挖掘机行走装置结构设计及部分零件加工工艺【PPT】【机械毕业设计论文说明书CAD图纸】.zip
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!【包含文件如下】【机械类设计类】CAD图纸+word设计说明书.doc【需要咨询购买全套设计请企鹅97666224】.bat中期检查表.doc全套图纸终.dwg外文翻译.doc工作总结.doc开题报告表.doc挖掘机行走装置结构及零件加工过程.docx教师选题报告表.doc文献综述.doc答辩ppt.pptx设计任务书.doc目 录摘 要Abstract第一章 前 言11.1 本课题的研究目的及意义11.2 挖掘机的国内、外现状与发展趋势1第二章 履带结构及组成22.1 履带结构主要设计参数及材料选择24第三章 支重轮结构及组成53.1 支重轮作用及结构组成53.2 支重轮零部件工艺过程67第四章 托带轮结构及组成84.1 托带轮作用及结构组成84.2 托带轮零部件工艺过程810第五章 引导轮结构及组成115.1 引导轮作用及结构组成115.2 引导轮零部件工艺过程1113第六章 驱动轮设计146.1 驱动轮作用146.2 驱动轮工艺过程15总 结16致 谢17参考文献18摘 要在国民经济建设中，特别是城市建设，土木工程，水利建设，道路建设，机场建设，采矿，码头建设，改良耕地和工程机械正在发挥越来越重要的作用。尽管有各种各样的建筑机械，但它们基本上可分为动力装置，行走装置和工作装置。挖掘机行走装置的主要功能是提供驱动挖掘机所需的驱动力。框架，行走装置和悬架是组成挖掘机行走装置的重要组成部分，因此挖掘机可以正常工作。本次设计着重分析了挖掘机行走装置中底盘的设计，并且附带了一部分动力部分的设计。本文在详细设计履带装置的基础上，设计了支重轮、驱动轮、托带轮、引导轮四轮一带的结构及其工艺过程，分析设计的各个轮子并对部分关键部件进行了设计和检查。关键词：工程机械，挖掘机，行走装置，张紧装置，工艺过程 15 届毕业论文（设计）中期检查表学院：应用技术学院 ； 填写日期： 2019年 4月 11日题目：挖掘机行走装置结构及零件加工过程学生姓名已完成的内容及比例：本次论文大体已经基本完成，主要内容包括：各部分三维建模，各部件二维图纸，各部件装配图，总结构装配图。目前图纸的一些小的方面在做局部调整。待完成的内容： 1、 论文制作2、 论文查重之后各部分的调整和修改3、 论文格式的修改4、 总体查找一遍5、 对相关的内容进行补充指导教师评议：（指出优点和不足，如有其它建议，可另附页） 指导教师签章： 年 月 日毕业论文（设计）领导小组评议： 组长签字（公章）： 年 月 日课题简介挖掘机历来为世界各国工程机械行业永恒不变的焦点，但由于其复杂的制造技术、内部结构以及投入产出比高的特点，长期以来挖掘机所配套的关键液压零部件技术被欧美日韩所掌控，我国在挖掘机产品上的技术与世界先进水平存在较大差距。而今，我国的挖掘机市场正在蓬勃发展，但是我们不具备核心技术和自主知识产权，在发动机、液压件、控制元件上等相关配套方面还要受制于人，因此，提高核心部件的国产化率、健全的配套体系就不可或缺了。设计方案： 1：根据要求，初步确定行走装置总体方案的设计。2：行走装置等有关参数和行走装置结构布置。3：行走机构传动方案。4：进行轴及其他相关部件选择，并对相关行走装置强度的计算。5：验算行走速度、爬坡能力。对行走稳定性进行验算。采用的方法:主要是根据公式计算法(查表法)以挖掘机的机重为指标，对现代挖掘机总体参数用概率的方法得出各主要参数的经验系数，以公式来确定挖掘机的各种参数，然后根据所得出的参数与给出的参数对比，求得最接近的设计参数。根据所得的数据进行CAD图纸的绘制，利用Pro/e软件将行走装置的零件进行三维装配，并进行仿真行走运动的模拟，通过三维仿真模拟检验设计参数的合理性。具体任务、内容及要求1.查阅资料，研究国内外现状2.行走装置等有关参数和行走装置结构布置3.进行各尺寸的计算和校对4.绘制图纸2张A05.撰写论文，字数不少于5000。6.参考文献：1李建功.机械设计M.4版.北京：机械工业出版社，2007,26322不详.机械工程手册M.机械工业出版社，1978,69783同济大学.工程机械底盘制造与设计M，北京：中国建筑工业出版社,1980,32374同济大学.单斗液压挖掘机M，北京：中国建筑工业出版社,1986,54595原思聪.机械工程CAD技术M，陕西科学技术出版社，2004,26426阎季常.浅议小型挖掘机液压件的发展J.森林工程,2001.17,42437刘鸿文.材料力学M.第三版，北京：高等教育出版社,2003.09,30328曹善华.液压挖掘机M.同济大学出版社,1989,50539成大先. 机械设计手册（第四版）.北京：化学工业出版社，2002,151910刘惟信.机械优化设计清华大学出版社,1993,495111同济大学.单斗液压挖掘机（第二版）.中国建筑工业出版社，1986.12,141812同济大学.铲土运输机械（第二版）.中国建筑工业出版社，1987.07,81213中国机械工程学会.中国机械设计大典.南昌：江西科学技术出版社2002.1,878914王锡殿.谈筑路小型液压挖掘机的发展J. 森林工程，2001.17（1）:424315阎季常.浅议小型挖掘机液压件的发展J.工程机械，2006.37（11）：485016Automobile engineers reference book,1956.192317 “bevel & Hypoid Gear Design Handbook Gleason”,1972.606418Digging control system for hydraulic excavator,2000.4448时间进度安排实习调研、查阅资料 第 1-2 周上机运算（绘图）第 3-4 周方案确定 第 5-6 周撰写说明书（论文）第 7-8 周设计计算（实验） 第 9-10 周上交设计（论文）第 11-12 周教研室主任签章： 毕业论文（设计）领导小组组长签章： 