液压挖掘机回转机构_毕业设计论文
挖机液压系统设计(毕业论文)
1.1
液压挖掘机是一种多功能机械，目前被广泛应用于水利工程，交通运输，电力工程和矿山采掘等机械施工中，它在减轻繁重的体力劳动，保证工程质量。加快建设速度以及提高劳动生产率方面起着十分重要的作用。根据建筑施工部门统计，几十个工人一天的工作量。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。由于液压挖掘机具有多品种，多功能，高质量及高效率等特点，因此受到了广大施工作业单位的青睐。液压挖掘机的生产制造业也日益蓬勃发展。
(3)重视采用新技术、新工艺、新结构，加快标准化、系列化、通用化发展速度。例如，德国阿特拉斯公司生产的挖掘机装有新型的发动机转速调节装置，使挖掘机按最适合其作业要求的速度来工作；美国林肯贝尔特公司新C系列LS-5800型液压挖掘机安装了全自动控制液压系统，可自动调节流量，避免了驱动功率的浪费。还安装了CAPS（计算机辅助功率系统），提高挖掘机的作业功率，更好地发挥液压系统的功能；日本住友公司生产的FJ系列五种新型号挖掘机配有与液压回路连接的计算机辅助功率控制系统，利用精控模式选择系统，减少燃油、发动机功率和液压功率的消耗，并处长了零部件的使用寿命；德国奥加凯(O&K)公司生产的挖掘机的油泵调节系统具有合流特性，使油泵具有最大的工作效率；日本神钢公司在新型的904、905、907、909型液压挖掘机上采用智能型控制系统，即使无经验的驾驶员也能进行复杂的作业操作；德国利勃海尔公司开发了ECO（电子控制作业）的操纵装置，可根据作业要求调节挖掘机的作业性能，取得了高效率、低油耗的效果；美国卡特匹勒公司在新型B系统挖掘机上采用最新的3114T型柴油机以及扭矩载荷传感压力系统、功率方式选择器等，进一步提高了挖掘机的作业效率和稳定性。韩国大宇公司在DH280型挖掘机上采用了EPOS——电子功率优化系统，根据发动机负荷的变化，自动调节液压泵所吸收的功率，使发动机转速始终保持在额定转速附近，即发动机始终以全功率运转，这样既充分利用了发动机的功率、提高挖掘机的作业效率，又防止了发动机因过载而熄火。
机械设计制造及其自动化专业毕业设计论文-回转工作台液压系统设计
大学毕业设计题目回转工作台液压系统设计专业班级学生学号指导教师二〇一四年五月五日1 前言1.1选题的背景与意义随着科学技术的进步与发展，数控机床和加工中心的应用已日趋普及，数控机床正朝着高速、高精度多轴联动数控机床的方向发展,国际上把多轴联动数控技术作为一个国家生产设备自动化水平的标志。
其中高精度数控联动回转工作台是多轴联动数控机床关键部件之一。
因此高精度多轴数控回转工作台结构技术的研究是各国研究竞争的重点回转工作台是数控铣床、复合磨床、数控滚齿机、数控镗床、立式（卧式）加工中心等数控机床的必备部件之一，它可以作为半自动精密铣床、镗床或其它机床的主要附件。
与伺服电机或单坐标数控系统配套，可完成一个或两个回转坐标的任意角度或连续分度工作。
与机床系统的多轴联动可完成各种复杂零件的曲线加工。
回转工作台的使用降低了工人的劳动强度，提高了生产效率，从而大大提高企业的经济效益。
因此回转工作台得到了广泛且普遍的使用。
同时回转工作台的研究也是企业竞争核心。
液压系统具有功率大、体积小、重量轻、响应快、精度高及抗负载刚性大等优点，使得它被广泛地应用于组合机床及其自动线中，以实现工作台（液压滑台，回转工作台）的进给、回转及工件的定位、夹紧、运输（上升、下降、翻转、输送）等动作。
所以液压回转工作台广泛应用于各种机床和工程机械中，例如数控机床、专用机床、组合机床、挖掘机等。
液压系统在各类设备和系统中往往处于控制和动力传输的重要核心地位。
本文主要阐述了回转工作台的液压系统泵站的设计过程。
[1]1.2液压技术的特点液压系统是将液压油的压力能转化为机械能来做功，其传动有如下特点：1.优点：（1）液压传动有很大的调速范围，并且可以实现无级变速。
（2）液压传动装置的体积相对而言较小，而且惯性小，能够传递较大的力或转矩。
