參考方案2-挖坑機(jī)設(shè)計(jì)

基本工作原理：你設(shè)計(jì)的挖坑機(jī)安裝在東風(fēng)EQ140汽車底盤的基礎(chǔ)上由分動(dòng)箱、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、支腿機(jī)構(gòu)、支塔機(jī)構(gòu)、工作裝置等組成。分動(dòng)箱也是取力箱，它將汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力接出，驅(qū)動(dòng)二個(gè)柱塞泵和一個(gè)齒輪泵，為挖坑機(jī)提供動(dòng)力。回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用Q2-3汽車起重機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，有液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)盤可作270°范圍內(nèi)的回轉(zhuǎn)，能使挖坑機(jī)的鉆頭在汽車后方和左右兩方的旋轉(zhuǎn)弧線上任一點(diǎn)位置進(jìn)行挖坑作業(yè)，上盤在微調(diào)液壓缸作用下進(jìn)行微小移動(dòng)，以使鉆頭準(zhǔn)確、迅速定位。支腿機(jī)構(gòu)由四只支腿組成，在工作時(shí)支撐于地面，以增加作業(yè)時(shí)整機(jī)的穩(wěn)定性，支腿的放下、支撐和收起均由各自的液壓缸驅(qū)動(dòng)。支塔機(jī)構(gòu)用于支撐鉆塔，運(yùn)輸時(shí)通過支塔液壓缸將工作裝置傾倒置于車廂前部的支架上，工作時(shí)將工作裝置支撐于直立位置。工作裝置由筒形鉆頭、減速器、主液壓馬達(dá)加壓裝置和鉆塔等組成。加壓裝置在鉆塔內(nèi)，其加壓油缸的活塞桿與鉆桿用特殊的接頭連接，可以在鉆桿旋轉(zhuǎn)時(shí)仍能保證傳遞向下的進(jìn)給力，活塞桿向上時(shí)，可將鉆頭從土壤中提升踹。鉆頭與鉆桿連結(jié)，鉆桿上部為方軸，與減速箱被動(dòng)齒輪的方孔配合，可在方孔中上下移動(dòng)而不影響扭矩的傳遞。液壓馬達(dá)通過減速器驅(qū)動(dòng)鉆頭，帶合金鋼切削齒的空心鉆筒可以破碎堅(jiān)硬的地表層。2設(shè)計(jì)參數(shù)要求3空心鉆筒植樹挖坑機(jī)的工作原理該機(jī)為全液壓系統(tǒng)傳動(dòng)，其液壓系統(tǒng)由兩個(gè)油馬達(dá)、三泵、雙回路組成，分為主油路和副油路。主油路的動(dòng)力是兩個(gè)柱塞泵、直接驅(qū)動(dòng)主液壓馬達(dá)和加壓液壓缸使筒形鉆頭工作；副油路則由一個(gè)齒輪泵提供動(dòng)力給其它執(zhí)行元件（如回轉(zhuǎn)盤、支腿、支塔旋轉(zhuǎn)等）。工作時(shí)，支塔處于垂直位置；不工作時(shí)（閑置和移動(dòng)途中）支塔轉(zhuǎn)至一定角度收放于汽車底盤上。圖3-1為機(jī)動(dòng)式空心鉆筒植樹挖坑機(jī)的示意圖第1頁4

挖坑裝置的設(shè)計(jì)4.1鉆筒的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)是空心鉆筒植樹挖坑機(jī)，空心鉆筒的作用是將刀齒旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)帶出來的土壤通過鉆筒內(nèi)側(cè)的螺旋線型突起留在鉆筒內(nèi)部而不會(huì)掉落在坑內(nèi)，挖坑動(dòng)作完成以后，通過工作裝置回放的小幅振動(dòng)或人工將土壤從鉆筒里掉落。鉆筒采用45鋼鍛造，直徑600mm,在鉆筒外緣一共裝八把刀齒，為了安裝刀齒方便，鍛造完成后，在360°方向上對(duì)稱磨八個(gè)平面，方便了刀齒刀柄部分螺栓的連接。鉆筒無底無蓋，為了將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞給鉆筒，在鉆筒上方焊接了4根鋼條，為了保證法蘭安裝的精度，在鋼條上部再焊接一條正方形鋼板，用來安裝法蘭。鉆筒的尺寸詳見零件圖。第2頁4.2

