【正文】 = Ks—— 土壤松散系數(shù)，取近似值 把 q、 B、 2δ和 Ks代入上式，得 R=1431mm 鏟斗上兩個(gè)鉸點(diǎn) K 與 Q 的間距 l24太大將影響鏟斗傳動(dòng)特性，太小則影響鏟斗結(jié)構(gòu)剛度，一般取特性參數(shù)K2=243ll =，取 K2=,則 q=1 m3 B=1180mm 2 ? ? Ks= R=1431mm l24=497mm φ maxR 25 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算與說明 結(jié)果 l24=l3 =1462 =497mm 鏟斗的運(yùn)動(dòng) 鏟斗相對(duì)于 XY 坐標(biāo)系的運(yùn)動(dòng)是 L L2和 L3的函數(shù)，情況較復(fù)雜。將兩只 RH6 液壓挖掘機(jī)上進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果如表 4－ 1所示。 確定鏟斗的結(jié)構(gòu)形式的斗齒的安裝結(jié)構(gòu) 基本要求 ： 1．有利于物料的自由流 動(dòng)，因此鏟斗內(nèi)壁不宜設(shè)置橫向凸緣、棱角等。～125176。 此外，在后傾方案中，動(dòng)臂 EF 部分往往比前傾方案的長，因此動(dòng)臂所受彎矩也比較大。反鏟動(dòng)臂分為整體式和組合式兩類。當(dāng) F，Q， V三點(diǎn)處于一直線時(shí) r6= r6max，同時(shí)如果 r5= r5min（此時(shí)L2=L2min或 L2=L2max）則可得 POG的最小值。由于履帶銷之間的節(jié)距大于驅(qū)動(dòng)齒輪的節(jié)距，所以使驅(qū)動(dòng)齒輪磨尖。 最小離地間隙 h 也是一個(gè)重要的參數(shù)。但實(shí)際工作時(shí)由于地面不平，兩條履帶不完全 與地面接觸。 3）按標(biāo)準(zhǔn)選定法：即按國家頒發(fā)的液壓挖掘機(jī)形式與基本參數(shù)系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)值范圍，給 定擬采用的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選定參數(shù)值。 、穩(wěn)定、生產(chǎn)率以及其他總體特性的分析計(jì)算等。經(jīng)過近十年的研究，獲得了一些成果，但是研究還不夠深入，有些研究結(jié)果已進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用過程中。 （ 6） 液壓系統(tǒng)不斷改進(jìn)，液壓元件不斷更新。 設(shè)計(jì)題目簡介 國外發(fā)展現(xiàn)狀 國外挖掘機(jī)生產(chǎn)歷 史較長，液壓挖技術(shù)的不斷成熟使挖掘機(jī)得到全面的發(fā)展。伸縮臂式挖掘機(jī)的動(dòng)臂由主臂及伸縮臂組成，伸縮臂可在主臂臂內(nèi)伸縮，還可以變幅。若液壓挖掘機(jī)中的某一個(gè)機(jī)構(gòu)采用機(jī)械傳動(dòng)，則稱其為非全液壓（或半液壓）挖掘機(jī)。 在石油、電力、通信業(yè)的基礎(chǔ)建設(shè)及市政建設(shè)中，用來挖掘電纜溝和管道等。 51 8 總體設(shè)計(jì)內(nèi)容及 原則 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 WY100 液壓履帶挖掘機(jī)總體及工作裝置設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真 學(xué) 科 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 姓 名 指 導(dǎo) 教 師 輔 導(dǎo) 教 師 摘要 液壓挖掘機(jī)是工程機(jī)械的重要產(chǎn)品之一 ，具有較高的技術(shù)含量。 31 35 49 挖掘機(jī)工況特點(diǎn)和對(duì)液壓系統(tǒng)的要求 在露天采礦場上，可用來剝離礦石或煤，也可用來進(jìn)行堆棄、裝載和鉆孔等作業(yè)。一般說來，這種區(qū)別主要表現(xiàn)在行走機(jī)構(gòu)上。伸縮臂前端裝有鏟斗，適于進(jìn)行平整和清理作業(yè)，尤其是修整溝坡。德國是世界上較早開發(fā)研制挖掘機(jī)的國家， 1954 年和 1955 年德國的德馬克和利渤海爾公司分別開發(fā)了全液壓挖掘機(jī)；美國是繼德國以后生產(chǎn)挖掘機(jī)歷史最長、數(shù)量最大、品種最多和技術(shù)水平處于領(lǐng)先地位的國家；日本挖掘機(jī)制造業(yè)是在二次大戰(zhàn)后發(fā)展上起來的，其主要特點(diǎn)是在引進(jìn)、消化先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過大膽創(chuàng)新發(fā)展起來的；韓國是液壓挖掘機(jī)生產(chǎn)的后起之秀， 20 世紀(jì) 70年代開始引進(jìn)技術(shù)，由于產(chǎn)業(yè)政策進(jìn)入國際市場，并已擠入國際液壓挖掘機(jī)的主要生產(chǎn)國之一。 （ 7） 應(yīng)用微電子、氣、液等機(jī)電一體化綜合技 6 國內(nèi)發(fā)展概況 術(shù)。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。 通過總體設(shè)計(jì)對(duì) 所設(shè)計(jì)的液壓挖掘機(jī)作出初步的全面規(guī)劃，提出有關(guān)數(shù)據(jù)、資料、總體圖等，為下一步設(shè)計(jì)分析計(jì)算提出依據(jù)。 4）理論分析計(jì)算法：即按擬定的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) ，在理論分析與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析計(jì)算，得出參數(shù)值。