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液壓挖掘機工作裝置設計及其運動分析
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  • 液壓挖掘機工作裝置設計及其運動分析
  • 液壓挖掘機工作裝置設計及其運動分析
    目 錄
    前言……………………………………………………………………………………… 1
    一、緒論…………………………………………………………………………………2
    (一)國內外研究狀況………………………………………………………………2
    (二)論文構成及研究內容…………………………………………………………2
    二、總體方案設計……………………………………………………………………3
    (一)工作裝置構成…………………………………………………………………3
    (二)動臂及斗桿的結構形式………………………………………………………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)鏟斗的結構選擇………………………………………………………………6
    (六)原始幾何參數的確定…………………………………………………………7
    三、工作裝置運動學分析…………………………………………………………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)斗形參數的確定………………………………………………………………20
    (二)動臂機構參數的選擇…………………………………………………………20
    1、 α1與A點坐標的選取……………………………………………………20
    2、 l1與l2的選擇……………………………………………………………20
    3、 l41與l42的計算…………………………………………………………21
    4、 l5的計算………………………………………………………………… 21
    (三)動臂機構基本參數的校核………………………………………………… 23
    1、 動臂機構閉鎖力的校核……………………………………………………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)斗桿機構基本參數的選擇……………………………………………………27
    (五)鏟斗機構基本參數的選擇……………………………………………………28
    1、 轉角范圍……………………………………………………………………28
    2、 鏟斗機構其它基本參數的計算……………………………………………28
    六、工作裝置結構設計…………………………………………………………… 30
    (一)斗桿的結構設計………………………………………………………………30
    1、斗桿的受力分析…………………………………………………………… 30
    2、斗桿內力圖的繪制………………………………………………………… 35
    3、 結構尺寸的計算……………………………………………………………37
    (二)動臂結構設計…………………………………………………………………39
    1、危險工況受力分析………………………………………………………… 42
    2、內力圖和彎矩圖的求解…………………………………………………… 43
    3、 結構尺寸的計算……………………………………………………………45
    (三)鏟斗的設計……………………………………………………………………47
    1、鏟斗斗形尺寸的設計……………………………………………………… 47
    2、鏟斗斗齒的結構計算……………………………………………………… 47
    3、 鏟斗的繪制…………………………………………………………………48
    七、銷軸與襯套的設計…………………………………………………………… 49
    (一)銷軸的設計……………………………………………………………………49
    (二)銷軸用螺栓的設計……………………………………………………………49
    (三)襯套的設計……………………………………………………………………49
    八、總結…………………………………………………………………………………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構設計及運動分析
    引 言

    挖掘機在國民經濟建設的許多行業被廣泛地采用,如工業與民用建筑、交通運輸、水利電氣工程、農田改造、礦山采掘以及現代化軍事工程等等行業的機械化施工中。據統計,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。
    隨著我國基礎設施建設的深入和在建設中挖掘機的廣泛應用,挖掘機市場有著廣闊的發展空間,因此發展滿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的基礎。
    反鏟式單斗液壓挖掘機工作裝置是一個較復雜的空間機構,國內外對其運動分析、機構和結構參數優化設計方面都作了較深入的研究,具體的設計特別是中型挖掘機的設計已經趨于成熟。關于反鏟式單斗液壓挖掘機的相關文獻也很多,這些文獻從不同側面對工作裝置的設計進行了論述。而筆者的設計知識和水平還只是一個學步的孩子,進行本課題的設計是為對挖掘機的工作裝置設計有一些大體的認識,掌握實際工程設計的流程、方法,鞏固所學的知識和提高設計能力。
    ...
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