WY100液压履带挖掘机总体及工作装置设计及运动仿真
液压驱动机械设计及仿真
液压驱动机械设计的实例分析
挖掘机设计
挖掘机是典型的液压驱动机械， 其设计需要考虑运动轨迹、负载 情况、操作稳定性等因素。
起重机设计
起重机也是典型的液压驱动机械 ，其设计需要考虑起重量、起升 高度、工作稳定性等因素。
03
液压驱动仿真技术
仿真技术的概述及分类
仿真技术定义
仿真技术是一种通过模拟系统或过程的 行为，以便分析和优化系统或过程的技 术。
应用领域扩展
液压驱动机械设计及仿真技术在工程机械、航空航天、汽车领域的应用将进一步扩展，为这些领域的发展提供更加 强有力的技术支持。
智能化设计
通过与人工智能等先进技术的结合，实现液压驱动机械的智能化设计，提高设计效率和精度，降低设计 成本。
液压驱动机械设计及仿真技术面临的挑战与解决方案
高精度仿真
液压驱动机械设计及仿真
汇报人： 2023-12-03
目录
• 液压驱动技术概述 • 液压驱动机械设计 • 液压驱动仿真技术 • 液压驱动机械设计及仿真技术的发展
前景及挑战 • 总结与展望
01
液压驱动技术概述
液压驱动技术的定义和特点
定义
液压驱动技术是一种利用液体压力能来传递动力的技术。它 通过液压泵将电动机或其他动力源的机械能转化为液体压力 能，再通过液压马达将液体压力能转化为机械能，以驱动负 载运动。
汽车工业
液压驱动技术在汽车工业中用 于驱动转向机构、刹车机构等
。
其他领域
液压驱动技术还应用于航空航 天、船舶、石油化工等领域。
液压驱动技术的发展趋势
高性能
随着工业技术的发展，对液压驱 动技术的性能要求越来越高，如 高效率、高功率密度、高可靠性
等。
挖掘机的液压系统设计与仿真计算说明书
摘要液压系统是目前挖掘机必不可少的组成部分，液压系统通过改变压强增大作用力来工作。
完整的液压系统包括：动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和液压油。
挖掘机的工作环境复杂多变，所以对于液压系统提出了很高的设计要求。
在搜集国内外液压系统相关资料的基础上，了解其发展过程，分析总结了液压挖掘机的技术发展动态,了解液压挖掘机液压系统的结构。
液压挖掘机由多个系统组成，包括液压系统、传动系统、操纵系统、发动机、油箱、转台等等。
本设计从分析液压挖掘机的基本原理出发，分析了液压挖掘机的结构，工作原理，油路控制，从而确定了液压挖掘液压系统的设计方案，并对所设计的液压系统进行了模型建立，到模型仿真，以确保所设计的液压系统的安全可靠，结构优良，价格经济。
本设计还细致分析了液压挖掘机的液压元件的选型，与设计计算，采用的CAD设计出了液压挖掘机的原理图，运用了simulationx进行的模型建立与仿真，确保了所建立的模型的正确性。
运用simulationx建立系统模型的与仿真这是本设计的一大特点。
关键词：液压系统液压挖掘机液压元件SummaryThe hydraulic system is an integral part of excavator， hydraulic system is to work by changing the pressure to increase the force. The intact hydraulic system is including: power components, the implementation of components, control components, auxiliary components and hydraulic oil. The excavator working environment is complex and changeable, so it is very high requirement of design to hydraulic system.In the collection of domestic and foreign hydraulic system on the basis of relevant information, understanding of its development process, analyzed and summarized the technology development of hydraulic excavator. Understand hydraulic excavator hydraulic system structure. Hydraulic excavator is composed of a plurality of system components, including the hydraulic system, drive system, control system, engine, fuel tank, table and so on. My design focused on the design of hydraulic system of excavator. Keywords: hydraulic system excavatory目录第一章绪论 (1)1.1 挖掘机的简介 (1)1.2 国内外的发展趋势 (2)1.2.1 国内发展趋势 (2)1.2.2 国外发展趋势 (2)1.3 本设计的主要内容 (3)1.3.1 了解液压挖掘机液压系统的结构 (3)1.3.2 挖掘机液压系统设计要求 (3)第二章液压挖掘机结构与工作原理 (5)2.1 液压挖掘机的系统组成 (5)2.1.1 动力系统 (5)2.1.2 液压系统 (5)2.1.3 机械系统 (5)2.1.4 控制系统 (6)2.2 液压挖掘机传动原理 (6)第三章挖掘机工况分析以及液压系统设计方案的的确定 (7)3.1 液压系统的工况分析 (7)3.1.1 挖掘工况分析 (8)3.2 挖掘机液压系统的设计要求 (8)3.2.1 满斗举升回斗工况分析 (10)3.2.2 卸载工况分析 (10)3.2.3 空斗返回工况分析 (11)3.3 挖掘机液压系统的设计要求 (11)3.3.1 动力性要求 (11)3.3.2 操纵性要求 (11)3.3.3 节能性要求 (12)3.3.4 安全性要求 (12)3.3.5 其它性能要求 (12)3.4 