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WY100 液压 履带 挖掘机 工作 装置 设计 CAD 开题

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XX设计（XX）开题报告 论文题目： WY100液压履带挖掘机工作装置设计 专 业： 指导教师： 学生姓名： 学 号： 毕业时间： 20XX年6月 XXXXX一、选题依据（目的、意义、国内外研究现状、学术准备情况、研究思路及方法）1目的、意义本课题针对WY100液压履带式挖掘机的总体设计、工作装置设计进行了重点研究。目的在于阐明WY100液压履带式挖掘机铲斗挖掘时的受力状况，工作装置的设计，根据对挖掘阻力的分析，为进一步分析研究挖掘机工作装置的强度提供证据。液压挖掘机工作装置是完成液压挖掘机各项功能的主要构件,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。因此，对挖掘机的设计和研究就显得非常重要，也很具备实际意义。2.国内外研究现状（1）国外研究现状西方的挖掘机机器设备生产加工的总体的历史比较的长，液压类型的挖掘作业技术的慢慢的成熟使挖掘机机器设备得到很好的发展。德国民族属于世界领域上比较开发研究挖掘机机器设备的民族，1954年和1955年德国民族的德马克企业和利渤海尔企业依次开发研究全液压类型的驱动形式的挖掘机机器设备；美国名族是继德国民族之后生产加工挖掘机机器设备总体的基本历史最长、数量规模也最大、品种类型也最多和技术的综合水平位于领先水平的民族。（2）、国内现状：在一九五八年的时候我们国家开始了液压驱动形式的挖掘机机器设备的研制开发的作业，之后有效的开发出一系列较为成熟的设备。当时由于在配件如发动机结构部件、液压类型的零件及企业自身的基本条件的综合的影响，他的基本质量以及产量还很大程度上面达到应有的水平，和西方国家的同类的产品设备进行比较也存在很大的差距。我们国家液压驱动形式的挖掘机机器设备的研究以及发展动向需要体现在以下几个的基本方面：（1）提高作业的基本效率大小，降低整体的能源的消耗。（2）提高相关的技术方面性能以及控制作业的性能。（3）发展对应的集成性能、复合性能、小型类型化、轻化元件。（4）开展液压形式的自动类型的控制方面技术的研究以及开发。3、学术准备情况本课题是机械式挖掘机工作装置设计。在确定自己本课题所研究的题目后，从指导老师处了解到本课题的研究内容和要实现的目标。通过老师的指导，我明确了自己每个阶段的任务，需准备的材料，需查阅的资料等等。4、本选题研究方法及思路研究方法：挖掘机工作装置主要有动臂、斗杆和铲斗，斗杆有整体式和组合式两种，大多数挖掘机斗采用整体式斗杆，当需要调节斗杆长度或杠杆比时采用更换斗杆的办法，或者在都赶上设置2-4个可供调节时选择的与动臂端不铰接的孔。由于工作半径、最大高度和最大深度的不同工作装置都有不同的参数。通过计算算出一个工况的工作参数，再通过编程算出各个工况的工作参数。 首先用已知数据计算出一个工况的合理性之后，再运用软件CAD模拟出各个工况的工作参数曲线，以验证所设计的动臂、斗杆和铲斗的参数都是合理的。在这里主要模拟出斗杆的工作参数在各个工况都是合理的。最后通过合理的设计分析，选择最优的工作参数，使得挖掘机的工作装置能够适合多种复杂的工况，低功耗，高功率。特别是通过斗杆挖掘工况挖掘性能的分析，使得挖掘机的斗杆更进一步的优化。研究思路：1、工作装置结构形式的选择。2、工作装置运动和受力分析。二、论文结构框架1、论文提纲摘要1. 绪论2. 总体设计3. 挖掘机机器设备作业阻力载荷4. 工作装置设计5. 工作装置的受力载荷分析和强度求解分析6. 工作机构液压体系设计7. 总结致谢 2、参考文献1 吴永平等.工程机械设计机 北京 化学工业出版社 2007. 2 李宏、张钦良. 卡特挖掘机设计技术.北京,化学工业出版社,2017.3 吴庆鸣 何小新 工程机械设计 武汉 武汉大学出版社 2006.4 杨国平 现代工程机械技术 北京 机械工业出版社 2016.5 戴群亮 计算机科学与技术系 北京清华大学 章二平 蔡登生 广西柳工机械股份有限公司 智能化液压挖掘机的研究与应用6 工程机械设计7 张仁敬 基于ANSYS和Proe的WY22挖掘机工作装置的分析 8 吴宗泽、罗圣国机械设计课程设计手册高等教育出版社，2006.5 9 濮良贵、纪名刚机械设计高等教育出版社，2000.12 10 吴宗泽主编. 机械设计师手册机械工业出版社，2002 11 周四新和青芳著.Pro/ENGINGEER Wildfire 3.0基础设计M.北京电子工业出版社2017.1 12 秦长海夏素民白乔等.Pro/ENGINGEER Wildfire 3.0 中文版 范例教M.北京清华大学出版社,2016.10 13 梁玲赵春章.中文版Pro/ENGINGEER Wildfire 4.0 实用教程M.北京清华大学出版社2008.2 14 孔德文等.液压挖掘机-工程机械设计与维修丛书M.北京化学工业出版社2007.1 15 陈军科.液压挖掘机行业现状及发展方向.中小企业管理与科技2009.5:13三、论文写作安排2018.3.21-2018.3.31 英文资料翻译2018.4.1-2018.4.10 写开题报告2018.4.11-2018.4.25 方案选择及总体设计2018.4.26-2018.5.9 绘制总图2018.5.10-2018.5.17 工作装置设计2018.5.18-2018.5.25 工作装置运动及受力分析计算2018.5.26-2018.5.30 绘制零件图纸2018.5.31-2018.6.8 准备论文及答辩（三）答辩四、审核意见指导教师意见： 1、通过 2、完善后通过 3、未通过指导教师（签字） 年 月 日系部（专业）意见： 1、通过 2、完善后通过 3、未通过 负责人（签字） 年 月 日WY100液压履带挖掘机工作装置设计,一、选题依据（目的、意义、国内外研究现状、学术准备情况、研究思路及方法）,1目的、意义本课题针对WY100液压履带式挖掘机的总体设计、工作装置设计进行了重点研究。目的在于阐明WY100液压履带式挖掘机铲斗挖掘时的受力状况，工作装置的设计，根据对挖掘阻力的分析，为进一步分析研究挖掘机工作装置的强度提供证据。液压挖掘机工作装置是完成液压挖掘机各项功能的主要构件,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。因此，对挖掘机的设计和研究就显得非常重要，也很具备实际意义。,2.国内外研究现状,（1）国外研究现状西方的挖掘机机器设备生产加工的总体的历史比较的长，液压类型的挖掘作业技术的慢慢的成熟使挖掘机机器设备得到很好的发展。德国民族属于世界领域上比较开发研究挖掘机机器设备的民族，1954年和1955年德国民族的德马克企业和利渤海尔企业依次开发研究全液压类型的驱动形式的挖掘机机器设备；美国名族是继德国民族之后生产加工挖掘机机器设备总体的基本历史最长、数量规模也最大、品种类型也最多和技术的综合水平位于领先水平的民族。