【導讀】挖掘Ⅳ級及以下土壤。裝配圖設計，設計總圖量不少于3張0號圖。與其它類型的挖掘機相。還可采用加寬、加長以及浮式履帶來降低接地比壓。化控制，易于實現(xiàn)標準化、系列化、通用化。計挖掘機的工作裝置、液壓傳動原理。在設計中，采用了履帶式行走裝置，來滿足要求。上部轉臺是全回轉式，因此它可在一個更大的范圍內工作。又因采用液壓傳動控制而使整機性能得。與機械式挖掘機相比，其挖掘力提高到2～3倍，整機質量約為5. 掘力大，且機器重量輕，傳動平穩(wěn)，作業(yè)效率高，結構緊湊。掘機的工作裝置提出基于結構推理的機構方案創(chuàng)新設計方法。

　　

【正文】 675124 中國礦業(yè)大學 07 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 第 23 頁 反鏟裝置的工作要求是，能夠控制挖掘高度、卸載高度、挖掘深度和挖掘半徑。為了保證最大的挖掘范圍，反鏟裝置必須具有兩個分離桿。具有兩個分離桿的機構，其自由度一定大于或等于 3。所以反鏟裝置機構結構的最基本要求是：自由度大于或等于 3，并且具有兩個分離桿。隨著自由度和桿數(shù)的增 加，機構的復雜程度將大大增加，因此作者只研究能滿足基本要求的自由度等于 桿數(shù)不大于 12 的反鏟裝置。 ②滿足要求的連桿組合 由于分離桿的副數(shù)應大于或等于 4，因此反鏟裝置至少應有兩個副數(shù)大于或等于 4的多副桿。自由度等于 桿數(shù)不大于 12，并至少應有兩個 4副以上桿的連桿組合有下列幾種。 (1)N=10， N2=8， N3=0， N4=2， N5=0， N6=0 (2)N=12， N2=10， N3=0， N4=1， N5=0， N6=1 (3)N=12， N2=10， N3=0， N4=0， N5=2， N6=0 (4)N=12， N2=9， N3=1， N4=2， N5=0， N6=0 (5)N=12， N2=9， N3=0， N4=3， N5=0， N6=0 (6)N=12， N2=8， N3=2， N4=2， N5=0， N6=0 其中： N 為桿數(shù) NI為具有 I 個運動副的桿數(shù) ③滿足要求的運動鏈 對于以上六種連桿組合，具有分離自由度的平面運動鏈數(shù)目分別是 4 12 和 103 共 166 種，經計算，其中只有 25 個平面運動鏈具有兩個分離桿。又自由度為 3的反鏟裝置被兩個分離桿分解成三個子平 面運動鏈，每個子平面運動鏈都含有一個驅動副，也就是說，每個子平面運動鏈中都得有一個油缸。又因為在平面運動鏈中油缸可用兩個串聯(lián)的二副桿來代替，因此反鏟裝置的每個子平面運動鏈至少應有一串聯(lián)的二副桿。如圖 3 所示的 12種運動鏈為滿足上述要求的運動鏈。 1513 141112 11(2)①②③④⑤ ⑥⑦ ⑧⑨⑩ 12345678910(1)10 98 765432111 ⑩⑨⑧⑦⑥⑤④ ③②① 中國礦業(yè)大學 07 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 第 24 頁 151411121211①②③④⑤ ⑥⑦ ⑧⑨ ⑩12345678 9 10(3)1098 765432111 ⑩⑨⑧⑦⑥⑤④ ③② ①131213121 4(4)12 111314111211( 6 )①②③④⑤ ⑥⑦ ⑧⑨⑩12345678910( 5 )1098765432111⑩⑨⑧⑦⑥⑤④ ③②①131 415121512151314111211( 8 )①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩1234 5 679( 7 )109 8765432111⑩⑨⑧⑦⑥⑤④ ③②①1311121212111211(10 )①②③④⑤ ⑥⑦ ⑧⑩123456( 9 )98765432111⑩⑨⑧⑦⑥⑤④ ③②①1315⑨131210129 中國礦業(yè)大學 07 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 第 25 頁 圖 63 滿足要求的運動鏈 ④運動鏈評價與篩選 根據挖掘機的用途，為了盡量增大挖掘作業(yè)范圍，其機架桿必須在平面運動鏈的一端，而不應位于平面運動鏈的中間。