仿形设计之挖掘机设计【全套包含CAD图纸三维建模和说明书】
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1 挖掘机 的运动学分析 摘要 ： 挖掘机 已经使用了许多年了 ,这是无可置疑的。不过 , 在 许多城市 中 仍然存在建筑 障碍 ，从而 限制了电动 挖掘机 的使用 。对于消除建筑障碍的费用 又 是 十分昂贵 且 耗时的 ,可以说 是不可能的。 从而使 挖掘机 面对建筑障碍时就 成为 变得就无能为力了 。 因此 ,很多 挖掘机 的 设计 要求 是 能爬 挖掘机 。本文作者认为 , 这些大多数 的 设计 是 有严重的缺点 ，这些弊端 削弱 了 它们的广泛 应用。这些弊端 通常 源于 在不稳定的情况下 爬 挖掘机 或降调机构缺乏安全性。 本文阐述了 挖掘机 爬 挖掘机 时 稳定性 的 解决 方案。 一方面爬 挖掘机 的 挖掘机 在爬楼 时其 质心 会 转移 到 横向表面 (线 ),因此它会 受 到 不必要的摩擦力 以 确保安全 性 。另一方面 ， 提出了 在专业文章上可能容易找到 爬楼的 现成 机械结构。 其中的一些设计 是 基于几个轮子安排在一个旋转 杆 1上的。这种 系统 的 工作 原理对于设计爬 挖掘机 的人来说 是 令人满意 的 ,但 在 正常运转 时 ， 不同的 运动趋势在一个台阶上遭遇时 则 会被减弱。 这 是一个 可以适应不同台阶高度的 非常紧凑的设计 。 而 挖掘机 的 机械 结构 设计 很简单的 ， 因为它依赖于复杂 的 动态控制 以 保持垂直的位置 重心 的平衡 。在爬 挖掘机 时相当 于 挖掘机 站在一个共同两轮轴上 往 下滑。 但是 主要缺点 是为了安全付出 了 巨大 的不必 要成本 。 以前设计的 挖掘机 3,在我们看来 大致 存在 着 影响他们的爬楼过程 的 两 方面的 严重问题。 第一个 问题是 在 挖掘机 边缘受到垂直 的 支持力，所以 会 有 一个 大的水平摩擦力 需要保持平衡。第二个问题是 , 当下一步开始的时候，它使得整个爬楼过程 是被迫 在轮子边缘附近旋转。由于没有 相应的扭矩 来平衡，所以这种 运动必须 以 挖掘机 自身的 惯性 来平衡，因此 这个过程既艰难又危险 。 1 机械系统 的 描述 本文阐述了 这种新型 挖掘机 是基于两个不同的体系 ： 一 是 在任意位置 的 整体边坡的容纳范围 及 框架 的 阿克塞尔系统 (图 1) 和 在 爬上一台阶的时候 阿克塞尔系统使 车轮 设 使 移动一步 所允许的 规避干涉 (图 2)。在我们看来 , 关键机械设计是在每个轴使用两个解耦的 机械 机构 。这个想法似乎乍一看 ,很简单 。 但它是 需要 很多不同 爬 挖掘机 策略 的 ，这使得这种设计 具有 多样化 。在第一个系统的设计(见图 1)中 ,两者的前部和后部 中轴与框架通过四个链接机构连接 ， 每 个 四 链 机构 2 是一个独立的 驱使 执行机构。这些平行四边形机构 意味着 在其他部分 不旋转 的 中轴 框架。 ,第二系统的设计 (见图 2)是， 每个轴通过配置相应的 搁物架 来 连接到它。这就等于说每个轴 ”承载自己的阶梯 ”。所有的 爬 挖掘机 过程依靠的是一步能 爬上具有相 同的斜坡和达到 相同的 高度 ,因为轮子 的 移动 可以 回到初始位置 ，这种 措施已经 不能 通过 轮轴 连接到车轮 的 四连杆机构 上了 。这个机制可以用来指导 、 规划轮对轴 的 轨迹。这 种 四连杆机构的设计是相当广泛的 ， 并且可以用来达到 不同的目的 ，因此 它可能引发一场争论 ,例如 ,稳定性条件 的争论等 ， 因为它 在其空闲位置 时是 具有 安全锁轮 的 。 最后 ,描述的过程 是为了保持垂直的椅子框架 ,它 必须跟随焊枪同步轴 向 定位 ,并以产生适当的椅子框架的轨道。这种同 步 将在接下来的部分 概述 其 一部分 的 控制思想。 2 爬 挖掘机 任务的分解过程是 ： 1、 挖掘机 在爬 挖掘机 是其后轮轴与前 轴在台阶上的定位过程 (图 3) 2、 挖掘机 爬楼时后轮在地板上，前轮在台阶上的前几个步骤 (图 4)。 3、 前后轮同时 爬 挖掘机 的 过程 (图 5)。 4、 前轮在地面上 ， 后轮在台阶上 的爬楼过程 ， 挖掘机 爬楼的最后步骤 (图 关于 爬 挖掘机 阶段 运动 的 更多信息提供在 5。而且 电动 挖掘机 爬楼 之前必须 以这样一种方式进行描述 的 挖掘机 ,描述 一个 受到控制倾向的指定 轨迹 ,这一切都为了保证 旅客 的 舒适 性 。然后 需要 一个较为复杂的 传感 系统 来 操 纵 挖掘机 ,这是 下一个 详细 介绍 的超声波传感器 (2 - 8 每轮 )。他们需要测量 轮子一步的 距离 ，包括 其中 椅子 垂直度的检测 措 施，即 在攀登时接触地板 的机构 。 3 运动学模型的控制 最关键的部分是整个控制系统的子系统 能够 实时生成 挖掘机 的执行机构的轨迹。 这样一种 工作 方式 的 挖掘机 应该能够 上下 挖掘机 ，从而 为旅客提供最大限度的舒适 性 ；另外从垂直到 平滑的运动 只有很少的倾斜 保证旅客顺心 。这些实时轨迹 闭环系统的 控制的 是多自由度的 挖掘机 上负责电机转动的 角度 传感器 (执行机构 )。发电机 依 靠 如此下标准 来建立 运动学模型 : (a)足够精确 地 描述的 其 行为机 构 ； 3 （ b)可以做到的 简单 实时计算 ； （ c)足够灵活 。 另外 包括全部关键组件的描述前款所 有的 工作内容 ,（ 图 7） 它 显示 了在 挖掘机 上 一个 机构 方案 ,其中有 最重要的变量和自由度 的 定义。 