【正文】 山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）31參考文獻(xiàn)[1] 段鵬文，[M]. 北京：高等教育出版社， [2] 同濟(jì)大學(xué)，太原重型機(jī)械學(xué)院 .單斗液壓挖掘機(jī)[M]. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1980：4086，264274.[3] 劉本學(xué). 液壓挖掘機(jī)反鏟工作裝置的有限元分析[D]. 西安：長(zhǎng)安大學(xué)，[4] 金海薇. 液壓挖掘機(jī)反鏟工作裝置 CAD/CAM 研究[D]. 沈陽(yáng)：遼寧工程技術(shù)大學(xué)，2022[5] 孫桓，陳作模，葛文杰. 機(jī)械原理[M]. 北京：高等教育出版社 [6] 黃東勝，邱斌. 現(xiàn)代挖掘機(jī)械[M]. 北京：人民交通出版社， [7]]，．Robotic excavation in construction automation[J]．Roboticsamp。山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）29結(jié) 論在這次設(shè)計(jì)中，基于中型履帶式液壓挖掘機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)觀摩，利用網(wǎng)絡(luò)和書(shū)本資源，結(jié)合機(jī)械和力學(xué)方面的知識(shí)，進(jìn)行了以下設(shè)計(jì)工作：（１）在現(xiàn)場(chǎng)觀摩的基礎(chǔ)上，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行了挖掘機(jī)工作裝置的總體設(shè)計(jì)，對(duì)工作裝置進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。主要零部件包括：工作裝置（動(dòng)臂、斗桿、鏟斗、液壓缸） ，回轉(zhuǎn)裝置，行走裝置。 即 PD0≥80% PD0max；當(dāng)處于最大理論挖掘力位置時(shí)∠V1QV 應(yīng)為 30176。解得：l 8 = 2995mm而 ∠EFQ 取決于結(jié)構(gòu)因素和工作范圍,一般在 130176。的取值對(duì)特性參使 k4 減少或使 H1max 增大，這符合反鏟作業(yè)的要求，初選 = 1? 1? 。= ；再參考其它機(jī)型的平均斗寬預(yù)初定 B ==1040mm；挖掘半徑 R：按經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)和參考同斗容的其它型號(hào)的機(jī)械，初選 R =1450mm 。F動(dòng)臂上鉸點(diǎn)；D 斗桿油缸上鉸點(diǎn)；E 斗桿下鉸點(diǎn) 。山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）17 特殊工作位置計(jì)算圖 挖掘機(jī)作業(yè)范圍 excavator work range表 挖掘機(jī)作業(yè)范圍 excavator work range作 業(yè) 范 圍A 最大挖掘高度（mm）B 最大卸載高度（mm）C 最大挖掘深度（mm）D 最大垂直壁挖掘深度（mm）E 挖出 2400mm 水平面時(shí)的最大挖掘深度（mm）F 最大挖掘距離（ mm）G 在地平面的最大挖掘距離（mm）H 最小回轉(zhuǎn)半徑（mm）I 最小回轉(zhuǎn)半徑時(shí)的最大高度（mm）（１） 最大挖掘深度 1max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)18NH搖臂；HK連桿；C動(dòng)臂下鉸點(diǎn)； A 動(dòng)臂油缸下鉸點(diǎn)；B動(dòng)臂與動(dòng)臂油缸鉸點(diǎn) 。4?6由 CFN 知? (327)321621628cos?lll???由 CFQ 知 (328)321223ll由 Q 點(diǎn)知 (329)1024335 ??????CQV在 CFQ 中?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)16l12 = l232 + l32 2cosα33l23l3α33 = COS1[（ l232+l32 l12） /2l23l3] (330)在 NHQ 中? 2412712713cos?lll??? (331)])([21721374 llNQH????在 HKQ 中 264274279cslll (332)])([o247294716 llK????在 HNQK (333)264??NQV，其在后面的設(shè)計(jì)中確定。D斗桿油缸與動(dòng)臂的鉸點(diǎn)點(diǎn)； F動(dòng)臂與斗桿的鉸點(diǎn)；E斗桿油缸與斗桿的鉸點(diǎn)； θ 斗桿擺角。