【正文】 在此，我首先要向他表示我最忠心的感謝！當(dāng)然，設(shè)計(jì)中也難免出現(xiàn)一些錯(cuò)誤、疏漏和不盡如人意的地方。[3] 黃東勝 邱斌 現(xiàn)代挖掘機(jī)械 北京 人民交通出版社 2003[4] 楊國平 龍國鍵 現(xiàn)代工程機(jī)械技術(shù) 北京 中國工業(yè)出版社2003[5] 天津工程機(jī)械研究所 單斗液壓挖掘機(jī) 北京 中國建設(shè)筑工業(yè)出版社1977.[6] 吉林工業(yè)大學(xué)閻書文 機(jī)械式挖掘機(jī)設(shè)計(jì) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1982.[7] 同濟(jì)大學(xué) 單斗液壓挖掘機(jī) 北京 中國建設(shè)筑工業(yè)出版社 1986.[8] 曹善華 單斗挖掘機(jī) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1989.[9] 劉本學(xué) 液壓挖掘機(jī)反鏟工作裝置的有限元分析 西安 長安大學(xué)出版社 2003[10] 段鵬飛 毛君. 工程機(jī)械 北京 華僑出版社 2002[11] Experimental implementation of plex path tracking control For large robotic hydraulic excavators[J] Int J Adv Manuf Techno(2004) 23:126132[12] Operating and Maintenance Instructions ，1989.[13] . Mechanical Engineering Design. McGrawHill，1997.　[14] Haug JS. Applied Optimal Design. AwileyInterscience PubliCaterpillarion，1979.　[15] Johnson Design Synthesis with Optimization AppliCaterpillarions. Van　Nostrand Reinhold Company，1971.[16] . Mechanical Engineering Design. McGrawHill，1997.　致謝長達(dá)數(shù)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于告一段落了。以往多按經(jīng)驗(yàn)，采取統(tǒng)計(jì)和作圖試湊的方法，所以本次設(shè)計(jì)也不例外，在計(jì)算中和校核中有很多地方采用了經(jīng)驗(yàn)公式大或者是與相同斗容的挖掘機(jī)進(jìn)行類比的方法，這樣就造成了很多的計(jì)算出來的數(shù)據(jù)不是很準(zhǔn)確，但是必須是滿足校核的要求， 其實(shí)以上的缺陷也可以通過一定的方法進(jìn)行改進(jìn)，那就是在設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)盡可能的采用數(shù)解分析方法，并利用電子計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。： 銷軸 襯套的設(shè)計(jì)為使襯套耐磨，減震與潤滑性能好，選擇襯套的材料為銅基合金。這兩個(gè)參數(shù)都可以用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算： 鏟斗寬度的計(jì)算： 鏟斗切削半徑的計(jì)算： 斗形尺寸的計(jì)算 根據(jù)鏟斗主要參數(shù)可進(jìn)一步設(shè)計(jì)計(jì)算斗形其它的結(jié)構(gòu)尺寸， 反鏟鏟斗計(jì)算尺寸圖中三角形OGE為等腰三角形，OA段直線，AB弧為拋物線，A點(diǎn)到直線EB的距離為H，拋物線定點(diǎn)高度為L，一般取H=L，根據(jù)一般的取值范圍，斗尖角=斗側(cè)臂角，包角。 斗桿寬度、鋼板厚度、許用應(yīng)力的選取由經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)和其它同斗容機(jī)型的測繪，取斗桿寬度挖掘機(jī)所用的鋼板的厚度在我國一般為8——15 mm，初選底板厚度側(cè)板厚度 斗桿截面 在挖掘機(jī)選用的結(jié)構(gòu)鋼材一般選16Mn，其有足夠的屈服極限和良好的機(jī)械性能，其屈服極限，在斗桿中安全系數(shù)，則斗桿的許用應(yīng)力為： 斗桿危險(xiǎn)截面處高度h的計(jì)算 危險(xiǎn)截面的有效面積為： = = （）該截面對Z軸的慣性矩 （） =該截面對Y軸的慣性矩：. （） =橫截面的總面積： （）該橫截面受到的最大正應(yīng)力： （）該截面受到最大的彎曲正應(yīng)力。 HK連桿 HN擺桿 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)臂油缸的交點(diǎn) F動(dòng)臂上鉸點(diǎn) D斗桿油缸上鉸點(diǎn) E斗桿油缸下鉸點(diǎn) G鏟斗油缸下鉸點(diǎn) Q鏟斗下鉸點(diǎn) K鏟斗上鉸點(diǎn) V鏟斗斗齒尖 斗桿第二工況時(shí)的工作裝置簡圖當(dāng)液壓缸全縮時(shí)，則動(dòng)臂處于擺擺角最小處。3） 鏟斗齒尖在動(dòng)辟與斗桿鉸點(diǎn)和斗桿與鏟斗鉸點(diǎn)的連線上。一般說斗桿愈長，其擺角也可稍小。 最大挖掘深度計(jì)算簡圖 當(dāng)滿斗處最大挖掘半徑時(shí)，動(dòng)臂油缸提升力矩校核NH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) P動(dòng)臂上鉸點(diǎn) D斗桿油缸上鉸點(diǎn) E斗桿下鉸點(diǎn) G鏟斗油缸下鉸點(diǎn) Q鏟斗下鉸點(diǎn) K鏟斗上鉸點(diǎn) V鏟斗斗齒尖 工作裝置重量級 ：代入數(shù)值得： 按經(jīng)驗(yàn)公式取土的重量：當(dāng)處最大挖掘半徑時(shí)，則有： 代入數(shù)值得：動(dòng)臂油缸的推力：如前圖所示：在CAB中 同樣在CAB當(dāng)中由余弦定律可知： 代入數(shù)值得：由等面積的方法可知以下等式： 則力臂代入數(shù)值可知：則此時(shí)動(dòng)臂油缸的提升力矩為： 故滿足要求。