另外，反鏟裝置的底座得承受較大的載荷，要求由機架、動臂及動臂油缸組成一個四桿的子平面運動鏈。編號為 10 的五個平面運動鏈中，可以作為機架的四個桿 6，它們互為同位桿，因此可用任一桿作機架，假設桿 3是機架，編號為 6的三個平面運動鏈中，機架可以是桿 3或桿 6，但是若桿 3為機架，鉸①、⑨、⑤為驅動副，得到反鏟裝置，其中油缸的支撐點鉸⑩在挖掘過程中很可能后移，從而影響反鏟裝置的工作性能，因此機架只能是桿 6。編號為 1 12 的 四個平面運動鏈中，機架是桿 3。 編號為 2的平面運動鏈，桿 3為機架，鉸①、⑨、⑤為驅動副，可以看出，這兩個平面運動鏈中鏟斗 6的工作情況完全一樣，因此 可以拋棄編號為 2的平面運動鏈。編號為 10的兩個平面運動鏈，桿 3為機架，鉸①、⑨、⑤為驅動副，斗桿油缸的支承點鉸⑩在挖掘過程中后移；編號為 1 12的兩個平面運動鏈，桿 3為機架，鉸①、⑧、⑤為驅動副，鏟斗油缸的支承點鉸⑦在挖掘過程中后移。因此編號為 1 12 這四個平面運動鏈得到的反鏟裝置，其工作性能不佳。 (3)創(chuàng)新機構結構方案 通過以上分析，只有編號為 8的平面運動鏈可作為反鏟裝置的結構型式，這七種反鏟裝置見表 1。其中，編號 7 是現(xiàn)有反鏟裝置，其余六種是新型反鏟裝置 。與現(xiàn)有反鏟裝置進行比較，編號 1最簡單，能增大挖掘力，但其鏟斗擺角較??；編號 6能增大斗桿擺角；編151212111 4131314111211(12)①②③④⑤⑥⑦ ⑧⑨ ⑩ 12345 6 78910(11)1098765432111⑩⑨⑧⑦⑥⑤④ ③② ① 中國礦業(yè)大學 07 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 第 26 頁 號 8的鏟斗油缸直接驅動鏟斗，因此挖掘力較大。 表 1 桿數(shù)不大于 12 的反鏟裝置 序 號 平面運動鏈 編 號 機架 桿號 動臂 桿號 斗桿 桿號 鏟斗 桿號 動臂油 缸鉸號 斗桿油 缸鉸號 鏟斗油 缸鉸號 1 1 3 9 10 6 ① ⑨ ⑤ 2 3 3 11 12 6 ① ⑨ ⑤ 3 4 6 12 11 3 ⑤ ⑨ ① 4 5 6 12 11 3 ⑤ ⑨ ① 5 6 6 12 11 3 ⑤ ⑨ ① 6 7 3 11 12 7 ① ⑤ 7 8 3 11 12 9 ① ⑧ ⑤ 將編號 8的平面運動鏈分別畫成驅動機構形式，如圖 4所示。在圖 4中， 1是動臂、 2 是斗桿、 3是鏟斗、 4 是動臂油缸、 5是斗桿油缸、 6 是鏟斗油缸。 51(b)(d)15164322365(a)(c)1523462346 中國礦業(yè)大學 07 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 第 27 頁 圖 64 新型反鏟裝置 本次創(chuàng)新設計結合液壓挖掘機構中的反鏟裝置，提出基于結構推理的機構方案創(chuàng)新設計方法。該方法通過對原始機構一般化運動鏈的拓撲特征的提取，進行運動鏈結構類型綜合，以達到運動鏈再生，經過對運動鏈評價篩選型，形成創(chuàng)新運動鏈，再將創(chuàng)新運動鏈轉化為機構形成可行的創(chuàng)新機構方案。 54321(e)54321(f)6 6 中國礦業(yè)大學 07 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 第 28 頁 結 論 本次畢業(yè)設計歷時一個學期 ，是在大學四年所學知識的一次綜合應用，它將理論與實際結合在一起，即總結了大學學習的重要內容，又給我們提供了應用所學知識和查閱有關資料的能力，是對大學四年學習 的檢驗和完善。 本次畢業(yè)設計， 將機械、液壓結合在一起，突出體現(xiàn)了機械行業(yè)的發(fā)展方向，同時，各學科的交叉與綜合顯得相當明顯，這也是多學科發(fā)展的方向。 