【正文】 6是 L3的函數(shù)，因此 POG是 L2和 L3的二元函數(shù)。 求得的挖掘力值稱為整機(jī)的理論挖掘力。 的工作條件，確保工作安全，視野良好，操作簡(jiǎn)單，維修方便。它的缺點(diǎn)是替換工作裝置少，通用性較差。 ②油缸后傾布置方案，當(dāng)動(dòng)臂油缸全伸出，將動(dòng)臂舉升到上極限位置時(shí)，動(dòng)臂油缸軸線向 后方傾斜。由于本次設(shè)計(jì)的是中小型挖掘機(jī)，故本次設(shè)計(jì)采用單動(dòng)臂油缸。 。在計(jì)算中初定鉸點(diǎn)位置，如不夠合理，應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)修改。而 1K 值小宜用于以轉(zhuǎn)斗挖掘?yàn)橹?。?dāng)此比值大于 50： 1時(shí)顆粒尺寸的影響可不考慮，視物料為勻質(zhì)。鏟斗的斗齒采用裝配式，其形式有橡膠卡銷式和螺栓連接式，如圖 44 所示。圖 45a為直接連接，鏟斗、斗桿與鏟斗液壓缸組成四連桿機(jī)構(gòu)?！?110176。 26 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算與說(shuō)明 結(jié)果 動(dòng)臂機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 鏟斗相對(duì)于斗桿的擺角范圍 3max? 鏟斗瞬時(shí)位置轉(zhuǎn)角為 3 7 2 4 2 6 1 0F Q V? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? 當(dāng)取 L3=L3min和 L3max時(shí)可分別求得 3min 3max??和 。 圖 47 鏟斗連桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比計(jì)算簡(jiǎn)圖 鏟斗連桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比 i 當(dāng)給定了液壓挖掘機(jī)長(zhǎng)度 L3，由表 24原始參數(shù)及推導(dǎo)參數(shù)出發(fā)，利用幾何關(guān)系可依次求得圖 47 中5 2 2 3 0 2 3 2 6 2 4 2 5 2 7 2 6 2 7 2 8 2 9ll? ? ? ? ? ? ? ? ? ?， ， ， ， ， ， ， ， ， ， 和等值。雖然六連桿中方式 b和 d在液壓缸行程相同時(shí)，后者能得到更大的鏟斗轉(zhuǎn)角，但其鏟斗挖掘力的平均值較小。 而對(duì)頁(yè)巖作業(yè)效果就大不一樣，其中一個(gè)鏟斗的切削前緣中間略微凸出，不帶側(cè)齒，側(cè)臂略呈凹形，這些因素使頁(yè)巖挖掘阻力降低。 圖 43反鏟用鏟斗基本形式 鏟斗結(jié)構(gòu)形狀和參數(shù)的合理選擇對(duì)挖掘機(jī)的作業(yè)效果影響很大。 2．要使物料易于卸凈。 要求適用性較強(qiáng)而又無(wú)配套替換構(gòu)件或可調(diào)結(jié)構(gòu)的反鏟常取中間比例方案。 在滿足工作范圍和運(yùn)輸要求的前提下此值應(yīng)盡可能取得小些，對(duì)以斗桿挖掘?yàn)橹鞯闹行蜋C(jī)更應(yīng)注意到這一點(diǎn) 。 。然而，后傾方案動(dòng)臂下鉸點(diǎn) C與動(dòng)臂油缸下鉸點(diǎn) D 的距離 CD 比前傾方案的大，則動(dòng)臂在上下兩極位置時(shí)，動(dòng)臂油缸的作用力臂 Cp 也較大。 綜合考慮本次設(shè)計(jì)選擇整體式彎動(dòng)臂。 直動(dòng)臂構(gòu)造簡(jiǎn)單、輕巧、布置緊湊，主要用于懸掛式挖掘機(jī)。 用電子計(jì)算機(jī)分析比較各種設(shè)計(jì)方案的挖掘性能或驗(yàn)算已制成的挖掘性能，并與機(jī)器的使用或測(cè)試結(jié)果相對(duì)照， 即可為改進(jìn)設(shè)計(jì)提供依據(jù)，又可檢驗(yàn)理論計(jì)算的正確程度，對(duì)在大量機(jī)型進(jìn)行計(jì)算分析的基礎(chǔ)上即可為優(yōu)化設(shè)計(jì)積累資料和提供簡(jiǎn)化依據(jù)。 