,（2）、国内现状：在一九五八年的时候我们国家开始了液压驱动形式的挖掘机机器设备的研制开发的作业，之后有效的开发出一系列较为成熟的设备。当时由于在配件如发动机结构部件、液压类型的零件及企业自身的基本条件的综合的影响，他的基本质量以及产量还很大程度上面达到应有的水平，和西方国家的同类的产品设备进行比较也存在很大的差距。我们国家液压驱动形式的挖掘机机器设备的研究以及发展动向需要体现在以下几个的基本方面：（1）提高作业的基本效率大小，降低整体的能源的消耗。（2）提高相关的技术方面性能以及控制作业的性能。（3）发展对应的集成性能、复合性能、小型类型化、轻化元件。（4）开展液压形式的自动类型的控制方面技术的研究以及开发。,本课题是机械式挖掘机工作装置设计。在确定自己本课题所研究的题目后，从指导老师处了解到本课题的研究内容和要实现的目标。通过老师的指导，我明确了自己每个阶段的任务，需准备的材料，需查阅的资料等等。,3.学术准备情况,4、本选题研究方法及思路,研究方法：挖掘机工作装置主要有动臂、斗杆和铲斗，斗杆有整体式和组合式两种，大多数挖掘机斗采用整体式斗杆，当需要调节斗杆长度或杠杆比时采用更换斗杆的办法，或者在都赶上设置2-4个可供调节时选择的与动臂端不铰接的孔。由于工作半径、最大高度和最大深度的不同工作装置都有不同的参数。通过计算算出一个工况的工作参数，再通过编程算出各个工况的工作参数。首先用已知数据计算出一个工况的合理性之后，再运用软件CAD模拟出各个工况的工作参数曲线，以验证所设计的动臂、斗杆和铲斗的参数都是合理的。在这里主要模拟出斗杆的工作参数在各个工况都是合理的。最后通过合理的设计分析，选择最优的工作参数，使得挖掘机的工作装置能够适合多种复杂的工况，低功耗，高功率。特别是通过斗杆挖掘工况挖掘性能的分析，使得挖掘机的斗杆更进一步的优化。,研究思路：,1.工作装置结构形式的选择2.工作装置运动和受力分析,二、论文结构框架1、论文提纲摘要1.绪论2.总体设计3.挖掘机机器设备作业阻力载荷4.工作装置设计5.工作装置的受力载荷分析和强度求解分析6.工作机构液压体系设计7.总结致谢,2.参考文献,1吴永平等.工程机械设计机北京化学工业出版社2007.2李宏、张钦良.卡特挖掘机设计技术.北京,化学工业出版社,2017.3吴庆鸣何小新工程机械设计武汉武汉大学出版社2006.4杨国平现代工程机械技术北京机械工业出版社2016.5戴群亮计算机科学与技术系北京清华大学章二平蔡登生广西柳工机械股份有限公司智能化液压挖掘机的研究与应用6工程机械设计7张仁敬基于ANSYS和Proe的WY22挖掘机工作装置的分析,8吴宗泽、罗圣国机械设计课程设计手册高等教育出版社，2006.59濮良贵、纪名刚机械设计高等教育出版社，2015.1210吴宗泽主编.机械设计师手册机械工业出版社，200211周四新和青芳著.Pro/ENGINGEERWildfire3.0基础设计M.北京电子工业出版社2017.112秦长海夏素民白乔等.Pro/ENGINGEERWildfire3.0中文版范例教M.北京清华大学出版社,2007.1013梁玲赵春章.中文版Pro/ENGINGEERWildfire4.0实用教程M.北京清华大学出版社2008.214孔德文等.液压挖掘机-工程机械设计与维修丛书M.北京化学工业出版社2007.115陈军科.液压挖掘机行业现状及发展方向.中小企业管理与科技2009.5:13,三、论文写作安排,2018.3.21-2018.3.31英文资料翻译2018.4.1-2018.4.10写开题报告2018.4.11-2018.4.25方案选择及总体设计2018.4.26-2018.5.9绘制总图2018.5.10-2018.5.17工作装置设计2018.5.18-2018.5.25工作装置运动及受力分析计算2018.5.26-2018.5.30绘制零件图纸2018.5.31-2018.6.8准备论文及答辩, WY100液压履带挖掘机工作装置设计摘要液压驱动形式挖掘机机器设备是工程领域机械设备里很重要一种，拥有比较高技术方面含量。工作装置是液压驱动形式挖掘机机器设备主要结构，机构每个基本铰点以及他具体结构方面设计，决定了液压驱动形式挖掘机机器设备作业总体性能，影响他最后使用过程里面性能好坏。本文设计的题目是WY100基本型号液压形式履带结构挖掘机机器设备总体结构及作业机构设计研究。这种类型的挖掘机与其他机器比，因有较好的基本性能而使用最为广泛，对松软类型基本地面或沼泽形式地带还能够运用加宽形式、加长形式以及浮式结构履带部件来降低接地作业总体比压大小。本文设计基本内容有：挖掘机机器设备总体类型及发展概况、液压驱动形式挖掘机机器设备总体结构设计，作业阻力载荷求解分析、工作机构设计、液压驱动形式挖掘机机器设备工作机构受力载荷分析和强度大小校核、挖掘机机器设备作业装置液压系统设计。关键词：液压；挖掘机；工作机构；液压系统I- I - AbstractThe hydraulic drive type excavator machine equipment is one of the most important equipment in the engineering field, which has high technical content. The working device is the main structure of the hydraulic excavator machine equipment. The basic hinge points of each mechanism and the design of his specific structure determine the basic factors of the basic performance level of the operating mechanism, which determines the overall nature of the operation of the excavator machine equipment in the form of hydraulic drive. The topic developed in this paper is the overall structure of the excavator machine equipment, the design of the operating mechanism and the simulation analysis of the movement of the crawler structure of the basic model of WY100. This type of excavator machine equipment is compared with other structural type excavator machines. It is the most widely used because of its good basic performance. It can also use widening, lengthening and floating structure tracked parts to