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（毕业设计全套）挖掘机工作机构的设计（打包下载）

响铲斗机构传动特性，太小则影响铲斗结构刚度。般取特性参数.当铲斗转角较大时，取较小值，般取。根据实际情况取.，即.再根据⊿由遇险定理可得当工作装置处于最大挖掘半径时图最大挖掘半径时动臂机构计算简图据统计，最大挖掘半径值般与的值很相近。因此由要求的，定的和可以按下列近似经验公式选择和式式式中为动臂与斗杆的长度比，对定的工作尺寸而言，动臂与斗杆之间的长度比可在很大范围内选择。般当时，称为长动臂短斗杆方案当.时，属于短动臂长斗杆方案所以取。图最大卸载高度时动臂机构计算简图斗杆油缸全缩时最大，如图，常选。选取取决于油缸的布置形式，双动臂油缸这夹角很小，可能为零。单动臂油缸在动臂上的铰点般置于动臂下翼附加耳座上，根据三角形可得式代入数据可求得.最大挖掘深度工况下图最大挖掘深度计算简图当动臂油缸全缩时，三点痛直线并处于垂直状态时的到最大挖掘深度式这时.可由取则可求得在最大卸载高度工况下图最大卸载高度计算简图当动臂油缸全缩，偶感油缸全伸时，连线处于垂直状态时，最大卸载高度表达式为由图最大挖掘深度绝对值表达式为式由式相加，消去，并令,得到式又特性参数式因此式式将式代入式则可得到元函数.式中和是设计任务书所要求的。和都先已选出或算出，由此看解出然后由式求得，因为可将数值代入，由式解得.最后由式求得为又因为所以根据以上计算可得出挖掘装载机挖掘工作装置主要结构尺寸如下表表挖掘装载机主要结构尺寸单位.油缸基本参数的选择和计算动臂油缸参数的确定根据液压系统工作压力流量系统回路供油方式工厂制造条件和三化要求等确定各油缸缸数缸径全伸长度与全缩长度之比。考虑到结构尺寸运动余量稳定性和构件运动副度等因数般取，个别情况下因动臂摆角和铰点布置要求可以取而取，.图动臂摆角范围计算简图如图所示动臂的摆角范围是的函数，设特性参数，当时可得式则式代入原始数据可求得根据参考资料和实际情况而取动臂油缸全伸与全缩之比.所以可根据可得斗杆油缸参数的确定斗杆的位置参数是和的函数。这里只考虑的影响。斗杆机构与动臂机构性质类似，他们是四连杆机构，但连杆比不同。在动臂机构中般﹥，在斗杆机构中﹤。图斗杆机构摆角计算简图和动臂油缸相类似根据公式式式代入原始数据可求得再根据斗杆油缸伸缩比，取.铲斗油缸参数的确定图铲斗机构参数选择要求和油缸极限位置如图所示，当时，设斗齿尖为斗齿尖转到延长线时为,令初始负角，该角应满足使用要求，般取，特殊情况下可小于或大于即在之下。般在之间，不宜太大，否则斗齿平均挖掘力要下降。铲斗油缸最大理论挖掘力应与转斗最大挖掘阻力相适应。当斗齿尖处于时，铲斗油缸理论挖掘力应不低于其最大值的，即.与相应的斗齿尖位置为，般取为好。根据铲斗理论挖掘力和功的平衡可知式可得因为铲斗油缸伸缩比，取.故根据以上计算过程可得油缸的基本尺寸如表所示表油缸尺寸单位挖掘装置受力计算和强度计算.挖掘阻力的计算图大曲率切削阻力试验曲线反铲装置工作时，既可用铲斗液压缸挖掘简称转斗挖掘，也可用斗杆液压缸挖掘简称斗杆挖掘，或作复合动作挖掘。般认为，斗容量小于.米或在土质松软时以转斗挖掘为主，反之以斗杆挖掘为主。铲斗挖掘阻力的计算参照单斗液压挖掘机，转斗挖掘时，挖掘阻力的切向分力可表示为式式中表示土壤硬度系数，对二级土易取铲斗与斗杆铰点至斗齿间距离，即转斗切削半径单位切削刃宽度影响系数，.，其中，为铲斗平均宽度挖掘过程中铲斗总转角的半铲斗瞬时转角切削角变化影响系数，般取.斗齿系数，有齿时取.，无齿时取斗侧壁厚度影响系数，.，其中为侧壁厚度，单位为厘米，初步设计时可取.切削刃挤压土壤的力，与斗容有关，估算时，.当时，得到最大挖掘阻力式平均挖掘力按平均厚度下的阻力计算近似取•试验证明法向挖掘阻力的指向是可变的，数值也较小，般.土质越均匀越小，从随机统计的角度看，取法向分力为零来简化计算是可以的。这样就可以看作为铲斗挖掘的最大阻力。斗杆挖掘阻力计算式式中挖掘比阻力，对二级土挖掘过程中的总转角，般为.工作液压缸的理论挖掘力挖掘力是指当反铲作业时在铲斗齿尖上可能主动发挥的挖掘能力，它是衡量反铲装置挖掘性能的重要指针之。工作液压缸的理论挖掘力是指由该液压缸的理论推力所能产生的斗齿切向挖掘力。