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目 錄
前言……………………………………………………………………………………… 1
一、緒論…………………………………………………………………………………2
（一）國內(nèi)外研究狀況………………………………………………………………2
（二）論文構成及研究內(nèi)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(shù)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(shù)的確定………………………………………………………………20
（二）動臂機構參數(shù)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(shù)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(shù)的選擇……………………………………………………27
（五）鏟斗機構基本參數(shù)的選擇……………………………………………………28
1、 轉角范圍……………………………………………………………………28
2、 鏟斗機構其它基本參數(shù)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(nèi)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(nèi)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(jīng)濟建設的許多行業(yè)被廣泛地采用，如工業(yè)與民用建筑、交通運輸、水利電氣工程、農(nóng)田改造、礦山采掘以及現(xiàn)代化軍事工程等等行業(yè)的機械化施工中。據(jù)統(tǒng)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(fā)展空間，因此發(fā)展?jié)M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(fā)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(nèi)外對其運動分析、機構和結構參數(shù)優(yōu)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(jīng)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。
一、緒論
(一）國內(nèi)外研究狀況
當前，國際上挖掘機的生產(chǎn)正向大型化、微型化、多能化和專用化的方向發(fā)展。國外挖掘機行業(yè)重視采用新技術、新工藝、新結構和新材料，加快了向標準化、系列化、通用化發(fā)展的步伐。我國己經(jīng)形成了挖掘機的系列化生產(chǎn)，近年來還開發(fā)了許多新產(chǎn)品，引進了國外的一些先進的生產(chǎn)率較高的挖掘機型號。
由于使用性能、技術指標和經(jīng)濟指標上的優(yōu)越，世界上許多國家，特別是工業(yè)發(fā)達國家，都在大力發(fā)展單斗液壓挖掘機。目前，單斗液壓挖掘機的發(fā)展著眼于動力和傳動系統(tǒng)的改進以達到高效節(jié)能;應用范圍不斷擴大，成本不斷降低，向標準化、模塊化發(fā)展，以提高零部件、配件的可靠性，從而保證整機的可靠性;電子計算機監(jiān)測與控制，實現(xiàn)機電一體化;提高機械作業(yè)性能，降低噪音，減少停機維修時間，提高適應能力，消除公害，縱觀未來，單斗液壓挖掘機有以下的趨勢:
1、向大型化發(fā)展的同時向微型化發(fā)展。
2、更為普遍地采用節(jié)能技術。
3、不斷提高可靠性和使用壽命。
4、工作裝置結構不斷改進，工作范圍不斷擴大。
5、由內(nèi)燃機驅動向電力驅動發(fā)展。
6、液壓系統(tǒng)不斷改進，液壓元件不斷更新。
7、應用微電子、氣、液等機電一體化綜合技術。
8、增大鏟斗容量，加大功率，提高生產(chǎn)效率。
9、人機工程學在設計中的充分利用。
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