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液壓挖掘機(jī)行走裝置設(shè)計(jì)
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目 錄
1 緒 論 1
1.1 選題意義 1
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2
1.3 研究內(nèi)容及方法 3
2 行走裝置設(shè)計(jì)總體基本方案 4
2.1行走裝置設(shè)計(jì)原則 4
2.2輪式液壓挖掘機(jī)行走裝置的結(jié)構(gòu)形式 4
2.3液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 6
2.4輪式行走裝置的傳動(dòng)設(shè)計(jì)（液壓機(jī)械傳動(dòng)） 10
2.5輪式行走裝置的構(gòu)造 11
2.5.1懸掛裝置選擇 11
2.5.2 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu) 12
2.5.3 轉(zhuǎn)向方式 13
3 整機(jī)傳動(dòng)系的設(shè)計(jì) 15
3.1選擇液壓馬達(dá)類型、行走速度及傳動(dòng)比 15
3.2實(shí)際速度及牽引力 17
3.3挖掘機(jī)行走裝置參數(shù) 17
3.4 變速箱設(shè)計(jì) 18
3.4.1低速檔齒輪設(shè)計(jì) 18
1 材料選擇 18
2 齒數(shù)確定 18
3 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 18
4 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 21
5 齒輪幾何尺寸計(jì)算 23
3.4.2高速檔齒輪設(shè)計(jì) 23
3.4.3齒輪變位 24
3.5 輪邊減速器 26
3.5.1傳動(dòng)方案的選擇 26
3.5.2配齒選擇 26
3.5.3行星傳動(dòng)系設(shè)計(jì) 27
主要參數(shù)確定. 27
4 其他部件設(shè)計(jì) 28
4.1軸和軸承設(shè)計(jì) 28
4.2軸承、鍵和連軸器的選擇 28
4.2.1輸入軸 28
4.2.2 輸出軸 29
5液壓挖掘機(jī)行走裝置運(yùn)動(dòng)仿真設(shè)計(jì) 31
5.1模型的建立 31
5.2構(gòu)件運(yùn)動(dòng)配裝 31
5.2.1相似點(diǎn) 31
5.2.2 不同點(diǎn) 31
結(jié) 論 35
參考文獻(xiàn) 36
致 謝 37
1 緒 論
改革開放以來，我國的科學(xué)技術(shù)、信息技術(shù)迅猛發(fā)展，各行各業(yè)都發(fā)生了翻天覆地的變化，工程機(jī)械行業(yè)同樣得到了相應(yīng)的快速發(fā)展。各行各業(yè)都在奮力拼搏、大膽創(chuàng)新，使得工程機(jī)械品種不斷增加、產(chǎn)量不斷提高、性能不斷完善，發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁。液壓挖掘機(jī)是工程機(jī)械的一個(gè)重要品種，是一種廣泛用于建筑、鐵路、公路、水利、采礦等建設(shè)工程的土方機(jī)械。它的發(fā)展與應(yīng)用反映了一個(gè)國家施工機(jī)械化的水平。液壓挖掘機(jī)由發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、工作裝置、底盤五部分組成。發(fā)動(dòng)機(jī)的作用是提供動(dòng)力；液壓系統(tǒng)功能是把發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械能以油液為介質(zhì)，利用油泵轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗軅魉徒o油缸、馬達(dá)等，再傳動(dòng)各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)動(dòng)；回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)；工作裝置的作用是進(jìn)行作業(yè)；底盤的作用是承重、傳力并保證滿足對(duì)車速、牽引力和行駛方向的要求。底盤是組成整體的主要部分，行走機(jī)構(gòu)的性能優(yōu)劣直接影響整機(jī)的使用性能、經(jīng)濟(jì)性能，因此著力研究液壓挖掘機(jī)的行走裝置具有十分重要的意義。根據(jù)設(shè)計(jì)依據(jù)及要求，完成挖掘機(jī)行走機(jī)構(gòu)總體及減速器設(shè)計(jì)，進(jìn)一步掌握挖掘機(jī)的設(shè)計(jì)方法和步驟；鞏固、加深對(duì)所學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本技能和專業(yè)知識(shí)的掌握；了解國內(nèi)外液壓挖掘機(jī)發(fā)展?fàn)顩r。
液壓挖掘機(jī)是在機(jī)械傳動(dòng)挖掘機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它的工作過程是以鏟斗的切割刃切削土壤，鏟斗裝滿后提升、回轉(zhuǎn)至卸土位置，卸空后的鏟斗再回到挖掘位置并開始下一次的作業(yè)。因此，液壓挖掘機(jī)是一種周期作業(yè)的土方機(jī)械。液壓挖掘機(jī)與機(jī)械傳動(dòng)挖掘機(jī)一樣，在工業(yè)與民用建筑、交通運(yùn)輸、水利施工、露天采礦及現(xiàn)代化軍事工程中都有著廣泛的應(yīng)用，是各種土石方施工中不可缺少的一種重要機(jī)械設(shè)備。所以，液壓挖掘機(jī)作為工程機(jī)械的一個(gè)重要品種，對(duì)于減輕工人繁重的體力勞動(dòng)，提高施工機(jī)械化水平，加快施工進(jìn)度，促進(jìn)各項(xiàng)建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，都起著很大的作用。據(jù)建筑施工部門統(tǒng)計(jì)，一臺(tái)容量為1.0 m3的液壓挖掘機(jī)挖掘Ⅰ~Ⅳ級(jí)土壤時(shí)。每班生產(chǎn)率大約相當(dāng)于300~400 和工人一天的工作量。因此，大力發(fā)展液壓挖掘機(jī)，對(duì)于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和加速國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要意義。
1.1 選題意義
