)） 6228mm爬坡能力 25o 最大崛起力 110KN轉(zhuǎn)向角度 左右各 35o 目 錄一、 課程設(shè)計(jì)題目------------------------------------------------1二、 鏟斗設(shè)計(jì)------------------------------------------------------21、 鏟斗的構(gòu)造-----------------------------------------------32、 鏟斗的斷面形狀和基本參數(shù)--------------------------43、 斗容計(jì)算--------------------------------------------------7三、動(dòng) 臂 設(shè) 計(jì)------------------------------------------------------81、動(dòng)臂長(zhǎng)度-----------------------------------------------------82、動(dòng)臂鉸點(diǎn)的確定--------------------------------------------9四、反轉(zhuǎn)斗四連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)---------------------------------------101、斗四連桿設(shè)計(jì)---------------------------------------------112、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析------------------------------------122、程序代碼---------------------------------------------------163、程序運(yùn)行結(jié)果---------------------------------------------175、ZL40 裝載機(jī)參數(shù)-----------------------------------------206、轉(zhuǎn) 斗 缸 四 連 桿 設(shè) 計(jì) ---------------------------------20五、 心 得 體 會(huì)-------------------------------------------------21六、 參 考 文 獻(xiàn)-------------------------------------------------21工 程 機(jī) 械 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì)設(shè)計(jì)題目：ZL40 裝載機(jī)反轉(zhuǎn)連桿機(jī)構(gòu)工作裝置的設(shè)計(jì)設(shè) 計(jì) 者：學(xué)校名稱(chēng)：班 級(jí)：指導(dǎo)老師：《工程機(jī)械學(xué)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)指導(dǎo)老師： 吳國(guó)棟 設(shè)計(jì)者：王德龍 共 22 頁(yè) 1ZL40 裝 載 機(jī) 反 轉(zhuǎn) 連 桿 機(jī) 構(gòu) 工 作裝 置 的 設(shè) 計(jì)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(dòng) 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(duì) 中 小 型 裝載 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 ：1.鏟 斗 的 運(yùn) 動(dòng) 軌 跡 符 合 作 業(yè) 要 求 ， 即 要 滿 足 鏟 掘 、裝 載 的 要 求 ；2.要 滿 足 卸 載 高 度 和 卸 載 距 離 的 要 求 ， 并 保 證 動(dòng) 臂在 任 何 位 置 都 能 卸 凈 鏟 斗 中 的 物 料 ；3.在 滿 足 作 業(yè) 要 求 的 前 提 下 ， 工 作 裝 置 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 ，自 重 輕 、 受 力 合 理 、 強(qiáng) 度 高 ；4.