對(duì)反鏟裝置，動(dòng)臂液壓缸的理論挖 掘力一般不予考慮。 鏟斗油缸的理論挖掘力 鏟斗挖掘時(shí)鏟斗液壓缸的理論挖掘力為 133 3 323 ()oDrrP P P i f Lrl?? ? ? ? ?? 式中 P3—— 鏟斗液壓缸的理論推力， P3=F3 其他參數(shù)的選擇與計(jì)算 經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算法（查表法）是以液壓挖掘機(jī)的機(jī)重為指標(biāo)，對(duì)現(xiàn)代液壓挖掘機(jī)的總體參數(shù)用概率方法得到各主要參數(shù)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，以公式來(lái)確定挖掘機(jī)的各種參數(shù)。 帶的張緊度。離地間隙要適當(dāng)，因?yàn)樗绊懙綑C(jī)械的重心位置，穩(wěn)定性以及機(jī)械機(jī)構(gòu)等。39。此外由于整機(jī)重心的偏移，履帶上的壓力是不均勻的。為充分發(fā)揮挖掘機(jī)的挖掘力，對(duì)于不同等級(jí)或容重的土壤可以配備相應(yīng)不同斗容量的鏟斗（ m3）。 本設(shè)計(jì)采用類比法、經(jīng)驗(yàn)公式法和標(biāo)準(zhǔn)法相結(jié)合，有的參數(shù)還通過(guò)理論分析校核來(lái)確定。 合理的主要參數(shù)應(yīng)符合以下條件： 1)滿足使用要求 —— 實(shí)用性。 液壓 挖掘機(jī)的主要參數(shù)和選擇 單斗液壓挖掘機(jī)的主要參數(shù)表明了挖掘機(jī)的規(guī)格和主要技術(shù)性能，因此在挖掘機(jī)總體設(shè)計(jì)中必須確定。 8 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算與說(shuō)明 結(jié)果 總體設(shè)計(jì)的內(nèi)容及設(shè)計(jì)原則 液壓挖掘機(jī)的主要參數(shù)和選擇 第 2 章 總體設(shè)計(jì) 總體設(shè)計(jì)的內(nèi)容及設(shè)計(jì)原則 根據(jù)液壓挖掘機(jī)設(shè)計(jì)任務(wù)的有關(guān)要求，應(yīng)在充分調(diào)查研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行液壓挖掘機(jī)的總體設(shè)計(jì)工作。 國(guó)內(nèi)液壓挖掘機(jī)的研究和發(fā)展動(dòng)向應(yīng)該體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： （ 1）提高效率，降低能耗。 國(guó)內(nèi)液壓挖掘機(jī)行業(yè)近年來(lái)雖有很大發(fā)展，但與國(guó)外挖掘機(jī)行業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在許多不足，其原因除了國(guó)內(nèi)挖掘機(jī)加工水平落后之外，挖掘機(jī)設(shè)計(jì)水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比也有較大的差距，尤其是一些先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)的掌握和應(yīng)用。 （ 8） 增大鏟斗容量，加大功率，提高生產(chǎn)效率。 由于使用性能、技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)上的優(yōu)越，世界上許多國(guó)家，特別是工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，都在大力發(fā)展單斗挖掘機(jī)。 20 世紀(jì) 60 年代，挖掘機(jī)進(jìn) 入成熟期，各國(guó)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。 