液壓挖掘機(jī)工作裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)含10張CAD圖
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，由于挖掘機(jī)的工作條件惡劣，要求實(shí)現(xiàn)的動(dòng)作很復(fù)雜，于是它對(duì)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出了很高的要求，其液壓系統(tǒng)也是工程機(jī)械液壓系統(tǒng)中最為復(fù)雜的。因此，對(duì)挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的分析設(shè)計(jì)已經(jīng)成為推動(dòng)挖掘機(jī)發(fā)展中的重要一環(huán)。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。圖 1.1 液壓挖掘機(jī)整體系統(tǒng)圖通過本次設(shè)計(jì),我能將所學(xué)的基礎(chǔ)理論應(yīng)用于實(shí)際，從而使知識(shí)系統(tǒng)化、綜合化。并結(jié)合本次設(shè)計(jì)培養(yǎng)獨(dú)立獲取新知識(shí)的能力，運(yùn)用 CAD 軟件完成總體裝配結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)一些機(jī)械繪圖基本要求。使自己樹立起具有符合國情和生產(chǎn)實(shí)際的正確的設(shè)計(jì)思想和觀點(diǎn)；樹立起嚴(yán)謹(jǐn)、負(fù)責(zé)、實(shí)事求是、刻苦鉆研、勇于探索的態(tài)度和精神。1.2 液壓挖掘機(jī)的類型挖掘機(jī)械的類型與構(gòu)造型式繁多，可按照挖掘工作原理與過程、用途、構(gòu)造特征等進(jìn)行劃分。（1）根據(jù)鏟斗類型分為正鏟和反鏟。 （2）按照用途 單斗挖掘機(jī)分為建筑型、采礦型和剝離型等；建筑型挖掘機(jī)一般可裝置各種不同的工作裝置進(jìn)行多種作業(yè),故又稱通用式。 （3）按照動(dòng)力裝置 挖掘機(jī)有電驅(qū)動(dòng)、內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)和復(fù)合驅(qū)動(dòng)等,以一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)挖掘機(jī)全部機(jī)構(gòu)者為單機(jī)驅(qū)動(dòng)式,以若干發(fā)動(dòng)機(jī)分別帶動(dòng)各個(gè)主要機(jī)構(gòu)者為多機(jī)驅(qū)動(dòng)式。 （4）按照傳動(dòng)方式 挖掘機(jī)分為機(jī)械傳動(dòng)式、液壓傳動(dòng)式和混合傳動(dòng)式。挖掘機(jī)的行走裝置型式有:履帶式、輪胎式、汽車式、步行式、軌道式、拖式等。 單斗挖掘機(jī)工作裝置的型式很多,對(duì)于機(jī)械傳動(dòng)的挖掘機(jī)有正鏟、反鏟、拉鏟和起重吊鉤等。 1.3 液壓挖掘機(jī)的使用要求小型挖掘機(jī)主要用于城市、狹窄地區(qū)，代替人力勞動(dòng)。主要作業(yè)是挖掘、裝載、整地、起重等，用于城市管道工程、道路、住宅建設(shè)、基礎(chǔ)工程和園林作業(yè)等。小型挖掘機(jī)體積小，機(jī)動(dòng)靈活，并趨向于一機(jī)多能，配備多種工作裝置，除正鏟、反鏟外，還配備了起重、抓斗、平坡斗、裝載斗、耙齒、破碎錐、麻花鉆、電磁吸盤、推土板、沖擊鏟、集裝叉、高空作業(yè)架、鉸盤及拉鏟等，以滿足各種施工的需要。與此同時(shí)，發(fā)展專門用途的特種挖掘機(jī)，如低比壓、低嗓聲、水下專用和水陸兩用挖掘機(jī)等?？傊且环N多用途萬能型的城市建設(shè)機(jī)械。由于這種機(jī)械的特點(diǎn)很靠近人，因此在設(shè)計(jì)上除了要求耐久性、可靠性和作業(yè)效率等，還需著重考慮人、機(jī)、環(huán)境的協(xié)調(diào)，特別要注意以下幾點(diǎn)： (1) 安全性即機(jī)械作業(yè)過程中不要與周圍的人和物相碰撞，防傾翻穩(wěn)定性好。(2) 低公害即排放要求高、低震動(dòng)、低噪音，聲音要比較悅耳。(3) 與周圍環(huán)境能調(diào)和，形象要美觀，形體和色彩不要引起人們不愉快感，對(duì)人有親和感。(4) 盡量擴(kuò)大其使用功能，可裝多種附屬裝置，應(yīng)成為城市萬能型工程機(jī)械。(5) 操縱簡便，任何人一學(xué)就會(huì)，都能操縱。1.4 液壓挖掘機(jī)的性能要求小型挖掘機(jī)具有中型挖掘機(jī)的多項(xiàng)功能，又具有便于運(yùn)輸、能耗低、靈活、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)勢，非常適用于空間狹小的施工場地作業(yè)，而且價(jià)格低、質(zhì)量輕、保養(yǎng)維修方便，所以在小型土石方工程、市政工程、路面修復(fù)、混凝土破碎、電纜埋設(shè)、自來水管道的鋪設(shè)、園林栽培等工程中得到了廣泛的應(yīng)用。由于滿足基本的挖掘、裝載、整地、起重等功能外，必須考慮到工作空間小(人力所不能至)、地形復(fù)雜、方便操作、可控，目前市場對(duì)小型挖掘機(jī)性能要求如下 ： ]2[(1) 改進(jìn)挖掘機(jī)可控性和控制精確性以及復(fù)合動(dòng)作。(2) 簡化液壓系統(tǒng)、降低成本，達(dá)到大作業(yè)量與低油耗的動(dòng)態(tài)平衡。(3) 改進(jìn)工作可靠性。(4) 改進(jìn)駕駛操作舒適性及降低 勞動(dòng)強(qiáng)度，提高單位生產(chǎn)率。(5) 改進(jìn)操作安全性。(6) 低振動(dòng)、低噪音適用生活區(qū)工作。2、文獻(xiàn)綜述（相關(guān)課題國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀）2.1 國外挖掘機(jī)現(xiàn)狀工業(yè)發(fā)達(dá)國家的挖掘機(jī)生產(chǎn)較早，法國、德國、美國、俄羅斯、日本是斗容量 3.5-40m3單斗液壓挖掘機(jī)的主要生產(chǎn)國，從 20 世紀(jì) 80 年代開始生產(chǎn)特大型挖掘機(jī)。例如，美國馬利昂公司生產(chǎn)的斗容量 50-150m3剝離用挖掘機(jī)，斗容量 132m3的步行式拉鏟挖掘機(jī)；B-E（布比賽路斯-伊利）公司生產(chǎn)的斗容量 168.2m3的步行式拉鏟挖掘機(jī)，斗容量 107m3的剝離用挖掘機(jī)等，是世界上目前最大的挖掘機(jī)。