保 證 駕 駛 員 具 有 良 好 的 工 作 條 件 ， 確 保 工 作 安 全 ，視 野 良 好 ， 操 作 簡(jiǎn) 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(dòng) 臂 固 定 ， 若 轉(zhuǎn) 斗 液 壓 缸 不 動(dòng) ， 當(dāng) 動(dòng) 臂 提 升 時(shí) ， 鏟 斗和 動(dòng) 臂 一 起 繞 著 定 點(diǎn) 轉(zhuǎn) 動(dòng) ， 斗 的 傾 角 隨 著 動(dòng) 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(dòng)臂 舉 升 時(shí) ， 鏟 斗 應(yīng) 相 對(duì) 動(dòng) 臂 向 前 傾 ， 以 補(bǔ) 償 鏟 斗 隨 動(dòng) 臂轉(zhuǎn) 動(dòng) 所 引 起 的 后 傾 ， 實(shí) 現(xiàn) 鏟 斗 接 近 平 移 運(yùn) 動(dòng) 。 這 樣 的 運(yùn)動(dòng) 通 常 是 由 連 桿 機(jī) 構(gòu) 來(lái) 實(shí) 現(xiàn) 。圖 1—2 所 示 ， 為 一 個(gè) 由 機(jī) 架 、 動(dòng) 臂 拉 桿 和 框 架（ 斗 ） 組 成 的 工 作 裝 置 連 桿 機(jī) 構(gòu) ， 動(dòng) 臂 和 拉 桿 的 一 端 與車(chē) 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(dòng) 臂 舉 升 時(shí) ， 動(dòng) 臂 與 機(jī) 架 的 夾 角 α 改 變 ，引 起 框 架 和 動(dòng) 臂 的 夾 角 ? 改 變 ， 由 于 斗 裝 在 框 架 上 ，故 斗 相 對(duì) 于 動(dòng) 臂 產(chǎn) 生 了 轉(zhuǎn) 動(dòng) 。 動(dòng) 臂 舉 升 時(shí) ， 斗 在 空 間 的運(yùn) 動(dòng) ， 可 以 為 斗 跟 隨 動(dòng) 臂 一 起 繞 定《工程機(jī)械學(xué)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)指導(dǎo)老師： 吳國(guó)棟 設(shè)計(jì)者：王德龍 共 22 頁(yè) 2點(diǎn) 轉(zhuǎn) 動(dòng) 的 牽 連 運(yùn) 動(dòng) 和 相 對(duì) 動(dòng) 臂 轉(zhuǎn) 動(dòng) 的 相 對(duì) 運(yùn) 動(dòng) 的 合 成 。若 動(dòng) 臂 轉(zhuǎn) 角 △ α （ 即 斗 的 牽 連 運(yùn) 動(dòng) ） ， 通 過(guò) 連 桿機(jī) 構(gòu) 使 框 架 （ 斗 ） 相 對(duì) 于 動(dòng) 臂 轉(zhuǎn) 動(dòng) △ ?（ 斗 的 相 對(duì) 運(yùn)動(dòng) ） ， 則 斗 在 空 間 的 實(shí) 際 轉(zhuǎn) 角 為 ：△ γ =△ α +△ ?若 △ α ≈ -△ ?， 則 △ γ ≈ 0， 即 使 動(dòng) 臂 在 舉 升 時(shí) ， 斗 在空 間 基 本 上 無(wú) 轉(zhuǎn) 角 變 化 。2 鏟 斗 的 設(shè) 計(jì)2.1 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 為《工程機(jī)械學(xué)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)指導(dǎo)老師： 吳國(guó)棟 設(shè)計(jì)者：王德龍 共 22 頁(yè) 3它 與 連 桿 機(jī) 構(gòu) 的 設(shè) 計(jì) 有 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(shí) 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(gè) 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(shí) 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(chǎng) 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(shí) 都 采 用 帶 齒 的 鏟 斗 ， 因 為 斗 齒 的作 用 是 鏟 斗 插 入 物 料 時(shí) ， 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(shí) 采 用 分 體式 鏟 斗 。 （ 如 圖 2—2）鏟 斗 的 截《工程機(jī)械學(xué)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)指導(dǎo)老師： 吳國(guó)棟 設(shè)計(jì)者：王德龍 共 22 頁(yè) 4面 形 狀 如 圖 2—2 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(kāi) 角 γ 、 后 臂 高 h、 底 臂 長(zhǎng) l 等 四 個(gè) 參 數(shù) 決 定 的 ，圓 弧 半 徑 大 ， 物 料 進(jìn) 入 鏟 斗 的 流 動(dòng) 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(guò) 大 ，斗 的 張 開(kāi) 角 大 ， 不 易 于 裝 滿 ， 且 鏟 斗 外 形 高 ， 影 響 駕 駛員 的 視 野 。 