正铲液压挖掘机工作装置设计.doc

《机械原理》课程设计任务书 班 级 学生姓名 学 号 发题日期： 2013年 10 月 31 日 完成日期： 5月 25 日 题 目 正铲液压挖掘机工作装置设计 1、本设计的目的、意义：正铲液压挖掘机是一种应用广泛的多功能的建设施工机械，作为工程机械的主力机种。虽然在现代的工程中反铲液压挖掘机应用更为广泛，但是这不意味着正铲液压挖掘机会被淘汰。正铲液压挖掘机挖掘机力大，能开挖停机面以上的土，宜用于开挖高度大于2米的干燥基坑。因此，我们有必要对正铲液压挖掘机进行一个研究。 2、学生应完成的任务：绘制挖掘机工作机构的运动简图，确定机构的自由度，根据所提供的工作参数，对挖掘机工作机构进行尺度综合，确定工作机构各个杆件的长度，对执行机构进行运动仿真，并画出输出机构的位移、速度、和加速度线图，对挖掘机进行三维建模，编写设计计算说明书。 摘 要 正铲液压挖掘机是一种应用广泛的多功能的建设施工机械，作为工程机械的主力机种。由于液压挖掘机具有多品种，多功能，高质量及高效率等特点，因此受到了广大施工作业单位的青睐，其生产制造业也日益蓬勃发展。 液压挖掘机主要有发动机、液压系统、工作装置、回转装置、行走装置和电器控制等部分组成。本文主要研究其工作装置。 挖掘机的主要工作就是土壤的挖掘。工作装置是直接完成挖掘任务的装置，许多挖掘机发达的国家广泛采用新技术、新方法来不断地提高液压挖掘机的作业性能和生产率。正铲装置的各组成部分有各种不同的外形，要根据设计要求选用适合的结构并对其作运动分析。然后，在满足机构运动要求的基础上对各机构参数进行理论计算，确定各机构尺寸参数，确定挖掘机装置的基本轮廓。 第1章 绪论 1 1.1设计数据要求 1 1.2设计任务 1 1.3正铲液压挖掘机基本组成 1 1.4正铲液压挖掘机工作原理 2 1.5工作装置结构方案的确定 2 第2章 挖掘机参数设计 4 2.1挖掘机基本参数 4 2.2机构设计 4 2.3动臂、斗杆的长度参数设 4 2.4液压缸工作行程的确定 6 第3章 回转装置的设计 7 3.1回转机构的设计 7 3.2回转轴承的选型设计 7 3.2.1支承型式的选择 8 3.2.2轴承的部分参数 8 第4章 液压系统的设计 9 4.1液压挖掘机的工况分析 9 4.2液压缸主要几何尺寸的计算 9 4.3液压缸结构参数的计算 11 第5章 选择各执行元件 13 5.1液压泵的选择 13 5.2柴油发动机的选择 14 5.3液压阀的选择 14 5.4其他液压元件的选择 15 5.5油箱容量的确定 16 参考文献 17 结论 17  第1章 绪论 1.1设计数据要求 正铲挖掘机的铲土动作形式。其特点是“前进向上，强制切土”。正铲挖掘力大，能开挖停机面以上的土，宜用于开挖高度大于2m的干燥基坑，正铲的挖斗比同当量的反铲的挖掘机的斗要大一些，其工作装置直接决定其工作范围和工作能力。正铲液压挖掘机工作装置的数据要求见表1-1。 表 1-1 题号 铲斗容量 挖掘深度 挖掘高度 挖掘半径 卸载高度 C 2.5m3 2.44m 9.24m 8.26m 6.63m 1.2设计任务 1）绘制挖掘机工作机构的运动简图，确定机构的自由度，对其驱动油缸在几种工况下的运动绘制运动线图； 2）根据所提供的工作参数，对挖掘机工作机构进行尺度综合，确定工作机构各个杆件的长度； 3)用软件（VB、MATLAB、ADAMS或SOLIDWORKS等均可）对执行机构进行运动仿真，并画出输出机构的位移、速度、和加速度线图。 4)?编写设计计算说明书，其中应包括设计思路、计算及运动模型建立过程以及效果分析等。 5)在机械基础实验室应用机构综合实验装置验证设计方案的可行性.。 1.3正铲液压挖掘机基本组成 液压正铲挖掘机由工作装置，上部转台和行走装置三大部分组成，如 所示。其中上部转台包括动力装置、传动机构的主要部分、回转机构、辅助设备和驾驶室；工作装置由动臂、斗杆、铲斗及动臂油缸、斗杆油缸、铲斗油缸组成，如图所示。 挖掘作业时，操纵动臂油缸使动臂下降至铲斗接触挖掘面，然后操纵斗杆油缸和铲斗油缸，使斗进行挖掘和装载工作。铲斗装满后，操纵动臂油缸，使铲斗升高离开挖掘面，在回转马达的驱动下，使铲斗回转到卸载地点，然后操纵斗杆和铲斗油缸使铲斗转动至合适位置，再回缩油缸转动铲斗，使斗前、斗后分开卸载物料。卸载后，开斗油缸伸长使斗前、斗后闭合，将工作装置转到挖掘地点进行第二次循环挖掘工作。转移工作场地时，操纵行走马达，驱动行走机构完成移动工作。 标准斗容量（）：指挖掘Ⅲ级或密