按液壓挖掘機(jī)主要用途及其工作裝置的不同可 4 設(shè)計(jì)題目簡(jiǎn)介 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀 分為通用型和專用型兩種。 單斗液壓 挖掘機(jī)的特點(diǎn)、 類型 單斗 液壓挖掘機(jī)是一種采用液壓傳動(dòng)并以一個(gè)鏟斗進(jìn)行挖掘作業(yè)的機(jī)械。 懸掛式液壓挖掘機(jī)是將工作裝置安裝在輪胎式或履帶式拖拉機(jī)上，可以達(dá)到一機(jī)多用的目的。對(duì)液壓挖掘機(jī)來(lái)說(shuō)，工作裝置及回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)必須是液壓傳動(dòng)，只有行走機(jī)構(gòu)有的為液壓傳動(dòng)，有的為機(jī)械傳動(dòng)。由于科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，各種新技術(shù)、新材料不斷在挖掘機(jī)上得到應(yīng)用，尤其是電子技術(shù)和信息技術(shù)的應(yīng)用使得液壓挖掘機(jī)在作業(yè)效率、可靠性、安全性和操作舒適性以節(jié)能、環(huán)保等方面有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。 在軍事工程中，或用來(lái)筑路、挖壕溝和掩體、建造各種軍事建筑物。因此，液壓挖掘機(jī)是一種周期作業(yè)的土方機(jī)械。 64 第 9章 致謝 56 Solidworks模擬仿真的基本概述 54 第 7章 運(yùn)動(dòng)仿真 49 液壓系統(tǒng)主要類型和特點(diǎn) 又因采用液壓傳動(dòng)控制而使整機(jī)性能得以改善。工作機(jī)構(gòu)是液壓挖掘機(jī)的主要裝備， 機(jī) 構(gòu)各鉸點(diǎn)以及其具體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)將是決定工作機(jī)構(gòu)性能水平的重要因素，決定了液壓挖掘機(jī)的工作性能，影響其最終使用性能的好壞， 所以對(duì)液壓挖掘機(jī)工作機(jī)構(gòu)的研究是十分有必要的。挖掘機(jī)的工作裝置是直接完成挖掘任務(wù)的裝置，本設(shè)計(jì)對(duì)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)，這其中包括了動(dòng)臂、斗桿和鏟斗及其驅(qū)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)。 3 設(shè)計(jì)題目簡(jiǎn)介 17 第 4 章 工作裝置設(shè)計(jì) 在鐵路、公路建設(shè)中，用來(lái)挖掘土方、建筑路基、平整地面和開(kāi)挖路旁排水溝等。港口的疏浚工作，第一臺(tái)有確切記載的挖掘機(jī)械是 1796 年英國(guó)人發(fā)明的蒸汽“挖泥鏟”。若挖掘 、回轉(zhuǎn)、行走等幾個(gè)主要機(jī)構(gòu)的動(dòng)作均為液壓傳動(dòng)，則為全液壓挖掘機(jī)。通常，履帶行走的液壓挖掘機(jī)多為全液壓傳動(dòng)。這種挖掘機(jī)的工作裝置靠各構(gòu)件繞鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)完成作業(yè)動(dòng)作。因此常又把這類機(jī)械概括成有工作裝置，上部平臺(tái)和行走裝置三大部分組成。 按行走裝置的不同，液壓挖掘機(jī)可分為履帶式、輪胎式、汽車式、懸掛式及拖式等多種。 當(dāng)前，國(guó)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向發(fā)展。 （ 5） 由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)向電力驅(qū)動(dòng)發(fā)展。 國(guó)內(nèi)原有的數(shù)家挖掘機(jī)專業(yè)生產(chǎn)廠為了生存和發(fā)展，利用自身的實(shí)力和豐富的挖掘機(jī)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，紛紛在工廠的技術(shù)改造、試驗(yàn)研究、新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方面下大功夫。