【正文】 的要求以及結(jié)構(gòu)上的合理。初選高速彎軸式軸向柱塞液壓馬達(dá)，雙排滾球式回轉(zhuǎn)支承。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 共 58 頁 第 12 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 圖 雙泵高壓變量液壓系統(tǒng) 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)型式的初步確定 全回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，按液壓機(jī)的結(jié)構(gòu)型式可分為“高速方案”和“低速方案”兩類。在中型和大型挖掘機(jī)中得到廣泛應(yīng)用。 斗桿結(jié)構(gòu)型式的初步確定 斗桿有整體式和組合式兩種，大多數(shù)挖掘機(jī)都采用整體式斗桿，當(dāng)需要調(diào)節(jié)斗桿長度或杠桿比時采用跟換斗桿的辦法，或者在斗桿上設(shè)置 2~4 個可供調(diào)節(jié)時選擇的與動臂端部鉸接的孔。用于長期作業(yè)條件相似的挖掘機(jī)。 動臂結(jié)構(gòu)型式的初步確定 反鏟動臂可分為整體式和組合式兩類 1)整體式動臂有直動臂和彎動臂兩種。~160176。 表 機(jī)體外形尺寸 名稱 機(jī)體尺寸系數(shù) 計(jì)算結(jié)果 (m) 取值 (m) 履帶長度 軌距 轉(zhuǎn)臺寬度 司機(jī)棚高度 轉(zhuǎn)臺底部離地高 尾部半徑 前部離回轉(zhuǎn)中心 機(jī)棚總高 履帶總高 底架離地隙 臂鉸離回轉(zhuǎn)中心 臂鉸與液壓缸鉸距 臂鉸與液壓缸鉸傾角 45176。 重量參數(shù)的初步確定 重量參數(shù)包括整機(jī)重量及各總成的重量 1． 整機(jī)重量初步確定 整機(jī)重量可以通過類比國內(nèi)外同類型樣機(jī)得出（必須有同類型樣機(jī) 2～ 3 個） 類比公式： 12GG設(shè)計(jì)機(jī)重樣機(jī)機(jī)重 = 12qq 設(shè)計(jì)機(jī)重： 4t 額定斗容 q= 1） 徐工集團(tuán) xe40 液壓挖掘機(jī) 整機(jī)重量 斗容 q= 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 共 58 頁 第 8 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 2） 小松 KOMATSU_PC35MR2_挖掘機(jī) 整機(jī)重量 斗容 q= 取樣機(jī)機(jī)重 G2= q2= 據(jù)計(jì)算的設(shè)計(jì)機(jī)重 G1= 2． 各總成重量的初步確定 各總成重量包括：反鏟作業(yè)裝置、底盤和平臺重量參數(shù)，由經(jīng)驗(yàn)公式： iiGG k G? 確定。 （ 3）挖掘機(jī)工作裝置作為一種典型的工程 機(jī)械復(fù)雜機(jī)電液系統(tǒng)，由于其自身的特點(diǎn)，該項(xiàng)研究是比較困難的工作。 雖然液壓挖掘機(jī)的發(fā)展很快，但是液壓挖掘機(jī)仍然存在著各種問題： （ 1）控制精度的要求并不高，多數(shù)在 100mm 之內(nèi)，并不像其它領(lǐng)域機(jī)器人運(yùn)動控制要求到 10mm 之內(nèi)，或者更高。 隨著我國改革開放的進(jìn)一步深入，國家對基礎(chǔ)建設(shè)和基礎(chǔ)設(shè)施投資的規(guī)模日益擴(kuò)大，國內(nèi)用戶對高質(zhì)量、高水平、高效率的液壓挖掘機(jī)的需求愈來愈迫切。出現(xiàn)了一批實(shí)力比較雄厚的生產(chǎn)企業(yè)如中國一拖、柳州工程機(jī)械廠、黃河工程機(jī)械廠、廣西玉柴股份有限公司等。隨著對液壓挖掘機(jī)的工作效率、節(jié)能環(huán)保、操作輕便、安全舒適、可靠耐用等方面性能要求的提高，促使了機(jī)電液一體化在挖掘機(jī)的應(yīng)用，并使其各種性能有了質(zhì)的飛躍。 （ 5）、加強(qiáng)對駕駛員的勞動保護(hù)，改善駕駛員的勞動條件。 （ 2）、迅速發(fā)展全液壓挖掘機(jī)，不斷改進(jìn)和革新控制方式，使挖掘機(jī)由簡單的杠桿操縱發(fā)展到液壓操縱、氣壓操縱、液壓伺服操縱和電氣操縱，利用電子計(jì)算機(jī)控制接收器和激光導(dǎo)向相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)挖掘機(jī)作業(yè)操縱的完全自動化。針對液壓挖掘機(jī)工作裝置的 CAD 軟件也已經(jīng)有了不少的研究。