表 挖掘機(jī)參數(shù) Excavator parameters整機(jī)工作質(zhì)量 20220kg標(biāo)準(zhǔn)斗容 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)10動(dòng)臂長(zhǎng)度 5400mm斗桿長(zhǎng)度 3000mm最大挖掘半徑 R9885mm最大挖掘深度 1maxH7150mm最大挖掘高度 2 7260mm行走速度 回轉(zhuǎn)速度 11rad/min回轉(zhuǎn)角度 ?360動(dòng)臂轉(zhuǎn)角 4斗桿轉(zhuǎn)角 1鏟斗轉(zhuǎn)角 ?爬坡能力 35山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）113 工作裝置運(yùn)動(dòng)分析 動(dòng)臂運(yùn)動(dòng)分析：動(dòng)臂油缸的最短長(zhǎng)度； ：動(dòng)臂油缸的伸出的最大長(zhǎng)度；min1Lmax1LA：動(dòng)臂油缸的下鉸點(diǎn)；B：動(dòng)臂油缸的上鉸點(diǎn)；C：動(dòng)臂的下鉸點(diǎn)。1動(dòng)臂； 2動(dòng)臂油缸圖 動(dòng)臂油缸鉸接示意圖山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）9綜上考慮，選用中型挖掘機(jī)常用的鏟斗結(jié)構(gòu)，基本結(jié)構(gòu)如圖 所示。 Arm oil cylinder hinged schemes 鏟斗與鏟斗油缸的連接方式本方案中采用六連桿的布置方式，相比四連桿布置方式而言在相同的鏟斗油缸行程下能得到較大的鏟斗轉(zhuǎn)角，改善了機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)特性。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)廉，剛度相同時(shí)結(jié)構(gòu)重量較組合式動(dòng)臂輕，且有利于得到較大的挖掘深度。在實(shí)際挖掘作業(yè)中，由于土質(zhì)情況、挖掘面條件以及挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的不同，反鏟裝置三種液壓缸在挖掘循環(huán)中的動(dòng)作配合可以是多樣的、隨機(jī)的。（3）工作裝置的基本尺寸的計(jì)算和校驗(yàn)。（8）人機(jī)工程學(xué)在設(shè)計(jì)中的充分利用。應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，成本不斷降低，向標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化發(fā)展，以提高零部件、配件的可靠性，從而保證整機(jī)的可靠性。關(guān)于工作裝置設(shè)計(jì)參數(shù)分析和在 CAD 上其自動(dòng)設(shè)計(jì)的綜合研究文獻(xiàn)還沒(méi)有。早在 1958 年國(guó)內(nèi)便開(kāi)始了液壓挖掘機(jī)的研制開(kāi)發(fā)工作，隨后開(kāi)發(fā)出一系列比較成熟的產(chǎn)品。1）多品種、多功能、高質(zhì)量及高效率的挖掘機(jī)。所以，大投入和研發(fā)、攻國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)、核心技術(shù)和關(guān)鍵零部件的科研上取得突破對(duì)國(guó)內(nèi)挖掘機(jī)品牌來(lái)說(shuō)其重要意義不言而喻，是我們努力的方向和目標(biāo) 挖掘機(jī)工作原理概述液壓挖掘機(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。全球挖掘機(jī)制造商的未來(lái)也因此與中國(guó)市場(chǎng)緊密的聯(lián)系在一起。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)，2022 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。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?；剞D(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 。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。自主品牌占當(dāng)年挖掘機(jī)銷售總量的 %，比上年提高 %。隨著全球挖掘機(jī)市場(chǎng)新格局的形成，可以預(yù)見(jiàn)的是，中國(guó)的挖掘機(jī)市場(chǎng)也逐漸成為一股影響全局的力量。動(dòng)臂起落、斗桿伸縮和鏟斗轉(zhuǎn)動(dòng)都用往復(fù)式雙作用液壓缸控制。2）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(jiǎn)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控制、無(wú)線電遙控、電子計(jì)算機(jī)綜合程序控制。當(dāng)時(shí)出于受配件如發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓件及企業(yè)自身?xiàng)l件的影響，其質(zhì)量和產(chǎn)量遠(yuǎn)未達(dá)到應(yīng)有的水平，與國(guó)外同類產(chǎn)品相比也存在較大差距。