反鏟式單斗液壓挖掘機(jī)工作裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【含全套CAD圖紙】

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購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 畢業(yè)論文 說明書 題 目： 液壓挖掘機(jī)工作裝置設(shè)計(jì) 專 業(yè)： 學(xué) 號： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 完成日期： 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書 論文（設(shè)計(jì)）題目： 液壓挖掘機(jī)工作裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 學(xué)號： 姓名： 專業(yè)： 指導(dǎo)教師： 系主任： 一、主要內(nèi)容及基本要求 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容為： 1擬定挖掘機(jī)挖掘動(dòng)作的結(jié)構(gòu)方案； 2. 按照方案的要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算及工藝參數(shù)的選擇； 3. 關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算； 4根據(jù)參數(shù)查找結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的書籍，進(jìn)行工作裝置整 體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 本設(shè)計(jì)的基本要求如下： 1掌握挖掘機(jī)動(dòng)臂、斗桿、鏟斗的結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算及各工藝參數(shù)的選擇； 2掌握利用裝配圖、零件圖表達(dá)設(shè)計(jì)意圖。 二、重點(diǎn)研究的問題 本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)研究問題有兩個(gè)： 1工作裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。對各種實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行對比，從中選擇最佳結(jié)構(gòu)； 2挖掘動(dòng)作實(shí)現(xiàn)方案設(shè)計(jì)。對挖掘機(jī)工作裝置可達(dá)工作空間的分析。 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 三、進(jìn)度安排 序號 各階段完成的內(nèi)容 完 成時(shí)間 1 查閱相關(guān)資料 第 1 周 2 確定工作裝置整體結(jié)構(gòu) 第 2 3 周 3 零部件的強(qiáng)度、剛度校核 第 4 6 周 4 根據(jù)選定的一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，用計(jì)算機(jī)或手工繪制系統(tǒng)傳動(dòng)圖、裝配圖、主要零件圖 第 7 11 周 5 翻譯相關(guān)英文資料一份 3000字左右 第 12 周 6 撰寫畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）說明書 第 13 周 7 8 四、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn) 【 1】液壓挖掘機(jī) ： 高衡 張全根 同編 中國建筑工業(yè)出版社 1981年 【 2】單斗液壓挖掘機(jī) ： 同濟(jì)大學(xué)主編 中國建筑工業(yè)出版社 1986年 【 3】液壓傳動(dòng) ： 章宏甲，黃誼主編 機(jī)械工業(yè)出版社 2002年 【 4】工程機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì) ； 陳育儀編著 中國鐵 道出版社 1987年 【 5】工程機(jī)械構(gòu)造圖冊 ；劉希平主編 機(jī)械工業(yè)出版社 1990年 【 6】新編機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 ； 蔡春源主編 遼寧科學(xué)技術(shù)出版社 1993年 【 7】液壓元件與系統(tǒng)設(shè)計(jì) ；李玉琳主編 北京航空航天大學(xué)出版社 1991年 【 8】液壓挖掘機(jī)反鏟工作裝置整機(jī)理論復(fù)合挖掘力的計(jì)算模型及其應(yīng)用研究 ；榮洪均主編 重慶大學(xué)出版社 2007年 【 9】液壓挖掘機(jī)工作裝置結(jié)構(gòu)性能分析 ； 任友良主編 2010年 【 10】工程機(jī)械結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) ； 靳同紅，王勝春 主編 化學(xué)工業(yè)出版社 2009年 【 11】液壓挖掘機(jī)構(gòu)造與維修手冊 ； 王曉偉，張青等主編 化學(xué)工業(yè)出版社 2007年 【 12】機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） ； 濮良貴，紀(jì)名剛主編 高等教育出版社 2006 年 【 13】材料力學(xué) (第 4版 ) ； 劉鴻文主編 高等教育出版社 2004年 【 14】理論力學(xué)（） ；哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室編 高等教育出版社 2009年 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 【 15】工程機(jī)械、建筑機(jī)械化等有關(guān)學(xué)術(shù)雜志在近年來發(fā)表的相關(guān)文獻(xiàn)。 