挖掘机底架工装设计
小型履带式液压挖掘机底盘履带、支重轮、拖链轮的设计(附带CAD图纸)
目录摘要 (3)Abstract (4)第一章引言51.1挖掘机简介51.2小型液压挖掘机的现状与发展趋势7第二章结构参数计算92.1履带链轨节节距t与履带板宽度992.2驱动轮节圆直径Dq2.3导向轮工作面直径D9d2.4拖链轮踏面直径D9t2.5支重轮踏面直径D10z2.6链轨节数n、拖链轮数量10第三章性能参数计算113.1行驶速度V113.2爬坡能力α113.3接地比压p123.4最大牵引力T13第四章履带设计144.1履带介绍144.2履带结构和作用154.3履带装配设计21第五章支重轮设计225.1支重轮简介225.2支重轮数量计算225.3两个支重轮间距离235.4支重轮设计235.5装配完成设计27第六章拖链轮设计296.1拖链轮的工作原理296.2拖链轮的结构296.3拖链轮技术要求296.4拖链轮的组成零件设计30第七章设计小结与体会36参考文献37附录一：英文文献翻译38附录二:英文文献原文42小型履带式液压挖掘机底盘履带、支重轮、拖链轮的设计摘要：挖掘机，又称挖掘机械，是用铲斗挖掘高于或低于承机面的物料，并装入运输车辆或卸至堆料场的土方机械。
本文介绍了小型履带式液压挖掘机履带、支重轮、拖链轮的结构形式及组成，并对其做了结构尺寸设计及履带行走装置性能参数的计算，给出了履带、支重轮、拖链轮装配图和各主要零件的零件图。
关键词：挖掘机履带支重轮拖链轮The design of the s mall caterpillar hydraulic excavator’scrawler ,supporting wheel and drag sprocketAbstract: Excavator ,also calls excavating machinery, is an earthwork machinery to use the bucket mining the materials above or below the bearing machine surface , and to load to the transport vehicles or to discharge to the heap of yard. This paper introduces the crawler ,the supporting wheel and the drag sprocket’s structure form and composition of the small caterpillar hydraulic excavator,and the structure size is done in the design and the performance parameters of caterpillar walk device is calculated,and the assembly drawings ,the main assembly parts graph of the crawler,supporting wheel ,drag sprocket are given.Keyword:excavator crawler supporting wheel drag sprocket第一章引言本次设计的内容是小型履带式液压挖掘机底盘履带、支重轮、拖链轮的设计。
某型50 t级挖掘机下车架优化设计
２０１８．１１ １工 和 辅 【４１
设 计 －计 算
Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｃａｔｃｕｔａｔｉｏｎ
图 ７ ｘ架 上 ｘ 板 与 回 转 支 承座 连 接 处 开 裂
４ ５ ６
７
１．下 ｘ板 ２．上 Ｘ板 ３．回 转 支 承 座 ４．前 筋 板 板 ６．下 圈 ７．后 筋 板
图 ２ 下 车 架开 裂 故 障
２ 有限元分析及应力应变贴片试验
２。１ 下车 架有 限元 分 析 将 ｉ＇－／（ 所有 零 部件 进 行三 维 建模 ．肝绀 建 部 件模
。 部什 模， 各连 接 处 为尼 问隙 ，』＿］＿为 种 材 料连 接 ， 将 焊 缝 ㈦等 ｊ 材 的机械 性 能 ；采 胴 壳 ．元 格 对模 ， 进 行 格 划分 ｌ＿Ｉ，如图 ８所 ，Ｊ 。
关键 词 ：挖掘 机 ；下车架 ；疲劳强度 ；形 变 ；位移 ；可靠性