切削刀齒的設(shè)計(jì)本植樹挖坑機(jī)的硬質(zhì)合金切削刀齒,可以在鉆筒旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和加壓液壓缸的壓力作用下,實(shí)現(xiàn)刀齒的切土和拋土，從而實(shí)現(xiàn)挖坑功能。硬質(zhì)合金切削刀齒在土中旋轉(zhuǎn)過程中將土壤破碎，向上扛起使其松動(dòng)。被松碎的土壤在旋轉(zhuǎn)作用下一部分拋離地面，大部分被卷入鉆筒中，通過鉆筒內(nèi)的螺旋線旋轉(zhuǎn)形狀來留在鉆筒內(nèi)部。切削刀齒用螺栓固定在鉆筒外側(cè)，在挖坑時(shí)利用刀齒的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)將下層的土壤松動(dòng)，利用鉆筒的向下運(yùn)動(dòng)將土層卷到空心鉆筒中，完畢后利用液壓缸的提升和轉(zhuǎn)向作用，使土壤從鉆筒中掉落出來,從而完成挖坑任務(wù)。在刀齒的設(shè)計(jì)中，切削刀齒的設(shè)計(jì)選擇接近于銑刀的設(shè)計(jì)。由農(nóng)林業(yè)刀具文摘查：刀齒的厚度＞20mm，一般在接近地表處r=50°—70°,這樣可使刀齒具有良好的松土推土性能和較少的能量消耗。在插入土壤時(shí)受力較大，為了避免應(yīng)力集中，故有小加強(qiáng)肋，刀齒刀柄與鉆筒處為螺栓連接，提高刀齒的使用壽命，方便刀齒的互換和安裝。第3頁刀齒前棱的水平斷面為平口，此角的大小對(duì)刀齒的形狀和刀齒側(cè)板的挖土情況有很大影響。由于刀齒的形狀是以中心縱向垂直平面為對(duì)稱平面的對(duì)稱形，刀齒的水平斷面為方頭。當(dāng)?shù)洱X旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)土壤沿刀齒表面滑動(dòng)，而產(chǎn)生側(cè)板粘土和擠土現(xiàn)象。刀齒前方刀口部分底部的寬度bk要選擇適當(dāng)，為了減少刀齒的阻力，減小刀齒的應(yīng)力集中現(xiàn)象的發(fā)生，所以本設(shè)計(jì)取bk=26mm。刀齒的高度H應(yīng)使土壤不能便落入溝中，并且便于裝配在鉆筒上。選用H=108mm。所以刀齒的最大高度hm設(shè)定為108mm。綜上，刀齒的各尺寸參數(shù)確定如下：刀齒裝配柄高度為20mm，裝配柄寬度為38mm，刀齒高度為108mm，刀齒寬度為27mm。刀齒各組成部件、具體尺寸見圖紙。切削刀齒刀柄部分螺紋采用內(nèi)螺紋，通過螺栓固定在植樹挖坑機(jī)的鉆筒外側(cè)上。安裝時(shí)應(yīng)使刀齒切削刃部分與鉆筒的旋轉(zhuǎn)方向保持一致。5

減速器的設(shè)計(jì)5．1

主液壓馬達(dá)的選用已知鉆桿的轉(zhuǎn)速n

w

90r/min

M4.5KN?m第4頁假設(shè)i20，減速器采用一級(jí)蝸桿蝸桿減速器，n聯(lián)軸器0.99，軸承0.98，蝸桿0.80Pw15KW,

d

20901800r/minPw15

聯(lián)軸器

?

軸承

?

蝸桿

0.990.980.800.776，Pd

0.776

19.33KWT1

9550

Pdn

9550

19.331800

102.556N?m?1?1根據(jù)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩可以知選用CM—D70C?1?1排量70.8ml?r額定壓力10MPa最高壓力14MPa額定轉(zhuǎn)速1800r?min轉(zhuǎn)矩112.7N?m5．2

減速器的設(shè)計(jì)2????E???2????E??????P19.330.7762T955095500001591.67510N?mm（2）選材料蝸桿螺旋齒面要求淬火，硬度為45～55HRC，蝸輪用鑄鋁青銅ZCuSn10P1,金屬模鑄造。為了節(jié)約貴重的有色金屬，齒圈用青銅制造，而輪芯用灰鑄鐵HT100制造。（3）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)根據(jù)閉式蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)而空準(zhǔn)則，先按照齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，在校核齒根的彎曲疲勞強(qiáng)度。1??計(jì)算上式中的主要參數(shù)：①確定作用在蝸桿上的轉(zhuǎn)矩T2按z12,0.776則：n21800/20②確定載荷系數(shù)K因載荷穩(wěn)定，K1.1;工作情況系數(shù)K1.1;由于第5頁轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，K

V

1.2則KK

A

K

K

v

1.11.151.051.21②

彈性影響系數(shù)Z

E

160

MPa③

接觸系數(shù)Z

假設(shè)d1

/a0.31,Z'

2.9④⑤

蝸桿基本許用應(yīng)力應(yīng)力循環(huán)系數(shù)

H

268MPa7N60jn2Lh7⑥壽命系數(shù)?10

16011?8

180020

7120006.8107K

HVN

???

76.8107

?????'

0.7869

H

K

HVN

?