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）評閱表 學(xué)號 姓名 專業(yè) 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目： 液壓挖掘機(jī)工作裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 評價(jià)項(xiàng) 目 評 價(jià) 內(nèi) 容 選題 現(xiàn)學(xué)科、專業(yè)特點(diǎn)和教學(xué)計(jì)劃的基本要求，達(dá)到綜合訓(xùn)練的目的； 量是否適當(dāng)； 研、社會等實(shí)際相結(jié)合。 能力 合歸納資料的能力； 究方法和手段的運(yùn)用能力； 論文 （設(shè)計(jì)）質(zhì)量 述是否充分，結(jié)構(gòu)是否嚴(yán)謹(jǐn)合理；實(shí)驗(yàn)是否正確，設(shè)計(jì)、計(jì)算、分析處 理是否科學(xué)；技術(shù)用語是否準(zhǔn)確，符號是否統(tǒng)一，圖表圖紙是否完備、整潔、正確，引文是否規(guī)范； 無觀點(diǎn)提煉，綜合概括能力如何； 無創(chuàng)新之處。 綜 合 評 價(jià) 評閱人： 年 月 日 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）鑒定意見 學(xué)號： 姓名： 專業(yè)： 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說明書） 頁 圖 表 張 論文（設(shè)計(jì)）題目： 液壓挖掘機(jī)工作裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 內(nèi)容提要： 小型液壓挖掘機(jī)工作裝置的設(shè)計(jì) 。 液壓挖掘機(jī)是一個(gè)周期性作業(yè)的自行 式土方機(jī)械，其工作運(yùn)動(dòng)包括鏟斗、斗桿和動(dòng) 臂的動(dòng)作，平臺的回轉(zhuǎn)及整機(jī)的移動(dòng)。 它的基本作業(yè)過程是；鏟斗切削土壤并將土壤裝 入斗內(nèi)。鏟斗裝滿后動(dòng)臂和斗桿動(dòng)作，將其提升到適當(dāng)高度，然后平臺回轉(zhuǎn)至卸土位置 進(jìn)行卸土（轉(zhuǎn)斗）。鏟斗卸空后再回轉(zhuǎn)下降到原來的位置進(jìn)行下次挖掘以此循環(huán)。當(dāng)完 成一段土方后機(jī)器行走移位，以便繼續(xù)工作。 液壓挖掘機(jī)整機(jī)可分為：工作裝置、回轉(zhuǎn) 平臺、行走底盤三大部分。工作裝置的主要任務(wù)是完成挖掘、提升、卸載等動(dòng)作。工作 裝置設(shè)計(jì)是否合理，選配是否恰當(dāng)，直接關(guān)系到挖掘機(jī)的作業(yè)范圍、挖掘力 和生產(chǎn)率。 應(yīng)用最多的是反鏟作業(yè)裝置，其基本結(jié)構(gòu)都是采用三組液壓缸（動(dòng)臂油缸、斗桿油缸、 鏟斗油缸）。這三組油缸可以單獨(dú)動(dòng)作，也可以同時(shí)動(dòng)作（復(fù)合動(dòng)作）。如斗桿油缸伸出 做挖土動(dòng)作時(shí)，鏟斗油缸可做伸出或縮回動(dòng)作以調(diào)整切削角度，充分發(fā)揮挖掘力，使挖 掘動(dòng)作順利完成。要保證挖掘機(jī)動(dòng)臂、斗桿和鏟斗既可以各自單獨(dú)動(dòng)作，又可以互相配 合實(shí)現(xiàn)復(fù)合動(dòng)作。工作裝置的動(dòng)作和轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)既可以單獨(dú)進(jìn)行，又能做復(fù)合動(dòng)作，以 提高挖掘機(jī)的生產(chǎn)率。通過本次設(shè)計(jì)能達(dá)到以綜合訓(xùn)練為目的，有利于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工 作能力，鞏固和提 高所學(xué)知識 ,增強(qiáng)學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新的設(shè)計(jì)能力。 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 指導(dǎo)教師： 年 月 日 答辯簡要情況及評語 答辯小組組長： 年 月 日 答辯委員會意見 答辯委員會主任： 年 月 日 目 錄 摘 要 . 1 . 2 1 緒 論 . 4 . 4 . 4 . 5 2 總體方案 . 7 . 7 作裝置設(shè)計(jì)原則 . 7 壓挖掘機(jī)的總體結(jié)構(gòu) . 7 體設(shè)計(jì) . 8 3 工作裝置的設(shè)計(jì) . 11 作裝置總體方案的選擇 . 11 作裝置結(jié)構(gòu)尺寸的確定 . 15 4 工作裝置的強(qiáng)度校核 . 19 掘 力的計(jì)算 . 19 況的選擇 . 19 的計(jì)算 . 20 桿、動(dòng)臂的強(qiáng)度校核 . 24 5 工作裝置零件建模與整機(jī)裝配 . 29 作裝置零件建模 . 24 機(jī)裝配 . 31 6 結(jié) 論 . 33 參考文獻(xiàn) . 34 致 謝 . 35 1 液壓挖掘機(jī)工作裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 摘 要 液壓挖掘機(jī)是工程機(jī)械的重要產(chǎn)品之一，具有較高的技術(shù)含量。