【正文】 (326)1228989cos[()]lLl???、 在設(shè)計(jì)中確定。3e1r23r（2）鏟斗相對于斗桿的擺角 ?鏟斗的瞬時(shí)位置轉(zhuǎn)角為 (319)3724610???其中，在 NFQ 中? (320)127216cos[()]NQFlll??暫時(shí)未定，其在后面的設(shè)計(jì)中可以得到。（1）鏟斗連桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比 i 和鏟斗缸的當(dāng)量作用力臂 3e利用圖 ，可以知道求得以下的參數(shù)：在 MNG 中?122253153cos[()]MNGlLl?????3032 230MNG???????? (311)在 HNQ 中：? 227131323cosLll??? (312)214714[()]NHQlLl???在 QHK 中 (313)12227974927csKll???在□KHQN 中 (314)28 217????鏟斗油缸對 N 點(diǎn)的作用力臂 r1 (315)132sinl?連桿 HK 對 N 點(diǎn)的作用力臂 r2 (316)13ilNHK?連桿 HK 對 Q 點(diǎn)的作用力臂 r3r3 = l24鏟斗對 Q 點(diǎn)的作用力臂 r4r4 = l3谷守領(lǐng)：20 噸履帶式單斗液壓挖掘機(jī)工作裝置三維設(shè)計(jì)14連桿機(jī)構(gòu)的總傳動(dòng)比 (317)1324()ii??顯然 317 式中可知，i 是鏟斗油缸長度 L2 的函數(shù)，用 代入可得初傳動(dòng)比 ，2minL0i代入可得終傳動(dòng)比 iz。圖 斗桿機(jī)構(gòu)擺角計(jì)算簡圖 Measures stem institutions put the Angle calculation diagram在 DEF 中，?228982cosLll???? (38)1989[()]Ll?山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）13由上圖的幾何關(guān)系知 (39)2maxa2min????則斗桿的作用力臂 (310)29sielDEF?顯然，斗桿的最大作用力臂 ,此時(shí) 。斗桿的位置參數(shù)是 l2，這里只討論斗桿相對于動(dòng)臂的運(yùn)動(dòng)，即只考慮 L2 的影響。21?F 點(diǎn)的坐標(biāo)為 2130cos?lXF?? (34)YC 點(diǎn)的坐標(biāo)為 51cosCAl (35)in???動(dòng)臂油缸的力臂 1e (36)Ble?si51顯然，動(dòng)臂油缸的最大作用力臂 ，又令 , 。如圖 所示，圖1?L 1L中 ：動(dòng)臂油缸的最短長度； ：動(dòng)臂油缸的伸出的最大長度； ：動(dòng)臂油缸min max1Lmin1?兩鉸點(diǎn)分別與動(dòng)臂下鉸點(diǎn)連線夾角的最小值； ：動(dòng)臂油缸兩鉸點(diǎn)分別與動(dòng)臂下鉸max1?點(diǎn)連線夾角的最大值。圖 動(dòng)臂擺角范圍計(jì)算簡圖 Moving arm angular range calculation diagram是 的函數(shù)。并按經(jīng)驗(yàn)公式初選各油缸全伸長度與全縮長度之比：λ 1=λ2=λ3=。鏟斗油缸的內(nèi)徑 D3=90mm，活塞桿的直徑 d3=63mm。初選動(dòng)臂油缸內(nèi)徑 D1=120mm，活塞桿的直徑 d1=90mm。圖 鏟斗Fig. bucket 原始幾何參數(shù)的初定（1）動(dòng)臂與斗桿的長度比 K1由于所設(shè)計(jì)的挖機(jī)適用性較強(qiáng)，一般不替換工作裝置，故取中間比例方案，K 1 取在 ～ 之間，初步選取 K1=，即 l1/l2=。（3）于卸出，鏟斗的寬度與物料的粒徑之比應(yīng)大于 4，大于 50 時(shí)，顆粒尺寸不考慮，視物料為均質(zhì)。斗底的縱向剖面形狀要適合于各種物料的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。1斗桿； 2連桿機(jī)構(gòu)； 3鏟斗圖 鏟斗連接布置示意圖 Connect the bucket decorate schemes 鏟斗的結(jié)構(gòu)選擇 鏟斗結(jié)構(gòu)形狀和參數(shù)的合理選擇對挖掘機(jī)的作業(yè)效果影響很大，其應(yīng)滿足以下的要求：（1）有利于物料的自由流動(dòng)。該布置中 1 桿與 2 桿的鉸接位置雖然使鏟斗的轉(zhuǎn)角減少但保證能得到足夠大的鏟斗平均挖掘力。具體結(jié)構(gòu)如圖 所示。油缸活塞桿端部與動(dòng)臂的鉸點(diǎn)設(shè)在動(dòng)臂箱體的中間，這樣雖然削弱了動(dòng)臂的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，但不影響動(dòng)谷守領(lǐng)：20 噸履帶式單斗液壓挖掘機(jī)工作裝置三維設(shè)計(jì)8臂的下降幅度。