后 臂 過(guò) 小 則 容 易 漏 料 ， 過(guò) 大 則 增 加 鏟 斗 的 外形 影 響 駕 駛 員 的 視 野 底 臂 長(zhǎng) ， 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(zhǎng) 度 小 則 鏟 起 力 大 ， 且 由 于 卸 料 時(shí) 鏟 斗 刃 口 降 落 的 高 度小 ， 可 以 減 少 動(dòng) 臂 舉 升 高 度 ， 縮 短 作 業(yè) 時(shí) 間 。2.2 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(kāi) 角 γ 、 后 臂高 度 h、 和 底 臂 長(zhǎng) l 等 四 個(gè) 參 數(shù) 決 定 。 如 圖 2—3 所示 ，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 裝 入斗 內(nèi) 的 阻力 ， 卸 載快 而 干 凈 ，但 r 過(guò) 大 ，斗 的 開(kāi) 口大 ， 不 易《工程機(jī)械學(xué)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)指導(dǎo)老師： 吳國(guó)棟 設(shè)計(jì)者：王德龍 共 22 頁(yè) 5裝 滿 ， 且 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(zhǎng) h 是 指 斗 上 緣 至 圓 弧 與 后 壁切 點(diǎn) 的 距 離 ， h 過(guò) 小 則 易 漏 料 ， 過(guò) 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=4t 由 土 壤 的 自 然 重 度 公 式 得 V=mg/γ =40/20=2在 應(yīng) 用 中 采 用 平 裝 斗 容 來(lái) 計(jì) 算 鏟 斗 的 截 面 面 積 的基 本 參 數(shù) ， 鏟 斗 的 截 面 面 積 ：??2 2g1S=R[0.5cosin][0.5(1)]8zkrctg?????? ????? ?? ?（ 2—1） 鏟 斗 的 幾 何 容 積 V=S×B， 則 可 以 建 立 下 式 ：??21[0.5cosin][0.5(1)]8gzkrRBctg???????? ????? ?? ?（ 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=4tV=2λ —g鏟 斗 斗 底長(zhǎng) 度 系 數(shù) ，λ =L /Rg；λ —z后 斗 壁 長(zhǎng)度 ，《工程機(jī)械學(xué)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)指導(dǎo)老師： 吳國(guó)棟 設(shè)計(jì)者：王德龍 共 22 頁(yè) 6λ =L /R；zL —后 斗 壁 長(zhǎng) 度 ， 是 指 由 后 斗 壁 上 緣 至 斗 壁 與 斗z底 延 長(zhǎng) 線 相 交 點(diǎn) 的 距 離 ； λ —擋 板 高 度 系 數(shù) ， λ =L /R；k kLk—擋 板 高 度 ；λ — 圓 弧 半 徑 系 數(shù) ， λ =r/R；rγ ― ― ― 斗 底 與 后 斗 壁 間 的 夾 角 ,又 稱(chēng) 斗 張 開(kāi) 角 ；γ —擋 板 與 后 斗 壁 的 夾 角 。1由 式 （ 2—2） 可 見(jiàn) ， 已 知 V、 B， 只 要 選 定λ g、 λ z、 λ k、 λ r 等 系 數(shù) 值 和 γ 、 γ 1 值 ， 即 可 求得 新 鏟 斗 的 基 本 R。 為 此 ， 實(shí) 測(cè) 所 選 樣 機(jī) 鏟 斗 的 下 列數(shù) 據(jù) R,Lg,Lk,Lr,r,γ 1 和 γ 值 ， 并 分 別 計(jì) 算 出λ g,λ z,λ k 和 λ 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(duì) 于 斗 底 的 傾 交 α0=50°～ 60°。《工程機(jī)械學(xué)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)指導(dǎo)老師： 吳國(guó)棟 設(shè)計(jì)者：王德龍 共 22 頁(yè) 7取 α0=60°。