工作機(jī)構(gòu)是液壓挖掘機(jī)的主要裝備，機(jī)構(gòu)各鉸點(diǎn)以及其具體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)將是決定工作機(jī)構(gòu)性能水平的重要因素，決定了液壓挖掘機(jī)的工作性能，影響其最終使用性能的好壞，所以對液壓挖掘機(jī)工作機(jī)構(gòu)的研究是十分有必要的。利用 件先建模后分析，可 以大大縮短設(shè)計(jì)周期和設(shè)計(jì)工作量，能快速適應(yīng)市場競爭的需求，有著重大的社會價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。 本次設(shè)計(jì)完成的主要任務(wù)有： 1） 挖掘機(jī)工作機(jī)構(gòu)類型的綜合分析和選用； 2） 液壓挖掘機(jī)工作裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和尺寸計(jì)算； 3） 工作裝置部分的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)； 4） 對主要零部件進(jìn)行力學(xué)分析和計(jì)算； 5） 駕駛室、三組油缸、鏟斗、動(dòng)臂、斗桿、搖桿的三維建模； 6） 挖掘機(jī)整體建模與裝配設(shè)計(jì)； 關(guān)鍵詞： 液壓挖掘機(jī)；工作機(jī)構(gòu)；液壓系統(tǒng)；力學(xué)分析； 2 s he is of is of of is an a on of it of of is is of it to of in 1) of 2) of 3) of 4) of ma 5) D of of 3 6) 4 1 緒 論 液壓挖掘機(jī)是一種周期作業(yè)的土石方施工機(jī)械，在交通運(yùn)輸、民用建筑、礦山開采和市政工程等場所得到廣泛應(yīng)用，是各種土石方工程中非常常用的一種重要工程機(jī)械。主要用于建筑工程中拆除和開挖地基，水利工程中開挖坑槽和疏通河道，道路建設(shè)中道路平整和巖石破碎，市政建設(shè)中鋪設(shè)管道和破碎路面，現(xiàn)在一些新型挖掘機(jī)可以水下作業(yè)。由于施工環(huán)境有時(shí)比較惡劣，對挖掘機(jī)的技術(shù)性能要求比較高，所以液壓挖掘機(jī)的科技含量比較高，是工程機(jī)械中最重要的產(chǎn)品之一?？梢哉f液壓挖掘機(jī)的制造技術(shù)水平和生產(chǎn) 能力反映了一個(gè)國家的工程機(jī)械的整體水平，不夸張的說也能反映這個(gè)國家的裝備制造業(yè)水平 1。 液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，整機(jī)的零部件高達(dá) 3000 多件，覆蓋機(jī)械、液壓、石油化工和電氣等行業(yè)，其發(fā)展可以帶動(dòng)這些產(chǎn)業(yè)的發(fā)展并且對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有重要影響。目前我國正處于經(jīng)濟(jì)建設(shè)的上升期，各地都在大興土木進(jìn)行建設(shè)，并且隨著“十二五”計(jì)劃的開始，我國城鎮(zhèn)化建設(shè)在未來一段時(shí)間內(nèi)將駛上快車道，對于在土方施工以及工程建設(shè)方面起重要作用的挖掘機(jī)械產(chǎn)品，必將隨之保持著繁榮景象。挖掘機(jī)行業(yè)在未來幾年必會迅猛發(fā)展，現(xiàn)在能掌握這門技術(shù)就顯 得更為有意義。 1、國內(nèi)液壓挖掘機(jī)的發(fā)展和現(xiàn)狀 挖掘機(jī)的生產(chǎn)在我國開始的比較晚，在 1954 年撫順重型機(jī)器廠才仿照前蘇聯(lián)的機(jī)械式挖掘機(jī) 產(chǎn)了我國第一臺斗容量為 12，而液壓挖掘機(jī)到 1967年才開始，這都遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于西方發(fā)達(dá)國家。最近幾年隨著改革開放的深入，液壓挖掘機(jī)在我國得到大力發(fā)展，許多液壓挖掘機(jī)生產(chǎn)廠商如雨后春筍般的出現(xiàn)，并形成了一定的規(guī)模。 目前，國內(nèi)挖掘機(jī)整體技術(shù)水平處于國際二十世紀(jì)八十年代末九十年代初水平，與國外先進(jìn)技術(shù) 的差距還十分明顯，許多關(guān)鍵技術(shù)都還沒能突破，尤其是液壓挖掘機(jī)更是任重而道遠(yuǎn)這。近幾年，我國的挖掘機(jī)行業(yè)發(fā)展迅速，特別是中、小型液壓挖掘機(jī)的發(fā)展，現(xiàn) 5 在都已形成系列。在這些生產(chǎn)企業(yè)中，以三一重工為首，玉柴重工、柳工、福田雷沃、山河智能等企業(yè)組成的中國挖掘機(jī)團(tuán)隊(duì)已達(dá)到一定的規(guī)模和水平。但是我國至今仍然未能開發(fā)出完全自主的液壓挖掘機(jī)，其關(guān)鍵技術(shù)還得依靠外國，國內(nèi)市場主要被外企占據(jù)，即使那些比較有名的國產(chǎn)品牌還得需要與外企合作，沒有自主開發(fā)的產(chǎn)品?？偠灾鼛啄晡覈簤和诰驒C(jī)發(fā)展迅速，但要達(dá)到國際水平還任重道遠(yuǎn)。 2、國外液壓挖掘機(jī)的發(fā)展和現(xiàn)狀 在國外，挖掘機(jī)的最早雛形出現(xiàn)在十六世紀(jì)的意大利威尼斯，當(dāng)時(shí)還是人力驅(qū)動(dòng)主要用于運(yùn)河的疏浚工程。到 1836年出現(xiàn)了以蒸汽機(jī)驅(qū)動(dòng)的“動(dòng)力鏟”，它可以模擬人的掘土工作。到 1899 年人們開始將電動(dòng)機(jī)應(yīng)用到挖掘機(jī)上從而出現(xiàn)了電動(dòng)挖掘機(jī)。第一次世界大戰(zhàn)后，人們開始將汽油機(jī)和柴油機(jī)用于挖掘機(jī)，這大大改善了挖掘機(jī)的使用性能和范圍，使得挖掘機(jī)得到大力發(fā)展。 