反铲挖掘机工作装置设计

反铲挖掘机工作装置设计反铲挖掘机工作装置设计/NUM

完成日期：年月日指导教师一．机械原理设计任务书学生姓名舒康班级09工机2班学号20097588设计题目：反铲液压挖掘机工作装置设计设计题目简介反铲式是我们见过最常见的，向后向下，强制切土。可以用于停机作业面以下的挖掘，基本作业方式有：沟端挖掘、沟侧挖掘、直线挖掘、曲线挖掘、保持一定角度挖掘、超深沟挖掘和沟坡挖掘等。反铲装置是液压挖掘机重要的工作装置，是一种适用于成批或中小批量生产的、可以改变动作程序的自动搬运和操作设备，它可用于操作环境恶劣，劳动强度大和操作单调频繁的生产场合。设计数据与要求题号铲斗容量挖掘深度挖掘高度挖掘半径卸载高度铲斗挖掘力B0.38m34.1m7.35m6.77m4.95m54.86KN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SOLIDWORKS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。

二．单斗液压挖掘机结构简图三．设计中小型液压挖掘机结构参数一览表(参照下图)单斗液压挖掘机结构几何参数详表斗容量为0.25m3的小型单斗液压挖掘机结构详细参数1．动臂液压缸,,行程665mm斗杆液压缸L2min=1116.8mm，L2max=1787mm，行程670mm铲斗液压缸L3min=850mm，L3max=1360mm，行程510mm2．选择主参数：标准斗容量（m3）为0.25m3，机器重量（t）为6t。发动机功率（kw）取为59kw。3．主要参数：反铲最大挖掘深度（m）5.8m。最大挖掘半径（m）6m。最大挖掘力不少于（KN）160KN。工作次数（s）4-7次/min。名称代号值/mm动臂长度CF3400斗杆长度FQ1700铲斗长度QV900动臂—底盘铰点C与动臂油缸—底盘铰点P间垂直距离462.7动臂—底盘铰点C与动臂油缸—底盘铰点P间距离534.3动臂—底盘铰点C与斗杆油缸—斗杆油缸下铰点D间距离2163动臂—底盘铰点C与动臂油缸—动臂油缸上铰点B间距离1459动臂—斗杆油缸铰点D与动臂—斗杆铰点F间距离1470.6斗杆—斗杆油缸铰点E与动臂—斗杆铰点F间距离409斗杆—铲斗油缸铰点G与动臂—斗杆铰点F间距离871斗杆—斗杆油缸铰点E斗杆—铲斗油缸铰点G与动臂间距离608结构差异，实为同一点缺省摇杆—铲斗油缸铰点M/H与摇杆—斗杆铰点N间距离407摇杆—铲斗油缸铰点M/H与摇杆—斗杆铰点N间距离407斗杆—铲斗油缸铰点G与摇杆—斗杆铰点N间距离1249动臂—斗杆铰点F与摇杆—斗杆铰点N间距离1400动臂—底盘铰点C与左履带中心I点间距离缺省结构上无此尺寸缺省动臂—底盘铰点C与右履带中心T点间距离缺省动臂—斗杆铰点F与铲斗—斗杆铰点Q间距离1700铲斗—斗杆铰点Q与摇杆—斗杆铰点N间距离300动臂油缸—动臂铰点B与动臂—斗杆铰点F间距离2148结构上无此尺寸缺省连杆—铲斗铰点K与铲斗—斗杆铰点Q间距离270连杆—铲斗铰点K与铲斗齿尖V间距离1206结构上无、、缺省摇杆—铲斗油缸铰点M/H与连杆—铲斗铰点K间距离352动臂—斗杆铰点F与摇杆—斗杆铰点N间距离350结构上无~尺寸缺省C点X坐标投影J与右履带中心T点间距离缺省C点X坐标投影J与左履带中心I点间距离缺省结构上无此尺寸缺省下动臂长CZ1407上动臂长ZF2321动臂弯角∠CZF=130°∠BCF=∠DFC=∠EFG=∠GNF=∠GFN=∠NQF=∠NFQ=结构上无尺寸∠KQV=∠CAP=∠ACP=四．