在的范围内国外挖掘机能技术。不断提高可靠性和使用寿命。工作装置结构不断改进，工作范围不断扩大。由内燃机驱动向电力驱动发展。液压系统不断改进，液压元件不断更新。应用微电子气液等机电体化综合技术。除上述基本类型外，还有些结构比较特殊的液压挖掘机。载抓斗起重等五种工作装置。大型液压挖掘机往往专门用于建筑材料露天矿或其它金属与非金属露天矿作装载和挖掘工作，故只装正铲，成为专用根据工作装置的结构特征，可以区分为铰接式和伸缩臂式。普通的液压挖掘机均为铰接式动臂斗杆和铲斗均可绕铰点转动，完成各种作业动作，而伸缩臂式挖掘机的动臂由主臂和伸缩臂两部分组成，伸缩臂可在主臂内伸缩也可以变幅，臂端装有铲斗，适于作平整和清理工作，特别是修理沟坡。就行走装置的型式而言，液压挖掘机可以制成履带式轮胎式轮胎履带式汽车式和悬挂式悬挂式挖掘机用拖拉机作底盘，配装若干个工作装置通常是端装反铲另端为装载铲或推土板。就行走装置的型式而言，液压挖掘机可以制成履带成各种作业动作，而伸缩臂式挖掘机的动臂由主臂和伸缩臂两部分组成，伸缩臂可在主臂内伸缩也可以变幅，臂端装有铲斗，适于作平整和清理工作，特别是修理沟坡。部分内容简介载抓斗起重等五种工作装置。大型液压挖掘机往往专门用于建筑材料露天矿或其它金属与非金属露天矿作装载和挖掘工作，故只装正铲，成为专用根据工作装置的结构特征，可以区分为铰接式和伸缩臂式。普通的液压挖掘机均为铰接式动臂斗杆和铲斗均可绕铰点转动，完成各种作业动作，而伸缩臂式挖掘机的动臂由主臂和伸缩臂两部分组成，伸缩臂可在主臂内伸缩也可以变幅，臂端装有铲斗，适于作平整和清理工作，特别是修理沟坡。就行走装置的型式而言，液压挖掘机可以制成履带式轮胎式轮胎履带式汽车式和悬挂式。悬挂式挖掘机用拖拉机作底盘，配装若干个工作装置通常是端装反铲另端为装载铲或推土板。除上述基本类型外，还有些结构比较特殊的液压挖掘机。无行走驱动装置的双轮拖式挖掘机亦称步履式挖掘机制造简单价格低廉，特别适用于狭窄地带和小型土方施工工地轮胎可以收放的无支腿式挖掘机工作时不用支腿支撑，而将支承转台的底架全部落地，在的范围内自由回转进行作业。仲缩臂式挖掘机也可装上铰接式斗杆，满足作业过程中些腕动式作业的要求。国内外研究状况当前，国际上挖掘机的生产正向大型化微型化多能化和专用化的方向发展。国外挖掘机行业重视采用新技术新工艺新结构和新材料，加快了向标准化系列化通用化发展的步伐。我国己经形成了挖掘机的系列化生产，近年来还开发了许多新产品，引进了国外的些先进的生产率较高的挖掘机型号。由于使用性能技术指标和经济指标上的优越，世界上许多国家，特别是工业发达国家，都在大力发展单斗液压挖掘机。目前，单斗液压挖掘机的发展着眼于动力和传动系统的改进以达到高效节能应用范围不断扩大，成本不断降低，向标准化模块化发展，以提高零部件配件的可靠性，从而保证整机的可靠性电子计算机监测与控制，实现机电体化提高机械作业性能，降低噪音，减少停机维修时间，提高适应能力，消除公害，纵观未来，单斗液压挖掘机有以下的趋势向大型化发展的同时向微型化发展。更为普遍地采用节能技术。不断提高可靠性和使用寿命。工作装置结构不断改进，工作范围不断扩大。由内燃机驱动向电力驱动发展。液压系统不断改进，液压元件不断更新。应用微电子气液等机电体化综合技术。增大铲斗容量，加大功率，提高生产效率。人机工程学在设计中的充分利用。论文构成及研究内容本论文主要对由动臂斗杆铲斗连杆机构组成挖掘机工作装置进行设计。具体内容包括以下四部分挖机工作装置的总体设计。挖掘机的工作装置详细的机构运动学分析。工作装置各部分的基本尺寸的计算和验证。工作装置主要部件的结构设计。