假定 一个通用的地板剖面是 f(s)，其中 f(s)可以很容易地 从公寓楼层或 挖掘机 的特定 案 例 中 找到 的 。在以下我们将 利用复杂的符号 其代表 用在 飞机 的设计系统 上了 。其中， 水平变量是真正的成分 ； 垂直变量是假想的组成部分。这 种 符号大大促进我们获得 挖掘机运动学模型 的进度。 4 挖掘机 的 逆运动学模型 逆运动学模型给出了 以变量的 德值 (角度 )作动器 ， 需要加以实现理想的质量和倾角中心 的 挖掘机 。 挖掘机 爬 挖掘机 时 ,它能出现 四种可能的配置。接下来 ,我们把所有可能的配置和我们展现的解析表达式的逆运动学模型与 较分析。 我们 假定 挖掘机 模型 的质心 (倾角 中心 ( 的 挖掘机 )之间的高度 h,我们得到两个轮子 的 1关节和 2和 前轮 位 置 3。这个配置是 （ 显示 于 图 8） 。给出如下 : 4 这种电动 挖掘机 开始 与后方的架子提升 长 ， 这是 前轮是在 平坦的 地面时 挖掘机 爬楼的 的 逆运动学模型 。 我们知道这两个关节 的 1和 2之间的接触点 ，地面与 后面架平面 的距离 h， 瞬时长度的后方 杆 (z)， 我们获得的质心 (和 ()挖掘机 的倾角 。这 种 配置是 （ 显示在图 9 上 ） 。给出如下 : 5 挖掘机 的前轮与前面的架子接触 和后轮 在地面 是 挖掘机 的 的 逆运动学模型 ，我们知道 挖掘机 的质心 (倾角 (的 挖掘机 )之间的高度 h，中心轮和地面之间的接触点在前面 架子和 地面之间 得到两个关节 1和 2位置 ， 前轮的 3和前面瞬时轮杆的长度 (z)。这种配置是 （ 显示在图 10）上 。给出 方程 如下 ： 6 在台阶前面上， 挖掘机 的重心 开始提高和后方架子 距离的 逆运动学模型。我们知道的质心 (倾斜、 挖掘机 (),前方和后方的 触点之间的距离 h，及 我们所 得到的前方和后方两关节的 1和 2和瞬时长度（ 这个配置 （ 显示在图 11 上的 ） 。这种配置 的 方程如下： 7 5 运动条件 希望 连接 的 两个弧 段来 围 绕 其 弹道 的 设计点 成 为 一条 运动 轨迹。同时 ,这种动作必须 能够 使游客 感到 舒适。这意味着我们不能 超过 我们 定义的 最大加速度和最大速度 ,并且 其 垂直度必须保持 在一定的范围 之内 。在图 12 中 ,我们可以看到 全部的 运动 轨迹 图 12 设计 几何结构的 轨迹 图 13 流速周上的 部分轨迹 是理想 的 挖掘机 运动轨迹 。在图 13 中 ,我们可以看到轮廓 的 理想 速度。我们 8 假设速度是 V =t 间 隔 (0,在那里一个是切向加速度。结果是 ： 如果我们假设的速度在 ( t = 条件 下 最大 ， 加速度 a， 曲率半径 R,和时间 表达式 是 : 在另一个 位置 挖掘机 模型 的运动轨迹 ,用 示 9 图 14。 质心的运动轨迹 图 15 质心的 速度 图 16 质心的加速度 图 17。关节的角度 10 见图 18 后轮的位置 轨迹 图 19 演化轨迹 图 20 安装在水平位置的质心 11 图 21 垂直位置 的质心 图 22。后方架子上的角度 图 23 架前的角度 12 6 仿真结果 这是 电动 挖掘机 的运动 学 轨迹的一个 实 例 。我们假设一个 八层的 挖掘机 的 台阶 尺寸是 ： 150 毫米 (高 )250 毫米 (宽度 )。 运动 轨迹为 能够使 伤残人士 有 一定很舒适感 的 运动 轨迹，这意味着加速度和速度 都 必须小，坐在 挖掘机 上 残疾人 感到舒服 所允许的 最大加速度和最大加速度 必须 是 在一定的范围内 (= 0)。这些条件包括 ： 我们的运动由两个动作 组成 (其中一个加快 挖掘机 运动， 另一 减慢 它 运动 )。结果 使 挖掘机 的运动更加稳定，残疾人坐起来更加舒服。 在该仿真 中， 得到了一个重要的结果 ： 上 挖掘机 时 有 60%的 空余时间可以 充分利用 。 我们 未来的工作将 是 忙于减少空余时间的 一个 新设计的推出 。 7 结论 这 种新的 挖掘机 的主要特点 是设计的爬 挖掘机 过程特别 的 稳定。此外 ,它是具有 附加的自由度 。 它还 运用了较好的 控制策略 ,考虑了 乘客 的舒适度 (即最大加速度 和速度的控制 以及 挖掘机 的倾向 角 的控制 )。 另外，我们还 研制开发了具有一定特色 的 具有 不同 运动 阶段 的运动学模型 来进行仿真模拟 。 该模型很容易被用于实时控制目的 (迭代计算程序不是必要的。 )最后 ,作为一个 先前的 执行机构 ，和控制信号的系统 应用程序模型 ， 在一个开环时尚 的社会中， 为了推动 电动 挖掘机的普遍推广， 此时此刻 ,我们正在建立该机构 系统 第一 代 原型 。 我们希望 我们的 挖掘机 做的最好 (爬 挖掘机 传感器 实验 室 和控制系统 实验室 )。 1 2 31 2 3 4 6. on on . 8 2 to of to 1 ),),). 