液压系统方案拟订 (13)第四章液压系统的设计 (14)4.1 确定油缸所受的作用力 (14)4.1.1 铲斗油缸作用力的分析 (14)4.1.2 斗杆油缸作用的确定 (16)4.1.3 动臂油缸作用力分析 (18)4.2 各油缸尺寸的确定 (19)4.2.1 铲斗油缸工作压力的确定 (19)4.2.2 缸径D和油塞杠直径d的确定 (19)4.2.3 缸壁厚和外径的计算 (20)4.3 斗杆油缸尺寸的计算 (21)4.3.1 由铲斗油缸计算步骤知斗杆缸受力平衡 (21)4.3.2 缸壁厚和外径的计算 (21)4.4 动臂缸的尺寸计算 (21)4.4.1 由铲斗油缸计算步骤知动臂油缸受力平衡 (21)4.4.2 缸壁厚和外径的计算 (21)4.6 各液压缸和马达流量的确定 (23)4.6.1 每个缸的流量计算 (23)4.6.2 回转马达的流量的计算及选型 (23)4.6.3 行走马达的选用 (24)4.6.4 主回路液压泵的选择 (25)4.7 管路油管的选择 (25)4.7.1 油管内径的确定 (25)4.7.2 管接头的选择 (26)4.7.3 螺塞的选用 (26)4.8 液压油箱的确定 (26)4.8.1 液压系统的发热和升温的验算 (27)4.9 液压装置的结构设计 (27)4.9.1 阀集成款 (28)第五章挖掘机液压系统模型的建立与仿真 (29)5.1 关于仿真软件Simulationx (29)5.1.1 Simulationx的简介 (29)5.1.2 S在液压系统中的应用 (30)5.2在Simulationx中选取液压元器件 (30)5.2.1 液压元器件的选取 (30)5.2.2其他各种元件的选取 (34)5.3 挖掘机液压系统仿真模型的建立 (36)5.3.1草图的绘制 (37)5.3.2元器件参数的设置 (37)5.3.3仿真模式 (42)5.4 仿真的结果 (42)5.4.1液压泵的仿真曲线 (42)5.4.2内燃机的仿真曲线 (43)5.4.3控制铲斗缸的三位四通换向阀的仿真曲线 (43)5.4.4液压缸的仿真曲线 (44)5.4.5控制液压马达的三位四通阀的仿真曲线 (44)5.4.5回转马达的仿真曲线 (45)5.5挖掘臂的局部仿真 (45)5.5.1元件的参数设置 (46)结论 (48)参考文献 (49)致谢 (50)第一章绪论作为具有多功能这一特性的机械，液压挖掘机被广泛使用于交通运输，矿山采掘和电力工程等施工中，挖掘机减轻了作业难度，提高作业效率，加快建设速度以及提高劳动生产率方面表现出十分显著的作用。
履带底盘及驱动系统建模与仿真
湖南农业大学车辆工程专业毕业设计履带底盘及驱动系统建模与仿真Modeling and Simulation of tracked chassis and drive system学生姓名：刘延韬学号：201240670127年级专业及班级：2012级车辆工程（1）班指导老师及职称：李军政教授学院：工学院湖南·长沙提交日期：2016年5月湖南农业大学全日制普通本科生毕业论文诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。
除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
毕业论文作者签名：年月日履带底盘及驱动系统建模与仿真学生：刘延韬指导老师：李军政（湖南农业大学工学院，长沙 410128）摘要:此设计以电脑仿真技术并结合履带底盘及驱动系统的三维模型构建履带行驶系统虚拟实验平台，对坦克车与水底行走车辆的履带行驶系统进行建模，并对其直线行驶性能，爬坡越障性能与转向性能进行软件仿真，对结果进行分析和总结。
此过程中使用了计算机三维图形设计的理论知识、三维建模技术和仿真技术（主要使用软件：pro/E、recurdyn），实现了三维模型建立与仿真分析。
关键词：三维建模；多体运动仿真分析；履带行驶系统建模与仿真；目录履带底盘及驱动系统建模与仿真 (1)前言 (5)1坦克履带车身三维模型制作 (8)1.1使用Pro/E建立坦克履带车车身 (8)装配炮塔与车身 (9)1.2使用recurdyn对履带部分建模 (10)1.2.1创建履带板与驱动轮 (10)1.2.2创建履带行走机构 (12)1.3履带子系统仿真 (14)1.4地面参数的设定 (15)2水底行走履带车建模 (17)3坦克履带车辆仿真分析 (21)3.1坦克履带车软质与硬质地面过坡承重轮受力分析 (21)3.2坦克履带车辆单边转向分析 (22)3.3坦克履带车辆原地转向仿真分析 (23)3.4坦克履带车辆扭矩悬挂仿真 (25)4水底行走履带车仿真分析 (27)4.1直线行走仿真分析 (27)4.2转向行走仿真分析 (29)4.3水底行走履带车爬坡，越沟行走仿真分析 (30)4.4水底行走履带车履带增设悬挂系统 (32)5总结 (34)6书目 (36)前言虚拟现实技术是基于近年来的物体几何建模技术、特征、菜单交互、并行处理、智能化多体系统仿真技术的产物。
挖掘机液压系统建模与仿真课件
选择仿真软件
实现仿真模型
根据仿真目标和数学模型，选择适合的仿 真软件，如MATLAB/Simulink、ANSYS等 。
将数学模型转化为仿真模型，进行参数设 置和模型搭建，确保仿真模型的正确性和 可行性。
仿真实验与分析
01
02
03
设计仿真实验
根据仿真目标，设计相应 的仿真实验，包括实验条 件、实验步骤、实验数据 采集等。
工作原理
挖掘机液压系统的工作原理是利用液压泵将动力源的机械能转化为液体的压力能 ，然后通过液压缸将液体的压力能转化为机械能，从而实现挖掘机的各种动作。
挖掘机液压系统的特点与优势
特点
挖掘机液压系统具有体积小、重 量轻、功率密度大、响应速度快 、控制精度高等特点。
优势
挖掘机液压系统具有结构简单、 维护方便、可靠性高、成本低等 优势。
液压系统在挖掘机中的关键作用
02
挖掘机液压系统是实现其各种动作的核心部分，对于挖掘机的
性能有着重要影响。
建模与仿真技术在机械系统中的价值
03
通过建立模型和进行仿真，可以更好地理解系统的运行机制，
为优化设计提供依据。
研究现状与发展
挖掘机液压系统研究现状
国内外学者针对挖掘机液压系统进行了大量研究，包括系统设计 、性能分析、故障诊断等方面。
