离机体近。初步选取，即。铲斗斗容与主参数的选择斗容量在任务书中已经给出.按经验公式和比拟法初选，铲斗平均宽度，铲斗切削半径,铲斗装满转角。工作装置液压系统主参数的初步选择各工作油缸的缸径选择要考虑到液压系统的工作压力和“三化“要求。初选动臂油缸内径，活塞杆的直径。斗杆油缸的内径，活塞杆的直径。铲斗油缸的内径，活塞杆的直径。按经验公式初选各油缸全伸长度与全缩长度之比.。参照任务书的要求选择工作装置液压系统的工作压力，闭锁压力。三工作装置运动学分析动臂运动分析动臂油缸的最短长度动臂油缸的伸出的最大长度动臂油缸的下铰点动臂油缸的上铰点动臂的下铰点.图.动臂摆角范围计算简图动臂摆角是的函数。动臂上任意点在任时刻的坐标值也都是的函数。如图.所示，图中动臂油缸的最短长度动臂油缸的伸出的最大长度动臂油缸两铰点分别与动臂下铰点连线夹角的最小值动臂油缸两铰点分别与动臂下铰点连线夹角的最大值动臂油缸的下铰点动臂油缸的上铰点动臂的下铰点。则有在三角形中图.点坐标计算简图在三角形中由图.所示的几何关系，可得到的表达式当点在水平线之下时为负，否则为正。点的坐标为点的坐标为动臂油缸的力臂显然动臂油缸的最大作用力臂二斗杆的运动分析如下图.所示，点为斗杆油缸与动臂的铰点点，点为动臂与斗杆的铰点，点为斗杆油缸与斗杆的铰点。斗杆的位置参数是，这里只讨论斗杆相对于动臂的运动，即只考虑的影响。斗杆油缸与动臂的铰点点动臂与斗杆的铰点斗杆油缸与斗杆的铰点斗杆摆角.图.斗杆机构摆角计算简图在三角形中由上图的几何关系知斗杆相对于动臂的摆角范围则斗杆的作用力臂显然斗杆的最大作用力臂，此时。三铲斗的运动分析铲斗相对于坐标系的运动是的函数，现讨论铲斗相对于斗杆的运动，如图所示，点为铲斗油缸与斗杆的铰点，点为斗杆与动臂的铰点点为铲斗与斗杆的铰点，点为铲斗的斗齿尖点，点为连杆与铲斗的饺点，点为曲柄与斗杆的铰点，点为铲斗油缸与曲柄的铰点，点为曲柄与连杆的铰点。图.铲斗连杆机构传动比计算简图铲斗连杆机构传动比利用图.，可以求得以下参数在三角形中在三角形中在三角形中在四边形中铲斗油缸对点的作用力臂连杆对点的作用力臂连杆对点的作用力臂连杆机构的总传动比显然式中可知，是铲斗油缸长度的函数，用代入可得初传动比，代入可得终传动比。反铲式单斗,液压,挖掘机,工作,装置,设计,及其,运动,分析,毕业设计,全套,图纸液压挖掘机工作装置结构设计及运动分析引言挖掘机在国民经济建设的许多行业被广泛地采用，如工业与民用建筑交通运输水利电气工程农田改造矿山采掘以及现代化军事工程等等行业的机械化施工中。据统计，般工程施工中约有的土方量露天矿山中的剥离量和采掘量是用挖掘机完成的。随着我国基础设施建设的深入和在建设中挖掘机的广泛应用，挖掘机市场有着广阔的发展空间，因此发展满足我国国情所需要的挖掘机是十分必要的。而工作装置作为挖掘机的重要组成部分，对其研究和控制是对整机开发的基础。反铲式单斗液压挖掘机工作装置是个较复杂的空间机构，国内外对其运动分析机构和结构参数优化设计方面都作了较深入的研究，具体的设计特别是中型挖掘机的设计已经趋于成熟。关于反铲式单斗液压挖掘机的相关文献也很多，这些文献从不同侧面对工作装置的设计进行了论述。而笔者的设计知识和水平还只是个学步的孩子，进行本课题的设计是为对挖掘机的工作装置设计有些大体的认识，掌握实际工程设计的流程方法，巩固所学的知识和提高设计能力。绪论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。二论文构成及研究内容本论文主要对由动臂斗杆铲斗销轴连杆机构组成挖掘机工作装置进行设计。具体内容包括以下五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。销轴的设计及螺栓等标准件进行选型。