反鏟挖掘機(jī)工作裝置設(shè)計(jì)

1、機(jī)械設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目：反鏟單斗液壓挖掘機(jī)工作裝置設(shè)計(jì)姓 名：舒 康 學(xué) 號(hào)：20097588 指導(dǎo)老師：馮 鑒 09工程機(jī)械2班目錄一機(jī)械原理設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)11.1 設(shè)計(jì)題目簡(jiǎn)介11.2 設(shè)計(jì)任務(wù)1二單斗液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖2三設(shè)計(jì)中小型液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)一覽表(參照下圖)33.1 單斗液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)詳表43.2 斗容量為0.25 m3 的小型單斗液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)詳細(xì)參數(shù)4四確定下列所給滿足要求的結(jié)構(gòu)參數(shù)74.1 確定長(zhǎng)度與角度結(jié)構(gòu)參數(shù)74.2 斗形參數(shù)的選擇104.3 最大挖掘深度、停機(jī)面最大挖掘半徑、最大卸載高度、最大挖掘高度的計(jì)算10 最大挖掘深度10 最大挖掘半徑11 最大卸載高度1

2、2五動(dòng)臂液壓缸、斗桿液壓缸、鏟斗液壓缸運(yùn)動(dòng)參數(shù)確定135.1 動(dòng)臂液壓缸145.2 斗桿液壓缸145.3 鏟斗液壓缸15六機(jī)構(gòu)自由度分析16七仿真17八機(jī)構(gòu)搭建圖18九參考文獻(xiàn)：19十心得和體會(huì)20 完成日期： 年 月 日 指導(dǎo)教師 一機(jī)械原理設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)學(xué)生姓名 舒康 班級(jí) 09工機(jī)2班 學(xué)號(hào) 20097588設(shè)計(jì)題目： 反鏟液壓挖掘機(jī)工作裝置設(shè)計(jì) 1.1 設(shè)計(jì)題目簡(jiǎn)介反鏟式是我們見(jiàn)過(guò)最常見(jiàn)的，向后向下，強(qiáng)制切土。可以用于停機(jī)作業(yè)面以下的挖掘，基本作業(yè)方式有：溝端挖掘、溝側(cè)挖掘、直線挖掘、曲線挖掘、保持一定角度挖掘、超深溝挖掘和溝坡挖掘等。反鏟裝置是液壓挖掘機(jī)重要的工作裝置，是一種適用于成批或

3、中小批量生產(chǎn)的、可以改變動(dòng)作程序的自動(dòng)搬運(yùn)和操作設(shè)備，它可用于操作環(huán)境惡劣，勞動(dòng)強(qiáng)度大和操作單調(diào)頻繁的生產(chǎn)場(chǎng)合。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與要求題號(hào)鏟斗容量挖掘深度挖掘高度挖掘半徑卸載高度鏟斗挖掘力B0.38 m34.1m7.35 m6.77 m4.95 m54.86KN1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)1、繪制挖掘機(jī)工作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，確定機(jī)構(gòu)的自由度，對(duì)其驅(qū)動(dòng)油缸在幾種工況下的運(yùn)動(dòng)繪制運(yùn)動(dòng)線圖；2、根據(jù)所提供的工作參數(shù)，對(duì)挖掘機(jī)工作機(jī)構(gòu)進(jìn)行尺度綜合，確定工作機(jī)構(gòu)各個(gè)桿件的長(zhǎng)度；3、用軟件SOLIDWORKS對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，并畫(huà)出輸出機(jī)構(gòu)的位移、速度、和加速度線圖。4、編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)，其中應(yīng)包括設(shè)計(jì)思路、計(jì)算及運(yùn)動(dòng)

4、模型建立過(guò)程以及效果分析等。5、在機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用機(jī)構(gòu)綜合實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的可行性。二單斗液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖三設(shè)計(jì)中小型液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)一覽表(參照下圖)第2章 第3章 3.1 單斗液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)詳表3.2 斗容量為0.25 m3 的小型單斗液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)詳細(xì)參數(shù)1動(dòng)臂液壓缸 , , 行程665mm斗桿液壓缸L2min = 1116.8 mm，L2max = 1787 mm，行程670mm鏟斗液壓缸L3min = 850mm，L3max =1360mm，行程510mm2選擇主參數(shù)：標(biāo)準(zhǔn)斗容量（m3）為0.25 m3，機(jī)器重量（t）為6 t。發(fā)動(dòng)機(jī)功率（kw）取為59 kw。3主