（3）液压传动工作相对平稳，反应速度快，冲击力量小，能够快速启动，快速停止，和快速换向。
（4）液压系统的控制调节简单，易于实现机电一体化。
《2024年液压挖掘机工作装置与液压系统设计的研究》范文
《液压挖掘机工作装置与液压系统设计的研究》篇一一、引言随着工程机械技术的不断进步，液压挖掘机已经成为现代工程施工中不可或缺的重要设备。
液压挖掘机以其高效率、大功率及灵活的操作方式，在建筑、采矿、道路建设等工程领域中得到了广泛应用。
液压挖掘机的工作性能及工作效率在很大程度上取决于其工作装置与液压系统的设计。
因此，对液压挖掘机工作装置与液压系统设计的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。
二、液压挖掘机工作装置设计液压挖掘机的工作装置主要包括动臂、斗杆和铲斗等部分，其设计直接关系到挖掘机的作业效率和作业质量。
1. 动臂设计：动臂是液压挖掘机的主要承重部件之一，其设计需考虑强度、刚度及重量等因素。
在设计中，应采用合理的截面形状和尺寸，以保证动臂在承受较大载荷时仍能保持足够的强度和刚度。
同时，动臂的设计还需考虑其重量的减轻，以降低整机的能耗。
2. 斗杆设计：斗杆是连接动臂和铲斗的部件，其设计需考虑与动臂和铲斗的配合精度及运动灵活性。
斗杆的设计应保证在各种工况下都能与动臂和铲斗协调工作，以实现高效的挖掘作业。
3. 铲斗设计：铲斗是直接与土壤或其他物料接触的部件，其设计需考虑斗体的形状、容积及开口大小等因素。
合理的铲斗设计可以提高挖掘作业的效率和质量，减少物料遗漏和浪费。
三、液压系统设计液压系统是液压挖掘机的核心部分，其设计直接影响到挖掘机的整体性能。
1. 液压系统组成：液压系统主要由液压泵、液压缸、阀组和控制装置等部分组成。
其中，液压泵提供动力，液压缸实现工作装置的运动，阀组和控制装置则负责控制和调节液压系统的压力、流量和方向。
2. 液压系统设计要点：在液压系统设计中，需考虑系统的稳定性、可靠性和经济性。
首先，要合理选择液压泵的类型和规格，以保证系统具有足够的动力和压力。
其次，要设计合理的阀组和控制装置，以实现对系统压力、流量和方向的精确控制。
此外，还需考虑系统的散热、过滤和防泄漏等问题，以保证系统的稳定性和可靠性。
挖掘装载机回转机构性能优化设计
挖掘装载机回转机构性能优化设计【摘要】随着我国经济的发展，各种工程项目的建设更是不断发展和繁荣。
在工程的建设实践中，挖掘装载机是重要的施工机械设备，在提高工程项目施工效率、提高工程质量方面发挥着重要作用。
在挖掘装载机的各个重要机构中，反铲挖掘装置的回转机构对于整个挖掘系统的功能发挥有着重要作用，其回转时间、能量消耗、液压油路发热量等都是挖掘系统中占据重要比重的部分。
本文对挖掘装载机回转机构的性能发挥和优化设计做出了简要探讨。
【关键词】挖掘装载机；回转机构；性能优化设计随着工程建设行业的不断发展，各种先进的机械设备也不断广泛应用于生产建设实践中。
挖掘装载机在工程建设中发挥着重要作用，但是在现阶段的回转作业中，也出现了很多问题，对于机械性能发挥产生了不利影响，对机械进行优化设计，提高生产效率和功能利用率势在必行。
而WZ25-20挖掘装载机更是挖掘装载机中的典型，本文就是以WZ25-20挖掘装载机为例展开探讨的。
1 挖掘装载机以及回转机构研究概况1.1 挖掘装载机概况所谓的挖掘装载机，就是指一种机体前部装有装载装置，后部装有反铲挖掘装置的自行式机械。
在反铲挖掘时，铲斗向机械方向进行挖掘，挖掘运动方向是机械方向，主要的挖掘地点是地平面以下的挖掘。
而提升、回转、卸料时，铲斗是主要的运动装置，机体则保持在原地固定不动。
此外，还可以将其作为装载机使用，机体向前运动，装载斗进行装载或挖掘，也可以对材料进行运输和卸载。
随着我国经济的不断发展，机械化的施工技术越来越广泛应用于各种施工过程中，现代化的机械设备不断发展，尤其是挖掘装载机，更是在工程施工的挖掘、装载过程中得到了广泛应用。