2.2 國外挖掘機(jī)的發(fā)展趨勢從 20 世紀(jì)后期開始，國際上挖掘機(jī)的生產(chǎn)向大型化、微型化、多功能化、專用化和自動(dòng)化的方向發(fā)展。(1) 開發(fā)多品種、多功能、高質(zhì)量及高效率的挖掘機(jī)。為滿足市政建設(shè)和農(nóng)田建設(shè)的需要，國外發(fā)展了斗容量在 0.25m3以下的微型挖掘機(jī)，最小的斗容量僅在 0.01m3。另外，數(shù)量最的的中、小型挖掘機(jī)趨向于一機(jī)多能，配備了多種工作裝置——除正鏟、反鏟外，還配備了起重、抓斗、平坡斗、裝載斗、耙齒、破碎錐、麻花鉆、電磁吸盤、振搗器、推土板、沖擊鏟、集裝叉、高空作業(yè)架、鉸盤及拉鏟等，以滿足各種施工的需要。(2) 迅速發(fā)展全液壓挖掘機(jī)，不斷改進(jìn)和革新控制方式，使挖掘機(jī)由簡單的杠桿操縱發(fā)展到液壓操縱、氣壓操縱、液壓伺服操縱和電氣控制、無線電遙控、電子計(jì)算機(jī)綜合程序控制。(3) 重視采用新技術(shù)、新工藝、新結(jié)構(gòu)，加快標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化發(fā)展速度，提高挖掘機(jī)的作業(yè)功率，更好地發(fā)揮液壓系統(tǒng)的功能。(4) 更新設(shè)計(jì)理論。提高可靠性，延長使用壽命。美、英、日等國家推廣采用有限壽命設(shè)計(jì)理論，以替代傳統(tǒng)的無限壽命設(shè)計(jì)理論和方法，并將疲勞損傷累積理論、斷裂力學(xué)、有限元法、優(yōu)化設(shè)計(jì)、電子計(jì)算機(jī)控制的電液伺服疲勞試驗(yàn)技術(shù)、疲勞強(qiáng)度分析方法等先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于液壓挖掘機(jī)的強(qiáng)度研究方面，促進(jìn)了產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)高效率和競爭力。 (5) 加強(qiáng)對(duì)駕駛員的勞動(dòng)保護(hù)，改善駕駛員的勞動(dòng)條件。液壓挖掘機(jī)采用帶有墜物保護(hù)結(jié)構(gòu)和傾翻保護(hù)結(jié)構(gòu)的駕駛室，安裝可調(diào)節(jié)的彈性座椅，用隔音措施降低噪聲干擾。(6) 進(jìn)一步改進(jìn)液壓系統(tǒng)。中、小型液壓挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)有向變量系統(tǒng)轉(zhuǎn)變的明顯趨勢。液壓技術(shù)在挖掘機(jī)上普遍使用，為電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)在挖掘機(jī)的應(yīng)用與推廣創(chuàng)造了條件。(7) 迅速拓展電子化、自動(dòng)化技術(shù)在挖掘機(jī)上的應(yīng)用。20 世紀(jì) 80 年代，以微電子技術(shù)為核心的高新技術(shù)，特別是微機(jī)、微處理器、傳感器和檢測儀表在挖掘機(jī)上的應(yīng)用，推動(dòng)了電子控制技術(shù)在挖掘機(jī)上應(yīng)用和推廣，并已成為挖掘機(jī)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。2.3 國內(nèi)研究情況及發(fā)展動(dòng)態(tài)早在 1954 年我國就已開始生產(chǎn)機(jī)械式挖掘機(jī),當(dāng)時(shí)的撫順重型機(jī)器廠(撫順挖掘機(jī)廠前身)引進(jìn)前蘇聯(lián)的機(jī)械式挖掘機(jī)W10012 和W5012 等國際 20 世紀(jì) 30－40 年代的產(chǎn)品。由于國家H經(jīng)濟(jì)H建設(shè)的需要,后又H發(fā)展H10 余家廠生產(chǎn),到 1966 年 12 年全國共生產(chǎn)了機(jī)械式挖掘機(jī) 3000 余臺(tái),后又延續(xù)生產(chǎn)到八十年代初。在 80 年代初引進(jìn)德國系列液壓挖掘機(jī)制造技術(shù)（例如有德國Liebherr公司、Demag公司和O2 一斗桿收放:3 一鏟斗裝卸;4 一轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn):5 一整機(jī)行走本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是：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)幾何參數(shù),使之滿足主要工作尺寸 3.工作裝置運(yùn)動(dòng)分析 4.繪制挖掘包絡(luò)圖,并標(biāo)注主要工作姿態(tài)和動(dòng)臂、斗桿、鏟斗的轉(zhuǎn)角范圍 5.確定工作油缸主要參數(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，并對(duì)工作裝置進(jìn)行受力分析。3.3 液壓挖掘機(jī)的主要參數(shù)確定液壓挖掘機(jī)的主要參數(shù)表明了液壓挖掘機(jī)的規(guī)格和主要技術(shù)性能，液壓挖掘機(jī)的主要參數(shù)分為發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)、液壓系統(tǒng)參數(shù)、主要性能參數(shù)、尺寸參數(shù)四大類，發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)包括發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率、轉(zhuǎn)速等，液壓系統(tǒng)參數(shù)包換主泵的流量、壓力等，主要性能參數(shù)包括整機(jī)工作質(zhì)量、主要部件質(zhì)量、鏟斗容量范圍或標(biāo)稱鏟斗容量、挖掘力、牽引力等，尺寸參數(shù)包括工作尺寸、機(jī)體外形尺寸和工作裝置尺寸等，其中液壓挖掘機(jī)主要參數(shù)中最重要的參數(shù)有三個(gè)，即斗容量、整機(jī)質(zhì)量和發(fā)動(dòng)機(jī)功率，因?yàn)橥ㄟ^這三個(gè)參數(shù)可以從使用要求、機(jī)械本身的技術(shù)性能和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、動(dòng)力裝置的配套、國際上統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)以及傳統(tǒng)習(xí)慣等方面反映液壓挖掘機(jī)的級(jí)別，故有主參數(shù)之稱。