【正文】 α11=∠CAP=60特性參數(shù)K2=L24/L3=L3=1241K5=L2/L9=L2=2737σ=L7/L5=α11=60176。此處采用標(biāo)準(zhǔn)鏟斗，六連桿共點(diǎn)機(jī)構(gòu)。確定動(dòng)臂與斗桿的長(zhǎng)度比，特性參數(shù)=。確定整體式或組合式斗桿，以及組合式動(dòng)臂的組合方式或整體式斗桿是否采用變節(jié)點(diǎn)調(diào)節(jié)。(此處選擇整體式彎動(dòng)臂，液壓缸下置式)。專(zhuān)用裝置應(yīng)根據(jù)作業(yè)條件決定結(jié)構(gòu)方案，在滿(mǎn)足主要作業(yè)條件要求的同時(shí)照顧其它條件的性能。正鏟工作裝置總體方案的選擇主要依據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)規(guī)定的使用要求，據(jù)以決定工作裝置是通用或是專(zhuān)用的。9. 要采取合理措施來(lái)滿(mǎn)足特殊使用要求。7. 工作裝置液壓缸應(yīng)考慮三化：采用系列參數(shù)，盡可能減少液壓缸零件種類(lèi)，尤其是易損件。要滿(mǎn)足使用要求的前提下，力求替換構(gòu)件種類(lèi)少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，換裝方便。4. 定鉸點(diǎn)布置結(jié)構(gòu)形式和截面尺寸形狀是盡可能使受力狀態(tài)有利，在保證強(qiáng)度，剛度和連結(jié)剛性的條件下盡量減輕結(jié)構(gòu)自重。2. 整機(jī)挖掘力的大小及其分布情況應(yīng)滿(mǎn)足使用要求，并且有一定的先進(jìn)性。 boom, arm, bucket linkage stress analysis to understand the circumstances of its force. Meet the scope of work and digging powered premise, draw the mining envelope diagram.Completed a good course design as a student of engineering machinery, seriously, help summarize and understanding of the theoretical knowledge of professional courses and training students for engineering plex issues of observation, analysis and judgment.Keywords: Hydraulic excavator， backhoe，working device，design II目 錄摘 要 IAbstract II第1章 工作裝置設(shè)計(jì)原則 1第2章 正鏟工作裝置結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 3 總體方案的設(shè)計(jì) 3 正鏟工作裝置結(jié)構(gòu)選擇 3 正鏟工作裝置自身幾何參數(shù) 3 建立坐標(biāo)系 4 動(dòng)臂機(jī)構(gòu)參數(shù)選擇 6 設(shè)計(jì)的主要要求 7 動(dòng)臂機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容及步驟 7 斗桿機(jī)構(gòu)的參數(shù)選擇 11 設(shè)計(jì)的主要要求 11 總體方案的選擇 12 鏟斗機(jī)構(gòu)的參數(shù)選擇 13 設(shè)計(jì)的主要要求 13 鏟斗機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容及步驟 13 斗形參數(shù)的選擇 14第3章 液壓缸作用力及閉鎖力的確定 17 液壓缸的作用力 17 計(jì)算動(dòng)臂液壓缸的舉升力 17 驗(yàn)算動(dòng)臂液壓缸穩(wěn)定性 20 液壓缸的閉鎖力 21第4章 工作裝置運(yùn)動(dòng)分析及包絡(luò)圖的繪制 29 動(dòng)臂運(yùn)動(dòng)分析 29 鏟斗運(yùn)動(dòng)分析 31 包絡(luò)圖的繪制 34第5章 整機(jī)理論挖掘力的確定 37 附著條件確定的理論挖掘力 37 整機(jī)穩(wěn)定性確定的理論挖掘力 37 液壓缸主動(dòng)力確定的挖掘力 40 動(dòng)臂油缸閉鎖壓力限制的最大挖掘力 40 41 鏟斗油缸的主動(dòng)發(fā)揮限制的最大挖掘力 42第6章 工作裝置受力分析 43 斗桿受力計(jì)算 43 動(dòng)臂受力計(jì)算 49 連桿機(jī)構(gòu)受力計(jì)算 53參考文獻(xiàn) 54總 結(jié) 55第1章 工作裝置設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)合理工作裝置應(yīng)滿(mǎn)足以下要求：1. 