水利设施建设、工业建筑和民用建筑建设、电力建设等工程的施工都离不开挖掘装载机，由此可见，挖掘装载机的适应性之强更是其他机械所不能比拟的。
虽然有时候挖掘装载机的性能不如专用的挖掘机和装载机等，但是随着技术的进步，生产商更是不断优化其操作性能，逐渐受到更多施工单位的青睐。
矿大毕业设计-液压挖掘机回转装置设计
摘要一般来说，小型挖掘机是指1～6吨级的挖掘装载机，由于其身姿小巧和具有方便的转场特性，所以在城市地区建设土方工程应用中，小型液压挖掘机扮演着重要角色。
20世纪八九十年代以来小型挖掘机得以迅速发展，在城市建设、交通，建筑等诸多施工中无一不发挥了重要作用。
小型挖掘机利用其特有的设计，经常工作在城市等狭窄的空间内，节省了劳动力、提高了工作效率，对于各种作业要求都能够游刃有余，可以说是城市施工中最具有代表性的施工机械。
现在城市建设飞速发展，大量的城市改造工程不仅要求施工时间短、而且对施工的安全性，环保性和不妨碍居民生活上都提出了要求，这些条件都促进了小型挖掘机的发展。
小型挖掘机一般由动力装置、传动装置、回转装置、行走装置和工作装置等组成。
其中回转装置和行走装置则直接影响着挖掘机的使用性和经济性，在挖掘机研究中占有重要地位。
本设计参照了现有的一些小型液压挖掘机产品，着重对挖掘机的回转装置和行走装置进行分析设计，主要完成对行走装置和回转装置装置的总体设计，进一步掌握挖掘机的设计方法和步骤，巩固和加深对所学基础理论和专业知识的掌握，了解国内外挖掘机的发展状况。
关键字：小型液压挖掘机回转装置行走机构AbstractGenerally speaking, small excavators refers to the 1 ~ 6 t excavating loader, thanks to its small body and convenient also features, making small excavators become urban areas the earthwork the ideal equipment of application. Since the s, small engineering machinery is in municipal engineering, transportation construction plays the bigger superiority and develop rapidly. Small excavators in these engineering to save human, material made great contributions, meet the operation requirement of city, in the city of narrow space in the work can maximize their production ability, and gradually become urban construction the representative construction machinery. The development of small excavators depends on the development of city construction, because the city's transformation, the construction is more, requirements of short time, construction construction machinery minor impact on the environment, safety and low pollution, turning radius, easy to transport and a small city scenery in coordination with appearance, and so on.Small excavators general by power