進(jìn)入二十世紀(jì)，由于液壓技術(shù)的應(yīng)用，使得挖掘機(jī)得到質(zhì)的改變。 20 世紀(jì) 40 年代液壓技術(shù)開始應(yīng)用于挖掘機(jī)，出現(xiàn)了半液壓傳動(dòng)的挖掘機(jī)。到 20世紀(jì) 50 年代研制出了全液壓傳動(dòng)的挖掘機(jī)。盡管初期研制的液壓挖掘機(jī)的液壓技術(shù)不夠成熟，主要是是采用機(jī)床和飛機(jī)的液壓技術(shù)。其液壓元件的制造質(zhì)量也不夠穩(wěn)定，但是液壓技術(shù)的應(yīng)用還是讓挖掘機(jī)得到了一次飛躍式發(fā)展。尤其是到了 60 年代，開始出現(xiàn)完全為挖掘機(jī)設(shè)計(jì)的液壓技術(shù)和液壓元件，液壓挖掘機(jī)正式進(jìn)入了蓬勃發(fā)展的階段，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展的加快，挖掘機(jī)制造廠商和品種增加迅速，挖掘機(jī)產(chǎn)量也迅猛增加 3。到七十年代，液壓挖掘機(jī)已成為主流挖掘機(jī)產(chǎn)品，產(chǎn)量已占據(jù)絕大份額。到目前，液壓挖掘機(jī)幾乎已經(jīng)占領(lǐng)挖掘機(jī)市場，特別是中、小型挖掘機(jī)。 隨著液壓技術(shù)的進(jìn)一步成熟以及計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)和機(jī)電一體化技術(shù)等的快速發(fā)展，國際上液壓挖掘機(jī)的生產(chǎn)和研制正在朝向更加節(jié)能高效化、小型化、多功能化和人性化的方向發(fā)展 4。 本設(shè)計(jì)為液壓挖掘機(jī)工作機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。液壓挖掘機(jī)的類型較多，其工作裝置又可分為正鏟式和反鏟式。由于目前市場上中、小型挖掘機(jī)大多采用反鏟式，只有一些大型挖掘機(jī)和有特殊要求的挖掘機(jī)才采用正鏟式，所以本次設(shè)計(jì)的挖掘機(jī)類型為反鏟式單斗液壓挖掘 6 機(jī)。 本次設(shè)計(jì)的任務(wù)是設(shè)計(jì)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)斗容為 掘 級及以下土壤的液壓挖掘 機(jī)。它屬于中型液壓挖掘機(jī)，主要設(shè)計(jì)挖掘機(jī)的工作裝置。 7 2 總體方案 分析挖掘工作對工作機(jī)構(gòu)的要求，然后進(jìn)行挖掘機(jī)工作機(jī)構(gòu)類型的綜合分析和選用并進(jìn)行各主要零部件的尺寸設(shè)計(jì)，再進(jìn)行工作裝置液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在上面各零部件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行挖掘機(jī)的整體裝配設(shè)計(jì)和裝配干涉分析，再對各主要零部件進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性。 本次設(shè)計(jì)的液壓挖掘機(jī)工作裝置為反鏟式，而要設(shè)計(jì)合理的反鏟裝置必須滿足以下要求： 1)、主要的工作尺寸和工作 范圍能滿足使用要求， 2)、整機(jī)挖掘力的大小和分布情況應(yīng)滿足使用標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)機(jī)器應(yīng)具有一定的先進(jìn)性。 3)、確定各個(gè)鉸點(diǎn)位置，各零部件的結(jié)構(gòu)形式和截面尺寸形狀時(shí)應(yīng)盡可能使受力狀態(tài)有利，并盡量減輕各個(gè)結(jié)構(gòu)的重量。 4)、工作裝置的液壓缸設(shè)計(jì)應(yīng)考慮三化，采用系列參數(shù)。 5)、工作裝置的結(jié)構(gòu)形式和布置要易于裝拆和維修，尤其是那些易損壞的零部件的更換。 6）、采取合理有效的方法來達(dá)到特殊使用要求 5。 液壓挖掘機(jī)的總體結(jié)構(gòu)包括動(dòng)力裝置、工作裝置、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、操縱機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)系統(tǒng)、行走機(jī)構(gòu)和輔 助設(shè)備等 6。其主要零部件名稱如圖 2示： 8 圖 2壓挖掘機(jī)的基本構(gòu)造 參照 【 2】 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算法 估算出整機(jī)各部分尺寸和工作裝置尺寸。 給定的設(shè)計(jì)參數(shù)：鏟斗斗容量 q= 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，估算整機(jī)質(zhì)量為 G=2179+20147q=。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式求各 線性 尺寸參數(shù) ： Li=G（ m） （ 2 式中 誤 !未找到引用源。 線向尺寸經(jīng)驗(yàn)系數(shù)， G 為整機(jī)質(zhì)量。 參照【 2】 1體尺寸和工作尺寸經(jīng)驗(yàn)系數(shù)表 選取適當(dāng)系數(shù)來計(jì)算各部分尺寸： 1) 轉(zhuǎn)臺 底部 離地高： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ； 2) 履帶長度： 31 . 3 8 2 0 . 7 3 . 7 8 9 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ； 3) 軌 距： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 4) 底架離地高： 30 . 