所以有時(shí)采用挖掘機(jī)的斗容量作為主參數(shù)。例如，機(jī)械式挖掘機(jī)一般就以斗容量作為挖掘機(jī)的主參數(shù)并作為主要分級(jí)指標(biāo)。但液壓挖掘機(jī)可更換的工作裝置多，而且同一機(jī)型可以根據(jù)作業(yè)對(duì)象或工作尺寸的要求換裝不同斗容的鏟斗。由于不同廠家的挖掘機(jī)采用不同的液壓系統(tǒng)，輔助設(shè)備能耗及功率儲(chǔ)備也有所不同，而且同一型挖掘機(jī)在后續(xù)改進(jìn)時(shí)，也會(huì)改變發(fā)動(dòng)機(jī)功率，所以液壓挖掘機(jī)以功率分級(jí)不十分合理。整機(jī)質(zhì)量則直接反映了液壓挖掘機(jī)本身的重量等級(jí)，對(duì)其他技術(shù)參數(shù)影響較大，如挖掘能力的發(fā)揮、發(fā)動(dòng)機(jī)功率的充分利用、作業(yè)的穩(wěn)定性等要以一定的整機(jī)質(zhì)量來保證，因此整機(jī)質(zhì)量反映了挖掘機(jī)的實(shí)際工作能力，目前已被廣泛用作液壓挖掘機(jī)的分級(jí)指標(biāo)。3.4 執(zhí)行步驟第 1 周：調(diào)研、資料收集、外文翻譯第 2 周：開題報(bào)告第 3 周：方案確定第 4 周：設(shè)計(jì)計(jì)算第 5 周：檢查計(jì)算成果,開始繪制草圖 第 6 周：完成動(dòng)臂,斗桿部分繪制第 7 周: 完成工作裝置裝配圖第 8 周：改裝配圖第 9 周：繪制零部件圖第 10 周:整理撰寫說明書第 11 周:改說明書第 12 周:改圖紙和說明書準(zhǔn)備答辯4、注意存在的問題（1）計(jì)算結(jié)果運(yùn)用到實(shí)際畫圖過程中可能出現(xiàn)結(jié)構(gòu)不合理的情況，所以應(yīng)該仔細(xì)考慮，驗(yàn)算計(jì)算結(jié)果然后根據(jù)作圖畫出比較適宜的圖紙；（2）選用零件盡量根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)來選擇標(biāo)準(zhǔn)件，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)件圖樣作出規(guī)范的圖；（3）圖紙的布局應(yīng)該要合理，根據(jù)相關(guān)制圖標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行圖紙的繪制工作；（4）圖紙的線型要合理，粗線細(xì)線寬度要恰當(dāng)。5、參考文獻(xiàn)[1] 田利芳. 路在國產(chǎn)挖掘機(jī)的腳下延伸[J]. 建筑機(jī)械,2006,(19).[2] 陳正利. 中國挖掘機(jī)行業(yè)的現(xiàn)狀及關(guān)鍵問題探討[J]. 交通世界,2003,(12).[3] 余涵，馮培恩，洪昌銀等.單斗液壓挖掘機(jī).北京:中國建筑工業(yè)出版社，1980.[4] 李洪忠.淺析我國液壓挖掘機(jī)的發(fā)展[J]. 礦山機(jī)械,2005,(9).[5] 陳正利.2003 年中國挖掘機(jī)市場總結(jié)及今后預(yù)測[J]. 今日工程機(jī)械,2004,(3).[6] 高衡,張全根.液壓挖掘機(jī).北京:中國建筑工業(yè)出版社,1981.[7] 張啟君. 關(guān)于我國挖掘機(jī)行業(yè)發(fā)展方向的探討[J]. 建筑機(jī)械化,2005,(4).[8] 官忠范.液壓傳動(dòng)系統(tǒng).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1989.[9] 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Infomine 網(wǎng)http://www.infomine.com/publications/docs/Seymour2005.pdf.6、答辯組論證結(jié)論（1）方案可行，技術(shù)路線清晰 □ （2）方案可行，技術(shù)路線基本清晰 □（3）方案基本可行，技術(shù)路線不很清晰 □ （4）方案和技術(shù)路線不很清晰 □（5）方案和技術(shù)路線不清晰 □7、指導(dǎo)教師意見： 教研室主任意見：指導(dǎo)教師（簽名）： 教研室主任（簽名）：年 月 日 年 月 日注：(1) 開題報(bào)告是用文字體現(xiàn)的設(shè)計(jì)（論文）總構(gòu)想，篇幅不必過大，但要把計(jì)劃設(shè)計(jì)的課題、如何設(shè)計(jì)、理論依據(jù)和研究現(xiàn)狀等主要問題說清楚；(2) 字?jǐn)?shù)不少于 3000 字，參考文獻(xiàn)不少于 6 篇，印刷字符在 10 萬印刷符以上。摘 要此次設(shè)計(jì)的題目是挖掘機(jī)工作裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)任務(wù)書中給出，要求對(duì)液壓系統(tǒng)的傳動(dòng)進(jìn)行計(jì)算，那么就應(yīng)該是設(shè)計(jì)液壓挖掘機(jī)。我們知道，依靠液壓傳動(dòng)的挖掘機(jī)的綜合性能要比依靠機(jī)械傳動(dòng)的挖掘機(jī)好。而且液壓挖掘機(jī)具有體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)平穩(wěn)，挖掘力大，操作簡便，以及容易實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速和自動(dòng)控制等優(yōu)點(diǎn)。同樣地，從任務(wù)書中知道，主要參數(shù)為：整機(jī)質(zhì)量 10 噸，反鏟斗容量0.18 立方米，液壓系統(tǒng)的工作壓力 14 。通過上述內(nèi)容，明確了需要設(shè)計(jì)MPa小型履帶式單斗液壓挖掘機(jī)的反鏟裝置。要求實(shí)現(xiàn)：最大挖掘深度 3.582 米，最大挖掘高度 5.365 米，最大卸載高度 2.792 米以及最大挖掘半徑 5.884 米。