第1章 概述 3
1.1引言 3
1.2国内外液压挖掘机现状、特点 3
1.3液压挖掘机发展趋势 5
1.4 本章小结 6
第2章 挖掘机结构设计 7
2.1液压挖掘机方案的确定 7
2.1.1按底盘结构分类 7
2.1.2 按变幅机构分类 8
2.1.3确定设计方案 9
2.2变幅机构的特点及设计原则 9
2.2.1 反铲装置的工作特点 9
2.2.2反铲装置的设计原则 10
2.3本章小结 11
第3章 挖掘机运动分析与有限元分析 12
3.1 SoildWorks在挖掘机设计中的应用 12
3.2挖掘机反铲装置的运动分析 12
3.3挖掘机反铲装置的动力学分析 14
3.3.1 液压挖掘机的理论挖掘阻力 14
3.3.2液压挖掘机的动力学仿真与有限元分析 14
3.4挖掘机反铲装置的静力学分析 16
3.4.1 铲斗的受力分析 16
3.4.2斗杆的受力分析 18
3.4.3副动臂的受力分析 21
3.4.4主动臂的受力分析 23
3.5本章小结 25
第4章 整机稳定性分析 26
4.1 稳定性及计算方法 26
4.1.1 稳定性 26
4.1.2稳定性校核 26
4.2接地比压计算 28
4.3本章小结 29
第5章 液压系统设计 30
5.1液压系统的形式 30
5.2液压回路设计 30
5.2.2卸荷回路的设计 31
5.2.3回转回路的设计 31
5.2.4节流调速和背压回路的设计 31
5.2.5行走限压回路的设计 31
5.2.6辅助回路的设计 32
5.3 重要液压元件的选型设计 32
5.3.1 回转液压马达的选型设计 32
5.3.2 工作机构液压缸的选型设计 32
5.4液压原理图 32
5.5本章小结： 33
结 论 34
参考文献 35
致谢 36
第1章 概述
1.1引言
液压挖掘机是交通运输、能源开发以及城镇建设等各项工程建设的重要施工装备，它的使用也反映了这些部门的施工机械化水平。因此，重视和加速挖掘机改进创新，稳定提高产品质量，满足用户需求，对加速现代化工程建设有着重大的意义。
液压挖掘机反铲装置是完成液压挖掘机各项功能的主要部分，其结构的合理性直接影响到液压挖掘机的工作性能和可靠性。本文根据液压挖掘机反铲装置的结构特点和工作原理，通过类比各种型号挖掘机和其他工程车辆，将挖掘机的动臂设计为组合式动臂结构，大大扩大了挖掘范围，增加了机械工作效率。
1.2国内外液压挖掘机现状、特点
近十年来，液压挖掘机总的发展趋势是围绕提高可靠性和效率、降低成本为核心，继续向大型化发展的同时向微型化发展；并着眼于动力、传动系统的改进以达到高效节能。由于微电子技术的应用，使其自动化、机电一体化和智能化的进程加快。为适应应用范围和使用条件的不断扩大，标准化、组件化成为必要的条件，另外动力也不仅限于柴油机，也可以电力为动力。以全寿命理论为导向，延长维修周期、加快维修进度和降低维修费用；以人机工程学为基础，更好地设计和装备驾驶室，提高机械作业性能，降低振动和噪声，消除公害，是这液压挖掘机得以成功发展的关键。最近几年，各地对液压挖掘机的需求量日益增加，液压挖掘机逐步取代机械式挖掘机是不可回避的事实。其主要特点是：
（1）结构紧凑、机动灵活、零部件少、成本低、工作重量轻、生产能力高、挖掘高度高；下挖准确，具有良好的选采性能；功能多样，完成挖掘作业后可以迅速转化为辅助作业，如可自行清理场地，保持工地平整等。
（2）中小型液压挖掘机通用性强，既可以进行强力挖掘作业，也可以完成地表平整等轻巧作业，近年来还发展到装有碎石器，进行建筑物拆除和大块矿岩破碎等作业；用途广泛，依靠人机系统操纵和控制，使发动机功率最大限度地灵活运用，从而发挥机器的强大挖掘力，快速作业，且操作轻巧。
（3）产品规格以中小型为主，逐渐向微型化发展，同时兼顾发展大斗容、大功率液压挖掘机。例如在日本，由于缺乏劳动力，为降低施工成本而大力发展微型液压挖掘机，它们可在环境狭窄、恶劣施工条件下代替人工劳动。随着矿山开采的大型化，在欧洲发展了一批大型液压挖掘机。德马克公司6251的H485型、O&K公司5201的RH300型、利勃海尔公司5301的R996型和日本神户公司4201的SMEC4500型等液压挖掘机均可以与矿用载重汽车配套。
（4）应用微电子技术，实现机电一体化和智能化。以液压挖掘机为主体，传感检测、信息处理、执行机构和接口等部分组合在一起，用微机和检测装置进行记录、优选和显示挖掘机系统重要参数，自动调节功率分配，节省燃料、减少磨损、提高效率和可靠性。液压挖掘机智能化的最终结果是机器人化，甚至实现无人操纵或遥控，以便在人们无法接近的危险条件下作业。目前国外各制造公司竞相研制智能化的液压挖掘机，可获得巨大的经济效益和社会效益[1]。
（5）改善司机工作环境，不断提高操作舒适性。设有全封闭防噪声、隔灰尘的驾驶室，与车架的连接采用抗振橡胶垫块，提高耐振性和舒适性，使工作噪声降到80dB以下。室内色彩协调、温度适宜、视野开阔、弹性座椅可调、自动化操作省力。装有可靠的驾驶室翻转支撑机构，给维修带来极大的方便并大大提高安全性能。
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