H

0.7869268210.897MPa?a?a1.21??

1591.675

10

3

?????

1602.9210.897

?????

2

?????

13

197.46mm取中心距a200mm，由于

i20d

，查表得，模數(shù)

m8

，蝸桿分度圓直徑

d

1

80mm

，而

1

a

80

250

0.32

，可以用。d80qd80q10??o'"①蝸桿軸向齒距Pam3.14825.12直徑系數(shù)m8齒頂圓直徑da1d12ham8021896mm齒根圓直徑df1d1?2hamc)80?21.2860.6mm分度圓導(dǎo)程角111836第6頁蝸桿軸向齒厚②蝸輪

s

a

0.5m12.56mm蝸輪齒數(shù)z

2

41；變位系數(shù)x41

2

?0.5；

20.5?20驗(yàn)算傳動(dòng)比i以。

2

20.5，傳動(dòng)比誤差i

20

2.5%，可蝸輪分度圓直徑d

2

mz

2

841328mm蝸輪喉圓直徑d

a2

d

2

2ha2

32828344mm蝸輪齒根圓直徑d

f2

d

2

?2d1

f2

328?21.28308.8mm1蝸輪咽喉圓半徑r

g2

a?

2

d

a2

200?

2

34428mm1.53KT1.53KTYY≤z當(dāng)量齒數(shù)zb2d2m3

3

41o

'

43.51cos

cos

111836"根據(jù)x2

0.5，z

v2

o43.51查表得齒形系數(shù)Yo11.36

F

2.23.螺旋角系數(shù)Y

1?

140

1?'

140

o

0.9188許用彎曲應(yīng)力'

F

F

K

FN查表得

F

6?10566?10?

???壽命系數(shù)K

FN

???

6.810

77?

0.658

F

1.531.211591975560.65836.851.531.2115919752.230.918828.766MPaF

803288彎曲強(qiáng)度滿足要求第7頁⑹精度等級(jí)公差和表面粗糙度的確定考慮蝸桿傳動(dòng)是動(dòng)力傳動(dòng)，蝸輪選8級(jí)精度，側(cè)隙種類8f.從有關(guān)手冊(cè)查得表面粗糙度。詳情見零件圖。FFFy48EI

L1

3

≤yd1許用最大撓度y

1000

0.08mm,蝸桿材料的彈性模量E200GPa,44危險(xiǎn)截面的慣性矩I

d

f1

3.1460.6

661668.059mm

4蝸桿兩端的跨距L1

640.9d2T

2

640.9328295.2mm21591675蝸桿所受的圓周力Fa1

d

22

328

9705.335N蝸桿所受的徑向力Ft1

2T1d1

2414.2376802T2

10.3559N蝸桿所受的軸向力Fr12

Ft2

tan2

d

2

tan21722.396Ny

10.3559

21722.39612

0.00000027mm≤y4820010

661668.059故剛度條件滿足。⑻

蝸桿軸的強(qiáng)度校核一、蝸桿軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.軸的裝配方案圖第8頁功率P2.功率P1P119KW轉(zhuǎn)速nn11800r/min轉(zhuǎn)矩T1

3T1

112.7NT2

1591.67510

N?m蝸桿所受的圓周力Fa1

?

2Td

2

21591675328

9705.335N蝸桿所受的徑向力Ft1

2T1d1

2

2112.7802T

2.8175N蝸桿所受的軸向力Fr1

Ft1

tan

d

1

1

tan21722.396NP1dP1dA311230.67mm（1）初步確定軸的最小直徑選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表13-2查取A0于是n11800

110，軸的最小直徑處顯然是安裝在與主液壓馬達(dá)連接的聯(lián)軸器，為了使所選軸徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需要按照聯(lián)軸器的尺寸選取，則dmin50mm。帶輪的寬度為84mm，安裝帶輪的軸徑的長(zhǎng)度應(yīng)比帶輪的寬度短1~2mm，所以取軸徑的長(zhǎng)度為80mm。（2）軸上各段直徑和長(zhǎng)度的確定①初步選擇滾動(dòng)軸承，因?yàn)檩S上受有軸向力所以選用圓錐滾子軸承，軸承型號(hào)為30312。因?yàn)檩S承為標(biāo)準(zhǔn)件，所以其安裝的軸段直第9頁徑為60mm，長(zhǎng)度為22mm，軸承需要定位，所以選取定位軸段直徑為60mm，確定其長(zhǎng)度為60mm。H7。②蝸桿的工作長(zhǎng)度為170mm，確定其加工長(zhǎng)度為150mmH7。分度圓直徑為80mm4.軸上零件的周向定位聯(lián)軸器與軸的周向定位采用平鍵聯(lián)接。按照設(shè)計(jì)手冊(cè)查得平鍵的截r65.確定軸上的圓角與倒角軸上的倒角為245，各軸肩處的圓角半徑見圖紙。二、軸上的載荷1.做出軸的簡(jiǎn)圖，確定軸承支點(diǎn)的位置，從手冊(cè)中查取壓力中心偏離值為30.7mm，因此作為簡(jiǎn)支梁的支承跨距L1L2216234450mm。2.將外載荷分解到水平面和垂直面內(nèi)，求出垂直面和水平面的支承反力，并作出彎矩圖和扭矩圖。第10頁從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩圖和扭矩圖中可以看出蝸桿的中心截面處是軸的危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)將計(jì)算出的此截面處的各彎矩和扭矩的值列于下表中：載荷水平面H垂直面V支反力FFH11877N,FH22710NFV1FV211506N彎矩MMBH左639N?mm,MBH右922847N?mmMBV左MBV右107328.3?mm總彎矩MB右1415000N.mmMB左1249000N.mm扭矩T1994174N?mm三、

