挖掘机工作装置设计计算说明书
在此处键入在此处键入摘要液压挖掘机是工程机械的一种主要类型，广泛应用在房屋建筑、筑路工程、水利建设、港口建设、国防工程等土石方施工和矿山采掘之中。反铲液压挖掘机是挖掘机械中最重要的机种之一，主要应用于挖掘停机面以下的土壤。液压挖掘机反铲装置是完成液压挖掘机各项功能的主要部分，其结构的合理性直接影响到液压挖掘机的工作性能和可靠性。本文根据液压挖掘机反铲装置的结构特点,工作原理以及对典型工况的分析，总结了挖掘机工作装置性能要求和设计原则 ，然后对其各主要构件进行了方案选择以及运动学分析，并确定各铰点之间的距离，用 Pro/e 软件绘出其连杆模型。接着根据连杆模型并结合其他机械设计知识画出工作装置的二维图纸，最后根据图纸上的具体结构尺寸对工作装置的主要部件进行校核。关键词:液压挖掘机，工作装置，运动学分析，结构设计在此处键入在此处键入AbtractAs one of important construction machinery and equipments，hydraulic excavator is widely used in earthwork construction and mine exploitation, such as in architecture, road engineering, water conservancy, port building, national defense project, etc The excavator with a backhoe d is mainly used to excavate the earth undergroundBackhoe Equipment of Hydraulic Excavator is one important device to perform many functions. The working performance and reliability of the whole machine is influenced by the rationality of its structure.Firstly，this paper, which is based on the structural features of hydraulic backhoe excavator、be worked principle and the analysis of typical conditions, summed up the excavator working equipment performance requirements and design principles. Secondly, be selected the program and conduct the kinematic analysis of all the major components of working equipment，and be determined the distance between the hinge points， and then used the Pro/e software to draw the link model ；Thirdly，drew two-dimensional drawings of the work equipments；Finally, according to the drawings specific dimensions, check the main components of working device. Key words：hydraulic excavator；working equipment；kinematic analysis；structural design在此处键入在此处键入目录1 绪论 .- 1 -1.1 课题背景及目的 .- 1 -1.2 挖掘机发展简史 .- 1 -1.2.1 国外液压挖掘机目前水平及发展趋势 .- 1 -1.2.2 国内液压挖掘机的发展概况 .- 2 -1.3 液压挖掘机的基本类型 .- 2 -1.4 本次设计概述 .- 3 -1.5 论文构成及研究内容 .- 3 -2 总体方案设计 .- 4 -2.1 工作装置构成及原理 .- 4 -2.2 工作装置坐标设定（见图 2-2） .- 6 -2.3 工作装置各部分方案选择 .- 6 -2.3.1 动臂种类选择及油缸布置方案选择 .- 6 -2.3.2 斗杆种类选择 .- 8 -2.3.3 铲斗种类选择及油缸布置方案选择 .- 8 -2.4 液压挖掘机工矿分析 .- 9 -2.5 液压挖掘机工作装置设计要求 .- 14 -2.5.1 几何尺寸要求 .- 14 -2.6 液压挖掘机工作装置的设计原则 .- 17 -2.7 设计基本参数以及设计作业范围 .- 18 -3 工作装置运动学分析 .- 19 -3.1 动臂运动分析 .- 19 -3.2 斗杆的运动分析 .- 21 -3.3 铲斗的运动分析 .- 22 -3.4 特殊工作位置计算 .- 23 -4 基本尺寸的确定 .- 27 -4.1 斗形参数的选择 .- 27 -4.2 动臂机构参数的选择 .- 28 -4.3 斗杆机构基本参数的选择 .- 30 -4.4 连杆及铲斗机构基本参数的选择 .- 31 -5 工作装置结构受力分析与校核 .- 37 -5.1 挖掘阻力分析 .- 37 -在此处键入在此处键入5.2 工作装置各部分油缸作用力的确定 .- 38 -5.2.1 铲斗油缸作用力的确定 .- 38 -5.2.2 斗杆油缸作用力的确定 .- 41 -5.2.3 动臂油缸作用力的确定 .- 42 -5.3 工作装置结构强度校核的工况介绍 .- 43 -5.4 斗杆的力学分析 .- 44 -5.5 斗杆强度校核 .- 50 -5.6 动臂力学分析 .- 55 -5.7 动臂强度校核 .- 57 -6 结论 .- 61 -参考文献 .- 62 -附录 .- 63 -致谢 .- 64 -在此处键入在此处键入1 绪论1.1 课题背景及目的挖掘机在国民经济建设的许多行业被广泛地采用，如工业与民用建筑、交通运输、水利电气工程、农田改造、矿山采掘以及现代化军事工程等等行业的机械化施工中。据统计，一般工程施工中约有 60%的土方量、露天矿山中 80%的剥离量和采掘量是用挖掘机完成的。随着我国基础设施建设的深入和在建设中挖掘机的广泛应用，挖掘机市场有着广阔的发展空间，因此发展满足我国国情所需要的挖掘机是十分必要的。而工作装置作为挖掘机的重要组成部分，对其研究和控制是对整机开发的基础。单斗液压挖掘机工作装置是一个较复杂的空间机构，国内外对其运动分析、机构和结构参数优化设计方面都作了较深入的研究，具体的设计特别是小型挖掘机的设计已经趋于成熟。而关于单斗液压挖掘机的相关文献也很多，这些文献从不同侧面对工作装置的设计进行了论述。而笔者的设计知识和水平能力只是初学者，进行本课题的设计是为对挖掘机的工作装置设计有一些大体的认识，巩固所学的知识和提高设计能力。1.2 挖掘机发展简史挖掘机械的最早雏形，主要用于河道。港口的疏浚工作，第一台有确切记载的挖掘机械是 1796 年英国人发明的蒸汽“挖泥铲” 。而能够模拟人的掘土工作，在陆地上使用的蒸汽机驱动的“动力铲”于 1835 年在美国诞生，主要用于修筑铁路的繁重工作，被认为是现代挖掘机的先驱，距今已有 170 多年历史。1950 年，德国研制出世界上第一台全液压挖掘机。由于科学技术的飞速发展，各种新技术、新材料不断在挖掘机上得到应用，尤其是电子技术和信息技术的应用使得液压挖掘机在作业效率、可靠性、安全性和操作舒适性以节能、环保等方面有了长足的进步。目前液压挖掘机已经在全世界范围内得到广泛应用，成为土石方施工不可缺少的重要机械设备。1.2.1 国外液压挖掘机目前水平及发展趋势工业发