根 據(jù) 已 知 條 件 取 合 適 的 值 ：取 γ =8°、 λr =0.4、 、 λz =1.2、 λg 1 .12k??=1.5、 γ=50°把 以 上 數(shù) 據(jù) 代 入 式 （ 2—2） 得 鏟 斗 的回 轉(zhuǎn) 半 徑 ： ??250502.3051.2.cos8in.4.18.8Rctgm??? ???????????????? ???????????? ??并 由 R 得 到 以 下 數(shù) 值 ：鏟 斗 的 橫 截 面 面 積 S= V/B=2/2.5=0.8㎡ ;后 斗 臂 長(zhǎng) 度 Lz =1.2×1.08=1.31m;斗 底 長(zhǎng) 度 Lg =1.5×1.08=1.62m;擋 板 高 度 Lk =0.12×1.08=0.13m;鏟 斗 圓 弧 半 徑 r = 1.08×0.4=0.43 m;底 臂 長(zhǎng) l =1.8/5.3×1.62=0.59m;2.3 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 。1.平 裝 容 量 （ 幾 何 容 量 ） Vp:鏟 斗 的 平 裝 斗 容 分 為 裝 有 當(dāng) 板 和 無(wú) 擋 板 兩 種 。 我 選 用 有擋 板 鏟 斗 ：（ 1） 平 裝 斗 容 VV =SB-2a b/3 mp 3式 中 ： S—鏟 斗 橫 截 面 積 等 于 0.8㎡B—鏟 斗 內(nèi) 側(cè) 寬 度 等 于 2.5ma—近 似 取 0.108mb—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=1.338m所以 3298.1.13.0mVp ????α0=60°γ =8°1λr =0.40.12k??λz =1.2λg =1.5γ=50°R=1.08㎜S=0.8㎡Lz=1.08《工程機(jī)械學(xué)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)指導(dǎo)老師： 吳國(guó)棟 設(shè)計(jì)者：王德龍 共 22 頁(yè) 8mLg=1.62mLk=0.13mr=0.43 ml=0.59mS=0.8㎡B=2.5mb=1.338m.9pV?（ 2） 堆 裝 容 量 VH（ 額 定 斗 容 量 ）VH= V ＋ b B/8－ [b (a+c)]/6 p22C ——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=0.730m所 以 3.8HV?2.4 斗 鉸 點(diǎn) 位 置 的 確 定動(dòng) 臂 與斗 的 連接 鉸 點(diǎn)（ 簡(jiǎn) 稱(chēng)下 鉸 點(diǎn) ）的 位 置應(yīng) 盡 量使 鏟 斗在 鏟 掘位 置 時(shí)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(shí) 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(shí) ，由 插 入阻 力 所引 起 的《工程機(jī)械學(xué)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)指導(dǎo)老師： 吳國(guó)棟 設(shè)計(jì)者：王德龍 共 22 頁(yè) 9附 加 力 矩 (ph,見(jiàn) 圖 2—6） ， 此 力 矩 將 影 響 掘 起 力 值 。對(duì) 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(shí) 斗 刃 所 掃 過(guò) 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=（ 0.06～ 0.15） R。 即 ： 下 鉸 點(diǎn) 距 斗 底 高 度 h=0.11×1.08=0.108m。三 ： 動(dòng) 臂 的 設(shè) 計(jì)動(dòng) 臂 長(zhǎng) 度 決 定 于 動(dòng) 臂 與 機(jī) 架 的 鉸 點(diǎn) 位 置 和 動(dòng) 臂 與鏟 斗 的 鉸 點(diǎn) 的 位 置 。動(dòng) 臂 下 鉸 點(diǎn) 在 動(dòng) 臂 舉 升 最 高 位 置 A1 由 所 需 的 最大 卸 載 高 度 Hmax 和 相 應(yīng) 的 卸 載 距 離 S 確 定 。 動(dòng) 臂的 下 鉸 點(diǎn) 在 動(dòng) 臂 下 落 時(shí) 的 位 置 A2 則 應(yīng) 盡 量 靠 近 輪 胎 ，以 減 少 對(duì) 傾 覆 軸 的 力 臂 ， 縮 短 整 機(jī) 總 長(zhǎng) ， 但 應(yīng) 保 證 鏟 斗上 翻 時(shí) ， 斗 與 輪 胎 有 一 定 的 間 隙 。