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液壓挖掘機(jī)反鏟工作裝置設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-資料下載頁

2025-06-19 13:35本頁面
  

【正文】 取整個(gè)工作裝置為研究對(duì)象,則有: 的校核:取斗桿和鏟斗為研究對(duì)象,則有: 這說明當(dāng)時(shí),斗桿油缸的閉鎖力足夠,故取。取斗桿與鏟斗為研究對(duì)象,則有: 又取整個(gè)工作裝置為研究對(duì)象,則有: :由圖 的幾何關(guān)系知:則在上動(dòng)臂所產(chǎn)生的彎矩為: 在上動(dòng)臂所產(chǎn)生的扭矩為: 同理,則上沿坐標(biāo)軸所產(chǎn)生的分力矩為: 在下動(dòng)臂上所產(chǎn)生的彎矩為: 在下動(dòng)臂上所產(chǎn)生的扭矩為: Ⅰ.第Ⅰ工況中內(nèi)力和彎矩的求解在上動(dòng)臂上所受到的軸向力: 在上動(dòng)臂上所受到的剪力: 在上動(dòng)臂上所受到的軸向彎矩: 在下動(dòng)臂上所受到的軸向力: 在下動(dòng)臂上所受到的剪力: 在下臂上所受到的軸向彎矩: 由計(jì)算可以得到在第一工況中的內(nèi)力和彎矩圖如圖55511所示。 C動(dòng)臂下鉸點(diǎn) F動(dòng)臂與動(dòng)臂油缸鉸點(diǎn) C動(dòng)臂下鉸點(diǎn) F動(dòng)臂與動(dòng)臂油缸鉸點(diǎn)Q動(dòng)臂油缸下鉸點(diǎn) Q動(dòng)臂油缸下鉸點(diǎn)圖59 第一工況下N圖 圖510 第一工況下T圖C動(dòng)臂下鉸點(diǎn) F動(dòng)臂與動(dòng)臂油缸鉸點(diǎn) Q動(dòng)臂油缸下鉸點(diǎn)圖511 第一工況下M圖Ⅱ.第Ⅱ工況中內(nèi)力和彎矩的求解在上動(dòng)臂上所受到的軸向力: 在上動(dòng)臂上所受到的應(yīng)有剪力: 在下動(dòng)臂上所受到的軸向力: 在下動(dòng)臂上所受到的剪力: 在下臂上所受到的彎矩表達(dá)式: 由計(jì)算可以得到在第二工況中的內(nèi)力和彎矩圖如圖5151514所示。C動(dòng)臂下鉸點(diǎn) F動(dòng)臂與動(dòng)臂油缸鉸點(diǎn) C動(dòng)臂下鉸點(diǎn) F動(dòng)臂與動(dòng)臂油缸鉸點(diǎn) Q動(dòng)臂油缸下鉸點(diǎn) Q動(dòng)臂油缸下鉸點(diǎn)圖512 第二工況下N圖 圖513 第二工況下T圖C動(dòng)臂下鉸點(diǎn) F動(dòng)臂與動(dòng)臂油缸鉸點(diǎn) Q動(dòng)臂油缸下鉸點(diǎn)圖514 第二工況下M圖Ⅲ.結(jié)構(gòu)計(jì)算由以上兩工況的內(nèi)力圖分析和比較知,應(yīng)用第Ⅱ工況作為設(shè)計(jì),而用第Ⅰ工況作為校核。由內(nèi)力彎矩圖分析知在動(dòng)臂拐點(diǎn)處所受到的應(yīng)力可能最大,是危險(xiǎn)截面。選擇:動(dòng)臂底板的寬度: 底板的厚度:由于上動(dòng)臂所受的載荷較大,故取上動(dòng)臂側(cè)板的厚度,而下動(dòng)臂所受的載荷相對(duì)要小,故選擇下動(dòng)臂的側(cè)板的厚度為。許用應(yīng)力的選?。簞?dòng)臂鋼板所選的材料為挖掘機(jī)中所普遍采用的低合金結(jié)構(gòu)鋼16Mn,其屈服極限,并初選安全系數(shù)則許用應(yīng)力: 應(yīng)力的計(jì)算與危險(xiǎn)截面尺寸的求取:危險(xiǎn)截面所圍成的面積:危險(xiǎn)截面所圍成的有效面積: 則上動(dòng)臂的有效面積: 下動(dòng)臂的有效面積: 上動(dòng)臂危險(xiǎn)截面對(duì)Y軸的慣性矩 下動(dòng)臂危險(xiǎn)截面對(duì)Y軸的慣性矩 上動(dòng)臂危險(xiǎn)截面對(duì)Z軸的慣性矩 同理下動(dòng)臂危險(xiǎn)截面對(duì)Z軸的慣性矩 上動(dòng)臂危險(xiǎn)截面中拉伸軸向力所產(chǎn)生的正應(yīng)力: 彎曲所產(chǎn)生的正應(yīng)力: 由應(yīng)力的合成有: 解之:得到危險(xiǎn)截面的尺寸后,利用作圖法結(jié)合前面計(jì)算出來的尺寸就可以繪制出動(dòng)臂圖,從而也就得到了整個(gè)動(dòng)臂的尺寸。 鏟斗的設(shè)計(jì)反鏟的鏟斗的斗形與尺寸,有較常用的經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)公式,用戶可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行配制。