基于Solidworks图块的装载机工作装置快速设计

1 装载机反转六连杆机构

    装载机反转六连杆工作装置由运动相互独立的连杆机构和动臂举升机构2部分组成（见图1），其主要结构为主车架、动臂油缸、翻斗油缸、动臂、摇臂、连杆和装载斗。工作装置典型工况如图2所示，在运动学方面．必须满足铲斗举升平移性、自动放平性、最大卸载高度、最小卸载距离和各个位置的卸载角等要求。工作装置作为装载机的核心部件，其设计水平的高低将直接影响装载机的工作性能。其设计方法目前主要有4种，即类比作图试凑法、解析法、优化设计法和CAD法。

    图1 反转六连杆装载机机构

    1.动臂油缸 2.翻斗油缸 3.动臂 4.摇臂 5.装载斗 6.连杆 7.主车架

    图2 装载机的4个典型工况

    1.工况Ⅰ 2.工况Ⅱ 3.工况Ⅳ 4.工况Ⅲ

    目前一些小型企业在设计过程中主要还是采用传统的类比作图试凑法，这种方法不仅工作量大，而且很难获得各项指标都很好的方案。本文采用的图块功能。在满足平移性和自动放平性的条件下，由连杆自下向上地设计思路，实现工作装置的快速设计。

2 利用的图解法确定机构各绞点的步骤

    (1)A、B、C点的确定。这3点的确定主要由装载机斗的形式、最大卸载高度和最小卸载距离共同确定。根据地面收斗角>45°的要求，分别作出地面收斗时铲斗和动臂图，并将其编辑为图块。利用复制功能及最高位置卸料角>45°的要求作出最高位置卸料处得铲斗和动臂图（见图3）。

    (2)绘制连杆线，初选连杆长度，确定摇臂支点E点（见图3）。为保证传动效率，要求∠BCD、∠CDE及∠EFA应该在10～170°，作出工状Ⅱ时连杆线CD并将其定义为图块（连杆），复制连杆图块，按照传动约束角要求通过点重合，可以作出工状Ⅳ时的连杆C＇D＇。以D＇为起点，在保证传动角要求的基础上作出摇臂线，保持摇臂线和动臂的相对位置不变，作出工状Ⅱ时的摇臂线的端点D＂。连接DD＂，并作出其中垂线，则该线与摇臂线的交点E就是动臂与摇臂的交点。此时的E点能够同时满足地面收斗2个位置传动角的要求；同时可以通过调整图块CD的长度及传动角来调节E点的位置，以满足传力比的要求。

    (3)初步确定摇臂及自动放平线。根据LEF=(0.7～1.0)LDE，∠DEF=130～180°，将摇臂DEF做成图块。根据点重合可以作出工状Ⅰ和工状Ⅳ时F及F＇，连接FF＇，并作出FF＇的中垂线nn＇，则nn＇就是自动放平线，如果翻斗油缸和前车架的交点G在nn＇上，就能够满足铲斗自动放平的要求。