顯然挖掘機(jī)在整個工程機(jī)械行業(yè)中是產(chǎn)、銷量增長最快的機(jī)種之一?？梢灶A(yù)見，隨著國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，液壓挖掘機(jī)的需求量將逐年大幅度增長。本文對小型液壓挖掘機(jī)做了簡要介紹，分析了液壓挖掘機(jī)的主要動作，并根據(jù)動作要求設(shè)計(jì)了挖掘機(jī)的工 作裝置 和底盤總成 。 畢業(yè)設(shè)計(jì) 計(jì)算說明書 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 共 58 頁 第 1 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 摘 要 本文主要對小型履帶式液壓挖掘機(jī)總體設(shè)計(jì)進(jìn)行了闡述，對于工作裝置的各個結(jié)構(gòu)尺寸的確定、油缸的確定以及油缸鉸點(diǎn)的確定都做了比較詳細(xì)的描述，然后對于挖掘性能做了比較詳細(xì)的驗(yàn)算。同時對回轉(zhuǎn)裝置、 液壓系統(tǒng) 和各液壓缸的參數(shù)進(jìn)行初步估算 。今后幾年我國液壓挖掘機(jī)行業(yè)將會有一個很大的發(fā)展，液壓挖掘機(jī)的年產(chǎn)量將會以高于 20%的速度增長。 而在挖掘機(jī)中最為重要的就是關(guān)于工作裝置設(shè)計(jì)，因?yàn)橥诰驒C(jī)的工作裝置能偶最為明顯的體現(xiàn)機(jī)器的工作能力和工作壽命，所以設(shè)計(jì)工作可靠，性能好，成本低，效率高，維護(hù)使用方便的工作裝置就顯得格外重要。 國外液壓挖掘機(jī)發(fā)展動態(tài)和研究現(xiàn)狀 國外挖掘機(jī)生產(chǎn)歷史較長，液壓挖掘技術(shù)的不斷成熟使挖掘機(jī)得到全面的發(fā)展。 （ 3）、采用新技術(shù)、新工藝、新結(jié)構(gòu)、加快標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化發(fā)展速度。液壓挖掘機(jī)采用帶有墜物保護(hù)結(jié)構(gòu)和傾翻保護(hù)結(jié)構(gòu)的駕駛室，安裝可調(diào)節(jié)的彈性座椅，用隔音措施降低噪聲干擾。 國內(nèi)液壓挖掘機(jī)的發(fā)展動態(tài)和研究現(xiàn)狀 早在 1985 年我國便開始了液壓挖掘機(jī)的研制開發(fā)工作，隨后開發(fā)出一系列比較成熟的產(chǎn)品， 如 Wy100、 WY60、 WY250 等。它們生產(chǎn)的部分產(chǎn)品已出口，打破了多年來主要由少數(shù)幾家國外挖掘機(jī)制造企業(yè)壟斷國內(nèi)市場的局面，使國產(chǎn)液壓挖掘機(jī)的產(chǎn)量和質(zhì)量都上了一個新臺階。據(jù)權(quán)威部門估計(jì)，到 2020 年我國用于購置工程機(jī)械的費(fèi)用約為 800 多億元（含國產(chǎn)和進(jìn)口），其中液壓挖掘機(jī)的年需求量為 1202014000 臺，這無疑對國產(chǎn)液壓挖掘機(jī)的發(fā)展既是機(jī)遇，又是挑戰(zhàn)。首先，挖掘機(jī)本身的機(jī)構(gòu)尺寸通常都比較大；其次，挖掘機(jī)進(jìn)行土木施工的精度與一些工業(yè)加工比較起來要低得多，相對較低的精度仍然能夠滿足挖掘機(jī)在實(shí)際工作中的 需要。主要在于：在機(jī)構(gòu)運(yùn)動過程中，慣性力負(fù)載的多 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 共 58 頁 第 6 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 變性；電液比例系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型中的參數(shù)多與機(jī)構(gòu)的狀態(tài)有關(guān)，屬于時變參數(shù)，準(zhǔn)備地得到每個參數(shù)的值非常困難；整個系統(tǒng)存在大量不確定量（不確定參數(shù)及不確定的非線性模型），例如在不同溫度下液壓油的彈性模量和粘性等，均屬于不確定參數(shù)；工作過程中，由于與地面接觸而禪城的擾動等不能準(zhǔn)確建立數(shù)學(xué)模型的量，均屬于不確定的非線性模型。 式中iGk—— 各部分重量系 數(shù)。 