【正文】 山東交通學(xué)院 2021 屆畢業(yè)生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題目： 20 噸履帶式 單斗 液壓挖掘機(jī)工作裝置三維設(shè)計(jì) 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 機(jī)械 085 學(xué) 號(hào)： 080610418 姓 名： 谷守領(lǐng) 指導(dǎo)教師： 張 鵬 二 O一二年六月 1 摘 要 挖掘機(jī)械是用鏟斗挖掘高于或低于承機(jī)面的物料，并裝入運(yùn)輸車輛或卸至堆料場(chǎng)的土 方機(jī)械。 挖掘的物料主要是土壤、煤、泥沙以及經(jīng)過(guò)預(yù)松后的土壤和巖石。 液壓挖掘機(jī)的工作裝置是直接完成挖掘任務(wù)的裝置，它由動(dòng)臂、斗桿、鏟斗等三部分鉸接而成； 其工作過(guò)程是由動(dòng)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(tái)的 360176。 回轉(zhuǎn)等動(dòng)作組成。 從外觀上看，挖掘機(jī)主要由工作裝置、上部轉(zhuǎn)臺(tái)和行走機(jī)構(gòu)三部分組成。 本論文主要對(duì)挖掘機(jī)進(jìn)行工作裝置設(shè)計(jì)。首先，提出整機(jī)的方案并初步確定各部件的結(jié)構(gòu)尺寸，進(jìn)而完成了動(dòng)臂、斗桿、鏟斗等部件的 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ，并對(duì)工作裝置各部件進(jìn)行了 各鉸點(diǎn)之間的距離 計(jì)算和校核 以及挖掘機(jī)作業(yè) 范圍的計(jì)算 。最后，運(yùn)用 solidworks 三維軟件繪制了挖掘機(jī)的整體三維效果圖，實(shí)現(xiàn)了挖掘機(jī)的三維動(dòng)畫。 關(guān)鍵詞 ：挖掘機(jī)，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(jī)工作原理概述 ...................................... 2 國(guó)內(nèi)外研究 現(xiàn)狀 .......................................... 3 課題研究方法 ............................................ 4 論文構(gòu)成及研究?jī)?nèi)容 ...................................... 5 2 挖掘機(jī)工作裝置設(shè)計(jì) ........................................... 6 工作裝置構(gòu)成 ............................................ 6 動(dòng)臂及斗桿的結(jié)構(gòu)形式的初選 .............................. 7 動(dòng)臂與動(dòng)臂油缸的布置 .................................... 7 鏟斗與鏟斗油缸的連接方式 ................................ 8 鏟斗的結(jié)構(gòu)選擇 .......................................... 8 原始幾何參數(shù)的初定 ...................................... 9 3 工作裝置運(yùn)動(dòng)分析 ............................................ 11 動(dòng)臂運(yùn)動(dòng)分析 ........................................... 11 斗桿的運(yùn)動(dòng)分析 ......................................... 12 鏟斗的運(yùn)動(dòng)分析 ......................................... 13 特殊工作位置計(jì)算 ....................................... 17 4 工作裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算 .......................................... 20 斗形參數(shù)的確定 ......................................... 20 動(dòng)臂機(jī)構(gòu)參數(shù)的確定 ..................................... 20 α 與 A點(diǎn)坐標(biāo)的選取 ................................ 20 l1 與 l2的計(jì)算 ..................................... 20 l41與 l42 的計(jì)算 ................................... 21 l5 的計(jì)算 .......................................... 21 斗桿機(jī)構(gòu)基本參數(shù)的確定 ................................. 22 鏟斗機(jī)構(gòu)基本參數(shù)的確定 ................................. 24 轉(zhuǎn)角范圍 .......................................... 24 鏟斗機(jī)構(gòu)其它基本參數(shù)的計(jì)算 ........................ 24 5三維實(shí)體設(shè)計(jì) ................................................ 26 SOLIDWORKS三維軟件簡(jiǎn)介 ................................... 