device, transmission, and turn to device, walk device and working equipment etc. One device and walk back the device directly influence the excavator used and the economy, in the excavator occupies an important place in the study. With reference to the design of existing some small hydraulic excavator products, and focuses on the device and walk back excavator device in the analysis and design, the main finish to walk and rotation of the equipment can device overall design, to grasp the design method and steps of the excavator,strengthen and deepen our understanding of the basic theory and specialty knowledge learned of the master, understand the development situation of domestic and foreign excavator.Keywords: small excavators walk and rotation of the equipment目录第1章绪论 (6)1.1小型液压挖掘机的工作特点和基本类型 (6)1.1.1小型液压挖掘机的工作特点 (6)1.1.2小型液压挖掘机的基本类型 (8)1.2国内外研究现状和未来发展趋势 (9)1.2.1国内外研究现状 (9)1.2.2未来的发展趋势 (10)1.3 主要设计内容 (10)第2章整体设计 (12)2.1 小型液压挖掘机的组成 (12)2.2 行走机构的选择 (13)2.2.1履带式行走的特点 (13)2.2.2轮胎式行走的特点 (13)2.3 回转装置的选择 (14)第3章主要参数的计算 (15)3.1总体几何尺寸 (15)3.2 行走装置的计算 (16)3.2.1履带运行阻力计算 (16)3.2.2平均接地比压的计算计算 (19)第4章行走装置的设计 (20)4.1四轮一带的设计 (20)4.1.1履带的选型设计 (20)4.1.2驱动轮的选型设计 (24)4.1.3导向轮的设计 (26)4.1.4支重轮的设计 (28)4.1.5托轮的计算 (32)4.2张紧装置的选型设计 (34)4.2.1张紧弹簧的设计 (35)4.2.2油缸的设计 (38)4.3行走架的设计 (38)第5章回转装置 (40)5.1回转机构的设计 (41)5.1.1回转机构的参数选择 (41)5.1.2最佳转速的计算 (42)5.2回转支承的选型设计 (43)5.2.1支承型式的选择 (44)5.2.2滚动轴承的参数 (44)5.2.3回转机构的容量 (45)5.3回转小齿轮的设计 (46)第6章设计总结 (48)参考文献 (49)致谢 (50)第1章绪论1.1小型液压挖掘机的工作特点和基本类型1.1.1小型液压挖掘机的工作特点小型液压挖掘机无论是在体积还是作业效率方面都具有相当大的优势。
液压挖掘机回转传动机构-工作装置的系统动态方程
简单而不失一般性 ， 在液压挖掘机回转齿轮传动机 回转传 动机 构 和工作 装 置 ， 液 压挖 掘机 的重 要 动。 是 进行如下简化 ： 在内齿轮与行星齿轮啮 组成部分 ， 它们在液压挖掘机回转和作业过程中， 起着 构动力分析中，