斗桿也有整體式和組合式兩種，大多數(shù)挖掘機(jī)采用整體式斗桿。缺點(diǎn)是可更換工裝少，通用性較差。 動(dòng)臂及斗桿的結(jié)構(gòu)形式的初選動(dòng)臂采用整體式彎動(dòng)臂，這種結(jié)構(gòu)形式在中型挖掘機(jī)中應(yīng)用較為廣泛。進(jìn)一步簡化得圖如 所示。各油缸可看作是只承受拉壓載荷的桿。上述過程僅為一般的理想過程。卸完后，工作裝置再轉(zhuǎn)至挖掘位置進(jìn)行第二次挖掘循環(huán)。挖掘作業(yè)時(shí)，接通回轉(zhuǎn)馬達(dá)、轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)臺，使工作裝置轉(zhuǎn)到挖掘位置，同時(shí)操縱動(dòng)臂缸小腔進(jìn)油使液壓缸回縮，動(dòng)臂下降至鏟斗觸地后再操縱斗桿缸或鏟斗缸，液壓缸大腔進(jìn)油而伸長，使鏟斗進(jìn)行挖掘和裝載工作。動(dòng)臂下鉸點(diǎn)鉸接在轉(zhuǎn)臺上，通過動(dòng)臂缸的伸縮，使動(dòng)臂連同整個(gè)工作裝置繞動(dòng)臂下鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。（4）挖掘機(jī)的三維圖和二維圖的繪制。（2）挖掘機(jī)的工作裝置的運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)。 論文構(gòu)成及研究內(nèi)容本論文主要對由動(dòng)臂、斗桿、鏟斗、銷軸、連桿機(jī)構(gòu)組成挖掘機(jī)工作裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析和力學(xué)計(jì)算的結(jié)果得到工作裝置的基本尺寸和結(jié)構(gòu)尺寸。 課題研究方法本次畢業(yè)設(shè)計(jì)對日立 ZX200 中型履帶式液壓挖掘機(jī)進(jìn)行了現(xiàn)場測繪，取得了工作裝置、回轉(zhuǎn)裝置、行走裝置以及挖掘機(jī)整體的大體數(shù)據(jù)資料。（7）增大鏟斗容量，加大功率，提高生產(chǎn)效率。（5）液壓系統(tǒng)不斷改進(jìn)，液壓元件不斷更新。（3）不斷提高可靠性和使用壽命。電子計(jì)算機(jī)監(jiān)測與控制，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化；提高機(jī)械作業(yè)性能，降低噪音，減少停機(jī)維修時(shí)間，提高適應(yīng)能力，消除公害，縱觀未來，液壓挖掘機(jī)技術(shù)研發(fā)有以下的趨勢：（1）向大型化發(fā)展的同時(shí)向微型化發(fā)展。目前，液壓挖掘機(jī)的發(fā)展著眼于動(dòng)力和傳動(dòng)系統(tǒng)的改進(jìn)以達(dá)到高效節(jié)能。目前研究液壓挖掘機(jī)工作裝置設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于，為了使挖掘機(jī)設(shè)計(jì)人員從繁忙的計(jì)算中解脫出來，現(xiàn)有工作裝置機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算和優(yōu)化設(shè)計(jì)，即大多數(shù)的液壓挖掘機(jī)工作裝置設(shè)計(jì)研究在現(xiàn)有機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上局限地進(jìn)行的。雖然部分軟件也有一定的分析計(jì)算能力，但是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到設(shè)計(jì)需要，對液壓挖掘機(jī)進(jìn)行分析的大型通用軟件目前市場上還很少。因此，開發(fā)出的軟件缺少通用性，不能使用于挖掘機(jī)工作裝鶯的一些通用問題的解決，對工程機(jī)械這個(gè)行業(yè)不具有通用性。國內(nèi)眾多的研究人員和單位對液壓挖掘機(jī)工作裝置設(shè)計(jì)進(jìn)行了不少研究，開發(fā)了其設(shè)計(jì)軟件，他們的研究基本上局限于解決某些問題，即工作裝置的幾何參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)和力參數(shù)等的解決。這樣，引進(jìn)和消化國外的不少技術(shù)，在技術(shù)方面都有了長足的進(jìn)步。一些挖掘機(jī)專業(yè)生產(chǎn)廠為了生存和發(fā)展，利用自身的實(shí)力和豐富的挖掘機(jī)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，紛紛在工廠的技術(shù)改造、試驗(yàn)研究、新產(chǎn)品開發(fā)方面下大功夫。