主要工作尺寸及工作范圍滿(mǎn)足使用要求。作為工程機(jī)械的學(xué)生，認(rèn)真完成好課程設(shè)計(jì)，有助于對(duì)專(zhuān)業(yè)課程的理論知識(shí)的總結(jié)和理解，并鍛煉學(xué)生對(duì)工程實(shí)際復(fù)雜問(wèn)題的觀察、分析和判斷能力。主要方法是應(yīng)用比擬法和解析法，對(duì)工作裝置機(jī)構(gòu)的幾何參數(shù)和各鉸點(diǎn)位置進(jìn)行初選，然后對(duì)動(dòng)臂缸在典型工況下的舉升力、液壓缸閉鎖力進(jìn)行驗(yàn)算，對(duì)鏟斗缸和斗桿缸及相應(yīng)的整機(jī)的理論挖掘力進(jìn)行了計(jì)算；對(duì)動(dòng)臂，斗桿，鏟斗連桿進(jìn)行受力分析，了解其受力情況。設(shè)計(jì)目的是讓學(xué)生對(duì)挖掘機(jī)工作裝置的工作原理、元件的選型方法、設(shè)計(jì)方法有更具體的理解，熟悉設(shè)計(jì)的流程，培養(yǎng)理論結(jié)實(shí)際的工程設(shè)計(jì)思維。摘 要輪式液壓挖掘機(jī)在工程建設(shè)項(xiàng)目的土石方挖掘中起到了關(guān)鍵性的作用，在城市道路建設(shè)及維護(hù)中體現(xiàn)出了其與履帶式挖掘機(jī)相比的優(yōu)越性。，包絡(luò)圖1張A3。主要技術(shù)指標(biāo)(或研究目標(biāo))整機(jī)重量：20t；3；要求實(shí)現(xiàn)最大挖掘高度8603mm，最大挖掘深度8124mm，最大挖掘半徑11998mm，最大卸載高度6723mm。太原科技大學(xué)
課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) ２０ｔ輪式液壓挖掘機(jī)反鏟工作裝置設(shè)計(jì)姓 名 學(xué)院（系） 機(jī)械工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 年 級(jí) 指導(dǎo)教師 2013年01月07日太原科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)學(xué)院（直屬系）： 機(jī)械工程學(xué)院 時(shí)間：年月日學(xué) 生 姓 名指 導(dǎo) 教 師設(shè)計(jì)（論文）題目20t輪式液壓挖掘機(jī)反鏟工作裝置設(shè)計(jì)主要研究?jī)?nèi)容1）工作裝置結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)；2）確定工作裝置鉸接點(diǎn)幾何位置參數(shù)使其滿(mǎn)足主要工作尺寸；3）工作裝置運(yùn)動(dòng)分析；4）繪制挖掘包絡(luò)圖并標(biāo)出主要工作姿態(tài)和動(dòng)臂、斗桿、鏟斗的轉(zhuǎn)角范圍；5）確定工作油缸主參數(shù)及閉鎖壓力；6）計(jì)算典型工況的整機(jī)理論最大挖掘力和并對(duì)工作裝置進(jìn)行受力分析。研究方法 采用比擬法求解各構(gòu)件參數(shù)，靜力學(xué)原理和機(jī)構(gòu)幾何學(xué)原理，對(duì)挖掘工作裝置進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析、受力分析。 對(duì)工作裝置的參數(shù)和幾何構(gòu)進(jìn)行研究；對(duì)液壓缸閉鎖力進(jìn)行驗(yàn)算，采用合適的方法調(diào)整使其達(dá)到要求；主要工作尺寸誤差不得大于3%。教研室意見(jiàn)同意教研室主任（專(zhuān)業(yè)負(fù)責(zé)人）簽字： 年月日說(shuō)明：一式兩份，一份裝訂入學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)，一份交學(xué)院（直屬系）。反鏟工作裝置設(shè)計(jì)主要工作對(duì)象是地面以下土石方，在工程建設(shè)及維護(hù)應(yīng)用中最為普遍。本次課程設(shè)計(jì)題目是20t輪式單斗液壓挖掘機(jī)反鏟工作裝置。在滿(mǎn)足工作范圍的和挖掘動(dòng)力的前提下，繪制了挖掘包絡(luò)圖。