【正文】 (413)min1LL1max =λ1L1min =1880 = 3010mm (414)至此，動臂機構的各主要基本參數(shù)已初步確定。 斗桿機構基本參數(shù)的確定山東交通學院畢業(yè)設計（論文）23D：斗桿油缸的下鉸點；E：鏟斗油缸的上鉸點；F 動臂的上鉸點；：斗桿的擺角；l 9：?圖 斗桿機構基本參數(shù)計算簡圖 Measures stem institutions basic parameters calculation diagram取整個斗桿為研究對象，可得斗桿油缸最大作用力臂的表達式：e2max = l9 = PGmax （ l2 + l3 ） / P2 =100103 （3000+1550）10 3/π(70)2106 = 940mm (422)斗桿油缸的初始位置力臂 e20 與最大力臂 e2max 有以下關系 : (423)????20max92max92maxcoscosll????由 423 知, 越大,則 e20 越小,就2max?要盡量減少 ,初?。害?2max = 90176。由上圖 的幾何關系有: 2max2min2in9siLl??????????L2min = 2940sin 45176。/() = 2215mmL2max = 2215 + 2940Sin45176。 = 3545mml82 = L22min + l29 2L2minl9COS[(π )/2]2max?= 22152+ 9402 22215940cos135176。解得：l 8 = 2995mm而 ∠EFQ 取決于結構因素和工作范圍,一般在 130176?！?70176。 ∠EFQ =150176。,動臂上 ∠DFZ 也是結構尺寸，可初選 ∠DFZ =10176。谷守領：20 噸履帶式單斗液壓挖掘機工作裝置三維設計24 鏟斗機構基本參數(shù)的確定 轉(zhuǎn) 角 范 圍由最大挖掘高度 H2max 和最大卸載高度 H3max 的分析，可以得到初始轉(zhuǎn)角 φD0：H2maxH3max = l3（ sinφD0 +1）93156485 =1550（s inφD0 +1）φD0 =55176。最大轉(zhuǎn)角 φ3max： φ3max = ∠V0QVZ，其不易太大，太大會使斗齒平均挖掘力降低，初選 φ3max = 165176。 鏟 斗 機 構 其 它 基 本 參 數(shù) 的 計 算l12：搖臂的長度；l 29：連桿的長度；l 3：鏟斗的長度；l 2：斗桿的長度；F：斗桿的下鉸點；G：鏟斗油缸的下鉸點；N：搖臂與斗桿的鉸接點；K：鏟斗的上鉸點；Q：鏟斗的下鉸點.圖 鏟斗機構計算簡圖 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 應該等于斗桿的最大挖掘力，即F3J max = 138KN。粗略計算知斗桿挖掘平均阻力 F3J max = F3J max /2 =69KN 挖掘阻力 F3J 所做的功 W3J： (424)max33?lJ? = ???? = 106 由圖 知，鏟斗油缸推力所做的功 W3：??33minFL??? = (425)????由功的守恒知鏟斗油缸推力所做的功 W3 應該等于鏟斗挖掘阻力所做的功 W3J ：W3 = W3J (426)山東交通學院畢業(yè)設計（論文）25將 42425 式代入 426 中計算可得：L3min = 1720mm則 L3max =λ3 L3min =2750mm剩余未選定的基本尺寸大部分為連桿機構尺寸，其應滿足以下幾個條件：（１） 挖掘力的要求：鏟斗油缸的挖掘力應與轉(zhuǎn)斗最大挖掘阻力相適應，當斗齒尖處于 V1 時，斗桿油缸的理論挖掘力應不低于最大挖掘阻力的 80%。 即 PD0≥80% PD0max；當處于最大理論挖掘力位置時∠V1QV 應為 30176。（２） 幾何相容。保證△GFN、△ GHN、□HNQK 在 的任意一行程下都不被破壞。3l在保證以上兩個條件，通過經(jīng)驗公式和同斗容的其它機型的測繪對照，初步選定剩余的基本尺寸如下：HK = 500mm； HN = 600mm；NQ = 686mm； FN = l2NQ = 2314mm； GF = 800mm；由預選∠GFN = 60176。則 22cosGNFNGF????A GN = 2035mm至此，工作裝置的基本尺寸均已初步確定。谷守領：20 噸履帶式單斗液壓挖掘機工作裝置三維設計265 三維實體設計 solidworks 三維軟件簡介Solidworks 公司是專業(yè)從事三機械設計、工程分析和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理軟件開發(fā)和營銷的跨國公司，其軟件產(chǎn)品 Solidworks 提供一系列的三維（3D ）設計產(chǎn)品，幫助設計師減少設計時間，增加精確性，提高設計的創(chuàng)新性，并將產(chǎn)品更快推向市場。 挖掘機實體建模進行實際操作，首先要對各部件的尺寸進行設計，對零部件的強度和受力進行分析得出它們受力分布圖。在進行裝配之前，應繪制出各個零部件，再次，按照相應的裝配原則進行裝配，組合出實體模型。