軸的校核1.

強(qiáng)度校核按照彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度，從以上圖中可知蝸桿中心截面處最危險(xiǎn)，第11頁22M(T22M(T)1415000(0.6994174)3W0.190

2

21.06MPa軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表13-1查得[故安全。2.安全系數(shù)的校核（1）判斷危險(xiǎn)截面

?1

]55MPa，因此

ca

[

?1

]。M1415000彎曲應(yīng)力幅：M1415000彎曲應(yīng)力幅：19.41MPa3T99174扭轉(zhuǎn)應(yīng)力幅：0.68MPa3因?yàn)檩S的最小直徑是按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬松的確定的，因而只對(duì)蝸桿中心面處進(jìn)行安全系數(shù)的校核，（2）疲勞強(qiáng)度的校核1蝸桿中心截面上的應(yīng)力W0.190WT0.290彎曲平均應(yīng)力：m0MPa扭轉(zhuǎn)平均應(yīng)力：ma0.68MPa2材料的等效系數(shù)查表13-1之注釋得：0.1,0.053應(yīng)力集中系數(shù)查表13-1得：K2.3,K1.74絕對(duì)尺寸系及數(shù)表面質(zhì)量系數(shù)查表13-4、附表13-5得：0.68,0.68,0.9295計(jì)算安全系數(shù)軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表13-1查得B570MPa,?1245MPa,?1135MPa第12頁S

K

a

?1

m

2452.313.190.680.929

0

5.1S

K

?1

m

1.7

1350.050.68

49.54S

ca

S

S

2

SS

2

5.149.545.149.545.07S1.3~1.5225.149.5故該剖面的疲勞強(qiáng)度足夠。注:以上未注明的圖表和公式均引自機(jī)械設(shè)計(jì)【5】第13章軸P287-312。⑼蝸輪軸的強(qiáng)度校核一、蝸輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩蝸輪軸所受的圓周力Fa2蝸輪軸所受的徑向力Ft2蝸輪軸所受的軸向力Fr22.軸的直徑與長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)

Ft1Fa1Fr1

2.8175N9705.335N21722.396NP19P190.980.973min0選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表13-2查取A0于是n290

110，軸的最小直徑處是安裝在與鉆筒連接的法蘭上的，為了使所選第13頁軸徑與法蘭的孔徑相適應(yīng)，故需要按照法蘭的尺寸選取，則dmin65mm。所以取軸徑的長(zhǎng)度為500mm。（2）軸上各段直徑和長(zhǎng)度的確定初步選擇滾動(dòng)軸承，因?yàn)檩S上受有軸向力所以選用圓錐滾子軸承，軸承型號(hào)為30213。因?yàn)檩S承為標(biāo)準(zhǔn)件，所以其安裝的軸段直徑為80mm，長(zhǎng)度為120mm，軸承需要定位，所以選取定位軸段直徑為85mm，確定其長(zhǎng)度為15mm。H7H7。輪轂與軸的周向定位采用平鍵聯(lián)接。按照設(shè)計(jì)手冊(cè)查得平鍵的截面r65.確定軸上的圓角與倒角軸上的倒角為245，各軸肩處的圓角半徑見圖紙。二、軸上的載荷1.做出軸的簡(jiǎn)圖，確定軸承支點(diǎn)的位置，從手冊(cè)中查取壓力中心偏離值為27.4mm，因此作為簡(jiǎn)支梁的支承跨距L1L210193194mm。第14頁2.將外載荷分解到水平面和垂直面內(nèi)，求出垂直面和水平面的支承反力，并作出彎矩圖和扭矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩圖和扭矩圖中可以看出蝸輪的中心截面處是軸的危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)將計(jì)算出的此截面處的各彎矩和扭矩的值列于下表中：載荷水平面H垂直面V支反力FFH11010.93N,FH211311.46NFV1FV24852.66N彎矩MMBH左114257N?mm,MBH右1141995N?mmMBV左MBV右470708N?mm總彎矩MB右484370N.mmMB左1235199N.mm扭矩T21591.675103N?mm3.