關(guān)鍵字：液壓系統(tǒng)，液壓挖掘機(jī)，反鏟裝置AbstractThe topic of this design is the structure design of excavator working device. According to the task book, it is required to calculate the transmission of the hydraulic system, then the hydraulic excavator should be designed. We know that the comprehensive performance of excavators relying on hydraulic transmission is better than that relying on mechanical transmission. Moreover, the hydraulic excavator has the advantages of small size, compact structure, smooth transmission, large excavation force, simple operation, and easy realization of stepless speed change and automatic control.Similarly, as we know from the task book, the main parameters are as follows: the overall quality of the machine is 10 tons, the backhoe capacity is 0.18 cubic meters, and the working pressure of the hydraulic system is 14. Through the above contents, it is clear that the backhoe device of small crawler type single bucket hydraulic excavator needs to be designed. Requirements: maximum excavation depth 3.582 meters, maximum excavation height 5.365 meters, maximum unloading height 2.792 meters and maximum excavation radius 5.884 meters.Key words: hydraulic system, hydraulic excavator, backhoe device目 錄1 緒論 .11.1 國內(nèi)外研究狀況 .11.2 論文構(gòu)成及研究內(nèi)容 .22 工作裝置總體方案設(shè)計(jì) .22.1 工作裝置的構(gòu)成 .22.2 動(dòng)臂及斗桿的結(jié)構(gòu)形式 .32.3 動(dòng)臂油缸與斗桿油缸的布置 .42.4 鏟斗與鏟斗油缸的連接方式 .42.5 鏟斗的結(jié)構(gòu)選擇 .42.6 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案原則 .53 工作裝置運(yùn)動(dòng)分析 .53.1 動(dòng)臂運(yùn)動(dòng)分析 .53.2 斗桿的運(yùn)動(dòng)分析 .73.3 鏟斗的運(yùn)動(dòng)分析 .83.3.1 鏟斗連桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比 i83.3.2 鏟斗相對(duì)于斗桿的擺角 φ 3 93.3.3 斗齒尖運(yùn)動(dòng)分析 .93.4 特殊工作位置計(jì)算 113.4.1 最大挖掘深度 H1max 113.4.2 最大卸載高度 H3max 123.4.3 水平面最大挖掘半徑 R1max 123.4.4 最大挖掘半徑 R2max 133.4.5 最大挖掘高度 H2max 134 工作裝置挖掘阻力分析 144.1 轉(zhuǎn)斗挖掘阻力計(jì)算 144.2 斗桿挖掘阻力計(jì)算 155 工作裝置基本尺寸的確定 165.1 斗形參數(shù)的確定 165.2 動(dòng)臂機(jī)構(gòu)參數(shù)的選擇 165.2.1 α 1與 A 點(diǎn)坐標(biāo)的取值 .165.2.2 l1與 l2的選擇 175.2.3 l41與 l42的計(jì)算 175.2.4 l5的計(jì)算 175.3 斗桿機(jī)構(gòu)基本參數(shù)的選擇 205.4 鏟斗機(jī)構(gòu)基本參數(shù)的選擇 215.4.1 基本計(jì)算 215.4.2 轉(zhuǎn)角范圍 225.4.3 在鏟斗機(jī)構(gòu)其它基本參數(shù)的計(jì)算 226 工作裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 246.1 斗桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 246.1.1 斗桿的受力分析 246.1.2 結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算 296.2 動(dòng)臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 316.2.1 危險(xiǎn)工況受力分析 316.2.2 內(nèi)力和彎矩的求解 356.2.3 結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算 366.3 鏟斗的設(shè)計(jì) 386.3.1 鏟斗斗形尺寸的設(shè)計(jì) 386.3.2 鏟斗斗齒的結(jié)構(gòu)計(jì)算 397 挖掘機(jī)液壓傳動(dòng)部分計(jì)算 397.1 確定液壓系統(tǒng)類型 407.2 液壓系統(tǒng)的傳動(dòng)求解和液壓元件的取用 407.2.1 液壓系統(tǒng)首要參數(shù)的確認(rèn) 407.2.2 挖掘機(jī)液壓缸作用力的確定 407.3 液壓系統(tǒng)初步計(jì)算 447.4 工作裝置傳動(dòng)計(jì)算 457.5 液壓泵參數(shù)選擇和發(fā)動(dòng)機(jī)功率計(jì)算 467.6 主油管管徑和油箱容量 478 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)部分計(jì)算 488.1 回轉(zhuǎn)馬達(dá)設(shè)計(jì)計(jì)算 489 銷軸與襯套的設(shè)計(jì)選用 499.1 銷軸的設(shè)計(jì) 499.2 銷軸用螺栓的設(shè)計(jì) 499.3 襯套的設(shè)計(jì) 49總 結(jié) .50參考文獻(xiàn) .51致 謝 .5211 緒論1.1 國內(nèi)外研究狀況通過大量的研究表明，大規(guī)模、小型、功能變多和根據(jù)用途設(shè)計(jì)獨(dú)立的挖掘機(jī)是現(xiàn)在挖掘機(jī)邁向的方向。由于在國外，他們已經(jīng)開始選用和以前不一樣的技術(shù)，更加適宜的工藝，更恰當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)和更好的材料，這樣就使挖掘機(jī)的發(fā)展進(jìn)程加快。