1 4 2 0 . 7 0 . 3 8 4 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ； 5) 司機(jī)室總高： 31 . 0 0 2 0 . 7 2 . 7 4 6h 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 9 6) 臂鉸離地高： 30 . 6 3 2 0 . 7 1 . 7 3 0 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ； 7) 臂鉸離回轉(zhuǎn)中心： 30 . 4 2 2 0 . 7 1 . 1 5 3x 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ； 8) 臂鉸與液壓缸鉸距： 30 . 3 2 0 . 7 0 . 8 2 4 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ； 9) 臂長：標(biāo)準(zhǔn)臂尺寸系數(shù)范圍 推薦值 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 。 所以 標(biāo)準(zhǔn)臂 3311 1 . 8 2 0 . 7 4 . 9 4 2 G m 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ； 10) 標(biāo)準(zhǔn) 斗 桿 ： 推 薦 系 數(shù) 錯(cuò)誤 ! 未 找 到 引 用 源 。 錯(cuò)誤 ! 未找到引用源。 , 3322 0 . 8 2 0 . 7 2 . 1 9 7 G m 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ； 11) 鏟斗 長度 ：推薦系數(shù) 錯(cuò)誤 ! 未 找 到 引 用 源 。3 , 3333 0 . 5 2 0 . 7 1 . 3 7 3 G m ； 1）動(dòng)臂轉(zhuǎn)角 : 00 4050 ； 2）斗桿轉(zhuǎn)角 : 00 60150 ； 3）鏟斗轉(zhuǎn)角 : 00 80150 ； 4）最大挖掘半徑： R= 5）最大挖掘深度： ，1 m a x 5 9 6）最大挖掘高度： ，2 m a x 6 8 7）最大卸載高度： ，3 m a x 4 6 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式求工作裝置 各部分 的重量： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 （ 2 式中 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 各部分重量系數(shù)； G 整機(jī)重量。 根據(jù)【 2】 1以估算整個(gè)工作裝置的重量 0 . 1 5 2 0 . 7 3 . 1 0 5 噸 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 。再由 2單位：噸） 10 表 2作裝置各部分的重量 G 名稱 重量（噸） 動(dòng)臂 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 桿 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 斗 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 11 3 工作裝置的設(shè)計(jì) 工作裝置的設(shè)計(jì)需根據(jù)要求確定其結(jié)構(gòu)方案，進(jìn)而確定其各部件的尺寸以及鉸點(diǎn)位置，最后還應(yīng)對其作業(yè)尺寸和工作臂的強(qiáng)度以及挖掘力的大小進(jìn)行校核，確保其滿足要求。 作裝置總體方案的選擇 工作裝置總體方案的選擇主要包括工作裝置總體結(jié)構(gòu)的選擇 ,動(dòng)臂、斗桿和鏟斗結(jié)構(gòu)形式的選擇以及 各個(gè)油缸鉸點(diǎn)的布置形式的選擇。 1、 工作裝置的總體結(jié)構(gòu) 圖 3作裝置總體結(jié)構(gòu)圖 2、動(dòng)臂、斗桿和鏟斗結(jié)構(gòu)形式的選擇 a) 動(dòng)臂是挖掘機(jī)工作裝置的主要部件，可分為整體式和組合式。整體式動(dòng)臂結(jié)構(gòu)簡單，重量輕而強(qiáng)度好具有良好的工作性能；組合式動(dòng)臂重量大，制造成 本也高，現(xiàn)一般僅作為 12 特殊配置使用。所以選用整體式動(dòng)臂。 整體式動(dòng)臂又有整體直動(dòng)臂和整體彎動(dòng)臂這兩種。其中整體直動(dòng)臂構(gòu)造簡單、重量輕、容易生產(chǎn)，主要用于懸掛式挖掘機(jī)，但不能獲得較大的挖掘深度，不適用于通用挖掘機(jī)；整體彎動(dòng)臂是目前應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)形式，可獲得較大的挖掘深度，但降低了卸土高度，這個(gè)正符合挖掘機(jī)反鏟作業(yè)的要求 7。所以，本次設(shè)計(jì)選用整體彎動(dòng)臂。 b)斗桿也有整體式和組合式這兩種形式。其中組合式不常用，大多數(shù)挖掘機(jī)都采用整體式，當(dāng)需要調(diào)節(jié)斗桿長度或杠桿比時(shí)采用更換斗桿或設(shè)置 2 4 個(gè)鉸鏈孔的方法。因此也采用整體式。 c)反鏟式挖掘機(jī)采用的鏟斗形式，其形狀和尺寸參數(shù)的合理性選擇對挖掘機(jī)的作業(yè)效果往往有很大影響。挖掘機(jī)的作業(yè)工況各種各樣，只用一個(gè)鏟斗很難完成所有的工況作業(yè)。所以為了滿足不同工況的作業(yè)需求，并能盡可能的提高作業(yè)效率，在同一反鏟裝置上可配幾種甚至幾十種不同結(jié)構(gòu)和容量的鏟斗，如圖 3本次設(shè)計(jì)所采用的反鏟斗常用鏟斗形式。 