reduce grounding for the basic ground or swamp forms of the soft type. The overall ratio of pressure to the industry.The basic contents of this article are as follows: the general type of the excavator machine equipment and the general situation of the development operation, the overall structure of the hydraulic driving form of the excavator machine equipment, the solution analysis of the working resistance load of the excavator machine equipment, the working mechanism of the hydraulic driving form of the excavator machine equipment. The force load analysis of the working mechanism of the machine equipment of excavator and the design of the hydraulic system of the machine equipment working device of the excavator.Key words: Hydraulic; excavator; working mechanism; hydraulic systemIII- III - 目 录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 挖掘机的分类11.2 设计题目简介21.2.1 国外发展现状21.2.2 国内发展概况3第2章 总体设计42.1 总体方面的设计的内容及设计的基本原则42.2 液压驱动形式的挖掘机机器设备的主要参数和选择42.2.1单斗液压驱动形式的挖掘机机器设备的关键参数52.2.2总体的基本参数大小的确定52.2.3初选履带结构部件62.2.4其他参数的选择与求解分析7第3章 挖掘机机器设备作业阻力载荷103.1 工作液压缸结构部件的理论上面的挖掘力载荷大小103.2 铲斗结构部件油缸的理论上面的挖掘力载荷103.3 斗杆结构的液压缸工作部件的理论上面挖掘力载荷11第4章 工作装置设计124.1 反铲形式的作业机构结构方案的确定124.1.1 确定动臂结构部件的结构形式124.1.2 确定斗杆结构部件的结构形式134.1.3斗杆结构的液压缸工作部件的布置134.1.4动臂结构部件与斗杆结构部件长度比大小的确定134.1.5确定铲斗结构部件的结构形式的斗齿的安装结构基本要求144.1.6铲斗的结构部件与液压缸工作部件的连接作业的基本形式144.1.7液压缸结构部件参数大小的确定154.2 铲斗结构部件的设计154.3动臂结构部件机构的设计174.4斗杆结构部件机构的设计22第5章 工作装置的受力载荷分析和强度求解分析245.1 铲斗结构部件及铲斗结构部件连杆作业机构分析245.2 斗杆结构部件及斗杆作业机构分析265.2.1 工况一265.2.2 工况二315.3 动臂结构部件及动臂结构部件的机构分析345.3.1 工况一345.3.2工况二37第6章 工作机构液压体系设计406.1 挖掘机机器设备工况特点和对液压体系的基本要求406.1.1挖掘机机器设备工况特点406.1.2对液压体系的要求406.2定量体系416.3液压驱动形式的挖掘机机器设备的基本回路和辅助回路416.3.1基本回路416.3.2辅助类型的回路426.4液压体系图42结 论43参考文献45致 谢47附 录1 原理图说明书48附 录2 部分源程序49 V- V - 第1章 绪论1.1 挖掘机的分类液压驱动形式的挖掘机机器设备种类十分的，能够从不同的基本角度对其类型予以分类。（1）结合液压驱动形式的挖掘机机器设备主要机构传动作业的类型分类。结合液压驱动形式的挖掘机机器设备主要作业机构是不是都运用液压形式的传动结构，分为全液压形式的传动结构和非全液压形式的（或称半液压）传动结构两种。若挖掘作业、回转作业、行走作业等几个重要的作业机构的动作都是液压形式的传动作业，那么属于全液压形式的驱动作业的挖掘机机器设备。通常说来，这种基本区别一般表现在行走作业装置上面。对液压驱动形式的挖掘机机器设备来说，作业机构及回转作业机构都是液压形式的传动结构，仅仅有行走作业机构部分为液压形式的传动类型，部分为机械形式的传动类型。（2）结合行走装置的类型分类结合行走作业装置的不同，液压驱动形式的挖掘机机器设备能够分为履带结构类型、轮胎结构类型、汽车结构类型、悬挂结构类型及拖式结构类型。（3）结合工作机构分类结合工作机构的基本结构不一样，能够分为铰接结构类型和伸缩臂结构类型挖掘机机器设备。铰接结构类型工作装置使用的比较的普遍。这种类型的挖掘机机器设备的作业装置靠每个基本构件绕铰点位置的转动作业来予以完成作业动作。图1.1 液压挖掘机1.2 设计题目简介1.2.1 国外发展现状西方的挖掘机机器设备生产加工的总体的历史比较的长，液压类型的挖掘作业技术的慢慢的成熟使挖掘机机器设备得到很好的发展。德国民族属于世界领域上比较开发研究挖掘机机器设备的民族，1954年和1955年德国民族的德马克企业和利渤海尔企业依次开发研究全液压类型的驱动形式的挖掘机机器设备；美国名族是继德国民族之后生产加工挖掘机机器设备总体的基本历史最长、数量规模也最大、品种类型也最多和技术的综合水平位于领先水平的民族。在现代化的当今社会，世界人民正在大量的将一系列的机器设备等用到日常的工作、生活以及学校当里面，这是基于机械设备能够有效的提高事物的完成质量以及基本作业的效率、降低人民在基本的作业过程里面的劳动工作强度大小。与此之外，机械设备的生产不仅能够有效的适应单一品种大规模的生产模式也能够适应多类型的品种的小批量类型的生产作业，只有合理有效的使用机械设备才能够达到产品结构的标准化类型的生产、系列化类型的生产、以及通用化类型的生产，也能够有效的提高物料生产作业的机械化作业程度、电气化作业程度和自动化作业程度。那么大规模的研究设计以及生产制造不同种类与时俱进的机械设备是促进我们国家的基本经济实力发展，加快我们国家的社会主义的基本现代化的建设的一个十分重心的任务。一台现代化的机器设备里面，往往集成了机械基本结构、电气控制总成、气动控制总成、液压控制总成等多方面的元素，但一个机器设备的基础结构也就是主体结构往往还是机械体系。不管我们拆解任何一台机器设备，我们总能够发现，一般的机械体系往往是由系列的机构予以构成，里面的每个基本的机构往往又拥有多个不同种类的零件，故一个机器设备的机械体系通常都市由多个不同种类的零件予以组合而成的。