【正文】 工作裝置重力所產(chǎn)生的力矩略大于平均挖掘姐力滿足要求。 對(duì)此，動(dòng)臂機(jī)構(gòu)的全部參數(shù)初步選出。 { 對(duì)求得的值進(jìn)行驗(yàn)算： 則 的值滿足這兩個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式，說明了的值是可行的。動(dòng)臂單液壓缸在動(dòng)臂上的鉸點(diǎn)一般置于動(dòng)臂下翼緣加耳座上，B在Z的下面，初定，則在△CZF中可以得到： ：也可以寫成以下式子： （31）：也可以寫成以下的表達(dá)式； （32）將式（31）和（32）相加，消去得： （33）同時(shí)令 根據(jù)以上求得的數(shù)據(jù)代入得，可知：將A與B的值代入到式（33）中則得到以下式子： （34）又知特性參數(shù)： （35）則有關(guān) （36）將式（36）代入式（34）中則得一元函數(shù)。 ，根據(jù)要求可以初選 斗桿液壓缸全縮時(shí)最大，常選～根據(jù)本設(shè)計(jì)的要求可選擇 最大卸載高度時(shí)動(dòng)臂機(jī)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖取決于液壓缸布置形式。 取K1= 其中 由經(jīng)驗(yàn)公式知：取 其中q是斗容量代入q=：=1448mm 最大挖掘半徑則 所以 ，在△CZF中知道了α就可以容易的求得。般取α1=120176。～140176。3 動(dòng)臂機(jī)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算及校核 動(dòng)臂機(jī)構(gòu)參數(shù)的確定，即工作裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖來計(jì)算出動(dòng)臂，斗桿，連桿及鏟斗的基本參數(shù)。 1動(dòng)臂 2動(dòng)臂油缸 1斗桿 2連桿機(jī)構(gòu) 3鏟斗 鏟斗連接布置圖 圖25 鏟斗連接布置圖 鏟斗與鏟斗油缸的連接方式 本方案中采用六連桿的布置方式，相比四連桿布置方式而言在相同的鏟斗油缸行程下能得到較大的鏟斗轉(zhuǎn)角，改善了機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)特性。油自由式活塞桿端部與動(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，但不影響以、動(dòng)臂的下降幅度。在本設(shè)計(jì)中由于不需要調(diào)節(jié)斗桿的長(zhǎng)度，故也采用整體式直斗桿。 動(dòng)臂及斗桿的結(jié)構(gòu)形式的初選 動(dòng)臂結(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)形式目前應(yīng)用最廣泛，其主要特點(diǎn)是制造方便，成本低，質(zhì)量輕，能有較大的動(dòng)臂彎角，裝載作效率高，挖掘深度也比較大；配用加長(zhǎng)可調(diào)斗桿，可以很好地完成垂直壁面的挖掘作業(yè)，而且所挖掘的壁面平直整潔。則可知單斗液壓挖掘機(jī)的工作裝置可以看成是由動(dòng)臂，斗桿，鏟斗，動(dòng)臂油缸，斗桿油缸，鏟斗油缸及連桿機(jī)構(gòu)組成的具有三自由度的六桿機(jī)構(gòu)。各油缸可看作是只承受拉壓載荷的桿。由液壓挖掘機(jī)在構(gòu)造和性能上有較多的優(yōu)越性，因此近年來發(fā)展迅速，在中小型單斗挖掘機(jī)中，已取代了機(jī)械傳動(dòng)單斗挖掘機(jī)，成為工程機(jī)械的主要機(jī)種。 單斗液壓挖掘機(jī)是一種采用液壓傳動(dòng)并以一個(gè)鏟斗進(jìn)行挖掘作業(yè)機(jī)械，它是機(jī)械傳動(dòng)單斗挖掘機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，是目前挖掘機(jī)中重要的品種。與相同類型的挖掘機(jī)相比可知?jiǎng)颖塾透椎男谐蹋欢窏U油缸的行程；鏟斗油缸的行程。鏟斗油缸的內(nèi)徑D3=80mm，活塞桿的直徑，又由按經(jīng)驗(yàn)公式選各缸全伸長(zhǎng)度與全縮長(zhǎng)度之比。 設(shè)計(jì)過程中的已知參數(shù) 鏟斗容量：最大挖掘力130KN整體質(zhì)量：20噸工作裝置液壓回路最大壓力：34MP最大挖掘半徑：最大挖掘高度：最大挖掘深度：最大卸料高度：發(fā)動(dòng)機(jī)功率：98KW發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：2300r/m工作裝置液壓系統(tǒng)主參數(shù)的初步選擇：各工作油缸的缸徑選擇要考慮到液壓系統(tǒng)的工作壓力和“三化”要求以及初步估取的液壓缸受力，初選動(dòng)臂油缸內(nèi)徑D1=120mm，活塞桿的直徑。（4）各種強(qiáng)度的校核。第三就是各個(gè)鉸鏈點(diǎn)如何確定。