【導(dǎo)讀】裝置常用的有反鏟，正鏟，裝載，抓斗和起重裝置。本次設(shè)計(jì)主要是設(shè)計(jì)25t履帶式單斗液壓挖掘機(jī)反鏟工作裝置。行三維模型的繪制及裝配；計(jì)算液壓缸作用力、閉鎖力以及對(duì)閉鎖力進(jìn)行驗(yàn)算，并調(diào)整液壓缸直徑使液壓缸的閉鎖力在特定的工況下能滿足要求。米最大挖掘深度，米最大挖掘半徑，米最大卸載高度，實(shí)現(xiàn)挖掘的功能。定工作裝置是通用或是專用的。專用裝置應(yīng)根據(jù)作業(yè)條件決定結(jié)構(gòu)方案，在滿足主要作。業(yè)條件要求的同時(shí)照顧其它條件的性能。動(dòng)臂液壓缸連接著機(jī)身和動(dòng)臂，是舉升整個(gè)工作裝置及物料的動(dòng)力原件，本次設(shè)計(jì)中采用了整體下置式，在此方案中，動(dòng)臂液壓缸置于動(dòng)臂的前下方。垂直方向低于動(dòng)臂與機(jī)身的鉸接點(diǎn)C。C布置于回轉(zhuǎn)平臺(tái)前部，有利于擴(kuò)大作業(yè)。而導(dǎo)致的應(yīng)力集中等強(qiáng)度方面的問題。尺寸的要求，尤其是大范圍，遠(yuǎn)距離的挖掘作業(yè)。鎖力，回?cái)[時(shí)斗桿液壓缸小腔能夠產(chǎn)生足夠的回?cái)[力矩。壁接近斗前端上部裝設(shè)側(cè)齒，缺點(diǎn)是會(huì)增加挖掘阻力。

　　

【正文】 s in105 1 8 47 5 8 5a r c c o sc o s87 2122 LL 太原科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 34 鏟斗運(yùn)動(dòng)分析 圖 64 齒尖坐標(biāo)方程推導(dǎo)簡(jiǎn)圖 鏟斗相對(duì)于 XOY 坐標(biāo)系的運(yùn)動(dòng)是 L L L3 的函數(shù)，現(xiàn)討論鏟斗相對(duì)于斗桿的運(yùn)動(dòng)，如圖 64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)為曲柄與斗桿的鉸點(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)。 鏟斗連桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比 i 利用圖 64，可以知道求得以下的參數(shù)： 在三角形 HGN 中 α22 = ∠ HNG = COS1[（ l152+l142L32） /2l15l14] α30 = ∠ HGN = COS1[（ L32+ l152 l142） /2L3l14] α32 = ∠ HNG = π ∠ MNG ∠ MGN =π α22α30 在三角形 HNQ 中 L272 = l132 + l212 + 2COSα23l13l21 ∠ NHQ = COS1[（ l212+l142 L272） /2l21l14] 在三角形 QHK 中 α27 = ∠ QHK= COS1[（ l292+l272L242） /2l29l27] 在四邊形 KHQN 中 ∠ NHK=∠ NHQ+∠ QHK 太原科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 35 鏟斗油缸對(duì) N點(diǎn)的作用力臂 r1 r1 = l13Sinα32 連桿 HK 對(duì) N 點(diǎn)的作用力臂 r2 r2 = l13Sin ∠ NHK 而由 r3 = l24， r4 = l3 有 [3] 連桿機(jī)構(gòu)的總傳動(dòng)比 i = （ r1r3） /（ r2r4） 顯然 317 式中可知， i 是鏟斗油缸長(zhǎng)度 L2 的函數(shù)，用 L2min 代入可得初傳動(dòng)比 i0， L2max代入可得終傳動(dòng)比 iz。 鏟斗相對(duì)于斗桿的擺角 3? 鏟斗的瞬時(shí)位置轉(zhuǎn)角為 φ3 =α7+α24+α26+α10 其中，在三角形 NFQ 中 α7 = ∠ NQF= COS1[（ l212+l22 l162） /2l21l2] α10 暫時(shí)未定，其在后面的設(shè)計(jì)中可以得到。 當(dāng)鏟斗油缸長(zhǎng)度 L3 分別取 L3max 和 L3min 時(shí)，可分別求得鏟斗的最大和最小轉(zhuǎn)角 θ3max 和 θ3min，于是得鏟斗的瞬間轉(zhuǎn)角 : φ3 = θ3θ3min 鏟斗的擺角范圍 : φ3 = θ3maxθ3min 斗齒 V 點(diǎn) 運(yùn)動(dòng)分析 如圖 64 所示，斗齒尖 V 點(diǎn)的坐標(biāo)值 XV和 YV，是 L1 、 L L3 的函數(shù)只要推導(dǎo)出 XV和 YV的函數(shù)表達(dá)式，那么整機(jī)作業(yè)范圍就可以確定，現(xiàn)推導(dǎo)如下 : 由 F 點(diǎn)知： α32= ∠ CFQ= π –α3α4α6θ2 在三角形 CDF 中： ∠ DCF 由后面的設(shè)計(jì)確定，在∠ DCF 確定后則有： l82 = l62 + l12 2COS∠ DCFl1l6 l62 = l82 + l12 2COSα3l1l8 α3 = COS1（ l82+l12–l62） /2l1l 8 太原科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 36 在三角形 DEF 中 L22=l82+l922COSθ2l8l9 則可以得斗桿瞬間轉(zhuǎn)角 θ2 θ2 = COS1[（ l82+l92 L22） /2l8l9] α α 6 在設(shè)計(jì)中確定。 