小型履帶液壓挖掘機工作裝置的結構設計及其運動學分析
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目 錄
摘要................................................................1
第一章 緒論…………………………………………………………….1
1.1 小型挖掘機的發展現狀…………………………………………………….2
1.2 小型挖掘機工作裝置簡介………………………………………………….3
第二章 總體方案設計…………………………………………………3
2.1 工作裝置構成及工作原理………………………………………………....3
2.2 工作裝置坐標設定………………………………………………………….6
2.3 工作裝置各部分方案選擇…………………………………………………6
2.3.1 動臂種類選擇………………………………………………………6
2.3.2 動臂油缸布置方案選擇……………………………………………8
2.3.3 鏟斗與鏟斗油缸的連接方案選擇…………………………………8
2.3.4 鏟斗結構形式及斗齒的安裝形式………………………………..8
2.4 設計基本參數以及設計作業范圍…………………………………….......9
第三章 工作裝置運動學分析………………………………………….9
3.1 動臂的運動分析…………………………………………………………… 9
3.2 斗桿的運動分析………………………………………………………….11
3.3 鏟斗的運動分析………………………………………………………….12
3.4 特殊工作位置計算……………………………………………………..11
3.4.1 最大挖掘半徑……………………………………………………..11
3.4.2 最大挖掘深度……………………………………………………..14
3.4.3最大卸載高度……………………………………………………..15
3.4.4 最大挖掘高度…………………………………………………….16
3.5 工作范圍包絡圖 ………………………………………………………..16
第四章 基本尺寸的確定…………………………………………….18
4.1 斗形參數的選擇………………………………………………………....18
4.2 動臂機構參數的選擇………………………………………………….…18
4.3 斗桿機構基本參數的選擇……………………………………………….20
4.4 連桿機構基本參數的選擇……………………………………………..21
第五章 工作裝置結構受力分析與校核…………………………….26
5.1 挖掘阻力分析……………………………………………………………...26
5.1.1 鏟斗挖掘切向阻力計算………………………………………….27
5.1.2 斗齒側向力分析…………………………………………….……28
5.2 工作裝置結構強度校核的工況介紹……………………………..28
5.2.1 斗桿結構強度校核的工況介紹………………………………….28
5.2.2 動臂結構強度校核的工況介紹………………………………….29
5.3 斗桿的力學分析………………………………………………………….29
5.3.1 斗桿工況1受力計算及內力圖的繪制………………………….29
5.3.2 斗桿工況2受力計算以及內力圖的繪制……………………….33
5.4 斗桿強度校核35
5.4.1截面1的幾何性質以及應力計算…………………………………35
5.4.2 截面2的幾何性質以及應力計算…………………………………36
5.4.3 截面3的幾何性質以及應力計算…………………………………38
5.5 動臂力學分析…………………………………………………………….39
5.5.1 動臂工況1受力計算及內力圖的繪制……………………………39
5.6 動臂強度校核……………………………………………………………42
參考文獻………………………………………………………………………43
摘要：
液壓挖掘機是工程機械的一種主要類型，廣泛應用在房屋建筑、筑路工程、水利建設、港口建設、國防工程等土石方施工和礦山采掘之中。反鏟液壓挖掘機是挖掘機械中最重要的機種之一，主要應用于挖掘停機面以下的土壤。液壓挖掘機反鏟裝置是完成液壓挖掘機各項功能的主要部分，其結構的合理性直接影響到液壓挖掘機的工作性能和可靠性。
本文根據液壓挖掘機反鏟裝置的結構特點,工作原理以及對典型工況的分析，總結了挖掘機工作裝置性能要求和設計原則 ，然后對其各主要構件進行了方案選擇以及運動學分析，并確定各鉸點之間的距離，用CAD軟件繪出其連桿模型。接著根據連桿模型并結合其他機械設計知識畫出工作裝置的二維圖紙，最后根據圖紙上的具體結構尺寸對工作裝置的主要部件進行校核.
關鍵詞:液壓挖掘機；工作裝置；運動學分析；結構設計
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