圖 3斗的常用形式 裝設(shè)斗齒可以增大鏟斗挖掘時(shí)所產(chǎn)生的壓力，從而增大切削力，使鏟斗更好的破碎或挖掘物料。鏟斗的斗齒大都采用裝配形式，其結(jié)構(gòu)形式有螺栓連接式和橡膠卡銷式 8如圖3-3(a)和 (b)所示。 13 圖 3齒連接方式 （ a) 螺栓連接式 （ b) 橡膠卡銷式 經(jīng)比較（ a）的結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡單，強(qiáng)度和剛度都比較好，所以選擇（ a)安裝方式。 3、 確定動(dòng)臂、斗桿、鏟斗油缸的鉸點(diǎn)布置 a) 3種動(dòng)臂油缸的布置方式 其中， a 和 b 比較常見， c 和 d 不常見。 a 的特點(diǎn)是不會消弱動(dòng)臂的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，但會影響動(dòng)臂的運(yùn)動(dòng)范圍， b 則與之相反，并能產(chǎn)生較大的挖掘力，但要采用雙液壓缸形式?？紤]到本次設(shè)計(jì)的挖掘機(jī)需要較大的挖掘力，所以動(dòng)臂油缸的布置方式選用 b,使用雙油缸。 b)斗桿油缸的布置方式如圖 3示： 14 圖 3桿油缸的布置方式 C)鏟斗與鏟斗液壓缸的連接形式有四連桿機(jī)構(gòu)和六連桿機(jī)構(gòu)這兩種，如圖 3示。其中四連桿機(jī)構(gòu)的連接方式是鏟斗直接鉸接于鏟斗液壓缸，特點(diǎn)是鏟斗轉(zhuǎn)角較小，但可以獲得較大的工作力矩；六連桿機(jī)構(gòu)的連接方式是鏟斗通過連桿與鏟斗液壓缸鉸接，其特點(diǎn)是當(dāng)液壓缸活塞桿行程相同時(shí)，鏟斗能夠得到較大的轉(zhuǎn)角從而來改善整個(gè)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)特性。 圖 3斗的連接方式 圖 3a）為直接連接，鏟斗、斗桿與鏟斗液壓缸組成四連桿機(jī)構(gòu)。圖 3b）中 15 液壓缸通過一個(gè)搖桿和一個(gè)連桿與鏟斗相連，與斗桿組成六連桿機(jī)構(gòu)。圖 3c）和（ d）的鉸接形式 相似相似，與（ b）的區(qū)別在于前者液壓缸活塞桿鉸接于搖桿兩端之間。因?yàn)椋?b）形式能讓鏟斗獲得較大挖掘力，所以選用（ b）圖所示的連接方式。 工作裝置的結(jié)構(gòu)尺寸主要包括鏟斗、斗桿和動(dòng)臂的尺寸以及各鉸點(diǎn)的位置。 1、鏟斗參數(shù)的選擇 圖 3斗形示意圖 斗容量 q，平均斗寬 B，轉(zhuǎn)斗挖掘半徑 R 和轉(zhuǎn)斗挖掘裝滿轉(zhuǎn)角 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 2（這里令 錯(cuò)誤 !未找到引用源。）四者之間有以下幾何關(guān)系：（見【 2】 21 ( 2 s i n 2 )2 B K 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 （ 3 式中： 土壤松散系數(shù) ,近似值取 因我國標(biāo)準(zhǔn)斗容 q 指堆尖容量，所以裝滿系數(shù)可不再考慮。平均斗寬 B 可根據(jù)【 2】 2鏟斗平均斗寬統(tǒng)計(jì)值和推薦范圍）查得 q=，取 B=因?yàn)?1 E 隨著 B 和 R 的變大而減小。但 B 和 R 大到一定程度，綜合反應(yīng)到 2 錯(cuò) 16 誤 !未找到引用源。 900 以后 E 的減小減緩。顯然 B 和 R 無限增大會導(dǎo)致 q=0，鏟斗變?yōu)槠桨?。?B 的增大使附加載荷引起的對工作裝置的扭矩和水平彎矩隨之增大，從而對工作裝置的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度的要求更高。全面考慮有關(guān)因素，可取 2 =900 1000。如果 2 1000 則 大；如果 2 900，則 B 和 R 太大。所以取 2 =960。 因此由式 3： R= 2( s i n 2 )90 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 所以 R= 式中 鏟斗挖掘阻力 ， E 鏟斗挖掘時(shí)挖掘 1積的土所耗費(fèi)的能量稱為鏟斗挖掘能容量 。 鏟斗上兩個(gè)鏟點(diǎn) K 與 Q 之間距離大影響鏟斗機(jī)構(gòu)傳動(dòng)特性，太小則影響鏟斗結(jié)構(gòu)剛度，一般取特性參數(shù)2k=錯(cuò)誤 !未找到引用源。 /R=鏟斗轉(zhuǎn)角較大時(shí)，錯(cuò)誤 !未找到引用源。 取較小值。一般取10 9 5 1 1 5K Q V 。根據(jù)實(shí)際情況取 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =0 100 。即 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =2 2、動(dòng)臂和斗桿尺寸的確定 動(dòng)臂與斗桿的長度比為 2 時(shí)稱為長動(dòng)臂短斗桿方案，當(dāng) 屬于短動(dòng)臂長斗桿布置方案， 2 之間稱為中間比例方案 9。對于沒有特殊要求的挖掘機(jī)，一般取中間比例方案，即取特性參數(shù)。 13未找到 引用源。 =2，這里取 根據(jù)前面經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算結(jié)果并參考現(xiàn)代 15液壓挖掘機(jī)的作業(yè)參數(shù)，初步選取最大挖掘半徑 500統(tǒng)計(jì)，最大挖掘半徑 一般于1 2 3l l l錯(cuò)誤 !未找到引用源。 