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目 錄
前言……………………………………………………………………………………… 1
一、緒論…………………………………………………………………………………2
（一）國內(nèi)外研究狀況………………………………………………………………2
（二）論文構(gòu)成及研究?jī)?nèi)容…………………………………………………………2
二、總體方案設(shè)計(jì)……………………………………………………………………3
（一）工作裝置構(gòu)成…………………………………………………………………3
（二）動(dòng)臂及斗桿的結(jié)構(gòu)形式………………………………………………………5
（三）動(dòng)臂油缸與鏟斗油缸的布置…………………………………………………5
（四）鏟斗與鏟斗油缸的連接方式…………………………………………………5
（五）鏟斗的結(jié)構(gòu)選擇………………………………………………………………6
（六）原始幾何參數(shù)的確定…………………………………………………………7
三、工作裝置運(yùn)動(dòng)學(xué)分析…………………………………………………………8
（一）動(dòng)臂運(yùn)動(dòng)分析…………………………………………………………………8
（二）斗桿的運(yùn)動(dòng)分析………………………………………………………………10
（三）鏟斗的運(yùn)動(dòng)分析………………………………………………………………11
（四）特殊工作位置計(jì)算……………………………………………………………15
四、挖掘阻力分析……………………………………………………………………18
（一）轉(zhuǎn)斗挖掘阻力計(jì)算……………………………………………………………18
（二）斗桿挖掘阻力計(jì)算……………………………………………………………18
五、基本尺寸的確定……………………………………………………………… 20
（一）斗形參數(shù)的確定………………………………………………………………20
（二）動(dòng)臂機(jī)構(gòu)參數(shù)的選擇…………………………………………………………20
1、 α1與A點(diǎn)坐標(biāo)的選取……………………………………………………20
2、 l1與l2的選擇……………………………………………………………20
3、 l41與l42的計(jì)算…………………………………………………………21
4、 l5的計(jì)算………………………………………………………………… 21
（三）動(dòng)臂機(jī)構(gòu)基本參數(shù)的校核………………………………………………… 23
1、 動(dòng)臂機(jī)構(gòu)閉鎖力的校核……………………………………………………23
2、 滿斗處于最大挖掘半徑時(shí)動(dòng)臂油缸提升力矩的校核……………………25
3、 滿斗處于最大高度時(shí),動(dòng)臂提升力矩的校核…………………………… 26
（四）斗桿機(jī)構(gòu)基本參數(shù)的選擇……………………………………………………27
（五）鏟斗機(jī)構(gòu)基本參數(shù)的選擇……………………………………………………28
1、 轉(zhuǎn)角范圍……………………………………………………………………28
2、 鏟斗機(jī)構(gòu)其它基本參數(shù)的計(jì)算……………………………………………28
六、工作裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………………………… 30
（一）斗桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………………………30
1、斗桿的受力分析…………………………………………………………… 30
2、斗桿內(nèi)力圖的繪制………………………………………………………… 35
3、 結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算……………………………………………………………37
（二）動(dòng)臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………………………………39
1、危險(xiǎn)工況受力分析………………………………………………………… 42
2、內(nèi)力圖和彎矩圖的求解…………………………………………………… 43
3、 結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算……………………………………………………………45
（三）鏟斗的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………47
1、鏟斗斗形尺寸的設(shè)計(jì)……………………………………………………… 47
2、鏟斗斗齒的結(jié)構(gòu)計(jì)算……………………………………………………… 47
3、 鏟斗的繪制…………………………………………………………………48
七、銷軸與襯套的設(shè)計(jì)…………………………………………………………… 49
（一）銷軸的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………49
