【正文】 (413)min1LL1max =λ1L1min =1880 = 3010mm (414)至此，動臂機構(gòu)的各主要基本參數(shù)已初步確定。 斗桿機構(gòu)基本參數(shù)的確定山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)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(gòu)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(guān)系 : (423)????20max92max92maxcoscosll????由 423 知, 越大,則 e20 越小,就2max?要盡量減少 ,初取：ψ 2max = 90176。由上圖 的幾何關(guān)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(jié)構(gòu)因素和工作范圍,一般在 130176?！?70176。 ∠EFQ =150176。,動臂上 ∠DFZ 也是結(jié)構(gòu)尺寸，可初選 ∠DFZ =10176。谷守領(lǐng)：20 噸履帶式單斗液壓挖掘機工作裝置三維設(shè)計24 鏟斗機構(gòu)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(gòu) 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(gòu)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(yīng)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(yīng)該等于鏟斗挖掘阻力所做的功 W3J ：W3 = W3J (426)山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)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(gòu)尺寸，其應(yīng)滿足以下幾個條件：（１） 挖掘力的要求：鏟斗油缸的挖掘力應(yīng)與轉(zhuǎn)斗最大挖掘阻力相適應(yīng)，當斗齒尖處于 V1 時，斗桿油缸的理論挖掘力應(yīng)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(yīng)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(yù)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(lǐng)：20 噸履帶式單斗液壓挖掘機工作裝置三維設(shè)計265 三維實體設(shè)計 solidworks 三維軟件簡介Solidworks 公司是專業(yè)從事三機械設(shè)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(shè)計產(chǎn)品，幫助設(shè)計師減少設(shè)計時間，增加精確性，提高設(shè)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(shè)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(yīng)繪制出各個零部件，再次，按照相應(yīng)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?！?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(yù)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(xué)院畢業(yè)設(shè)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(fù)即可，注意的一點是：第一個插入的應(yīng)該是組裝基體。然后單擊約束配合，根據(jù)零件間的配合關(guān)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(lǐng)：20 噸履帶式單斗液壓挖掘機工作裝置三維設(shè)計28 分析運用 solidworks 軟件得到的結(jié)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(jié)構(gòu)尺寸設(shè)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(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）29結(jié) 論在這次設(shè)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(luò)和書本資源，結(jié)合機械和力學(xué)方面的知識，進行了以下設(shè)計工作：（１）在現(xiàn)場觀摩的基礎(chǔ)上，結(jié)合經(jīng)驗公式進行了挖掘機工作裝置的總體設(shè)計，對工作裝置進行了運動學(xué)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(shè)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(shè)計，進一步的工作可以將工程設(shè)計理論與計算機軟件相結(jié)合來提高結(jié)構(gòu)設(shè)計和分析的效率及準確性。谷守領(lǐng)：20 噸履帶式單斗液壓挖掘機工作裝置三維設(shè)計30致 謝在本次畢業(yè)設(shè)計過程中，導(dǎo)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(dǎo)我?guī)椭?，讓我在掌握知識的同時提高了效率。畢業(yè)設(shè)計的始終，張老師都給我了悉心的指導(dǎo)，對我受益匪淺。本次畢業(yè)設(shè)計同時也得到了很多同學(xué)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(xué)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(xué)院畢業(yè)設(shè)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(xué)，太原重型機械學(xué)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(xué). 液壓挖掘機反鏟工作裝置的有限元分析[D]. 西安：長安大學(xué)，[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(shù)大學(xué)，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(shè)計手冊編寫組編. 機械零件設(shè)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(xué)出版社， [11] 李鳳平，張士慶，屈振生. 機械圖學(xué)[M]. 沈陽：東北大學(xué)出版社， [12] 周春國，王慧武. 機械設(shè)計課程設(shè)計手冊第二版[M]，西安：西安理工大學(xué)出版社，1994[13] 胡傳鼎. 機械制圖畫法范例[M]. 北京： 化學(xué)工業(yè)出版社， ，221227[14] 楊曉輝. 簡明機械實用手冊[M]. 北京：科學(xué)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.