5、要參數(shù)：反鏟最大挖掘深度（m）5.8 m。最大挖掘半徑（m）6 m。最大挖掘力不少于（KN）160 KN。工作次數(shù)（s）4-7次/min。名稱代號(hào)值/mm動(dòng)臂長(zhǎng)度CF3400斗桿長(zhǎng)度FQ1700鏟斗長(zhǎng)度QV900動(dòng)臂底盤(pán)鉸點(diǎn)C與動(dòng)臂油缸底盤(pán)鉸點(diǎn)P間垂直距離462.7動(dòng)臂底盤(pán)鉸點(diǎn)C與動(dòng)臂油缸底盤(pán)鉸點(diǎn)P間距離534.3動(dòng)臂底盤(pán)鉸點(diǎn)C與斗桿油缸斗桿油缸下鉸點(diǎn)D間距離2163動(dòng)臂底盤(pán)鉸點(diǎn)C與動(dòng)臂油缸動(dòng)臂油缸上鉸點(diǎn)B間距離1459動(dòng)臂斗桿油缸鉸點(diǎn)D與動(dòng)臂斗桿鉸點(diǎn)F間距離1470.6斗桿斗桿油缸鉸點(diǎn)E與動(dòng)臂斗桿鉸點(diǎn)F間距離409斗桿鏟斗油缸鉸點(diǎn)G與動(dòng)臂斗桿鉸點(diǎn)F間距離871斗桿斗桿油缸鉸點(diǎn)E斗桿鏟斗油缸鉸

6、點(diǎn)G與動(dòng)臂間距離608結(jié)構(gòu)差異，實(shí)為同一點(diǎn)缺省搖桿鏟斗油缸鉸點(diǎn)M/H與搖桿斗桿鉸點(diǎn)N間距離407搖桿鏟斗油缸鉸點(diǎn)M/H與搖桿斗桿鉸點(diǎn)N間距離407斗桿鏟斗油缸鉸點(diǎn)G與搖桿斗桿鉸點(diǎn)N間距離1249動(dòng)臂斗桿鉸點(diǎn)F與搖桿斗桿鉸點(diǎn)N間距離1400動(dòng)臂底盤(pán)鉸點(diǎn)C與左履帶中心I點(diǎn)左400.6IIIiiiiifdsaf間距離缺省結(jié)構(gòu)上無(wú)此尺寸缺省動(dòng)臂底盤(pán)鉸點(diǎn)C與右履帶中心T點(diǎn)左400.6IIIiiiiifdsaf間距離缺省動(dòng)臂斗桿鉸點(diǎn)F與鏟斗斗桿鉸點(diǎn)Q間距離1700鏟斗斗桿鉸點(diǎn)Q與搖桿斗桿鉸點(diǎn)N間距離300動(dòng)臂油缸動(dòng)臂鉸點(diǎn)B與動(dòng)臂斗桿鉸點(diǎn)F間距離2148結(jié)構(gòu)上無(wú)此尺寸缺省連桿鏟斗鉸點(diǎn)K與鏟斗斗桿鉸點(diǎn)Q間距離

7、270連桿鏟斗鉸點(diǎn)K與鏟斗齒尖V間距離1206結(jié)構(gòu)上無(wú)、缺省搖桿鏟斗油缸鉸點(diǎn)M/H與連桿鏟斗鉸點(diǎn)K間距離352動(dòng)臂斗桿鉸點(diǎn)F與搖桿斗桿鉸點(diǎn)N間距離350結(jié)構(gòu)上無(wú)尺寸缺省C點(diǎn)X坐標(biāo)投影J與右履帶中心T點(diǎn)間距離缺省C點(diǎn)X坐標(biāo)投影J與左履帶中心I點(diǎn)間距離缺省結(jié)構(gòu)上無(wú)此尺寸缺省下動(dòng)臂長(zhǎng)CZ1407上動(dòng)臂長(zhǎng)ZF2321動(dòng)臂彎角CZF =130BCF =DFC =EFG =GNF =GFN =NQF =NFQ =結(jié)構(gòu)上無(wú)尺寸KQV =CAP =ACP= 四確定下列所給滿足要求的結(jié)構(gòu)參數(shù)題號(hào)鏟斗容量挖掘深度挖掘高度挖掘半徑卸載高度鏟斗挖掘力B0.38 m34.1m7.35 m6.77 m4.95 m54.8