動(dòng) 臂 繞 定 軸 轉(zhuǎn) 動(dòng) 至 最 高 和 最 低 位 置 時(shí) ， 要 求 其 下 鉸 點(diǎn)分 別 落 在 A1 和 A2 位 置 上 ， 則 A1 和 A2 兩 點(diǎn) 必 在 同一 圓 弧 上 ， 故 動(dòng) 臂 與 機(jī) 架 鉸 接 點(diǎn) （ 簡(jiǎn) 稱(chēng) 動(dòng) 臂 上c=0.730m28HV?h=0.108m鉸 點(diǎn) ） 應(yīng)在 A1A2連 線 的 垂直 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(dòng) 臂轉(zhuǎn) 角 和 動(dòng)臂 的 最 大外 伸 距 離 ?！豆こ虣C(jī)械學(xué)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)指導(dǎo)老師： 吳國(guó)棟 設(shè)計(jì)者：王德龍 共 22 頁(yè) 10由 圖 3—1 可 見(jiàn) ， O 點(diǎn) 靠 后 布 置 ， 可 減 少 動(dòng) 臂 轉(zhuǎn) 角（ δ #include#includeusing namespace std;int main(){ double K=0.99, A=0.3, C=0.55;double B=0.0;double Wmax,$max,Rmax,swap1,swap2;//聲明 最大角 桿的極限角 double min=0.0;coutsetw(8)“a/d“setw(8)“c/d“setw(8)“b/d“setw(8)“Wmax“setw(8)“$max“setw(8)“min“endl;for(int i=0;i11;i++){for(int j=0;j11;j++){ B=K+A-C; swap1=(1+B*B+A*A-C*C-2*A*B*( cos(3.14*17/18) ))/sqrt( A*A+B*B-2*A*B*( cos(3.14*17/18) ) );//給 兩個(gè)角賦值swap2=B*sin(3.14*17/18)/sqrt( A*A+B*B-2*A*B*cos(3.14*17/18) );Rmax=swap1-swap2;$max=acos( (A*A+1-B*B-2*B*C-C*C)/(2*A) );Wmax=($max+Rmax)*180/3.14;//最大角度min= acos( ( A*A+B*B-(1-C)*(1-C) )/(2*A*B) )*180/3.14;//最小角度《工程機(jī)械學(xué)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)指導(dǎo)老師： 吳國(guó)棟 設(shè)計(jì)者：王德龍 共 22 頁(yè) 18coutsetw(8)Asetw(8)Csetw(8)Bsetw(10)Wmaxsetw(10)$max*180/3.14setw(10)minendl;C+=0.01;}A+=0.01;C=0.55;}return 0;}運(yùn)行結(jié)果：a/d c/d b/d Wmax $max min0.3 0.55 0.74 205.019 163.187 11.49710.3 0.56 0.73 204.639 163.187 11.44460.3 0.57 0.72 204.251 163.187 11.39040.3 0.58 0.71 203.855 163.187 11.33440.3 0.59 0.7 203.451 163.187 11.27650.3 0.6 0.69 203.04 163.187 11.21670.3 0.61 0.68 202.619 163.187 11.15470.3 0.62 0.67 202.191 163.187 11.09050.3 0.63 0.66 201.753 163.187 11.0240.3 0.64 0.65 201.306 163.187 10.95510.3 0.65 0.64 200.849 163.187 10.88350.31 0.55 0.75 205.479 163.399 11.23370.31 0.56 0.74 205.097 163.399 11.18140.31 0.57 0.73 204.708 163.399 11.12740.31 0.58 0.72 204.311 163.399 11.07160.31 0.59 0.71 203.907 163.399 11.0140.31 0.6 0.7 203.494 163.399 10.95440.31 0.61 0.69 203.073 163.399 10.89270.31 0.62 0.68 202.644 163.399 10.82890.31 0.63 0.67 202.206 163.399 10.76280.31 0.64 0.66 201.759 163.399 10.69420.31 0.65 0.65 201.302 163.399 10.62310.32 0.55 0.76 205.939 163.6 10.9830.32 0.56 0.75 205.557 163.6 10.93090.32 0.57 