单斗形式的液压驱动形式的挖掘机机器设备有以下的趋势：（1）向大型的基本方面予以发展的同一时间向微型化的基本方向予以发展；（2）更为宽广的运用节能方面的基本技术；（3）不断提高作业的可靠性能和使用的基本寿命大小；（4）工作机构的总体结构不断进行完善，作业的基本范围不断的进行加大。（5）由内燃机机器设备的驱动作业向电力类型的驱动作业予以发展。（6）液压体系不断的晚上，液压类型的元件不断的进行更新发展。（7）使用微电子、气、液等类型的机电一体形式的综合方面的技术。（8）增大铲斗结构部件的作业容量大小，加大整体作业的功率大小，提高生产加工作业的效率大小。（9）人机工程学相关的知识在设计里面的十分充分运用。1.2.2 国内发展概况在一九五八年的时候我们国家开始了液压驱动形式的挖掘机机器设备的研制开发的作业，之后有效的开发出一系列较为成熟的设备。当时由于在配件如发动机结构部件、液压类型的零件及企业自身的基本条件的综合的影响，他的基本质量以及产量还很大程度上面达到应有的水平，和西方国家的同类的产品设备进行比较也存在很大的差距。我们国家液压驱动形式的挖掘机机器设备的研究以及发展动向需要体现在以下几个的基本方面：（1）提高作业的基本效率大小，降低整体的能源的消耗。（2）提高相关的技术方面性能以及控制作业的性能。（3）发展对应的集成性能、复合性能、小型类型化、轻化元件。（4）开展液压形式的自动类型的控制方面技术的研究以及开发。（5）加强通过提高安全作业的性能和环境方面的基本保护作为目的研究作业的开发。（6）提高液压类型的零件和体系的作业的可靠性能。（7）标准作业化和多样作业化。（8）开展液压体系设计的基本理论以及体系的性能方面的分析以及研究。- 61 - 第2章 总体设计2.1 总体方面的设计的内容及设计的基本原则结合液压驱动形式的挖掘机机器设备设计相关任务的基本要求，并予以液压驱动形式的挖掘机机器设备的总体结构方面的设计工作。（1）制定相关的设计方面的任务书，确定设计开发的基本思想以及原则，并提出整机设备的结构方面方案的最初的基本设想；（2）液压的驱动形式的挖掘机机器设备主要的基本参数大小的确定；（3）液压驱动形式的挖掘机机器设备各关键的机构的结构方面的方案确定；（4）每个主要的基本机构作用载荷、速度大小、功率大小等分析求解分析；（5）液压体系的确定；（6）液压驱动形式的挖掘机机器设备的总体的平衡性能、稳定性能、生产作业的效率以及其他总体的本特性的分析求解分析等。2.2 液压驱动形式的挖掘机机器设备的主要参数和选择单斗液压驱动形式的挖掘机机器设备的关键参数表明了挖掘机机器设备的规格和关键的技术方面的性能。关键的参数大小及选择基本依据是：（1）设计的相关任务书所需要的的铲斗结构部件容量大小、使用的用途和作业的基本要求，作业的环境条件等；（2）有关国内外相同的结构类型、同等级液压驱动形式的挖掘机机器设备的技术方面的资料，国家民族或者企业的系列的相关的标准；（3）理论上面的分析以及经验方面的求解分析；（4）主要的基本单位的要求和制造企业的的生产作业的条件等。合理的关键的参数应满足下面的条件：（1）满足使用的基本要求实用的基本性能；（2）适合于生产加工的厂商的加工的基本条件可能性；（3）充分运用发动机结构部件的功率大小经济性能；（4）与西方国家的同类型产品设备进行比较拥有较为先进的技术方面的经济指标和可靠性能的作业的性能先进性能。基本参数的确定途径：（1）比拟作业法（2）经验表达式法（3）结合相关的标准选定法（4）理论分析求解分析法本文的开发使用了类比法、经验函数表达式法和标准法相结合，部分的参数还运用理论方面的基本分析校核来予以确定。2.2.1单斗液压驱动形式的挖掘机机器设备的关键参数（1）尺寸方面的参数如作业的尺寸大小，机体结构的外形基本尺寸大小和作业装置尺寸大小等；（2）质量方面的参数如整机设备的重量大小，每个关键部件（或总成）的重量大小等；（3）功率方面的参数如发动机结构部件，液压体系及关键机构功率大小，载荷和速度大小等；（4）经济方面的指标参数如作业的基本周期大小，生产作业的效率大小等。我们国家的液压驱动形式的挖掘机机器设备标准所规定的主参数大小的定义为：标准斗结构部件的容量大小：指挖掘机机器设备的总体的容重大小18000 Nm3的土壤的时候，铲斗结构的堆尖时候的斗容量大小（m3）。为充分发挥挖掘机机器设备的挖掘作业的载荷大小。机重：总体的基本重量大小。发动机结构部件的功率大小：指发动机结构部件的额定时候的功率大小。2.2.2总体的基本参数大小的确定总体的基本参数的确定一般是履带结构部件接地作业的比压大小和履带结构部件尺寸大小的确定。挖掘机两条履带完全与地面接触，重心在支撑中心，其对土壤产生的压力载荷称为土壤介质的平均比压：或 （2-1）式中G挖掘机机器设备的重量大小（N）；l履带结构部件的支撑作业的长度大小（厘米）；b履带结构部件的宽度大小（厘米）；h0履带结构部件的高大小度（厘米）；挖掘机机器设备的合力载荷G将结合作用的基本位置分配作业在两条形式的履带结构部件上面。设一条形式的履带结构部件所受的基本荷重大小为P偏心距参数大小为e，则履带结构部件两端位置的最大以及最小的基本比压大小为 （2-2）分析横向方向的稳定形式的极限基本条件，设挖掘载荷的基本合力载荷G位于长度方面等于履带结构部件宽度大小B的二分之一的半径上面，半径和行走作业机构的纵向方向的夹角参数大小为。重心位置对截面重心O位置的力矩载荷大小为将这个力矩载荷顺着履带结构部件方向以及垂直于履带结构部件方向为M及M；，。在一般形式的挖掘机机器设备里面很小（24），可由上述函数表达式的 （2-3）从上面的函数表达式能够看出：比值LB不应十分的小，不然会加大值，通常之下下LB为1.21.4。最小的基本离地位置的间隙大小h也是一个十分重要的基本参数。对液压驱动形式的挖掘机机器设备一般取或0.350.9m。2.2.3初选履带结构部件关于履带结构部件的选择的方面的要求（1）在往链轨节上面安装销套结构零件的时候，其两端位置的突出的基本部分对称度大小不得高于0.5毫米；（2）履带结构部件进行组装之后，每节位置需要灵活的进行转动，不能够有卡死的情况；（3）履带结构部件在组装之后，每十节里面的基本直线度大小不能够大于4毫米，履带结构部件全长大小不能够大于8毫米；（4）履带结构部件或相关的零件，自装机作业使用那天起，在满足说明书的规定的基本情况下面，所有的零件都不能够进行损坏；（5）履带结构部件的选择，基本的型号LD229，履带结构部件的名义上面的节距大小为229毫米，履带结构部件的节距大小为228.60毫米，履带板零件的宽度大小为600毫米。合理的使用履带结构部件需要注意下面的几点：（1）正确使用的履带结构部件板零件的宽度大小；（2）正确的调整履带结构部件的张紧度大小；（3）防止机器设备做不必要类型的高速作业后退作业与前进作业；（4）防止单边的进行转向作业；（5）防止长期的倾斜工况的作业。