8、6KN第4章 4.1 確定長(zhǎng)度與角度結(jié)構(gòu)參數(shù)整機(jī)質(zhì)量計(jì)算公式：m=2179+20147q=2179+20147*0.38=9834.86kg=9.835t以液壓挖掘機(jī)的機(jī)重為指標(biāo)，用以下公式近似確定：線尺寸參：=, 根據(jù)設(shè)計(jì)中小型液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)，利用上述公式通過(guò)matlab可解得以下結(jié)構(gòu)參數(shù)：名稱代號(hào)值/m動(dòng)臂長(zhǎng)度CF4.009斗桿長(zhǎng)度FQ2.0045鏟斗長(zhǎng)度QV1.0612動(dòng)臂底盤(pán)鉸點(diǎn)C與動(dòng)臂油缸底盤(pán)鉸點(diǎn)P間垂直距離0.5456動(dòng)臂底盤(pán)鉸點(diǎn)C與動(dòng)臂油缸底盤(pán)鉸點(diǎn)P間距離0.63動(dòng)臂底盤(pán)鉸點(diǎn)C與斗桿油缸斗桿油缸下鉸點(diǎn)D間距離2.5504動(dòng)臂底盤(pán)鉸點(diǎn)C與動(dòng)臂油缸動(dòng)臂油缸上鉸點(diǎn)B間距離1.720

9、3動(dòng)臂斗桿油缸鉸點(diǎn)D與動(dòng)臂斗桿鉸點(diǎn)F間距離1.734斗桿斗桿油缸鉸點(diǎn)E與動(dòng)臂斗桿鉸點(diǎn)F間距離0.4823斗桿鏟斗油缸鉸點(diǎn)G與動(dòng)臂斗桿鉸點(diǎn)F間距離1.027斗桿斗桿油缸鉸點(diǎn)E斗桿鏟斗油缸鉸點(diǎn)G與動(dòng)臂間距離0.7169結(jié)構(gòu)差異，實(shí)為同一點(diǎn)缺省搖桿鏟斗油缸鉸點(diǎn)M/H與搖桿斗桿鉸點(diǎn)N間距離0.4799搖桿鏟斗油缸鉸點(diǎn)M/H與搖桿斗桿鉸點(diǎn)N間距離0.4799斗桿鏟斗油缸鉸點(diǎn)G與搖桿斗桿鉸點(diǎn)N間距離1.4727動(dòng)臂斗桿鉸點(diǎn)F與搖桿斗桿鉸點(diǎn)N間距離1.6507動(dòng)臂底盤(pán)鉸點(diǎn)C與左履帶中心I點(diǎn)左400.6IIIiiiiifdsaf間距離缺省結(jié)構(gòu)上無(wú)此尺寸缺省動(dòng)臂底盤(pán)鉸點(diǎn)C與右履帶中心T點(diǎn)左400.6IIIiii

10、iifdsaf間距離缺省動(dòng)臂斗桿鉸點(diǎn)F與鏟斗斗桿鉸點(diǎn)Q間距離2.0045鏟斗斗桿鉸點(diǎn)Q與搖桿斗桿鉸點(diǎn)N間距離0.3537動(dòng)臂油缸動(dòng)臂鉸點(diǎn)B與動(dòng)臂斗桿鉸點(diǎn)F間距離2.5327結(jié)構(gòu)上無(wú)此尺寸缺省連桿鏟斗鉸點(diǎn)K與鏟斗斗桿鉸點(diǎn)Q間距離0.3184連桿鏟斗鉸點(diǎn)K與鏟斗齒尖V間距離1.422結(jié)構(gòu)上無(wú)、缺省搖桿鏟斗油缸鉸點(diǎn)M/H與連桿鏟斗鉸點(diǎn)K間距離0.415動(dòng)臂斗桿鉸點(diǎn)F與搖桿斗桿鉸點(diǎn)N間距離0.4127結(jié)構(gòu)上無(wú)尺寸缺省C點(diǎn)X坐標(biāo)投影J與右履帶中心T點(diǎn)間距離缺省C點(diǎn)X坐標(biāo)投影J與左履帶中心I點(diǎn)間距離缺省結(jié)構(gòu)上無(wú)此尺寸缺省下動(dòng)臂長(zhǎng)CZ1.659上動(dòng)臂長(zhǎng)ZF2.7367動(dòng)臂彎角CZF =130BCF =DFC