因此，開(kāi)發(fā)出的軟件缺少通用性，不能使用于挖掘機(jī)工作裝鶯的一些通用問(wèn)題的解決，對(duì)工程機(jī)械這個(gè)行業(yè)不具有通用性。電子計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化；提高機(jī)械作業(yè)性能，降低噪音，減少停機(jī)維修時(shí)間，提高適應(yīng)能力，消除公害，縱觀未來(lái)，液壓挖掘機(jī)技術(shù)研發(fā)有以下的趨勢(shì)：（1）向大型化發(fā)展的同時(shí)向微型化發(fā)展。 課題研究方法本次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)日立 ZX200 中型履帶式液壓挖掘機(jī)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪，取得了工作裝置、回轉(zhuǎn)裝置、行走裝置以及挖掘機(jī)整體的大體數(shù)據(jù)資料。（4）挖掘機(jī)的三維圖和二維圖的繪制。上述過(guò)程僅為一般的理想過(guò)程。缺點(diǎn)是可更換工裝少，通用性較差。該布置中 1 桿與 2 桿的鉸接位置雖然使鏟斗的轉(zhuǎn)角減少但保證能得到足夠大的鏟斗平均挖掘力。圖 鏟斗Fig. bucket 原始幾何參數(shù)的初定（1）動(dòng)臂與斗桿的長(zhǎng)度比 K1由于所設(shè)計(jì)的挖機(jī)適用性較強(qiáng)，一般不替換工作裝置，故取中間比例方案，K 1 取在 ～ 之間，初步選取 K1=，即 l1/l2=。圖 動(dòng)臂擺角范圍計(jì)算簡(jiǎn)圖 Moving arm angular range calculation diagram是 的函數(shù)。圖 斗桿機(jī)構(gòu)擺角計(jì)算簡(jiǎn)圖 Measures stem institutions put the Angle calculation diagram在 DEF 中，?228982cosLll???? (38)1989[()]Ll?山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）13由上圖的幾何關(guān)系知 (39)2maxa2min????則斗桿的作用力臂 (310)29sielDEF?顯然，斗桿的最大作用力臂 ,此時(shí) 。KQV??10?在列出以上的各線段的長(zhǎng)度和角度之間的關(guān)系后，利用矢量坐標(biāo)我們就可以得到各坐標(biāo)點(diǎn)的值。F動(dòng)臂上鉸點(diǎn)；D 斗桿油缸上鉸點(diǎn)。G鏟斗油缸下鉸點(diǎn)。轉(zhuǎn)斗挖掘滿轉(zhuǎn)角（2φ）：在經(jīng)驗(yàn)公式 q = R2B（ 2φsin2φ） KS 中，K S 為土壤的松散系數(shù)，取值為 ，將 q = m3 和 B = 代入上式有：2φsin2φ = φ = 95176。?斗桿油缸全縮時(shí)， ∠CFQ = 最大，依經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)和便于計(jì)算，初選：328?? ， ，?????160max832 CFN??Q?由于采用雙動(dòng)臂油缸，∠BCZ 的取值較小，初取 ∠BCZ = 5176。～170176。（２） 幾何相容。 繪 制 出 零 部 件首先點(diǎn)擊主菜單中“ 新建— —建?！?命令，選擇上視面為草繪平面，在草繪平面上繪制斗桿，斗桿繪制成桿狀，然后退出草繪層面，選擇草繪圖形拉伸并預(yù)覽；接著，選擇打孔命令，在斗桿實(shí)體上形成需要的3個(gè)大小不同的孔；進(jìn)而選擇插入基準(zhǔn)命令，在斗桿頂部需要位置插入三個(gè)面，選擇剪切體命令，剪除頂部多余部分，形成斗桿三維實(shí)體圖形。（２）用比例法和經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出工作裝置各部分的基本尺寸。Automation Magazine，2022，2(1)：2028．[8] [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， [9]機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫(xiě)組編. 機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)[M] 第二版 . 北京：冶金工業(yè)出版社，[10] 隗金文，王慧. 工程機(jī)械[M]. 沈陽(yáng)：東北大學(xué)出版社， [11] 李鳳平，張士慶，屈振生. 機(jī)械圖學(xué)[M]. 沈陽(yáng)：東北大學(xué)出版社， [12] 周春國(guó)，王慧武. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)第二版[M]，西安：西安理工大學(xué)出版社，1994[13] 胡傳鼎. 機(jī)械制圖畫(huà)法范例[M]