毕业设计（论文）-某20t多功能挖掘机工作装置设计.docx

毕业设计（论文）任务书1 .毕业设计（论文）题目：某20t多功能挖掘机工作装置设计2 .题目背景和意义：本题目来自工程实践，具有很高的实用价值，涉及液压方面的知识，学生通过本毕业设计，能够将大学中学到的机械、液压方面的知识很好的用到实际工程中，培养学生进行实际工程设计的能力。3 .设计（论文）的主要内容（理工科含技术指标）：本题目的主要内容为多功能挖掘机的工作装置设计，包括工作装置的结构设计、驱动液压缸设计等。要求具有较强的三维和二维绘图能力，已知挖掘机最大挖掘重量为20t,液压系统工作压力20Mpa°4 .设计的基本要求及进度安排（含起始时间、设计地点）：开题报告完成时间2018年12月25日前（完成内容：论文综述，方案确定，外文翻译，毕业设计工作管理手册及撰写规范），中期报告完成时间2019年4月5日前（完成内容：论文或设计内容完成的基础工作报告论文答辩时间2019年5月25日前（完成内容：按要求完成所有应完成的工作），设计地点：学校。5 .毕业设计（论文）的工作量要求：所写论文除满足学院论文的基本规定外，还需要达到以下要求：1、根据提技术要求设计工作装置总图1张2、根据总图绘出装置的零件图1套3、驱动液压缸选型设计1套4、毕业设计说明书1份（2万字以上）5、绘图量为3张（折合成AO号图纸计算）以上实验（时数）或实习（天数）：图纸（幅面和张数）：绘图量为3张（折合成AO号图纸计算）以上其他要求：按照学校毕业设计进度和质量完成该毕业设计、完成三维建模并能作出爆炸图和运行原理动态图，最终形成二维工程图。指导教师签名：年月日学生签名：年月日系主任审批：年月日某20t多功能挖掘机工作装置设计摘要本次毕设来源于社会实践,具有一定的实用性。液压挖掘机是一种具有系统控制、高端机械设计的工程化机械的大型设备。液压挖掘机的工作机构是在液压挖掘机的整体设计中占有比重很大的部分，挖掘机工作机构的设计好坏决定了整个机器的运作效率，而且还会对其在实际的工作中的表现有着极大的影响，设计挖掘机工作机构是非常有意义的。液压挖掘机工作机构的设计具有非常多的好处：可以做到无缝调变速还有是调节的区域广、能够有稳定的工作性能、而且易于可控制性能高、工作时传动稳定、能够在运行时降低机器的噪音、还能做到自动维稳，简化整个构件、容易进行控制、具有很高的自动控制能力。在本设计的主要内容为已知挖掘机最大挖掘重量为203在挖掘机工作是工作提供工作压力20Mpa,包括工作装置的结构设计、驱动液压缸设计等。通过本毕业设计，能可以把在将大学中学到的机械、液压方面的知识切实的用到实际工程中，有利于建立自身在工作中进行设计的思维和提高自身解决问题时的经验。关键词：液压式挖掘机；工作结构设计；液压缸选型Designof20tmulti-functionexcavatorworkingdeviceAbstractThisgraduationprojectcomesfromsocialpracticeandhascertainpracticability.Hydraulicexcavatorisakindoflargeequipmentwithsystematiccontrolandhigh-endmechanicaldesign.Theworkingmechanismofhydraulicexcavatoroccupiesalargeproportionintheoveralldesignofhydraulicexcavator.Thedesignqualityoftheworkingmechanismofhydraulicexcavatordeterminestheoperationefficiencyofthewholemachine,andalsohasagreatimpactonitsperformanceintheactualwork.Itisverymeaningfultodesigntheworkingmechanismofhydraulicexcavator.Thedesignofhydraulicexcavatorworkingmechanismhasalotofbenefits:candoseamlessadjustablespeedregulatingrange,stillcanhaveastableworkperformance,andeasytocontrolhighperformanceandstableworkdrive,canreducethenoiseofthemachineatruntime,alsocandoautomaticstability,simplifythewholecomponent,easytocontrol,hastheveryhighabilityofautomaticcontrol.Themaincontentofthisdesignisthatthemaximumexcavationweightoftheknownexcavatoris20t,andtheworkingpressureoftheexcavatoris20Mpa,includingthestructuraldesignoftheworkingdeviceandthedesignofthedrivinghydrauliccylinder.Throughthisgraduationproject,IcanapplythemechanicalandhydraulicknowledgeIlearnedincollegetopracticalprojects,whichisconducivetobuildingmyownthinkingofdesigninginworkandimprovingmyabilitytosolveproblems.Keywords:hydraulicexcavator；workingstructuredesign；Hydrauliccylinderselection目录1 11.1 挖掘机介绍11.2 挖掘机工作装置研究意义21.3 国内外的研究与发展21.3.1 国外发展现状21.3.2 国内发展概况31.4 研究内容42工作装置方案设计52.1 结构规划52.2 初始参数的确定63基本尺寸确定93.2 工作装置结构方案的选择93.3 铲斗的结构设计113.4 动臂机构设计133.5 斗杆机构的设计184工作装置结构的设计214.1 铲斗液压缸及行程确定214.2 工作装置的位置模型建立214.3 动臂与回转平台位置的确定214.4 活动臂和斗杆长度的确定214.5 工作装置转角范围确定错误!未定义书签。4.6 工作装置液压缸较点和行程确定254.6.1 动臂液压缸的钱点及行程确定254.6.2 斗杆液压缸较点及行程确定284.7 铲斗液压缸较接点及行程确定315设计的受力分析和强度计算334.8 1务-'l专,-l*j>½B艮335.2 "11<木勾B艮4iT345.3 活动臂极限分析416结论45参考文献46致谢47毕业设计（论文）知识产权声明48毕业设计（论文）独创性声明49主要符号表N力P压力Nm力矩L体积M扭矩1绪论1.1 挖掘机介绍挖掘机是被人们大范围利用在建房、修路、兴建水利、挖矿等种类各异的环境下的施工机器，挖掘机运用和设计如实表现了一个国家在大型工程车辆的使用的先进性。在机械地移动铲车时，开发了一种液压铲车。这项工作是用铲子铲土，抽起铲子，改变抽起铲子的位置，并将其移走后返回挖掘位置。液压铲是一种周期性工作的Hijikata机器。在工厂建造和房屋修建、在道路建设、在兴建水电站、在采挖矿石、在国家大型工程中等各行业的生产生活中，挖掘机和机械传动挖掘机是必不可少的。作为一项重要的工作,减少了一台挖掘机作为液压挖掘机的重型劳动力的品种，提高了施工机械覆盖率，提升工程建设效率，对整个国家建设和提升国民经济建设有无法代替的作用。目前，日本的野外采集规模正在逐步扩大。