（2）液壓挖掘機(jī)工作裝置各主要機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)方案的確定，這包括幾方面的內(nèi)容，首先就是關(guān)于動(dòng)臂和斗桿的選型。 （5）挖掘機(jī)工作裝置各主要機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度校核。 （3）挖掘機(jī)工作裝置各主要機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)方案的確定。 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及目標(biāo) 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 （1）分析和擬定設(shè)計(jì)任務(wù)書，確定設(shè)計(jì)思想和原則，并提出設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方案的初步思想。主要在于：在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過程中，慣性力負(fù)載的多變性；電液比例系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型中的參數(shù)多與機(jī)構(gòu)的姿態(tài)有關(guān)，屬于時(shí)變參數(shù)，準(zhǔn)確地得到每個(gè)參數(shù)的值非常困難；整個(gè)系統(tǒng)存在大量不確定量（不確定參數(shù)及不確定的非線性模型），例如在不同溫度下液壓油的彈性模量和黏性等，均屬于不確定參數(shù)；工作過程中，由于與地面接觸而產(chǎn)生的擾動(dòng)等不能準(zhǔn)確建立數(shù)學(xué)模型的量，均屬于不確定的非線性模型。（2） 雖然世界各國(guó)的研究水平參差不齊，但是多數(shù)處在實(shí)驗(yàn)室階段，或從成本的角度考慮采用伺服閥進(jìn)行控制，與工程實(shí)際差距較大；對(duì)挖掘機(jī)工作裝置的研究是在靜態(tài)下進(jìn)行的，忽略慣性項(xiàng)的影響，所以在實(shí)際工程中也是不適用的；多數(shù)研究中都沒有考慮到系統(tǒng)的節(jié)能問題，很難將研究結(jié)果在實(shí)際中進(jìn)行推廣。首先，挖掘機(jī)本身的機(jī)構(gòu)尺寸通常都比較大；其次，挖掘機(jī)進(jìn)行土木施工的精度與一些工業(yè)加工比較起來要低得多，相對(duì)較低的精度仍然能夠滿足挖掘機(jī)在實(shí)際工作中的需要。（8）開展液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論和系統(tǒng)性能分析研究。（6）提高液壓元件和系統(tǒng)的工作可靠性。（4）開展液壓自動(dòng)控制技術(shù)方面的研究與開發(fā)。（2）提高技術(shù)性能和控制性能。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)上局限進(jìn)行的，在這種情況下開發(fā)出一個(gè)專業(yè)的工作裝置設(shè)計(jì)工具和軟件顯得非常的重要。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(duì)液壓挖掘機(jī)進(jìn)行分析的大型通用軟件目前市場(chǎng)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(duì)工程機(jī)械這個(gè)行業(yè)不具有通用性。國(guó)內(nèi)眾多的研究人員和單位對(duì)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(guó)外的不少技術(shù)，在技術(shù)方面都有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。國(guó)內(nèi)原有的數(shù)家挖掘機(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(guó)外同類產(chǎn)品相比也存在較大差距。（9）人機(jī)工程學(xué)在設(shè)計(jì)中的充分應(yīng)用。（7）應(yīng)用微電子、氣、液等機(jī)電一體化綜合技術(shù)。（5）由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)向電力驅(qū)動(dòng)發(fā)展。（3）不斷的提高可靠性和使用壽命。目前，單斗液壓挖掘機(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；應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，成本不斷降低，向標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化發(fā)展，以提高部件、配件的可靠性，從而保證整機(jī)的可靠性；電子計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)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，單斗液壓挖掘機(jī)有以下的趨勢(shì)：（1）向大型化發(fā)展的同時(shí)向微型化發(fā)展。