【導(dǎo)讀】挖掘Ⅳ級及以下土壤。裝配圖設(shè)計，設(shè)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?；刂?，易于實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化。計挖掘機的工作裝置、液壓傳動原理。在設(shè)計中，采用了履帶式行走裝置，來滿足要求。上部轉(zhuǎn)臺是全回轉(zhuǎn)式，因此它可在一個更大的范圍內(nèi)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(zhì)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(jié)構(gòu)緊湊。掘機的工作裝置提出基于結(jié)構(gòu)推理的機構(gòu)方案創(chuàng)新設(shè)計方法。

　　

【正文】 675124 中國礦業(yè)大學(xué) 07 屆本科生畢業(yè)設(shè)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(gòu)，其自由度一定大于或等于 3。所以反鏟裝置機構(gòu)結(jié)構(gòu)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(gòu)的復(fù)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(yīng)大于或等于 4，因此反鏟裝置至少應(yīng)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(yīng)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(jīng)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(qū)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(yīng)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(xué) 07 屆本科生畢業(yè)設(shè)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(xué) 07 屆本科生畢業(yè)設(shè)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(jù)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(yīng)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(shè)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(qū)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(qū)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(qū)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(qū)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(gòu)結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(xué) 07 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 26 頁 號 8的鏟斗油缸直接驅(qū)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(qū)動機構(gòu)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(xué) 07 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 27 頁 圖 64 新型反鏟裝置 本次創(chuàng)新設(shè)計結(jié)合液壓挖掘機構(gòu)中的反鏟裝置，提出基于結(jié)構(gòu)推理的機構(gòu)方案創(chuàng)新設(shè)計方法。該方法通過對原始機構(gòu)一般化運動鏈的拓撲特征的提取，進行運動鏈結(jié)構(gòu)類型綜合，以達到運動鏈再生，經(jīng)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(zhuǎn)化為機構(gòu)形成可行的創(chuàng)新機構(gòu)方案。 54321(e)54321(f)6 6 中國礦業(yè)大學(xué) 07 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 28 頁 結(jié) 論 本次畢業(yè)設(shè)計歷時一個學(xué)期 ，是在大學(xué)四年所學(xué)知識的一次綜合應(yīng)用，它將理論與實際結(jié)合在一起，即總結(jié)了大學(xué)學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容，又給我們提供了應(yīng)用所學(xué)知識和查閱有關(guān)資料的能力，是對大學(xué)四年學(xué)習(xí) 的檢驗和完善。 本次畢業(yè)設(shè)計， 將機械、液壓結(jié)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(xué)科的交叉與綜合顯得相當(dāng)明顯，這也是多學(xué)科發(fā)展的方向。 本次設(shè)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(jié)構(gòu)簡單。設(shè)計過程中運用 AutoCAD 制圖設(shè)計，使計算更準(zhǔn)確，設(shè)計更合理，充分體現(xiàn)出了現(xiàn)代設(shè)計的優(yōu)越性。 通過這次畢業(yè)設(shè)計，我學(xué)會了如何查閱資料，如何應(yīng)用已學(xué)的知識，深刻體會了所學(xué)知識的重要性，以及使所學(xué)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(xué)習(xí)和工作中受益匪淺 。由于所學(xué)知識有限，實際經(jīng)驗缺乏，因此，畢業(yè)設(shè)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(xué)習(xí)和工作中進行彌補。 中國礦業(yè)大學(xué) 07 屆本科生畢業(yè)設(shè)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(xué)工業(yè)出版社， 2021 ［ 3］ 高衡 ,張全根 .液壓挖掘機 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本課題是在導(dǎo)師胡元的悉心指導(dǎo)下完成的，在將近三個月的設(shè)計期間，胡老師在學(xué)習(xí)上給予我許多關(guān)懷和幫助。在導(dǎo)師的指導(dǎo)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(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的學(xué)識、一絲不茍的作風(fēng)使我受益非淺；他循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪，從而使設(shè)計在原有能力上更合理、更完美。在論文完成之際謹(jǐn)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(xué)、朋友的指導(dǎo)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(xué)業(yè)提供了物質(zhì)資助和精神支持，使我順利完成學(xué)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。