的和很接近，因此在32】 驗(yàn)公式計(jì)算： 11211 (3 17 1 1 3l K l(3式中： 1l 動(dòng)臂長，即尺寸 , 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 斗桿長，即尺寸 ， 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 鏟斗尺寸 R, 最大挖掘半徑， 由此計(jì)算得 : 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 2 9 5 0 0 1 3 6 0 29071 1 . 8l m m, 初步選定2 2900l m m錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ； 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ，初步選定 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 。 動(dòng)臂的彎角1一般可取 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =1200 1400，彎角大可增加挖掘深度，但降低了卸載高度，太小則對強(qiáng)度不利，針對實(shí)際情況，可初步確定 錯(cuò)誤 !未找到引用源。=1200。 圖 3鉸點(diǎn)位置 到此，動(dòng)臂和斗桿的基本長度和彎角已經(jīng)確定，其余各部分的具體參數(shù)，可參照現(xiàn)代列液壓挖掘機(jī)進(jìn)行類比做仿形設(shè)計(jì)，并結(jié)合本次設(shè)計(jì)要求，運(yùn)用 維技術(shù)對工作裝置進(jìn)行建模分析，優(yōu)化各鉸點(diǎn)的位置 如圖 3示，進(jìn)而得到各部分的尺 18 寸如下表所示： 表 3部件鉸點(diǎn)的距離 工作裝置組成 距離（ 鏟斗 630 90 00 00 斗桿 900 48 78 00 867 429 452 810 動(dòng)臂 200 405 495 384 256 022 1 120 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 機(jī)體 88 至此，工作裝置的基本尺寸和鉸點(diǎn)位置已全部確定。 19 4 工作裝置的強(qiáng)度校核 液壓挖掘機(jī)主工作裝置在作業(yè)時(shí)其各結(jié)構(gòu)件的受力情況會隨著其位置的變化而不同，所以在這里僅計(jì)算在最不利工況情況下工作裝置的受力，進(jìn)而對主要零部件進(jìn)行強(qiáng)度校核。 液壓挖掘機(jī)反鏟裝置工作時(shí)既可用鏟斗液壓缸挖掘（簡稱轉(zhuǎn)斗挖掘），也可用斗桿液壓缸挖掘（簡稱斗桿挖掘），或作復(fù)合動(dòng)作挖掘。一般認(rèn)為當(dāng)挖掘機(jī)的斗容量小于 在土質(zhì)松軟地作業(yè)時(shí)以轉(zhuǎn)斗挖掘?yàn)橹?，反之則以斗桿挖掘?yàn)橹?16。本次設(shè)計(jì)的挖掘機(jī)斗容為 要求 挖掘 土壤，所以本設(shè)計(jì)中以斗桿挖掘?yàn)橹鳌?在不同的位置挖掘阻力也不同，這里僅選阻力最大的位置。 根據(jù)【 2】 00= 0 7 4阻（ 5 式中 K 挖掘比阻力 ， K=20 30N/ q 鏟斗容量； 0 斗桿挖掘時(shí)的切削半徑，由 ?？芍?錯(cuò)誤 !未找到引用源。 = 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 斗桿在挖掘過程中的總轉(zhuǎn)角，一般 錯(cuò)誤 !未找到引用源。=50 80 ，取 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =75 ； 土壤松散系數(shù)， 當(dāng) K 取最大值時(shí)得最大挖掘阻力，計(jì)算得：8 液壓挖掘機(jī)的工作裝置由動(dòng)臂、斗桿、鏟斗、連桿、搖桿和各種液壓缸組成。在對這 20 些零部件進(jìn)行強(qiáng)度校核前 ，首先應(yīng)該確定工作裝置的最不利工況，即在這工況下對某一零部件出現(xiàn)最大的應(yīng)力，將這個(gè)工況作為校核該零部件的依據(jù) 17。 由于本次設(shè)計(jì)的挖掘機(jī)以斗桿挖掘?yàn)橹?，即斗桿挖掘力大于鏟斗挖掘力，所以應(yīng)選取斗桿液壓缸挖掘作為計(jì)算工況。參考文獻(xiàn)【 2】 ，本次設(shè)計(jì)采用以下位置 (圖 5行計(jì)算： （ 1）動(dòng)臂位于動(dòng)臂液壓缸 對鉸點(diǎn) （ 2）斗桿位于斗桿液壓缸作用力臂最大處； （ 3）鏟斗位于 能夠產(chǎn)生最大挖掘力的位置； 該工況下工作裝置位置如圖 5示。圖中各參數(shù)如下（未注單位為 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ，1 590S ，2 600S 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ，3 5190S 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ，4 610S 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ，5 1150S 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ，6 560S 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ，7 670S 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ，9 680S ，1 2950L 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ，2 5470L 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ，3 5570L 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ，4 1630L 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ，5 3130L ，6 950L ，7 630L ，1 N錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ，2 7 G K N錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ， 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 21 圖 5不利工況尺寸圖 在此工況下挖掘機(jī)工作裝置上的作用力僅有工作裝置各部分的自身重量 (動(dòng)臂重 桿重 斗重 作用于鏟斗齒上的挖掘阻力。