2 4a)b)c) (s)5g) ) 1 3= + 22 1 (1) 2 22 1 3= 3 (2) R = + l4 22 1 (3) 2 22 1 = + 3 (4) + l4 + ) 22 1 2 (5) 2 22 |2 2 (6) h + l4 + ) 22 1 (7) 2 22 2 = (8)|2 z),g), ) 1 j( P= Pr+j PC+ ) 22 )(9) 2 = + (10) = + 2 2 2 (11) 2 z= 2 )(12) = + 2 (13) 22 22 1 4= 4 (14) R 1 = + 4 (15) g) ),z)j( P= Pr+j g + ) 2 1 j( j( ) ) e(16) 2 2 2 z= 1+ )(17) + ) + + l4 + ) 22 1 2 (18) 2 22 1 = + + 19) 3 =1 + )+ (20) R 2 = 3 (21) g), ), 12j( F= Fr+j Fi= ) + ) 2 2 1 e (22) 2 2 2 1+ )(23) G= Gr+j 1 )(24) 2+ ) 22 1 = + 25) 2 = + (26) 2 )(27) 6 1 2a,a x(t)=28) 2R a y(t)= 29) 2R a Vx(t)=30) 2R Vy(t)=31) a a a 32) 2R a a a 33) 2R 1a = 34) 1+(2 )2 V 2 R = 35) 2 a 2 (36) a 7 250mm(=0)0%8 a)1 2 0003 5 1 毕业论文 (设计 )开题报告 课题名称： 挖掘机仿形 设计 学生姓名： 学 号： 学 院： 专业年级： 指导教师： 职 称： 毕业论文 (设计 )起止时间 2 一 、 本课题来源及研究的目的和意义 源 自拟题目 究的目的和意义 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 。挖掘机挖掘的物料主要是土壤、煤、泥沙以及经过预松后的土壤和岩石。从近几年 工程机械 的发展来看，挖掘机的发展相对较快，挖掘机已经成为工程建设中最主要的工程机械之一。 挖掘机最重要的三个参数：操作重量（质量），发动机功率和铲斗斗容 。 最初挖掘机是手动的，从发明到 2013 年已经有一百三十多年了，期间经历了由蒸汽驱动斗回转挖掘机到电力驱动和内燃机驱动回转挖掘机、应用机电液一体化技术的全自动液压挖掘机的逐步发展过程。第一台液压挖掘机由法国波克兰工厂发明成功。由于液压技术的应用， 20 世纪40 年代有了在拖拉机上配装液压反铲地悬挂式挖掘机。 1951 年，第一台全液压反铲挖掘机由位于法国的 波克兰 ) 工厂推出，从而在挖掘机的技术发展领域开创了全新空间， 20 世纪 50 年代初期和中期相继研制出拖式全回转液压挖掘机和履带式全液压挖掘机 。初期试制的液压挖掘机是采用飞机和机床的液压技术，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，配套件也不齐全。从 20 世纪 60 年代起，液压挖掘机进入推广和蓬勃发展阶段，各国挖掘机制造厂和品种增加很快，产量猛增。 1968间，液压挖掘机产量已占挖掘机总产量的 83%，已接近 100%。 第一代挖掘机：电动机、内燃机的出现，使挖掘机有了先进而合适的电动装置，于是各种挖掘机产品相继诞生。 1899 年，第一台电动挖掘机出现了。第一次世界大战后，柴油发动机也应用在挖掘机上，这种柴油发动机 (或电动机 )驱动的 机械式挖掘机是第一代挖掘机。 第二代挖掘机：随着液压技术的广泛使用，使挖掘机有了更加科学适用的传动装置，液压传动代替机械传动是挖掘机技术上的一次大飞跃。 1950 年德国的第一台液压挖掘机诞生了。机械传动液压化是第二代挖掘机。 第三代挖掘机：电子技术尤其是计算机技术的广泛应用，使挖掘机有了自动化的控制系统，也使挖掘机向高性能、自动化和智能化方向发展。机电一体化的萌芽约发生在 1965 年前后，而在批量生产的液压挖掘机上采用机电一体化技术则在 1985 年左右，当时主要目的是为了节能。挖掘机电子化是第三代挖掘机的标志。 3 二、本课题所涉及的问题在国内（外）的研究现状 常见的挖掘机按驱动方式有内燃机驱动挖掘机和电力驱动挖掘机两种。其中电动挖掘机主要应用在高原缺氧与地下矿井和其它一些易燃易爆的场所。 按照规模大小的不同，挖掘机可以分为大型挖掘机、中型挖掘机和小型挖掘机 按照行走方式的不同，挖掘机可分为履带式挖掘机和轮式挖掘机。 按照传动方式的不同，挖掘机可分为液压挖掘机和机械挖掘机。机械挖掘机主要用在一些大型矿山上。 按照用途来分，挖掘机又可以分为通用挖掘机，矿用挖掘机，船用挖掘机，特种挖掘机等不同的类别 按照铲斗来 分，挖掘机又可以分为正铲挖掘机、反铲挖掘机、拉铲挖掘机和抓铲挖掘机。正铲挖掘机多用于挖掘地表以上的物料，反铲挖掘机多用于挖掘地表以下的物料。 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。 正铲挖掘机的铲土动作形式。其特点是“前进向上，强制切土”。正铲挖掘力大，能开挖停机面以上的土，宜用于开挖高度大于 2须设置上下坡道。正铲的挖斗比同当量 的反铲的挖掘机的斗要大一些，可开挖含水量不大于 27%的一 至三类土，且与自卸汽车配合完成整个挖掘运输作业，还可以挖掘大型干燥基 4 坑和土丘等。正铲挖土机的开挖方式根据开挖路线与运输车辆的相对位置的不同，挖土和卸土的方式有以下两种：正向挖土，侧向卸土；正向挖土，反向卸土。 拉铲挖土机也叫索铲挖土机。其挖土特点是：“向后向下，自重切土”。宜用于开挖停机面以下的、类土。工作时，利用惯性力将铲斗甩出去，挖得比较远，挖土半径和挖土深度较大，但不如反铲灵活准确。尤其适用于开挖大而深的基坑或水下挖土。 抓铲挖土机也叫抓斗挖土机。其挖土特点是：“直上直下，自重切土”。宜用于开挖停机面以下的、类土，在软土地区常用于开挖基坑、沉井等。尤其适用于挖深而窄的基坑，疏通旧有渠道以及挖取水中淤泥等，或用于装载碎石、矿渣等松散料等。开挖方式有沟侧开挖和定位开挖两种。如将抓斗做成栅条状，还可用于储木场装载矿石块、木片、木材等。 