在我們國家，對(duì)于挖掘機(jī)的制造，也已經(jīng)開始系列化，還有就是在最近幾年，也從別的國家吸入了一批比較好的挖掘機(jī)。相信我們國家,在完成通用化,標(biāo)準(zhǔn)化,系列化的道路上會(huì)越走越快。如今，很多國家都正在進(jìn)行單斗液壓挖掘機(jī)的實(shí)驗(yàn)和探索，這是因?yàn)樗麄兊囊恍┲笜?biāo)比較好，挖掘機(jī)的穩(wěn)定性較高?，F(xiàn)在，綜合控制技術(shù)比如機(jī)電一體化，也在挖掘機(jī)上面得到了很好的應(yīng)用，這是因?yàn)橐簤杭夹g(shù)為其他技術(shù)提供了基礎(chǔ)。為了讓挖掘機(jī)效率更高和更加節(jié)能，專家們已經(jīng)開始專注于提升動(dòng)力和傳動(dòng)系統(tǒng)；并且單斗液壓挖掘機(jī)已經(jīng)在很多領(lǐng)域得到作用的發(fā)揮，生產(chǎn)制造的成本比以前低，更加標(biāo)準(zhǔn)，這樣主要是為了讓挖掘機(jī)工作性能更好，更加穩(wěn)定。單斗液壓挖掘機(jī)的發(fā)展:1、體積往大規(guī)模發(fā)展并且也向小型發(fā)展。2、更加廣泛地使用節(jié)能技術(shù)。3、用得更久且更穩(wěn)定。4、工作裝置結(jié)構(gòu)不斷革新，而且工作領(lǐng)域會(huì)不斷擴(kuò)張。5、用電力來替換內(nèi)燃機(jī)去驅(qū)動(dòng)挖掘機(jī)進(jìn)行工作。6、革新設(shè)計(jì)液壓元件的理念，不斷去改進(jìn)液壓系統(tǒng)。7、綜合技術(shù)運(yùn)用得更好，比如機(jī)電一體化技術(shù)。8、為了提高效率，增加鏟斗的體積容量，用的功率更大，使制造效率更高。29、加入的人機(jī)工程學(xué)更加完善。1.2 論文構(gòu)成及研究內(nèi)容對(duì)鏟斗、斗桿、動(dòng)臂機(jī)構(gòu)以及它們所對(duì)應(yīng)的液壓油缸，再聯(lián)同銷軸、連桿機(jī)構(gòu)和螺母螺栓這些零部件組成的挖掘機(jī)反鏟裝置進(jìn)行分析并設(shè)計(jì)計(jì)算是本次設(shè)計(jì)的主要點(diǎn)。具體內(nèi)容包括以下部分:1、 挖掘機(jī)反鏟裝置的整體計(jì)劃設(shè)計(jì)。2、 挖掘機(jī)的反鏟裝置裝配設(shè)計(jì)、零件具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。3、 液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)及計(jì)算。4、 液壓控制部分的設(shè)計(jì)。5、 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。6、 根據(jù)設(shè)計(jì)參考書，盡量選用標(biāo)準(zhǔn)零部件。2 工作裝置總體方案設(shè)計(jì)2.1 工作裝置的構(gòu)成3圖 2-1 工作裝置組成圖1——回轉(zhuǎn)平臺(tái)；2——?jiǎng)颖郏?——?jiǎng)颖垡簤焊祝?——斗桿液壓缸；5——油管；6——斗桿；7——鏟斗液壓缸；8——搖臂；9——連桿；10——鏟斗依照?qǐng)D 2—1 所示，將動(dòng)臂下端鉸接在回轉(zhuǎn)平臺(tái)之上，根據(jù)動(dòng)臂液壓缸的伸出和縮進(jìn)，讓所有反鏟裝置圍繞動(dòng)臂下端的鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)于斗桿的運(yùn)動(dòng)，那么顯然，應(yīng)該通過控制斗桿液壓缸去完成，在斗桿的下端，鉸接的是鏟斗，對(duì)于鏟斗的運(yùn)動(dòng)，需要根據(jù)鏟斗液壓缸來決定。在挖掘機(jī)進(jìn)行挖掘工作時(shí)候，需要回轉(zhuǎn)馬達(dá)來使轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)動(dòng)那么在轉(zhuǎn)臺(tái)之上的反鏟裝置就能夠去到工作的地方，這個(gè)時(shí)候控制進(jìn)到動(dòng)臂液壓缸的小腔部分的液壓油讓缸往回縮進(jìn)，當(dāng)動(dòng)臂的高度減少到使鏟斗可以進(jìn)行挖掘時(shí)候，控制對(duì)斗桿液壓缸或者是鏟斗液壓缸的大腔部分的液壓油量，讓它們伸長，然后這個(gè)時(shí)候鏟斗就可以進(jìn)行挖掘工作了。等到挖掘作業(yè)結(jié)束時(shí)，就是鏟斗里已經(jīng)滿了，這個(gè)時(shí)候需要控制鏟斗液壓缸和斗桿液壓缸讓它們停止運(yùn)動(dòng)，同時(shí)應(yīng)該控制動(dòng)臂液壓缸，讓它的大腔部分有液壓油進(jìn)入，動(dòng)臂高度就會(huì)上升，然后再通過操作控制回轉(zhuǎn)馬達(dá)，回轉(zhuǎn)平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)讓反鏟裝置去到堆放鏟土的地方，這時(shí)候應(yīng)該讓鏟斗或斗桿的液壓缸的進(jìn)油得到控制，使它們往回縮進(jìn)，接著鏟斗就可以進(jìn)行卸料。如此，進(jìn)行下面的挖掘作業(yè)也是一樣的道理。但是，因?yàn)橥诰驒C(jī)液壓系統(tǒng)和挖掘的路面狀況以及被挖掘土的問題，所以真正在進(jìn)行挖掘工作的時(shí)候，反鏟裝置的構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)是可以進(jìn)行很多的組合的，需要根據(jù)具體的情況選合適的方案。正如我們所知道的，變截面的箱體就是動(dòng)臂和斗桿的制造形式，對(duì)于鏟斗，則是使用比較薄的鋼板通過焊接作業(yè)完成制造。通過研究動(dòng)臂液壓缸、斗桿液壓缸、鏟斗液壓缸，我們可以把它們當(dāng)作是承受載荷的桿形結(jié)構(gòu)。那么通過上述了解，我們可以畫出反鏟裝置的簡單圖示。4圖 2-2 反鏟裝置在圖 2-2 中，我們可以看到，反鏟裝置的適當(dāng)?shù)奈恢每梢杂蓜?dòng)臂液壓缸，斗桿液壓缸以及鏟斗液壓缸它們的的長度來共同確認(rèn)，只要它們的長度得到選取，就能夠知道反鏟裝置的確切位置。2.2 動(dòng)臂及斗桿的結(jié)構(gòu)形式通過查找資料，我們知道對(duì)于像本次設(shè)計(jì)任務(wù)的挖掘機(jī)應(yīng)當(dāng)屬于小型液壓挖掘機(jī)，而整體式彎動(dòng)臂就普遍應(yīng)用在這些小型挖掘機(jī)之上。究其緣由，就是成本低下，而且它們的結(jié)構(gòu)相對(duì)來說是很好的，同樣的剛度，會(huì)比組合式的質(zhì)量的值更低，還能使挖掘深度得到保證。