非常大的作用Ⅱ 】 。其动态性能的好坏 ， 不仅直接影响整 合工作 中，忽略因回转轴承受到倾覆力时两个齿轮回 行星齿轮通过其回转轴与挖掘机转台刚 台机器的正常工作 ，而且还直接关系到操作人员和设 转轴的变化 ； 备的安全 ，因而其动态性能是整￣Ｅ －Ｘ Ｓ７ 平的重要标 性连接， １ 即忽略齿轮回转轴和挖掘机转台的弹性变形。 由于液压挖掘机工作过程 中，回转传 动机构 的 志。 深入研究回转传动机构和工作装置的动态性能 ， 对 液压挖掘机使用和整机的设计具有十分重要的意义 。 内齿轮固定在底架上 ， 假设 内齿轮为静止不动 ， 只 则 近年来 ， 人们不仅对液压挖掘机 回转传动机构动 有行星齿轮绕回转中心轴公转 。 如图 １ 所示 ，坐标系 Ｘ Ｚ为液压挖掘机 回转齿 Ｏ 力学问题进行了大量的研究ｒｌ ｚ， － 而且在液压挖掘机工 ３ 轮传动机构单元坐标系（ 向为垂直于纸面 向内） ｙ方 。 作装置动力学问题的研究 ， 也取得了许多令人欣慰的 成果 。但是 ， 液压挖掘机回转传动机构和工作装置 ， 由于动力学分析中主要考虑轮齿 的弹性变形 ，则 回 不是孤立存在的， 而是一个相互作用、 相互影响的耦合 转传动机构在 ｙ轴方 向上的纵 向位移为零 。 ｕ 为 设 ｎ 内齿轮轮齿绕 ｙ轴 的转角位移 ： 为行星齿轮绕其 系统 ，因而有必要将液压挖掘机的回转传动机构和工 作装置 ， 作为一个系统对其动力学问题进行深入研究。 自转 轴的转角位 移 ；廿 分别 为行 星齿轮 轮齿在 、 Ｏ 点出表 然而，迄今未见有综合研究液压挖掘机 回转传动机构 Ｘ Ｚ平面内的横 向位移 ，将这两个位移在 １ 示出来。于是 ， 此液压挖掘机 回转传动机构的广义坐 工作装置系统耦合动力学问题的文献。 标列阵可表示为 ｌ ／ ｌＵ ＝ｆ Ｊ ３ ＩＴ ， ４ｏ ｌ ２ 本文 以液压挖 掘机 回转传 动机构 一 工作装置系 统为研究对象 ，运用有限元法建立液压挖掘机 回转 传 动机构 一工作装置系统动态方程 ，并通过实例对 系统的动态响应进行分析。
挖掘装载机回转机构性能研究及优化设计
挖掘装载机回转机构性能研究及优化设计随着国民经济的发展，应用机械化施工技术越来越重要，促使现代工程建设机械的蓬勃发展。
挖掘工作装置的挖掘效率以及动态特性是衡量挖掘装载机好坏与能否满足用户使用需求的重要指标。
基于此，文章就挖掘装载机回转机构性能研究及优化设计进行分析。
标签：挖掘装载机；回转机构；性能研究；优化设计一、回转机构组成及工作原理（一）组成液压挖掘机回转机构主要由回转支承、回转减速器、回转制动器和回转液压系统等组成。
（二）工作原理当操纵挖掘机回转时，回转先导阀输出的压力油进入回轉换向阀1阀芯一侧，推动回转换向阀1阀芯移动，打开回转换向阀1油路。
主泵输出的压力油经回转换向阀1进入回转马达的工作油路（A、B油口），驱动回转马达5旋转。
来自回转先导阀的先导压力油同时进入延时制动阀8的SH油口，SH油口的先导压力油推动延时制动阀的换向阀9阀芯，使先导泵输出的压力油（PG油口）进入回转制动器6活塞室。
将制动活塞顶起，使制动摩擦片分离以解除制动，回转马达5方可通过回转减速器10驱动转台旋转。
二、回转机构参数优化（一）优化模型建立1.目标函数建立回转机构回转性能的好坏，由几个方面可以判断：制动时刻角加速度、最大回转角度、系统能量消耗。
根据以上三点建立回转机构的优化目标函数：化成标准形式为：2.设计变量选取液压缸的初始安装角α0、β0，液压缸铰接点与回转中心的垂直距离H，以及回转半径r，都对上面的优化目标函数有较大影响。
因此选定α0、β0、H和r 作为优化目标函数的设计变量。
3.约束条件确定（1）启动力矩的约束液压系统的启动压力为=Mpap5.17起，因此要使机构在初始安装位置，在启动压力作用下能够启动起来，约束条件用数学表达式表示为：p起L0（A1+A2）≥Mj其中：A1：液压缸有杆腔面积。
A2：液压缸无杆腔面积。
L0：安装起始位置液压缸驱动力臂，由于结构对称，左右两缸力臂相等。
Mj：回转静阻力矩。
（2）液压缸结构参数的约束由液压缸最大行程和结构尺寸的限制，液压缸伸长到最长时，液压缸铰接点到活塞杆端的距离要小于液压缸的结构尺寸加最大行程。