液壓挖掘機(jī)是在機(jī)械傳動(dòng)挖掘機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它的工作過程是以鏟斗的切削刃切削土壤，鏟斗裝滿后提升、回轉(zhuǎn)至卸土位置，卸空后的鏟斗再回到挖掘位置并開始下一次的作業(yè)。因此，液壓挖掘機(jī)是一種周期作業(yè)的土方機(jī)械。
液壓挖掘機(jī)與機(jī)械傳動(dòng)挖掘機(jī)一樣，在工業(yè)與民用建筑、交通運(yùn)輸、水利施工、露天采礦及現(xiàn)代化軍事工程中都有著廣泛的應(yīng)用，是各種土石方施工中不可缺少的一種重要機(jī)械設(shè)備。
在建筑工程中，可用來挖掘苦坑、排水溝，拆除舊有建筑物，平整場(chǎng)地等。更換工作裝置后，可進(jìn)行裝卸、安裝、打樁和拔除樹根等作業(yè)。
在水利施工中，可用來開挖水庫、運(yùn)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。
在鐵路、公路建設(shè)中，用來挖掘土方、建筑路基、平整地面和開挖路旁排水溝等。
在石油、電力、通信業(yè)的基礎(chǔ)建設(shè)及市政建設(shè)中，用來挖掘電纜溝和管道等。
在露天采礦場(chǎng)上，可用來剝離礦石或煤，也可用來進(jìn)行堆棄、裝載和鉆孔等作業(yè)。
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。
所以，液壓挖掘機(jī)作為工程機(jī)械的一個(gè)重要品種，對(duì)于減輕工人繁重的體力勞動(dòng)，提高施工機(jī)械化水平，加快施工進(jìn)度，促進(jìn)各項(xiàng)建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，都 起著很大的作用。因此，大力發(fā)展液壓挖掘機(jī)，對(duì)于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和加速國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要意義。
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
國外研究現(xiàn)狀：
近些年來，隨著微電子技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，控制技術(shù)通信技術(shù)等新技術(shù)的日益滲透液壓挖掘機(jī)技術(shù)中，智能化的進(jìn)一步應(yīng)用，使得動(dòng)力系統(tǒng)內(nèi)部一些控制元件能夠隨著挖掘機(jī)具體工作狀況而改變，從而提高工作效率，使操縱變得更容易。世界各工業(yè)發(fā)達(dá)國家的液壓挖掘機(jī)技術(shù)得以迅速提高，像國外的這些廠家如日本的小松、日立、神鋼、住友等，美國的卡特，韓國的大宇、現(xiàn)代，尤其是德國的挖掘機(jī)，技術(shù)都已經(jīng)很先進(jìn)了。而今，挖掘機(jī)技術(shù)更是朝著智能、環(huán)保的方向發(fā)展，像Carnegie Mellon 大學(xué)的自主裝載系統(tǒng)、澳大利亞機(jī)器人中心、英國蘭卡斯特大學(xué)的智能挖掘機(jī)等都在開始新興技術(shù)的融合發(fā)展，上世紀(jì)80 年代初, 美國Kraft TeleRobtics 公司和John Deere 公司等都相繼成功開發(fā)出遙控挖掘機(jī)，日本小松制作所以PC200- 2 型液壓挖掘機(jī)為基本機(jī)型進(jìn)行遙控挖掘機(jī)研制。
國內(nèi)研究現(xiàn)狀：
國產(chǎn)挖掘機(jī)的功能比較單一，其衍生產(chǎn)品較少，而且國產(chǎn)挖掘機(jī)規(guī)格主要集中在30t以下，6t以下的規(guī)格比較齊全，從1.5t-30t基本形成系列，200t以上基本空白，因此我國挖掘機(jī)還處于“發(fā)展期”。我國挖掘機(jī)企業(yè)在研發(fā)體系和試驗(yàn)體系建設(shè)方面雛形難見，產(chǎn)品的開發(fā)基本上處于仿造階段，電控技術(shù)只有山東眾友等少數(shù)公司自己開發(fā)，大多數(shù)企業(yè)都在選購。節(jié)能減排，降噪安全部件精細(xì)作業(yè)的工作裝置、不同功能的附屬裝置等方面的研發(fā)個(gè)別企業(yè)才剛剛起步，大多數(shù)企業(yè)沒有能力涉及。目前我國挖掘機(jī)的質(zhì)量問題主要表現(xiàn)在：結(jié)構(gòu)件、電控、發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓件等核心部件，以及諸如軸銷、司機(jī)室、四輪一帶等其他部件。國內(nèi)挖掘機(jī)廠家諸如廣西玉柴、柳工股份、三一重工、河北宣工、徐工、山河智能、龍工集團(tuán)等，正在崛起的江西南特、桂林華力、湖南九五重工、南昌華工、大連黑貓、合肥振宇等。
液壓挖掘機(jī)行走裝置設(shè)計(jì)
摘要：。在本次設(shè)計(jì)中，由于輪式行走機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊且工作效率高，通過比較采用了輪胎式行走裝置來滿足設(shè)計(jì)要求。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，機(jī)重為11噸；輪胎規(guī)格為9.00-20；輪胎動(dòng)力半徑r =0.491米。挖掘機(jī)最大牽引力P =0.6機(jī)重；發(fā)動(dòng)機(jī)功率N=58.8KW，轉(zhuǎn)速2000r/min；油泵最大流量2×100l/min；最大工作壓力21MPa。最高行駛速度31Km/h，設(shè)計(jì)取全橋驅(qū)動(dòng)。上部轉(zhuǎn)臺(tái)是全回轉(zhuǎn)式，因此它可在一個(gè)更大的范圍內(nèi)工作。又因采用液壓機(jī)械傳動(dòng)控制而使整機(jī)性能得以改善。與傳統(tǒng)機(jī)械式挖掘機(jī)相比，其行走能力提高到了很多。本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容為：液壓挖掘機(jī)行走裝置方案設(shè)計(jì)；繪制裝配草圖和總裝配圖；動(dòng)力源選擇及有關(guān)參數(shù)的確定；行走裝置牽引力的計(jì)算；傳動(dòng)方式比較與選擇、傳動(dòng)方案的確定及傳動(dòng)系統(tǒng)的技術(shù)設(shè)計(jì)；行星減速器及零、部件的設(shè)計(jì)計(jì)算，主要零件強(qiáng)度校核；繪制零、部件圖和總裝配圖，進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)，編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。