同樣的，我們對(duì)于斗桿也沒有其他什么要求，所以也可以選取整體式的，因?yàn)榫同F(xiàn)實(shí)情況來看，這么選符合通常情況。2.3 動(dòng)臂油缸與斗桿油缸的布置因?yàn)槲覀冞x用的只是一只動(dòng)臂液壓缸就能夠滿足挖掘機(jī)的基本工作要求，所以動(dòng)臂液壓缸可以放在動(dòng)臂的正下方的適當(dāng)位置，而動(dòng)臂下端就鉸接在回轉(zhuǎn)平臺(tái)靠前面的位置，比回轉(zhuǎn)平臺(tái)高一些，那么這樣的布置通過資料研究是能夠保證挖掘機(jī)的挖掘深度的。像我們平時(shí)所見到的體積較小的液壓挖掘機(jī)都是選用反鏟裝置的動(dòng)臂支點(diǎn)放在前面的計(jì)劃。動(dòng)臂液壓缸的活塞桿末端按照通常情況就用銷軸鉸接在動(dòng)臂彎角處合適的位置，這樣能夠?qū)?dòng)臂受力情況有宜處?？?上面的簡圖就可以明白。斗桿液壓缸就鉸接在動(dòng)臂上底板合適的位置，后面會(huì)進(jìn)行計(jì)算就可以知道。2.4 鏟斗與鏟斗油缸的連接方式反鏟裝置中斗桿和斗桿液壓缸通常與搖桿和連桿組成連桿機(jī)構(gòu)，分析發(fā)現(xiàn)為了能夠讓鏟斗轉(zhuǎn)角的值更大，我們選用比較適宜的六連桿機(jī)構(gòu)，可以使鏟斗部分的結(jié)構(gòu)特性得到提升。鏟斗液壓缸就布置在斗桿上合適的位置。2.5 鏟斗的結(jié)構(gòu)選擇對(duì)于鏟斗的結(jié)構(gòu)選擇來說，比較重要的是考慮是否恰當(dāng)，鏟斗是直接進(jìn)行挖掘的工具，所以選取它的相關(guān)參數(shù)要慎重，并且它需要滿足下面的幾個(gè)要求：1、讓鏟土可以隨意流動(dòng)。2、要使鏟土卸盡方便。3、顯然為了不做無用功，裝進(jìn)鏟斗的鏟土不應(yīng)該漏出來，那么就要求鏟斗的寬度和深度以及它的一些結(jié)構(gòu)的角度必須合理。所以，正如我們看見的圖 2—3，我們考慮小型挖掘機(jī)都可以選的鏟斗結(jié)構(gòu)。圖 2-3 鏟斗還有就是斗齒安裝的方法，查詢資料之后我們選用橡膠卡銷式。見下圖 2-4。6圖 2-4 鏟斗斗齒2.6 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案原則挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)：就是在符合挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)和裝置的需求之下，將一定的液壓元件按照恰當(dāng)?shù)姆椒ㄟB接在一起的一個(gè)系統(tǒng)。其中液壓泵，把來自發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，傳遞給液壓馬達(dá)或者液壓缸，然后這些執(zhí)行元件，推動(dòng)動(dòng)臂、斗桿和鏟斗還有回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)等這些運(yùn)動(dòng)。在挖掘機(jī)中，對(duì)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，也應(yīng)該是恰當(dāng)合理的，因?yàn)橥诰驒C(jī)的使用壽命和挖掘性能，會(huì)受它影響。3 工作裝置運(yùn)動(dòng)分析3.1 動(dòng)臂運(yùn)動(dòng)分析圖 3-1 動(dòng)臂擺角范圍由上面的圖 3-1,經(jīng)過研究那么可以得出：7圖 3-2 在上面圖 3-2 的三角形 ABC 中： 15725721 cos)(?????llL)arcos(572121lLl?在上面的圖 3-2 的三角形 BCF 中： 20172172 cos)(?????lll)arcos(172220ll?根據(jù)上面圖 3-2 可以得出 α21：1212????如果 α21 是負(fù)數(shù)，那么 F 點(diǎn)就應(yīng)該在上圖 3-2 中的與 X 軸平行的直線之下時(shí)； 如果 α21 是正數(shù)，情況就會(huì)相反。我們經(jīng)過研究知道：F 點(diǎn)的坐標(biāo)為：830121FXlCosYSin????C 點(diǎn)的坐標(biāo)為： 5130CAXloslYSin?????動(dòng)臂油缸的力臂 e1： 1571sinLle???顯然，通過分析計(jì)算我們知道，動(dòng)臂液壓缸的最大作用力臂 e1max= l5。3.2 斗桿的運(yùn)動(dòng)分析圖 3-3 斗桿機(jī)構(gòu)擺角在上面圖 3-3 的三角形 DEF 中： 2982982 cos)(?????llL9)2arcos(9822lLl?????由上圖的幾何關(guān)系知，斗桿相對(duì)于動(dòng)臂的擺角范圍 φ2max：2maxa2min????則斗桿的作用力臂： 2982sinLle???我們可以清楚地知道斗桿的最大作用力臂此時(shí)應(yīng)該是 e2max = l9，而且 。892arcosl??3.3 鏟斗的運(yùn)動(dòng)分析圖 3-4 鏟斗連桿機(jī)構(gòu)3.3.1 鏟斗連桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比 i利用圖 3-4，可以求得以下參數(shù)：10在三角形 HGN 中： )2arcos(1452312 lLlHNG??????)arcs(1532430 lL32 230GMNGN??????????在三角形 HNQ 中： 2321321427 cos)(????lll )arcos(2714llNHQ?在三角形 QHK 中： )2arcos(279427 llK?????在四邊形 KHNQ 中： NHQHK???鏟斗油缸對(duì) N 點(diǎn)的作用力臂 r1 ： )sin(30213?????l連桿 HK 對(duì) N 點(diǎn)的作用力臂 r2 ： 213lSinNHK???連桿 HK 對(duì) Q 點(diǎn)的作用力臂 r3：1129243sin????l連桿機(jī)構(gòu)的總傳動(dòng)比 i：321iL???我們?cè)谶@里可以知道，i 與鏟斗油缸長度 L3 成函數(shù)關(guān)系，我們把 L3min 寫進(jìn)去，求到初傳動(dòng)比 i0，L 3max 寫進(jìn)去可得終傳動(dòng)比 iz。3.3.2 鏟斗相對(duì)于斗桿的擺角 φ3鏟斗的瞬時(shí)位置轉(zhuǎn)角為：1026473 ??????FQV其中，在三角形 NFQ 中：)2arcos(2167 llNF?????