通过调整模型参数，优化系统 的性能指标，如能耗、效率、 速度等。
在保证系统稳定性和可靠性的 前提下，实现挖掘机液压系统 性能的最优化。
04 挖掘机液压系统 仿真
仿真模型的建立与实现
确定仿真目标
建立数学模型
针对挖掘机液压系统的特定功能或性能进 行仿真，如挖掘、旋转、行走等。
根据挖掘机液压系统的原理和结构，建立 相应的数学模型，包括液压缸、液压泵、 液压阀等组件的数学模型。
履带车辆液压机械差速转向系统动力学建模及仿真
及系统左、右侧行星 排 行 星 架 角 速 度 大 小 有 关，经 过
一定换算可得液压机械差速转向系统双功率流传动
工况的负载模型为
ＭｋＬ
＝Ｍｄ
（１＋ β＋ζ
ｗ ωｋＬ ωｋＬ
＋ωｋＲ －ωｋＲ
）
（１０）
ＭｋＲ
＝Ｍｄ
（１－ β＋ψ
ｗ ωｋＬ ωｋＬ
＋ωｋＲ －ωｋＲ
）
（１１）
式中，ＭｋＬ 、ＭｋＲ 为左、右 行 星 架 负 载，Ｎ·ｍ；Ｍｄ 为 机
机油门开度。
发动机动力学模型为 Ｊｅω．ｅ＝Ｍｅ－Ｍ１ Ｍ１＝Ｍ１ｈ＋Ｍ１ｇ ωｅ＝π３ｎ０ｅ
（３） （４）
（５）
式中，Ｊｅ 为换算到发动 机 输 出 轴 上 的 等 效 转 动 惯 量， ｋｇｍ２；ω．ｅ 为发动机角加速度，ｒａｄ／ｓ２；Ｍｌ 为 作 用 在 发 动机输出轴上的负 载 转 矩，Ｎ·ｍ；Ｍｌｈ 为 作 用 在 发 动 机输出轴上的转向 负 载 转 矩，Ｎ·ｍ；Ｍｌｇ 为 作 用 在 发 动 机 输 出 轴 上 的 直 驶 转 矩 ，Ｎ·ｍ。
１ 系 统 构 成 及 工 作 原 理 分 析
所开发的液压机械差速转向系统联接方案如图 １所示，主要由定轴齿轮、液压闭式 回 路 系 统、直 驶 变
第 ３８ 卷 第 ６ 期 履 带 车 辆 液 压 机 械 差 速 转 向 系 统 动 力 学 建 模 及 仿 真
１１１
速 系 统 、汇 流 行 星 排 等 组 成 。 当液压闭式回路系统不
１１０ 文 章 编 号 ：１００４－２５３９（２０１４）０６－０１１０－０４
机 械 传 动 ２０１４ 年
履带车辆液压机械差速转向系统动力学建模及仿真
曹付义 周志立 张明柱
挖掘机液压系统分析
动臂缸油路： 动臂提升时，两联同时换向、上位工作，实现双泵合流 动臂下落时，单独回油，平衡回路
平衡阀
合流导阀
铲斗缸油路： 通过合流导阀，实现大腔合流
四、负载敏感液压系统
具体系统：FR65型液压挖掘机液压系统 。 • 单个负载敏感泵：A10VO轴向柱塞泵（恒定驱动力矩） • 负载敏感多路阀（LUDV）
斗杆油缸
boom
arm
铲斗油缸
大臂油缸
bucket
动作特点： 复合动作：铲斗缸与斗杆杠同时动作；动臂缸与回转马达同时动作 优先动作：回转优先、铲斗优先 双泵合流（实现快速运动）：斗杆、动臂缸上行、铲斗缸外伸
两泵分别向各自的多 路阀供油
单向节流阀调节动 臂等下落速度，防 止超速下落
行走马达可 双速调节
要求铲斗缸与斗杆杠同时动作；动臂缸与回转马达同时动作； 一个泵供铲斗缸、动臂缸和左行走马达；另一个泵供斗杆杠、回转马达和 右行走马达。 双泵合流：动臂或斗杆单独动作
（二）变量和功率调节方式
液压挖掘机常采用恒功率变量泵、负载敏感变量泵等。
（三）回路组合和合流方式
1. 串联油路 多路阀内第一联阀的回油为第二联阀的进油，依次直到最后一联。 可以实现多个执行机构的复合动作；系统压力高。
全液压挖掘机液压系统分析
冀宏 兰州理工大学
2013年8月
主要内容
• 液压系统特点 • 双泵双回路定量泵系统 • 双泵双回路全功率调节变量泵系统 • 负载敏感系统 • 负流量系统 • 正流量系统 • 节流控制系统
一 、液压系统特点
（一）液压系统的类型 • 多采用开式系统。
有些回转机构专用一个液压泵单独供油与回转液压马达组成闭式回路。 • 挖掘机液压系统常按液压泵和回路的数量、变量和功率调节方式来分类。 • 双泵双回路：
YW-100型单斗履带式挖掘机液压系统
图1 YW-100型单斗履带式挖掘机液压系统1—油泵；2、4—分配阀组；3—单向阀；5—速度限制阀；6—推土板油缸；7、8—行走马达；9—双速阀；10—回转马达；11—动臂油缸；12—辅助油缸；13—斗杆油缸；14—铲斗油缸；15—背压阀；16—冷却器；17—滤油器YW-100型单斗液压挖掘机液压系统国产YW-100型履带式单斗液压挖掘机的工作装置、行走机构、回转装置等均采用液压驱动，其液压系统如图1所示。
该挖掘机液压系统采用双泵双向回路定量系统，由两个独立的回路组成。
所用的油泵1为双联泵，分为A、B两泵。
八联多路换向阀分为两组，每组中的四联换向阀组为串联油路。
油泵A输的压力进入第一组多路换向阀，驱动回转马达、铲斗油缸、辅助油缸，并经中央回转接头驱动右行走马达7。
该组执行元件不工作时油泵A输出的压力油经第一组多路换向阀中的合流阀进入第二组多路换向阀，以加快动臂或斗杆的工作速度。
油泵B输出的压力油进入第二组多路换向阀，驱动动臂油缸、斗杆油缸，并经中央回转接头驱动左行走马达8和推土板油缸6。
该液压系统中两组多种换向阀均采用串联油路，其回油路并联，油液通过第二组多路换向阀中的限速阀5流向油箱。
限速阀的液控口作用着由梭阀提供的A、B两油泵的最大压力，当挖掘机下坡行走出现超速情况时，油泵出口压力降低，限速阀自动对回油进行节流，防止溜坡现象，保证挖掘机行驶安全。
在左、右行走马达内部除设有补油阀外，还设有双速电磁阀9，当双速电磁阀在图示位置时马达内部的两排柱塞构成串联油路，此时为高速；当双速电磁阀通电后，马达内部的两排柱塞呈并联状态，马达排量大、转速降低，使挖掘机的驱动力增大。
为了防止动臂、斗杆、铲斗等因自重而超速降落，其回路中均设有单向节流阀。
另外，两组多路换向阀的进油路中设有安全阀，以限制系统的最大压力，在各执行元件的分支油路中均设有过载阀，吸收工作装置的冲击；油路中还设有单向阀，以防止油液的倒流、阻断执行元件的冲击振动向油泵的传递。
单斗液压挖掘机工作装置设计
第一章绪论1. 1 液压挖掘机的组成、分类、作用和特点挖掘机由转台及转台上部机构、底架及行走系、与工作装置等三大部分构成。
转台上布置了发动机、主轴泵及驾驶室等，经由回转滚盘装在底架之上。
工作装置的动臂铰支于转台上。
转台可绕底架的垂直面内绕其铰点作一定的转动。
它的工作过程是以铲斗的切削刃切削土壤，铲斗装满后提升、回转至卸土位置，卸空后的铲斗再回到挖掘位置并开始下一次的作业。