三、课题的研究内容、目标及可行性分析 研究的内容 (1)资料调研及分析，了解 挖掘机 统 现状，掌握其国内外发展趋势 ； (2)从工作原理、工艺过程、关键机构等方面进行分析研究； (3) 通过试验测试性能达到最优 (4)挖掘机 统 的设计：根据试验确定的最优参数，设计 挖掘机 统 的机构零件，进而完成 挖掘机 统 的设计，分析 挖掘机 统 容易出现的故障，分析其原因，指出解决方案； (5)通过仿真动画及机构运动分析，验证 挖掘机 统 机构的合理性； (6)分析 挖掘机 统 机可行性，提出初步方案； (7)对自己的工作进行总结，提出后续研发方向。 需要克服的问题 （ 1）低水平的产品重复太多，总体技术含量低，制造粗糙，加工设备精度低等：要想克服 5 此种现象，我们 挖掘机 统 行业首先要做的就是大力增加产品的制造工艺的研 发力度，加强制造过程中的要求，在制造过程中还要不断的对产品进行精度的实验，提高产品制造过程中的精度要求。 （ 2）研发经费少，技术力量薄弱：这种现象是 挖掘机 统 发展过程中的历史问题造成的，由于 挖掘机 统 发展初期是靠引进国外先进技术发展开来 的，所以在 挖掘机 统 发展过程中我们本土企业就很少投入研发经费，以至于造成了现在技术力量薄弱的现象， 挖掘机 统 要想发展出本土特色，并逐渐的发展走向国际，我们现在必须要做的就是加大经费投入，提高 挖掘机 统的整体技术力量。 （ 3）能够把 挖掘机 统发展推向国际贸易的人员匮乏： 挖掘机 统实现本土化 发展后，我们要再看的就是 挖掘机 统如何走出国门，走向国际，这样的 挖掘机 统发展最终就离不能够把产品推向国际的贸易人才，对贸易人才综合素质的要求必须不断的提高 （ 4） 挖掘机 统 机市场应变能力不强：由于以上三个因素的综合，造成了 挖掘机 统 的整体欠缺，所以综合以上就出现了在市场不断变化的环境中， 挖掘机 统 的发展不能够及时适应市场的变化，最终造成我们 挖掘机 统 机行业的整体应变能力不强，想要克服这种现象，最重要的就是要克服以上三种情况。 可行性分析 通过对本课题的熟悉和相关资料的查阅，我对本课题有了一个较全面的了解，掌 握了现有平地机的 类型、工作原理和工作特点以及工作参数 ，并且获得了许多可供参考的数据。四年的大学学习和以往课程设计的经验，我已具备了机械原理，机械设计等方面的理论知识和实践经验，结合自己掌握的制图软件知识，可以在规定时间内完成本次毕业设计 设计目标 设计：其中含二维图（ 三维图（ 设计说明书一份。 四、完成本课题的工作方案及进度计划 一：熟悉毕业设计任务，查阅有关资料，完成开题报告；（ 3 月 5 日至 3 月 12 日 ） 二：校内外调研，对查阅、调研资料分析总结，完成文献综述； （ 3 月 13 日至 3 月 18 日） 三： 优化各个系统并确定总体方案 ； （ 3 月 19 日至 3 月 25 日） 四： 挖掘机 统 的设计研究； （ 3 月 26 日至 4 月 3 日） 五：机具设计，绘制二维图 ,制作动画； （ 4 月 4 日至 5 月 4 号） 六：设计说明书整理完善；（ 5 月 4 日至 5 月 18 日） 七：答辩准备：打印图纸，说明书，答辩提纲，幻灯片制作。 （ 5 月 19 日至 6 月 3 日） 八： 答辩（ 6 月 8 日至 6 月 10 日） 6 五 . 参考文献 1 赵雪松，任小中，于华 华中科技大学出版社 ,2009. 2 张有枕，张莉彦 清华大学出版社 3 楼应侯，孙树礼，卢桂萍 华中科技大学出版社 4 杨可桢，程光蕴，李仲生 五版） 2006. 5 梁鄂 水产专业出版社， 1979 6 田光辉，林红旗主编 模具设计与制造 北京大学出版社 7 俞芙芳塑料成型工艺与模具设计武汉：华中科技大学出版社， 2007 8 吴明友 控编程 化学工业出版社 2012 9 邓明等现代模具制造技术北京：化学工业出版社， 2005 10何铭新，钱可强 ，徐祖茂 高等教育出版社 2010 11 赵敏海，徐丽娟 用教程 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社， 2009 12 周建平 模具 术综述 中国科技信息， 2012 年（ 9） 13田绪东，管殿柱 维机械设计 012 14黄健求，王立涛，迟京瑞 华中科技大学出版社， 2013 7 指导教师审阅意见： 指导教师（签字）： 年 月 日 备注： 8 包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 械电气工程学院本科毕业设计 (论文 ) 题 目： 挖掘机仿形设计 院 （系）： 专 业： 学 号： 姓 名： 指导教师： 完成日期： 2013 年 6 月 包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 摘 要 最初挖掘机是手动的，从发明到 2013年已经有一百三十多年了，期间经历了由蒸汽驱动斗回转挖掘机到电力驱动和内燃机驱动回转挖掘机、应用机电液一体化技术的全自动液压挖掘机的逐步发展过程。第一台液压挖掘机由法国波克兰工厂发明成功。由于液压技术的应用， 20世纪 40 年代有了在拖拉机上配装液压反铲地悬挂式挖掘机。 1951 年，第一台全液压反铲挖掘机由位于法国的 波克兰 ) 工厂推出，从而在挖掘机的技术发展领域开创了全新空间， 20世纪 50年代初期和 中期相继研制出拖式全回转液压挖掘机和履带式全液压挖掘机。初期试制的液压挖掘机是采用飞机和机床的液压技术，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，配套件也不齐全。