为了应对日益增长的挖掘机需求，需要一台大型挖掘机。挖掘机越大，单位石材生产成本越低。与一般的挖掘机进行对比比较可以看出来。因为日本等国家的环境决定他们，需要液压挖掘机的设备。工作装置的布局可以最大的影响挖掘机的使用性能以及可靠性的部件，对挖掘机的使用性能以及可靠性有着很大的作用。工作设备优化改进有助于是减少整个研发时间，减少成本投入，进一步提升国家在机械设计领域的品质。现代化的速度是由许多工序的施工速度决定的，施工机械的水平直接影响到施工速度的提高或控制。传统的研究、开发和管理方法已经被复兴，以反复分析绩效，而不是被动地，而是被动地。作为一个设计方案，不仅要有相关性和相关性，还要有一些指标达到最佳的理想。根据计算机的应用，在机器领域，利用现代窑炉的方法和手段，可以满足机器产品的要求。采用优化设计方法，可以在很多个设计方法中寻觅到最好的设计方法，很快的增加了设计的效率以及设计的质量。对比西方国家，我们需要加大力度进行开发，提高在设计中的现代化程度，开发更多具有独立设计工程机械的经验，可以让我们在工程机械的行业的地位。液压挖掘机是在将液压缸使用在在原本的机器上从而变换出来的。液压挖掘机是一种能够适应不同工作环境的大型机械系统，能够应用于水利设施，交通修建和矿山开采等机械施工中大量存在。它不仅能减轻人们原来需要人力来做的工作，换可以大幅度的提高质量，可以提升工程修建和换做到了简约整个工程的成本投入的作用。液压挖掘机的一个完整的动作，是先让铲斗竖立切入工作面，铲斗装料在回升、然后转动到至卸土点，将料倒掉又转回到一开始的位置，在进行前面的动作，这就是液压式挖掘机的工作装置的一个运动周期。因此，液压挖掘机在大型施工中的占有的不能缺少的地位。液压挖掘机的能够在：改善工人工作环境，提快工程建设进度，而且他本身换是很容易维修的。现如今人口老龄化的现象突显，所以大力发展液压挖掘机，对提高人的劳动生产效率、减少不必要的投入、提升国民经济的有着什么重要的作用。1.2 挖掘机工作装置研究意义挖掘机的工作部分是挖掘机结构组成的一个非常重要的一部分，工作机构优劣的代表一台挖掘机的好坏，在整体设计环节是占有很大的部分。在很多工程中，被使用下挖坑道，拆除不需要的东西，也可以用来平地。等场合有很大的可挖地下室，用于大坝、河流、水力发电厂的大坝开挖，也可挖河用途流排水或灌溉，挖有一定深度的河流等。在道路和生产生活中，它被用来搬运原料，找平路基和修缮的雨水水设施。用于石油、电力、电信等基础设施建设和市政管理部门的电缆、管道等的钻探。露天矿可以开采矿石和煤炭，并执行沉积、装载和钻孔等任务。在军事工程中，他们修建公路、挖掘堡垒、挖掘堡垒，并建造各种军事结构。因此，可见挖掘机的用途广，为了是挖掘机能够适应如此复杂的环境以及提高挖掘机的适应能力加快了施工队伍的建设程度，促进了企业的发展，并起到了很大的作用。所以，研究工作机构是很有用处的，对于挖掘机的整个的性能改良，加大挖掘机的优化改良有着不可缺少的推动力。1.3 国内外的研究与发展1.3.1 国外发展现状得益于近年来的电路技术外，材料、工程控制技术、生产实践中的经验。建造技术向智能方向靠，而液压技术的渗透液压技术，对发动机内部系统的控制可以专门集中在电子控制上。改变现状，使工作更容易，使工作更有效率。液压挖掘机技术在各个国家得到了极大的发展，三菱、日立、沃尔沃等都在加大投入、美国卡特彼得、韩国的斗山、现代，尤其是德国的挖掘机车等都具有开拓性的技术。目前，挖掘机技术在智能化、生态化的方向上，将配备一套由卡内基链接梅隆大学、澳大利亚机器人中心、英国兰开斯特大学(LancasterUniversity)的智能挖掘机系统，该系统融合了20世纪80年代初开发的新兴技术、美国CraftTelerobotics公司和JohnDoEEREClassic先后成功开发了一台可控钻机，并以日本小松公司生产的PC2002液压挖掘机为基本机型，正在研制遥控钻机。国际上挖掘机的设计建造，在液压系统发展的带动下进一步集成化，应用不断推广,使得挖掘机得到就而全面的检验。