矿山工况比较恶劣，对挖掘机的要求越来越高 。某型 ５０ ｔ级挖掘机进入矿山作业后 ，故障频出 ，主要 为结构件 失效 ，下车架开裂 ，无故障工作时问明显降低 ，导致矿 山 开采成本大大增加 。针对这种情况 ，为提高挖掘机的抗疲 劳强度 ，从结构组成 、应力分析及模型优化等方面逐步展 开 某型 ５０ ｔ级挖 掘 机下 车架 优 化设 计 。
图 ５ Ｘ 架结 构 示 意 图
５．侧 筋
＾●扣 瑚 Ｉ￥（ＥＰＩＤ＇ｌｌ图 ８ 网格 划 分
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图 ６ Ｘ 架 回转 支 承座 开 裂 挖 掘机 的相 应 位置 进行 贴 片试验 。按 照 国家 标准 ＧＢ／Ｔ １３９９２－ １９９２￣电阻 应 变 计》和 ＧＢ／Ｔ ３３９４１．１— ２０１７《土 方 机 械 结 构 件 应 力测 试方 法 第 １部 分 ：通 则 》测 量 ；沿 右侧履带架布置 １８个测点 ，包括 ７个应变花（ｘ ，Ｘ ，Ｘ７， Ｘ【ｊ，ｘ ｘ Ｘ，；），１１个 应 变 片 ，共 ３２个 通道 ；贴 片 位 置 如 图 １ １所 示 。下 车架 优化 前 重点 位置 贴 片试 验数 据 如表 Ｉ 所 示
挖掘机左右履带架通用焊接工装的设计
可 。其 中 ，马 达 座 的 紧 固通 过 紧 固 轴 实 现 ，沿 ｊ ， 向 的空间尺 寸 由方箱 上 的特 制轴 台阶控 制 ；通 过 自 身重力 和件 ５ （ 高度 调 节座 ）的共 同 作用 ，实现 马 达座 的定位 。履 带 梁 在 向通 过 自身 重 力 和 件 ６ 、 件 ７来 实现 ，且件 ６ 、件 ７的对称 结 构 可 实现 履 带 梁 的 自由度 控制 与夹 紧 。形 位公差 的对称度 要求 主 要 是控制 方箱 、２个支 承座 中心线 和 平 台 中心 线 的 吻合 度 ，以保证 履 带架在 焊接 后 的尺寸 要求 。 该工 装在使 用 时 ，先将 马达座安 放 到方箱 的定 位槽 上 ，再将履 带梁 置 于支承 座上 。调 整高度 调节 座 ，使 马 达座 达到焊 接 面与平 台面垂 直 ，这时 固定 好方箱 上 的紧 固螺 母 ，使 马达座 定位 锁紧 。履带 梁 在对心 支承 座特 制形 状 和 自身 重力 的共 同作 用 下 ，
方便 于生 产 、提 高工 作 效率 ，又 能保 证 产 品 的 工艺 尺 寸 和 外 形 。 可 以 毫 不 夸 张 地 说 ， 在 生 产
过 程 中 ，没 有 工 装 就 没 有 质 量 上 乘 、 性 能 可 靠
的产 品 。
位焊一焊接 ，其特点是各散件单独加工装夹方便 ， 使用的设备小，工序成本相对较低 ，但是对定位焊 夹 具精度 和焊 接变 形 的控 制要 求较 高 ；第 二种 方法 是 各零部 件组 对定 位焊一 焊接一 总 成件机 加工 ，特
点是需 大 型机加 工设 备 ，工序成 本较 高 ，但 形位 公 差 和尺寸公 差易 于控 制 。 我们 采 用 第 一 种 方 法 制 造 履 带 架 ，制 造 过 程 中要 严 格 控 制 组 对 工 装 的 精 度 ，并 保 证 组 对 定 位 焊 和 焊 接 过 程 中 履 带 架 的 变 形 量 符 合 技 术 要 求 的 规 定 ， 否 则 易 产 生 马 达 座 下 导 块 、 上 导 板 加 工 面 与 基 准 Ｅ 的 尺 寸 超 差 ，或 者 造 成 马 达 座 加 工 面 对 基 准 Ｅ平 行 度 和 对 基 准 Ｄ 垂 直 度 的 超 差 。其 后 果 将 直 接 导 致 挖 掘 机 行 走 过 程 中 驱 动 轮与 轨 链 节 发 生 偏 差 ， 即 驱 动 轮 啃 磨 轨 链 ， 引起 不 正 常 磨 损 ，影 响 行 走 性 能 ，降 低 驱 动 轮 和轨 链 节 的使 用 寿 命 。
毕业设计--液压挖掘机底盘设计(含图纸)
目录摘要 (IV)Abstract (V)前言 (VI)第一章绪论 ........................................... 错误！未定义书签。
1.1 液压挖掘机在现代化建设中的作用.............. 错误！未定义书签。
1.2 液压挖掘机的工作特点和基本类型 (1)1.2.1 液压挖掘机的主要优缺点 (1)1.2.2 液压挖掘机的基本类型及主要特点 ............ 错误！未定义书签。
1.3 国内外液压挖掘机研究现状及发展趋势 (4)1.3.1 研究现状 (4)1.3.2 发展趋势 .................................. 错误！未定义书签。