由經(jīng)驗(yàn)公式初選:則下底板的斗形方程為: 上頂板的斗形方程為:同理計(jì)算出鏟斗拋物線部分的方程為:鏟斗的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按最大彎矩進(jìn)行設(shè)計(jì),由力學(xué)分析知在與鏟斗斗體連接處的彎矩最大,如圖515所示,: ()a : 斗齒厚度 b : 斗齒寬度 : 挖掘阻力 r : 斗齒尖到斗體的距離 t : 鏟斗的厚度 : 斗齒的許用應(yīng)力代入值解得a=110 mma : 斗齒厚度 : 挖掘阻力 r : 斗齒尖到斗體的距離 t : 鏟斗的厚度圖515斗齒計(jì)算簡(jiǎn)圖油缸作用力的確定,則取決于工作裝置的形式和工作情況。如圖516,液壓缸示意圖 ,圖517,液壓缸截面圖。 鏟斗油缸推力 反鏟裝置在作業(yè)過程中,當(dāng)以轉(zhuǎn)斗挖掘?yàn)橹鲿r(shí),其最大挖掘力為鏟斗油缸設(shè)計(jì)的依據(jù)。動(dòng)臂下放到最低位置, ()查表 其中取 = , =, =得出 F=120576 N , 由 圖516 液壓缸示意圖 圖517 液壓缸截面圖 斗桿油缸推力 當(dāng)挖掘機(jī)以斗桿挖掘時(shí),其最大挖掘力有斗桿油缸來保證。斗桿油缸放到最低位置,斗桿油缸作用力對(duì)斗桿與動(dòng)臂鉸點(diǎn)有最大力臂,并使斗齒尖和鉸點(diǎn)F、Q在一條直線上。查表 其中取 = , =, =得出 F=165321 N , 由 動(dòng)臂油缸推力 動(dòng)臂油缸作用力,即最大提升力,以能提升鏟斗內(nèi)裝滿土壤的工作裝置至最大卸載距離位置進(jìn)行卸載來確定。查表 其中取 = , =, =得出 F=190755N , 由 銷軸與襯套的設(shè)計(jì) 銷軸的設(shè)計(jì)由于銷軸與襯套的配合間隙較小,故以剪應(yīng)力強(qiáng)度作為銷軸的基本尺寸的設(shè)計(jì),抗壓強(qiáng)度與抗彎強(qiáng)度用于校核用。由有[1]: ()在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí),應(yīng)以所有工況中銷軸所受到的剪應(yīng)力最大值對(duì)銷軸進(jìn)行設(shè)計(jì)。在本設(shè)計(jì)中,銷軸所選用的材料為40CrMnMo,其耐磨,在熱處理后有著良好的綜合機(jī)械性能。由于銷軸在重載的較惡劣工況中工作,故選擇。:動(dòng)臂各銷軸的尺寸:斗桿各銷軸的尺寸: 銷軸用螺栓的設(shè)計(jì)螺栓選用的直徑由銷軸的直徑不同分別選擇兩種系列的螺栓。 襯套的設(shè)計(jì)為使襯套耐磨、減震與潤(rùn)滑性能好,選擇襯套的材料為銅基合金襯套的厚度選擇為5mm,與銷軸和圓筒分別采用間隙和過盈配合,則各銷軸的尺寸為:動(dòng)臂各襯套的尺寸:斗桿各襯套的尺寸:至此,已對(duì)液壓挖掘機(jī)的主要工作裝置結(jié)構(gòu)進(jìn)行的設(shè)計(jì)和校核。6 結(jié)論本論文以挖掘機(jī)反鏟裝置為研究對(duì)象,從反鏟裝置的工作特點(diǎn)開始,介紹了工作裝置的主要部件:動(dòng)臂、斗桿、連桿機(jī)構(gòu)、鏟斗并對(duì)其進(jìn)行了全面詳細(xì)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,得到了各關(guān)鍵點(diǎn)的坐標(biāo)。并在運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的基礎(chǔ)上,對(duì)反鏟裝置各機(jī)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了分析計(jì)算。同時(shí),本論文還對(duì)挖掘阻力和挖掘力進(jìn)行了分析計(jì)算,在此基礎(chǔ)上討論了復(fù)合挖掘方式下限制挖掘力發(fā)揮的各種情況,并對(duì)該工況下機(jī)構(gòu)鉸接點(diǎn)進(jìn)行了鉸點(diǎn)力的分析計(jì)算。本文主要工作和研究結(jié)論如下: (1)、首先對(duì)反鏟裝置進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,建立了動(dòng)臂、斗桿和鏟斗轉(zhuǎn)角范圍與對(duì)應(yīng)液壓缸的關(guān)系式及各關(guān)鍵點(diǎn)的坐標(biāo)描述,通過對(duì)整機(jī)作業(yè)范圍的分析,建立了反鏟裝置特殊工作位置的數(shù)學(xué)表達(dá)式。 (2)、通過鏟斗參數(shù)的計(jì)算,確定了鏟斗結(jié)構(gòu)形式及尺寸;通過動(dòng)臂機(jī)構(gòu)、斗桿機(jī)構(gòu)及鏟斗機(jī)構(gòu)的參數(shù)計(jì)算確定了各機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù),為下步的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了數(shù)據(jù)支撐。 (3)、 用比例法和經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算選擇出工作裝置各部分的基本尺寸。 (4)、以上、下動(dòng)臂、斗桿分別建立起三個(gè)新的坐標(biāo)系,利用已經(jīng)計(jì)算出的基本尺寸,對(duì)工作裝置的各部分分別進(jìn)行了力學(xué)分析。繪制出了工作裝置斗桿和動(dòng)臂的內(nèi)力和彎矩圖,選出了危險(xiǎn)截面并計(jì)算出其結(jié)構(gòu)尺寸。(5) 、利用成熟的經(jīng)驗(yàn)公式,選擇出鏟斗的斗形參數(shù),并對(duì)鏟斗斗齒進(jìn)行力學(xué)分析以計(jì)算出其結(jié)構(gòu)尺寸。(6) 、對(duì)銷軸和襯套進(jìn)行了材料的選擇和尺寸的計(jì)算,并對(duì)其緊固的標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行了選型。 挖掘機(jī)工作裝置是挖掘機(jī)的核心部分,其結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析和計(jì)算較復(fù)雜,難度也較大,而作者本身的設(shè)計(jì)知識(shí)也十分有限,不足之處還望各位老師、同學(xué)指正,以使設(shè)計(jì)不斷完善。參考文獻(xiàn)[1]( M ).中國建筑工業(yè)出版社,1986[2]( M ).中國建筑工業(yè)出版社,1977[3]〔碩士學(xué)位論文〕.上海:同濟(jì)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院,2005[4]( J ).石油大學(xué)出版社,2002[5]楊一岳,( J ).國外工程機(jī)械,1992. 5: 2932[6]黃宗益,葉偉,( J ).建筑機(jī)械化,2003. 9: 1216[7]( J ).建設(shè)機(jī)械技術(shù)與管理,1992. 1: 3335[8]朱建新,鄒湘伏,( J ).鑿巖機(jī)械氣動(dòng)工具,: 4854[9]( J ).工程機(jī)械,2002. 2: 1517[10]劉應(yīng)杰,洪昌銀,( J ).工程機(jī)械,2002. 2: 610[11]( M ).中國鐵道出版社,1987[12]何允紀(jì),李濱城,( J ).工程機(jī)械,1994. 6: 610[13]劉玉強(qiáng),(J).機(jī)械產(chǎn)品與科技,1997. 1:1215[14]顧虹,(J).建筑機(jī)械,1993[15]董玉平,(J).工程機(jī)械,2000. 10:: 2432[16] Kinematic analysis of mechanisms via a velocity equation based in a geometric matrix[J]. Mechanism and Machine Theory, Volume: 38(2003):10651078[17]. Vector method for the synthesis of mechanisms[ J ]. Mechanism and Machine Theory, Volume: 38(2003):265276[18]遲永武,(M).工程機(jī)械,1990. 8: 710[19](J).工程機(jī)械,1990. 10: 58[20]何斌,( J).建筑機(jī)械,1990. 10: 2427致 謝本文的設(shè)計(jì)工作是在。老師的精心指導(dǎo)和悉心關(guān)懷下完成的,在論文選題、總體方案的制定,具體研究方法及技術(shù)路線的設(shè)計(jì)以及論文的開展和撰寫過程中,得到了邢老師的大力支持和耐心細(xì)致的指導(dǎo)。老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度,孜孜不倦、開拓進(jìn)取的工作作風(fēng),使我受益終身。在我的學(xué)業(yè)和論文的設(shè)計(jì)工作中無不傾注著導(dǎo)師辛勤的汗水和關(guān)心。從尊敬的邢老師身上,我不僅學(xué)到了扎實(shí)、寬廣的專業(yè)知識(shí),也學(xué)到了做人的道理。在此我要向。老師致以最衷心的感謝和深深的敬意。 在此 感謝航空制造工程學(xué)院所有無私傳授知識(shí)的各位老師。感謝各位同學(xué)的幫助和支持。感謝在百忙中抽出時(shí)間來評(píng)閱本文的各位老師。附錄:三維建模,裝配截圖 本設(shè)計(jì)運(yùn)用UG ,再進(jìn)行裝配。 鏟斗 鏟斗連桿1 鏟斗連桿2動(dòng)臂 底座 斗桿 機(jī)身液壓缸缸體 液壓缸推桿 裝配 步驟1裝配 步驟2 裝配 步驟3裝配 步驟4 裝配 步
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