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θΦ1maxθ1min图2-7动臂摆角范围计算简图
如图2-7所示动臂的摆角范围是L1的函数，设特性参数??L1minl5，L1=L1min时可得
cos?1min??ACBl2?l2275?L1?2?1??2min0?2ll? （2-11） 752?则：
L221min=l7?l5?2l7l5cos?1min （2-12） 代入原始数据可求得L1min=1200 mm
根据参考资料和实际情况而取动臂油缸全伸与全缩之比?1=1.7 所以可根据?L1max1?L可得： 1min L1max=2000 mm
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?l7l5当
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（2）斗杆油缸参数的确定
斗杆的位置参数是L1和L2的函数。这里只考虑L2的影响。斗杆机构与动臂机构性质类似，他们是四连杆机构，但连杆比不同。在动臂机构中一般l7﹥l5，在斗杆机构中l9﹤l8。
Φ2maxθθ2min
图2-8斗杆机构摆角计算简图
和动臂油缸相类似根据公式
cos?2minl82?l92?L22min （2-13） ?2l8l9 L2min?l82?l92?2l8l9cos?2min （2-14） 代入原始数据可求得：
L2min=1100mm
再根据斗杆油缸伸缩比?2=1.6～1.7，取?2=1.68
L2max=1764 mm
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（3）铲斗油缸参数的确定
ΦΦ3max
图2-9铲斗机构参数选择要求和油缸极限位置
如图2-9所示，当L3=L3mix时，设斗齿尖为V0斗齿尖转到FQ延长线时为V1,令初始负角?DO=∠V0QV1，该角应满足使用要求，一般取0°～30°，特殊情况下可小于0°或大于30°（即V0在V1之下）。?3max=∠V0QVz一般在130°～180°之间，不宜太大，否则斗齿平均挖掘力要下降。铲斗油缸最大理论挖掘力应与转斗最大挖掘阻力相适应。当斗齿尖处于V1时，铲斗油缸理论挖掘力应不低于其最大值的80﹪，即POD≥0.8PODmax与PODmax相应的斗齿尖位置为Vmax，∠V1QVmax一般取25°～35°为好。 根据铲斗理论挖掘力和功的平衡可知
L3min?
P?P???1??333min1?3maxOD3ld? （2-15）
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可得：
L3min=840mm
因为铲斗油缸伸缩比?3=1.5～1.7，取?3=1.7 故：
L3max=L3min?3
L3max=1340mm
根据以上计算过程可得油缸的基本尺寸如表2-2所示 表2-2油缸尺寸 （单位：mm）
AB DE GH L1 Min 1200
L2 Max 2000 Min 1100 Max 1740 Min 840 L3 Max 13400
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第三章 挖掘装置受力计算和强度计算
3.1、挖掘阻力的计算
反铲装置工作时，既可用铲斗液压缸挖掘（简称转斗挖掘），也可用斗杆液压缸挖掘（简称斗杆挖掘），或作复合动作挖掘。一般认为，斗容量小于 0.5 米3或在土质松软时以转斗挖掘为主，反之以斗杆挖掘为主。 （1）铲斗挖掘阻力的计算
参照《单斗液压挖掘机》2-35，转斗挖掘时，挖掘阻力的切向分力可表示为：
??cos?max??W1?C?R?1???cos???max????1.35BAZX?D (3-1)
式中：
C：表示土壤硬度系数，对二级土易取C=50～80；
R：铲斗与斗杆铰点至斗齿间距离，即转斗切削半径，R=l3，单位：mm B:切削刃宽度影响系数，B=1+2.6b，其中，b为铲斗平均宽度；
?max：挖掘过程中铲斗总转角的一半； ?：铲斗瞬时转角；
A：切削角变化影响系数，一般取A=1.3； Z：斗齿系数，有齿时取Z=0.75，无齿时取Z=1；
X：斗侧壁厚度影响系数，X=1+0.03s，其中s为侧壁厚度，单位为厘米，初步设
计时可取X=1.15;
D:切削刃挤压土壤的力，与斗容有关，估算q=0.1～0.2m3时，D=5000～8000.
当?=?max时，得到最大挖掘阻力
W1max?C?R?1?cos?max??BAZX?D (3-2)
1.35平均挖掘力按平均厚度下的阻力计算：近似取 W1=(70～80%)·W1max试验证明法向挖掘阻力 W2的指向是可变的，数值也较小，一般W2＝0～0.2 W1土质越均匀W2越小，从随
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