通過分析,鏟斗油缸長度 L3，取 L3max 時(shí)，我們能夠求解：最大轉(zhuǎn)角 θ3max； 取 L3min 的時(shí)候我們能夠求解出最小轉(zhuǎn)角 θ3min，那么對(duì)應(yīng)的鏟斗的擺角范圍就應(yīng)該是 : 3max3in????3.3.3 斗齒尖運(yùn)動(dòng)分析依照?qǐng)D 3-5，由 F 點(diǎn)知： 323462CFQ???????對(duì)于三角形 CDF 我們知道： ∠ DCF 可以根據(jù)后面的設(shè)計(jì)計(jì)算來確定，等到 ∠ DCF 的值算出來那么就有：12DCFlll ?????cos2)(16126838?)2arcos(18263 llDFC?????在三角形 DEF 中： 2982982 cos)(?????llL圖 3-5 齒尖坐標(biāo)方程推導(dǎo)簡圖則可以得斗桿瞬間轉(zhuǎn)角 θ2 ： )2arcos(9822lLl?????我們可以知道 α4、 α6 應(yīng)該是在設(shè)計(jì)和畫圖中求解出來。由三角形 CFN 知： 228163216( )lSqrlCosl?????由三角形 CFQ 知：132231321( )lSqrlCosl?????由 Q 點(diǎn)知： 3532410QV?????在三角形 CFQ 中： 3322321 cos)(?????lll )arcos(13233ll?在三角形 NHQ 中： 24217217213 cos)( ?????lll)arcs(2173224 llNQH????在三角形 HKQ 中： 2624724729 cos)( ?????lll )ars(2479224 llHQK????在四邊形 HNQK： 246N???因此： ，并且它應(yīng)該可以是在后面的設(shè)計(jì)中確定。20KQV???143.4 特殊工作位置計(jì)算3.4.1 最大挖掘深度 H1max圖 3-6 最大的挖掘深度通過上面我們知道，當(dāng)動(dòng)臂液壓缸都往回縮進(jìn)去，并且 F, Q, V 三點(diǎn)在同一條直線上同時(shí)是在垂直的地方的時(shí)候，V 點(diǎn)的 Y 軸坐標(biāo)值就是最大挖掘深度，那么依據(jù)圖 3-6 的最大挖掘深度我們可以得出下面的關(guān)系式:1maxmin23VFHl??12in30123()CYLSll????3.4.2 最大卸載高度 H3max3-7 最大的卸載高度15通過上面我們知道，當(dāng)斗桿液壓缸都往回縮進(jìn)去，而且動(dòng)臂液壓缸都全部伸出來，還有就是 QV 連線處于垂直狀態(tài)，V 點(diǎn)的 Y 軸坐標(biāo)值就是最大卸載高度，那么依據(jù)圖 3-7 最大卸載高度我們可以得出下面的關(guān)系式: （3-)sin()sin( 12132121max3 ????? ????? MAXMAXCQllYH1）3.4.3 水平面最大挖掘半徑 R1max圖 3-8 停機(jī)面最大的挖掘半徑通過上面我們知道，當(dāng)斗桿液壓缸全都往回縮進(jìn)去，還有 F、 Q、 V 三個(gè)點(diǎn)在同一條直線，斗齒尖 V 和鉸點(diǎn) C 在同一條水平線上面，就是當(dāng) YC = YV， CV 長度就是最大挖掘半徑，依據(jù)圖3-8，我們可以得到最大挖掘半徑 R1max 關(guān)系式如下: :（3-2）1max40CXL??上面的關(guān)系式子（3-2）中： 2401323132max()()LSqrLLCos?? ??????? ?163.4.4 最大挖掘半徑 R2max圖 3-9 最大的挖掘半徑在水平面，C 、 V 兩點(diǎn)在最大挖掘半徑工作情況下連線然后繞 C 點(diǎn)轉(zhuǎn)到水平面得出的就是我們所要求解的挖掘機(jī)具有最大挖掘半徑時(shí)的工作情況，CV 長度就是最大挖掘半徑。3.4.5 最大挖掘高度 H2max分析在液壓挖掘機(jī)最大挖掘高度 H2max 時(shí)的工作情況，我們通過研究知道它的具體分析方法和液壓挖掘機(jī)在最大卸載高度工作情況時(shí)的分析方法相同。其實(shí)就是液壓挖掘機(jī)在最大的卸載高度工作情況下，工作裝置中的鏟斗圍著 Q 點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，等到鏟斗液壓缸都往回縮進(jìn)去，那么得到的就是我們需要找的工作情況，即最大挖掘高度 H2max 時(shí)的工作情況。V 點(diǎn)的 Y 軸坐標(biāo)值就是最大挖掘半徑值。4 工作裝置挖掘阻力分析4.1 轉(zhuǎn)斗挖掘阻力計(jì)算挖掘阻力，可分為切向分力 ，與法向分力 ,其中，法向分力相對(duì)很小，1F21712).0~(F?（4-DBAZXRC??35.1max1]}cos[{?1）式中 F1—— 切削阻力的切向分力；C——通過查找相關(guān)資料，我們知道這是對(duì)土壤的硬度系數(shù)的定義，這個(gè)時(shí)候如果我們要用于對(duì)Ⅲ級(jí)土壤的挖掘作業(yè)，那么就可以選值為 90；R——斗桿和鏟斗相對(duì)應(yīng)的鉸點(diǎn)的圓心一直到鏟斗斗齒尖部的距離，通過相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式，我們已經(jīng)算出它的值為 90 cm；max——挖掘過程中鏟斗總轉(zhuǎn)角的一半；已知 max = 47.015°；??——將它定義為：其中一個(gè)挖掘位置或工作地方的鏟斗的瞬時(shí)的轉(zhuǎn)角；B——切削刃寬度影響系數(shù)， ；12.6+.07=2.8Bb???A——定義為切削角變化影響系數(shù)，選 A = 1.3.；Z——帶有斗齒的系數(shù)，取 Z =0.75；X——定義為斗側(cè)壁厚影響系數(shù)，X = 1+0.03S,其中 S 為側(cè)壁厚度，單位為 cm 。初步設(shè)計(jì)時(shí)取 X = 1.15 ；D——在相關(guān)資料中被定義為切削刃擠壓土壤的力，由相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)和參考其它相同斗容量的液壓挖掘機(jī)的取值，我們最終選用 D = 8000N 比較合理。通過研究我們知道如果有 的時(shí)候，那么實(shí)際上就應(yīng)該存在有鏟斗挖掘工作的最大max??切向分力 ，可以得出下面的公式：max1F18（4-1.351max{[cos]}maxFCRBAZXD????2） 將各參數(shù)代入式（4-2）得： 1.35190[8(1cos47.0)]28.0751.803495maxF N????????轉(zhuǎn)斗平均挖掘阻力，按平均挖掘深度下的阻力計(jì)算，通過研究那么平均的切削厚度為： ??sin180)29(????Rh平均挖掘阻力為：（4-DBAZXRCFp ??????35.11 ])sin80416.3(29[?3）將各參數(shù)代入上式（4-3）得 。