【正文】 ..........12 鏟斗的運(yùn)動(dòng)分析 ..........................................13 特殊工作位置計(jì)算 ........................................184 工作裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算 ..........................................21 斗形參數(shù)的確定 ..........................................21 動(dòng)臂機(jī)構(gòu)參數(shù)的確定 ......................................21 α 與 A 點(diǎn)坐標(biāo)的選取 ................................21 l1 與 l2 的計(jì)算 .....................................21 l41 與 l42 的計(jì)算 ...................................22 l5 的計(jì)算 ..........................................22 斗桿機(jī)構(gòu)基本參數(shù)的確定 ..................................23 鏟斗機(jī)構(gòu)基本參數(shù)的確定 ..................................25 轉(zhuǎn)角范圍 ..........................................25 鏟斗機(jī)構(gòu)其它基本參數(shù)的計(jì)算 ........................255 三維實(shí)體設(shè)計(jì) .................................................27 SOLIDWORKS三維軟件簡(jiǎn)介 ...................................27 挖掘機(jī)實(shí)體建模 ..........................................27 繪制出零部件 .......................................27 裝配部件 ..........................................28 分析運(yùn)用 SOLIDWORKS軟件得到的結(jié)果 .........................29結(jié) 論 .........................................................30致 謝 .........................................................314參考文獻(xiàn) ......................................................32山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）11 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(lèi)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。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。本 論 文 主 要 對(duì) 挖 掘 機(jī) 進(jìn) 行 工 作 裝 置 設(shè) 計(jì) 。尤其近年來(lái)我國(guó)挖掘機(jī)械的產(chǎn)銷(xiāo)量每年均有 15～30%的爆炸式增長(zhǎng)，2022 年更是達(dá)到了驚人的%的增長(zhǎng)。2022 銷(xiāo)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。2022 年，挖掘機(jī)引領(lǐng)了工程機(jī)械行業(yè)“新潮流” ，在國(guó)內(nèi)固定資產(chǎn)投資和房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)較快增長(zhǎng)的背景下，工程機(jī)械行業(yè)呈現(xiàn)高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，挖掘機(jī)表現(xiàn)尤為突出，業(yè)內(nèi)人士普遍對(duì) 2022 年的挖掘機(jī)增長(zhǎng)前景看好。回轉(zhuǎn)與行走裝置是液壓挖掘機(jī)的機(jī)體，轉(zhuǎn)臺(tái)上部設(shè)有動(dòng)力裝置和傳動(dòng)系統(tǒng)。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。到了 80 年代末和 90 年代初，世界各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家液壓挖掘機(jī)技術(shù)水平得到了迅速的提高，突出表現(xiàn)在追求高效率(同一機(jī)重的挖掘機(jī)功率普遍提高，液壓系統(tǒng)流量增大，作業(yè)循環(huán)時(shí)間減小，作業(yè)效率大大提高)；高可靠性和追求司機(jī)操作的舒適性。特別是國(guó)內(nèi)，CAD 在許多企業(yè)還停留在輔助制圖的程度上，當(dāng)然也有部分企業(yè)用 CAD 進(jìn)行空間布置設(shè)計(jì)。（2）更為普遍地采用節(jié)能技術(shù)。再結(jié)合網(wǎng)絡(luò)資料以及與挖掘機(jī)設(shè)計(jì)相關(guān)書(shū)籍，用力學(xué)知識(shí)對(duì)液壓挖掘機(jī)的工作裝置進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析和力學(xué)計(jì)算。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)62 挖掘機(jī)工作裝置設(shè)計(jì) 工作裝置構(gòu)成 1斗桿油缸；2 動(dòng)臂； 3油管； 4動(dòng)臂油缸； 5鏟斗； 6斗齒； 7側(cè)板；8連桿； 9搖桿； 10鏟斗油缸； 11斗桿圖 工作裝置組成圖 Work device of operation圖 為所選的單斗液壓挖掘機(jī)的反鏟工作裝置基本組成及傳動(dòng)示意圖，如圖所示反鏟工作裝置由鏟斗 搖桿 斗桿 1動(dòng)臂 相應(yīng)的三組液壓缸 10 等組成。