0.74 205.166 163.6 10.87710.32 0.58 0.73 204.769 163.6 10.82160.32 0.59 0.72 204.364 163.6 10.76420.32 0.6 0.71 203.95 163.6 10.70490.32 0.61 0.7 203.529 163.6 10.64360.32 0.62 0.69 203.1 163.6 10.5801《工程機(jī)械學(xué)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)指導(dǎo)老師： 吳國(guó)棟 設(shè)計(jì)者：王德龍 共 22 頁(yè) 190.32 0.63 0.68 202.661 163.6 10.51440.32 0.64 0.67 202.214 163.6 10.44630.32 0.65 0.66 201.758 163.6 10.37560.33 0.55 0.77 206.401 163.792 10.74410.33 0.56 0.76 206.018 163.792 10.69220.33 0.57 0.75 205.627 163.792 10.63870.33 0.58 0.74 205.228 163.792 10.58340.33 0.59 0.73 204.822 163.792 10.52630.33 0.6 0.72 204.409 163.792 10.46730.33 0.61 0.71 203.987 163.792 10.40640.33 0.62 0.7 203.557 163.792 10.34320.33 0.63 0.69 203.119 163.792 10.27790.33 0.64 0.68 202.672 163.792 10.21020.33 0.65 0.67 202.216 163.792 10.140.34 0.55 0.78 206.865 163.974 10.51620.34 0.56 0.77 206.48 163.974 10.46460.34 0.57 0.76 206.089 163.974 10.41130.34 0.58 0.75 205.69 163.974 10.35630.34 0.59 0.74 205.283 163.974 10.29950.34 0.6 0.73 204.869 163.974 10.24080.34 0.61 0.72 204.447 163.974 10.18010.34 0.62 0.71 204.018 163.974 10.11740.34 0.63 0.7 203.579 163.974 10.05250.34 0.64 0.69 203.133 163.974 9.985210.34 0.65 0.68 202.677 163.974 9.915510.35 0.55 0.79 207.33 164.148 10.29850.35 0.56 0.78 206.945 164.148 10.24710.35 0.57 0.77 206.552 164.148 10.1940.35 0.58 0.76 206.153 164.148 10.13930.35 0.59 0.75 205.746 164.148 10.08280.35 0.6 0.74 205.332 164.148 10.02440.35 0.61 0.73 204.91 164.148 9.964140.35 0.62 0.72 204.48 164.148 9.901780.35 0.63 0.71 204.042 164.148 9.837260.35 0.64 0.7 203.596 164.148 9.770460.35 0.65 0.69 203.141 164.148 9.701240.36 0.55 0.8 207.797 164.313 10.09030.36 0.56 0.79 207.411 164.313 10.03910.36 0.57 0.78 207.018 164.313 9.986260.36 0.58 0.77 206.618 164.313 9.931810.36 0.59 0.76 206.211 164.313 9.875620.36 0.6 0.75 205.797 164.313 9.81760.36 0.61 0.74 205.375 164.313 9.757660.36 0.62 0.73 204.945 164.313 9.69569《工程機(jī)械學(xué)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)指導(dǎo)老師： 吳國(guó)棟 設(shè)計(jì)者：王德龍 共 22 頁(yè) 200.36 0.63 0.72 204.508 164.313 9.631580.36 0.64 0.71 204.062 164.313 9.565230.36 0.65 0.7 203.607 164.313 9.496510.37 0.55 0.81 208.265 