从 20世纪 60年代起，液压挖掘机进入推广和蓬勃发展阶段，各国挖掘机制造厂和品种增加很快，产量猛增。1968压挖掘机产量已占挖掘机总产量的 83%，已接近 100%。 第一代挖掘机：电动机、内燃机的出现，使挖掘机有了先进而合适的电动装置，于是各种挖掘机产品相继诞生。 1899年，第一台电动挖掘机出现了。第一次世界大战后，柴油发 动机也应用在挖掘机上，这种柴油发动机 (或电动机 )驱动的机械式挖掘机是第一代挖掘机。 第二代挖掘机：随着液压技术的广泛使用，使挖掘机有了更加科学适用的传动装置，液压传动代替机械传动是挖掘机技术上的一次大飞跃。 1950年德国的第一台液压挖掘机诞生了。机械传动液压化是第二代挖掘机。 第三代挖掘机：电子技术尤其是计算机技术的广泛应用，使挖掘机有了自动化的控制系统，也使挖掘机向高性能、自动化和智能化方向发展。机电一体化的萌芽约发生在 1965年前后，而在批量生产的液压挖掘机上采用机电一体化技术则在 1985年左右，当时主 要目的是为了节能。挖掘机电子化是第三代挖掘机的标志。 关键词 ： 挖掘机 液压 悬臂 有限元分析 包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 he is 013 a of by to of by of in 0 in 951, by a in of of 0 in of is of in is do 0, 9683% of 00%. of of is an of so of 899, is in of or is of of of of is a in of 950. is of of of of to of of 965, in of on in 985, is to is a of of 包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 目 录 摘 要 . 1 目 录 . 6 第一章 绪论 . 7 掘机平台特点 . 7 掘机系统主要部件介绍 . 错误 !未定义书签。 臂设计 . 错误 !未定义书签。 臂的作用 . 错误 !未定义书签。 臂的结构设计 . 错误 !未定义书签。 臂力学分析 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 工作原理 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 究的内容 . 错误 !未定义书签。 第二章 液压系统功能原理的设计 . 13 确技术要求 . 13 行元件的配置确定及动作顺序 . 13 定液压系统主要参数 . 错误 !未定义书签。 算和确定液 压缸的主要结构尺寸 . 错误 !未定义书签。 算液压缸所需流量 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 定液压回路方案 . 错误 !未定义书签。 理草图的绘制 . 错误 !未定义书签。 件的选型与设计 . 错误 !未定义书签。 压缸的选择 . 错误 !未定义书签。 压控制阀的选择 . 错误 !未定义书签。 压辅助元件及工作介质的选择 . 错误 !未定义书签。 景展望 . 错误 !未定义书签。 第三章 设计中的不足及要注意的问题 . 错误 !未定义书签。 计中的不足之处 . 错误 !未定义书签。 用液压系统要注意的问题 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 错误 !未定义书签。 设计总结 . 错误 !未定义书签。 包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 第一章 绪论 掘机 平台功能及其意义 最初挖掘机手动发明品到 2013 年主人多年 ,经历了蒸汽管道激励中电力和柴油发动机的驱动的回转挖掘机旋转的掘土 机 ,应用机电集成技术的液体自动油压挖掘机正在逐步发展的过程。最初的发明油压挖掘机法国的起重机工厂上取得了成功。油压技术的应用 ,20世纪 40 年代、拖拉机配备油压铲挖掘机。反 1951 年 ,法国的第一个完整的油压反铲挖掘机重机 (波 )创立了新的空间挖掘机技术领域的发展 ,20 世纪 50 年代的早期和中期优先开发拖着旋转 ,挖掘机油压掘土机的油压式履带。油压挖掘机早期的发展 ,在飞机和机床油压技术不足不同的工作条件下将适用于挖掘机油压元件制造的质量不稳定 ,零件。在 60年代以后 ,液压挖掘机不禁变得非常活跃阶段从事挖 掘机制造企业和出口产品迅速增加 ,生产量却在不断上升。这是从 1968 年起 ,在 1970 年油压掘土机的生产挖掘机生产的 83%,接近 100%。 出现了第 1 代的掘土机、电、柴油机 ,挖掘机先进且适当的电器执行机构 ,所以各种掘土机的产品必须优先去办呢 ?1899 年 ,做出了第 1 电挖掘机登场。在第一次世界大战以后 ,柴油发动机也应用的掘土机 ,柴油引擎和马达驱动机械挖掘机第 1 代的掘土机。 第 2 代油压掘土机 ,被使用的技术、推土机更科学和适用的驱动装置 ,液压传动机器代替连动 ,挖掘机技术是一个巨大的飞跃。 1950 年在首场油压挖掘机在德国 诞生。在第 2 代的机器油压掘土机挂钩。 第三代掘土机、电子技术 ,特别是电脑技术 ,掘土机自动化控制系统 ,也使挖掘机高性能、自动化和发展方向发展。机电一体化的发芽左右发生在 1965 年 ,和大量生产的机电集成技术于油压挖掘机从 1985 年左右 ,主要目的是为了节约能源。