各液壓油缸的工作狀態(tài)為：斗桿液壓缸液壓缸以主動(dòng)力 作，鏟斗液壓缸承受被動(dòng)作用力 臂液壓缸承受閉鎖力 各液壓缸所能產(chǎn)生的最大力按下式計(jì)算： 24F A P D p 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 (5式中 D 液壓缸的缸徑 p 液壓油作用力 已知各液壓缸的缸徑均為 100統(tǒng)壓力 p=25此各液壓缸所能 產(chǎn)生的最大力為： 21 2 3 1 0 0 2 5 1 9 6 . 2 54F F F K N 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 將鏟斗作為獨(dú)立體，按對鉸點(diǎn) H 的力矩平衡方程 0，求出鏟斗液壓缸的挖掘力1 241 3 1 3471 () S 1 6 0 0 6 1 0( 7 . 8 4 5 9 0 1 9 6 . 2 5 )1 6 3 0 6 4 0 將整個(gè)工作機(jī)構(gòu)作為整體體，按對動(dòng)臂底部鉸點(diǎn) A 的力矩平衡方程 0錯(cuò)誤 !未找到引用源。 求出鏟斗液壓缸的另一個(gè)挖掘力2 2 1 9 1 1 2 2 3 3 1 031 () S G L G L G L F 錯(cuò)誤 ! 未 找 到 引 用 源 。 22 1 ( 1 9 6 . 2 5 6 8 0 1 4 . 7 2 9 5 0 7 . 8 4 5 4 7 0 7 . 8 4 5 5 7 0 7 1 . 6 9 2 820)5190 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 將斗 桿作為獨(dú)立體，按對鉸點(diǎn) F 的力矩平衡方程 0 2 1 5 2 7 3 5 2 661 () L F L G S G 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 1 ( 7 1 . 6 9 3 1 3 0 1 1 . 7 9 6 3 0 7 . 8 4 1 1 5 0 7 . 8 4 5 6 0 )950 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 230 而斗桿液壓缸的閉鎖力2 1 9 6 F K N錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ，由 22誤 !未找到引用源。 ，說明 值不能夠?qū)崿F(xiàn) 。 計(jì)算時(shí)取 22 1 9 6 . 2 5F F K N錯(cuò)誤 !未找到引用源。代入 0 N錯(cuò)誤 !未找到引用源。 。 再將鏟斗取出作為獨(dú)立體，視連桿 二力桿，其對鉸點(diǎn) M 作用力的方向沿 對鉸點(diǎn) H 的力矩平衡方程 0，可求出鉸點(diǎn) M 處受 力 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 1 4 3 141 () L G 1 ( 7 1 . 6 9 1 6 3 0 7 . 8 4 5 9 0 )610 184錯(cuò)誤 !未找到引用源。 由鏟斗在水平 X 方向和豎直 Y 方向上的合力分別平衡 0和 0,可求出鏟斗在鉸 點(diǎn) H 處受到的水平力 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 和豎直力 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 12c o s 2 2 s i n 2 2 s i n 3 5H X W W F F 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 7 1 . 6 9 c o s 2 2 9 . 5 3 s i n 2 2 1 8 4 s i n 3 5 1 2 1c o s 3 5 c o s 2 2 s i n 2 2H Y M W F F F 23 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 1 4 . 7 1 8 4 c o s 3 5 9 . 5 2 c o s 2 2 7 1 . 6 9 s i n 2 2 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 根據(jù)鉸點(diǎn) Q 處的力平衡，可求得搖桿 鉸點(diǎn) Q 的水平力未找到引用源。 。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 0錯(cuò)誤 !未找到引用源。 3 s i n 1 6 s i n 3 5Q X F 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 1 9 6 . 2 5 s i n 1 6 1 8 4 s i n 3 5 0錯(cuò)誤 !未找到引用源。 3 c o s 1 6 c o s 3 5Q Y F 1 9 6 . 2 5 c o s 1 6 1 8 4 c o s 3 5 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 將斗桿作為獨(dú)立體，根據(jù)斗桿的力平衡方程可以求得在鉸點(diǎn) F 處斗桿受到的水平力豎直力 誤 !未找到引用源。 。 錯(cuò)誤 !未