2.2.4其他参数的选择与求解分析结合对应的任务书能够知道：G=25t（1）线尺寸的基本参数大小及线长度大小的确定线尺寸相关的基本参数大小：标准臂相关的系数大小：K1=1.8标准斗杆相关的系数大小：Kl2=0.8斗长度相关的系数大小：Kl3=0.5臂长参数大小：l1=5263毫米斗杆长参数大小：l2=2339毫米斗长度参数大小：l3=1462毫米（2）质量相关的参数及质量大小的确定质量相关的参数一般往往包括各部分重大小，机体结构部件的重心作业位置等（1）每个机构的基本重量大小：见表2.1其里面，为每个部分的质量方面的系数大小表2.1每个机构的基本重量大小各机构重量质量参数质量系数K求解分析得参数值机体质量（吨）0.826.642底盘质量（吨）0.423.402转台质量（吨）0.181.458配重质量（吨）0.201.62反铲质量（吨）0.151.215（2）机体结构部件重心方面的位置：机体结构部件重心以及回转作业的基本里面心位置的距离： （2-3）其里面，Ket为机体结构部件的重心位置离里面心距相关的系数大小，查书表1-4，取Ket=0.30，et=0.877m机体结构部件离重心位置的高度大小 （2-4）其里面，Kyt为机体结构部件重心位置离地面位置相关的系数大小，取Kyt=0.32yt=0.936m（3）挖掘载荷的参数大小：反铲形式的斗齿最大转斗结构的挖掘力载荷大小：（KN） （2-5）Kf=0.5代入上式得Pf=122.5KN（4）回旋作业的机构参数大小表2.2：表2.2回旋作业的机构参数大小回转机构参数经验参数系数K求解分析得参数值转台启动力矩（Nm)96070716转台制动力矩（Nm)1500109651转动惯量（Nm.s2)1000213747制动减速度（rad/s)1.50.513转台速度（r/min)13.57.895回转时间（s）5.39.06理论周期（s）1017.10 第3章 挖掘机机器设备作业阻力载荷3.1 工作液压缸结构部件的理论上面的挖掘力载荷大小反铲形式的结构装置一般音乐斗杆形式的液压缸结构部件或铲斗形式的液压缸结构部件予以挖掘。假定不考虑以下因素：（1）工作机构自己的重量和土的重量大小；（2）液压体系和连杆作业机构的基本效率大小；（3）工作液压缸结构部件的背压载荷大小；工作液压缸结构部件外伸作业的时候时由该油缸结构部件理论上面的推力载荷所能产生的斗齿结构部件切向方向的挖掘力载荷称为工作液压缸结构部件的理论上面的挖掘力载荷。3.2 铲斗结构部件油缸的理论上面的挖掘力载荷铲斗形式的挖掘作业铲斗结构的液压缸工作部件结构部件的理论上面的挖掘力载荷大小为 （3-1）式中P3铲斗结构的液压缸工作部件的理论上面的推力载荷，P3=F3p，F3为铲斗结构的液压缸工作部件大腔位置作用面积大小，p为液压体系的作业压力载荷；r1、r2、r3力臂值大小可由式（2-14）、（2-15）和（2-16）求得r1、r2和r3，再由（2-17）求得传动比i。图3.1 动臂油缸、斗杆油缸、铲斗油缸3.3 斗杆结构的液压缸工作部件的理论上面挖掘力载荷斗杆结构的液压缸工作部件的理论上面的挖掘力载荷大小为 （3-2）式中P2铲斗结构的液压缸工作部件的理论上面的推力载荷，P2=F2p，p为液压F2为铲斗结构的液压缸工作部件大腔作用面积大小体系的作业压力载荷；r5、r6力臂值针对已经定了的作业装置r5是L2的基本函数，r6是L3的基本函数，所以POG是L2和L3的二元类型的基本函数。当r5=EF=l9时，且L3=L3max时能够有效的得到POG的最大的基本值，但在这个一位置用斗杆结构的液压缸工作部件挖掘已没有真正的基本意义，由于斗壁结构将先于斗齿结构部件和土壤进行接触。当F，Q，V三点位置在一直线的时候r6=r6max，同时也如果r5=r5min（此时L2=L2min或L2=L2max）则能够得到PoG的最小的基本值。当取L3为定值作业的时候时POG=f（L2）函数曲线是一条正弦形式的曲线。对反铲形式的基本装置，动臂结构的液压缸工作部件的理论上面的挖掘力在恶化一般不予考虑分析。第4章 工作装置设计4.1 反铲形式的作业机构结构方案的确定4.1.1 确定动臂结构部件的结构形式（1）动臂结构部件的结构方面的形式动臂结构部件是工作机构里面的十分重要的构件，斗杆结构部件的结构形式一般决定于动臂结构部件的结构形式。反铲形式的动臂结构部件分为整体结构类型和组合结构类型两类。整体结构类型动臂结构部件有直动臂结构类型和弯动臂结构类型两种见图直动臂结构类型整体的基本构造比较的简单、轻巧、布置较为的紧凑，一般用在悬挂结构类型挖掘机机器设备。本文的基本开发选择整体结构类型弯动臂。（2）动臂结构的液压缸工作部件布置动臂结构的液压缸工作部件通常布置在动臂结构部件前下方位置，下端位置与回转作业平台结构部件铰接，一般有两种类型的基本具体布置作业的模式。1）缸结构部件进行前倾形式的布置作业方案，动臂结构的液压缸工作部件与动臂结构部件铰接于E点。2）油缸结构部件后倾作业布置的基本方案。本文运用动臂结构的液压缸工作部件前倾形式的布置作业方案。4.1.2 确定斗杆结构部件的结构形式斗杆结构部件也有整体结构类型和组合结构类型两种类型，很多的挖掘机机器设备都运用整体结构类型斗杆结构部件，当要调节作业斗杆结构部件的长度大小或杠杆结构部件时运用更换斗杆结构部件的基本办法，或者在斗杆结构部件上设置24个能够调节的时候选择的和动臂结构部件端部位置铰接作业的孔。有些反铲结构部件运用组合形式的斗杆结构部件。4.1.3斗杆结构的液压缸工作部件的布置确定斗杆结构的液压缸工作部件铰点位置、行程大小及斗杆结构部件力臂大小比时需要考虑下面的基本因素。a.有效的确保斗杆结构的液压缸工作部件产生足够的斗齿位置的挖掘力载荷。b.有效的确保斗杆结构的液压缸工作部件有必要的闭锁作业的基本能力。c.有效的确保斗杆结构部件的总体摆角作业范围。斗杆结构部件摆角作业的范围一般在105125范围里面。4.1.4动臂结构部件与斗杆结构部件长度比大小的确定针对一定的作业的基本尺寸而言，动臂结构部件和斗杆结构部件彼此之间的长度比大小能够子啊很大的基本范围里面进行选择。通常当K12时，（有的反铲作业取K13）称为长动臂结构部件短斗杆结构部件的基本方案，当K11.5时属于短动臂结构部件长斗杆结构部件的方案。K1在1.52范围里面称为里面间位置的基本比例作业的方案。本设计运用里面中间位置的比例基本方案,取K12。图4.2 铲斗4.1.5确定铲斗结构部件的结构形式的斗齿的安装结构基本要求（1）有利于土壤等物料的自由的基本流动形式；（2）需要有效的让物料比较容易的卸载干净；（3）为了能够让装进铲斗结构部件里面的物料不容易进行掉出，铲斗结构部件的宽度大小和物料形式的颗粒直径大小之比应大于4:1。当这个的基本比值大小大50:1时颗粒的基本尺寸大小的影响能够不考虑，我们视物料属于匀质。图4.2反铲形式用铲斗结构部件基本形式图4.2依次为反铲形式的铲斗结构部件的比较常见的形式以及基本形式。铲斗结构部件的斗齿结构采用装配结构类型，他的基本形式有橡胶材质的卡销结构类型和螺栓连接的形式，如图4.2能够看到。表4.1反铲斗对比试验结果作业条件铲斗编号铲斗充满时间（s）生产率（10kN/h）效率（%）在页岩中作业铲斗119.0542.6100铲斗240.622.6853.3在砂中作业铲斗15.9163.5100铲斗26.3152.7铲斗的结构部件与液压缸工作部件的连接作业的基本形式铲斗结构部件与铲斗结构的液压缸工作部件的连接作业的基本形式有四连杆结构形式和六连杆结构形式的机构，如图4.3能够看到。图4.3 a为直接的基本连接作业的形式，铲斗结构部件、斗杆结构部件与铲斗结构的液压缸工作部件组成四连杆形式的基本机构。