挖掘机回转机构毕业设计
斗容1m3挖掘机回转机构设计2015 年 6 月摘要近年来，我国的基建工程有日益增多的趋势，国家也要大力发展基建工程来拉动经济增长，而挖掘机作为土方施工必不可少的机械设备，将在我国的基础设施建设方面发挥举足轻重的作用。
挖掘机在进行作业时，其回转机构要承受轴向载荷，径向载荷，和倾覆力矩，对其刚度，强度与稳定性就有一定的要求。
所以，挖掘机的回转系统对保持挖掘机整体的稳定性方面有重要作用，对挖掘机回转系统的研究有助于国家发展各种不同类型的挖掘机。
针对斗容1m3挖掘机的回转系统，我进行了驱动方案分析，回转支承选型设计，回转速度控制及制动方案与制动器设计，回转系统各部件的受力校核及选型，还采用了有限元方法来进行优化设计。
国内的挖掘机厂商对国内市场的把握还不够大，对挖掘机回转系统的不断优化对国内厂商制造更大更多类型的挖掘机有重要的意义。
关键词：机械设备；挖掘机；回转机构设计；有限元第一章绪论1.1 液压挖掘机及其回转机构介绍液压挖掘机是一种多功能周期作业的土方机械,广泛应用于交通运输，水利工程，矿山采掘和电力工程等机械施工中。
它的工作过程先是以铲斗的切割刃切削土壤，装满后再提升、回转至卸土位置，把土卸空后铲斗再回原来位置开始下一次作业，如此循环。
所以挖掘机对于对于减轻工人繁重的体力劳动，加快施工进度，提高施工机械化水平，促进各项建设事业的发展，都起着很大的作用。
一台斗容1m3挖掘机每班的生产率基本上等于300-400个工人一天的工作量。
所以很有必要大力发展液压挖掘机，提高其工作性能，让其更好地提高生产率，为国民建设与国民经济服务。
挖掘机的回转系统由回转支承、回转机构、转台和液压回转系统等组成。
回转支承的内外座圈间设有滚动体，其底座跟带齿的内座之间用螺栓连接，外座圈跟转台用螺栓连接。
挖掘机工作装置上的各种载荷与力矩经过回转支承传给底架。
回转机构的小齿轮既能绕自身自转又能绕转台中心公转，带动转台绕底架回转，相当于行星机构。
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液压挖掘机回转机构1绪论1.1课题背景及目的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，一般工程施工中约有60%的土方量、露天矿山中80%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。
而工作装置和回转机构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一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。
而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一个学步的孩子，进行本课题的设计是为对挖掘机的工作装置设计有一些大体的认识，巩固所学的知识和提高设计能力。
1.2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，引进了国外的一些先进的生产率较高的挖掘机型号[1]。
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，实现机电一体化;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:（1）向大型化发展的同时向微型化发展。
（2）更为普遍地采用节能技术。
（3）不断提高可靠性和使用寿命。
（4）工作装置结构不断改进，工作范围不断扩大。
（5）由内燃机驱动向电力驱动发展。
（6）液压系统不断改进，液压元件不断更新。
（7）应用微电子、气、液等机电一体化综合技术。
（8）增大铲斗容量，加大功率，提高生产效率。
（9）人机工程学在设计中的充分利用。
1.3 论文构成及研究内容本论文主要对液压回转机构设计和由动臂、斗杆、铲斗组成挖掘机工作装置进行计算，运动分析。