因此，液压挖掘机是一种周期作业的土方机械。
【7】液压挖掘机的分类有很多种：根据行走装置传动型式分：全液压式，半液压式；根据不同的行走系分：履带式、轮胎式、汽车式和悬挂式；根据主要用途和工作装置的不同分：通用型和专用型；根据工作装置的结构不同分：铰接式和伸缩臂式等。
挖掘机械在建筑机械发展中占有很大比重和重要的地位，是重点发展的机械品种之一、尤其是中小型、通用的单斗挖掘机不仅用于土石方的挖掘工作，而且通过工作装置的更换，还可以用作起重、装载、抓取、打桩、钻孔等多种作业，它在各种工程施工中用途更大，已成为机械化施工中广泛使用的不可缺少的机械设备。
由于液压挖掘机具有质量小，挖掘力大，工作平稳，效率高，操纵灵活，机动性好等优点，单斗液压挖掘机由于在动力装置和工作装置之间采用容积式液压传动，靠液体的压力能进行工作，因此，与机械传动相比有许多优点：能无级调速且调速范围大(最高与最低速度之比可达1000：1)；能得到较低的稳定转速(采用柱塞式油马达，稳定转速可低到1转／分)；快速作用时，液压元件产生的惯性较小，并可作高速反转(电动机回转部分的起动力矩比其工作力矩大50％，而油马达则不大于5％)。
加速中等功率电动机需1秒钟到数秒钟，而加速油马达只需0.1秒；传动平稳，结构简单，可吸收冲击和振动；操纵省力，易实现自动化控制；易实现标准化、通用化、系列化。
单斗液m液压挖掘机斗齿切削力为12～压挖掘机与同级机械传动挖掘机相比，挖掘力高30％左右(如：1.0315吨，而同级机械传动挖掘机只有10吨左右)。
履带式工程车辆液压驱动系统设计
履带式工程车辆液压驱动系统设计Last updated on the afternoon of January 3, 2021机电工程系液压与气压传动课程设计题目：履带式工程机械液压驱动行走系统设计专业：机械设计制造及自动化班级：机制0704姓名：张冬学号：指导教师：蔺国民液压与气压传动课程设计任务书目录任务书-----------------------------------------------1 目录-------------------------------------------------2 设计思路---------------------------------------------3 设计说明计算-----------------------------------------6 元件选择---------------------------------------------12 负载动力分析-----------------------------------------16 工作手册---------------------------------------------17 设计小结---------------------------------------------17 参考文献---------------------------------------------18 液压驱动行走系统设计思路液压驱动行走系统的动力传递方式为分置式结构，即动力箱带动左、右变量泵，经左、右液压马达后传递至轮边减速装置，再经减速后驱动左、右履带使机器行走。
其整个动力传递路线如图3-1所示。
图现无级调速，则需有无极调速回路，根据工作要求选择了容积调速回路来实现无级调速，具体采用了伺服变量泵，通过调整液压泵的来调整系统的速度，从而实现无极调速的目的；采用伺服变量泵同时也实现了正、反转，通过调整伺服阀既可以控制泵输出油路的正、反向；系统的刹车功能的实现则需要设置刹车缸，通过刹车缸和马达的作用来实现系统的制动，为保证刹车缸无供油时刹车依然有效，刹车必须能够自锁，以保证安全。
小型履带式液压挖掘机底盘履带、支重轮、拖链轮的设计(附带CAD图纸)
目录摘要 (3)Abstract (4)第一章引言 (5)1.1挖掘机简介 (5)1.2小型液压挖掘机的现状与发展趋势 (7)第二章结构参数计算 (9)2.1履带链轨节节距t与履带板宽度 (9) (9)2.2驱动轮节圆直径Dq2.3导向轮工作面直径D (9)d2.4拖链轮踏面直径D (9)t2.5支重轮踏面直径D (10)z2.6链轨节数n、拖链轮数量 (10)第三章性能参数计算 (11)3.1行驶速度V (11)3.2爬坡能力α (11)3.3接地比压p (12)3.4最大牵引力T (13)第四章履带设计 (14)4.1履带介绍 (14)4.2履带结构和作用 (15)4.3履带装配设计 (21)第五章支重轮设计 (23)5.1支重轮简介 (23)5.2支重轮数量计算 (23)5.3两个支重轮间距离 (24)5.4支重轮设计 (24)5.5装配完成设计 (28)第六章拖链轮设计 (30)6.1拖链轮的工作原理 (30)6.2拖链轮的结构 (30)6.3拖链轮技术要求 (30)6.4拖链轮的组成零件设计 (31)第七章设计小结与体会 (37)参考文献 (38)附录一：英文文献翻译 (39)附录二:英文文献原文 (43)小型履带式液压挖掘机底盘履带、支重轮、拖链轮的设计摘要：挖掘机，又称挖掘机械，是用铲斗挖掘高于或低于承机面的物料，并装入运输车辆或卸至堆料场的土方机械。
本文介绍了小型履带式液压挖掘机履带、支重轮、拖链轮的结构形式及组成，并对其做了结构尺寸设计及履带行走装置性能参数的计算，给出了履带、支重轮、拖链轮装配图和各主要零件的零件图。