（二）銷軸用螺栓的設(shè)計(jì)……………………………………………………………49
（三）襯套的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………49
八、總結(jié)…………………………………………………………………………………50
九、參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………… 51
十、致謝…………………………………………………………………………………52
附件一 外文翻譯…………………………………………………………………… 53
液壓挖掘機(jī)工作裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析
引 言
挖掘機(jī)在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的許多行業(yè)被廣泛地采用，如工業(yè)與民用建筑、交通運(yùn)輸、水利電氣工程、農(nóng)田改造、礦山采掘以及現(xiàn)代化軍事工程等等行業(yè)的機(jī)械化施工中。據(jù)統(tǒng)計(jì)，一般工程施工中約有60%的土方量、露天礦山中80%的剝離量和采掘量是用挖掘機(jī)完成的。
隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的深入和在建設(shè)中挖掘機(jī)的廣泛應(yīng)用，挖掘機(jī)市場(chǎng)有著廣闊的發(fā)展空間，因此發(fā)展?jié)M足我國國情所需要的挖掘機(jī)是十分必要的。而工作裝置作為挖掘機(jī)的重要組成部分，對(duì)其研究和控制是對(duì)整機(jī)開發(fā)的基礎(chǔ)。
反鏟式單斗液壓挖掘機(jī)工作裝置是一個(gè)較復(fù)雜的空間機(jī)構(gòu)，國內(nèi)外對(duì)其運(yùn)動(dòng)分析、機(jī)構(gòu)和結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)方面都作了較深入的研究，具體的設(shè)計(jì)特別是中型挖掘機(jī)的設(shè)計(jì)已經(jīng)趨于成熟。關(guān)于反鏟式單斗液壓挖掘機(jī)的相關(guān)文獻(xiàn)也很多，這些文獻(xiàn)從不同側(cè)面對(duì)工作裝置的設(shè)計(jì)進(jìn)行了論述。而筆者的設(shè)計(jì)知識(shí)和水平還只是一個(gè)學(xué)步的孩子，進(jìn)行本課題的設(shè)計(jì)是為對(duì)挖掘機(jī)的工作裝置設(shè)計(jì)有一些大體的認(rèn)識(shí)，掌握實(shí)際工程設(shè)計(jì)的流程、方法，鞏固所學(xué)的知識(shí)和提高設(shè)計(jì)能力。
一、緒論
(一）國內(nèi)外研究狀況
當(dāng)前，國際上挖掘機(jī)的生產(chǎn)正向大型化、微型化、多能化和專用化的方向發(fā)展。國外挖掘機(jī)行業(yè)重視采用新技術(shù)、新工藝、新結(jié)構(gòu)和新材料，加快了向標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化發(fā)展的步伐。我國己經(jīng)形成了挖掘機(jī)的系列化生產(chǎn)，近年來還開發(fā)了許多新產(chǎn)品，引進(jìn)了國外的一些先進(jìn)的生產(chǎn)率較高的挖掘機(jī)型號(hào)。
由于使用性能、技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)上的優(yōu)越，世界上許多國家，特別是工業(yè)發(fā)達(dá)國家，都在大力發(fā)展單斗液壓挖掘機(jī)。目前，單斗液壓挖掘機(jī)的發(fā)展著眼于動(dòng)力和傳動(dòng)系統(tǒng)的改進(jìn)以達(dá)到高效節(jié)能;應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，成本不斷降低，向標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化發(fā)展，以提高零部件、配件的可靠性，從而保證整機(jī)的可靠性;電子計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化;提高機(jī)械作業(yè)性能，降低噪音，減少停機(jī)維修時(shí)間，提高適應(yīng)能力，消除公害，縱觀未來，單斗液壓挖掘機(jī)有以下的趨勢(shì):
1、向大型化發(fā)展的同時(shí)向微型化發(fā)展。
2、更為普遍地采用節(jié)能技術(shù)。
3、不斷提高可靠性和使用壽命。
4、工作裝置結(jié)構(gòu)不斷改進(jìn)，工作范圍不斷擴(kuò)大。
5、由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)向電力驅(qū)動(dòng)發(fā)展。
6、液壓系統(tǒng)不斷改進(jìn)，液壓元件不斷更新。
7、應(yīng)用微電子、氣、液等機(jī)電一體化綜合技術(shù)。
8、增大鏟斗容量，加大功率，提高生產(chǎn)效率。
9、人機(jī)工程學(xué)在設(shè)計(jì)中的充分利用。
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