（图纸+论文）WY100液压履带挖掘机总体及工作装置设计及运动仿真（全套完整）

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用近似的作图法，而全部用数解法来求计算机整机挖掘力，则相当繁琐。用电子计算机分析比较各种设计方案的挖掘性能或验算已制成的挖掘性能，并与机器的使用或测试结果相对照，即可为改进设计提供依据，又可检验理论计算的正确程度，对在大量机型进行计算分析的基础上即可为优化设计积累资料和提供简化依据。第章工作装置设计.设计要求挖掘机的工作装置应满足下列要求.斗的运动轨迹符合作业要求，即要满足铲装载的要求，希望铲掘力大，易于装满料，并要求动臂在提升过程中物料散落。.满足挖掘深度和挖掘半径的要求，并保证在任意位置都能卸净铲斗中的物料。.在满足作业要求的前提下，工作装置结构简单，自重轻，机构合理，受力好，强度高。.保证驾驶员有良好的工作条件，确保工作安全，视野良好，操作简单，维修方便。.反铲工作装置结构方案的确定确定动臂的结构形式.动臂的结构形式动臂是工作装置中的主要构件，斗杆的结构形式往往决定于动臂的结构形式。反铲动臂分为整体式和组合式两类。整体式动臂有直动臂和弯动臂两种见图。直动臂构造简单轻巧布置紧凑，主要用于悬挂式挖掘机。采用整体式弯动臂有利于得到较大的挖掘深度，它是专用反铲装置的常见形式。整体式弯动臂在弯曲处的结构形状和强度值得注意。整体式动臂结构简单价廉，刚度相同时结构重量较组合式动臂轻。它的缺点是替换工作装置少，通用性较差。为了扩大机械通用性，提高其利用率。往往需要配备几套完全不通用的工作装置。般说，长期用于作业相似的反铲采用整体式动臂结构比较合适。综合考虑本次设计选择整体式弯动臂。.动臂油缸布置动臂油缸般布置在动臂前下方，下端与回转平台铰接，常见的有两种具体布置方式。油缸前倾布置方案，动臂油缸与动臂铰接于点。当动臂油缸全伸出，将动臂举升至上极限位置，动臂油缸轴线向转台前方倾斜。油缸后倾布置方案，当动臂油缸全伸出，将动臂举升到上极限位置时，动臂油缸轴线向后方倾斜。当两方案的动臂油缸安装尺寸铲斗最大挖掘高度和地面最大挖掘半径相等时，后倾方案的最大挖掘深度比前倾方案小，即。此外，在后倾方案中，动臂部分往往比前倾方案的长，因此动臂所受弯矩也比较大。以上为动臂油缸后倾方案的缺点。然而，后倾方案动臂下铰点与动臂油缸下铰履带行走机构零部件之间相互接触相对运动就产生摩擦。磨损的快慢，除了与材料本身性能有关外，还与相对运动速度接触的负荷大小成正比。由于履带销之间的节距大于驱动齿轮的节距，所以使驱动齿轮磨尖。使履带张得过紧，负荷会很大。其他参数的选择与计算经验公式计算法查表法是以液压挖掘机的机重为指标，对现代液压挖掘机的总体参数用概率方法得到各主要参数的经验系数，以公式来确定挖掘机的各种参数。根据任务书可知线尺寸参数及线长度的确定线尺寸参数由工程机械设计表，取标准臂系数.标准斗杆系数.斗长度系数.将上述系数分别代入上式中，得臂长斗杆长斗长度质量参数及质量的确定质量参数主要包括各部分重，机体重心位置等，可以按下式确定各机构重量见表其中，为各部分质量系数，见工程机械设计表表各机构重量各机构重量质量参数质量系数计算得参数值机体质量吨底盘质量吨转台质量吨配重质量吨反铲质量吨机体重心位置机体重心与回转中心的距离其中，为机体重心离中心距系数，查书表，取.则将其代入上式得.机体离重心高度其中，为机体重心离地面位置系数，查书表，取.则将其代入上式得.挖掘力参数反铲斗齿最大转斗挖掘力由工程机械设计表，取.代入上式得.回旋机构参数表表回旋机构参数回转机构参数经验参数系数计算得参数值转台启动力矩转台制动力矩转动惯量•制动减速度转台速度回转时间理论周期.第章挖掘机工作阻力挖掘力是衡量反铲工作装置挖掘性能的重要指标之。关于挖掘力的概念目前国内外尚无统的定义，因此可行性较差。