小型履带液压挖掘机工作装置的结构设计及其运动学分析

目 录

摘要................................................................1

第一章 绪论…………………………………………………………….1

1.1 小型挖掘机的发展现状…………………………………………………….2

1.2 小型挖掘机工作装置简介………………………………………………….3

第二章 总体方案设计…………………………………………………3

2.1 工作装置构成及工作原理………………………………………………....3 2.2 工作装置坐标设定………………………………………………………….6 2.3 工作装置各部分方案选择…………………………………………………6

2.3.1 动臂种类选择………………………………………………………6 2.3.2 动臂油缸布置方案选择……………………………………………8 2.3.3 铲斗与铲斗油缸的连接方案选择…………………………………8 2.3.4 铲斗结构形式及斗齿的安装形式………………………………..8 2.4 设计基本参数以及设计作业范围…………………………………….......9

第三章 工作装置运动学分析………………………………………….9

3.1 动臂的运动分析…………………………………………………………… 9 3.2 斗杆的运动分析………………………………………………………….11 3.3 铲斗的运动分析………………………………………………………….12 3.4 特殊工作位置计算……………………………………………………..11

3.4.1 最大挖掘半径……………………………………………………..11 3.4.2 最大挖掘深度……………………………………………………..14 3.4.3最大卸载高度……………………………………………………..15 3.4.4 最大挖掘高度…………………………………………………….16 3.5 工作范围包络图 ………………………………………………………..16

第四章 基本尺寸的确定…………………………………………….18

4.1 斗形参数的选择………………………………………………………....18 4.2 动臂机构参数的选择………………………………………………….…18 4.3 斗杆机构基本参数的选择……………………………………………….20 4.4 连杆机构基本参数的选择……………………………………………..21

第五章 工作装置结构受力分析与校核…………………………….26

5.1 挖掘阻力分析……………………………………………………………...26

5.1.1 铲斗挖掘切向阻力计算………………………………………….27 5.1.2 斗齿侧向力分析…………………………………………….……28

1

5.2 工作装置结构强度校核的工况介绍……………………………............28

5.2.1 斗杆结构强度校核的工况介绍………………………………….28 5.2.2 动臂结构强度校核的工况介绍………………………………….29 5.3 斗杆的力学分析………………………………………………………….29

5.3.1 斗杆工况1受力计算及内力图的绘制………………………….29 5.3.2 斗杆工况2受力计算以及内力图的绘制……………………….33 5.4 斗杆强度校核35

5.4.1截面1的几何性质以及应力计算…………………………………35 5.4.2 截面2的几何性质以及应力计算…………………………………36 5.4.3 截面3的几何性质以及应力计算…………………………………38 5.5 动臂力学分析…………………………………………………………….39

5.5.1 动臂工况1受力计算及内力图的绘制……………………………39 5.6 动臂强度校核……………………………………………………………...42 参考文献……………………………………………………………………………..43

二维cad图纸以及三维pre图纸,请联系: xinanchong@163.com

2

小

摘要：

液压挖掘机工作装置的结构设计及其运动学分析

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CAD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

The structural design and kinematic analysis of the

small crawler hydraulic excavator

Abtract：

As 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, ete．The excavator with a backhoe d is mainly

used to excavate the earth underground．Backhoe 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、 working principle and the analysis of typical conditions, summed up the excavator working equipment performance requirements and design principles. Secondly, selected the program and conduct the kinematic analysis of all the major components of working equipment，and determined the distance between the hinge points，and then used the CAD software to draw the link eodel ；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

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第一章 绪 论

1.1小型挖掘机的发展现状

小型挖掘机属于单斗挖掘机，是铲土运输工程机械中的一种，因其重量轻，挖掘力大，操纵简单，灵活，安全，转移方便，被广泛于用于小型建筑施工、公路养护、地铁隧道等工程。在工业发达国家中，因基础设施完善，已进入维护保养阶段，小型机械销量远远超过了中大型机械，小型挖掘机更是其它机械无法相比的。[1]

我国的挖掘机行业经过50余年的发展，从无到有，从小到大，目前发展十分迅速，初具规模，现在主要厂家有徐挖、柳工、常林、玉柴、南特、抚挖、临工、詹阳、振宇、三一、中联、山河智能等。 …… 此处隐藏：2082字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……