关键词：挖掘机履带支重轮拖链轮The design of the small caterpillar hydraulic excavator’scrawler ,supporting wheel and drag sprocketAbstract: Excavator ,also calls excavating machinery, is an earthwork machinery to use the bucket mining the materials above or below the bearing machine surface , and to load to the transport vehicles or to discharge to the heap of yard. This paper introduces the crawler ,the supporting wheel and the drag sprocket’s structure form and composition of the small caterpillar hydraulic excavator,and the structure size is done in the design and the performance parameters of caterpillar walk device is calculated,and the assembly drawings ,the main assembly parts graph of the crawler,supporting wheel ,drag sprocket are given.Keyword:excavator crawler supporting wheel drag sprocket第一章引言本次设计的内容是小型履带式液压挖掘机底盘履带、支重轮、拖链轮的设计。
基于Matlab的挖掘机工作装置动力学建模与仿真
Ｙ１Ｚ１Ｏ１Ｘ１ＦＩＹ２Ｏ２Ｘ２Ｚ２ＪＢＡＥ１５２３４Ｚ４ＮＸ４Ｙ４Ｏ４Ｚ３Ｙ３Ｏ３Ｘ３ＫＬＤＰ!３!２图１挖掘机工作装置机构简图和运动坐标系１．回转平台２．动臂３．斗杆４．铲斗５．行走装置!４Ｃ→→基金项目：福建省自然科学基金资助项目（２００６Ｊ００２４）""""""""""""""""挖掘机的挖掘作业主要由其工作装置来完成，工作装置的受力十分复杂，其动力学模型是挖掘机结构设计与分析、液压系统与控制系统设计的基础［１，２］。
目前对挖掘机的动力学模型研究主要基于两种理论：牛顿－欧拉方程，拉格朗日方程。
前者对每个杆件进行运动和受力分析，分别建立牛顿－欧拉动力学方程，然后再综合求解，得到系统的运动微分方程；后者利用功能平衡原理消除对复杂内力的计算，引入广义坐标描述系统位形，运用数学分析手段来建立系统的运动微分方程［３］。
本文探讨基于经典牛顿－欧拉方程建立挖掘机工作装置动力学模型的方法，利用ｍａｔｌａｂ强大符号计算功能，通过编制Ｍ文件实现动力学方程的自动推导，以某中型挖掘机为例进行模型验证。
１建立运动坐标系用牛顿－欧拉法建立动力学方程必须先确定杆件转动角速度、角加速度以及杆件质心速度、质心加速度。
为了描述工作装置的运动，建立如图１所示的运动坐标系，约定所有坐标系的Ｘ轴和Ｙ轴位于工作装置对称面上，Ｚ轴垂直工作装置对称面指向纸外。
图１中，Ａ、Ｃ、Ｄ分别为回转平台与动臂、动臂与斗杆、斗杆与铲斗的铰接点，Ｎ为铲斗斗齿尖位置；Ｅ、Ｂ为动臂油缸两端的铰点，Ｉ、Ｆ为斗杆油缸两端的铰点，Ｊ、Ｋ为铲斗油缸两端的铰点；坐标系Ｏ１Ｘ１Ｙ１Ｚ１固定在回转平台上，原点Ｏ１与Ａ重合，Ｘ轴水平向右，Ｙ轴垂直向上；坐标系Ｏ２Ｘ２Ｙ２Ｚ２与动臂固接，原点Ｏ２与Ｃ重合，Ｘ轴位于Ａ和Ｃ的延长线上，Ｙ轴方向由右手准则确定；斗杆的随动坐标系Ｏ３Ｘ３Ｙ３Ｚ３和铲斗的随动坐标系Ｏ４Ｘ４Ｙ４Ｚ４方位的确定规则与坐标系Ｏ２Ｘ２Ｙ２Ｚ２相同。
WY100履带式液压挖掘机斗杆油缸液压系统设计要点
重庆交通大学综合课程设计说明书题目：WY100 履带式液压发掘机斗杆油缸液压系统设计专业：交通建设与装备班级：装备 1101 班姓名：******学号：************指导教师：******摘要液压发掘机应用面广、使用量大，在工程机械市场据有很重要的地位。
当前已成为工程机械第一主力机械。
关于液压式发掘机而言，其设计中心就是对液压系统的设计，因为工程作业环境条件恶劣，要务实现的动作复杂，于是它对液压系统的设计提出了很高的要求，其液压系统也是工程机械液压系统中较为复杂的。
所以，对发掘机的液压系统的解析设计对推进我国发掘机发展拥有十分重要的意义。
本次课程设计是在基于工程机械液压传动、机械原理、机械设计等方面的理论知识上针对 WY100 型液压发掘机工作装置斗杆油缸部分的液压系统进行设计，同时采纳伺服先导操控系统、联合人机关系原理，使其拥有造型雅观、操作酣畅、性能稳固靠谱、具备多种作业功能的特色。
要点词：液压发掘机，斗杆油缸，WY100ABSTRACTHydraulic excavator,a wide range of applications,the use of a large quantity,a very important position in the market engineering machinery,has now become the first main machines of mechanical engineering.For the hydraulic excavator,the core of designing excavator is hydraulic technique.Because of the bad working condition and complicated working movements of the excavator, it has high requirements for its hydraulic system.Since the excavator ’hydraulics system is the pretty complicated one in all constructional machine, the analysis and research of its hydraulic system make very important to promote the development of excavator.The task of curriculum design based on the theoretical knowledge of Hydraulic Transmission of Engineering Machinery, Theory of Machines, Mechanical Designing, etc, is the design of dipper cylinder hydraulic system for WY100 type hydraulic excavator. At the same