1.IntroductionInthecurrenttighteconomicenvironmentimprovingproductivityincivilengineeringconstructionworksisvital.Duetotheirversatilityandconvenience,hydraulicexcavatorscurrentlydominateconstructionequipmentfleetsoperatingatmostcivilengineeringworksites.Amongthetasksperformedbyhydraulicexcavators,leveldiggingorflatsurfacefinishingworksuchaspreparinghousingfoundations,reclamationofpaddyfields,orpipelaying,accountforalargepercentageofrequiredwork.Accordingly,improvingmachinecontrollabilityforleveldiggingcontributesdirectlytoincreasedworkeficiencyandreducedcost.Theautomaticdepthcontrolsystemwasdevisedinordertofacilitateleveldiggingwork.Thispaperdescribesthemethodandbenefitoftheautomaticdepthcontrol.2.ConstitutionofahydraulicexcavatorHydraulicexcavatorsconsistofthreemainparts:undercarriage,upperstructureandfrontattachment.(seeFig.l).Theupperstructurerotatesontheundercarriage.Thebackhoefrontattachmentofahydraulicexcavatorconsistsofthreemajorparts:boom,arm,andbucket.TheoperationleverarrangementofhydraulicexcavatorisshowninFig.2.Theoperationofboom,arm,bucket,swing,andtraveling,arecarriedoutbytheoperationleversinstalledinoperatorcab.Eachpartinthefrontattachmentisactuatedbyindividualhydrauliccylinder(s)(seeFig.1),allowingtheboom,arm,andbuckettoothtipstodescribecirculararcs.Therefore,whendiggingorfinishinggroundsurfaceslevelusingthebackhoefrontattachment,theboomtipheightmustbecontrolledsothatthebuckettoothtipscanbemovedhorizontally.ThehydraulicexcavatorworkcycleofgeneralditchdiggingisshowninFig.3.Theworkcycleiscarriedoutrepeatedly.(a)Positioninginthediggingposition.(b)Diggingorleveldigging.(c)Movingtothelettingoutposition.-(d)Lettingoutsoil.-+(a)Positioninginthediggingposition.Ahydraulicexcavatorneedstoperformtheseseriesofactionssmoothly.Espe-ciallyduringleveldiggingworkwheredelicateoperationisrequiredinmaintainingthediggingtargetdepth.And,astheobjectisearthandsand,thiscannotbecarriedoutunderregularconditionsrequiringahydraulicexcavatortoadaptaccordingly.Thisfactmakesautomaticdiggingcontroldifficultforhydraulicexcavators.Thecomplexactionofboom,andarm,becomesdificulttoworkinsituationswheretheoperatorcannotseethediggingface.3.DevelopmentconceptWeconsideredthefollowingconceptsduringthedevelopment.Typicalmaneuveringshouldfeelnatural.Conventionalboomheightauto-controlsystemsfunctionbymanuallyturningontheswitchwhenthebuckettoothtipsreachthedesiredposition(depth).Thismeansthatthemachineoperatormustswitchfrommanualtoautomaticoperationalternatelyandoperationisdiscontinuousandbothersome.Automaticdepthcontrolledexcavationshouldbeassimpletooperateasmanualexcavationandbeeffectiveinlimitingdiggingtothetargetdepth.Thenewlyde-velopedfrontattachmentcontrolsystemhasimprovedsmoothnessinmodechangebetweenmanualandautomaticcontrol.Simpledevicesconstitution.Forautomaticcontrol,weintendedtomakethesystemassimpleaspossibleanddesignedthecontrolsystembasedonconventionalhydraulicsystems.4.AutomaticdepthcontrolThebasicoperationprincipleofthenewcontrolsystemisshowninFig.4.Op-erationisstartedafterthedesireddiggingdepthispre-setbythecontroller.Theboomandarmfunctionscanbemanuallyoperatedbymovingthecontrolleversuntilthebuckettoothtipsreachthepre-setdiggingdepth.Thesystemcontrollercalculatesthebuckettoothtippositionbysignalssentfromsensorslocatedoneachcomponentofthefrontattachment.Inaddition,thecontrollercalculatesthebucketmotionspeedanddirectioninresponsetooperationsignalsfromthearmandboomcontrollevers.Whenthebuckettoothtipsapproachthepre-setdiggingdepth(enteringthebufferzone),thecontrollerautomaticallydeliverstheboomcontrolsignalsothatthebuckettoothtipsaremovedalongthepre-setdepthlinewithoutoperatingselectionswitch.Thisfunctionisrealizedbyautomaticboommovementcontrol.Incasetheoperatorisdiggingtheupperareafromthepre-setdepth,thefrontat-tachmentsmoveaccordingtothecontrolleveroperation.Incasetheoperatormovesthecontrollevertodigmoredeeplythanthepre-setdepth,theboomisautomati-callyraisedsothatthebuckettoothtipsmovealongthehorizontalpre-setdepth.Theinclinationsensorisfixedtothebodysothatitispossibletodiganabsolutehorizontalplaneevenifthemachinebodytiltsbackandforth.ThefrontmovementbythisfunetionisshowninFig.5asanexample.Fig.5(a)showsthearm-inoperationmovementclosetothepre-setdepth.Inthisoperation,thearmmovesintheupperareatothepre-setdepth.Whenthebucketapproachesthepre-setdepth,theboomisautomaticallyraisedaccordingtothearmvelocity,andhorizontalplaneisobtained.Whenthearmpassesthearmverticalposition,thearmmovesupfromthepre-setdepthaccordingtomanualleveroperationbecausetheboomisnotautomaticallyloweredinthisautomaticcontrol.Fig.5(b)showsthatarminandboomdownoperationarecarriedoutatthesametime.Inthiscase,thecontrolunitmakestheboomdownoperationsignalzeroandoutputstheboomupsignaltomatchthearmvelocity.Whenthearmpassesthearmverticalposition,theboomdownoperationsignalbecomesgraduallyeffective.Theboomdownvelocityisautomaticallycontrolledaccordingtoarmvelocitysoasnottoexceedthepre-setdepthandthisfacilitatesleveldiggingalongthepre-setdepth.Itthusbecomespossibletohavelonglevelexcavationswhileoperatingthearminandboomdown.5.ControlsystemTheoutlineofthecontrolsystemisshowninFig.6.Inthissystem,thefollowingpartsareinadditiontothestandardhydraulicexcavator.Boomanglesensorthatdetectstheangleofboomtotheupperstructure;armanglesensorthatdetectstheangleofarmtotheboom;bucketcylinderstrokesensorthatdetectsthebucketcylinderstrokelength,pilotpressuresensorthatdetectstheoperationsignal;angleofinclinationsensorthatdetectstheupperstructuretilttobackandforth;controlunit;operationpanel;eachsettingswitch;solenoidpro-portionalvalvetorevisepilotpressure.Solenoidproportionalvalveblockislocatedbetweenthepilotcontrolvalveandmaincontrolvalve.Itcorrectstheoilpressureofthepilotcontrolvalveinaccor-dancewiththecontrolcomputationvalue.Whendepthlimiteddiggingcontrolisnotbeingoperated,orwhenthebucketisoutofthepre-setdepthlimit,thesolenoidproportionalvalvedoesnotcorrectthepilotcontrolvalveoilpressure.Onlywhenthebucketisclosetothepre-setdepthduringautomaticcontrol,thesolenoidproportionalvalvecorrectstheoilpressure.6.SettingoftargetdepthusingexternaldatumlevelWorksuchaspreparinghousingfoundationandreclamationoflandrequireuniformdepthdiggingwhilecontinuouslymovingthehydraulicexcavator.Atjobsiteswithunevengroundandwhenthemachinebodyheightchangesalongwiththemovementofthemachinebodyitisdificulttoformasamedepthplaneinawideareabyusingthemachinebodydatumlevel.Therefore,tomakedepthlimiteddiggingcontrolmoreeffective,weintroducedtheexternaldatumlevelmethodthatcanbesettoatargetdepthfromtheexternaldatumlevel.Asanexternaldatumlevel,weusedacommonlasertransmitterthatispopularinsurveywork.TheprincipleisshowninFig.7.Theoperatormovesthefrontattachmentssoastoadjustthedatumlevelsettingpointofthefrontattachmenttotheexternalstandardheight.Thecontrolunitcalculatesandstoreshfheightfromtheexternaldatumleveltothemachinebodydatumlevel.Theoperatorentersthetargetdepthhrfromtheexternaldatumlevelusingtheoperationpanel.Thefirstsetupisfinished,andwecandigwiththeassumptionthatdepthlimiteddiggingcontroliseffective.Incaseswhenthemachinebodyheightchangesasthebodymovestodig,theoperatoradjuststhedatumlevelsettingpointofthefrontattachmenttotheexternaldatumlevel.Thecontrolunitthenrecalculatesandstorestheheighthfofexternaldatumleveltothemachinebodydatumlevelagain.Thecontrolunitdoesthediggingcontrolofthehrdepthbasedonthenewlycalculatedexternaldatumheighthf.Thisrepetitionofoperationsmakepossibletodigawideareawithregulardepthhrfromexternaldatumlevel,eveniftheheightchangesbythemovementofthemachinebody.Conventionallyinworksiteslikethis,bothdiggingworkandthesurveyofex-cavationdepthareneeded.Thisdepthlimiteddiggingcontrolusinganexternaldatumlevelmakespossibletoreducethedepthmeasurementworkbyasupple-mentaryworker.ThesettingsituationofexternaldatumlevelusingalasertransmitterandalasertransmitterisshowninFigs.8and9.Incaseswhereweusealasertransmitterasanexternaldatumlevel,wefixalaserreceivertothedatumlevelsettingpositionofthefrontattachment.Operatorconfirmsthereceiptoflaserbyusingthisreceiverandsetsuptheexternaldatumlevel.Usingalasertransmittermakespossibletosetupanexternaldatumlevelinawideareaeasilyandaccurately.7.DiggingtestresultandstudyLeveldiggingtestresult.Fig.10showstheresultsofthediggingtestthatahy-draulicexcavator(12tclass)dugusingalasertransmitterasexternaldatumlevel.Thediggingdistancewasl6m.Asthemachinebodymovedwithintheexcavationareatheoperatorrenewedthesettingofexternaldatumlevel.Thetestparameterwasapre-setdepthof2.2and2.6mfromtheexternaldatumlevel.Thetestresults.areshowninFig.4.Thetestresultsshowthemeasurementresultoftheheightfromtheditchbasetolaserdatumlevelbyusingstaffequippedwiththelaserreceiver.Themeasuringresultsaresurveyedfromthediggingdistanceof16m.Thediferenceoftheactualexcavationdepthtothetargetdepthwaswithintherangeof+10cm.Fromthisresult,theefectofthedepthlimiteddiggingcontrolusingexternaldatumlevelwasconfirmed.Usertest.Theconstructionworkwasthemainsewerundergroundconstructionworkinsideanindustrialestate.ThemethodofconstructionisshowninFig.ll,andthesituationofthejobsiteisshowninFigs.12and13.Ditchexcavationsforsewerundergroundconstructionneedagentleslope(seeFig.ll).Inthiscase,thelaserbeamisgiventhecoordinatesofthetargetgradientbeforehand.Theexternaldatumlevelisrenewedinthepreviousmentionedwaywhenthehydraulicexcavatormoves.Inthisdiggingmethodthereisasmalldepthdifferencebetweenhorizontalplanes.Asslopesaretypicallyabout0.l-l%gradient,depthdifferenceshouldnotposeaprobleminajobsitelikethis.Theevaluationoftheuser:(a) Sufficientexcavationaccuracyandpracticaltouseforcivilengineeringwork.(b) Itispossibletodigalongthepre-setdepthwithoutstoppingmovement.(c)Easeofdiggingwithsenseofsecurity.(d)Workefficiencyimprovedbyreducingdepthmeasurements.(e)Theoperationfeelingisimproved.1.简介在当前紧张的经济环境中，提高文明工程建设工作的生产力至关重要。由于其多功能性和便利性，液压挖掘机目前主导着在大多数土木工程工作场所运营的建筑设备车队。在液压挖掘机执行的任务中，水乎挖掘或平面修整工作(例如准备房屋基础，稻田回收或管道铺设)占所需工作的大部分。因此，改进机器可控性以进行水平挖掘直接有助于提高工作效率并降低成本。设计了自动深度控制系统以便于水平挖掘工作。本文介绍了自动深度控制的方法和优点。2.液压挖掘机的构造液压挖掘机由三个主要部分组成:起落架，上部结构和前部附件。上部结构在底盘上旋转。液压挖掘机的反铲前部附件由三个主要部分组成:吊杆，臂和铲斗。液压挖掘机的操作杆装置。动臂，斗杆，铲斗，摆动和行驶的操作由操作员驾驶室内安装的操作杆进行。前部附件中的每个部件均由单独的液压缸驱动，允许臂，臂和铲斗齿尖描述圆弧。因此，当使用反铲装置附件挖掘或精加工地面时，必须控制吊杆末端高度，以使铲斗齿尖可以水平移动。一般挖沟的液压挖掘机工作循环反复进行。(a)定位在挖掘位置。(b)挖掘或水平挖掘。(c)搬到出租位置。(d)放出土壤。.+(a)定位在跳跃位置。液压挖掘机需要顺利地执行这些系列动作。特别是在水平挖掘工作期间，在维持挖掘目标深度时需要精细操作。并且，由于物体是泥土和沙子，这不能在常规条件下进行，这需要液压挖掘机相应地适应。这一事实使得液压挖掘机的自动挖掘控制变得困难。在操作员看不到挖掘面的情况下，动臂和臂的复杂动作变得很难。3.发展理念我们在开发过程中考虑了以下概念。典型的机动应该感觉自然。当铲斗齿尖达到所需位置(深度)时，通过手动打开开关，传统的动臂高度自动控制系统起作用。这意味着机器操作员必须交替地从手动操作切换到自动操作，操作不连续且麻烦。自动深度控制挖掘应该像手工挖掘-样简单，并且有效地限制挖掘到目标深度。新开发的前附件控制系统改善了手动和自动控制之间模式变化的平滑性。简单的设备构成。对于自动控制，我们打算使系统尽可能简单，并设计基于传统液压系统的控制系统。4.自动深度控制新控制系统的基本工作原理。操作在控制器预先设定所需的挖掘深度后开始。通过移动控制杆可以手动操作动臂和臂功能，直到铲斗齿尖达到预设的挖掘深度。系统控制器通过从位于前附件的每个部件上的传感器发送的信号计算铲斗齿尖位置。此外，控制器响应来自臂和臂控制杆的操作信号计算铲斗运动速度和方向。当铲斗齿尖接近预设的挖掘深度(进入缓冲区)时，控制器自动传递动臂控制信号，使得铲斗齿尖沿预设深度线移动而不操作选择开关。该功能通过自动动臂运动控制实现。如果操作员正在从预设深度挖掘上部区域，则前部附件根据控制杆操作移动。如果操作员将控制杆移动到比预设深度更深的位置，则动臂会自动升起，使铲斗齿尖沿水平预设深度移动。倾斜传感器固定在车身上，以便即使机体前后倾斜，也可以挖掘一个绝对的水平面。(a)示出了接近预设深度的臂入操作运动。在该操作中，臂在上部区域中移动到预设深度。当铲斗接近预设深度时，臂根据臂速自动升高，并获得水平面。当手臂通过手臂垂直位置时，根据手动操作杆操作，手臂从预设深度向上移动，因为在该自动控制中动臂不会自动降低。(b)显示了同时进行臂进和下臂操作。在这种情况下，控制单元使动臂下降操作信号为零，并输出动臂上升信号以匹配臂速度。当手臂经过手臂位置时，动
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