单斗挖掘机被广泛的应用在各种的场合，主要是因为单斗挖掘机的性能好、在其可操作性以及价格方面有相当的实用性，所以有很多的国家,都在加大力度对液压式的挖掘机进行研究。现在，液压挖掘机的发展开始关注高效节能,为达到高效节能可以对工作装置进行改进。伴随随着单斗挖掘机的实用的范围多样化，开发和生产的成本和时间不断下降，液压挖掘机的设计与生产开始向标准化、模块化靠拢。目前的趋向与和计算机进行操控，从而来实现具有一些智能，液压挖掘机的工作机构有如下角度的开展：（1）向小型化发展。（2）在做维持整机的可操作能力提高使用年限。（3）机构系统的结构不断优化。（4）液压系统和机械结构进一步的结合。1.3.2 国内发展概况国内的挖掘机大都是只能做一个方面的工作，可以用来替换的备件不多，国内挖掘机重量很多都不足25t,5t及以下基本上是L5t至30t的占比多，20t及以上为很少，存在有这只是一个“成长阶段”。在我国挖掘机生产企业产品开发处于仿造国外的先进机器，国内只有很少的公司在进行着独立设计，大量企业都进行了选型和采购。节能减排发展中的个体企业、消声安全部件精加工工作设备、功能先进的辅助设备刚刚起步，大多数企业都没有能力参与。目前，我国的挖掘机的设计缺陷在在零部件、电气控制装置、电机、管路等关键位置、驾驶室、轮胎驱动等方面。国内钻机生产厂家有广西龚宇、闫艳庆峰、三一重工业、河北精工、XuHu.香河智能、龙兴集团等。国内的挖掘机生产厂商也在进行优化升级，有依据自身的积累的挖掘机生产建造经验，在工厂进行实验和开发新型的挖掘机产品。国内开发挖掘机的大致的流程是国外引进、消化吸收，结合自身实际情况再改进。通常这种经过一定的改良或者独立自主开发的液压挖掘机都能有着重要的进步。所以，当前国内的挖掘机厂商在挖掘机技术方面都有了很大的进步。国内液压挖掘机的研制以及该值主要有这些方向：（1）提升工作装置的稳定性，减少能源浪费。（2）提高挖掘机性能和可控性。（3）研究新型、结构紧凑、质量小的机构。（4）进行液压控制技术与机械结构方面的研究与开发。（5）往构件的模块化、通用化、可代替化。1.4研究内容本设计的是一多功能挖掘机液压工作构件，工作件以臂、杆、铲斗、液压缸几大部分组合。二是液压系统设计，在设计中采取反铲式进行设计，具体的设计内容可以总结为如下几点。（1）整体参数的确定。（2）液压缸的选型设计。（3）机械结构的设计。（4）液压系统的规划。2工作装置方案设计2工作装置方案设计2.1 结构规划1-挖斗；2-斗齿；3-连杆；4-摇杆；5-铲斗液压缸；6-斗杆；7-活动臂；8.活动臂液压缸：9-斗杆液压缸图1.1工作装置结构图操作：整个机构由活动臂、连杆、铲斗、液压缸、连轴构成。活动臂为钢板拼接而成的中空的箱体，采用先进的焊接工艺，有的是采用整体浇筑的工艺。活动臂的一端连接车体和活动臂液压缸设计为单个缸，通常将臂下的扩孔器伸出，比活动臂下部的扩孔器深，向后伸出。这种设计安排确保了整体有一定的角度使其稳固，使得在装配和拆卸时更加简单，也使得了活动臂构件有稳定的功率输出和力量。杆件大多数也是采用和活动臂相同的方式设计。在定位销的两端设有活动臂的上端较链，在定位销的两端形成活动臂的下边缘银链和杠杆。由于这些结构主要用于杆式钻井，不愿意向前推进，因此可以将油注入液缸的大空腔中以产生巨大的力。该较链装置在杆端安装较链，将液压缸安装在斗杆和铲斗之间，使得其组成六连杆机构。气缸的活塞和较链可直接形成四连杆机构。挖掘机铲根据其结构和拆卸方法大致分为前格栅式和底部拆卸式。在滴管正上方使用铲子从前面可移动的铲子中清除土壤，从顶部插入土壤。结构简单，整体结构斗山重力好，强度好，不必要的士是分开落油缸的，但有一滴土，但在它停下来之前，要求的土由于墙的水平高出墙45度，因此需求量增加，所需的油缸产量增加，功率下降，土壤延伸到斗山转运的崩塌和开挖。此外，预推车式铲斗受到很大的影响。打底刮刀使用斗来降低土壤。铲子把底部磨成一个油箱。挖的时候，罐子的底部会变冷，当它掉下来的时候，咬的底部会滚下来，城堡也会从底部掉下来。