11、 =EFG =GNF =GFN =NQF =NFQ =結(jié)構(gòu)上無(wú)尺寸KQV =CAP =ACP=4.2 斗形參數(shù)的選擇斗容量q、平均斗寬B、轉(zhuǎn)斗挖掘半徑R和轉(zhuǎn)斗挖掘裝滿轉(zhuǎn)角2（取為95）四者之間有以下幾何關(guān)系：取土壤松散系數(shù)，R=0.95，得B=1.018米。轉(zhuǎn)斗挖掘時(shí)挖掘米容積的土所耗的能量稱為轉(zhuǎn)斗挖掘能容量，用符號(hào)E表示。取。得：E=1.587K式中，K挖掘過(guò)程中考慮其它因素影響的系數(shù)。4.3 最大挖掘深度、停機(jī)面最大挖掘半徑、最大卸載高度、最大挖掘高度的計(jì)算4.3.1 最大挖掘深度當(dāng)下置動(dòng)臂油缸全縮，F(xiàn)QV三點(diǎn)同一直線并處于垂直狀態(tài)時(shí)得到最大挖掘深度，如圖2-49：最大挖掘深度：解得：=4

12、34.3.2 最大挖掘半徑當(dāng)斗桿油缸全縮，F(xiàn)QV三點(diǎn)同一直線，而且=0時(shí)可以得到停機(jī)面最大挖掘半徑，如圖2-7：=6.77m= h=1.3498m ,得到：=133.64.3.3 最大卸載高度當(dāng)下置動(dòng)臂油缸全伸，斗桿油缸全縮，QV連線處于垂直狀態(tài)時(shí)，可得到最大卸載高度，如圖2-48：臂鉸離地高度系數(shù)kHO 范圍0.6-0.7 取kHO =0.63，所以根據(jù)線尺寸參數(shù)：=得：臂鉸離地高度h=1.3498m ， = h-=1.3498-0.5456=0.8402m最大卸載高度：解得：=151.6最大挖掘高度=6.41m五動(dòng)臂液壓缸、斗桿液壓缸、鏟斗液壓缸運(yùn)動(dòng)參數(shù)確定第5章 5.1 動(dòng)臂液壓缸計(jì)算，

13、擺角范圍由上面公式解得:= 2.294m ,=1.33m , =108.65.2 斗桿液壓缸 ， 由上面公式可計(jì)算出：= 1.374m ， =2.019m ，=83.95.3 鏟斗液壓缸綜合以往經(jīng)驗(yàn)并對(duì)鏟斗機(jī)構(gòu)加以估算，因此給出，在GMN中，由余弦定理可計(jì)算得到：= 1.183m ， =1.844m 六機(jī)構(gòu)自由度分析計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度：活動(dòng)構(gòu)件數(shù)=11，單鉸數(shù)13個(gè)，復(fù)鉸1個(gè)，所以,=15，=0，由上面公式可得自由度=311215=3七仿真八機(jī)構(gòu)搭建圖九心得和體會(huì) 一開(kāi)始拿到題目后，腦袋一片空白，由于圖書(shū)館此書(shū)藏量有限，很多書(shū)已被借完，然后我在網(wǎng)上找到有關(guān)單斗液壓挖掘機(jī)的教材和一些相關(guān)論文，然后詳細(xì)研究，再加以總結(jié)，不斷改進(jìn)，終究在很多努力下，得以解出具體參數(shù)，接下來(lái)運(yùn)用solidworks進(jìn)行仿真，我在仿真上耗費(fèi)了大量時(shí)間，終于能夠?qū)崿F(xiàn)其運(yùn)動(dòng)，但是最終遇到了一個(gè)大難題，運(yùn)用solidworks中的motion插件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析時(shí)，始終出現(xiàn)錯(cuò)誤，軟件所列出的錯(cuò)誤，而運(yùn)動(dòng)模型中根本不具有，因?yàn)槟Ｐ偷姆抡孢\(yùn)動(dòng)并沒(méi)有出現(xiàn)任何問(wèn)題，我嘗試過(guò)很多次，向很多同學(xué)請(qǐng)教過(guò)，但是還是沒(méi)結(jié)果，因此未能畫(huà)出輸出機(jī)構(gòu)的位移、速度、