強(qiáng)度校核第15頁2M(T)22M(T)224.12MPa3M1235199彎曲應(yīng)力幅：24.12MPa33T1591.67510扭轉(zhuǎn)應(yīng)力幅：15.54MPa3故對(duì)此截面進(jìn)行校核。取0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力W0.180軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表13-1查得[?1]55MPa，因此ca[?1]。故安全。4.安全系數(shù)的校核⑴判斷危險(xiǎn)截面鍵槽、過渡圓角處等都有應(yīng)力集中源，且當(dāng)量彎矩均較大，故也是危險(xiǎn)截面，因?yàn)檩S的最小直徑是按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬松的確定的，因而只對(duì)蝸輪中心面處進(jìn)行安全系數(shù)的校核，⑵疲勞強(qiáng)度的校核1蝸輪中心截面上的應(yīng)力W0.180WT0.280彎曲平均應(yīng)力：m0MPa扭轉(zhuǎn)平均應(yīng)力：ma0.68MPa2材料的等效系數(shù)查表13-1之注釋得：0.1,0.053應(yīng)力集中系數(shù)查表13-1得：K2.3,K1.74絕對(duì)尺寸系及數(shù)表面質(zhì)量系數(shù)查表13-4、附表13-5得：0.68,0.68,0.9295計(jì)算安全系數(shù)軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表13-1查得B570MPa,?1245MPa,?1135MPa第16頁S

K

a

?1

m

2452.313.190.680.929

0

5.1S

K

?1

m

1.7

1350.050.68

49.54S

ca

S

S

2

SS

2

5.149.545.149.545.07S1.3~1.5225.149.5故該剖面的疲勞強(qiáng)度足夠。注:以上未注明的圖表和公式均引自機(jī)械設(shè)計(jì)【5】第13章軸P287-312。6

L800平均速度vL800平均速度v6.67mm/s3F1010液壓缸有效工作面積A3.50810mm62vAD由公稱壓力≤10MPa，?1.33即?2236.1提升液壓缸的設(shè)計(jì)選用已知行程L800mm，時(shí)間t120st120外負(fù)載F10KN,由表查得按照負(fù)載選擇元件工作壓力工作壓力取P3.0MPa，液壓缸的機(jī)械效率cm0.95cmp0.95310v1A1D?d求得活塞直徑D77.10mm，取標(biāo)準(zhǔn)系列D80mm活塞桿直徑d38.4mm，取標(biāo)準(zhǔn)系列d40mm液壓缸最大流量的確定最大流量qmaxAvmax3.508106.623398.36mL/s工作負(fù)載FG5000N

2摩擦負(fù)載Ff

fFN

/sin

2

，因工件是垂直下降，垂直作用于導(dǎo)軌的載荷可由其間隙和結(jié)構(gòu)獲得。導(dǎo)軌采用燕尾槽式導(dǎo)軌，結(jié)構(gòu)見部件圖。壓力FN400N，靜摩擦系數(shù)fs0.2，動(dòng)摩擦系數(shù)fd0.1第17頁靜摩擦負(fù)載F

f

s

0.2400/sin45o

o

113.13N動(dòng)摩擦負(fù)載Ff慣性負(fù)載

d

0.1400/sin45

56.568N加速Fa1

Gvgt

50009.1

0.060.5

61.162N減速Fa2

GvgtGv

50009.15000

0.06?0.0080.50.008

45.87N制動(dòng)Fa3

g

t

9.1

0.5

8.155N啟動(dòng)：FFfs加速：FFfd減速：FFfd制動(dòng)：FFfd

FLFLFLFL

113.1350005113.13NFa1500056.56861.1625117.73N?Fa2500056.568?45.875010.698N?Fa3500056.568?8.1555048.41N故選工程液壓缸HSGL-80/40具體參數(shù)如下：D80mmd40mm推力F180.42KN拉力F2最大行程s2000mm

