液壓挖掘機反鏟工作裝置設計畢業論文-資料下載頁

　　

【正文】 取整個工作裝置為研究對象，則有： 的校核：取斗桿和鏟斗為研究對象，則有： 這說明當時，斗桿油缸的閉鎖力足夠，故取。取斗桿與鏟斗為研究對象，則有： 又取整個工作裝置為研究對象，則有： ：由圖 的幾何關系知:則在上動臂所產生的彎矩為: 在上動臂所產生的扭矩為: 同理,則上沿坐標軸所產生的分力矩為: 在下動臂上所產生的彎矩為: 在下動臂上所產生的扭矩為: Ⅰ.第Ⅰ工況中內力和彎矩的求解在上動臂上所受到的軸向力: 在上動臂上所受到的剪力: 在上動臂上所受到的軸向彎矩: 在下動臂上所受到的軸向力: 在下動臂上所受到的剪力: 在下臂上所受到的軸向彎矩： 由計算可以得到在第一工況中的內力和彎矩圖如圖55511所示。 C動臂下鉸點 F動臂與動臂油缸鉸點 C動臂下鉸點 F動臂與動臂油缸鉸點Q動臂油缸下鉸點 Q動臂油缸下鉸點圖59 第一工況下N圖 圖510 第一工況下T圖C動臂下鉸點 F動臂與動臂油缸鉸點 Q動臂油缸下鉸點圖511 第一工況下M圖Ⅱ.第Ⅱ工況中內力和彎矩的求解在上動臂上所受到的軸向力: 在上動臂上所受到的應有剪力： 在下動臂上所受到的軸向力: 在下動臂上所受到的剪力: 在下臂上所受到的彎矩表達式： 由計算可以得到在第二工況中的內力和彎矩圖如圖5151514所示。C動臂下鉸點 F動臂與動臂油缸鉸點 C動臂下鉸點 F動臂與動臂油缸鉸點 Q動臂油缸下鉸點 Q動臂油缸下鉸點圖512 第二工況下N圖 圖513 第二工況下T圖C動臂下鉸點 F動臂與動臂油缸鉸點 Q動臂油缸下鉸點圖514 第二工況下M圖Ⅲ.結構計算由以上兩工況的內力圖分析和比較知，應用第Ⅱ工況作為設計，而用第Ⅰ工況作為校核。由內力彎矩圖分析知在動臂拐點處所受到的應力可能最大，是危險截面。選擇：動臂底板的寬度： 底板的厚度：由于上動臂所受的載荷較大，故取上動臂側板的厚度，而下動臂所受的載荷相對要小，故選擇下動臂的側板的厚度為。許用應力的選取：動臂鋼板所選的材料為挖掘機中所普遍采用的低合金結構鋼16Mn，其屈服極限，并初選安全系數則許用應力： 應力的計算與危險截面尺寸的求取：危險截面所圍成的面積：危險截面所圍成的有效面積： 則上動臂的有效面積： 下動臂的有效面積： 上動臂危險截面對Y軸的慣性矩 下動臂危險截面對Y軸的慣性矩 上動臂危險截面對Z軸的慣性矩 同理下動臂危險截面對Z軸的慣性矩 上動臂危險截面中拉伸軸向力所產生的正應力： 彎曲所產生的正應力： 由應力的合成有： 解之：得到危險截面的尺寸后，利用作圖法結合前面計算出來的尺寸就可以繪制出動臂圖，從而也就得到了整個動臂的尺寸。 鏟斗的設計反鏟的鏟斗的斗形與尺寸，有較常用的經驗統計公式，用戶可以根據實際需要進行配制。由經驗公式初選：則下底板的斗形方程為： 上頂板的斗形方程為：同理計算出鏟斗拋物線部分的方程為：鏟斗的結構設計按最大彎矩進行設計,由力學分析知在與鏟斗斗體連接處的彎矩最大,如圖515所示，: ()a : 斗齒厚度 b : 斗齒寬度 : 挖掘阻力 r : 斗齒尖到斗體的距離 t : 鏟斗的厚度 : 斗齒的許用應力代入值解得a=110 mma : 斗齒厚度 : 挖掘阻力 r : 斗齒尖到斗體的距離 t : 鏟斗的厚度圖515斗齒計算簡圖油缸作用力的確定，則取決于工作裝置的形式和工作情況。如圖516，液壓缸示意圖 ，圖517，液壓缸截面圖。 鏟斗油缸推力 反鏟裝置在作業過程中，當以轉斗挖掘為主時，其最大挖掘力為鏟斗油缸設計的依據。動臂下放到最低位置， （）查表 其中取 = ， =， =得出 F=120576 N ， 由 圖516 液壓缸示意圖 圖517 液壓缸截面圖 斗桿油缸推力 當挖掘機以斗桿挖掘時，其最大挖掘力有斗桿油缸來保證。斗桿油缸放到最低位置，斗桿油缸作用力對斗桿與動臂鉸點有最大力臂，并使斗齒尖和鉸點F、Q在一條直線上。查表 其中取 = ， =， =得出 F=165321 N ， 由 動臂油缸推力 動臂油缸作用力，即最大提升力，以能提升鏟斗內裝滿土壤的工作裝置至最大卸載距離位置進行卸載來確定。查表 其中取 = ， =， =得出 F=190755N ， 由 銷軸與襯套的設計 銷軸的設計由于銷軸與襯套的配合間隙較小，故以剪應力強度作為銷軸的基本尺寸的設計，抗壓強度與抗彎強度用于校核用。由有[1]： （）在設計計算時，應以所有工況中銷軸所受到的剪應力最大值對銷軸進行設計。在本設計中，銷軸所選用的材料為40CrMnMo，其耐磨，在熱處理后有著良好的綜合機械性能。由于銷軸在重載的較惡劣工況中工作，故選擇。：動臂各銷軸的尺寸：斗桿各銷軸的尺寸： 銷軸用螺栓的設計螺栓選用的直徑由銷軸的直徑不同分別選擇兩種系列的螺栓。 