最新反铲液压挖掘机工作机构设计

反铲液压挖掘机工作

机构设计

本科毕业设计(论文) 题目：反铲液压挖掘机工作机构设计

教学单位：机电工程系

专业：机械设计制造及其自动化

学号： 0912010339

姓名：刘寄吧

指导教师：

2012年 6月

摘要

液压挖掘机是一种重要的工程机械，它的广泛应用对于减轻劳动量，保证工程质量，加快工程进度，提高劳动生产率起了巨大的作用。反铲工作装置由动臂，斗杆，动臂液压缸，斗杆液压缸和铲斗液压缸组成。

本文根据液压挖掘机反铲装置的结构特点和工作原理，对其各主要机构进行了运动学分析。并在此基础上，根据任务书的设计要求，结合各机构的工作特点和设计要求，在对各机构分析计算的同时，结合构件已知尺寸参数，算出各机构中构件的其它参数，为各构件的结构设计提供数据支撑。

挖掘力是衡量挖掘机挖掘能力的重要参数，挖掘力是由各液压缸中的油液压力提供的，是主动力。最大挖掘力的实现受诸多因素的制约，它是工作装置各铰点受力分析的基础。挖掘阻力不仅与铲斗的尺寸形状有关，还与挖掘对象有关，是两者的综合反映。

关键字：液压挖掘机反铲装置运动分析参数设计力学分析

Abstract

Hydraulic excavator is an important engineering machinery.Its wide application played a tremendous role to reducing the volume of labor and to ensuring project quality and to accelerating progress and to increasing productivity.Backhoe working devices is made up of a moving arm and a fighting pole and shovel and a hydraulic tank of moving arm and a hydraulic tank of fighting pole and a hydraulic tank of shovel.

Based on the hydraulic excavator backhoe device characteristics and the structure of principle,to all the major institutions of the kinematic analysis.On this basis,in accordance with the design specification design requirements,with the bodies of the characteristics and design requirements,in terms of the various agencies at the same time,combining elements of known size parameters,calculated in the component agencies of other parameters,for various components,The shape of design data support.

Mining is a measure of the ability of excavators digging the important parameters.Mining is done by the hydraulic cylinder of the pressure on the oil,is initiative, the largest excavation of the realization by many factors, it is also working device to hinge point Analysis of the foundation.Mining resistance not only reflect the size of bucket shape,but also with the excavation of the object,is a comprehensive reflection of the two.

Keywords：hydraulic excavator;backhoe device;motion analysis;parameters design; mechanical analysis

目录

摘要 ................................................................................................................................................. I 第1章前言.. (1)

1.1 课题背景及研究意义 (1)

1.2 国内外研究状况 (1)

1.3 论文构成及研究内容 (2)

第2章挖掘机工作装置的总体设计 (3)

2.1 工作装置构成 (3)

2.2 动臂及斗杆的结构形式 (4)

2.3 动臂油缸与铲斗油缸的布置 (4)

2.4 铲斗与铲斗油缸的连接方式 (5)

2.5 铲斗的结构选择 (5)

2.6 原始几何参数的确定 (6)

第3章挖掘机的工作装置详细的机构运动学分析 (9)

3.1 动臂运动分析 (9)

3.2 斗杆的运动分析 (10)

3.3 铲斗的运动分析 (11)

3.3.1 铲斗的传动比 (11)

3.3.2 最大卸载高度 (13)

3.3.3 最大挖掘半径 (14)

第4章工作装置各部分的基本尺寸计算和验证 (15)

4.1 铲斗各参数的确定 (15)

4.1.1 铲斗结构形状的设计及基本要求 (15)

4.1.2 铲斗主要参数的确定 (15)

4.2 动臂机构参数的确定 (16)

4.3 斗杆机构基本参数的选择 (18)

4.4 铲斗机构基本参数的选择 (19)

4.4.1 转角范围 (19)

4.4.2 铲斗机构其它基本参数的计算 (19)

第5章工作装置结构设计 (21)

5.1 斗杆的结构设计 (21)

5.1.1 斗杆的受力分析 (21)

5.1.2 结构尺寸的计算 (26)

5.2 铲斗的设计 (27)

5.2.1 铲斗斗形尺寸的设计 (27)

5.2.2 铲斗斗齿的结构计算 (27)

5.3 销轴与衬套的设计 (28)

5.3.1 销轴的设计 (28)

5.3.2 衬套的设计 (28)

结论 (29)

致谢 (30)

参考文献 (31)

附录：零件截图 (32)

第1章前言

1.1 课题背景及研究意义

20世纪40年代在拖拉机上配装的悬挂的悬挂式反铲液压挖掘机，20世纪50年代初期和中期相继出现了拖式全回转液压机和履带式液压挖掘机。初期的液压挖掘机采用飞机和机床专用的液压技术，缺少适用于挖掘机各种工况的液压元件，制造质量不够稳定，配套也不齐全。从20世纪60年代起，液压挖掘机进入推广和蓬勃发展阶段。

反铲式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。我国挖掘机械行业近年来虽有很大的发展，但从产品的种类、数量和技术性能及制造质量上都还不能满足现代化建设发展的要求，迅速地提高挖掘机械的设计、研究和生产的技术水平是当前挖掘机械行业所面临的迫切而艰巨的任务。本设计有助于提高挖掘机工作装置的可靠性，对结构进行优化、减轻工作装置重量、提高工作效率、减少能耗，从而提高挖掘机生产企业的设计水平和自主开发能力。

1.2 国内外研究状况

1.国内研究情况

我国的挖掘机生产起步较晚，从1954年抚顺挖掘机厂生产的第一台斗容量为13

m的机械式单斗挖掘机至今，大体上经历了测绘仿制、自主研制开发和发展提高等三个阶段。

新中国成立初期，以测绘仿制前苏联20世纪30～40年代的W501、W502、

W1001、W1002等型机械式单斗挖掘机为主，开始了我国的挖掘机生产历史。到20世纪80年代，我国挖掘机生产厂已有30多家，生产机型达40余种。但总的来说，我国挖掘机生产的批量小、分散，生产工艺及产品质量与国际先进睡睡水平相比，有很大差距。

2.国外研究情况

工业发达国家的挖掘机生产较早，法国、德国、美国、俄罗斯、日本等是斗容量3.5～403m单斗液压挖掘机的主要生产国，从20世纪80年代开始生产特大型挖掘机。是世界上目前最大的挖掘机。