雖然部分軟件也有一定的分析計(jì)算能力，但是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到設(shè)計(jì)需要，對(duì)液壓挖掘機(jī)進(jìn)行分析的大型通用軟件目前市場(chǎng)上還很少。（ 6）提高液壓元件和系統(tǒng)的工作可靠性。 。要實(shí)事求是的分析和滿足各項(xiàng)性能的要求。 2）經(jīng)驗(yàn)公式法（或稱查表法）：即按概率統(tǒng)計(jì)歸納得到的經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行概略的計(jì)算，得到參數(shù)。功率反映了機(jī)械的動(dòng)力級(jí)，與其他參數(shù)有函數(shù)關(guān)系。若挖掘 機(jī)的兩條履帶與土壤表面完全接觸，并且挖掘機(jī)重心近似于支撐面中心，則挖掘機(jī)對(duì)土壤產(chǎn)生的壓力稱為土壤的平均比壓： 1G 102blp ??或10G 102b(l+ )? 式中 G—— 挖掘機(jī)的工作重量（Ｎ）； Ｌ —— 履帶的支撐長(zhǎng)度（ cm）； b—— 履帶的寬度（ cm）； h0—— 履帶的高度（ cm）； 平均比壓是履帶式挖掘機(jī)的一個(gè)重要指標(biāo)，可以與同類型產(chǎn)品做比較。設(shè)一條履帶所受 的荷重為 P偏心距為 e，則履帶兩端的最大最小比壓為 m a x m in 6(1 )pebL L?｛ pp ｝ = 考慮到橫向穩(wěn)定極限條件，設(shè)挖掘力合 力 G位于長(zhǎng)度等于履帶 寬度 B 的二分之一的半徑上，半徑與行走裝置的縱向夾角為ａ。如用在軟地面工作則可加長(zhǎng)履帶長(zhǎng)度和加大履帶寬度來(lái)降低最大比壓值。 ，自裝機(jī)使用之日起，在符合說(shuō)明書(shū)的規(guī)定的條件下，所有零件均不得損壞。磨損的快慢，除了與材料本身性能有關(guān)外，還與相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度、接觸的負(fù)荷大小成正比。 反鏟裝置挖掘機(jī)可按下列情況分為工作液壓缸的理論 挖掘力，整機(jī)的理論挖掘力和整機(jī)的實(shí)際挖掘力。當(dāng) r5=EF= l9時(shí)，且 L3=L3max時(shí) 可以得到 POG 的最大值，但在這一位置用斗桿液壓缸挖掘已無(wú)實(shí)際意義，因?yàn)槎繁趯⑾扔诙俘X與土壤接觸。 整機(jī)實(shí)際挖掘力 如果考慮到整機(jī)理論挖掘力計(jì)算時(shí)假定忽略的某些因素，則可求得整機(jī)的實(shí)際挖掘力。 反鏟工作裝置結(jié)構(gòu)方案的確定 確定動(dòng)臂的結(jié)構(gòu)形式 18 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算與說(shuō)明 結(jié)果 動(dòng)臂是工作裝置中的主要構(gòu)件，斗桿的結(jié)構(gòu)形式往往決定于動(dòng)臂的結(jié)構(gòu)形式。為了擴(kuò)大機(jī)械通用性，提高其利用率。 當(dāng)兩方案的動(dòng)臂油缸安裝尺寸 DE、鏟斗最大挖掘高度 圖 41 整體式直動(dòng)臂（左）和整體式彎動(dòng)臂（右） 19 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算與說(shuō)明 結(jié)果 確定斗桿的結(jié)構(gòu)形式 斗桿油缸的布置 H 和地面最大挖掘半徑 R相等時(shí)，后傾方案的最大挖掘深度比前傾方案小，即 2h ＜ 1h 。 確定斗桿的結(jié)構(gòu)形式 斗桿也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(zhǎng)度或杠桿時(shí)采用更換斗桿的辦法，或者在斗桿上設(shè)置 2～ 4 個(gè)可供調(diào)節(jié)時(shí)選擇的