图4.3 b里面铲斗结构的液压缸工作部件运用摇杆零件1和连杆零件2与铲斗结构部件进行相连，它们和斗杆结构部件一起有效的组成六连杆形式机构。图4.3 d与4.3 b比较的相同，区别在于前面的液压缸结构部件活塞杆结构端铰接于摇杆零件两端位置彼此之间。图4.3铲斗的连接方式4.1.7液压缸结构部件参数大小的确定由于发动机结构部件的功率大小为110KW，那么液压的基本功率大小为0.8110=88KW，反铲形式的挖掘载荷大小Pf=KfG(KN）=0.5245=122.5KN （4-1）那么采用动臂结构的液压缸工作部件数为2，斗杆缸结构部件、转斗缸结构部件各为1，缸径大小为125毫米，初选=1.64.2 铲斗结构部件的设计图4.4铲斗结构部件主参数大小示意图斗容量大小q、平均斗宽参数大小B、转斗结构部件挖掘作业的半径大小R和转斗结构部件挖掘作业装满角大小2（这里=max）。R、B及2三者与q之间有以下关系： （4-2）式中q斗容量参数大小1m3R铲斗结构部件挖掘作业半径大小，单位毫米B铲斗结构部件斗宽大小，取B=1180毫米2铲斗结构部件挖掘作业装满转角大小，一般取2=90110，取2=95=1.658radKs土壤基本介质松散的系数大小，取近似值1.25把q、B、2和Ks代入上式，得R=1431毫米铲斗结构部件上两个铰点位置K与Q的的基本间距大小l24太大影响铲斗结构部件的传动作业的特性，太小会影响铲斗结构部件的总体结构作业的刚度大小，一般取特性的相关的参数大小 （4-3）取K2=0.34,则l24=l30.34=14620.34=497毫米铲斗结构部件的基本运动铲斗结构部件相对于X-Y坐标系的总体的运动是L1、L2和L3的相关的函数，情况稍微的比较的复杂。现先讨论铲斗结构部件相对于斗杆结构部件的基本运动。图4.5铲斗结构部件连杆机构传动比大小求解分析简图（1）铲斗结构部件的连杆作业机构的传动比大小i当给定了液压驱动形式的挖掘机机器设备长度大小L3，由表2-4原始的基本参数大小及推导作业的基本参数进行出发，利用几何方面的基本关系能够依次求得图4-7里面等值。铲斗结构的液压缸工作部件对N点的作用力臂大小为 （4-4）连杆结构零件HK对N点位置作用的基本力臂大小为 （4-5）连杆结构部件HK对Q点作用的基本力臂大小为 （4-6）铲斗结构部件连杆机构的总的传动比参数大小为 （4-7）显然i是L3的一元类型的基本函数。用L3min代入上式可得到初传动比大小io，用L3max代入上式则可得到终传动比参数大小iz。为了求最大的基本传动比参数大小imax及其发生时的L3，在理论上可以取，解得L3，然后代入上求得imax。（2）铲斗结构部件相对于斗杆结构部件的摆角的基本范围大小铲斗结构部件瞬时的基本位置转角大小为 （4-8）当取L3=L3min和L3max时可依次求得。于是得4.3动臂结构部件机构的设计因为已经知道G=25t，q=1m3，结合经验函数表达式求解分析法，参考表1-3机体结构部件的基本尺寸大小和工作尺寸大小经验系数得出：最大的基本挖掘作业的半径大小 （4-9）最大的基本挖掘作业的深度大小（4-5） （4-10）最大的基本卸载作业的高度大小 （4-11）据相关的基本统计，最大的基本挖掘作业的半径大小值一般和l1+l2+l3的值大小是比较的接近。所以由相关的基本要求的R1，已知的l3和K1能够按函数表达式2-49初选l1和l2： （4-12）式中R1最大的基本挖掘作业的半径的，R1=9795毫米l3斗结构部件的长度大小，l3=1462毫米K1动臂结构部件和斗杆结构部件的长度大小比值，取2.25l1=5769毫米l2=2564毫米图4.6 最大的基本挖掘作业的半径大小时动臂结构部件机构求解分析简图如图4.6能够看到，在三角形位置CZF里面，都可以结合经验初选出：式中：动臂结构部件的的弯角参数大小，通常取120140，取=140K3动臂结构部件转折位置的基本长度比大小ZFZC，取K3=1.11.3，取K3=1.2在三角形位置CZF里面，已知=140，l1=5263毫米，K3=1.2,：l41=2544毫米l42=3053毫米=18.1动臂结构的液压缸工作部件全伸作业和全缩作业的时候的力臂比大小K4已经求解分析出为1,满足以铲斗结构部件为主的通用计息的总体的要求（K4=0.81.1）11的取值大小对特性的基本参数K4、最大的基本挖掘作业的深度大小H1max和最大的基本挖掘作业的高度大小H2max有影响。增大11会使K4减小或使H1max增大，这满足反铲工作的总体的要求，所以基本作用反铲结构部件的小型的机器设备选取1160，有的取1180。以反铲结构部件为主的通用类型的机器设备取1150。正铲结构类型的或装载机构的总体要求K4或H2max大些，则应减小11，所以1m3左右的正、反铲结构部件通用类型的机器设备能够取。本问的开发取11=45斗杆结构的液压缸工作部件全缩作业的时候时CFQ=最大，常选取（）max=160180,本最大的基本挖掘作业的选取170。在三角形结构ZCF里面ZCF=180-140-18.1=21.9 （4-13）BCZ取决于液压缸结构部件的布置作业的基本形式（图4-8）。动臂结构部件双液压缸部件结构里面这一基本的夹角参数较小，有的时候为零。动臂结构部件单液压缸形式部件在动臂结构部件上的铰点位置通常置于动臂结构部件下翼缘附加耳座结构部件上B在Z的下面位置，本次的基本设计为动臂结构部件单液压缸结构部件，初定BCZ=5则2BCF=21.9-5=16.9图4.7 最大的基本卸载作业的高度大小时动臂结构部件机构求解分析简图由图4.7得到的最大的基本卸载作业的高度大小的表达式为 （4-14）由图4-10得到的最大的基本挖掘作业的深度大小绝对值表达式为 （4-15）将这两式进行相加，消去l3图4.8 最大基本挖掘作业深度大小时动臂结构部件机构求解分析简图并令 （4-16） （4-17）得到 （4-18）特性参数 （4-19）因此 （4-20）f(1max)=0。式里面H1max和H3max是求解分析任务书所需要的。l1、l2、A和B都已求出，由此式解得1max=123.9 1min=31.2最后能够有效的求得l5YA取值大小为650毫米，l5=1618毫米 （4-21）得和：=1.78=0.81检验 （4-22）符合要求，于是 （4-23）图4.9动臂结构部件和动臂结构的液压缸工作部件铰点作业位置的关系图在图4.9里面由三角形结构CABz得 （4-24）得=23由三角形结构CAB得 （4-25）得=20动臂结构部件在上下极限的基本位置时液压缸结构部件作用的力臂大小为： （4-26）4.4斗杆结构部件机构的设计图4.10斗杆结构部件机构参数大小求解分析简图挖掘机机器设备斗杆结构部件挖掘力载荷大小，确定该斗杆结构部件挖掘力载荷大小值为PGmax=110KN函数表达式2-60 （4-27）又有l2=2339毫米，l3=1462毫米,PGmax=25KN （4-28）为了能够有效的确保斗杆结构部件的摆角大小大致在105125范围里面，本次设计能够初选2max=110由图4-12，取e20=e2z，求得 （4-29）式里面2=1.6，代入其他的基本数据能够求得L2min=7318.3毫米毫米 （4-30）将L2min，2max代入式里面求得l8=11180.8毫米 （4-31）斗杆结构部件上EFQ取决于机构的基本因素，并考虑到作业的基本范围里面，通常在130170范围里面，本文的基本开发选取150。