當(dāng)時(shí)出于受配件如發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓件及企業(yè)自身?xiàng)l件的影響，其質(zhì)量和產(chǎn)量遠(yuǎn)未達(dá)到應(yīng)有的水平，與國外同類產(chǎn)品相比也存在較大差距。8）環(huán)境保護(hù)，CAT、小松等廠家紛紛推出滿足三次排放要求的挖掘機(jī)。6）步改進(jìn)液壓系統(tǒng)。4）設(shè)計(jì)理論，提高可靠性，延長使用壽命。2）發(fā)展全液壓挖掘機(jī)，不斷改進(jìn)和革新控制方式，使挖掘機(jī)由簡單的杠桿操縱發(fā)展到液壓操縱、氣壓操縱、液壓伺服操縱和電氣控制、無線電遙控、電子計(jì)算機(jī)綜合程序控制。山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）31斗桿油缸；2 動(dòng)臂； 3油管； 4動(dòng)臂油缸； 5鏟斗； 6斗齒； 7側(cè)板；8連桿； 9搖桿； 10鏟斗油缸； 11斗桿圖 工作裝置組成圖 Work device of operation 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀從 20 世紀(jì)后期開始，國際上挖掘機(jī)的研發(fā)向大型化、微型化、多功能化、專用化和自動(dòng)化的方向發(fā)展。發(fā)動(dòng)機(jī)是液壓挖掘機(jī)的動(dòng)力源，大多采用柴油要在方便的場地，也可改用電動(dòng)機(jī)。其工作過程是由動(dòng)臂的上升下降，斗桿的伸出和回收，鏟斗的挖土和卸土，以及上部平臺的 360176。動(dòng)臂起落、斗桿伸縮和鏟斗轉(zhuǎn)動(dòng)都用往復(fù)式雙作用液壓缸控制。關(guān)鍵零部件短缺，仍是國內(nèi)品牌的主機(jī)制造企業(yè)心中的“痛” 。核心零部件受制于人始終是國產(chǎn)挖掘機(jī)的短板。2022 年雖然房地產(chǎn)面臨國家調(diào)控的壓力，但高鐵、保障性住房、水利等領(lǐng)域的基礎(chǔ)建設(shè)仍將給挖掘機(jī)帶來較大的增長機(jī)會(huì)，國產(chǎn)品牌的增速將明顯高于行業(yè)平均水平。隨著全球挖掘機(jī)市場新格局的形成，可以預(yù)見的是，中國的挖掘機(jī)市場也逐漸成為一股影響全局的力量。在過去 10 年，伴隨著中國經(jīng)濟(jì)長期持續(xù)的高速增長，中國市場對挖掘機(jī)的需求不斷攀升，成為當(dāng)今全球最大的、贏利水平最好和競爭最激烈的市場之一。受國家推動(dòng)的大規(guī)?；ㄓ?jì)劃和房地產(chǎn)行業(yè)投資景氣的影響，中國挖掘機(jī)市場將會(huì)有進(jìn)一步的增長。再從國內(nèi)市場分十大用戶行業(yè)來說，公路建設(shè)挖掘機(jī)需求量占全年銷售量的 %，礦山開采占 %，市政建設(shè)（包括房地產(chǎn)業(yè)）占 %，這三大行業(yè)占了總需求量 60%以上，未來這三大行業(yè)將繼續(xù)發(fā)展，鐵路建設(shè)、水利水電等行業(yè)將作為重點(diǎn)發(fā)展行業(yè)需求前谷守領(lǐng)：20 噸履帶式單斗液壓挖掘機(jī)工作裝置三維設(shè)計(jì)2景看好。自主品牌占當(dāng)年挖掘機(jī)銷售總量的 %，比上年提高 %。2022 年 12 月，國內(nèi)主要 23 家主要挖掘機(jī)制造公司實(shí)際累計(jì)銷售挖掘機(jī) 13500 臺，打破歷年 12 月銷售記錄；在過去的 2022 年，我國挖掘機(jī)行業(yè)延續(xù)了上年發(fā)展態(tài)勢，在政府加大基建投資、推進(jìn)城鎮(zhèn)化建設(shè)等多種政策疊加效應(yīng)的作用拉動(dòng)下，實(shí)際累計(jì)銷售總量超過 165000 萬臺，銷量再創(chuàng)新高。液壓挖掘機(jī)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的終端機(jī)械產(chǎn)品，整機(jī)的零部件高達(dá) 2022 多種 3000 多件，覆蓋機(jī)械、液壓傳動(dòng)、冶金、石油化工、電氣等多行業(yè)?？梢哉f挖掘機(jī)械式工程機(jī)械行業(yè)中最重要的機(jī)種之一，工程機(jī)械之王，甚至可以說得挖掘機(jī)械者得工程機(jī)械天下。因此，在世界范圍內(nèi)，挖掘機(jī)也是產(chǎn)銷量最大、應(yīng)用最多的一類工程機(jī)械。 rotary movement of the upper platform and so on. From the exterior view, excavator consist of three parts of working unit, the upper turret, and running gear of three parts.The paper mainly designs the overall structure and the working unit of the excavator. Firstly