总体方案设计工作装置构成斗杆油缸动臂油管动臂油缸铲斗斗齿侧板连杆曲柄铲斗油缸斗杆图工作装置组成图图为液压挖掘机工作装置基本组成及传动示意图，如图所示反铲工作装置由铲斗连杆斗杆动臂相应的三组液压缸等组成。动臂下铰点铰接在转台上，通过动臂缸的伸缩，使动臂连同整个工作装置绕动臂下铰点转动。依靠斗杆缸使斗杆绕动臂的上铰点转动，而铲斗铰接于斗杆前端，通过铲斗缸和连杆则使铲斗绕斗杆前铰点转动。挖掘作业时，接通回转马达转动转台，使工作装置转到挖掘位置，同时操纵动臂缸小腔进油使液压缸回缩，动臂下降至铲斗触地后再操纵斗杆缸或铲斗缸，液压缸大腔进油而伸长，使铲斗进行挖掘和装载工作。铲斗装满后，铲斗缸和斗杆缸停动并操纵动臂缸大腔进油，使动臂抬起，随即接通回转马达，使工作装置转到卸载位置，再操纵铲斗缸或斗杆缸回缩，使铲斗翻转进行卸土。卸完后，工作装置再转至挖掘位置进行第二次挖掘循环。在实际挖掘作业中，由于土质情况挖掘面条件以及挖掘机液压系统的不同，反铲装置三种液压缸在挖掘循环中的动作配合可以是多样的随机的。上述过程仅为般的理想过程。挖掘机工作装置的大臂与斗杆是变截面的箱梁结构，铲斗是由厚度很薄的钢板焊接而成。各油缸可看作是只承受拉压载荷的杆。根据以上特征，可以对工作装置进行适当简化处理。则可知单斗液压挖掘机的工作装置可以看成是由动臂斗杆铲斗动臂油缸斗杆油缸铲斗油缸及连杆机构组成的具有三自由度的六杆机构，处理的具体简图如所示。进步简化得图如所示。图工作装置结构简图铲斗连杆斗杆动臂铲斗油缸斗杆油缸图工作装置结构简化图挖掘机的工作装置经上面的简化后实质是组平面连杆机构，自由度是，即工作装置的几何位置由动臂油缸长度斗杆油缸长度铲斗油缸长度决定，当为确定的值时，工作装置的位置也就能够确定。动臂及斗杆的结构形式动臂采用整体式弯动臂，这种结构形式在中型挖掘机中应用较为广泛。其结构简单价廉，刚度相同时结构重量较组合式动臂轻，且有利于得到较大的挖掘深度。斗杆也有整体式和组合式两种，大多数挖掘机采用整体式斗杆。在本设计中由于不需要调节斗杆的长度，故也采用整体式斗杆。铲斗的结构选择铲斗结构形状和参数的合理选择对挖掘机的作业效果影响很大，其应满足以下的要求有利于物料的自由流动。铲斗内壁不宜设置横向凸缘至中的最小值，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。④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④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水平的重要标志。论文针对液压挖掘机工作装置设计中存在的共性问题，结合企业科研攻关课题，对液压挖掘机工作装置整体有限元分析工作装置运动学和动力学综合优化等关键技术进行了研究。在本次设计中，利用经验统计公式旋转矢量法及力学计算，以机重为的挖掘机工作装置为对象，进行了以下设计工作对液压挖掘机的工况进行了全面分析，根据液压挖掘机的工作特点，从几何尺寸动力特性结构强度经济性等方面分析了液压挖掘机工作装置设计应该满足的要求，讨论了液压挖掘机工作装置的设计原则，为液压挖掘机工作装置的设计提供了依据。结合经验公式进行了挖掘机工作装置的总体设计，并用旋转适量法对工作装置进行了运动学分析。用比例法和经验公式计算选择出工作装置各部分的基本尺寸。以上下动臂斗杆分别建立起三个新的坐标系，利用已经计算出的基本尺寸，对工作装置的各部分分别进行了力学分析。绘制出了工作装置斗杆和动臂的内力和弯矩图，选出了危险截面并计算出其结构尺寸。利用成熟的经验公式，选择出铲斗的斗形参数，并对铲斗斗齿进行力学分析以计算出其结构尺寸。挖掘机工作装置是挖掘机的核心部分，其结构的力学分析和计