挖掘機(jī)工作裝置的大臂與斗桿是變截面的箱梁結(jié)構(gòu)，鏟斗是由厚度很薄的鋼板焊接而成。使用經(jīng)驗(yàn)說(shuō)明，長(zhǎng)期用于作業(yè)條件近似的反鏟，以采用整體臂較好。如圖 所示?！?jiǎng)颖巯裸q點(diǎn)到動(dòng)臂與連桿連接的鉸點(diǎn)的距離1l—斗桿與動(dòng)臂連接的鉸點(diǎn)到斗桿與鏟斗連接的鉸點(diǎn)的距離2（2）鏟斗斗容與主參數(shù)的選擇斗容：q = 3按經(jīng)驗(yàn)公式和比擬法初選：l 3 =1550mm（3）工作裝置液壓系統(tǒng)主參數(shù)的初步選擇各工作油缸的缸徑選擇要考慮到液壓系統(tǒng)的工作壓力和“三化“要求以及初步估取的液壓缸受力。動(dòng)臂上任意一點(diǎn)在任一時(shí)刻也都是 的函數(shù)。max1229889cos(),lLl??? 鏟斗的運(yùn)動(dòng)分析鏟斗相對(duì)于 XOY 坐標(biāo)系的運(yùn)動(dòng)是 LL L 3 的函數(shù)，現(xiàn)討論鏟斗相對(duì)于斗桿的運(yùn)動(dòng)，如圖 所示，G 點(diǎn)為鏟斗油缸與斗桿的鉸點(diǎn)， F 點(diǎn)為斗桿與動(dòng)臂的鉸點(diǎn) Q 點(diǎn)為鏟斗與斗桿的鉸點(diǎn)，V 點(diǎn)為鏟斗的斗齒尖點(diǎn)，K 點(diǎn)為連桿與鏟斗的餃點(diǎn)，N 點(diǎn)為搖桿與斗桿的鉸點(diǎn)，M 點(diǎn)為鏟斗油缸與曲柄的鉸點(diǎn)， H 點(diǎn)為曲柄與連桿的鉸點(diǎn)。由前面的分析可知：動(dòng)臂相對(duì)于水平面的瞬時(shí)轉(zhuǎn)角 、斗桿相對(duì)于動(dòng)臂的瞬時(shí)轉(zhuǎn)1?角 和鏟斗相對(duì)于斗桿的瞬時(shí)轉(zhuǎn)角 與相應(yīng)的油缸長(zhǎng)度是一一對(duì)應(yīng)的。E 斗桿下鉸點(diǎn)； G鏟斗油缸下鉸點(diǎn)；Q鏟斗下鉸點(diǎn)。Q鏟斗下鉸點(diǎn)；K 鏟斗上鉸點(diǎn)。/2 = 176。 如上圖 在 CZF 中? ???????Z25BFZVB?由 334 和 335 有 ????31max3212max1max3 sinsin lllYHC ??? ???? (41)115sinlYA ????? ???3212in1ax ll? (42)??15min32 sislYl A由 4 42 式有： (43)?? ???2min11 28132121ax1ax3axsi isll lHanman?? ???????? ????令 ???? ???????671082naxB?將 A、 B 的值代入 43 式中有谷守領(lǐng)：20 噸履帶式單斗液壓挖掘機(jī)工作裝置三維設(shè)計(jì)22 (44)??????????0167sin93sinsin max12min1max1max3ax1 ????????? ???llH又特性參數(shù) 41axik??則有 4in1ssk (45)?? (46)21min1mincos???2()?將 4 46 代入到 44 式中 (47)??????????7si93isi540638 max12in1ax1 ????????l解之： ???由 42 式有 ??15min12132ax1 sisin???lYllHA??? ? ?ax12i5 nHl ?? ??.62si30469s5400 m7而 θ1min 與 θ1max 需要滿足以下條件 (48)??1221incos?????????? (49)max??將 θ1max 、θ 1min 的值代入 449 中得：ρ = σ = (410)??? （λ= ） （411）????、 滿足 4411 兩個(gè)經(jīng)驗(yàn)條件，說(shuō)明 ρ、 σ 的取值是可行的。 ∠EFQ =150176。保證△GFN、△ GHN、□HNQK 在 的任意一行程下都不被破壞。動(dòng)臂、鏟斗、液壓缸、回轉(zhuǎn)裝置、行走裝置等零件的實(shí)體建模步驟大致和斗桿相同，草繪是最重要和最基本的環(huán)節(jié)；草繪完成后，配合上拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃略等命令形成實(shí)體，然后對(duì)實(shí)體進(jìn)行鏡像特征、剪切、打孔、特征中心、組合等命令，完成實(shí)體建模。（３）完成工作裝置基本尺寸的計(jì)算和校核。 Alexander, , Air Force construction automation/robotics. In Proc. 10th International Symposium on Automation and Robotics in Construction (ISARC)。畢業(yè)設(shè)計(jì)的始終，張老師都給我了悉心的指導(dǎo)，對(duì)我受益匪淺。圖 挖掘機(jī)Fig. excavator 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)28 分析運(yùn)用 solidworks 軟件得到的結(jié)果從中型履帶式液壓挖掘機(jī)的三維模型可以看出，挖掘機(jī)的整機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)是合理的。 挖掘機(jī)實(shí)體建模進(jìn)行實(shí)際操作，首先要對(duì)各部件的尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)零部件的強(qiáng)度和受力進(jìn)行分析得出它們受力分布圖。 鏟 斗 機(jī) 構(gòu) 其 它 基 本 參 數(shù) 的 計(jì) 算l12：搖臂的長(zhǎng)度；l 29：連桿的長(zhǎng)度；l 3：鏟斗的長(zhǎng)度；l 2：斗桿的長(zhǎng)度；F：斗桿的下鉸點(diǎn)；G：鏟斗油缸的下鉸點(diǎn)；N：搖臂與斗桿的鉸接點(diǎn)；K：鏟斗的上鉸點(diǎn)；Q：鏟斗的下鉸點(diǎn).圖 鏟斗機(jī)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖 The bucket institutions calculation diagram如圖 所示，則有： l24 = KQ = k2 l3 = 1550 = L3max 與 L3min 的確定：鏟斗的最大挖掘阻力 F3J max 應(yīng)該等于斗桿的最大挖掘力，即F3J max = 138KN。/() = 2215mmL2max = 2215 + 2940Sin45176。 α 與 A 點(diǎn) 坐 標(biāo) 的 選 取初選動(dòng)臂轉(zhuǎn)折處軸線夾角 = 1