【正文】 26 設(shè)計項目 計算與說明 結(jié)果 動臂機構(gòu)的設(shè)計 鏟斗相對于斗桿的擺角范圍 3max? 鏟斗瞬時位置轉(zhuǎn)角為 3 7 2 4 2 6 1 0F Q V? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? 當取 L3=L3min和 L3max時可分別求得 3min 3max??和 。 圖 47 鏟斗連桿機構(gòu)傳動比計算簡圖 鏟斗連桿機構(gòu)的傳動比 i 當給定了液壓挖掘機長度 L3，由表 24原始參數(shù)及推導(dǎo)參數(shù)出發(fā)，利用幾何關(guān)系可依次求得圖 47 中5 2 2 3 0 2 3 2 6 2 4 2 5 2 7 2 6 2 7 2 8 2 9ll? ? ? ? ? ? ? ? ? ?， ， ， ， ， ， ， ， ， ， 和等值?！?110176。雖然六連桿中方式 b和 d在液壓缸行程相同時，后者能得到更大的鏟斗轉(zhuǎn)角，但其鏟斗挖掘力的平均值較小。圖 45a為直接連接，鏟斗、斗桿與鏟斗液壓缸組成四連桿機構(gòu)。 而對頁巖作業(yè)效果就大不一樣，其中一個鏟斗的切削前緣中間略微凸出，不帶側(cè)齒，側(cè)臂略呈凹形，這些因素使頁巖挖掘阻力降低。鏟斗的斗齒采用裝配式，其形式有橡膠卡銷式和螺栓連接式，如圖 44 所示。 圖 43反鏟用鏟斗基本形式 鏟斗結(jié)構(gòu)形狀和參數(shù)的合理選擇對挖掘機的作業(yè)效果影響很大。當此比值大于 50： 1時顆粒尺寸的影響可不考慮，視物料為勻質(zhì)。 2．要使物料易于卸凈。而 1K 值小宜用于以轉(zhuǎn)斗挖掘為主。 要求適用性較強而又無配套替換構(gòu)件或可調(diào)結(jié)構(gòu)的反鏟常取中間比例方案。在計算中初定鉸點位置，如不夠合理，應(yīng)進行適當修改。 在滿足工作范圍和運輸要求的前提下此值應(yīng)盡可能取得小些，對以斗桿挖掘為主的中型機更應(yīng)注意到這一點 。 。 。由于本次設(shè)計的是中小型挖掘機，故本次設(shè)計采用單動臂油缸。然而，后傾方案動臂下鉸點 C與動臂油缸下鉸點 D 的距離 CD 比前傾方案的大，則動臂在上下兩極位置時，動臂油缸的作用力臂 Cp 也較大。 ②油缸后傾布置方案，當動臂油缸全伸出，將動臂舉升到上極限位置時，動臂油缸軸線向 后方傾斜。 綜合考慮本次設(shè)計選擇整體式彎動臂。它的缺點是替換工作裝置少，通用性較差。 直動臂構(gòu)造簡單、輕巧、布置緊湊，主要用于懸掛式挖掘機。 的工作條件，確保工作安全，視野良好，操作簡單，維修方便。 用電子計算機分析比較各種設(shè)計方案的挖掘性能或驗算已制成的挖掘性能，并與機器的使用或測試結(jié)果相對照， 即可為改進設(shè)計提供依據(jù)，又可檢驗理論計算的正確程度，對在大量機型進行計算分析的基礎(chǔ)上即可為優(yōu)化設(shè)計積累資料和提供簡化依據(jù)。 求得的挖掘力值稱為整機的理論挖掘力。 對反鏟裝置，動臂液壓缸的理論挖 掘力一般不予考慮。 p， F2 為鏟斗液壓缸 大腔作用面積， p為液壓系統(tǒng)工作壓力； r r6—— 力臂值 對于已定的工作裝置 r5是 L2的函數(shù)， r6是 L3的函數(shù)，因此 POG是 L2和 L3的二元函數(shù)。 鏟斗油缸的理論挖掘力 鏟斗挖掘時鏟斗液壓缸的理論挖掘力為 133 3 323 ()oDrrP P P i f Lrl?? ? ? ? ?? 式中 P3—— 鏟斗液壓缸的理論推力， P3=F3為便于進行設(shè)計方案的分析比較，對挖掘機概念規(guī)定如下。 其他參數(shù)的選擇與計算 經(jīng)驗公式計算法（查表法）是以液壓挖掘機的機重為指標，對現(xiàn)代液壓挖掘機的總體參數(shù)用概率方法得到各主要參數(shù)的經(jīng)驗系數(shù)，以公式來確定挖掘機的各種參數(shù)。 