【正文】 山東交通學院 2021 屆畢業(yè)生畢業(yè)論文（設計） 題目： 20 噸履帶式 單斗 液壓挖掘機工作裝置三維設計 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 班 級： 機械 085 學 號： 080610418 姓 名： 谷守領 指導教師： 張 鵬 二 O一二年六月 1 摘 要 挖掘機械是用鏟斗挖掘高于或低于承機面的物料，并裝入運輸車輛或卸至堆料場的土 方機械。 挖掘的物料主要是土壤、煤、泥沙以及經(jīng)過預松后的土壤和巖石。 液壓挖掘機的工作裝置是直接完成挖掘任務的裝置，它由動臂、斗桿、鏟斗等三部分鉸接而成； 其工作過程是由動臂的上升下降，斗桿的伸出和回收，鏟斗的挖土和卸土，以及上部平臺的 360176。 回轉等動作組成。 從外觀上看，挖掘機主要由工作裝置、上部轉臺和行走機構三部分組成。 本論文主要對挖掘機進行工作裝置設計。首先，提出整機的方案并初步確定各部件的結構尺寸，進而完成了動臂、斗桿、鏟斗等部件的 結構設計 ，并對工作裝置各部件進行了 各鉸點之間的距離 計算和校核 以及挖掘機作業(yè) 范圍的計算 。最后，運用 solidworks 三維軟件繪制了挖掘機的整體三維效果圖，實現(xiàn)了挖掘機的三維動畫。 關鍵詞 ：挖掘機，工作裝置， solidworks 三維軟件 2 Abstract Excavator is a earthmoving machinery, witch is used to dig the material above or below the surface of bearing machine and load transport vehicles or unload to the yard by its bucket. Excavated material is mainly soil, coal, sand, preloose soil and rocks. Hydraulic excavator， s working unit is the device of plete the mining task directly, which consists of boom, stick,and bucket ,the three parts are hinged together。 The work process consists of the rise and fall of the boom, the stretch and recovery of stick , the excavation and dump of bucket, and the 360 176。 rotary movement of the upper platform and so on. From the exterior view, excavator consist of three parts of working unit, the upper turret, and running gear of three parts. The paper mainly designs the overall structure and the working unit of the excavator. Firstly, the paper must make sure the whole scheme and the initial size of parts ， structure, then plete the kinematic analysis of the boom, stick, bucket and other parts , and calculate and check the various ponents of the working unit. Finally, the threedimensional software of solidworks is used to draw threedimensional renderings of the overall excavator, and achieve excavator， s threedimensional animation. Keywords: excavator, working unit, the threedimensional software of solidworks 3 目 錄 1 緒 論 ....................................................... 1 選題的目的及意義 ........................................ 1 挖掘機工作原理概述 ...................................... 2 國內(nèi)外研究 現(xiàn)狀 .......................................... 3 課題研究方法 ............................................ 4 論文構成及研究內(nèi)容 ...................................... 5 2 挖掘機工作裝置設計 ........................................... 6 工作裝置構成 ............................................ 6 動臂及斗桿的結構形式的初選 .............................. 7 動臂與動臂油缸的布置 .................................... 7 鏟斗與鏟斗油缸的連接方式 ................................ 8 鏟斗的結構選擇 .......................................... 8 原始幾何參數(shù)的初定 ...................................... 9 3 工作裝置運動分析 ............................................ 11 動臂運動分析 ........................................... 11 斗桿的運動分析 ......................................... 