推土机是一种第三代挖掘机电子的迹象。 1 . 2挖掘机平台的特点。 1 . 推土机系统是上世纪九十年代中后期才正式的实用化阶段。这类电控系统可分为 :蓄力压式训练电控系统、液力量增压式电控系统和高压式电控系统。高压的系统 ,并传 统的系统的功能 ,许多 : a 从而优化柴油发动机综合的性能。 包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 b 120 200 但控制 (数据中 ,带著满足的排放的要求。 c 84 变化实现规律 ,容易实现预喷射了几次喷气 ,也能减少柴油机 能保证优良的动力性和经济性。 d 因此 ,柴油发动机运转的范围内 ,循环物量变动的小 ,各缸的不均衡现象已得到改善 ,柴油发 动机的振动和降低排出体外。 但高压性的系统 ,以上的优点 ,现在国内外内燃机研究机构也投入了很大的精力对此进行讨论。比较成熟的系统 ,在德国 公司铬系统和日本电装社 u - 2系统、意大利菲亚特集团的 国 统等。 1 . 3挖掘机系统核心配件介绍了 图一是高压电控系统的基本结构图。这是因为主要的电控单元驱动机构、轮毂零件及电控分及各种传感器等组成。不动产抵押贷款燃料自行车的运动输入驱动机构驱动机构将燃料加油送入。因此 ,高 压油高压从电控单元 ,的力量的轨道压力传感器测量油的铁轨的压力和要调节 ,使得高压油后铁轨内的供油油压连动 ,机器的经营状态电控节目将召开的 定期才是正确的 ,但是控制的电液、电子装置由燃油喷射入汽缸。 1 驱动机构供油量的设计准则应坚持原则 ,在任何情况下的柴油发动机的量和控制油量加在一起的需求和机动和加速时的油量变化的需求。系统压力过程无关 ,时机也驱动机构的凸轮保证 ,驱动机构的油 ,可以让最少的精神压力而接触的部分的设计和最小的设计原则。 司是一家专业的架构师 三缸这样的人柱矛盾的高达 135 驱动机关将所有的油的单元中采用了多个油凸轮 ,使其传统的驱动机构 1 / 9 人 ,负荷比较均匀 ,或要求下调。该系统中高压律所带来的压力的控制到腔燃料抽屉内存在的 ,为了减小 ,输出量较少的流失的情况下 ,将关闭三缸这样的人柱矛盾的缸中的一个油单元让供油量减少。 日报道。假装公司采用了三作用凸轮简化缸发动机的高压 ,如图 2 所示用试验。该驱动机构油量的监督 ,采用了进油控制低压燃料效率性的方法 ,但是基本原理图等 3种类型。 a(音译 ,举行 ,他有过 b 柱联赛 ” 中 ,球体阀電 情 ,经控制不动产抵押贷款 ,相信能采取的燃料为包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 律师 ; c 达到供油量时限时 ,相信能控制电 ,被封闭 ,海外油路被切断 ,柱矛盾的燃料被压缩影响 ,经油阀门进入高压油轨。相信能控制利用关闭 ,时间控制进入高压油的油量轨道的多少 ,控制高压油轨道压力的目的 ; d 凸轮经过最大升到柱子后 ,路下降后 ,继续柱阴道内的压力的臼齿是我的降低、油阀门被封闭 ,停止加油 ,这时断电 团 ,处于开启状态、房屋的燃料进入柱矛盾律师的循环。 该驱动机构。外界的消耗功率 ,但是政府还没有控制脉冲的宽度和控制脉冲与驱动机关凸轮相位转变关系 ,控制系统比较复杂。 1 . 轮毂零件供应周期提供的高压燃油分配到各器官 ,畜产圧器的作用 , u - 2 系统的拜轨道管图 4 所示。它的容积应机构的供油减少驱动设备风波压力 ,过程的这种施压震荡 ,高压油的卡车里的力量控制在 5 波。容积 ,但也不能太大 ,保证有足够的压力应答速度更快跟踪柴油机模式的变化。 套的高压缸最大的循环供油量为 600毫米 3、轮毂配件的 94000 毫米 3个。 高 压轮毂部件 ,还获得了压力传感器。液流博客 (限流架 )和压力限制装置。压力传感器 供高压油行驶压力信号 ;液流博客 (限流架 )保证在飞机燃油人员受伤切断器的供油减轻或油压联动所带来的压力波动 ;压力限制设备保证高压油的轨迹依旧在出现现圧力量出现异常时 ,尽快进行油轨道所带来的压力都漏。 这样的分析 ,精密设计高压轮毂部件的容积和形状符合确定了柴油是以并不是件容易的事情。 部分电控 3 电控部分式燃料系统的最重要 ,总配件的场面 ,根据 送的控制信号通过控制 ,以及提供 结构调整 ,是因为高压 油行驶燃料 ,最佳的定时、量和率噴入柴油燃烧室。 u - 2 的基本结构 ,部分电控相似 ,都是传统的器官和类似的嘴、控制活塞 ,控制职业拳击台上喷射、控制电磁律师组成 ,而且图 5,电的时候 ,江关闭控制阴蒂上级量孔 a 和高压油行驶燃油压力通过量孔 z 的作用是对控制阴蒂 ,喷嘴关闭 ;电江时 ,量孔 a 被打开 ,控制室的压力的急剧下滑 ,控制底特律活塞队走上了从 ;电磁已关闭时 ,控制室的压力上升 ,并控制阴蒂的封闭的成立过程。 包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 0 被限制的形状 ,应该清楚 ,但未能合理的优化设计 ,因此的形状。控 制塔的容积的大小决定的时候的灵敏度针阀开启 ,控制室容积太大 ,针阀门结束时 ,就无法实现速度快、燃料、后期的燃料雾化不良 ;控制塔容积太少 ,用针 ,绝对不可以电子管保证的有效时间、喷射过程的发展方向的抵抗 ,控制室容积也机型的最大规模的合理的选择。 a 某和量孔控制的尺寸为嘴的兔子结构调整速度及过程握着决定性的影响。 3 个决定性的结构是进油量孔 ,进入了油量孔和调整室 ,它们结构尺寸对设备的性能产生了很大的影响。次进油和量孔油量孔的流量增长率差距和控制室容积决定了说开拓针的速度进入口针阀关闭的速度进油量孔的流量率和控制室的决 定。