26 挖掘機(jī)實(shí)體建模 ......................................... 26 繪制出零部件 ....................................... 26 裝配部件 .......................................... 27 分析運(yùn)用 SOLIDWORKS軟件得到的結(jié)果 ........................ 28 結(jié) 論 ......................................................... 29 致 謝 ......................................................... 30 4 參考文獻(xiàn) ...................................................... 31 山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 1 緒 論 選題的目的及意義 挖掘機(jī)械是一種集土方挖掘、裝載、平整、拆除、搶險(xiǎn)等作業(yè)的工程機(jī)械，廣泛應(yīng)用于各類土石方 工程施工、民用建筑、道路建設(shè)和市政工程場(chǎng)所，在工程機(jī)械中占據(jù)著舉足重要的地位。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，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(jī)械來(lái)完成的。因此，在世界范圍內(nèi)，挖掘機(jī)也是產(chǎn)銷量最大、應(yīng)用最多的一類工程機(jī)械。尤其近年來(lái)我國(guó)挖掘機(jī)械的產(chǎn)銷量每年均有 15～ 30%的爆炸式增長(zhǎng)， 2021 年更是達(dá)到了驚人的%的增長(zhǎng)?？梢哉f(shuō)挖掘機(jī)械式工程機(jī)械行業(yè)中最重要的機(jī)種之一，工程機(jī)械之王，甚至可以說(shuō)得 挖掘機(jī)械者得工程機(jī)械天下。 液壓挖掘機(jī)與其他工程機(jī)械相比，具有更高作業(yè)效率、更加節(jié)能特點(diǎn)，其科技含量和信息化 程度高，是工程機(jī)械中技術(shù)難度大，具有標(biāo)志性的重要產(chǎn)品之一，它的制造技術(shù)水平和生產(chǎn)能力反映了國(guó)家的工程機(jī)械的整體水平，不夸張的說(shuō)也反映了國(guó)家的裝備制造業(yè)水平 。 液壓挖掘機(jī)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的終端機(jī)械產(chǎn)品，整機(jī)的零部件高達(dá) 2021 多種 3000 多件，覆蓋機(jī)械、液壓傳動(dòng)、冶金、石油化工、電氣等多行業(yè)。它的發(fā)展將全面帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)起到相當(dāng)重要的促進(jìn)意義 中國(guó)挖掘機(jī)行業(yè)從形成、發(fā)展到壯大，成為世界工程機(jī)械大國(guó)，經(jīng)歷了短短的 40余年，特別是改革開放 30 年來(lái)，發(fā)展尤為迅速，以液壓挖掘機(jī)為例， 1993 年我國(guó)液 壓挖掘機(jī)總銷量為 2349 臺(tái)， 17年后的 2021 年我國(guó)液壓挖掘機(jī)的總銷量高達(dá) 165000 臺(tái)，17 年增長(zhǎng) 60 倍， 2021 年更是達(dá)到了同比增長(zhǎng) %驚人速度。 2021 年 12 月，國(guó)內(nèi)主要 23家主要挖掘機(jī)制造公司實(shí)際累計(jì)銷售挖掘機(jī) 13500 臺(tái)，打破歷年 12 月銷售記錄；在過(guò)去的 2021 年，我國(guó)挖掘機(jī)行業(yè)延續(xù)了上年發(fā)展態(tài)勢(shì)，在政府加大基建投資、推進(jìn)城鎮(zhèn)化建設(shè)等多種政策疊加效應(yīng)的作用拉 動(dòng)下，實(shí)際累計(jì)銷售總量超過(guò) 165000 萬(wàn)臺(tái)，銷量再創(chuàng)新高。 據(jù)中國(guó)挖掘機(jī)械網(wǎng) CEMA 中國(guó)市場(chǎng)挖掘機(jī)實(shí)銷量數(shù)計(jì)庫(kù)統(tǒng)計(jì)， 2021 年中國(guó)自主品 牌挖掘機(jī)實(shí)際累計(jì)銷售挖掘機(jī) 47600 臺(tái)，較去年同期大幅增長(zhǎng) 92%，遠(yuǎn)高于行業(yè)平均增長(zhǎng)水平。自主品牌占當(dāng)年挖掘機(jī)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?gòu)膰?guó)內(nèi)市場(chǎng)分十大用戶行業(yè)來(lái)說(shuō)，公路建設(shè)挖掘機(jī)需求量占全年銷售量的 %，礦山開采占%，市政建設(shè)（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(lái)這三大行業(yè)將繼續(xù)發(fā)展，鐵路建設(shè)、水利水電等行業(yè)將作為重點(diǎn)發(fā)展行業(yè)需求前景看好。 谷守領(lǐng)： 20噸履帶式單斗液壓挖掘機(jī)工作裝置三維設(shè)計(jì) 2 從 2021 年開 始，隨著經(jīng)濟(jì)的逐步復(fù)蘇，公路建設(shè)、房地產(chǎn)建設(shè)、鐵路建設(shè)等領(lǐng)域直接拉動(dòng)了對(duì)挖掘機(jī)的需求。受國(guó)家推動(dòng)的大規(guī)?；ㄓ?jì)劃和房地產(chǎn)行業(yè)投資景氣的影響，中國(guó)挖掘機(jī)市場(chǎng)將會(huì)有進(jìn)一步的增長(zhǎng)。未來(lái)挖掘機(jī)行業(yè)前景看好，中西部地區(qū)和東北地區(qū)隨著經(jīng)濟(jì)建