反铲挖掘机工作装置设计

机械设计说明书

设计题目：反铲单斗液压挖掘机工作装置设计

姓名：舒康

学号：

指导老师：冯鉴

09工程机械2班

目录

一．机械原理设计任务书错误!未定义书签。

§ 设计题目简介错误!未定义书签。

§ 设计任务错误!未定义书签。

二．单斗液压挖掘机结构简图错误!未定义书签。

三．设计中小型液压挖掘机结构参数一览表(参照下图) 错误!未定义书签。

§ 单斗液压挖掘机结构几何参数详表错误!未定义书签。

§ 斗容量为m3 的小型单斗液压挖掘机结构详细参数错误!未定义书签。

四．确定下列所给满足要求的结构参数错误!未定义书签。

§ 确定长度与角度结构参数错误!未定义书签。

§ 斗形参数的选择错误!未定义书签。

§ 最大挖掘深度、停机面最大挖掘半径、最大卸载高度、最大挖掘高度的计算错误!未定义书签。

§ 最大挖掘深度错误!未定义书签。

§ 最大挖掘半径错误!未定义书签。

§ 最大卸载高度错误!未定义书签。

五．动臂液压缸、斗杆液压缸、铲斗液压缸运动参数确定错误!未定义书签。

§ 动臂液压缸错误!未定义书签。

§ 斗杆液压缸错误!未定义书签。

§ 铲斗液压缸错误!未定义书签。

六．机构自由度分析错误!未定义书签。

七．仿真错误!未定义书签。

八．机构搭建图错误!未定义书签。

九．参考文献：错误!未定义书签。

十．心得和体会错误!未定义书签。

完成日期：年月日指导教师

一．机械原理设计任务书

学生姓名舒康班级09工机2班学号

设计题目：反铲液压挖掘机工作装置设计

设计题目简介

反铲式是我们见过最常见的，向后向下，强制切土。可以用于停机作业面

以下的挖掘，基本作业方式有：沟端挖掘、沟侧挖掘、直线挖掘、曲线挖

掘、保持一定角度挖掘、超深沟挖掘和沟坡挖掘等。反铲装置是液压挖掘

机重要的工作装置，是一种适用于成批或中小批量生产的、可以改变动作

程序的自动搬运和操作设备，它可用于操作环境恶劣，劳动强度大和操作

单调频繁的生产场合。

设计数据与要求

题号铲斗容量挖掘深度挖掘高度挖掘半径卸载高度铲斗挖掘力

B m3m m m

设计任务

1、绘制挖掘机工作机构的运动简图，确定机构的自由度，对其驱动油缸在几种工况下的运动绘制运动线图；

2、根据所提供的工作参数，对挖掘机工作机构进行尺度综合，确定工作机构各个杆件的长度；

3、用软件SOLIDWORKS对执行机构进行运动仿真，并画出输出机构的位移、速度、和加速度线图。

4、编写设计计算说明书，其中应包括设计思路、计算及运动模型建立过程以及效果分析等。

5、在机械基础实验室应用机构综合实验装置验证设计方案的可行性。

二．单斗液压挖掘机结构简图

三．设计中小型液压挖掘机结构参数一览表(参照下图)

单斗液压挖掘机结构几何参数详表

斗容量为 m 3

的小型单斗液压挖掘机结构详细参数

1．动臂液压缸mm L 1109min 1= , mm L 1774max 1=, 行程665mm

斗杆液压缸L2min = mm，L2max = 1787 mm，行程670mm

铲斗液压缸L3min= 850mm，L3max =1360mm，行程510mm

2．选择主参数：标准斗容量（m3）为m3，机器重量（t）为6 t。发动机功率（kw）取为59 kw。3．主要参数：反铲最大挖掘深度（m）m。最大挖掘半径（m）6 m。最大挖掘力不少于（KN）160 KN。工作次数（s）4-7次/min。

四．确定下列所给满足要求的结构参数

确定长度与角度结构参数

整机质量计算公式：

m=2179+20147q=2179+20147*==

以液压挖掘机的机重为指标，用以下公式近似确定：

线尺寸参：L i=k li3G,

根据设计中小型液压挖掘机结构参数，利用上述公式通过matlab可解得以下结构参数：

斗形参数的选择

斗容量q、平均斗宽B、转斗挖掘半径R和转斗挖掘装满转角2ϕ（取为95°）四者之间有以下

几何关系：

s K B R q )2sin 2(5.02ϕϕ-⨯=

取土壤松散系数25.1=s K ，R=，得B=米。

转斗挖掘时挖掘米容积的土所耗的能量称为转斗挖掘能容量，用符号E 表示。取

07.0,5.132==K K 。

得：E=)2sin 2cos 22sin 5.11002sin 2cos sin 2(232ϕ

ϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕ-+-+--RK K B K = 式中，K ——挖掘过程中考虑其它因素影响的系数。

最大挖掘深度、停机面最大挖掘半径、最大卸载高度、最大挖掘高度的计算 最大挖掘深度

当下置动臂油缸全缩，FQV 三点同一直线并处于垂直状态时得到最大挖掘深度，如图2-49：

最大挖掘深度：A Y l l l l H --+-++=1152min 111123max 1sin )sin(ααθα

解得：min 1θ=43°

最大挖掘半径

当斗杆油缸全缩，FQV 三点同一直线，而且V Y =0时可以得到停机面最大挖掘半径，如图2-7：

3022

40max 0l Y l X R C V +-===

C Y = h= ,)cos()(2)(8max 323212322140αα-⨯+⨯⨯-++==l l l l l l CV l

得到：max 32α=° 最大卸载高度

当下置动臂油缸全伸，斗杆油缸全缩，QV 连线处于垂直状态时，可得到最大卸载高度，如图2-48：