履帶行走機構(gòu)零部件之間相互接觸、相對運動就產(chǎn)生摩擦。 帶的張緊度。 ，每十節(jié)內(nèi)的直線度不得大于 4mm，履帶全長不得大于 8mm。離地間隙要適當，因為它影響到機械的重心位置，穩(wěn)定性以及機械機構(gòu)等。），近似為零，故可以認為履帶最大比壓發(fā)生在工作裝置順履帶方向的位置，可由上述公式的 max 23 ( )Gp b L B? ? 從上式 可看出：比值 L／ B 不應(yīng)太小，否則會加大 maxp值，一般情況下 L／ B 為 ～ 。39。 挖掘機的合力 G 將按作用的位置分配在兩條履帶上。此外由于整機重心的偏移，履帶上的壓力是不均勻的。 履帶式挖掘機的承載能力大小決定于機器運行時的通過性和工作時的穩(wěn)定性。為充分發(fā)揮挖掘機的挖掘力，對于不同等級或容重的土壤可以配備相應(yīng)不同斗容量的鏟斗（ m3）。機重則直接反映了機械本身的重量級，它對技術(shù)參數(shù)指標影響很大，因挖掘機挖掘能力的發(fā)揮，功率的充分利用，機械的穩(wěn)定性都要以一定的機重來保證，因此機重反映了挖掘機的實際工作能力，可用性的 10 設(shè)計項目 計算與說明 結(jié)果 總體參數(shù)的確定 標志。 本設(shè)計采用類比法、經(jīng)驗公式法和標準法相結(jié)合，有的參數(shù)還通過理論分析校核來確定。 基本參數(shù)的確定方法： 1）比擬法（或稱類比法）：通過同類機型的比較得出參數(shù)值。 合理的主要參數(shù)應(yīng)符合以下條件： 1)滿足使用要求 —— 實用性。在確定主要參數(shù)時，必須正確處理先進性、可靠性和經(jīng)濟性之間的關(guān)系，正確處理相互制約的有關(guān)參數(shù)間的關(guān)系。 液壓 挖掘機的主要參數(shù)和選擇 單斗液壓挖掘機的主要參數(shù)表明了挖掘機的規(guī)格和主要技術(shù)性能，因此在挖掘機總體設(shè)計中必須確定。 、速度、功率等分析計算。 8 設(shè)計項目 計算與說明 結(jié)果 總體設(shè)計的內(nèi)容及設(shè)計原則 液壓挖掘機的主要參數(shù)和選擇 第 2 章 總體設(shè)計 總體設(shè)計的內(nèi)容及設(shè)計原則 根據(jù)液壓挖掘機設(shè)計任務(wù)的有關(guān)要求，應(yīng)在充分調(diào)查研究的基礎(chǔ)上進行液壓挖掘機的總體設(shè)計工作。（ 5）加強以提高安全性和環(huán)境保護為目的研究工作開發(fā)。 國內(nèi)液壓挖掘機的研究和發(fā)展動向應(yīng)該體現(xiàn)在以下幾個方面： （ 1）提高效率，降低能耗。特別是國內(nèi)， CAD在許多企業(yè)還停留在輔助制圖的程度上，當然也有部分企業(yè)用 CAD進行空間布置設(shè)計。 國內(nèi)液壓挖掘機行業(yè)近年來雖有很大發(fā)展，但與國外挖掘機行業(yè)發(fā)達國家相比仍存在許多不足，其原因除了國內(nèi)挖掘機加工水平落后之外，挖掘機設(shè)計水平與發(fā)達國家相比也有較大的差距，尤其是一些先進設(shè)計技術(shù)的掌握和應(yīng)用。 到了 80年代末和 90年代初，世 界各工業(yè)發(fā)達國家液壓挖掘機技術(shù)水平得到了迅速的提高，突出表現(xiàn)在追求高效率 (同一機重的挖掘機功率普遍提高，液壓系統(tǒng)流量增大作業(yè)循環(huán)時間減小，作業(yè)效率大大提高 )；高可靠性和追求司機操作的舒適性。 （ 8） 增大鏟斗容量，加大功率，提高生產(chǎn)效率。 （ 4） 工作裝置結(jié)構(gòu)不斷改進，工作范圍不斷擴大。 