襯套的設計為使襯套耐磨、減震與潤滑性能好，選擇襯套的材料為銅基合金襯套的厚度選擇為5mm，與銷軸和圓筒分別采用間隙和過盈配合，則各銷軸的尺寸為：動臂各襯套的尺寸：斗桿各襯套的尺寸：至此，已對液壓挖掘機的主要工作裝置結構進行的設計和校核。6 結論本論文以挖掘機反鏟裝置為研究對象，從反鏟裝置的工作特點開始，介紹了工作裝置的主要部件：動臂、斗桿、連桿機構、鏟斗并對其進行了全面詳細的運動學分析，得到了各關鍵點的坐標。并在運動學分析的基礎上，對反鏟裝置各機構參數進行了分析計算。同時，本論文還對挖掘阻力和挖掘力進行了分析計算，在此基礎上討論了復合挖掘方式下限制挖掘力發揮的各種情況，并對該工況下機構鉸接點進行了鉸點力的分析計算。本文主要工作和研究結論如下： （1）、首先對反鏟裝置進行了運動學分析，建立了動臂、斗桿和鏟斗轉角范圍與對應液壓缸的關系式及各關鍵點的坐標描述，通過對整機作業范圍的分析，建立了反鏟裝置特殊工作位置的數學表達式。 （2）、通過鏟斗參數的計算，確定了鏟斗結構形式及尺寸；通過動臂機構、斗桿機構及鏟斗機構的參數計算確定了各機構的結構參數，為下步的結構設計提供了數據支撐。 （3）、 用比例法和經驗公式計算選擇出工作裝置各部分的基本尺寸。 （4）、以上、下動臂、斗桿分別建立起三個新的坐標系，利用已經計算出的基本尺寸，對工作裝置的各部分分別進行了力學分析。繪制出了工作裝置斗桿和動臂的內力和彎矩圖，選出了危險截面并計算出其結構尺寸。（5） 、利用成熟的經驗公式，選擇出鏟斗的斗形參數，并對鏟斗斗齒進行力學分析以計算出其結構尺寸。（6） 、對銷軸和襯套進行了材料的選擇和尺寸的計算，并對其緊固的標準件進行了選型。 挖掘機工作裝置是挖掘機的核心部分，其結構的力學分析和計算較復雜，難度也較大，而作者本身的設計知識也十分有限，不足之處還望各位老師、同學指正，以使設計不斷完善。參考文獻[1]（ M ）.中國建筑工業出版社，1986[2]（ M ）.中國建筑工業出版社，1977[3]〔碩士學位論文〕.上海:同濟大學機械工程學院，2005[4]（ J ）.石油大學出版社，2002[5]楊一岳，（ J ）.國外工程機械，1992. 5: 2932[6]黃宗益，葉偉，（ J ）.建筑機械化，2003. 9: 1216[7]（ J ）.建設機械技術與管理，1992. 1: 3335[8]朱建新，鄒湘伏，（ J ）.鑿巖機械氣動工具，: 4854[9]（ J ）.工程機械，2002. 2: 1517[10]劉應杰，洪昌銀，（ J ）.工程機械，2002. 2: 610[11]（ M ）.中國鐵道出版社，1987[12]何允紀，李濱城，（ J ）.工程機械，1994. 6: 610[13]劉玉強，（J）.機械產品與科技，1997. 1:1215[14]顧虹，（J）.建筑機械，1993[15]董玉平，（J）.工程機械，2000. 10:: 2432[16] Kinematic analysis of mechanisms via a velocity equation based in a geometric matrix[J]. Mechanism and Machine Theory, Volume: 38(2003):10651078[17]. Vector method for the synthesis of mechanisms[ J ]. Mechanism and Machine Theory, Volume: 38(2003):265276[18]遲永武，（M）.工程機械，1990. 8: 710[19]（J）.工程機械，1990. 10: 58[20]何斌，（ J）.建筑機械，1990. 10: 2427致 謝本文的設計工作是在。老師的精心指導和悉心關懷下完成的，在論文選題、總體方案的制定，具體研究方法及技術路線的設計以及論文的開展和撰寫過程中，得到了邢老師的大力支持和耐心細致的指導。老師嚴謹的治學態度，孜孜不倦、開拓進取的工作作風，使我受益終身。在我的學業和論文的設計工作中無不傾注著導師辛勤的汗水和關心。從尊敬的邢老師身上，我不僅學到了扎實、寬廣的專業知識，也學到了做人的道理。在此我要向。老師致以最衷心的感謝和深深的敬意。 在此 感謝航空制造工程學院所有無私傳授知識的各位老師。感謝各位同學的幫助和支持。感謝在百忙中抽出時間來評閱本文的各位老師。附錄：三維建模,裝配截圖 本設計運用UG ，再進行裝配。 鏟斗 鏟斗連桿1 鏟斗連桿2動臂 底座 斗桿 機身液壓缸缸體 液壓缸推桿 裝配 步驟1裝配 步驟2 裝配 步驟3裝配 步驟4 裝配 步