由三角形 CFN 知： l28 = Sqr（ l162 + l12 2COSα32l16l1） 由三角形 CFQ 知： l23 = Sqr（ l22 + l12 2COSα32l2l1） 由 Q 點(diǎn)知： α35= ∠ CQV= 2π–α33α24α10 在三角形 CFQ 中： l12 = l232 + l32 2COSα33l23l3 α33 = COS1[（ l232+l32 l12） /2l23l3 ] 在三角形 NHQ 中： l132 = l272 + l212 2COSα24l27l21 α24 =∠ NQH=COS1[l272+l212 l132） /2l27l21] 在三角形 HKQ 中： l292 = l272 + l242 2COSα26l27l24 α26 =∠ HQK=COS1[l272+l242–l292） /2l27l24] 在四邊形 HNQK： ∠ NQH =α24 +α26 α20 = ∠ KQV=110176。 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。 太原科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 37 參考文獻(xiàn) [1] 史青錄，液壓挖掘機(jī)。北京：機(jī)械工業(yè)出版社。 [2] 曹善華，余涵等，單斗液壓挖掘機(jī)。同濟(jì)大學(xué)出版社。 1987 [3] 周靜卿，機(jī)械制圖與計(jì)算機(jī)繪圖。機(jī)械工業(yè)出版社。 1998 [4] 唐增寶、何永然、劉安俊，機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，第二版，華中科技大學(xué)出版社。 1999 [5] 同濟(jì)大學(xué)，鏟土運(yùn)輸機(jī)械，第二版，中國建筑工業(yè)出版社。 1987 [6] 孫恒、陳作模，機(jī)械原理，第六版，高等教育出版社。 2020 [7] 吳永平、姚懷新，工程機(jī)械設(shè)計(jì)，人民交通出版社。 2020 [8] 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》聯(lián)合縮寫組。機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，第二版，化學(xué)工業(yè)出版社 2020 太原科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 38 總 結(jié) 2020 年 12 月，經(jīng)過四個(gè)星期的課程設(shè)計(jì)，我收獲頗豐。 在李捷老師的指導(dǎo)下，我們?nèi)齻€(gè)人組成一個(gè)小組進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，我們的題目是單斗液壓挖掘機(jī)工作裝置的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)期間，我們分工以及任務(wù)和時(shí)間的分配都很明確，一周的測(cè)繪，一周的三維建模，一周的設(shè)計(jì)分析。在我們?nèi)说膱F(tuán)隊(duì)協(xié)作，互幫互助之下及老師的細(xì)心教導(dǎo)，我們順利完成了本次設(shè)計(jì)。 本次設(shè)計(jì)共分為兩 大部分：理論計(jì)算和測(cè)繪。 理論計(jì)算部分的計(jì)算過程依據(jù)自己所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的知識(shí)，大量參考專業(yè)資料和挖掘機(jī)機(jī)的相關(guān)產(chǎn)品資料，計(jì)算中所用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、數(shù)據(jù)均為查閱已有國家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，并與實(shí)際產(chǎn)品資料相比較，其余有關(guān)公式和符號(hào)也參考工程機(jī)械設(shè)計(jì)中的已有經(jīng)驗(yàn)、慣例進(jìn)行，并在說明書中作了相應(yīng)的含義說明，整個(gè)計(jì)算方法采用以參考已有標(biāo)準(zhǔn)和經(jīng)驗(yàn)為主，自己個(gè)人意見思路為輔進(jìn)行，因而一些數(shù)據(jù)和方法還不能與實(shí)際使用情況相吻合。 繪圖部分采用 SolidWorks 繪圖軟件進(jìn)行，在繪圖過程中對(duì)之前所學(xué)計(jì)算機(jī)繪圖方法加深了理解，提 高了熟練程度，對(duì)繪圖中出現(xiàn)的問題通過請(qǐng)教老師和同學(xué)得到了解決，使自己的繪圖能力得到了很大的提高，為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 我主要負(fù)責(zé)三維的繪制，然后幫助他們完成剩下的設(shè)計(jì)計(jì)算。經(jīng)過本次設(shè)計(jì)，我們熟悉的掌握了對(duì) SolidWorks 的應(yīng)用，包括零件的三維建模，整個(gè)挖掘機(jī)的裝配及工程圖的繪制，在建模的同時(shí)也使我們更加深入的了解工作裝置如何工作，對(duì)所學(xué)知識(shí)有了一個(gè)清晰，直觀的認(rèn)識(shí)，并能做到理論與實(shí)踐相結(jié)合。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)有工程機(jī)械教研室委托李捷老師指導(dǎo)和審閱，期間李老師對(duì)我的設(shè)計(jì)認(rèn)真指導(dǎo)，提出了許多寶貴的意見， 在百忙之中一次次細(xì)心講解疑難之處，給予我很多幫助和關(guān)心。在此，我對(duì)李老師表示衷心的感謝，同時(shí)也感謝曾經(jīng)知道和幫助過我的其他各位老師和同學(xué)們。