动臂结构部件上DFZ也是结构方面的基本尺寸，本次设计估取5。 第5章 工作装置的受力载荷分析和强度求解分析5.1 铲斗结构部件及铲斗结构部件连杆作业机构分析（1）连杆结构图5.1铲斗结构部件油缸工作部件全缩铲斗形式的油缸结构部件主动的挖掘作业的载荷大小为53.37吨。连杆零件的作用载荷大小为55.60吨。安全相关的基本系数大小取n=3，材质16Mn的屈服作业的极限大小s=350兆帕，则许用类型的应力载荷大小 （5-1）式里面，S连杆零件截面位置的面积大小（米2）满足要求。（2）摇杆结构零件铲斗结构形式的油缸结构部件全伸作业的时候予以挖掘，摇杆结构零件与铲斗结构部件夹角大小最小，所受作用载荷大小最大。如图5.2能够看到：图5.2铲斗结构形式的油缸结构部件全伸作业铲斗结构形式的油缸结构部件主动类型的挖掘载荷大小为53.37吨。连杆结构零件作用载荷大小为55.60吨。安全相关的基本系数大小取n=3，材质16Mn的屈服作业的极限大小s=350兆帕，则许用类型的应力载荷大小 （5-2）式中，S摇杆结构零件的截面位置的面积大小（米2）满足要求。三、销轴结构零件销轴零件一般承受剪力载荷，按剪应力载荷予以校核分析。斗杆结构的液压缸工作部件闭锁力载荷最大的时候，销子零件所受剪力载荷大小最大，Q=32.03吨。安全作业的系数大小取n=2，材质45钢的屈服作业的极限大小s=294兆帕，则许用类型的基本应力载荷大小 （5-3）式中，S销子零件截面位置的面积大小（米2）满足要求。5.2 斗杆结构部件及斗杆作业机构分析图5.2.1 斗杆5.2.1 工况一如图5.3能够看到：（1）动臂结构部件位于最低的基本位置；（2）斗杆结构的液压缸工作部件作用力臂大小最大；（3）斗齿尖位置位于铲斗结构部件和斗杆结构部件铰点位置和斗杆结构部件与动臂结构部件铰点位置连线的延长线上面；（4）侧齿位置遇障碍有横向方向的作用载荷大小。图5.3动臂结构部件位置最低切向方向的最大的基本挖掘力载荷W1取决斗杆结构的液压缸工作部件的闭锁作业的基本能力Pg取斗杆结构部件为隔离体，按力矩载荷的基本平衡能够求得：（吨） （5-4）式中：Gg，Gd斗杆结构部件和铲斗结构部件的重量大小（吨）；l2,ld斗杆结构部件和铲斗结构部件长大小（米）；r3斗杆结构部件重力到动臂结构部件与斗杆结构部件铰点位置的力臂大小（米）；r4铲斗结构部件重力到动臂结构部件与斗杆结构部件铰点位置的力臂大小（米）。取铲斗结构部件作为隔离体，按力矩载荷的基本平衡求得铲斗结构形式的油缸结构部件工作载荷大小： （5-5）式中：r2铲斗结构部件重力到铲斗结构部件与斗杆结构部件铰点位置的距离大小（米）。r5连杆结构部件到铲斗结构部件与斗杆结构部件铰点位置的距离大小（米）。r6连杆结构部件到摇杆结构部件与斗杆结构部件铰点位置的距离大小（米）。r7摇杆结构部件的长度大小（米）。按力矩平衡求得： （5-6）式中：r0切向方向的挖掘作业的阻力载荷到动臂结构部件下铰点位置的力臂大小（米）；r1法方向的挖掘作业的阻力载荷到动臂结构部件下铰点位置的力臂大小（米）；rB动臂结构的液压缸工作部件作用力载荷到动臂结构部件下铰点位置的力臂大小（米）；工作结构的每个基本部分对动臂结构部件下铰点位置的力矩和。铲斗结构部件边齿位置遇障碍的时候，横向基本方向的挖掘作业的阻力载荷Wk取决于回转作业平台结构部件的制动力矩载荷大小MT： （5-7）式里面，r横向方向的挖掘作业的阻力载荷与回转里面心间的距离大小（米）。斗杆结构部件与铲斗结构部件铰点位置处还作用有Wk和W2导致的横向方向的力矩载荷大小Mc: （5-8）式里面，b铲斗结构部件宽大小（米）。切向方向的挖掘作业的阻力载荷W1作用于斗齿结构部件边位置，导致对斗杆结构部件的扭矩大小MKP： （5-9）包括轴力大小N，斗杆结构部件平面里面的剪力载荷Qx和弯矩载荷Mx，斗杆结构部件平面位置外的剪力载荷Qy和弯矩在载荷My，以及扭矩载荷T如图5.4。图5.4斗杆结构部件内力图取弯矩载荷最大的位置予以校核分析，断面位置如图5.5能够看到：图5.5斗杆结构部件断面图 断面位置的基本面积大小为：S=m2 （5-10）断面位置的转动惯量大小：IZ= （5-11）IY= （5-12）断面位置的压应力载荷大小为： （5-13）斗杆结构部件平面里面剪应力载荷大小为： （5-14）斗杆结构部件平面里面弯曲正应力载荷大小为：=64.8042MP （5-15）斗杆结构部件平面外剪应力载荷大小为：=4.7497MP （5-16）斗杆结构部件平面外弯曲作业的正应力载荷大小为：=59.0218MP （5-17）按闭口薄壁杆件函数表达式求解分析扭矩剪应力载荷大小为：25.5553MP （5-18）式里面：截面位置里面心线位置所围的基本面积大小m2最小的基本壁厚大小m斗杆结构部件安全的基本系数大小取为2，材质16Mn的屈服作业的基本极限大小，则许用类型的应力载荷大小MP （5-19）最大的压应力载荷大小 （5-20）X方向最大的基本剪应力载荷大小 （5-21）Y方向最大的基本剪应力载荷大小 （5-22）故，强度大小能够有效的满足要求。5.2.2 工况二如图5.6能够看到：（1）动臂结构部件位于动臂结构的液压缸工作部件最大作用力臂位置；（2）斗杆结构的液压缸工作部件作用力臂最大；（3）铲斗结构部件斗齿尖，动臂结构部件与斗杆结构部件铰点，斗杆结构部件与铲斗结构部件铰点三点位置位于同一直线；（4）正常的进行挖掘作业，挖掘作业的阻力载荷对称于铲斗结构部件，没有横向的基本载荷。图5.6动臂结构部件位于最大力臂位置斗杆受力分析同工况一。切向方向的最大的基本挖掘力载荷W1取决斗杆结构的液压缸工作部件的闭锁作业的基本能力Pg,取斗杆结构部件为隔离体，按力矩载荷的基本平衡能够求得： （5-23）式中，斗杆结构部件和铲斗结构部件的重量大小（吨）；l2,ld斗杆结构部件和铲斗结构部件长大小（米）；r3斗杆结构部件重力到动臂结构部件与斗杆结构部件铰点位置的力臂大小（米）；r4铲斗结构部件重力到动臂结构部件与斗杆结构部件铰点位置的力臂大小（米）。取铲斗结构部件作为隔离体，按力矩载荷的基本平衡求得铲斗结构形式的油缸结构部件工作载荷大小： （5-24）式中：r2铲斗结构部件重力到铲斗结构部件与斗杆结构部件铰点位置的距离大小（米）。r5连杆结构部件到铲斗结构部件与斗杆结构部件铰点位置的距离大小（米）。r6连杆结构部件到摇杆结构部件与斗杆结构部件铰点位置的距离大小（米）。r7摇杆结构部件的长度大小（米）。按力矩平衡求得：（吨） （5-25）式中：r0切向方向的挖掘作业的阻力载荷到动臂结构部件下铰点位置的力臂大小（米）；r1法向方向的挖掘作业的阻力载荷到动臂结构部件下铰点位置的力臂大小（米）；rB动臂结构的液压缸工作部件作用力载荷到动臂结构部件下铰点位置的力臂大小（米）；工作结构的每个基本部分对动臂结构部件下铰点位置的力矩和。斗杆平面内的剪力Q和弯矩M如图5.7。图5.7斗杆内力图取弯矩载荷最大的位置予以校核分析，断面位置如图5.8能够看到：图5.8斗杆断面图受力分析同上。