这种结构拆除性能好，电铲旋转角度小，但必须增加台肩。这种开放式方法现在没有那么多的使用，但现在大量的其他底部铲子被用于铲子。卸油盘在斗的后壁上。在圆柱简称中，用钢棒系统向上滑动斗前墙（板），并从底部拉出土壤。这样，清除率高，清除时间短，铲车可以靠近堡，地面和石头可以慢慢清除，以控制叉和叉和叉，延长了斗的使用寿命，也被用于捡石头，这是流行的，但由于铲车的重量增加，造成了斗的容量。如果工作装置具有相同的尺寸和完善度，则De）O将减小。为了缩短结构，可采用一些铲抓装置来切割铲的旋转角度，并采用自底向外铲式结构将铲直接连接到铲上。它提高了一定的扭矩15当挖掘机寻找软对手或吞下松散材料时，可以更换Dodu,或者如果重量没有基本变化，则可以显著增加DoO的容量。生产率提高了。该塔一般为前弯型，无齿，抗挖粗料。2.2 工作装置参数的确定图1.2工作装置结构简图根据设计方式，运用对液压挖掘机长期以来形成的概率法来推导出设计中的数据，以此来得到挖掘机各个参数之间的计算方法四。根据任务书可知：G=20t（1）线尺寸参数及线长度的确定线尺寸参数：Li=Kk（1.1）从工程机械设计中查阅得出：标准臂系数：K=1.8标准斗杆系数：Ki2=0.8斗长度系数：Kb=0.5将上面的数字带到公式中计算，得：臂长：l=5263mm斗杆长：12=2339mm斗长度：L=1462mm（2）质量参数及质量的确质量参数主要是由各组成部分的权重，机构的重心等，据此可以知道：（3）各机构重量：Gi=KGG（1.2）其中，Ka为各部分质量系数，见于下表2.1表2.1各机构具体参数各机构重量质量参数质量系数k计算的参数值计提质量（吨）Gt=KGG0.822.01底盘质量Gnp=KGdG0.183.402转台质量（吨）Gd=KGdG0.181.458配重质量（吨）Gp=KGpG0.201.62反铲质量（吨）Gf=KGfG1.151.215(3)机体重心位置：机体重心与回转中心的距离：et=Ke.Gm(1.3)其中，Kel指的是机体重心离中心距离系数，查书表1-4,Kek0.30代入可得et=0.877m机体离重心高度yt=KytGn(1.4)其中，L指的是机体重心距离地面的位置系数，查书表1-4,取Kyk0.32代入可得yt=0.936m(4)挖掘力参数:反铲斗齿最大转斗挖掘力：Pf=KfG(KN)(1.5)见于工程机械设计中的，得到：K尸0.5代入上式得Pf=122.5KN3基本尺寸确定3基本尺寸确定3.1 设计要求根据任务书要求可以知道：挖掘机最大挖掘重量为203液压系统在运行是的压强为20MPao液压式挖掘机的工作机构需要满足如下的需求：(1)铲斗的工作轨迹要满足工程作业的要求，要满足的动作有铲、装载的能力，而且要容易装料和卸料。(2)要满足挖掘机的挖掘深度和挖掘工作半径的能力，还必须保证能够在各个点上容易进行装卸料的动作。3.2 工作装置结构方案的选择(1)活动动臂的结构形式a.动臂的结构形式在整个设计中的最是关键的是活动臂的确定，不仅如此斗杆的构件是由于动臂来确定最后的构型。活动臂一种是为整型铸造，还有就是拼接式的。如图3.1所示。图3.1整体式动臂直动臂型的结构简单、整体结构紧凑的优点，大多数都是应用于悬挂挖掘机中。整型式的活动臂设计容易，加工方便，具有整体简单、重量较轻等明显的好处。直动臂的不足是可以用来更换的工作装置不多，而且没有很好的适配性。为了改进这些缺点，提高机械结构的通用性，提高构件的有效利用率，只需要预备几套可以相互替换的工作机构。通常情况下，在复杂环境下的工作构件使用反铲的活动臂是使用整型铸造而成。因此，经过判断决定使用弯臂设计为力臂的结构样式。b.动臂油缸布置活动臂主液压缸的安装在前倾，液压缸尾部跟机台处是由活动轴连接，大多数有使用两种形式布放：液压缸向前倾的设计，轴和动臂活动连接。当动臂下的轴全部打开，活动臂处于最高高度时，活动臂液压缸与机台的夹角在左侧。油缸向后倾的设计办法，在动臂液压缸整个打开后，将动臂支起到最高地方时，这时的动臂油缸轴线有机台的夹角是在右边。