1.4 课题设计的目的和意义 (5)1.5 本设计所要完成的主要任务 (5)第二章总体方案设计 .................................... 错误！未定义书签。
2.1 履带式液压挖掘机的组成...................... 错误！未定义书签。
2.2 设计依据 (7)2.2.1 履带式行走装置的主要特点 (7)2.2.2 设计参数 .................................. 错误！未定义书签。
2.3 总体设计原则................................ 错误！未定义书签。
2.4 动力装置的比较与选型 (8)2.5 工作装置的比较与选择 (9)2.5.1 反铲工作装置 .............................. 错误！未定义书签。
2.5.2 正铲工作装置 .............................. 错误！未定义书签。
2.6 回转机构的选择.............................. 错误！未定义书签。
2.7 传动方式的比较与选择........................ 错误！未定义书签。
挖掘机动臂焊接工装的设计
此处 采用 了 阶梯 压板 ，即 压板 的 中间部 分 高 出 ｌｍｍ， ２
以保 证压 板同时压紧前侧 板与上 板面 、底板 面 ，同时在
压板的上下两边增加 了导 向杆 ，以防止压板旋转不正。 （ ）铰 支 ２定位夹紧部分的设计 图 ５为铰 支 ２的 ３
的螺母。
图 ４ 动臂工 装
度在加工时要保 证好尺寸 。同时在定位轴 的一 端安装有
锁 紧螺母 ，保证 铰支 ２定 位 后被 锁 紧 ，等焊 接 完成 后 ， 松开螺母 ，抽出红色心轴 ，拿 出心轴上的隔套。
定
图 ３ 铰支 ｌ 专用工装设计
（ ）动臂杆身工装设计 图 ４为 动臂焊接工 特将 支架设 计在 前后两 个 侧夹 紧上 ，此时通过隔套 和定位 轴 以限制 工件 的 ５个 自 由度 ，铰 支 ２绕着轴心线 的旋转 自由度 由铰 支 ２的底 面 和上板 面的配 合来 限制 ，铰支 ２沿轴 线方 向的位 置，由 图 ５中红色 的销轴 上的三个 隔套来控制 ，因此 隔套 的长
图 ，动 臂 以 已经 焊 接 好 的后 侧 板 、上 板 面 和 下 板 面 在 ４
图 ５ 铰支 ２ 工装设计
铰支 ４的定位夹紧原理 与铰 支 ｌ的相 似 ，铰支 ３的
个侧支承和 ４个支座 的支承下定 位 ，以 ４个 侧夹 紧压 紧 前侧板进行夹紧。一般情 况下 ，工件 的定位 最多 是 ３个 支承 。此处 由于工件的外形 尺寸偏 大 ，几米 长的板 料在 下料或折弯成 形过程 中或 多或 少都 存在 一些 加 工误差 ，
因此不可能每个成 形料 尺寸完全 一致。为 了保证定 位可
定位夹 紧原理与铰支 ２的相似。 ３ ．结语
实践证 明，该夹具使用 起来 不算很方 便 ，但是 如果 采用 自动定位夹 紧的方式 ，则由于板 料的下 料误差及 成 形误差 ，常常导致夹不 紧 ，定位不 可靠。 因此 这套手 动
某小型液压挖掘机装配工厂设计
房的规划和建 设。新 建车间采用单班工作制度 ， 全年工作 日
【 者 简 介】 娟 （９２ ， ， 作 卢 １８￣）女 重庆永川人 ， 工程师 ， 从事装配工 艺
设计工作 ，电子信箱 ）１３ ４ ＠ｑ ． ｍ （ ９ ５９ ７ ｑ ｏ 。 ｃ
艺方案及上下车架装配 线的形式 ，进行了新方案和传统方案 的优缺点对比， 详见表 １ 。
车 、 空中转运 系统等 ， 了物料配送 的无人化、 自 大件 实现 高 动化。
【 ｂ ｔ ｃ ］ ｓ ｌ ｙ ｒ ｌ ｃｖ ｔｒｓｅ ｂｙ ｌ ｔｎ ｉｅｒ ｇ ｅｉ ， ｅ ａｅ ｔ ｄ ｃｓｈ Ｇ ａｓｍ ｌ ｅ ｎｈ Ａ ｓｒ ｔ ｎ ｌ ｄａ ｉｅ ａａ ｓｍ ｌ ａ ｇ ｅ ｎ ｓ ｎｔ ｐｒｎｒ ｕｅ ｅ Ｖ ｅ ｂｙｉ ｅ ａ Ｉ ａ ｍａ ｕ ｃ ｘ ｈ ｏａ ｐ ｎｅ ｎ ｉ ｄ ｇ ｈ ｐ ｉ ｏ ｔＲ ｓ ｌ ｏｔ ｎ
大中型液压挖掘机装配车间工艺平面设计
３ 设 置 装 配线 的必 要 性
１ 年生 产纲领 较 大 ， ） 生产节 拍较 快 ， 固定 工位 式 装配 无法满足 生产 节拍要求 。
２ 采 用 自动 化 式 流 水 生产 线 ， ） 生产 车 间 布局 整
齐 ， 料走 向通 畅 ， 物 区域 划 分 明确 ， 于车 间 的物 料 便 配 送及信 息化管 理 。