time,adopting the servo pilot control system and combining with human-technology relationships make the excavator have beautiful sculpt,controlling comfortable,good quality,multiple functions of working.KEY WORDS ：Hydraulic excavator，dipper cylinder，WY100目录大纲 (I)ABSTRACT (II)第1章绪论 (1)发掘机的功用及种类 (1)发展动向 (2)液压传动应用于发掘机上的优弊端 (3)本设计的内容 (4)第2章液压发掘机的构造与传动原理 (5)液压发掘机整机构成 (5)液压发掘机构造 (6)液压发掘机传动原理 (8)第3章发掘机工况解析及液压系统设计 (10)液压发掘机的工作解析 (10)发掘机液压系统的设计要求 (15)发掘机液压系统的解析 (16)液压系统原理图的设计 (18)第4章工作装置铲斗油缸液压系统的设计 (20)4.1 WY100 液压发掘机参数 (23)斗杆液压缸和系统压力初选 (24)斗杆液压缸设计及校核 (25)斗杆油缸主要设计参数 (27)第5章液压系统发热温升计算 (28)计算液压系统的发热功率 (28)计算液压系统散热功率 (29)第 6 章结论 (31)参照文件 (32)第1章绪论发掘机是用来进行土方开挖的一种施工机械。
液压挖掘机(底盘)行走系统设计
目录摘要.................................... 错误！未定义书签。
Abstract ................................ 错误！未定义书签。
第1章绪论............................. 错误！未定义书签。
1.1 挖掘机的简介..................... 错误！未定义书签。
1.2 挖掘机的工作特点................. 错误！未定义书签。
1.3 国内挖掘机的现状和发展前景....... 错误！未定义书签。
1.4 本课题的主要任务及意义........... 错误！未定义书签。
第2章总体设计方案..................... 错误！未定义书签。
2.1 履带式行走装置的结构形式......... 错误！未定义书签。
2.1.1 履带式行走装置的特点........ 错误！未定义书签。
2.1.2 履带式行走装置的组成........ 错误！未定义书签。
2.2 总体设计原则..................... 错误！未定义书签。
2.3 总体设计重点及难点............... 错误！未定义书签。
2.4 设计方式及步骤................... 错误！未定义书签。
第3章“四轮一带”及其附件的设计........ 错误！未定义书签。
3.1 履带的设计和选型................. 错误！未定义书签。
3.1.1 履带的特点.................. 错误！未定义书签。
3.1.2 履带的构成.................. 错误！未定义书签。
3.1.3 履带的选型.................. 错误！未定义书签。
3.2 支重轮........................... 错误！未定义书签。
3.2.1 支重轮特点.................. 错误！未定义书签。
液压挖掘机整机计算书
7.09
马达容积效率ηV2
0.96
马达机械效率ηm
0.97
减速机及齿圈机械效率ηm
0.9
200 18 34.3
15 3.9 2150 2150 0.96 0.97 0.95 32.25 2.21 9.31 207.5 28.9 174.6 412.8 825.6 12.3 293.2 783.6 3.0%
1159/170 0
1186/160 0
1213/150 0
1200/140 0
1180/130 0
1150/120 0
1170/110 0
1085/100 0
25.3 22.0 2150 0.95 0.89 0.94 54.4 51.7 21.7 99.5
25.9 22.0 2100 0.95 0.89 0.94 54.4 51.7 21.7 101.9
19.00 10.0 0.90 0.85
19.00 8.5 0.90 0.85
19.00 7.0 0.90 0.85
19.00 5.5 0.90 0.85
2448 14.5 56.5
2448 14.5 56.5
2448 14.5 56.5
2394 14.2 56.5
2268 11.3 47.6
2142 9.8 43.7
ml/r 200
ml/r 18
系统压力P
Mpa 34.3
辅助泵型号
ZX15LHRZ1-07A-V
辅助泵排量qA 伺服系统压力PA 主泵转速ne
ml/r 15 Mpa 3.9 rpm 2200
辅助泵转速ne 主泵容积效率（最大压力和最
大排量）ηv 主泵机械效率ηm
rpm 2200 0.96 0.97
履带式工程机械液压驱动行走系统
液压与气压传动课程设计任务书
目录
一、设计分析 (1)
二、系统工作原理图 (2)
三、系统性能分析 (3)
四、元件参数计算 (4)
五、元件选型 (7)
六、速度负载曲线 (8)
七、设计小结 (9)
八、实验报告 (10)
九、感想 (12)
十、参考文献 (13)
七、设计小结
在履带式工程机械液压驱动行走系统设计中应用了液压的基础技术,其系统原理图的优劣决定着驱动系统性能的高低,在本次设计中,首先论述了驱动系统中
的主要原理,因为履带式工程机械液压行走系统大多应用在挖掘机、推土机等大型机械中，除了要有较大的负载之外，在空载的情况下还要具有足够的灵活性，可实现驱动轮的前进、快退等基本动作，还要实现它的单动，有助于机器调头转弯。
其次是设计中的系统原理图，最后对主要液压元件在系统中的作用和液压系统中的回路分析，液压元件的结构设计和尺寸计算、强度校核、泵的计算等。
设计中还存在不足，还需要在老师还同学的帮助下进行改进。
........忽略此处.......
