【正文】 （23） 圖24 F點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算簡圖 （24） （25）F點(diǎn)的X坐標(biāo)方程： （26）F點(diǎn)的Y坐標(biāo)方程： （27） 動臂機(jī)構(gòu)參數(shù)選擇反鏟工作裝置是幾組連桿機(jī)構(gòu)的組合。 反鏟工作液壓缸運(yùn)動參數(shù)液壓缸種類參數(shù)意義特性參數(shù)動臂液壓缸L1/E1L1min/E10=1666L1max/E1z=2844=L1max/L1min=斗桿液壓缸L2/E2L2min/E20=1673L2max/E2z=2844=L2max/L2min=鏟斗液壓缸L3/E3L3min/E30=1700L3max/E3z=2550=L3max/L3min=第一類參數(shù)是決定運(yùn)動機(jī)構(gòu)運(yùn)動特性的必要參數(shù)，稱原始參數(shù)，主要為長度參數(shù)；第二類參數(shù)為推導(dǎo)出來的參數(shù)，稱推導(dǎo)參數(shù)；第三類參數(shù)是作方案比較所需的其它特征參數(shù)。根據(jù)液壓系統(tǒng)工作壓力、工廠制造條件和三化的要求等確定各液壓缸的缸數(shù)、缸徑、全伸長與全縮長之比λ。（此處采用整體式，非變節(jié)點(diǎn)調(diào)節(jié)）。 總體方案的設(shè)計(jì) 正鏟工作裝置結(jié)構(gòu)選擇動臂及動臂缸的布置確定用組合式或整體式動臂，以及組合式動臂的組合方式，整體式動臂的形狀，確定液壓缸的布置為懸掛式或?yàn)橄轮檬?。?章 正鏟工作裝置結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)正鏟工作裝置的工作原理，是動臂、斗桿、鏟斗通過鉸接的方式聯(lián)系在一起，由動臂缸、斗桿缸和鏟斗缸的伸長和縮短以驅(qū)動整個工作裝置上的各點(diǎn)在平面坐標(biāo)系內(nèi)移動（尤其是鏟斗），以期達(dá)到工作時的使用要求。6. 運(yùn)輸或停放時，工作裝置應(yīng)有合理的姿態(tài)，使運(yùn)輸尺寸小，行駛穩(wěn)定性好，保證安全可靠，并盡可能使液壓缸卸載或減載。3. 功率利用盡可能好，理論工作循環(huán)時間盡可能短。關(guān)鍵字：液壓挖掘機(jī)；反鏟；工作裝置；設(shè)計(jì)AbstractWheeled hydraulic excavators has played a key role in the engineering construction projects of earthwork excavation, reflects its superiority pared with crawler excavators in urban road construction and maintenance. Backhoe working device design work below the surface of earth and stone, the most mon in the engineering construction and maintenance applications. Designed to allow students excavator working device works, a more specific understanding of the ponent selection methods, design methods, familiar with the process of design, culture theory to knot the actual engineering design thinking.The curriculum design topics 20t wheeled single bucket hydraulic excavator backhoe working device. The main method is the application of analogy method and analytic method, the geometric parameters of the working device and hinge point position primaries, and then checking the locking force of the lifting force of the typical operating conditions, the hydraulic cylinder boom cylinder, the bucket cylinder and arm cylinder and the whole theory of digging force calculation。本次課程設(shè)計(jì)題目是20t輪式單斗液壓挖掘機(jī)反鏟工作裝置。教研室意見同意教研室主任（專業(yè)負(fù)責(zé)人）簽字： 年月日說明：一式兩份，一份裝訂入學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)，一份交學(xué)院（直屬系）。研究方法 采用比擬法求解各構(gòu)件參數(shù)，靜力學(xué)原理和機(jī)構(gòu)幾何學(xué)原理，對挖掘工作裝置進(jìn)行運(yùn)動分析、受力分析。主要技術(shù)指標(biāo)(或研究目標(biāo))整機(jī)重量：20t；3；要求實(shí)現(xiàn)最大挖掘高度8603mm，最大挖掘深度8124mm，最大挖掘半徑11998mm，最大卸載高度6723mm。摘 要輪式液壓挖掘機(jī)在工程建設(shè)項(xiàng)目的土石方挖掘中起到了關(guān)鍵性的作用，在城市道路建設(shè)及維護(hù)中體現(xiàn)出了其與履帶式挖掘機(jī)相比的優(yōu)越性。主要方法是應(yīng)用比擬法和解析法，對工作裝置機(jī)構(gòu)的幾何參數(shù)和各鉸點(diǎn)位置進(jìn)行初選，然后對動臂缸在典型工況下的舉升力、液壓缸閉鎖力進(jìn)行驗(yàn)算，對鏟斗缸和斗桿缸及相應(yīng)的整機(jī)的理論挖掘力進(jìn)行了計(jì)算；對動臂，斗桿，鏟斗連桿進(jìn)行受力分析，了解其受力情況。 