60.32KN端部采用法蘭連接，因?yàn)椴捎脴?biāo)準(zhǔn)件，強(qiáng)度不必校核。第18頁液壓缸的有效作用面積為：12

2

2

2無桿腔面積A1

4

D

4

8cm

50.24cm有桿腔面積A2

14

D

2

?d

2

4

282

?4

2

cm

2

37.68cm

2?4?4q1A1v150.24106.6710

?3

?633.51?6

m

3

/s2.01L/minq2

A2v2

37.6810

?4

?37.5?3

?628.26?6

m

3

/s1.69L/minF5000AF5000A2510m5?44A42510D56.43mm與缸用銷軸固定。具體尺寸見零件圖。6.2支塔液壓缸的設(shè)計(jì)與選用支塔液壓缸用來支撐主液壓缸裝置，重力是主要的影響因素。⑴工作壓力p2.0MPa，所受拉力F5000Np2.010⑵計(jì)算液壓缸的尺寸3.14按照標(biāo)準(zhǔn)系列，D60mm查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選用伸縮式套筒液壓缸3TGⅠ-E100×1800。具體參數(shù)如下：伸出套筒外徑100/80/60總行程1200～1890mm安裝中心距695～940mm額定壓力16MPa理論最大推力首級(jí)123.6KN末級(jí)44.13KND1150mmD2125mms105mm50mmB40mmL60mmMM221.5支塔液壓缸柱塞在工作中主要受到彎曲力作用，按照壓彎聯(lián)合強(qiáng)度考慮第19頁柱塞穩(wěn)定性校核：因?yàn)橹傂谐虨閘/d1800/603010

1800，而柱塞最

小直徑為

60mm,8Jd柔性系數(shù)858Jd柔性系數(shù)85，r15l1800因?yàn)?208518544EJ23.142.1103.14d?dF54579.24N22Fk當(dāng)取安全系數(shù)n4時(shí)，13644N5000N根據(jù)該液壓缸兩端固定取末端系數(shù)22柱塞材料用普通碳鋼則：材料強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)值f4.910MPa，系數(shù)1/5000A4rk15l180064nk4所以，滿足穩(wěn)定性條件。7液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)第20頁空心鉆筒挖坑機(jī)液壓系統(tǒng)圖7.1其他液壓缸的設(shè)計(jì)與選用7.1.1回轉(zhuǎn)制動(dòng)缸的選用當(dāng)支塔液壓缸將鉆筒起吊時(shí)，上車回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)馬達(dá)開始工作，將鉆筒轉(zhuǎn)到指定的位置。根據(jù)負(fù)載選擇工作壓力，F(xiàn)5000N,工作壓力取2.0MPa，液壓缸的機(jī)械效率為cm0.95，第21頁F4000AF4000A22D?dAcmp0.952.0104

6

0.0021m

2由上兩式聯(lián)合得D59.7mm

，d

29.7mm根據(jù)工程機(jī)械用液壓缸外徑系列，選擇缸內(nèi)徑為D63mm缸外徑為D1

76mml300平均速度vl300平均速度v30mm/s，2222D?d3.1463?32qAvv2.774L/min活塞桿直徑為d32mm，在工作壓力為16MPa，推力為49.88KN拉力37.01KN，最大行程s800mmt10則其平均流量447.1.2支腿液壓缸的選用選用HSGL-50/32BE-EC具體參數(shù)如下：缸徑D50mm，活塞桿直徑d32mm，在工作壓力16MPa,推力31.42KN，拉力18.55KN，最大行程s600mm7.1.3夾緊液壓缸的選用夾緊液壓缸的作用要求快速夾緊，采用雙聯(lián)液壓缸，使回路更加穩(wěn)定。取工作行程s250mm，工作推力在10KN選用HSGL-50/32BE-EC,缸徑D50mm,活塞桿直徑d32mm，在工作壓力16MPa,推力31.42KN，拉力15.08KN，最大行程為s500mm7.1.4微調(diào)液壓缸的選用選用HSGL-40/25BE-EC,缸徑D50mm,活塞桿直徑d25mm速度第22頁p16MPap20MPa21kg比p16MPap20MPa21kg程為s500mm。注：以上公式均選自機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第四卷第6章液壓執(zhí)行元件P23-173至P23-2437.2回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)的設(shè)計(jì)選用在Q2-3汽車起重機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中，一般的回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為2.5r/min，行星齒輪的傳動(dòng)比一般為150～300，則回轉(zhuǎn)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速為n2.5150~300375~750r/min因其部位重要，選擇結(jié)構(gòu)緊湊，徑向尺寸小，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，轉(zhuǎn)速較高負(fù)載大，有變速要求，低速平穩(wěn)性要求高的軸向柱塞馬達(dá)。根據(jù)轉(zhuǎn)速要求和負(fù)載要求，選擇XM型柱塞馬達(dá)。具體參數(shù)如下：排量80ml/r額定壓力最大壓力額定轉(zhuǎn)速320r/min最大轉(zhuǎn)速400r/min額定轉(zhuǎn)矩183N?m最大轉(zhuǎn)矩229N?m功率5kW質(zhì)量具體尺寸見裝配圖注：以上公式均選自機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第四卷第6章液壓執(zhí)行元件P23-134至P23-1467.3液壓泵的選擇1.確定液壓泵的最高工作壓力PP第23頁柱塞泵：PP