本次設計的履帶式液壓挖掘機與其它類型的挖掘機相比在很多優(yōu)點， 傳動平穩(wěn)，結構簡單。設計過程中運用 AutoCAD 制圖設計，使計算更準確，設計更合理，充分體現(xiàn)出了現(xiàn)代設計的優(yōu)越性。 通過這次畢業(yè)設計，我學會了如何查閱資料，如何應用已學的知識，深刻體會了所學知識的重要性，以及使所學知識聯(lián)系起來成為一個系統(tǒng)的整體的必要性，逐漸形成一套自己提出問題、分析問題、最后解決問題的 整套思路。這些寶貴財富都會使自己在將來的學習和工作中受益匪淺 。由于所學知識有限，實際經驗缺乏，因此，畢業(yè)設計中難免存在缺陷與不足，懇請各位老師及評閱者批評指正，將在今后的學習和工作中進行彌補。 中國礦業(yè)大學 07 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 第 29 頁 參考文獻 ［ 1］ 曹善華 ,余涵 .單斗液壓挖掘機 .北京：中國建筑工業(yè)出版社， 1980 ［ 2］ 孔德文 ,趙克利 .液壓挖掘機 .北京：化學工業(yè)出版社， 2021 ［ 3］ 高衡 ,張全根 .液壓挖掘機 .北京：中國建筑工業(yè)出版社， 1981 ［ 4］ 閻書文 .機械式液壓挖掘機 .北京：機械工業(yè)出版社， 1982 ［ 5］ 天津工程機械研究所 .單斗液壓挖掘 機 .北京：中國建筑工業(yè)出版社， 1976 ［ 6］ 何存興 .液壓傳動與氣壓傳動 .華中科技大學出版社， 2021 ［ 7］ 張鐵 .液壓挖掘機結構、原理及使用 .東營：石油大學出版社， 2021 ［ 8］ 黃宗益，王康 .液壓挖掘節(jié)能控制 .建筑機械， 1997 ［ 9］ 張平格 .液壓傳動與控制 .北京：冶金工業(yè)出版社， 2021 ［ 10］ 成大先 .機械設計手冊 .北京：化學工業(yè)出版社， 2021 ［ 11］ 吳相憲 ,王正為 ,黃玉堂 .實用機械設計手冊。徐州：中國礦業(yè)大學出版社， 1993 ［ 12］ 唐大放 ,馮曉寧 ,楊現(xiàn)卿 .機械設計工程學 .中國礦業(yè)大學出版社， 2021 ［ 13］ 李壯云 .中國機械設計大典 .江西科學技術 出版社， 2021 ［ 14］ 唐經世 ,高車安 .工程機械 .北京：中國鐵道出版社， 1996 ［ 15］ 周士昌 .液壓系統(tǒng)設計圖集 .北京：機械工業(yè)出版社， 2021 ［ 16］ 杜迪生 ,張永惠 .挖掘機電氣傳動與故障診斷 .北京：冶金工業(yè)出版社， 1994 ［ 17］ 張玉川 .進口液壓挖掘機國產化改造 .成都：西南交通大學出版社， 1999 ［ 18］ ,Hydraulic System for Excamator, 3406850. ,1968 ［ 19］ ,Hydraulic Pump Performance as a Function Of Speed and Pressure,SAE961741 中國礦業(yè)大學 07 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 第 30 頁 致 謝 本課題是在導師胡元的悉心指導下完成的，在將近三個月的設計期間，胡老師在學習上給予我許多關懷和幫助。在導師的指導和培養(yǎng)下，本人獨立思考與解決實際問題的能力明顯有了很大的提高。胡老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、淵博的學識、一絲不茍的作風使我受益非淺；他循循善誘的教導和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪，從而使設計在原有能力上更合理、更完美。在論文完成之際謹向辛勤培養(yǎng)自己的胡老師致以深深的敬意和衷心的感 謝。 在課題進展中，還得到了許多可敬的師長、同學、朋友的指導和幫助，在些，一并表示表示誠摯的謝意。 特別感謝我的父母，他們多年來對我的學業(yè)提供了物質資助和精神支持，使我順利完成學業(yè)。 最后衷心感謝百忙之中抽出時間評閱論文和參加答辯的各位老師。