164.472 9.890840.37 0.56 0.8 207.879 164.472 9.839880.37 0.57 0.79 207.486 164.472 9.787360.37 0.58 0.78 207.085 164.472 9.73320.37 0.59 0.77 206.678 164.472 9.677320.37 0.6 0.76 206.264 164.472 9.619630.37 0.61 0.75 205.842 164.472 9.560050.37 0.62 0.74 205.413 164.472 9.498470.37 0.63 0.73 204.975 164.472 9.434790.37 0.64 0.72 204.53 164.472 9.36890.37 0.65 0.71 204.076 164.472 9.300660.38 0.55 0.82 208.736 164.623 9.699680.38 0.56 0.81 208.349 164.623 9.648970.38 0.57 0.8 207.955 164.623 9.596720.38 0.58 0.79 207.555 164.623 9.542850.38 0.59 0.78 207.148 164.623 9.487290.38 0.6 0.77 206.733 164.623 9.429940.38 0.61 0.76 206.312 164.623 9.370730.38 0.62 0.75 205.882 164.623 9.309540.38 0.63 0.74 205.446 164.623 9.246290.38 0.64 0.73 205.001 164.623 9.180850.38 0.65 0.72 204.548 164.623 9.113110.39 0.55 0.83 209.208 164.768 9.516240.39 0.56 0.82 208.821 164.768 9.465790.39 0.57 0.81 208.427 164.768 9.413810.39 0.58 0.8 208.026 164.768 9.360240.39 0.59 0.79 207.619 164.768 9.3050.39 0.6 0.78 207.205 164.768 9.2480.39 0.61 0.77 206.783 164.768 9.189160.39 0.62 0.76 206.355 164.768 9.128370.39 0.63 0.75 205.918 164.768 9.065550.39 0.64 0.74 205.474 164.768 9.000570.39 0.65 0.73 205.022 164.768 8.933330.4 0.55 0.84 209.682 164.907 9.340040.4 0.56 0.83 209.294 164.907 9.289850.4 0.57 0.82 208.9 164.907 9.238160.4 0.58 0.81 208.5 164.907 9.184890.4 0.59 0.8 208.093 164.907 9.129970.4 0.6 0.79 207.678 164.907 9.073320.4 0.61 0.78 207.257 164.907 9.014850.4 0.62 0.77 206.829 164.907 8.95447《工程機(jī)械學(xué)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)指導(dǎo)老師： 吳國(guó)棟 設(shè)計(jì)者：王德龍 共 22 頁(yè) 210.4 0.63 0.76 206.393 164.907 8.892070.4 0.64 0.75 205.95 164.907 8.827560.4 0.65 0.74 205.499 164.907 8.76081上 述 運(yùn) 行 的 結(jié) 果 根 據(jù) 以 下 四 點(diǎn) 來(lái) 選 擇 參 數(shù) ：⑴ 所 要 求 的 鏟 斗 轉(zhuǎn) 角 ω ＜ ω max。⑵ 鏟 斗 在 極 限 收 斗 位 置 時(shí) ， a 桿 和 d 桿 的 夾 角τ ＜ τ max⑶ 鏟 斗 在 動(dòng) 臂 舉 升 至 最 高 位 置 時(shí) ， a 桿 和 d 桿 的夾 角 φ ＜ φ max， a 桿 和 d 桿 所 夾 之 銳 角 ≥ 10°⑷ 使 在 地 面 鏟 掘 位 置 時(shí) 的 a 桿 和 d 桿 的 夾 角 接 近等 于 EJ則 選 擇 a/d=0.4;c/d=0.60;ω max=189°;φ max=165°;γ min=9°;b/d=0.79 。斗 上 鉸 點(diǎn) 的 位 置 參 考 同 類(lèi) 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(guò) 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(lèi) 型 機(jī) 器 的 連 桿設(shè) 計(jì) 取 a=450mm，則 有 ： b=900mm， c=684mm， d=1139mm。