Np2051?4.2 斗桿挖掘阻力計(jì)算斗桿在挖掘過程中總轉(zhuǎn)角一般為 ，現(xiàn)取 。斗齒尖的行程，實(shí)際上是斗?80~6??65S?桿轉(zhuǎn)角 ，所對(duì)應(yīng)的弧長 ，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式有：S?Sl SSRl01745.?式中 —定義為斗桿挖掘時(shí)的切削半徑，斗桿與動(dòng)臂鉸點(diǎn)至斗齒尖距離，單位 m。SR斗桿挖掘時(shí)切削厚度按如下公式計(jì)算：19SBlqh?式中 q—鏟斗容量 ，B—鏟斗切削寬度 m。3m斗桿挖掘阻力計(jì)算公式如下：（4-SdRKqhBKF??00218???4）式中 為挖掘阻力比，由資料查出，這里Ⅲ級(jí)土取 ,而 ，開始設(shè)計(jì)時(shí)0K 2501cmN??SR選 ,將各參數(shù)用進(jìn)上式（4-4）得：mlRS35.28)(32????Fd 1350635.214802 ????選成整數(shù)那么： 。Nd02?5 工作裝置基本尺寸的確定5.1 斗形參數(shù)的確定任務(wù)書已經(jīng)給出 ，用于計(jì)算鏟斗其它相關(guān)的基礎(chǔ)參數(shù)。30.18qm?平均鏟斗寬度由經(jīng)驗(yàn)公式 算出然后我們?nèi)∷闹?B= 0.7 m。3(.4)Bq?鏟斗挖掘半徑由經(jīng)驗(yàn)公式 算出然后我們?nèi)∷闹?R = 0.8 m。31.6R?20轉(zhuǎn)斗挖掘填滿轉(zhuǎn)角（2φ） ： R、 B 及 2φ三者，與 q 之間，有以幾何關(guān)系：（5-1）20.5()SqinK????在上面的關(guān)系里：相關(guān)資料將 KS 定義為土壤的松散系數(shù)，通過分析我們選它的值為 1.25 比較合理。把 q = 0.18 m3 和 B = 0.7m 寫進(jìn)上面（5-1）關(guān)系里中可以得到： ???015.4723.9?鏟斗簡圖上面的 K、 Q 兩點(diǎn)之間的距離 l24 和 l3 的比值被定義為 K2：通過研究表明 l24 的值，會(huì)關(guān)系到反鏟機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)特性，如果它的值比較小的話，會(huì)改變鏟斗機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)剛度，查找資料我們知道，應(yīng)該選 之間，所以預(yù)選 K2 = 2430.~8lK?0.34 是合理的。經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)證明，平常情況取 ，所以選???15910QV?是合理的。???10510KQV?5.2 動(dòng)臂機(jī)構(gòu)參數(shù)的選擇5.2.1 α1 與 A 點(diǎn)坐標(biāo)的取值開始用動(dòng)臂彎角 。??130?通過經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)，比較同斗容機(jī)型，開始用特性參數(shù)： 。423311.()LK?鉸點(diǎn) A 坐標(biāo)的取用： 80AYm?215.2.2 l1 與 l2 的選擇 通過統(tǒng)計(jì)比較， 的值和反鏟裝置的最大挖掘半徑 R1 的值應(yīng)該是差不多的，任務(wù)書123ll?已經(jīng)給出了挖掘機(jī)的最大挖掘半徑值 R1，K 1 取為 1.8，l 3 就等于鏟斗挖掘半徑的值。聯(lián)合以下經(jīng)驗(yàn)公式可以求解：； （5-132ll???21l2）式中 l 1 為動(dòng)臂長， l 2 為斗桿長，K 1 為動(dòng)臂斗桿長度比。將各參數(shù)代入上式（5-2）得：；ml1862?mlK326818.21???5.2.3 l41 與 l42 的計(jì)算在圖 3-9 中的三角形 FZC 有： mkl1638130cos222314??????4241.6895lKlm????????6.2)2arcos(1439 llZFC?5.2.4 l5 的計(jì)算此步計(jì)算比較重要，那么選特性參數(shù)就要考慮充分，挖掘機(jī)反鏟機(jī)構(gòu)是本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，所以要想到可能換用別的機(jī)構(gòu)，而且挖掘機(jī)工作時(shí)應(yīng)該有充分的提升力矩，因此選：2240.85K?α11 的選用值，對(duì)特性參數(shù) K4、最大挖掘深度 H1max、最大挖高 H2max，均有關(guān)系，K 4 的值變小是因?yàn)椋覀儼?α11 的值取大了；α 11 的值過大那么 H1max 的值也會(huì)相應(yīng)的變大，這里對(duì)應(yīng)反鏟工作的要求，開始?。骸??701?斗桿液壓油缸，全縮時(shí)： 最大，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)，便于計(jì)算，初選：328CFQ??328max()170???由于采用：單動(dòng)臂液壓缸，因此，∠BCZ 的取值較大，預(yù)選： 1.4BCZ???三角形 CZF 中： 1398012.67.4ZF????????2 1BCZCB??通過前面式（3-1） 、 （3-2）有：3max1201235max1max32ax1823()( 0)cAHYlSinlSinl?????????????（5-1）1ax2311in251()AlliliY?式（5-1）中兩式相加，有：（5-2）1max3ax1max2121max32ax182in2()( 0)()HlSlSinlSi???????????????23讓： 2138max670()(1)84AB??????????把 A、 B 的值代入上面式子（5-2）中有： ????1max3ax1max1min21max(80)(80)(90)HlSinSlSin????????????再通過特性參數(shù) （5-3）in1ax4s??K應(yīng)該有： （5-4）1min1ax4SK????1ax.36i（5-5）2max1inin).s(co???把上面（5-3） 、 （5-4） 、 （5-5 ）三式整合有： ????1max1min21max358279368(86)(86)(84)0SinSlSin????????????1ax1in;4.?由式（5-1）有： 1max2311min251()AHllSilSiY????????? ?52311in21max1()Alli Hin?8608(4.8035270Si Si??????
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