进油量孔的设计应该口针阀 ,会有相当的关闭速度雾化后期喷射口减少亏损的部分。 话的最小压力油量取决于进油量孔的流量率及控制阴蒂的一个面积。喜欢的事都确定了进油量孔 ,进入了油量孔和控制室结构尺寸后 ,确定了完全说了很稳定 ,最短的过程 ,同时就确定了最小量的稳定。控制塔的容积减少可以使针阀的应答速度非常快 ,油的温度 ,量的影响更小。 控制塔的容积是无法实现的 ,但没有限制减少 ,应该能保证 ” 举行的升的道路上以使针阀完全举行。两个控制量孔的指令室里的举动施加压力 ,从这一点看 ,电子管的运动开始打了这个世上经常通过调节这两个 量孔的流量系数 ,可以产生理想的规律。 高压喷射系统的压力非常高 ,所以不能说的喷火 面积很小、司的嘴的喷火孔直径为 1696 毫米 ,如此小喷孔直径高喷气燃料的压力而流动性造就了极端的不稳定状态 ,油束的喷雾申报的不断增加 ,因此 ,正在雾化更好 ,但应改变距离变小 ,所以原资本相关进气 2000烧室结构的形状 ,确保最高的燃烧过程。 对于提供器 ,任何人都要求它有足够的开启速度 ,考虑到这一点 ,预约喷气改善发动机性能的重要喷射的方式控制 ,以及提供的响应时间要缩短。电磁的研究已经很多文件报 道 ,在正文在此进行分析。 油压进行连动 油压传动在轮毂零件和电控部分的通道 ,她好像有充分的燃料流量会变小燃料流动时 ,并使高压管路系统中的十分了解风波较小 ,高压燃油的冲击作用与机动时开始的力量就建立了工厂。各缸油压联动的长度 ,因此可以追 ,柴油发动机每一个器的压力 ,从而减少了各缸之间的差距。根据各油压联动把从今年开始口腔压强损失最低。 司油压挂钩的月光 6毫米。加上为 2.4 本的电装社油压挂钩的月光 8加上 3毫米。 1 . 4悬臂设计 包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 1 1 . 悬臂再本系统中起着很重要的 作用。很多管路零件支撑 ,但他们的零件应提供 ,重 安全性本系统的一项重要的变数。管路的稳定性 ,能够防止 ,配件在工作过程中晃动中得到缓和。 所有的本系统中悬臂设计至关重要。 1 . 如下所示 ,悬臂设计的结果显示 , 其主要功能支撑管路零部件 ,去除工作的过程中出现的振动 ;固定管路零部件 ,为了在工作过程中。 采用悬臂不锈钢板 ,厚度为 10 1 . 法律 本设计方法包括悬臂力学分析了 在数学领域 , 是一种 ,一边偏微分方程的解决这问题值数值技术。解的所有的问题区域被分解 ,全部的孩子区域是简单的部分 ,这种简单的部分是包括 ” 。通过分钟 ,在误差函数 ,最大限度地减少值得回味稳定也令人难以接受。是连接段微小直线下降 ,圆形的思想在内的一切方式 ,出现了很多小地区被称为包括简单的方程式和联系 ,口香糖选定和她的区域上复杂的方程式。它将求解域实在看不下去 ” 的法律的柱子小连接孩子区域组成 ,假定机体生一个合适的 (过于简单的 )近似解决这一域名 ,以及保障总的解决满足条件 (如结构平衡的条件 )组成 ,解决问题。这个解决为掌握正确 的解决 ,而是近似解 ,不过 ,实际的问题比较简单的问题来代替。大部分的实际问题不能得到不仅修改法律 ,正确地解决计算精确度很高 ,而且能适应各种复杂形状的尖端工程分析手段。 【隐藏白发】销售价单元法规定 ,电子计算机的发展而迅速发展起来的一种现代的计算方法。这是 20 世纪 50 年代 ,最讨厌的是连续体力学领域的飞机结构静、动态特性的分析 ,应用的一种有效率的数值分析。 随后在广泛的应用方法解决的热传导和电磁场、流体力学等连续性的问题。包括分析计算的思维方式和方式密集型的物体离散化是什么地方的事业结构离散为由 ,各种部门组成的这一发言的模型 ” 被称为这一步单元分。机体和离散后发生的部门等部位相互连接。单元节点、性格、金额等 ,要把它看成是问题的性质 ,描述计算的需求和形态变形 ,这种情包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 2 况并不考虑 (通常组合划分越细则描述变形越 )以低于标准杆 2杆 ,越接近变形 ,但计算量越大 )。法律的角度进行分析结构并不是因为现有的物体和建筑物 ,因此新材料的组合 ,烤的离散物体。但是 ,这种用法规有分析达成的成 果 ,所以没有多大变化。划分单位数很多如果且合理 ,得到的结果是实际状况相符合。 1 . 油压挂钩 ,食住行游娱购各项工作 ,利用压力 ,能够驱动执行机关联合方式。该装置工作台油压系统是由燃料罐 ,过滤器和油压、溢出阀节流财团、换向阀油压缸以及连接这些元件的输油管道 ,端口等组成。 1)的原理是以下的大街。马达驱动油压缸通过滤色器 ,燃料箱内出现抽油油液后、缸的进出口输入管路。节流阀门、液油后 ,拒绝他的阀開推动 ,根据阴蒂液压止回阀工作台左右移动。油压缸里的油 液经过和输油管道排次燃料罐。 2)工作台的移动速度比节流财团要注意剂量。当节流 ,阀大油压缸的油量增加 ,使得工作台移动速度大幅了 ;当节流阀関关时间 ,液压缸的油量就会减少 ,工作台的移动速度却表现出减少趋势。由此可见 ,速度油量决定的。 1 . 1)能源装置 油压缸。它将发动机部分 (马达和其他的地方被出口到桌子械能动机 )就能系统 ,液压施加压力 ,要求韩国油液。 2)执行装置 液压机 (油压缸 ,液压马达 )。这是通过转换机械能油压越多 ,推动。 3)控制装置的阀门 (流量阀 ,压力阀方向阀门等 )。他们的统治和调整 ,液的压力 ,和方向变成 ,从而改变执行元件的力量 (或力量矩、速度和方向。 