關(guān)鍵字：液壓挖掘機(jī)；反鏟；工作裝置；設(shè)計(jì)AbstractWheeled hydraulic excavators has played a key role in the engineering construction projects of earthwork excavation, reflects its superiority pared with crawler excavators in urban road construction and maintenance. Backhoe working device design work below the surface of earth and stone, the most mon in the engineering construction and maintenance applications. Designed to allow students excavator working device works, a more specific understanding of the ponent selection methods, design methods, familiar with the process of design, culture theory to knot the actual engineering design thinking.The curriculum design topics 20t wheeled single bucket hydraulic excavator backhoe working device. The main method is the application of analogy method and analytic method, the geometric parameters of the working device and hinge point position primaries, and then checking the locking force of the lifting force of the typical operating conditions, the hydraulic cylinder boom cylinder, the bucket cylinder and arm cylinder and the whole theory of digging force calculation。在設(shè)計(jì)正鏟裝置時(shí)要考慮與同類(lèi)型機(jī)器相比的先進(jìn)性，考慮國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，并注意到運(yùn)動(dòng)參數(shù)受機(jī)構(gòu)碰撞限制等的可能性。3. 功率利用盡可能好，理論工作循環(huán)時(shí)間盡可能短。5. 作業(yè)條件復(fù)雜，使用情況多變時(shí)應(yīng)考慮工作裝置的通用性，采用變鉸點(diǎn)結(jié)構(gòu)或配套機(jī)構(gòu)時(shí)，要注意分清主次。6. 運(yùn)輸或停放時(shí)，工作裝置應(yīng)有合理的姿態(tài)，使運(yùn)輸尺寸小，行駛穩(wěn)定性好，保證安全可靠，并盡可能使液壓缸卸載或減載。8. 工作裝置結(jié)構(gòu)形式和布置要便于裝卸和維修，尤其應(yīng)便于易損件的更換。第2章 正鏟工作裝置結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)正鏟工作裝置的工作原理，是動(dòng)臂、斗桿、鏟斗通過(guò)鉸接的方式聯(lián)系在一起，由動(dòng)臂缸、斗桿缸和鏟斗缸的伸長(zhǎng)和縮短以驅(qū)動(dòng)整個(gè)工作裝置上的各點(diǎn)在平面坐標(biāo)系內(nèi)移動(dòng)（尤其是鏟斗），以期達(dá)到工作時(shí)的使用要求。以正鏟為主的通用裝置應(yīng)保證正鏟使用要求，并照顧到其他裝置的性能。 總體方案的設(shè)計(jì) 正鏟工作裝置結(jié)構(gòu)選擇動(dòng)臂及動(dòng)臂缸的布置確定用組合式或整體式動(dòng)臂，以及組合式動(dòng)臂的組合方式，整體式動(dòng)臂的形狀，確定液壓缸的布置為懸掛式或?yàn)橄轮檬?。斗桿和斗桿的布置。（此處采用整體式，非變節(jié)點(diǎn)調(diào)節(jié)）。確定鏟斗的種類(lèi)、斗容量及主要參數(shù)，并考慮鏟斗連桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比是否需要調(diào)節(jié)。根據(jù)液壓系統(tǒng)工作壓力、工廠制造條件和三化的要求等確定各液壓缸的缸數(shù)、缸徑、全伸長(zhǎng)與全縮長(zhǎng)之比λ。K1=L1/L2=備注L2為斗桿長(zhǎng)L1為動(dòng)臂長(zhǎng)α1為動(dòng)臂轉(zhuǎn)角下置式α11=∠ACV注：，用比擬法得來(lái)。 反鏟工作液壓缸運(yùn)動(dòng)參數(shù)液壓缸種類(lèi)參數(shù)意義特性參數(shù)動(dòng)臂液壓缸L1/E1L1min/E10=1666L1max/E1z=2844=L1max/L1min=斗桿液壓缸L2/E2L2min/E20=1673L2max/E2z=2844=