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毕业设计-小型液压挖掘机的反铲工作装置设计及动力学分析,共61页,23997字,附设计图纸及动画
摘 要
本文设计了小型液压挖掘机的反铲工作装置。该机以反铲挖掘为主,因此反铲工作装置设计的优劣以及反铲工作装置与机体铰接点的位置将直接影响整机性能。
本文主要做了以下工作:
1.挖掘机概况:
挖掘机的类型、构造、性能特点及发展趋势,挖掘机与挖掘装载机的比较。
2.挖掘机总体设计:
运动学及动力学分析,反铲挖掘装置总体方案的选择。
3.挖掘机反铲挖掘装置的设计:
(1)挖掘机工作装置基本参数的选择与典型工况分析确定;
(2)挖掘装置受力计算、强度计算及销轴的强度验算;
(3)反铲挖掘装置总体结构及主要零部件。
4.挖掘机反铲挖掘装置液压系统的设计及液压元件的选取:
(1)液压系统的计算与设计;
(2)液压系统关键元部件的选择。
关键词:液压挖掘机、反铲工作装置、运动学及动力学分析。
Abstract
In this paper, we design a small-scale hydraulic excavator of the backhoe working device. The aircraft is mainly for backhoe excavation, since the design quality of backhoe working and the location between the installation works with the backhoe body will directly affect whole performance. This paper has done the work: 1. Excavators general overview Their type of structures, performances, features and trend of development, comparison between mining excavators and loaders. 2. Excavator design Kinematics and dynamics analysis, backhoe excavation device overall programme choice. 3. Backhoe excavation equipment design of excavator
(1) excavators working device with the basic parameters of a typical working conditions analysis; (2) the installation of the excavation, the strength calculation and checking the strength of Pin; (3) backhoe excavation device overall structure and major components. 4. Backhoe excavation device hydraulic system design of excavator and the selection of hydraulic components (1) calculation and design of the hydraulic system (2) key components of choice of the hydraulic systemKey words: hydraulic excavators, backhoe working device, kinematics and dynamics analysis.
目 录
摘要 Ⅰ
Abstract Ⅱ
第1章 概述 1
1.1液压挖掘机的定义及分类 1
1.1.1液压挖掘机的定义 1
1.1.2液压挖掘机的分类 1
1.2液压挖掘机的基本构造与配置 2
1.3挖掘机的性能特点与用途 2
1.3.1挖掘机的性能特点 2
1.3.2挖掘机的用途 2
1.4挖掘机的发展趋势介绍 2
1.4.1国内小型液压挖掘机市场发展趋势预测 3
1.4.2国外挖掘机目前水平及发展动向 5
1.5本课题研究的主要内容 7
第2章 总体设计 8
2.1液压挖掘机的整体构成 8
2.2液压挖掘机的总体参数确定 8
2.3主要机构的选型 8
2.3.1动力装置 8
2.3.2传动装置 8
2.3.3工作装置 9
2.3.4行走装置 9
2.3.5操纵机构 9
第3章 反铲工作装置的设计 10
3.1工作装置的设计原则 10
3.2反铲装置总体方案的选择 10
3.3挖掘机工作装置的基本参数的选择与典型工况分析确定 11
3.3.1挖掘机构运动学分析 11
3.3.2斗形参数的选择 13
3.3.3动臂机构的参数选择 14
3.3.4斗杆机构的参数选择 18
3.3.5铲斗机构的参数选择 19
3.4挖掘装置受力计算和强度计算 22
3.4.1挖掘阻力的分析 22
3.4.2工作液压缸的理论挖掘力 25
3.4.3整机的理论挖掘力 26
第4章 工作装置载荷分析和强度计算 27
4.1斗杆的计算 27
4.2动臂的计算 29
4.3铲斗的计算 30
4.4连杆的计算 34
4.5许用应力和其他问题 35
第5章 液压系统的设计 37
5.1工况分析和负荷确定 37
5.2系统主参数的确定 37
5.3系统方案的拟定 38
5.3.1确定元件类型 38
5.3.2拟定主回路 38
5.4系统初步计算和液压元件的选择 39
5.4.1油缸计算 39
5.4.2油马达计算 40
第6章 主要部件的三维造型 42
6.1 pro/E简介 42
6.2生成零件实体 43
6.2.1利用三维参数化设计,其优点 43
6.2.2建立各种特征的方法步骤 43
6.3相关部件的装配 44
6.4创建三维实体造型 45
第7章 工作装置的建模和仿真 56
7.1工作装置建模 56
7.1.1启动ADAMS/View 程序 56
7.1.2检查和设置建模基本环境 56
7.1.3工作装置的几何建模和施加约束 56
7.2 ADAMS对挖掘装置的运动学仿真分析 61
7.2.1动臂油缸挖掘 61
7.2.2斗杆油缸挖掘 62
7.2.3铲斗油缸挖掘 62
结论 64
致谢 65
参考文献 66
附录 67
2.1 液压挖掘机的整体构成
常见挖掘机包括:动力装置,传动装置,工作装置,行走机构,操纵机构等。
2.2液压挖掘机的总体参数确定
主要性能参数
整体重量(kg) 4000
标准斗容(m2) 0.15
发动机功率/转数(kW/rpm) 25/2000
液压系统主工作压力(MPa) 21+4(过载压力24)
平台最高转数(r/min) ≥12
接地比压(KPa) ≤35
行驶速度 高速/低速(km/h) ≥4.5/2.5
爬坡能力 ≥30°(58%)
工作装置偏摆角左/右 80°/45°
最大挖掘高度(m) ≥5.0
最大卸载高度(m) ≥3.5
最大挖掘深度(m) ≥3.6
最大挖掘半径(m) ≥5.5
长×宽×高(m) ≤5.5×1.7×2.5