動(dòng)臂又液壓缸結(jié)構(gòu)中這一夾角較小，可能為零。 α1 與A點(diǎn)坐標(biāo)的選取 動(dòng)臂的彎角 α1 ，一般可取為α1 =120176。 斗桿結(jié)構(gòu)形式的初選斗桿也有整體式和組合式兩種，大多數(shù)挖掘機(jī)采用整體式斗桿。 所用機(jī)型的適用范圍 在建筑工程，交通工程，露天工程，水利施工及現(xiàn)代軍事工程中都廣泛采用，是各種土石方施工中重要的機(jī)械設(shè)備。其中動(dòng)臂的校核尤為重要，還有斗桿的強(qiáng)度校核。 （4）挖掘機(jī)工作裝置各主要結(jié)構(gòu)力的分析與計(jì)算。多數(shù)研究者在實(shí)現(xiàn)以上控制精度時(shí)，鏟斗末端速度比較低，最快的也在150mm/s之內(nèi)，而這個(gè)重要參數(shù)直接影響挖掘機(jī)的工作效率，所以，保證控制精度的情況下提高鏟斗末端速度是本文需要解決的問題之一。（3）發(fā)展集成、復(fù)合、小型化、輕化元件。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)還沒有。 國內(nèi)液壓挖掘機(jī)的發(fā)展動(dòng)態(tài)和研究現(xiàn)狀 早在1958年國內(nèi)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。（2）更為普遍地采用節(jié)能技術(shù)。20世紀(jì)60年代，挖掘機(jī)進(jìn)入成熟期，各國挖掘機(jī)制造商紛紛采用液壓技術(shù)并與其它技術(shù)相結(jié)合，使產(chǎn)品適應(yīng)性得到了較快的發(fā)展，產(chǎn)品壽命和質(zhì)量不斷得到提高，操縱更加舒適，產(chǎn)品更加節(jié)能。2003年全國液壓挖掘機(jī)的銷售量超過18000臺(tái)。分別對工作裝置的各個(gè)組成部分進(jìn)行了較為詳細(xì)的設(shè)計(jì)，這其中就包括了動(dòng)臂，斗桿和挖斗的選型，各種組成部分尺寸的計(jì)算及它們驅(qū)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)，驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)計(jì)包括各種驅(qū)動(dòng)裝置的布置，行程，作用力的確定。液壓挖掘機(jī)主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、工作裝置、回轉(zhuǎn)裝置、行走裝置和、電氣裝置和液壓系統(tǒng)等部分組成。今后幾年我國液壓挖掘機(jī)行業(yè)將會(huì)有一個(gè)很大的發(fā)展，液壓挖掘機(jī)的年產(chǎn)量將會(huì)以高于20％的速度增長。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。當(dāng)前，國際上挖掘機(jī)的生產(chǎn)正向大型化、微型化、多能化和專用化的方面發(fā)展。（7）應(yīng)用微電子、氣、液等機(jī)電一體化綜合技術(shù)。這樣，引進(jìn)和消化國外的不少技術(shù)，在技術(shù)方面都有了長足的進(jìn)步。目前研究液壓挖掘機(jī)工作裝置設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于，為了使挖掘機(jī)設(shè)計(jì)人員從繁忙的計(jì)算中解脫出來，現(xiàn)有工作裝置機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算和優(yōu)化設(shè)計(jì)，即大多數(shù)的液壓挖掘機(jī)工作裝置設(shè)計(jì)研究在現(xiàn)有機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上局限進(jìn)行的，在這種情況下開發(fā)出一個(gè)專業(yè)的工作裝置設(shè)計(jì)工具和軟件顯得非常的重要。（8）開展液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論和系統(tǒng)性能分析研究。 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及目標(biāo) 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 （1）分析和擬定設(shè)計(jì)任務(wù)書，確定設(shè)計(jì)思想和原則，并提出設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方案的初步思想。第三就是各個(gè)鉸鏈點(diǎn)如何確定。與相同類型的挖掘機(jī)相比可知?jiǎng)颖塾透椎男谐蹋欢窏U油缸的行程；鏟斗油缸的行程。則可知單斗液壓挖掘機(jī)的工作裝置可以看成是由動(dòng)臂，斗桿，鏟斗，動(dòng)臂油缸，斗桿油缸，鏟斗油缸及連桿機(jī)構(gòu)組成的具有三自由度的六桿機(jī)構(gòu)。 1動(dòng)臂 2動(dòng)臂油缸 1斗桿 2連桿機(jī)構(gòu) 3鏟斗 鏟斗連接布置圖 圖25 鏟斗連接布置圖 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。 取K1= 其中 由經(jīng)驗(yàn)公式知：取 其中q是斗容量代入q=：=1448mm 最大挖掘半徑則 所以 ，在△CZF中知道了α就可以容易的求得。 對此，動(dòng)臂機(jī)構(gòu)的全部參數(shù)初步選出。 第三：保證斗桿的擺角范圍。 斗桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核 斗桿的受力分析 斗桿要受到彎矩的作用，故要找出斗桿的最大彎矩進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。4） 挖掘阻力對稱于鏟斗，無側(cè)向力的作用。 斗桿內(nèi)力圖的繪制 根據(jù)第一工況第二工況的所求出的斗桿所受到的力和力矩，可以分別繪制出在第一工況下和第