boom, arm, bucket linkage stress analysis to understand the circumstances of its force. Meet the scope of work and digging powered premise, draw the mining envelope diagram.Completed a good course design as a student of engineering machinery, seriously, help summarize and understanding of the theoretical knowledge of professional courses and training students for engineering plex issues of observation, analysis and judgment.Keywords: Hydraulic excavator， backhoe，working device，design II目 錄摘 要 IAbstract II第1章 工作裝置設(shè)計(jì)原則 1第2章 正鏟工作裝置結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 3 總體方案的設(shè)計(jì) 3 正鏟工作裝置結(jié)構(gòu)選擇 3 正鏟工作裝置自身幾何參數(shù) 3 建立坐標(biāo)系 4 動臂機(jī)構(gòu)參數(shù)選擇 6 設(shè)計(jì)的主要要求 7 動臂機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容及步驟 7 斗桿機(jī)構(gòu)的參數(shù)選擇 11 設(shè)計(jì)的主要要求 11 總體方案的選擇 12 鏟斗機(jī)構(gòu)的參數(shù)選擇 13 設(shè)計(jì)的主要要求 13 鏟斗機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容及步驟 13 斗形參數(shù)的選擇 14第3章 液壓缸作用力及閉鎖力的確定 17 液壓缸的作用力 17 計(jì)算動臂液壓缸的舉升力 17 驗(yàn)算動臂液壓缸穩(wěn)定性 20 液壓缸的閉鎖力 21第4章 工作裝置運(yùn)動分析及包絡(luò)圖的繪制 29 動臂運(yùn)動分析 29 鏟斗運(yùn)動分析 31 包絡(luò)圖的繪制 34第5章 整機(jī)理論挖掘力的確定 37 附著條件確定的理論挖掘力 37 整機(jī)穩(wěn)定性確定的理論挖掘力 37 液壓缸主動力確定的挖掘力 40 動臂油缸閉鎖壓力限制的最大挖掘力 40 41 鏟斗油缸的主動發(fā)揮限制的最大挖掘力 42第6章 工作裝置受力分析 43 斗桿受力計(jì)算 43 動臂受力計(jì)算 49 連桿機(jī)構(gòu)受力計(jì)算 53參考文獻(xiàn) 54總 結(jié) 55第1章 工作裝置設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)合理工作裝置應(yīng)滿足以下要求：1. 主要工作尺寸及工作范圍滿足使用要求。4. 定鉸點(diǎn)布置結(jié)構(gòu)形式和截面尺寸形狀是盡可能使受力狀態(tài)有利，在保證強(qiáng)度，剛度和連結(jié)剛性的條件下盡量減輕結(jié)構(gòu)自重。7. 工作裝置液壓缸應(yīng)考慮三化：采用系列參數(shù)，盡可能減少液壓缸零件種類，尤其是易損件。正鏟工作裝置總體方案的選擇主要依據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書規(guī)定的使用要求，據(jù)以決定工作裝置是通用或是專用的。(此處選擇整體式彎動臂，液壓缸下置式)。確定動臂與斗桿的長度比，特性參數(shù)=。 正鏟工作裝置自身幾何參數(shù)圖21 反鏟機(jī)構(gòu)自身幾何參數(shù)的計(jì)算簡圖 反鏟機(jī)構(gòu)自身幾何參數(shù)參數(shù)分類機(jī)構(gòu)參數(shù)組成鏟斗斗桿動臂機(jī)體符號意義原始參數(shù)L3=QV=1241,L13=MN=797L14=HN=797,L24=QK=476L25=KV=1707,L2=KH=571L2=FQ=2737,L9=CD=2975L10=FG=595，L11=EG=952L15=GN=2202,L16=FN=2261L21=NG=2261L1=CF=5117，L6=CD=2975L7=CB=2450，L8=DF2284L22=BF=3185.L5=CA=833推導(dǎo)參數(shù)α10=∠ KQV=110α4=∠EFG=，α5=∠GNF=α6=∠GFN=α2=∠BCF=α3=∠DFC=α11=∠CAP=60特性參數(shù)K2=L24/L3=L3=1241K5=L2/L9=L2=2737σ=L7/L5=α11=60176。圖22 動臂擺角范圍計(jì)算簡圖圖23 斗桿機(jī)構(gòu)擺角計(jì)算簡圖動臂的擺角范圍和各點(diǎn)瞬時坐標(biāo)根據(jù)余弦定理可得：當(dāng)和時得=176。在發(fā)動機(jī)功率、機(jī)重和斗容量等主參數(shù)以及工作裝置結(jié)構(gòu)形式既定的情況下，連桿機(jī)構(gòu)鉸點(diǎn)位置和油缸參數(shù)選擇是否得當(dāng)，會對挖掘性能和生產(chǎn)率帶來很大影響，下面就動臂、斗桿、鏟斗三大機(jī)構(gòu)進(jìn)行討論。加大該值會增大挖掘深度，但減小了最大挖掘高度；減小了該值則會減小最大挖掘深度而增大最大挖掘高度。圖27 動臂結(jié)構(gòu)簡圖由三角形余弦公式可求出： ZC=2450mm，ZF=3185mm有最大挖掘深度和最大卸載高度確定動臂最大仰角和最大俯角由原始參數(shù)可知：最大卸載高度最大挖掘深度圖28 最大卸載高度時工裝簡圖由圖28得最大卸載高度的表達(dá)式為：