主要零部件包括：工作裝置（動臂、斗桿、鏟斗、液壓缸） ，回轉(zhuǎn)裝置，行走裝置。 繪 制 出 零 部 件首先點擊主菜單中“ 新建— —建模” 命令，選擇上視面為草繪平面，在草繪平面上繪制斗桿，斗桿繪制成桿狀，然后退出草繪層面，選擇草繪圖形拉伸并預覽；接著，選擇打孔命令，在斗桿實體上形成需要的3個大小不同的孔；進而選擇插入基準命令，在斗桿頂部需要位置插入三個面，選擇剪切體命令，剪除頂部多余部分，形成斗桿三維實體圖形。動臂、鏟斗、液壓缸、回轉(zhuǎn)裝置、行走裝置等零件的實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)、掃略等命令形成實體，然后對實體進行鏡像特征、剪切、打孔、特征中心、組合等命令，完成實體建模。建模中常用的命令還有投影曲線、插入基準面、鏡像曲線等，主要零部件如下圖所示：山東交通學院畢業(yè)設計（論文）27圖 動臂Fig. arm 圖 斗桿Fig. measures stem 裝 配 部 件首先點擊主菜單中“ 新建— —裝配” 命令，在對話框里選擇要組裝的零件，然后在環(huán)境中單擊所需的零部件，所選零部件就會出現(xiàn)在組裝環(huán)境中，多次重復即可，注意的一點是：第一個插入的應該是組裝基體。然后單擊約束配合，根據(jù)零件間的配合關系進行裝配約束（接觸對齊，角度，平行，同心，距離，垂直等） 。裝配示意圖如圖。圖 挖掘機Fig. excavator 谷守領：20 噸履帶式單斗液壓挖掘機工作裝置三維設計28 分析運用 solidworks 軟件得到的結果從中型履帶式液壓挖掘機的三維模型可以看出，挖掘機的整機結構尺寸設計是合理的。鑒于時間的限制，未對挖掘機內(nèi)部傳動和控制部分作深入的分析研究。山東交通學院畢業(yè)設計（論文）29結 論在這次設計中，基于中型履帶式液壓挖掘機的現(xiàn)場觀摩，利用網(wǎng)絡和書本資源，結合機械和力學方面的知識，進行了以下設計工作：（１）在現(xiàn)場觀摩的基礎上，結合經(jīng)驗公式進行了挖掘機工作裝置的總體設計，對工作裝置進行了運動學分析。（２）用比例法和經(jīng)驗公式計算出工作裝置各部分的基本尺寸。（３）完成工作裝置基本尺寸的計算和校核。（４）繪制出挖掘機的三維效果圖。本論文系統(tǒng)地設計了工作裝置的主要部件，但鑒于時間的限制，未對挖掘機內(nèi)部傳動和控制部分作深入的分析和設計，進一步的工作可以將工程設計理論與計算機軟件相結合來提高結構設計和分析的效率及準確性。谷守領：20 噸履帶式單斗液壓挖掘機工作裝置三維設計30致 謝在本次畢業(yè)設計過程中，導師張鵬認真負責，從一開始就嚴格要求我，在遇到一般問題時強調(diào)培養(yǎng)獨立解決問題的能力，讓我自我解決問題的能力得到了很大提高，而在遇到重點問題時又能及時地指導我?guī)椭?，讓我在掌握知識的同時提高了效率。畢業(yè)設計的始終，張老師都給我了悉心的指導，對我受益匪淺。本次畢業(yè)設計同時也得到了很多同學的幫助，與我同組的卜祥順、高潤亮、高峰、鄧鴻、郭欽、李信燕和楊璐璐同學一定程度上給予了幫助，在此對他們一并表示感謝。山東交通學院畢業(yè)設計（論文）31參考文獻[1] 段鵬文，[M]. 北京：高等教育出版社， [2] 同濟大學，太原重型機械學院 .單斗液壓挖掘機[M]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，1980：4086，264274.[3] 劉本學. 液壓挖掘機反鏟工作裝置的有限元分析[D]. 西安：長安大學，[4] 金海薇. 液壓挖掘機反鏟工作裝置 CAD/CAM 研究[D]. 沈陽：遼寧工程技術大學，2022[5] 孫桓，陳作模，葛文杰. 機械原理[M]. 北京：高等教育出版社 [6] 黃東勝，邱斌. 現(xiàn)代挖掘機械[M]. 北京：人民交通出版社， [7]]，．Robotic excavation in construction automation[J]．Roboticsamp。Automation Magazine，2022，2(1)：2028．[8] [M]. 北京：機械工業(yè)出版社， [9]機械零件設計手冊編寫組編. 機械零件設計手冊[M] 第二版 . 北京：冶金工業(yè)出版社，[10] 隗金文，王慧. 工程機械[M]. 沈陽：東北大學出版社， [11] 李鳳平，張士慶，屈振生. 機械圖學[M]. 沈陽：東北大學出版社， [12] 周春國，王慧武. 機械設計課程設計手冊第二版[M]，西安：西安理工大學出版社，1994[13] 胡傳鼎. 機械制圖畫法范例[M]. 北京： 化學工業(yè)出版社， ，221227[14] 楊曉輝. 簡明機械實用手冊[M]. 北京：科學出版社， ，680689[15] Nease, .。 Alexander, , Air Force construction automation/robotics. In Proc. 10th International Symposium on Automation and Robotics in Construction (ISARC)。 Houston, May 1993.