6:ZL40 裝載機(jī)參數(shù)卸載高度 2800mm;卸載距離 1000mm；輪胎半徑 750mm；全 高 3170mm 全 長(zhǎng) 6815mm4.2 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(dòng) 臂 在 水 平 位 置以 下 ， 其 上 翻 角 的 變 化 量 △ γ 應(yīng) 為 正 值 ， 在 動(dòng) 臂 最 低位 置 提 升 至 運(yùn) 輸 位 置 時(shí) 其 △ γ 值 可 大 些 ， 以 增 大 收 斗角 ， 減 少 運(yùn) 輸 時(shí) 的 撒 料 ； 動(dòng) 臂 在 上 部 位 置 ， 則 希 望△ γ 小 一 些 ， 以 保 持 斗 的 平 移 性 能 ； 動(dòng) 臂 由 最低 位 置 舉 升 至 最 高 位 置 ， 斗 上 翻 角 變 化 量 要 求 △γ 15°。 當(dāng) 活 塞 桿 收 縮 ， 動(dòng) 臂 轉(zhuǎn) 至 任 意 位 置 ， 要 求 卸載 角 ≥ 45°。1.把 設(shè) 計(jì) 要 求 的 鏟 斗 上 、 下 翻 角 變 化 規(guī) 律 。動(dòng) 臂 轉(zhuǎn) 角 以 斗 平 放 在 地 面 時(shí) 的 動(dòng) 臂 位 置 為 初 始 位 置 ， 其轉(zhuǎn) 角 范 圍 為 δ ， 每 隔 10°作 出 動(dòng) 臂 的 轉(zhuǎn) 角 值 α 。上 翻 角 斗 鉸 線 轉(zhuǎn) 角 以 地 面 上 時(shí) 的 收 斗 位 置 為 初 始 位 置 。a/d=0.4c/d=0.60max189???b/d=0.79in??a=450mmb=900mmc=684mmd=1139mm下 翻 角《工程機(jī)械學(xué)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)指導(dǎo)老師： 吳國(guó)棟 設(shè)計(jì)者：王德龍 共 22 頁(yè) 22斗 鉸 線 轉(zhuǎn) 角 以 動(dòng) 臂 舉 升 最 大 時(shí) 的 翻 斗 位 置 為 初 始 位 置 。即 動(dòng) 臂 轉(zhuǎn) 角 為 δ 時(shí) ， 下 翻 角 斗 鉸 線轉(zhuǎn) 角 為 ψ 9=0。2.把 已 選 擇 確 定 的 斗 四 連 桿 機(jī) 構(gòu) 按 表 4—2 所 列出 的 斗 鉸 線 不 同 位 置 作 出 斗 四 連 桿 機(jī) 構(gòu) 運(yùn) 動(dòng) 圖 ， 如 圖 4—5 所 示 。 它 表 示 出 動(dòng) 臂 （ 機(jī) 架 ） 轉(zhuǎn) 角 為 0°、 10°、20°……δ 時(shí) ， 轉(zhuǎn) 斗 液 壓 缸 活 塞 桿 外 伸 ， 上 翻 角 斗 鉸 線相 應(yīng) 轉(zhuǎn) 至 β 0、 β 1、 β 2……β 9 和 轉(zhuǎn) 斗 液 壓 缸 活 塞 收縮 ， 下 翻 角 斗 鉸 線 相 應(yīng) 轉(zhuǎn) 至 ψ 0、 ψ 1、 ψ 2……ψ 9的 位 置 。 搖 臂 則 分 別 轉(zhuǎn) 至 0s、 1s、 2s、 ……9s 和0x、 1x、 2s、 ……9s 的 位 置 。 通 過(guò) 作 圖 即 可 獲 得 滿 足 鏟斗 上 、 下 翻 角 變 化 規(guī) 律 時(shí) 上 搖 臂 的 對(duì) 應(yīng) 角 度 位 置 。（ 上 、 下 搖 臂 間 的 夾 角 可 任 選 ） 。5 心 得 體 會(huì)最近兩周我一直在進(jìn)行此課程設(shè)計(jì)，通過(guò)這個(gè)課程設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多東西，同時(shí)也明白了很多道理，所學(xué)到的這些東西對(duì)我以后進(jìn)入工作崗位，幫助肯定也是很大的，同時(shí)我也了解了工程技術(shù)人員平時(shí)的大概工作過(guò)程，和他們的辛苦程度?？傊?，本次課程設(shè)計(jì)對(duì)我來(lái)說(shuō)是受益斐淺！6 參 考 文 獻(xiàn)1.《 工 程 機(jī) 械 學(xué) 》 主 編 ； 高 國(guó) 安 唐 經(jīng) 世2.《 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 指 導(dǎo) 》 主 編 ： 洪 家 娣 等3.《 工 程 機(jī) 械 優(yōu) 化 設(shè) 計(jì) 》 主 編 ： 陳 育 儀4. ZL40 主 要 技 術(shù) 參 數(shù) 徐 州 工 程 機(jī) 械 科 技股 份 有 限 公 司