为便于进行设计方案的分析比较，对挖掘机概念规定如下。反铲装置挖掘机可按下列情况分为工作液压缸的理论挖掘力，整机的理论挖掘力和整机的实际挖掘力。.工作液压缸的理论挖掘力反铲装置主要采用斗杆液压缸或铲斗液压缸进行挖掘。假定不考虑以下因素.工作装置自重和土重.液压系统和连杆机构的效率.工作液压缸的背压工作液压缸外伸时由该油缸理论推力所能产生的斗齿切向挖掘力称为工作液压缸的理论挖掘力。铲斗油缸的理论挖掘力铲斗挖掘时铲斗液压缸的理论挖掘力为式中铲斗液压缸的理论推力，•，为铲斗液压缸大腔作用面积，为液压系统工作压力力臂值参见图可由式和求得和，再由求得传动比。对于已定的工作装置铲斗液压缸理论挖掘力是该液压缸瞬时长度的函数，显然当时，即得到铲斗液压缸的最大理论挖掘力。斗杆油缸的理论挖掘力斗杆液压缸的理论挖掘力为式中铲斗液压缸的理论推力，•，为铲斗液压缸大腔作用面积，为液压系统工作压力力臂值对于已定的工作装置是的函数，是的函数，因此是和的二元函数。当时，且时可以得到的最大值，但在这位置用斗杆液压缸挖掘已无实际意义，因为斗壁将先于斗齿与土壤接触。当三点处于直线时，同时如果此时或则可得的最小值。当取为定值时曲线是条正弦曲线。对反铲装置，动臂液压缸的理论挖掘力般不予考虑。.整机挖掘力液压挖掘机处于工况下工作液压缸的主动挖掘力能否实现主要取决于下列条件.工作液压缸的闭锁能力.整机的工作稳定性.整机与地面的附着能力.土壤或其他作业对象的阻力.工作装置的结构强度。.分析或拟定设计任务书，确定设计思想和原则，并提出整机结构方案的初步设想。.液压挖掘机主要参数的确定。.液压挖掘机各主要机构的结构方案确定。.各主要机构作用力速度功率等分析计算。.液压系统的确定。.液压挖掘机的平衡稳定生产率以及其他总体特性的分析计算等。通过总体设计对所设计的液压挖掘机作出初步的全面规划，提出有关数据资料总体图等，为下步设计分析计算提出依据。.液压挖掘机的主要参数和选择单斗液压挖掘机的主要参数表明了挖掘机的规格和主要技术性能，因此在挖掘机总体设计中必须确定。主要参数及选择基本依据是设计任务书所规定的铲斗容量用途和作业要求，工作条件等有关国内外同类型同等级液压挖掘机的技术资料，国家及企业的系列标准理论分析和经验计算主要单位的要求和制造厂的生产条件等。主要参数的选择是液压挖掘机总体方案设计中重要的环节。它与挖掘机各主要机构的结构形式和布置方案密切相关。在确定主要参数时，必须正确处理先进性可靠性和经济性之间的关系，正确处理相互制约的有关参数间的关系。要实事求是的分析和满足各项性能的要求。盲目的提高和消弱些参数都将带来不良的结果。因为挖掘机是个有机的整体，其性能的优劣不仅与各部件的性能有关，更重要的是取决于各部件结构特性的协调匹配。合理的主要参数应符合以下条件满足使用要求实用性。适用于生产厂商的制造条件可能性。充分利用发动机的功率经济性。与国内外同类型产品相比有较先进的技术经济指标和可靠性的工作性能先进性。基本参数的确定方法比拟法或称类比法通过同类机型的比较得出参数值。经验公式法或称查表法即按概率统计归纳得到的经验公式进行概略的计算，得到参数。按标准选定法即按国家颁发的液压挖掘机形式与基本参数系列标准规定的数值范围，给定拟采用的结构特点选定参数值。理论分析计算法即按拟定的结构特点，在理论分析与实验数据的基础上进行分析计算，得出参数值。本设计采用类比法经验公式法和标准法相结合，有的参数还通过理论分析校核来确定。单斗液压挖掘机的主要参数.尺寸参数如工作尺寸，机体外形尺寸和工作装置尺寸等.质量参数如整机重，各主要部件或总成的重等.功率参数如发动机，液压系统及主要机构功率，力和速度等.经济指标参数如作业周期，生产率等。液压挖掘机主要参数中最重要的主要参数有三个斗容量机重和发动机功率。如斗容量直接反映了机械本身的挖掘能力和效果。