≥P1

∑

P1PP

≥P1

∑

P1q151.096Vq151.096V83.94mL/r16.4MPa齒輪泵：PP≥P2∑P2161.517.5MPa2.最大供油量qp柱塞泵：qp≥k∑qmax1.22.01L/min5.26L/min8.724L/minｐ額定≈ｐｐ145％23．78MPa根據(jù)流量和功率，選擇軸向柱塞泵MCY14-1B具體技術(shù)規(guī)格如下：型號(hào)：MCY14-1B排量：10mL/r壓力：31.5MPa轉(zhuǎn)速：1500r/min容積效率：≥92%驅(qū)動(dòng)功率：10KW重量：16kg齒輪泵：qp≥k∑qmax1.1127.442.7743.391.4131.64850.695L/min151.096L/minn1800第24頁p額定

≈p

p

145%17.51.4525.375MPa根據(jù)泵的排量、轉(zhuǎn)速和功率，選擇CBF-E100型齒輪泵具體技術(shù)規(guī)格如下：型號(hào)：CBF-E100排量：100mL/r額定壓力：16MPa最高壓力：20MPa額定轉(zhuǎn)速：2000r/min最高轉(zhuǎn)速：2500r/min容積效率：≥93%總效率：≥85%驅(qū)動(dòng)功率：61KW質(zhì)量：9.8kg注：以上公式均選自機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第四卷第五章液壓泵23-1077.4閥類元件選擇

P23-65

至閥A：選擇手動(dòng)三位四通換向閥，彈簧復(fù)位式，q實(shí)型號(hào)：4WMM6EF

33.7L/min；閥B：手動(dòng)三位六通換向閥，中位機(jī)能為O型，型號(hào)ZL15*O,技術(shù)規(guī)格如下：通徑15mm，壓力32MPa,流量63L/min,重量12.4kg閥C：溢流閥，型號(hào)為DBD-S10，額定流量為63L/min,額定壓力為20MPa；閥G：背壓閥，型號(hào)為DBD-S10，額定流量為63L/min,額定壓力為16MPa；閥D：二位三通手動(dòng)換向閥，型號(hào)為DMT-03-2D-50，額定壓力為16MPa，最大流量為100L/min，最高使用壓力為25MPa,重量為5kg；第25頁?6KAp10q?6KAp10qm/s32徑10mm,油口ABP壓力為31.5MPa，油口T為15MPa，流量為100L/min，重量4kg；閥E：三位四通彈簧復(fù)位式手動(dòng)換向閥，型號(hào)為WMM10D50,參數(shù)同H；閥F：調(diào)速閥，型號(hào)為FG-3-120-10,最高壓力為31.5MPa，最大流量為12L/min，質(zhì)量為1.1kg閥L：液控單向閥，型號(hào)為SL10PB3-30,最高壓力為31.5MPa，最大流量為12L/min,質(zhì)量為2.5kg；閥I：多路換向閥，型號(hào)為ZFS-L20C-YT-O，通徑為20mm,壓力14MPa，流量為75L/min，重量為16.5kg；閥J：多路換向閥，同上閥M、N：雙向液控單向閥，參數(shù)如上，共８組。7.5過濾器的選擇選擇注油過濾器，防止注油時(shí)侵入污染物，，屬于粗過濾器，網(wǎng)式濾芯，選取過濾器的通油能力時(shí)，一般應(yīng)發(fā)育實(shí)際通過流量的2倍以上。通油能力可按照下式計(jì)算：qv——過濾器通油能力（m/s）——液壓油的動(dòng)力粘度Pa?sA——有效過濾面積mp——壓力差（Pa）K——濾芯通油能力系數(shù)，網(wǎng)式濾芯K0.34過濾器1安裝在液壓泵的吸油口，能濾去較大的雜質(zhì)微粒以保護(hù)液壓泵，為不影響泵的吸油性能，防止氣穴現(xiàn)象，過濾器的過濾能力應(yīng)為液壓泵額定流量的兩倍以上，壓力損失不得超過0.02MPa，泵的吸入口應(yīng)置于油箱液面以下。故過濾器１的技術(shù)規(guī)格如下：第26頁4qqd1130?34qqd1130?320010d113072.9mmpdn1672.98≥7.65mm過濾精度：180m壓力損失：≤0.01MPa流量：400L/min通徑：65mm聯(lián)接形式：法蘭聯(lián)接過濾器2安裝在系統(tǒng)的回油路上，由于油路壓力低，可采用強(qiáng)度低的過濾器，其壓力降對(duì)系統(tǒng)也影響不大。故過濾器２的技術(shù)規(guī)格如下：型號(hào)：WU-25×180F過濾精度：180m壓力損失：≤0.01MPa流量：25L/min通徑：15mm聯(lián)接形式：螺紋聯(lián)接7.6油管油管內(nèi)徑一般可參照所接元件接口尺寸確定，也可以按照管路中允許流速計(jì)算。vv0.8602b2610在本設(shè)計(jì)中，出油口內(nèi)徑為80mm，外徑為90mm的鋼管。7.7油箱油箱容積根據(jù)液壓泵的流量計(jì)算，取其體積V5~7qp，選擇閉式矩形油箱容量250L。注：以上公式選自機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第9章液壓泵站、油箱、管路及管件第27頁P(yáng)23-579至P23-641８滑動(dòng)導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)要求：⑴幾何精度就是通常所說的導(dǎo)向精度，即運(yùn)動(dòng)的直線度或回轉(zhuǎn)精度；⑵運(yùn)動(dòng)精度包括兩方面的內(nèi)容：一是運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，二是定位精度高；⑶具有足夠的塔載能力和剛度，使用壽命長(zhǎng)；⑷結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝性好，便于調(diào)整和維修；⑸具有良好的潤(rùn)滑和防護(hù)裝置。根據(jù)減速器箱體和外箱體的尺寸和受力情況，選用燕尾型滑動(dòng)導(dǎo)軌。導(dǎo)軌材料應(yīng)具有良好的耐磨性、摩擦系數(shù)小和動(dòng)靜摩擦系數(shù)差小。固定導(dǎo)軌選HT200,動(dòng)導(dǎo)軌選擇HT150。導(dǎo)軌熱處理;一般重要的導(dǎo)軌，鑄件加工后進(jìn)行一次時(shí)效處理。一般采用高中頻淬火，淬硬層深度1～2mm。硬度45～50HRC。導(dǎo)軌間隙調(diào)整采用兩根鑲條在兩端調(diào)節(jié)，使結(jié)合面加工方便，接觸良好。鑲條材料選用HT200。具體參數(shù)見導(dǎo)軌箱體的部件圖。第28頁９