具体内容包括以下五部分:(1) 液压挖掘机工作装置的总体设计。
(2) 液压挖掘机挖掘机的工作装置的机构运动学分析。
(3) 液压挖掘机工作装置各部分的基本尺寸的计算。
(4) 回转机构的设计(5) 液压系统原理的设计。
2工作装置总体设计2.1 工作装置构成1-斗杆油缸；2- 动臂； 3-油管； 4-动臂油缸； 5-铲斗； 6-斗齿； 7-侧板；8-连杆； 9-曲柄： 10-铲斗油缸； 11-斗杆.图2-1 工作装置组成图图2-1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5、连杆9、斗杆11、动臂2、相应的三组液压缸1, 4,10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。
上述过程仅为一般的理想过程。
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[3]。
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2-2所示。
进一步简化得图如2-3所示。
图2-2 工作装置结构简图1-铲斗；2-连杆；3-斗杆；4-动臂；5-铲斗油缸；6-斗杆油缸图2-3 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一组平面连杆机构，自由度是3，即工作装置的几何位置由动臂油缸长度L1、斗杆油缸长度L2、铲斗油缸长度L3决定，当L1、L2、L3为某一确定的值时，工作装置的位置也就能够确定。
2.2 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。
2.3 动臂油缸与铲斗油缸的布置动臂油缸装在动臂的前下方，动臂的下支承点（即动臂与转台的铰点）设在转台回转中心之前并稍高于转台平面，这样的布置有利于反铲的挖掘深度。
油缸活塞杆端部与动臂的铰点设在动臂箱体的中间，这样虽然削弱了动臂的结构强度，但不影响动臂的下降幅度。
并且布置中，动臂油缸在动臂的两侧各装一只，这样的双动臂在结构上起到加强筋的作用，以弥补前面的不足。
具体结构如图2-4所示。
1-动臂； 2=动臂油缸 图2-4 动臂油缸铰接示意图2.4 铲斗与铲斗油缸的连接方式本方案中采用六连杆的布置方式，相比四连杆布置方式而言在相同的铲斗油缸行程下能得到较大的铲斗转角，改善了机构的传动特性。
该布置中1杆与2杆的铰接位置虽然使铲斗的转角减少但保证能得到足够大的铲斗平均挖掘力。
如图2-5所示。
1-斗杆； 2-连杆机构； 3-铲斗 图2-5 铲斗连接布置示意图1 232 32.5 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[1]：（1）有利于物料的自由流动。
铲斗内壁不宜设置横向凸缘、棱角等。
斗底的纵向剖面形状要适合于各种物料的运动规律。
（2）要使物料易于卸尽。
（3）为使装进铲斗的物料不易于卸出，铲斗的宽度与物料的粒径之比应大于4，大于50时，颗粒尺寸不考虑，视物料为均质。
综上考虑，选用中型挖掘机常用的铲斗结构，基本结构如图2-6所示。
图2-6 铲斗斗齿的安装连接采用橡胶卡销式，结构示意图如2-7所示。
1-卡销；2 –橡胶卡销；3 –齿座； 4–斗齿图2-7 卡销式斗齿结构示意图2.6 原始几何参数的确定（1）动臂与斗杆的长度比K1由于所设计的挖机适用性较强，一般不替换工作装置，故取中间比例方案，K1取在1.5～2.0之间，初步选取K1=1.8，即l1/l2=1.8。
（2）铲斗斗容与主参数的选择斗容在任务书中已经给出：q =2m3按经验公式和比拟法初选：斗宽b=1.8m3 工作装置运动学分析3.1 动臂运动分析:min 1L 动臂油缸的最短长度；:max 1L 动臂油缸的伸出的最大长度；A ：动臂油缸的下铰点；B ：动臂油缸的上铰点；C ：动臂的下铰点.图3-1 动臂摆角范围计算简图φ1是L1的函数。