机重则直接反映了机械本身的重量级，它对技术参数指标影响很大，因挖掘机挖掘能力的发挥，功率的充分利用，机械的稳定性都要以定的机重来保证，因此机重反映了挖掘机的实际工作能力，可用性的标志。功率反映了机械的动力级，与其他参数有函数关系。为促进我国液压挖掘机制造业的发展，新修订的液压挖掘机基本参数标准采用机重和标准斗容为标志，液压挖掘机新产品设计或老产品的改进整顿变型设计等形式和参数的确定都应符合标准规定。我国液压挖掘机标准所规定的主参数的定义为标准斗容量指挖掘机容,液压,履带,挖掘机,总体,整体,工作,装置,设计,运动,仿真,毕业设计,全套,图纸具有较高的技术含量。工作机构是液压挖掘机的主要装备，机构各铰点以及其具体结构的设计将是决定工作机构性能水平的重要因素，决定了液压挖掘机的工作性能，影响其最终使用性能的好坏，所以对液压挖掘机工作机构的研究是十分有必要的。液压挖掘机的主要特点为能无级调速且调速范围大，能得到较低的稳定转速，快速作用时，液压元件产生的运动惯性小，加速性能好，并可作高速反转，传动平稳，结构简单，可吸收冲击和振动，操纵省力，易实现自动化控制，易于实现标准化系列化通用化。本次设计的题目是液压履带挖掘机总体及工作装置设计及运动仿真。这种类型的挖掘机与其它类型的挖掘机相比，因有良好的性能而应用最广，对松软地面或沼泽地带还可采用加宽加长以及浮式履带来降低接地比压。本次设计完成的主要任务有挖掘机的类型及发展概况液压挖掘机的总体设计液压挖掘机工作阻力的计算液压挖掘机工作装置的设计液压挖掘机工作装置的受力分析和强度校核挖掘机工作装置液压系统的设计挖掘机工作装置的运动仿真本次设计的主要参数是斗容量.,它属于中小型液压挖掘机，主要设计挖掘机的工作装置及进行运动仿真。挖掘机的工作装置是直接完成挖掘任务的装置，本设计对工作装置的各个组成部分进行了较为详细的设计，这其中包括了动臂斗杆和铲斗及其驱动装置的设计。在设计中，采用了履带式行走装置，来满足要求。上部转台是全回转式，因此它可在个更大的范围内工作。又因采用液压传动控制而使整机性能得以改善。与机械式挖掘机相比，其挖掘力提高到倍，整机质量为吨，最大卸载高度约为.，最大挖掘深度.，最••••••••••••••••••••••••••设计项目计算与说明结果挖掘机的作用及其发展概况挖掘机的分类单斗液压挖掘机的特点，类型设计题目简介国外发展现状国内发展概况第章绪论.挖掘机的作用及其发展概况液压挖掘机是在机械传动挖掘机的基础上发展起来的。它的工作过程是以铲斗的切削刃切削土壤，铲斗装满后提升回转至卸土位置，卸空后的铲斗再回到挖掘位置并开始下次的作业。因此，液压挖掘机是种周期作业的土方机械。液压挖掘机与机械传动挖掘机样，在工业与民用建筑交通运输水利施工露天采矿及现代化军事工程中都有着广泛的应用，是各种土石方施工中不可缺少的种重要机械设备。在建筑工程中，可用来挖掘土坑排水沟，拆除废旧建筑物，平整场地等。更换工作装置后，可进行装卸安装打桩和拔除树根等作业。在水利施工中，可用来开挖水库运河水电站堤坝的基坑排水或灌溉的沟渠，疏浚和挖深原有河道等。在铁路公路建设中，用来挖掘土方建筑路基平整地面和开挖路旁排水沟等。在石油电力通信业的基础建设及市政建设中，用来挖掘电缆沟和管道等。在露天采矿场上，可用来剥离矿石或煤，也可用来进行堆弃装载和钻孔等作业。在军事工程中，或用来筑路挖壕沟和掩体建造各种军事建筑物。所以，液压挖掘机作为工程机械的个重要品种，对于减轻工人繁重的体力劳动，提高施工机械化水平，加快施工进度，促进各项建设事业的发展，都起着很大的作用。据建筑施工部门统计，台斗容量.的液压挖掘机挖掘ⅠⅣ级土壤时，每班生产率大约相当于个工人天的工作量。因此，大力发展液压挖掘机，对于提高劳动生产率和加速国民经济的发展具有重要意义。挖掘机械的最早雏形，主要用于河道。港口的疏浚工作