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液壓挖掘機工作裝置設(shè)計及其運動分析

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更新時間：2014-06-29
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液壓挖掘機工作裝置設(shè)計及其運動分析
目錄
前言……………………………………………………………………………………… 1
一、緒論…………………………………………………………………………………2
（一）國內(nèi)外研究狀況………………………………………………………………2
（二）論文構(gòu)成及研究內(nèi)容…………………………………………………………2
二、總體方案設(shè)計……………………………………………………………………3
（一）工作裝置構(gòu)成…………………………………………………………………3
（二）動臂及斗桿的結(jié)構(gòu)形式………………………………………………………5
（三）動臂油缸與鏟斗油缸的布置…………………………………………………5
（四）鏟斗與鏟斗油缸的連接方式…………………………………………………5
（五）鏟斗的結(jié)構(gòu)選擇………………………………………………………………6
（六）原始幾何參數(shù)的確定…………………………………………………………7
三、工作裝置運動學(xué)分析…………………………………………………………8
（一）動臂運動分析…………………………………………………………………8
（二）斗桿的運動分析………………………………………………………………10
（三）鏟斗的運動分析………………………………………………………………11
（四）特殊工作位置計算……………………………………………………………15
四、挖掘阻力分析……………………………………………………………………18
（一）轉(zhuǎn)斗挖掘阻力計算……………………………………………………………18
（二）斗桿挖掘阻力計算……………………………………………………………18
五、基本尺寸的確定……………………………………………………………… 20
（一）斗形參數(shù)的確定………………………………………………………………20
（二）動臂機構(gòu)參數(shù)的選擇…………………………………………………………20
1、 α1與A點坐標(biāo)的選取……………………………………………………20
2、 l1與l2的選擇……………………………………………………………20
3、 l41與l42的計算…………………………………………………………21
4、 l5的計算………………………………………………………………… 21
（三）動臂機構(gòu)基本參數(shù)的校核………………………………………………… 23
1、動臂機構(gòu)閉鎖力的校核……………………………………………………23
2、滿斗處于最大挖掘半徑時動臂油缸提升力矩的校核……………………25
3、滿斗處于最大高度時,動臂提升力矩的校核…………………………… 26
（四）斗桿機構(gòu)基本參數(shù)的選擇……………………………………………………27
（五）鏟斗機構(gòu)基本參數(shù)的選擇……………………………………………………28
1、轉(zhuǎn)角范圍……………………………………………………………………28
2、鏟斗機構(gòu)其它基本參數(shù)的計算……………………………………………28
六、工作裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………………………………………………… 30
（一）斗桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計………………………………………………………………30
1、斗桿的受力分析…………………………………………………………… 30
2、斗桿內(nèi)力圖的繪制………………………………………………………… 35
3、結(jié)構(gòu)尺寸的計算……………………………………………………………37
（二）動臂結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………………………………………………………39
1、危險工況受力分析………………………………………………………… 42
2、內(nèi)力圖和彎矩圖的求解…………………………………………………… 43
3、結(jié)構(gòu)尺寸的計算……………………………………………………………45
（三）鏟斗的設(shè)計……………………………………………………………………47
1、鏟斗斗形尺寸的設(shè)計……………………………………………………… 47
2、鏟斗斗齒的結(jié)構(gòu)計算……………………………………………………… 47
3、鏟斗的繪制…………………………………………………………………48
七、銷軸與襯套的設(shè)計…………………………………………………………… 49
（一）銷軸的設(shè)計……………………………………………………………………49
（二）銷軸用螺栓的設(shè)計……………………………………………………………49
（三）襯套的設(shè)計……………………………………………………………………49
八、總結(jié)…………………………………………………………………………………50
九、參考文獻………………………………………………………………………… 51
十、致謝…………………………………………………………………………………52
附件一外文翻譯…………………………………………………………………… 53
液壓挖掘機工作裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計及運動分析
引言

挖掘機在國民經(jīng)濟建設(shè)的許多行業(yè)被廣泛地采用，如工業(yè)與民用建筑、交通運輸、水利電氣工程、農(nóng)田改造、礦山采掘以及現(xiàn)代化軍事工程等等行業(yè)的機械化施工中。據(jù)統(tǒng)計，一般工程施工中約有60%的土方量、露天礦山中80%的剝離量和采掘量是用挖掘機完成的。
隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的深入和在建設(shè)中挖掘機的廣泛應(yīng)用，挖掘機市場有著廣闊的發(fā)展空間，因此發(fā)展?jié)M足我國國情所需要的挖掘機是十分必要的。而工作裝置作為挖掘機的重要組成部分，對其研究和控制是對整機開發(fā)的基礎(chǔ)。
反鏟式單斗液壓挖掘機工作裝置是一個較復(fù)雜的空間機構(gòu)，國內(nèi)外對其運動分析、機構(gòu)和結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計方面都作了較深入的研究，具體的設(shè)計特別是中型挖掘機的設(shè)計已經(jīng)趨于成熟。關(guān)于反鏟式單斗液壓挖掘機的相關(guān)文獻也很多，這些文獻從不同側(cè)面對工作裝置的設(shè)計進行了論述。而筆者的設(shè)計知識和水平還只是一個學(xué)步的孩子，進行本課題的設(shè)計是為對挖掘機的工作裝置設(shè)計有一些大體的認(rèn)識，掌握實際工程設(shè)計的流程、方法，鞏固所學(xué)的知識和提高設(shè)計能力。
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