本設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)是：方案設(shè)計(jì)中提出多種方案，從可靠性、可實(shí)現(xiàn)性、綜合性能等進(jìn)行方案比較，選擇方案。其構(gòu)造特點(diǎn)是行走部件之間的傳動(dòng)采用齒輪傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)，通過油缸的伸縮來實(shí)現(xiàn)挖掘行走過程中的動(dòng)力傳遞。差速器與回轉(zhuǎn)平臺(tái)鉸接技術(shù)設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮總體配置合理、安全；選材、加工方法和技術(shù)條件參閱相關(guān)技術(shù)資料；圖紙按照所設(shè)計(jì)的參數(shù)進(jìn)行繪制。充分注意整機(jī)各子系統(tǒng)之間的相關(guān)性，力求整機(jī)性能的一致性和最優(yōu)化性。從中可以看出整機(jī)作業(yè)能力有了很大的改進(jìn)，不僅行走速度快，且整體挖掘機(jī)器重量輕，傳動(dòng)平穩(wěn)，作業(yè)效率高，結(jié)構(gòu)緊湊。
關(guān)鍵詞：液壓挖掘機(jī) 行走裝置 減速器
指導(dǎo)教師簽名：
Hydraulic excavator equipment design
Abstract：In this design, because the compact wheel running gear is high efficiency, by comparing the use of a tire to meet the design requirements of walking devices.According to design requirements, machine weight 11 tons; tire sizes 9.00-20; tire dynamic radius r = 0.491 meters. Excavator maximum traction P = 0.6 Weight; engine power N = 58.8KW, speed 2000r/min; pump maximum flow rate 2 × 100l/min; maximum working pressure of 21MPa. Maximum speed 31Km / h, designed to take full bridge driver.Upper turntable is the entire rotation, so it can be in a larger range.Because of the use of hydraulic mechanical transmission the entire machine performance can be improved.Compared with the traditional mechanical excavators, and its capacity to a lot of walking.The design of the main contents are: hydraulic excavator equipment design; assembly drawing general assembly drawings and sketches; power source selection and the determination of the parameters; running gear traction calculation; Transmission comparison and selection, determination and drive schemeTransmission of the technical design; planetary gear and parts and components of the design calculations, the main part strength check; drawn components and parts drawings, and assembly drawings, design calculations prepared statement.
The design of the main features are: program design presented in a variety of programs, from the reliability, can be realized, for programs such as comprehensive performance comparison options.Its structure is characterized by walking between the drive components and hydraulic transmission with gear drive, stretching through the cylinder to achieve the excavation of the power during walking.Differential with the rotary platform articulated the overall technical design should be considered a reasonable allocation, security; selection, processing methods and criteria refer to the relevant technical information; drawings in accordance with the design parameters to draw.Full attention to machine the correlation between the various subsystems, and strive to overall performance of the consistency and optimization.Machine operation capability can be seen from a considerable improvement, not only walking speed, and overall mining machinery, light weight, smooth drive, high efficiency, compact structure.
Keywords: Hydraulic walking device reducer
Signature of Supervisor:
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