（全套设计）履带式液压挖掘机挖掘机构设计（CAD图纸）

格式：RAR 上传：2025-08-21 16:57:56

履带式液压挖掘机挖掘机构设计摘要图条件为动臂位于最低动臂液压缸全缩斗齿尖铲斗与斗杆铰点斗杆与动臂铰点三点位将支座点产总反力铵两支座三个座标方向分解。支座总反力分解为和并平均分配作用于两支座。横向力引起动臂的弯矩和扭矩可用支座反力和的形式来代替式式式中支座处的横向弯矩支座处的扭矩即由于动臂支座内的侧向间隙，横向力可能同其中个分支座左边或右边的来承受。这样，距动臂支座的截面的内力可按下列各式求得垂直平面内的弯矩横向弯矩轴向力整体弯曲动臂对弯曲部分的断面进行强度计算时，应考虑按曲梁进行验算，即在弯曲平面内的应力按下式计算式式中断面积断面弯曲处的曲率半径重心至计算点的距离，该点在曲率中心与断面重心之间为负，反之为正断面形状及曲梁曲率有关系数积分范围由断面中心轴至最边缘点对简单的几何图形矩形圆形等为无穷级数，可以近似计算之，般用替代，则动臂计算位置Ⅱ，条件为动臂位于动臂液压缸作用力臂最大值处斗杆液压缸作用力臂最大斗杆液压缸与斗杆尾部轴部夹角时铲斗发挥最大挖掘力位置，进行正常挖掘。此位置相当于斗计算位置Ⅱ，工作装置上的作用力亦相同。动臂的内力图，包括轴向力，动臂平面内的弯矩，剪力平面外的弯矩，剪力和扭矩。液压挖掘机机构结构创新设计在机构设计过程中，最重要的阶段是机构方案构思概念设计。在进行机构设计之初，设计者不但需要具有设计的知识，而且需要具有相当的工程经验创造与直觉的能力及许多其他方面的条件，才能够创造种新型机构以完成所希望的功能。这是种发明行为，这不仅是设计对过程中最富有创造性的部分，也是机械设计过程中最为困难的地方。到目前为止，尚未有学者提出系统化的方法以引导设计者有系统地进行创新机构。然而，大多数的机械设计实例大约占机械设计实例的不是凭空创造新机构，而是在现有机构该机构可能受专利保护的基础上进行修改，创造出结构不同的新型机构，以提高机器的质量和性能，或者突破现有专利技术。下面结合液压挖掘机构的反铲装置，提出基于结构推理的机构方案创新设计方法。基于结构推理的机构方案创新设计是利用创造性发散原理，通过拓扑结构类型综合的方法，对现有的机械方案从拓扑联接方面进行变异创新，尽可能多的产生满足设计功能要求的结构变体，以便于寻找最优的功能载体，尤其是创造新型机构以回避专利保护机构应用方面更是结构推理之长。.基于结构推理的方案创新设计过程模型由机构演化及编译原理可知，任何机构，包括齿轮机构槽轮机构凸轮机构以及它们的组合，都可以视为连杆机构的等效与变异，其原始型的构造皆可通过连杆机构的构造来获得。许多人在机构结构类型综合方面作了大量的工作，尤其是在非同构基本运动链的构造方面。按他们提出的方法，由计算机很容易自动生成满足给定设计任务要求的非同构运动链，而这些非同构运动链基本运动链是构造候选机构型的基础。下面所提出的基于结构推理的方案创新设计过程正是在这些研究基础上发展起来的。该方法可以划分四个阶段首先是根据设计任务和要求确定相似的设计方案原始机械方案，然后对该原始方案进行抽象化表示，即将机构方案般化为运动链，在抽象化表示过程中记录设计约束其次根据机构方案般化运动链，在运动链图谱库中找出与般化运动链具有相同杆数自由度数以及连杆类型相同的所有非同构的运动链，即运动链发散，并根据设计约束和适当的评价方法进行筛选第三，对评价筛选后的每个非同构的运动链进行机构识别驱动副识别以及杆组识别，形成用连杆表达的准可行机械方案元型，即运动链再生最后个阶段是将准可行机械方案元型根据实际设计需要，基于设计约束规则以及用户交互式方法进行类型替代，形成待评价的候选方案集转入下阶段，并进行用户交互式模糊评价，产生最优方案。结构推理过程模型如图所示。图基于结构推理的方案创新设计过程模型.液压挖掘机机构方案创新设计液压挖掘机基本结构及其抽象化表示液压挖掘机是种采用液压传动并以个铲斗进行挖掘作业的机械，它由工作装置上部转台和行走装置三大部分组成。工作装置作为液压挖掘机的三大组成部分之，因用途不同，种类繁多，其中主要有反铲装置正铲装置挖掘装载装置起重装置和抓斗装置等，由于本次设计侧重点在反铲装置，只创新设计应用最广泛的反铲装置。如图所示，液压挖掘机反铲装置由动臂斗杆铲斗以及动臂油缸斗杆油缸铲斗油缸和连杆机构等组成。其构造特点是各部件之间的联系全部采用铰接，通过油缸的伸缩来实现挖掘过程中的各种动作。挖掘作业时，将反铲装置转到挖掘地点，操纵臂油，使动臂下降至铲斗接触挖掘面，然后操纵斗杆油缸和铲斗油缸，使铲斗进行挖掘工作。铲斗装满后，将其转到卸载地点卸载，然后进行第二次循环挖掘工作。由于油缸可以简化为两个串联在起的二副杆，这两个二副杆的中间铰为驱动副驱动副用两个同心圆表示，因此图中的反铲装置可以转化为图所示的平面运动链型式。图反铲装置的基本结构再生运动链和创新运动链反铲装置的工作要求为了下面讨论方便，先定义几个概念定义分离杆如果自由度为的平面运动链中存在个杆，把此杆“切”为两块，该平面运动链则被分解成自由度分别为的两个子平面运动链，并且，则称此杆为分离杆。定义分离自由度如果自由度为的平面运动链中至少存在个杆，把此杆“切”为两块，该平面运动链则被分解成自由度分别为的两个子平面运动链，并且，那么该平面运动链的自由度类型为分离自由度。定义驱动副作动力源的运动副称为驱动副。分析图中所示的反铲装置的平面运动链，可以发现，该装置是个自由度为的杆机构，其自由度类型为分离自由度，并且具有二个分离杆，即动臂和斗杆。反铲装置的工作要求是，能够控制挖掘高度卸载高度挖掘深度和挖掘半径。为了保证最大的挖掘范围，反铲装置必须具有两个分离杆。具有两个分离杆的机构，其自由度定大于或等于。所以反铲装置机构结构的最基本要求是自由度大于或等于，并且具有两个分离杆。随着自由度和杆数的增加，机构的复杂程度将大大增加，因此作者只研究能满足基本要求的自由度等于杆数不大于的反铲装置。满足要求的连杆组合由于分离杆的副数应大于或等于，因此反铲装置至少应有两个副数大于或等于的多副杆。自由度等于杆数不大于，并至少应有两个副以上杆的连杆组合有下列几种。，