例如，一條履帶與地面 完全接觸，另一條履帶在某一點(diǎn)上 。這是除履帶外機(jī)械最低點(diǎn)與地面之間的距離，它表明挖掘機(jī)通過地面障礙物（石頭，樹等）的能力。使履帶張得過緊，負(fù)荷會(huì)很大。當(dāng)取 L3為定值時(shí)POG=f（ L2）曲線是一條正弦曲線。 整體式動(dòng)臂有直動(dòng)臂和彎動(dòng)臂兩種 見圖 41。以上為動(dòng)臂油缸后傾方案的缺點(diǎn)。 之間 。斗底的縱向剖面形狀要適合各種物料的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。由于砂的挖掘阻力較 小，對(duì)鏟斗設(shè)計(jì)的合理性反映不靈敏，所以這兩種鏟斗的 試驗(yàn)結(jié)果差別不大。現(xiàn)先討論鏟斗相對(duì)于斗桿的運(yùn)動(dòng)。取 2δ =95176。 目前，對(duì)鏟斗結(jié)構(gòu)形式的研究還處于現(xiàn)場試驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)或 模型試驗(yàn)階段，未建立起較系統(tǒng)的理論。 本設(shè)計(jì)采用中間比例方案 ,取 1K ＝ 2。 斗桿擺角范圍 大致在 105176。 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 。 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。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實(shí)際意義，因?yàn)槎繁趯⑾扔诙俘X與土壤接觸。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。如用在軟地面工作則可加長履帶長度和加大履帶寬度來降低最大比壓值。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。 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)。 。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上還很少。 （ 5） 由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)向電力驅(qū)動(dòng)發(fā)展。 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。這種挖掘機(jī)的工作裝置靠各構(gòu)件繞鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)來完成作業(yè)動(dòng)作。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)。 在鐵路、公路建設(shè)中，用來挖掘土方、建筑路基、平整地面和開挖路旁排水溝等。 17 第 4 章 工作裝置設(shè)計(jì) 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。 49 液壓系統(tǒng)主要類型和特點(diǎn) 54 第 7章 運(yùn)動(dòng)仿真 56 Solidworks模擬仿真的基本概述 64 第 9章 致謝 在軍事工程中，或用來筑路、挖壕溝和掩體、建造各種軍事建筑物。對(duì)液壓挖掘機(jī)來說，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)。 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。 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。 （ 8） 增大鏟斗容量，加大功率，提高生產(chǎn)效率。 國內(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。 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。 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)還通過理論分析校核來確定。此外由于整機(jī)重心的偏移，履帶上的壓力是不均勻的。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。 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)，以公式來確定挖掘機(jī)的各種參數(shù)。 對(duì)反鏟裝置，動(dòng)臂液壓缸的理論挖 掘力一般不予考慮。 直動(dòng)臂構(gòu)造簡單、輕巧、布置緊湊，主要用于懸掛式挖掘機(jī)。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。 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) 。 2．要使物料易于卸凈。 而對(duì)頁巖作業(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，這些因素使頁巖挖掘阻力降低。 圖 47 鏟斗連桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比計(jì)算簡圖 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?！?110176。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。而 1K 值小宜用于以轉(zhuǎn)斗挖掘?yàn)橹鳌? 。 ②油缸后傾布置方案，當(dāng)動(dòng)臂油