二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。挖掘作业时有了危险截面的结构尺寸，再结合前面的基本尺寸，就可以利用软件将斗杆绘制出来。这样斗杆的所有尺寸已经基本确定。二动臂结构设计同斗杆的受力分析及结构计算样，首先还是要分析计算动臂可能出现最大应力的工况，找出在该工况下的危险截面并计算其尺寸。再以此为基础就可以计算出动臂上的其他尺寸。危险工况受力分析根据受力分析和以往的实验表明,在动臂上出现最大载荷的工况应满足以下条件动臂油缸全缩。在同条直线上，其连线与轴垂直。铲斗挖掘时，斗边点遇到障碍。该工况也就是最大挖掘深度工况，具体工作装置简图如.所示。摇臂连杆动臂下铰点动臂油缸下铰点动臂与动臂油缸铰点动臂上铰点斗杆油缸上铰点斗杆下铰点铲斗油缸下铰点铲斗下铰点铲斗上铰点铲斗斗齿尖图.第工况位置工作装置简图的求解由于在同条直线上，连杆机构的传动比不变，而铲斗的重力绕点所产生的力矩相对于铲斗油缸对点所产生的力矩而言可以忽略不计，故的值与前面两工况样，。的求解在此工况下时,而前面的计算中已经得出取整个工作装置为研究对象，则有求得为负值，在此工况中铲斗油缸的挖掘力不能得到最大的发挥。故需要转动铰点直到铲斗油缸发挥最大挖掘力为止。由计算知当点纵坐标即时，铲斗油缸能发挥最大的挖掘力。摇臂连杆动臂下铰点动臂油缸下铰点动臂与动臂油缸铰点动臂上铰点斗杆油缸上铰点斗杆下铰点铲斗油缸下铰点铲斗下铰点铲斗上铰点铲斗斗齿尖图.实际工作时第工况位置工作装置简图此工况是第Ⅰ工况下转动斗杆油缸而得的。除第点中的连线与轴垂直修改成外，其他条件均不变，如图.所示。在此工况中，动臂油缸全缩，由前面的计算有则解之在中，由几何关系则有解得,而则由图.可知与的求解由于挖掘时为铲斗油缸工作，而又在同条直线上，故的值仍与前面的计算样，。工作装置各部分受到的重力对点的矩取整个工作装置为研究对象，则有也就是说此时仅是动臂与铲斗油缸进行挖掘。动臂铰点作用力的求取取斗杆铲斗连杆机构为研究对象，则有方向与轴平行，在轴的正方向上。铰点的求解对上下动臂附加弯矩与扭矩的求解与的夹角为，与的夹角为,则在坐标系上沿坐标轴的分力则所产生的横向弯矩则所产生的附加横向弯矩所产生的附加横向扭矩在坐标系上沿坐标轴的分力为则所产生的附加横向弯矩所产生的附加扭矩内力图和弯矩图的求解上动臂所受到的轴向力上动臂所受到的剪力上动臂所受到的轴向弯矩下动臂所受到的轴向力下动臂所受到的剪力下动臂所受到的轴向弯矩由计算可以得出动臂在危险工况中的内力图和弯矩图如图.所示。动臂下铰点动臂与动臂油缸铰点动臂油缸下铰点.危险工况下图动臂下铰点动臂与动臂油缸铰点动臂油缸下铰点.危险工况下图动臂下铰点动臂与动臂油缸铰点动臂油缸下铰点.危险工况下图结构尺寸计算由内力弯矩图分析知在动臂拐点处所受到的应力可能最大，是危险截面。因此我们首先要选择该截面进行计算，然后再以此为基础，就可以用作图法或计算得到动臂的其它结构尺寸。由现场测绘和经验统计，初步选择动臂底板的宽度底板的厚度.与需要满足以下条件将的值代入式式中得而满足两个经验条件，说明的取值是可行的。至此，动臂机构的各主要基本参数已初步确定。三动臂机构基本参数的校核动臂机构闭锁力的校核由第四章的计算可知，转斗的平均挖掘力由图知，最大挖掘深度时的挖掘阻力力矩式中，为点的轴坐标值将各参数代入式得.动臂油缸的闭锁力动臂油缸小腔的作用面积.最大挖掘深度工作装置自身重力所产生的力矩要求力矩，首先应该需要知道作用力和作用力臂。在此处，则是先要求出工作装置各部分的重量，由经验统计，初步估计工作装置的各部分重量如下动臂斗杆铲斗斗杆缸铲斗缸连杆机构动臂缸图.最大挖掘深度计算简图当处于最大挖掘深度时由图.有动臂油缸的闭锁力与工作装置重力所产生的力矩对点的矩