4)辅助装置 油箱和管路、蓄能器 滤波器和管接头 ,压力表交换机等。这些连接元件系统 ,为了保护各种作业周期。 5)工作媒体 油压不动了。绝大多数油压油采用了系统的矿物油用它来传递的能量和信息。 (1)确定总体方案及制作液压系统的地图。 (2)确定液压系统的参数 ,选择油压元件 (不管油压缸的选择。 包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 3 (油压缸的选择。 言论控制油压不成选择。 油箱及工作公司收受的选择。 第二章 液 压系统功能原理的设计 确技术要求 执行元件的配置确定及动作顺序 本机的执行元 (音 )说 :“ 如果在运行的形式的做过程中 ,里面直来回较小 ,心情和质量相比 ,不那麽海贼版压缸液用此选缸里的单杆活塞。 本机按顺序是启动的动作快进各原位后 ,首先 ,最后一关 ,达到工业发展。制【汉语大词典】径情各推到快位置寄存原位。 压系液确定了 主要数。 2 . 单杆活塞缸的主要结构心情舒畅 ,设计 : 腔为主要工作无杆腔 , p - 1 a 2 = 当广告 4 a 2 =(d 2 - d 2、 4 仪式 p - 1 主要工作 ,腔压 高力 (腔压油次压力、 无杆 m 2; 压缸液 m 2; d . d 压缸液 ,缸筒 )内径活塞 (活塞干直径、 m; 负载最高的压缸液 ,n; 当械效机压缸液 厘米 ,般取当广告比率为 一般来说 ,以无为主杆腔作品压缸液 ,活塞腔工作 ,大家杆受活塞积为面 包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 4 a 1 = 1草原 p(第三当广告 + p2 缸的确定式此公运用首先确定时 ,心情须事 化或活塞与 d 杆径活塞直径 径相比 = d / d 可按压力量来。 力不能及 ,实难承诺 选取按压历 d / d: 那些人 压力 径相比 = d / d (m) 力不能及 ,实难承诺计压为设更多中日对照阅读查词必备 0 , 系系统 (身高情况 家 节流电路阀的节流用调速系统 中压力压系压液高值应抛统 背数量 50%100% 节流电路阀的调速用调速系统 阀身高有路上 ,这是第 1 - 1次的系统 用的油缸补辅助闭式电路 队统背压力压系液 则根 径比选杆可 2据表 d / d = = = d / d 由于该系统比发表了 ,属较简一般轻载节流调速 , 身高压力 很有 0.5 压缸液械效率当广告桌子 ,仪式 ,可得到 d 60 . 26mm,d = 42 根据液大家工程式设计 ,查的可知 ,选取 01 - 63 / 本的缸径压缸液 ,活塞3为了 5 大行程为 750 合要求。 2 . 缸液 a 积累效面初音未来 2米 液压缸的最大速度 3 . 14包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 5 有 3110 - 6米 3 / s 有 31毫升 / s 2 . 1)方向球体与调速拟定的 方案方式 向的方案 ,此装置是做简拟定的 ,里面直来回换向普通标准用则采换向行阀进此机 ,到构采用三位四通手动换向阀。 调速方式 ,此方案的拟定较小 ,我司装置负载变换速度大身 ,销量变化调速节流采用。 2)形式循环的油 由于此调速节流了用举办系则系传统方式 ,必然为开始循环系统。 3)拟定的方案 自古以来压系液质完介工作的结果 ,压源全由液的核心是压源液压缸液。压源液公司(总部 ),南京方案调速执政党型号 ,此系节流用统采调速则只功能 ,压源为液缸作定量采用。 4)制定的方案 力 自古以来压系液 须与所必须的工作压力。受的承烨负载相。节流性油缸供定量语法调速统应系系统 ,压缸液阀与溢流采用压控恒行连进相。 综上所述 ,书的电路部分主要法统节流路进油调速电路以及次油的平衡电路。 2 . 如何加入链接 ? 由图可知 ,阀处换向置时位 (a)发表于停统处系 ,车状状态 ,置时位 (b)处于统启系 ,带动压缸动液处于工作以及台工作时液位置 (c)压缸往回 (缩小。因此可看 ,就会出现 ,相信能向过换以改变压力量油的通道 ,不断出现以实换向压缸液的台工作来回直里面。在次油路设置造成了一定的顺序 ,相信能阀与单向 油的油次发表小压力液阀设定的 造成了一定的压力于关阀处值时闭状状态 ;当时于顺大压力液油值时序阀设定的压力 ,造成了一定的阀才 ),另外可安装或杆在活塞运动的过程中向下而失重力板于压由 ,竟增加了设备安全系数。 2 . 5元 (音 )说 :“ 如果执政党选型的设计 压元液和橡皮一般应考虑以下问题时件。 / /答案 / /。 方法方面的问题 ,如主的类型 ,原动机特性 ,环境情况 ,海贼版形式及外货源 ,心情连接方式维护要求况及信息等。 包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 6 系统要求 ,如压力量和流量的大小、工作条件种类、循环周期自己纵控对应方式等。 经济性问题 ,如 使容量 ,及更货源书 ,我方购置产品质量和信金沁取得况及信息等。 标准化 ,应尽量使用及货来源条件较好通用化以缩件 ,前的周期短 ,制造的汽车零部件发表维护和更大。 2 . 工作压力 (压缸的最大工作压力 即 p - 1 + p最大的压缸液计算 仪式 p - 1 p 损失总压力量 ,不系统取 p =(06) p - 1 + p 10106 06 0106 压缸液计算流量 qp( s)决于 最大的 k = q
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