确定下列所给满足要求的结构参数题号铲斗容量挖掘深度挖掘高度挖掘半径卸载高度铲斗挖掘力B0.38m34.1m7.35m6.77m4.95m54.86KN确定长度与角度结构参数整机质量计算公式：m=2179+20147q=2179+20147*0.38=9834.86kg=9.835t以液压挖掘机的机重为指标，用以下公式近似确定：线尺寸参：=,根据设计中小型液压挖掘机结构参数，利用上述公式通过matlab可解得以下结构参数：名称代号值/m动臂长度CF4.009斗杆长度FQ2.0045铲斗长度QV1.0612动臂—底盘铰点C与动臂油缸—底盘铰点P间垂直距离0.5456动臂—底盘铰点C与动臂油缸—底盘铰点P间距离0.63动臂—底盘铰点C与斗杆油缸—斗杆油缸下铰点D间距离2.5504动臂—底盘铰点C与动臂油缸—动臂油缸上铰点B间距离1.7203动臂—斗杆油缸铰点D与动臂—斗杆铰点F间距离1.734斗杆—斗杆油缸铰点E与动臂—斗杆铰点F间距离0.4823斗杆—铲斗油缸铰点G与动臂—斗杆铰点F间距离1.027斗杆—斗杆油缸铰点E斗杆—铲斗油缸铰点G与动臂间距离0.7169结构差异，实为同一点缺省摇杆—铲斗油缸铰点M/H与摇杆—斗杆铰点N间距离0.4799摇杆—铲斗油缸铰点M/H与摇杆—斗杆铰点N间距离0.4799斗杆—铲斗油缸铰点G与摇杆—斗杆铰点N间距离1.4727动臂—斗杆铰点F与摇杆—斗杆铰点N间距离1.6507动臂—底盘铰点C与左履带中心I点间距离缺省结构上无此尺寸缺省动臂—底盘铰点C与右履带中心T点间距离缺省动臂—斗杆铰点F与铲斗—斗杆铰点Q间距离2.0045铲斗—斗杆铰点Q与摇杆—斗杆铰点N间距离0.3537动臂油缸—动臂铰点B与动臂—斗杆铰点F间距离2.5327结构上无此尺寸缺省连杆—铲斗铰点K与铲斗—斗杆铰点Q间距离0.3184连杆—铲斗铰点K与铲斗齿尖V间距离1.422结构上无、、缺省摇杆—铲斗油缸铰点M/H与连杆—铲斗铰点K间距离0.415动臂—斗杆铰点F与摇杆—斗杆铰点N间距离0.4127结构上无~尺寸缺省C点X坐标投影J与右履带中心T点间距离缺省C点X坐标投影J与左履带中心I点间距离缺省结构上无此尺寸缺省下动臂长CZ1.659上动臂长ZF2.7367动臂弯角∠CZF=130°∠BCF=∠DFC=∠EFG=∠GNF=∠GFN=∠NQF=∠NFQ=结构上无尺寸∠KQV=∠CAP=∠ACP=斗形参数的选择斗容量q、平均斗宽B、转斗挖掘半径R和转斗挖掘装满转角2（取为95°）四者之间有以下几何关系：取土壤松散系数，R=0.95，得B=1.018米。转斗挖掘时挖掘米容积的土所耗的能量称为转斗挖掘能容量，用符号E表示。取。得：E==1.587K式中，K——挖掘过程中考虑其它因素影响的系数。最大挖掘深度、停机面最大挖掘半径、最大卸载高度、最大挖掘高度的计算最大挖掘深度当下置动臂油缸全缩，FQV三点同一直线并处于垂直状态时得到最大挖掘深度，如图2-49：最大挖掘深度：解得：=43°最大挖掘半径当斗杆油缸全缩，FQV三点同一直线，而且=0时可以得到停机面最大挖掘半径，如图2-7：=6.77m=h=1.3498m,得到：=133.6°最大卸载高度当下置动臂油缸全伸，斗杆油缸全缩，QV连线处于垂直状态时，可得到最大卸载高度，如图2-48：臂铰离地高度系数kHO范围0.6-0.7取kHO=0.63，所以根据线尺寸参数：=得：臂铰离地高度h=1.3498m，=h-=1.3498-0.5456=0.8402m最大卸载高度：解得：=151.6最大挖掘高度=6.41m五．动臂液压缸、斗杆液压缸、铲斗液压缸运动参数确定动臂液压缸计算，，摆角范围由上面公式解得:=2.294m,=1.33m,=108.6°斗杆液压缸，由上面公式可计算出：=1.374m，=2.019m，=83.9°铲斗液压缸综合以往经验并对铲斗机构加以估算，因此给出，在△GMN中，由余弦定理可计算得到：=1.183m，=1.844m六．机构自由度分析计算机构自由度：活动构件数=11，单铰数13个，复铰1个，所以,=15，=0，由上面公式可得自由度=3×11—2×15=3七．仿真八．机构搭建图九．心得和体会一开始拿到题目后，脑袋一片空白，由于图书馆此书藏量有限，很多书已被借完，然后我在网上找到有关单斗液压挖掘机的教材和一些相关论文，然后详细研究，再加以总结，不断改进，终究在很多努力下，得以解出具体参数，接下来运用solidworks进行仿真，我在仿真上耗费了大量时间，终于能够实现其运动，但是最终遇到了一个大难题，运用solidworks中的motion插件进行运动分析时，始终出现错误，软件所列出的错误，而运动模型中根本不具有，因为模型的仿真运动并没有出现任何问题，我尝试过很多次，向很多同学请教过，但是还是没结果，因此未能画出输出机构的位移、速度、和加速度线图，请