铲斗挖掘时，铲斗缸的理论挖掘力式式中铲斗油缸的理论推力为铲斗油缸大腔工作面积，为液压系统工作压力力臂值。对于已定的工作装置铲斗油缸理论挖掘力值是该油缸瞬时长度的函数。显然，当时即得到铲斗油缸最大理论挖掘力斗杆挖掘时，斗杆油缸的理论挖掘力式式中为斗杆油缸的理论推力其中为斗杆油缸大腔工作面积，为液压系统工作压力力臂值，其中是的函数，是的函数。.整机理论挖掘力参见图，已知条件整机重量，重心坐标斗容，地面附着系数，三组液压缸的工作压力和闭锁压力，除反铲装置外机体重量及重心位置坐标及重心位置坐标前轮及支腿着地点和的位反铲装置各零部件的重量置参数和，三组液压缸的缸径和，活塞杆直经和，液压缸的伸缩比和。图整机结构简图斗杆挖掘在给定工况的情况下，计算斗杆的实际挖掘力时，应当考虑到下列因素的影响动臂液压缸闭锁能力对斗杆挖掘力的限制。斗杆主动挖掘力的限制。铲斗液压缸闭锁能力对斗杆挖掘力的限制。整机向前倾翻对斗杆挖掘力的限制。整机向后倾翻对斗杆挖掘力的限制。整机对地面的前后滑移对斗杆挖掘力的限制。现分别计算如下动臂液压缸闭锁力限制的最大斗杆挖掘力液压缸闭锁力则指挖掘工况下些液压缸被动状态所能承受的作用力，它是挖掘力发挥的重要影响因素之。参见图，根据前面提到的几何尺寸计算，可以求出和点的坐标，和，。式式式当时，动臂液压缸小腔受压，此时小腔闭锁力对点产生的力矩为式有关重量对产生的力矩为式所以式当时，动臂液压缸大腔受压，此时大腔闭锁力对点产生的力矩为式式斗杆液压缸主动挖掘力，参见图，斗杆液压缸主动力对点产生的力矩式有关重量对点产生的力矩为所以铲斗液压缸闭锁力限制的最大斗杆挖掘力参见图，对于式当时，铲斗液压缸大腔受压，此时大腔闭锁力对点产生的力矩为式其中为铲斗连杆机构的总传动比式其中图斗杆液压缸理论挖掘力结构简图有关重量对点产生的力矩为式所以式当时，铲斗液压缸小腔受压，此时小腔闭锁力对点产生的力矩为式所以式整机向前倾翻限制的最大斗杆挖掘力参见图，对于显然，当，斗杆挖掘时，整机不可能产生前倾翻，只有时，才有可能出现前倾现象。各部件重量对点产生的力矩为式所以式整机向后倾翻限制的最大斗杆挖掘力参见图，对于式式显然，当，斗杆挖掘时，整机不可能产生后倾翻，只有时，才有可能出现后倾现象。各部件重量对点产生的力矩为式所以式整机滑移限制的最大斗杆挖掘力参见图，设联机对水平线的夹角为，则式式通过上述运算，我们知道至中的最小值，就是在该工况下斗杆挖掘时，所能发挥的最大实际挖掘力。图铲斗液压缸理论挖掘力计算简图铲斗挖掘已知条件与计算斗杆实际挖掘力的已知条件相同。在给定工况的情况下，计算铲斗的实际挖掘力与计算斗杆的实际挖掘力样，应当考虑下列因素对转斗挖掘力的影响动臂液压缸闭锁能力对铲斗挖掘力的限制。斗杆液压缸闭锁能力对铲斗挖掘力的限制。铲斗液压缸主动挖掘力的限制。整机向前倾翻对铲斗挖掘力的限制。整机向后倾翻对铲斗挖掘力的限制。整机对地面的前后滑移对铲斗挖掘力的限制。现分别计算如下动臂液压缸闭锁力限制的最大铲斗挖掘力根据前面提到的几何尺寸计算，可以求出工作装置上每个铰点的坐标值。对于当时，动臂液压缸小腔受压，此时腔闭锁力对点产生的力矩为式有关重量对点产生的力矩为式所以式当时，动臂液压缸大腔受压，此时大腔闭锁力对点产生的力矩为式式斗杆液压缸闭锁力限制的最大铲斗挖掘力参见图及公式，对于当时，斗杆液压缸大腔受压，此时大腔闭锁力对点产生的力矩为式有关重量对点产生的力矩为式所以当时，斗杆液压缸小腔受压，此时小腔闭锁力对点产生的力矩为式所以铲斗液压缸主动挖掘力参见图，铲斗液压缸主动力对点产生的力矩式有关重量对点产生的力矩为所以式整机向前倾翻限制的最大铲斗挖掘力参见图，对于显然，当，铲斗挖掘时，整机不可能产生前倾翻，只有时，才有可能出现前倾现象。各部件重量对点产生的力矩为所以式整机向后倾翻限制的最大铲斗挖掘力参见图，对于显然，当，铲斗挖掘时，整机不可能产生后倾翻，只有时，才有可能出现后倾翻现象。各部件重量对点产生的力矩为所以式整机滑移限制的最大铲斗挖掘力参见图，设即对水平线的夹角为，则式通过上述运算，我们知道至中的最小值，就是在该工况下铲斗挖掘时，所能发挥的最大实际挖掘力。总结液压挖掘机是工程机械的主要类型，它利用工作装置完成挖掘作业，工作装置的性能是整机设计