12 鏟斗的運動分析 ......................................... 13 特殊工作位置計算 ....................................... 17 4 工作裝置的設計計算 .......................................... 20 斗形參數(shù)的確定 ......................................... 20 動臂機構參數(shù)的確定 ..................................... 20 α 與 A點坐標的選取 ................................ 20 l1 與 l2的計算 ..................................... 20 l41與 l42 的計算 ................................... 21 l5 的計算 .......................................... 21 斗桿機構基本參數(shù)的確定 ................................. 22 鏟斗機構基本參數(shù)的確定 ................................. 24 轉角范圍 .......................................... 24 鏟斗機構其它基本參數(shù)的計算 ........................ 24 5三維實體設計 ................................................ 26 SOLIDWORKS三維軟件簡介 ................................... 26 挖掘機實體建模 ......................................... 26 繪制出零部件 ....................................... 26 裝配部件 .......................................... 27 分析運用 SOLIDWORKS軟件得到的結果 ........................ 28 結 論 ......................................................... 29 致 謝 ......................................................... 30 4 參考文獻 ...................................................... 31 山東交通學院畢業(yè)設計（論文） 1 1 緒 論 選題的目的及意義 挖掘機械是一種集土方挖掘、裝載、平整、拆除、搶險等作業(yè)的工程機械，廣泛應用于各類土石方 工程施工、民用建筑、道路建設和市政工程場所，在工程機械中占據(jù)著舉足重要的地位。 據(jù)統(tǒng)計，世界范圍內(nèi)各種土方工程約有 60～ 70%的土方 工作 由挖掘機械來完成的。因此，在世界范圍內(nèi)，挖掘機也是產(chǎn)銷量最大、應用最多的一類工程機械。尤其近年來我國挖掘機械的產(chǎn)銷量每年均有 15～ 30%的爆炸式增長， 2021 年更是達到了驚人的%的增長?？梢哉f挖掘機械式工程機械行業(yè)中最重要的機種之一，工程機械之王，甚至可以說得 挖掘機械者得工程機械天下。 液壓挖掘機與其他工程機械相比，具有更高作業(yè)效率、更加節(jié)能特點，其科技含量和信息化 程度高，是工程機械中技術難度大，具有標志性的重要產(chǎn)品之一，它的制造技術水平和生產(chǎn)能力反映了國家的工程機械的整體水平，不夸張的說也反映了國家的裝備制造業(yè)水平 。 液壓挖掘機是結構復雜的終端機械產(chǎn)品，整機的零部件高達 2021 多種 3000 多件，覆蓋機械、液壓傳動、冶金、石油化工、電氣等多行業(yè)。它的發(fā)展將全面帶動相關產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，為國民經(jīng)濟增長起到相當重要的促進意義 中國挖掘機行業(yè)從形成、發(fā)展到壯大，成為世界工程機械大國，經(jīng)歷了短短的 40余年，特別是改革開放 30 年來，發(fā)展尤為迅速，以液壓挖掘機為例， 1993 年我國液 壓挖掘機總銷量為 2349 臺， 17年后的 2021 年我國液壓挖掘機的總銷量高達 165000 臺，17 年增長 60 倍， 2021 年更是達到了同比增長 %驚人速度。 2021 年 12 月，國內(nèi)主要 23家主要挖掘機制造公司實際累計銷售挖掘機 13500 臺，打破歷年 12 月銷售記錄；在過去的 2021 年，我國挖掘機行業(yè)延續(xù)了上年發(fā)展態(tài)勢，在政府加大基建投資、推進城鎮(zhèn)化建設等多種政策疊加效應的作用拉 動下，實際累計銷售總量超過 165000 萬臺，銷量再創(chuàng)新高。 據(jù)中國挖掘機械網(wǎng) CEMA 中國市場挖掘機實銷量數(shù)計庫統(tǒng)計， 2021 年中國自主品 牌挖掘機實際累計銷售挖掘機 47600 臺，較去年同期大幅增長 92%，遠高于行業(yè)平均增長水平。自主品牌占當年挖掘機銷售總量的 %，比上年提高 %。 2021 銷售最大占第一位的是江蘇省，其余依次是四川、安徽、山東、內(nèi)蒙、排名與往年不大。再從國內(nèi)市場分十大用戶行業(yè)來說，公路建設挖掘機需求量占全年銷售量的 %，礦山開采占%，市政建設（包括房地產(chǎn)業(yè)）占 %，這三大行業(yè)占了總需求量 60%以上，未來這三大行業(yè)將繼續(xù)發(fā)展，鐵路建設、水利水電等行業(yè)將作為重點發(fā)展行業(yè)需求前景看好。 谷守領： 20噸履帶式單斗液壓挖掘機工作裝置三維設計 2 從 2021 年開 始，隨著經(jīng)濟的逐步復蘇，公路建設、房地產(chǎn)建設、鐵路建設等領域直接拉動了對挖掘機的需求。受國家推動的大規(guī)模基建計劃和房地產(chǎn)行業(yè)投資景氣的影響，中國挖掘機市場將會有進一步的增長。未來挖掘機行業(yè)前景看好，中西部地區(qū)和東北地區(qū)隨著經(jīng)濟建