9。
液压挖掘机动臂与斗杆的设计
（四）.工作装置运动仿真...............................................................41
1.模型的建立……………………………………………….41
在建筑工程中，可用来挖掘苦坑、排水沟，拆除旧有建筑物，平整场地等。更换工作装置后，可进行装卸、安装、打桩和拔除树根等作业。
在水利施工中，可用来开挖水库、运河、水电站堤坝的基坑、排水或灌溉的沟渠，疏浚和挖深原有河道等。
在铁路、公路建设中，用来挖掘土方、建筑路基、平整地面和开挖路旁排水沟等。
在石油、电力、通信业的基础建设及市政建设中，用来挖掘电缆沟和管道等。
挖掘机分类四：按照用途来分，挖掘机又可以分为通用挖掘机，矿用挖掘机，船用挖掘机，特种挖掘机等不同的类别
挖掘机分类五：按照铲斗来分，挖掘机又可以分为正铲挖掘机和反铲挖掘机。正铲挖掘机多用于挖掘地表以上的物料，反铲挖掘机多用于挖掘地表以下的物料。
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。
（2）挖掘机发展历史
第一台手动挖掘机问世至今已有130多年的历史，期间经历了由蒸汽驱动斗回转挖掘机到电力驱动和内燃机驱动回转挖掘机、应用机电液一体化技术的全自动液压挖掘机的逐步发展过程。
由于液压技术的应用，20世纪40年代有了在拖拉机上配装液压反铲的悬挂式挖掘机，20世纪50年代初期和中期相继研制出拖式全回转液压挖掘机和履带式全液压挖掘机。1951年，第一台全液压反铲挖掘机由位于法国的Poclain( 波克兰 ) 工厂推出，从而在挖掘机的技术发展领域开创了全新空间。 初期试制的液压挖掘机是采用飞机和机床的液压技术，缺少适用于挖掘机各种工况的液压元件，制造质量不够稳定，配套件也不齐全。从20世纪60年代起，液压挖掘机进入推广和蓬勃发展阶段，各国挖掘机制造厂和品种增加很快，产量猛增。1968-1970年间，液压挖掘机产量已占挖掘机总产量的83%，目前已接近100%。
挖掘机行走装置-开题报告
4.履带张紧装置设计
5.履带式行走装置的总体方案设计
6.传动方案及个零部件的设计
七、本课题的进度安排
第1-3周 现场调查研究,掌握同类产品的技术参数和性能。
第4-5周 参考资料查寻总体方案的确定。
第6-7周 方案的可行性分析、论证。
第8Байду номын сангаас10周 总体设计及结构分析。
第11-14周分析存在的问题以及提出解决的方法。
中国工程机械行业从形成、发展到壮大,成为世界工程机械大国,经历了短短的40余年,特别是改革开放30年来,发展尤为迅速,以液压挖掘机为例, 1993年我国液压挖掘机总销量为2349台, 15年后的2008年我国液压挖掘机的总销量高达83000台, 15年增长35倍。而2010年我国液压挖掘机的总销量已超过一万台,挖掘机行业在中国机械行业中占据了不可替代的地位。
四、本课题的主要研究内容（提纲）
1.履带式挖掘机的发展趋势
2.托链轮体及轮架的制造过程
3.传动方案的总体设计
4.履带张紧装置的设计
5.履带式行走装置的总体方案设计
6.驱动轮设计
7、导向轮设计
8、支重轮的设计
四、文献综述（国内外研究情况及其发展）
从国内情况来看,我国挖掘机行业整体发展水平较国外缓慢,在挖掘机液压系统方面的理论还比较薄弱。国内大部分挖掘机企业在挖掘机液压系统传统技术方面的研究具有一定基础,但由于采用传统液压系统的挖掘机产品在性能、质量、作业效率、可靠性等方面均较差,因此采用传统液压系统的挖掘机在国内市场上基本失去了竞争力,取而代之的是采用各种高新技术的国外挖掘机产品。先进的挖掘机液压系统都被国际上一流的生产企业垄断,国内企业在该领域的研究几乎是空白,这样国内的挖掘机生产厂家就无法独立制造出性能优异的挖掘机,绝大部分的市场份额都被国外各种品牌的挖掘机所占据。以20t级的中型液压挖掘机为例,国产20t级挖掘机大多数是欧洲80年代初的技术”,同90年代初以来在国内形成批量的日本小松、日立、神钢以及韩国大宇、现代等机型相比,其主要差距柴油机功率偏低,液压系统流量偏小,液压系统特性差,导致平台回转速度低,行走速度低,各种性能参数均偏小,整机性能和作业效率较国外偏低。研究挖掘机的节能控制处于非常关键的地位,决定了国内挖掘机今后的竞争力。尽管国外挖掘机节能控制已经发展到了非常成熟的地步,但并不意味着我们没有一点机会,混合动力汽车的发展为我们挖掘机等工程机械的的节能提供了很好的借鉴,说明挖掘机节能还有很大的潜力可挖,乐观估计的话应该还有50%的节能潜力。
液压挖掘机行走装置设计论文
目录1 绪论 (1)1.1 选题意义 (1)1.2 国内外研究现状 (2)1.3 研究内容及方法 (3)2 行走装置设计总体基本方案 (4)2.1行走装置设计原则 (4)2.2轮式液压挖掘机行走装置的结构形式 (4)2.3液压系统的设计 (6)2.4轮式行走装置的传动设计（液压机械传动） (10)2.5轮式行走装置的构造 (11)2.5.1悬挂装置选择 (11)2.5.2 转向机构 (12)2.5.3 转向方式 (13)3 整机传动系的设计 (15)3.1选择液压马达类型、行走速度及传动比 (15)3.2实际速度及牵引力 (16)3.3挖掘机行走装置参数 (16)3.4 变速箱设计 (17)3.4.1低速档齿轮设计 (17)1 材料选择 ..................................... 错误！未定义书签。
2 齿数确定 ..................................... 错误！未定义书签。
3 按齿面接触强度设计 ........................... 错误！未定义书签。
4 按齿根弯曲强度设计 ........................... 错误！未定义书签。
5 齿轮几何尺寸计算 ............................. 错误！未定义书签。