经过对上述两个方法进行比较后，液压缸的安放在DE地方、铲斗的可以移动高度H以及和工作半径最大R在一样的情况下，第二种方案要比第一种方法更好，所以外<九。还有就是，在第二种方案中，机械臂部分的动作要比比前向方案次数更多，所以手臂的打开角度更大。这些动臂油缸第二种方案的不足之处。然而，动臂的较链点在安装方案和计划连接的较链点，动臂油缸向前和向上的距离,在臂架上,动臂油缸的力量也能得到最大的利用。因此，当液压缸的工作一样时，第二中方式可以有较大的执行臂执行力矩，这时这个方法的长处。在设计中根据所给参数的要求，在认知思考后，决定采去手臂的液压缸前向布置的方法。液压缸活塞杆端部一般有2种类型的钱链方式。一个是下一部分的单手臂年底，小型挖掘机是使用这种方法；另一个是在活动臂箱体中安装液压缸，环会在动臂上起到加强筋的效果，大大提高了起升机构结构强度。因为在这次设计的是中小型，所以本次设决定使用单臂液压的形式设计。（2）斗杆的结构设计挖掘机的斗杆也是整型和组合这两种方案可以选择，有很多时候都使用整型式的，经过改变斗杆长度，也能在更换斗杆的方式，在斗杆上加上些换位用的孔。有些反铲是采去组合式斗杆的设计方法。在实际斗杆钱接点时、行程和斗杆力臂比时要考虑以下对设计的影响：a.需要足够的斗的挖掘力量。大多数时候是似的液压缸能在整个过程中产生的斗齿挖掘力要大于正常挖掘阻力；在液压缸整个伸长时，应要有的力来支起装满的斗和斗杆最大限度地克服这时产生的阻力。b.使得液压缸具有锁合效能。特别是频繁转用中小型机器，在决定参数设计是必须要考虑到转斗液压缸工作时有一定的锁死能力，在主要挖掘区内力臂能够完全工作。c.给予斗杆合适的转动区域。斗杆转动区域大多数是在105。125。范围内。在工作范围和运输的条件下斗杆的转动范围应选小点，更应该在中型面临到这些状况进行适当修正，。通常情况下，斗杆越长，它的转动区域就要设计的小一些。斗臂和动臂的连接接间隔保证在10cm,斗杆和铲斗完全张开。较点位置的选择是要进行多次计算的，直到达到所需的标准为止。（3）动臂与斗杆比的确定设计时。在K>3时，（或者是K>5）叫做长活动臂和短斗杆设计，在KV2时被称为是短力臂长支杆构造。Kl在23之间时也叫中间选择。一般来说，是取中间比例的。相比之下，当更换组件或调整连接时可使用其他工作条件来适应，面对不同的搭配或链接位置不同的情况可以使用比例进行，如果环境不复杂，设计应该考虑整型活动和斗杆相互扣合的方法，Kl有工作环境得到。在可操作高度、工作时深度与工作环境都确定的时候，Kl越大能工作半径越小，在根据实际使用经验看Kl大可以使用斗杆的模式，因为斗杆强度高。如果Kl值小需要使用以转斗为主进行设计。本设计,取K=2。（4）确定铲斗斗齿的安装位置基本要求：1 .铲斗结构是用来装卸物品的，所以铲斗里面需要尽可能的光滑。2 .要使物料易于装卸。使用铲斗，从而减少了作业时间。3 .为了保证物料不会散落，大多使用一定体积的设计。合理选择铲斗有利于提高生产效率。由于生产环境的不确定性，所以只设计一个铲斗是不合理的。在实际中，有多钟的铲斗可以选择。3.3 铲斗的设计包边宽图3.2铲斗主参数示意图斗容积q、平均斗宽度B、挖掘最大半径R以及转斗最大角度26(=ma)是铲斗的关键因素，图3.2所示。可知存在数量关联：夕收8(25-sin25)(2(3.1)其中q斗容量Im3R铲斗挖掘半径，单位mmB铲斗斗宽，查表得到，取B=I180mm2铲斗挖掘最大角度，一般取26=90。110。，m2=95o=1.658radKs工作环境，取近似值1.25把q、B、2和KS代入，得R=1431mm铲斗两个点K与Q的之间的间隔124太大会降低传动性能，但是太小会降低斗的强度，一般取参数K2=Z=0.2-0.38,取K2=0.44,则h24=l3×0.44=1462×0.44=538mm铲斗的运动由于斗的运动的不确定性，先行设计斗杆。图3.3铲斗连杆机构a、铲斗连杆的传动比i确定长度L3,由根据参数，依照他们之间的关系可以看出实际的数据是。