履帶板寬 滾盤外徑 臂鉸離地高 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 共 58 頁 第 9 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 表 反鏟作業(yè)尺寸 名稱 代號 計(jì)算結(jié)果 取值 臂長 1lk = 斗桿長 2lk = 斗長度 3lk = 動臂轉(zhuǎn)角 1? =50176。 鏟斗轉(zhuǎn)角 3? =50176。直動臂 結(jié)構(gòu)簡單輕巧、布置緊湊，主要用于懸掛式挖掘機(jī)，一般不采用；整體式彎動臂有利于得到較大的挖掘深度，符合反鏟作業(yè)要求。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 共 58 頁 第 10 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 圖 整體式動臂結(jié)構(gòu)圖 1斗桿油缸 2動臂 3油管 4動臂油缸 5鏟斗 6斗齒 7加強(qiáng)板 8連桿 9搖臂 10鏟斗油缸 11斗桿 2)組合式動臂主要優(yōu)點(diǎn)有：工作尺寸和挖掘力可以根據(jù)作業(yè)條件的變化進(jìn)行調(diào)整，采用液壓缸連接時可以隨時進(jìn)行無 級調(diào)節(jié)；可以較合理的各類型作業(yè)裝置的參數(shù)和結(jié)構(gòu)要求，從而較簡單的解決主要構(gòu)件的統(tǒng)一化問題；裝車運(yùn)輸比較方便。這里采用整體式斗桿。參考徐工集團(tuán) xe40液壓挖掘機(jī)和中聯(lián)重科 ZE60El 液壓挖掘機(jī)初步選定高壓變量系統(tǒng)。 高速液壓馬達(dá)具有體積小，效率高，不需背壓補(bǔ)油，便于設(shè)置小制動器，發(fā)熱和功率損失小，工作可靠，可以與軸向柱塞泵的零件通用等優(yōu)點(diǎn)，低速大扭矩液壓馬達(dá)具有零件少，傳動簡單，起動制動性能好，使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。 整機(jī)功率參數(shù)的初步確定 發(fā)動機(jī) 功率；液壓功率 發(fā)動機(jī)功率、液壓功率 N=k挖掘機(jī)的工作裝置包括動臂、斗桿、鏟斗、動臂油缸、斗桿油缸、鏟斗油缸、連桿機(jī)構(gòu)，本設(shè)計(jì)要求確定挖掘機(jī)的工作范圍，并且對各個液壓缸進(jìn)行計(jì)算校核。 鏟斗的四個主要參數(shù)為斗容量 q，平均斗寬 B，轉(zhuǎn)斗挖掘半徑 R 和轉(zhuǎn)斗挖據(jù)裝滿轉(zhuǎn)角 2? ?？扇?2? =90176。則 B 或 R 太大。 綜合考慮，選取： 2 96?? ， B=， ? 依 據(jù)公式 21 ( 2 s i n 2 )2 sq R B k???? 計(jì)算確定 R= 結(jié)合經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算所得及現(xiàn)有樣機(jī)取 R=， B= 動臂及油缸鉸點(diǎn)的布置 11? 及 5l 取值對挖掘機(jī)性能有影響。左右） ；特性參數(shù) 1k = 12ll （ 左右）。 由于反鏟挖掘機(jī)以挖掘深度為主指標(biāo)，故取特性參數(shù) 3k? 。 斗桿機(jī)構(gòu)的尺寸參數(shù)的確定 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 共 58 頁 第 17 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 斗桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足： （ 1）、斗桿機(jī)構(gòu)應(yīng)滿足斗桿轉(zhuǎn)角的要求，擺角應(yīng)在 105176。 確定斗桿油缸下鉸點(diǎn)： D 點(diǎn)與動臂間得距離應(yīng)盡量小些，為使動臂與斗桿油缸不發(fā)生干涉。取 ∠EFQ=140176?！?180176?！?30176。開挖，最大挖 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 共 58 頁 第 18 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 掘力出現(xiàn)在 25176。 （ 2） 鏟斗連桿機(jī)構(gòu)的型式選擇 反鏟鏟斗機(jī)構(gòu)有四連桿的，也有六連桿的，推薦采用六連桿機(jī)構(gòu)。 2 1 2 4(0 . 7 ~ 0 . 8 ) ( 2 1 0 ~ 2 4 0 )l l m m??。 ? —— 鏟斗的瞬時轉(zhuǎn)角； B—— 切削刃寬度影響系