3.4.2高速档齿轮设计 (18)3.4.3齿轮变位 (19)3.5 轮边减速器 (21)3.5.1传动方案的选择 (21)3.5.2配齿选择 (21)3.5.3行星传动系设计 (22)主要参数确定. (22)4 其他部件设计 (23)4.1轴和轴承设计 (23)4.2轴承、键和连轴器的选择 (23)4.2.1输入轴 (23)4.2.2 输出轴 (24)5液压挖掘机行走装置运动仿真设计 (26)5.1模型的建立 (26)5.2构件运动配装 (26)5.2.1相似点 (26)5.2.2 不同点 (26)结论 (30)参考文献 (31)致谢 (32)1 绪论改革开放以来，我国的科学技术、信息技术迅猛发展，各行各业都发生了翻天覆地的变化，工程机械行业同样得到了相应的快速发展。
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ABSTRACT
Construction machinery hydraulic excavator is oneof the most important productswhichhashigh technical content.Working mechanism is the main equipment of hydraulic excavator,each jointpoint and the design of the concrete structureareimportant factorsto decide the working mechanism of the performance level, determiningthe working performance of hydraulic excavator, which influence the use performance is good or bad, so theresearchof hydraulic excavator is very necessary. The main characteristics of hydraulic excavator isas follow:It hasastepless speed regulation and wide speed range,itcan obtain stable low speed,whenactionquickly, the hydraulic parts produceasmallinertiaandgood acceleration performance, anditcan be used for high speed reversal,producesmooth transmission, simple structure, can absorb the impact and vibration, labor-saving operation,it iseasytocontrolautomaticallyandrealize the standardization, seriationandgeneralization.
本次设计的题目是WY100液压履带挖掘机总体及工作装置设计及运动仿真。这种类型的挖掘机与其它类型的挖掘机相比，因有良好的性能而应用最广，对松软地面或沼泽地带还可采用加宽、加长以及浮式履带来降低接地比压。
本次设计完成的主要任务有：挖掘机的类型及发展概况、液压挖掘机的总体设计液压挖掘机工作阻力的计算、液压挖掘机工作装置的设计、液压挖掘机工作装置的受力分析和强度校核、挖掘机工作装置液压系统的设计、挖掘机工作装置的运动仿真
Thetopicof thedesign is the design of WY100 hydraulic crawler excavator overall andthe workingdeviceandmotion simulationfor the working pared withtheother types of excavatorthis type of excavator have good performancesousedwidely,itcan reduce ground pressurebywidening, lengthening and floating crawlerforsoft ground or marshes.The main tasksof the design are:Types and the development of theexcavator,the overall design of hydraulic excavator,theworking resistancecalculation ofthehydraulic excavator,the design of the working device,stress analysis and strength check calculationofthe working device,thehydraulic systemdesignof theexcavator working device,the motion simulation of excavator working device
本科毕机总体及工作装置设计及运动仿真
摘要
液压挖掘机是工程机械的重要产品之一，具有较高的技术含量。工作机构是液压挖掘机的主要装备，机构各铰点以及其具体结构的设计将是决定工作机构性能水平的重要因素，决定了液压挖掘机的工作性能，影响其最终使用性能的好坏，所以对液压挖掘机工作机构的研究是十分有必要的。液压挖掘机的主要特点为：能无级调速且调速范围大，能得到较低的稳定转速，快速作用时，液压元件产生的运动惯性小，加速性能好，并可作高速反转，传动平稳，结构简单，可吸收冲击和振动，操纵省力，易实现自动化控制，易于实现标准化、系列化、通用化。
本次设计的主要参数是斗容量1.0m3,它属于中小型液压挖掘机，主要设计挖掘机的工作装置及进行运动仿真。挖掘机的工作装置是直接完成挖掘任务的装置，本设计对工作装置的各个组成部分进行了较为详细的设计，这其中包括了动臂、斗杆和铲斗及其驱动装置的设计。
在设计中，采用了履带式行走装置，来满足要求。上部转台是全回转式，因此它可在一个更大的范围内工作。又因采用液压传动控制而使整机性能得以改善。与机械式挖掘机相比，其挖掘力提高到2～3倍，整机质量为25吨，最大卸载高度约为4.53m，最大挖掘深度5.99m，最大挖掘半径约为9.795m，从中可以看出整机作业能力有了很大的改进，不仅挖掘力大，且机器重量轻，传动平稳，作业效率高，结构紧凑。