22'a?0'I26,024'025，27°，6°27'。28木”029彳直°铲斗液压缸对N点的作用力臂为f=l3×sin(a22+30)=168mm连杆HK对N点作用力臂为4=14XSina28-2()Lwn连杆HK对Q点作用力臂为=24×sina29=6mm铲斗连杆机构的总传动比为X124Xsin(o+&30)XSin%(3.2)Z3×14×sinQf29b、铲斗相对于斗杆的摆角范围铲斗瞬时位置转角为y=Z-FQy=a1+a24+26+10(3.3)在L3=L3nin和L3nax时求得“min和4max0可知3nux=nm-min(34)3.4 动臂机构的设计根据G=2Ot,q=lm3,参考表1-3机械尺寸和挖掘机工作半径Lj=K何;得到：最大挖掘半径Rl=3.3520=9795三最大挖掘深度MMAX=2.15V20=5994mm最大卸载高度“3MAX=L55而=453加W经查阅资料的7型鲤域是Rl和h+12+b.因此R”已知的13和Kl可以通过查阅资料得到：2"'KIl=KlI2(3.5)式中Ri最大挖掘半径，R=9795mmh斗长度，h=1462mmKi动臂与斗杆长度比值，取2.25代入数据求得：l=5769mm12=2564mm图3.4最大挖掘半径时动臂机构计算简图根据3.4所示，在CZF中，"和K3可以得到：可得出：/一是指动臂的角度，采取这种方法可以让构件稳定，加大使用的深度，很多情况下120。140。，1=140°oK3是指活动臂中间位置到底端的长度比CF/ZC,依照系统构成以及液压缸连接点E来进行计算，在很多设计中取K3=l.l1.3,K3=1.2o在三角形CZF中，1=140o,l=5263mm,Ka=1.2,根据图3.4得：14i=2544mm142=3053mma39=18.1o活动臂的完全生长和力臂的展开比例K4为1,满足基于基本通用用机要求（K4=0.81.1）%的数据对参数K4、工作距离HlmaX和极限工作高H2max有关系。其中小会使K4也可能变小者使HlmaX加高，这样就确保了挖掘机的实际的环境，所以大多数会使用会选取%>60°,也有的是取%>80。以反铲的大多数是取即>50°。在正铲和装置中K4或H2max大的多些，所以应该减小小,所以111?的大小的挖斗很多是用取。45。故取即=45。液压缸在处于没有打开时NCFQ二032-。8度数，很多时候取（。32-。8）max=160。180。,在这次设计中取170oO在三角形ZCF中ZZCF=180o-140o-18.1o=21.9oNBCZ决定了液压缸的设置形式（图3.5）。液压缸在这时旋转角度小，单液压缸在动臂上的固定很大程度在动臂端点与平台的连接处，在查阅文献后，初定NBCZ=5。则%=ZBCF=21.9o-5o=16.9oo图3.5最大卸载高度时，动臂结构的计算由图3.5的最大卸载高度的表达式为:二二第二曹曹,盛渭(3.6)由图3.5得到的最大挖掘深度绝对值表达式为H"=3+2+sin(_Gmin+2)-5Sina11-K1将这两式相加，消去h，图3.6最大挖掘深度时，动臂结构计算简图并令A=%+4，B=A+Qf8¾nax,得到HImux+Himax-lsi11(lmax-A)Sin(。1minA+2sin(lmax-B)-1=O又特性参数KLFnaMsinlmin因此(3.7)(3.8)(3.9)由此可知%皿33.9。Gmin=31.2。最后求得15为式中，YA取值为650mm,代入其他数据求得b=1618mm然后联立下面的方程组2+p2-llmin=arCCOS()2p+p-%u=arccos()2p代入数据求得。