機(jī)架的設(shè)計(jì)本植樹挖坑機(jī)的機(jī)架采用封閉式矩形框架結(jié)構(gòu)，用型鋼焊接而成。前梁、后梁和左、右側(cè)梁都采用8號(hào)槽鋼。機(jī)架中間用6.3號(hào)角鋼焊接成橫梁，用來增強(qiáng)機(jī)架的剛度，同時(shí)便于其它支架的焊接和部件的支塔。將液壓缸、泵等安裝在機(jī)架上，然后將機(jī)架焊接在汽車起重機(jī)的底盤上油箱一側(cè)的大梁上，支撐整個(gè)機(jī)器的挖坑動(dòng)作的動(dòng)力裝置，包括兩個(gè)柱塞泵和一個(gè)齒輪泵以及取力箱的減速裝置。第29頁基于C8051F單片機(jī)直流電動(dòng)機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對(duì)良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級(jí)倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營(yíng)養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測(cè)試儀的研制基于單片機(jī)的自動(dòng)找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機(jī)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗(yàn)臺(tái)控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動(dòng)器的研究和設(shè)計(jì)基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實(shí)時(shí)內(nèi)核設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測(cè)儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動(dòng)檢測(cè)儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測(cè)量?jī)x的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計(jì)和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機(jī)的多生理信號(hào)檢測(cè)儀基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)Pico專用單片機(jī)核的可測(cè)性設(shè)計(jì)研究基于MCS-51單片機(jī)的熱量計(jì)基于雙單片機(jī)的智能遙測(cè)微型氣象站MCS-51單片機(jī)構(gòu)建機(jī)器人的實(shí)踐研究基于單片機(jī)的輪軌力檢測(cè)基于單片機(jī)的GPS定位儀的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機(jī)系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機(jī)的時(shí)控和計(jì)數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機(jī)和CPLD的粗光柵位移測(cè)量系統(tǒng)研究單片機(jī)控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的探究基于單片機(jī)控制的自動(dòng)低頻減載裝置研究基于單片機(jī)控制的水下焊接電源的研究基于單片機(jī)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機(jī)的氚表面污染測(cè)量?jī)x的研制基于單片機(jī)的紅外測(cè)油儀的研究96系列單片機(jī)仿真器研究與設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基于MSP430單片機(jī)的電梯門機(jī)控制器的研制基于單片機(jī)的氣體測(cè)漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機(jī)的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機(jī)和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)研究基于單片機(jī)的膛壁溫度報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于AVR單片機(jī)的低壓無功補(bǔ)償控制器的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)船舶電力推進(jìn)電機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)的振動(dòng)信號(hào)的采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機(jī)的疊圖機(jī)研究與教學(xué)方法實(shí)踐基于單片機(jī)嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實(shí)現(xiàn)基于AT89S52單片機(jī)的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的多道脈沖幅度分析儀研究機(jī)器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機(jī)控制系統(tǒng)基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用研究基于單片機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信研究與應(yīng)用基于PIC16F877單片機(jī)的莫爾斯碼自動(dòng)譯碼系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應(yīng)用研究基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機(jī)的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機(jī)的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機(jī)與Internet互聯(lián)的研究與實(shí)現(xiàn)\t"_