由于使用性能、技術(shù)指標和經(jīng)濟指標上的優(yōu)越，世界上許多國家，特別是工業(yè)發(fā)達國家，都在大力發(fā)展單斗挖掘機。此種技術(shù)在日本松、日立建機、神鋼、韓國大宇重工、德國的利渤海爾、英國的 JCB等到公司均得到普遍應(yīng)用，代表了當代液壓挖掘機的最高水平。 20 世紀 60 年代，挖掘機進 入成熟期，各國挖掘機制造商紛紛采用液壓技術(shù)并與其它技術(shù)相結(jié)合，使產(chǎn)品適應(yīng)性得到了較快的發(fā)展，產(chǎn)品壽命和質(zhì)量不斷得到提高，操縱更加舒適，產(chǎn)品更加節(jié)能。 按工作裝置的機構(gòu)不同分為鉸接式和伸縮臂式挖掘機，常用者均為鉸接式，伸縮臂式挖掘機可因用于平整清理場地和坡道等作業(yè)，故有挖掘平地機之稱。 按液壓挖掘機主要用途及其工作裝置的不同可 4 設(shè)計題目簡介 國外發(fā)展現(xiàn)狀 分為通用型和專用型兩種。 ） 挖掘機，其動力裝置，傳動機構(gòu)的主要部分，回轉(zhuǎn)機構(gòu)，輔助設(shè)備和駕駛室等都可裝在可回轉(zhuǎn)的平臺上，簡稱為上部平臺。 單斗液壓 挖掘機的特點、 類型 單斗 液壓挖掘機是一種采用液壓傳動并以一個鏟斗進行挖掘作業(yè)的機械。鉸接式工作裝置應(yīng)用較為普遍。 懸掛式液壓挖掘機是將工作裝置安裝在輪胎式或履帶式拖拉機上，可以達到一機多用的目的。為防止對路面的碾壓破壞、有些液壓 3 單斗液壓挖掘機的特點，類型 挖掘機還采用了橡膠履帶。對液壓挖掘機來說，工作裝置及回轉(zhuǎn)機構(gòu)必須是液壓傳動，只有行走機構(gòu)有的為液壓傳動，有的為機械傳動。 根據(jù)液壓挖掘機主要機構(gòu)是否全部采用液壓傳動，分為全液壓傳動和非全液壓（或稱半液壓）傳動兩種。由于科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，各種新技術(shù)、新材料不斷在挖掘機上得到應(yīng)用，尤其是電子技術(shù)和信息技術(shù)的應(yīng)用使得液壓挖掘機在作業(yè)效率、可靠性、安全性和操作舒適性以節(jié)能、環(huán)保等方面有了長足的進步。 2 挖掘機的分類 挖掘機械的最早雛形，主要用于河道。 在軍事工程中，或用來筑路、挖壕溝和掩體、建造各種軍事建筑物。 在水 利施工中，可用來開挖水庫、運河、水電站堤壩的基坑、排水或灌溉的溝渠，疏浚和挖深原有河道等。因此，液壓挖掘機是一種周期作業(yè)的土方機械。 64 第 9章 致謝 62 第 8 章 畢業(yè)設(shè)計小結(jié) 57 液壓挖掘機工作裝置的三維實體裝配 57 液壓挖掘機工作裝置的三維實體建模 56 Solidworks模擬仿真的基本概述 54 第 7章 運動仿真 49 液壓系統(tǒng)主要類型和特點 16 整機實際挖掘力 1 挖掘機的分類 1 況 又因采用液壓傳動控制而使整機性能得以改善。 本次設(shè)計完成的主要任務(wù)有 ： 挖掘機 的 類型 及發(fā)展概況 、 液壓挖掘機 的總體設(shè)計 液壓挖掘機 工作 阻力的計算、液壓挖掘機工作裝置的設(shè)計 、 液壓挖掘機工作裝置的受力分析和強度校核、 挖掘機 工作裝置液壓系統(tǒng)的設(shè)計、 挖掘機工作 裝置 的運動 仿真 本次設(shè)計的主要參數(shù)是斗 容量 ,它屬于中小型液壓挖掘機，主要設(shè)計挖掘機的工作裝置及進行運動仿真。工作機構(gòu)是液壓挖掘機的主要裝備， 機 構(gòu)各鉸點以及其具體結(jié)構(gòu)的設(shè)計將是決定工作機構(gòu)性能水平的重要因素，決定了液壓挖掘機的工作性能，影響其最終使用性能的好壞， 所以對液壓挖掘機工作機構(gòu)的研究