當(dāng)前，國(guó)際上挖掘機(jī)的生產(chǎn)正向大型化、微型化、多能化和專用化的方面發(fā)展。再如韓國(guó)現(xiàn)代公司生產(chǎn)的ROBEX4503型液壓挖掘機(jī)，有四種功率模式，通過集成化的電子控制系統(tǒng)自動(dòng)確定最佳的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和液壓泵的輸出參數(shù)，使得發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓泵的速度及液壓用液壓系統(tǒng)壓力與實(shí)際工況相適應(yīng)，從而獲得最高的生產(chǎn)率和最佳的燃油消耗。例如美國(guó)卡特彼勒公司1955年以后推出的300B系列液壓挖掘機(jī)，采用一種命名為maestro的系統(tǒng)，通過載荷傳感液壓裝置，控制發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率，實(shí)現(xiàn)與液壓泵的嚴(yán)格匹配。德國(guó)是世界上較早開發(fā)研制挖掘機(jī)的國(guó)家，1954年和1955年德國(guó)的德馬克和利渤海爾公司分別開發(fā)了全液壓挖掘機(jī)；美國(guó)是繼德國(guó)以后生產(chǎn)挖掘機(jī)歷史最長(zhǎng)、數(shù)量最大、品種最多和技術(shù)水平處于領(lǐng)先地位的國(guó)家；日本挖掘機(jī)制造業(yè)是在二次大戰(zhàn)后發(fā)展上起來的，其主要特點(diǎn)是在引進(jìn)、消化先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過大膽創(chuàng)新發(fā)展起來的；韓國(guó)是液壓挖掘機(jī)生產(chǎn)的后起之秀，20世紀(jì)70年代開始引進(jìn)技術(shù)，由于產(chǎn)業(yè)政策進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)，并已擠入國(guó)際液壓挖掘機(jī)的主要生產(chǎn)國(guó)之一。針對(duì)液壓挖掘機(jī)工作裝置的CAD軟件也已經(jīng)有了不少的研究。 國(guó)內(nèi)外液壓挖掘機(jī)的發(fā)展動(dòng)態(tài)和研究現(xiàn)狀 最早在液壓挖掘機(jī)工作裝置設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員通過類比、查表、理論計(jì)算初步確定性性能參數(shù)以后，還需要花大量的時(shí)間對(duì)設(shè)計(jì)的合理性進(jìn)行分析，計(jì)算量大，而且在設(shè)計(jì)過程中，大都選取幾個(gè)特殊位置進(jìn)行檢討計(jì)算，其精度當(dāng)然較低。顯然，挖掘機(jī)在整個(gè)工程機(jī)械行業(yè)中是產(chǎn)、銷量增長(zhǎng)最快的機(jī)種之一。截止到2002年8月底全國(guó)挖掘機(jī)的銷量已超過13000臺(tái)，超過了2001年全年的銷售數(shù)。今后幾年我國(guó)液壓挖掘機(jī)行業(yè)將會(huì)有一個(gè)很大的發(fā)展，液壓挖掘機(jī)的年產(chǎn)量將會(huì)以高于20％的速度增長(zhǎng)。因此，可以肯定液壓挖掘機(jī)的發(fā)展空間很大。最后對(duì)動(dòng)臂和斗桿在一些特殊工況下進(jìn)行了校核。本設(shè)計(jì)全面收集了國(guó)內(nèi)外挖掘機(jī)工作裝置設(shè)計(jì)的資料，對(duì)挖掘機(jī)的各種工況進(jìn)行了分析，總結(jié)了挖掘機(jī)工作裝置的設(shè)計(jì)要求。液壓挖掘機(jī)主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、工作裝置、回轉(zhuǎn)裝置、行走裝置和、電氣裝置和液壓系統(tǒng)等部分組成。武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)本科畢業(yè)論文題目：挖掘機(jī)工作裝置設(shè)計(jì)學(xué) 院:機(jī)械自動(dòng)化學(xué)院專 業(yè):機(jī)械工程及自動(dòng)化學(xué) 號(hào):200603130233學(xué)生姓名:汪樂指導(dǎo)教師:侯宇日 期:2010年6月I摘要液壓挖掘機(jī)是一種應(yīng)用廣泛的多功能的建設(shè)施工機(jī)械，作為工程機(jī)械的主力機(jī)種。出于液壓挖掘機(jī)具有多品種，多功能，高質(zhì)量及高效