和P：=1.78=0.81检验-p=2.59=1.6Ib-PI=O.971符合要求于是Omin="=1997.5Zm(3.10)(3.11)(3.12)(3.13)ZImaX=Hmin=3196.1加L1=CFZImin=3555.67加图3.7动臂和动臂液压缸较点位置的关系图在图3.7中由三角形CABZ得4_:maxsinsin(+7)sin/=0.39得=23o由三角形CAB得(3.13)SinbsinSinb=0.34得=20o动臂在上下极限位置时液压缸作用力臂如下:ez=7sin=13S9.3mmeo=7sin=1216.nm3.5斗杆机构的设计(3.14)(3.15)图3.8斗杆机构参数计算简图按照斗杆工作阻力可以知道，查得挖掘阻力值，按照设计方法计算出液压缸处于有效力臂19o根据资料可以确定挖掘机斗杆挖掘力，该斗杆挖掘力值PGmax=HOKN根据查阅资料因为有h=2339mm,h=1462mm,PGmaX=25KNP2=24.5×106×-×0.092/4=1.56×105/V(3.17)Smax=b=268().22”为确保斗杆的摆角能够在105。125。之间，在本次设计中，可初选2max=110。通过图3.8,可取e20=e2z,得2qsinL=2_RmA2-I(3.18)4=j2mi112+-2&min，9C0S(j一)上式中2=1.6,代入其他数据即可求得Lzmin=7318.3mm则IJnaX=皿31709.3mm将L2min,%max代入式中求得U=I1180.8mm结构因素得出斗杆上NEFQ,加上最大挖掘范围，可得以NEFQ在130。170。范围内，取NEFQ=I50。结构上NDBZ被当做机构角度，根据结构设计取5。3.6铲斗连杆机构的设计铲斗连杆机构的设计要求在几何和设计方面可知：（1）铲斗六连杆机构在整个工作周期内不会锁死，所以要证GFN、GNM及四边形HNQK在在整个工作周期内不会消失；（2）液压缸的伸缩比例在一定的区域，所以对铲斗组件可得取(3.19)=I.451.65（3）。在整个运转周期内不应该出现锁死，且传动角在一定大小；（4）在整个运转过程中都不应该有干涉、碰撞的情况出现。将上述的集合起来设计了最终的连杆构件，使用软件模拟设计方案优化进行实验选择最佳方案。图3.9铲斗连杆机构计算简图在反铲的设计中该机构有两种设计，一种是四连杆的机构，还有是六连杆的机构，在其中六连杆选择的较多。如图3-9参数为时13=1462mm,124=497mm,b=2339mm以及a0=105。都是确定，需要确定的是lo=FG,Ii5=GN,Ii2=HM,129=HK,h=HQ和L3max,L3min等。参数选择方法”3。挖斗可运动区间90。110。之间，因为转角要在150。180。范围内转动，这是为了提高机械的适应性。在这次悬着的是取160。，当L3=L3min时，斗尖为Vo在FQ出的夹角为15。处，在参照铲斗的长度，动臂等。通过CAD得出L2min=1554.8mmL3max=2487.7mmL2）=313.9mmLu=546.9mmL29=501.5mm可以得出N到FQ的距离为16mm04工作装置结构设计4工作装置结构设计4.1 铲斗液压缸以及行程的确定1第一次，将干筒展开至全长时的强度比和将干筒展开至全长时的长度比：4=1.61。计算得：4加=1400的，L3max=2320三,斗杆油缸行程4=L3ma-4min=920加。4.2 工作装置的位置模型建立依照固定位置出发，经过全部的角1,2和3创建相互关联B,C,D.V的三维图，并获得坐标的实际值，以便分析下一步。提供证据。创建笛卡尔坐标系。4.3 动臂与平台位置的确定对于改进的反铲挖掘机，活动臂很多是连接在基座。通常，钱链都位于转盘中心的前面O0),并且最近大钱链具有向后移动的趋势(靠近旋转中心线)UL在设计时，按照类比或以往的经验来确定。在这里推荐机构轴L作为设计的基准。L=(2.32.7而(4.1)式中：q为斗容量，4.4 或动臂及斗杆长度的计算相同的转弯半径也可以通过类比方法或基于经验统计公式来确定。在此基础上，建议使用履带轴距L作为基本长度。4.5 工作装置转角范围确定在臂架的初始长度之后，确定臂的长度，铲斗的半径，动臂缸和平台较接点C,每个机构的角度范围由根据工作尺寸的分析方法确定。挖掘机的角度，包括悬臂机构和杆的