社会 采购 或指 定厂 商供 给 。挖掘 机主 机制 造 企业 生 产 主要 包 括上 车 架 （ 台） 下 车架 （ 走架 ） 动 臂 、 转 、 行 、
提 高装 配工 作效 率和 装配 质量 ， 少产 品废 品率 ， 减 降
低 工人 劳动强度 。
斗杆 、 铲斗等 自制件 下料 、 焊接 、 加工 及 主机装 配 、 机 试验 、 装等 工序 内容 。现就机械工业第一设计研究院 涂 设计的某大、 中型液压挖掘机 主机 装 配车 问为 例 ， 绍 介 挖 掘机产 品装配工 艺平面 布置及 设备选 用 。
能的翻 转机上 。预装 完 成后 车架 翻转 成正 面 ， 吊往 下
５车 间工艺布置
５ １工艺 布局 ．
车 装配 输送 线进 行后 续工序 安装 。 ２ 履 带 板 在 线 下 单 独 区域 安 装 ， 下 车 装 配 的 ） 是 最 后 工序 ，安装 采用 行 车 辅助 或配 置 专 用履 带 板牵
装 配工序 多 ， 设三 条 自动 流水装 配生产 线 。 ２ 生产 组织 ： 鉴 国 内、 同行 业挖 掘机 装配作 ） 借 外 业 工艺 布置 原则 ，最 大 限度做 到装 配线 和工位 生产
节拍平 衡 。 ３ 设备 选 择 ： ） 以适用 、 靠 、 进 、 可 先 经济 为 原则 ，
挖掘机工作装置的设计
三、履带式液压挖掘机工作装置设计图3.1工作装置总体结构图工作装置的设计要满足任务书的要求以及结构上的合理，根据要求确定其结构方案，进而确定其各部件的尺寸以及铰点位置，最后还应对其作业尺寸和工作臂的强度以及挖掘力的大小进行校核，确保其满足要求。
一、确定工作装置的几何尺寸工作装置是液压挖掘机的重要组成部分之一，一般包括：动臂、斗杆、铲斗、连杆以及油缸等。
要使各参数合理协调，同时，要确保工作装置的作业尺寸能满足任务书的要求。
1 .斗形参数的选择选择斗形参数时，一般考虑以下两个因素：(1)、转斗挖掘时尽量使挖掘阻力小些；(2)、转斗挖掘时尽量降低其挖掘能容量。
铲斗的四个主要参数为斗容量q,平均斗宽B,转斗挖掘半径R和转斗挖据装满转角2。
R B及2与q之间有以下几何关系：q =1R2B(2 -sin 2 )k s当q —定时最大挖掘阻力W1max及转斗挖掘能容量E随着R的增大而下降。
但B 和R 大到一定程度，综合反映到2 <90。
后，W1max和E下降渐缓，且B的增大，使附加载荷引起的对工作装置的扭矩和水平转矩随之增大全面考虑。
可取 2 =90°~100 °，若2>100°则W1max太大；若2 <90°则B或R太大。
在q三0.25m3时R和B对W1max的影响差不多。
从能量的观点看，不论q如何，B 对E的影响远远大于R，设计时应兼顾W J max和E两方面，希望两者都小些，因此R和B两值不宜相差悬殊。
综合考虑，选取：2=98°，B=1.25, k s=1.25依据公式1 2 q R B（2 -sin2 ）k s计算确定R=1.33m2 •动臂及油缸铰点的布置15取值对挖掘机性能有影响。
15取值过大将使油缸力臂值增大，回转支承受力变：11及大，闭锁力上升，动臂摆角减小，作业范围减小，且使动臂座尺寸变大，给制造和安装带来不便；11的值取的过大，使特性系数k s值增大，提升能力下降。
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挖掘机底架装配工装设计说明书
设计摘要：
本次设计为CN220E挖掘机底架本体辊轮装配工装设计；采用门式升降+桥式翻转结构实现工件的升降、翻转工况，减轻工人劳动强度，改善工人操作条件。
门式升降机包括顶部横梁、两矩形刚性支腿、升降小车，绞车及滑轮组以实现升降功能。
为保证翻转梁与工件上升下降过程中不至于越位出现故障，立柱上安装限位行程开关。
两门式起重机与翻转梁连接形成桥式结构通过电机减速机直联以实现工件的翻转。
设计参数
工件重量：G=2575kg(未含辊轮重量)
旋转重量：Gx=4992kg
起重重量：Gq=5964kg
单根钢丝绳承受重量：1511kg
钢丝绳型号：Ø17.5mm6×37+FC GB8918
旋转梁转速：3r/min
起升速度：7-8m/min
门式起重机立柱总高:3.5m
桥式结构跨度：5.2m
旋转梁有效长度：5m
定滑轮个数：4个
定滑轮直径：250mm
动滑轮个数：2个
动滑轮直径：250mm
升降小车行程：1350mm
工作级别A6
绞车电机功率：P j= 2.75kw(2台)
旋转梁配用H型减速机电机功率：P d=7.5kw(1台)。