动臂上任意一点在任一时刻也都是L 1的函数。
如图3-1所示，图中:min 1L 动臂油缸的最短长度；:max 1L 动臂油缸的伸出的最大长度；:min 1θ动臂油缸两铰点分别与动臂下铰点连线夹角的最小值；:max 1θ动臂油缸两铰点分别与动臂下铰点连线夹角的最大值；A ：动臂油缸的下铰点；B ：动臂油缸的上铰点；C ：动臂的下铰点。
则有：在三角形ABC 中：L 12 = l 72+l 52-2l 7l 5 COSθ1θ1 = COS -1[（l 72+l 52- L 12）/2×l 7×l 5] (3-1) 在三角形BCF 中：L 222 = l 72+l 12-2×COSα20×l 7×l 1α20 = COS-1[（l72+ l12- L222）/2×l7×l1] (3-2) 由图3-3所示的几何关系，可得到α21的表达式：α21=α20+α11-θ1 (3-3) 当F点在水平线CU之下时α21为负，否则为正。
F点的坐标为X F = l30+l1×cosα21Y F=l30+l1×Sinα21(3-4) C点的坐标为X C = X A+l5×COSα11 = l30Y C=Y A+l5×Sinα11 (3-5) 动臂油缸的力臂e1e1=l5×Sin∠CAB (3-6) 显然动臂油缸的最大作用力臂e1max= l5，又令ρ = l1min/ l5,δ = l7/ l5。
这时L1 = Sqr（l72-l52）= l5 × Sqr（δ2-1）θ1=cos-11/δ (3-7) 3.2 斗杆的运动分析如下图3-2所示，D点为斗杆油缸与动臂的铰点点，F点为动臂与斗杆的铰点，E点为斗杆油缸与斗杆的铰点。
斗杆的位置参数是l2，这里只讨论斗杆相对于动臂的运动，即只考虑L2的影响。
D-斗杆油缸与动臂的铰点点；F-动臂与斗杆的铰点；E-斗杆油缸与斗杆的铰点；θ斗杆摆角.图3-2 斗杆机构摆角计算简图在三角形DEF中L22 = l82+ l92-2×COSθ2×l8×l9θ2 = COS-1[（L22- l82-l92）/2×l8×l9] (3-8)由上图的几何关系知φ2max=θ2 max-θ2min (3-9)则斗杆的作用力臂e2=l9∠DEF (3-10)显然斗杆的最大作用力臂e2max = l9，此时θ2 = COS-1（l9/l8），L2 =sqr（l82-l92）3. 3 铲斗的运动分析铲斗相对于XOY坐标系的运动是L1、L2、L3的函数，现讨论铲斗相对于斗杆的运动，如图3-5所示，G点为铲斗油缸与斗杆的铰点，F点为斗杆与动臂的铰点Q点为铲斗与斗杆的铰点，v点为铲斗的斗齿尖点，K点为连杆与铲斗的饺点，N点为曲柄与斗杆的铰点，M点为铲斗油缸与曲柄的铰点，H点为曲柄与连杆的铰点[1]。
（1）铲斗连杆机构传动比i利用图3-3，可以知道求得以下的参数：在三角形HGN中α22 = ∠HNG = COS-1[（l152+l142-L32）/2×l15×l14]α30 = ∠HGN = COS-1[（L32+ l152- l142）/2×L3×l14]α32=∠HNG = π - ∠MNG - ∠MGN =π -α22-α30 (3-11)在三角形HNQ中L272 = l132 + l212 + 2×COSα23×l13×l21∠NHQ = COS-1[（l212+l142- L272）/2×l21×l14] (3-12) 在三角形QHK中α27 = ∠QHK= COS-1[（l292+l272-L242）/2×l29×l27] (3-13) 在四边形KHQN中∠NHK=∠NHQ+∠QHK (3-14) 铲斗油缸对N点的作用力臂r1r1=l13×Sinα32 (3-15)连杆HK对N点的作用力臂r2r2=l13×Sin∠NHK(3-16)而由r3 = l24，r4 = l3有[3]连杆机构的总传动比i = （r1×r3）/（r2×r4） (3-17)显然3-17式中可知，i是铲斗油缸长度L2的函数，用L2min代入可得初传动比i0，L2max代入可得终传动比i z。