断面位置的基本面积大小为：=24.4113MP （5-26）斗杆结构部件平面里面剪应力载荷大小为：=34.3500MP （5-27）斗杆结构部件平面里面弯曲的正应力载荷大小为：=68.2856MP （5-28）斗杆结构部件安全的基本系数大小取为2.5，材质16Mn的屈服类型的基本极限大小，则许用类型的应力载荷MP （5-29）最大的压应力载荷 （5-30）最大的基本剪应力载荷 （5-31）故，强度大小能够满足要求。5.3 动臂结构部件及动臂结构部件的机构分析图5 动臂5.3.1 工况一如图5.9所示：（1）工作机构位于最大的基本挖掘作业的深度位置；（2）正常的进行挖掘作业，没有横向方向的作用力载荷。图5.9工作机构处于最大的基本挖掘作业的深度位置切向方向的最大的基本挖掘力载荷W1取决斗杆结构的液压缸工作部件的闭锁作业的基本能力Pg,取斗杆结构部件为隔离体，按力矩载荷的基本平衡能够求得：（吨） （5-32）式中：Gg，Gd斗杆结构部件和铲斗结构部件的重量大小（吨）；l2,ld斗杆结构部件和铲斗结构部件长大小（米）；r3斗杆结构部件重力到动臂结构部件与斗杆结构部件铰点位置的力臂大小（米）；r4铲斗结构部件重力到动臂结构部件与斗杆结构部件铰点位置的力臂大小（米）。取铲斗结构部件作为隔离体，按力矩载荷的基本平衡求得铲斗结构形式的油缸结构部件工作载荷大小：（吨） （5-33）式中：r0切向基本方向的挖掘作业阻力载荷到动臂结构不i结案下铰点位置的力臂大小（米）；r1法向基本方向的挖掘作业阻力载荷到动臂结构不i结案下铰点位置的力臂大小（米）；rB动臂结构的液压缸工作部件作用力载荷大小到动臂结构部件下铰点位置的力臂大小（米）；工作机构每个基本的部分对动臂结构部件下铰点位置的力矩和大小。按以上作用力分析，作动臂结构部件内力图，包括轴力载荷N，动臂结构部件平面里面的剪力载荷Q和弯矩载荷大小M如图5.10。c.弯矩图b.剪力图a.轴力图图5.10动臂内力图取动臂结构部件弯曲位置予以强度大小的校核，断面位置如图5.11：图5.11动臂断面图断面位置的面积大小为：S=m2断面位置的转动作业的惯量大小：IZ=取动臂结构部件安全作业的相关的系数大小为2，材质16Mn的屈服类型的极限大小s=350兆帕，则许用类型的应力在载荷大小为：MP （5-34）断面位置压应力载荷大小为： MP （5-35）剪应力载荷大小为： MP （5-36）弯曲的正应力载荷大小： MP （5-36）此处按曲梁进行予以验算，则 （5-37） （5-38）故，强度大小满足。5.3.2工况二如图5.12能够看到：（1）工作机构位于最大的基本挖掘作业的半径大小；（2）正常的进行挖掘作业，没有横向方向的阻力载荷。图5.12工作装置位于最大挖掘半径处切向方向的最大的基本挖掘力载荷W1取决斗杆结构的液压缸工作部件的闭锁作业的基本能力Pg,取斗杆结构部件为隔离体，按力矩载荷的基本平衡能够求得：（吨） （5-39）式中：Gg，Gd斗杆结构部件和铲斗结构部件的重量大小（吨）；l2,ld斗杆结构部件和铲斗结构部件长大小（米）；r3斗杆结构部件重力到动臂结构部件与斗杆结构部件铰点位置的力臂大小（米）；r4铲斗结构部件重力到动臂结构部件与斗杆结构部件铰点位置的力臂大小（米）。法向方向的阻力载荷取决于动臂结构的液压缸工作部件的闭锁的基本能力PB，取整个工作机构作为隔离体，由力矩平衡求得：（吨） （5-40）式中：r0切向方向的挖掘作业的阻力载荷到动臂结构部件下铰点位置的力臂大小（米）；r1法向取铲斗结构部件作为隔离体，按力矩载荷的基本平衡求得铲斗结构形式的油缸结构部件工作载荷大小：米）；rB动臂结构的液压缸工作部件作用力载荷到动臂结构部件下铰点位置的力臂大小（米）；工作机构每个基本的部分对动臂结构部件下铰点位置的力矩载荷和。按以上作用力分析，作动臂内力图，包括轴力N，动臂平面内的剪力Q和弯矩M如图5-13c.弯矩图b.剪力图a.轴力图图5.13动臂内力图取动臂结构部件弯曲位置予以强度大小校核，断面位置如图5.14：图5.14动臂内力图断面位置的基本面积大小为：S=m2断面位置的转动作业的惯量大小：IZ=取动臂结构部件安全作业的基本系数大小为2，材质16Mn的屈服作业的基本极限大小s=350MP，则许用类型的基本应力载荷大小为： MP （5-41）断面位置的压应力载荷大小为： MP （5-42）剪应力载荷大小为： MP （5-43）弯曲作业的正应力载荷大小： MP （5-44）此处按曲梁结构部件予以验算，则 （5-45） （5-46）故，强度大小满足。第6章 工作机构液压体系设计6.1 挖掘机机器设备工况特点和对液压体系的基本要求一个较为完整的液压体系一般通过五个基本的部分予以组成，即动力作业机构、执行作业机构、控制作业机构、辅助作业机构和液压轴结构部件。结合控制的基本功能的不一样，液压阀结构部件能够分为压力形式的控制阀结构部件、流量形式的控制阀结构部件和方向形式的控制阀结构部件。压力控制阀结构部件又分为溢流阀结构部件、安全阀结构部件、减压阀结构部件、顺序阀结构部件、压力继电器结构部件等。流量形式的控制阀结构部件包括节流阀结构部件、调整阀结构部件、分流集流阀结构部件等。6.1.1挖掘机机器设备工况特点（1）挖掘作业一般铲斗结构的液压缸工作部件或单斗形式的液压缸结构部件予以挖掘作业，或两者配合走也予以挖掘作业。（2）满斗回转作业挖掘作业的动作结束动臂结构的液压缸工作部件把动臂结构部件予以顶起，满斗进行提升作业，同时回转作业的液压形式的马达结构部件使转台结构部件转向卸土位置。（3）卸载作业转到卸土位置的时候，转台结构部件进行制动，用斗杆结构的液压缸工作部件调节卸载作业的基本半径大小，之后铲斗结构的液压缸工作部件回缩作业，铲斗结构部件进行卸载作业，为了能够有效的调整卸载作业的基本位置，还要有动臂结构的液压缸工作部件的配合，这个时候，是斗杆结构部件和铲斗结构部件的复合的基本动作，加以动臂结构部件动作。（4）返回作业卸载作业结束之后，转台结构部件进行反向的基本回转作业，动臂结构的液压缸工作部件和斗杆结构的液压缸工作部件进行配合，把空斗放到新的挖掘作业位置。6.1.2对液压体系的要求结合液压驱动形式的挖掘机机器设备的作业工作和环境的基本特点，对液压体系提出下面的基本要求：（1）液压驱动形式的挖掘机机器设备的液压体系应具有比较高的效率，以充分运用发动机结构部件的动力性能和燃油的经济性能。（2）液压体系和液压类型的基本元件在大负载类型的和剧烈形式的振动冲击情况下应具有十分好的可靠作业的性能。（3）选择轻便类型的、适用类型、耐振性能的冷却散热作业的体系。（4）由于液压驱动形式的挖掘机机器设备作业环境尘土比较的多，液压油介质易被环境污染，因此液压体系密封作业的性能要比较的好。6.2定量体系在定量体系里面，流量大小是固定的，不能由于外负荷的变化而让流量大小作对应的基本变化，因为定量泵结构部件较为简单而且可靠，价格比较的低廉，耐冲击作业的基本性能比较的好，作业比较的稳定；因为定量泵结构部件经常在没有满负荷的情况进行作业，其寿命大小比变量泵结构部件相对要长一些。6.3液压驱动形式的挖掘机机器设备的基本回路和辅助回路6.3.1基本回路（1）限压作业的基本回路限压回作业的基本路是用来限制总体的压力载荷，使其不超过某一位置的基本设定值大小。限压作业的基本目的是：1）限制体系的最大的工作压力载荷；2）结合作业的基本需要，使体系里面某部分位置的压力