反铲液压挖掘机工作装置设计
反铲挖掘机工作装置设计
机械设计说明书设计题目：反铲单斗液压挖掘机工作装置设计*****学号：********指导老师：冯*09工程机械2班目录一．机械原理设计任务书 (4)§1.1设计题目简介 (4)§1.2设计任务 (4)二．单斗液压挖掘机结构简图 (6)三．设计中小型液压挖掘机结构参数一览表(参照下图) (8)§3.1单斗液压挖掘机结构几何参数详表 (8)§3.2斗容量为0.25 m3 的小型单斗液压挖掘机结构详细参数 (9)四．确定下列所给满足要求的结构参数 (12)§4.1确定长度与角度结构参数 (12)§4.2斗形参数的选择 (15)§4.3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 (16)§4.3.1最大挖掘深度 (16)§4.3.2最大挖掘半径 (17)§4.3.3最大卸载高度 (17)五．动臂液压缸、斗杆液压缸、铲斗液压缸运动参数确定 (19)§5.1动臂液压缸 (19)§5.2斗杆液压缸 (19)§5.3铲斗液压缸 (20)六．机构自由度分析 (21)七．仿真 (22)八．机构搭建图 (23)九．参考文献： (25)十．心得和体会 (24)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§1.1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B 0.38 m3 4.1m 7.35 m 6.77 m 4.95 m 54.86KN§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。
轮式挖掘机工作装置及液压系统设计
摘要挖掘机在国民经济建设的许多行业被广泛地采用, 如在工业与民用建筑、交通运输、水利电气工程、农田改造、矿山采掘以及现代化军事工程等等行业的机械化施工。
对于此，我们也应该针对一定的工况范围来设计出最适合工作的挖掘机种类及型号。
因此，挖掘机的设计是很重要的。
我选的设计机型为轮胎式挖掘机，主要设计其中的工作装置及液压系统部分。
工作装置作为挖掘机的重要组成部分，对其研究和控制是对整机开发的基础。
工作装置选择反铲式，对其进行运动学分析并用比例法和经验公式计算选择出工作装置各部分的基本尺寸。
挖掘机的发展与液压技术密不可分，二者相互促进。
液压系统设计力求做到设计出的系统重量轻、体积小、效率高、工作可靠、结构简单、操作和维护保养方便、经济性好。
本设计突出适应性，结合生产实际多举实例，又翻查国内外有关挖掘机工作装置和液压技术方面的书籍，在实例和理论中通过比较分析来设计选用布置合理及工作效率高的工作装置和良好性能的液压系统。
关键词：挖掘机；工作装置；液压系统张瑞：轮式挖掘机工作装置及液压系统设计AbstractExcavators in national economic construction is widely used in many sectors, such as in industrial and civil construction, transportation, water conservancy electrical engineering,farmla- nd transformation, mining and extractive industries modern military engineering, and so on the mechanized construction. For this, we should also address the status of certain workers to design the most appropriate work types and models of excavators. Therefore, the excavator design is very important.I voted for the tire excavator as the design models, and mainly design the work device and the hydraulic system part. Excavators working device as an important part of excavator, the research and control for it is the basis for the development of the whole machine. The work device choice backhoe type, carries on the cinematic analysis and to it chooses the work with the ratio method and the empirical formula computation to install various part of basic size. The excavator development and the hydraulic pressure technology are inseparable, the two promote mutually. The hydraulic system design endeavor achieves the system weight which designs light, the volume small, the efficiency high, the work reliable, the structure simple, the operation and the maintenance convenient, the efficiency is good.This design prominent compatibility, with progress of production much gives the example actually, also peruses the domestic and foreign related excavator work device and the hydraulic pressure technology aspect books, designs in the example and in the theory through the comparative analysis selects the arrangement reasonable and the working efficiency high work device and the good performance hydraulic system.Key word: Excavator; Work device; Hydraulic system2前言轮胎式液压挖掘机是一种应用广泛的多功能的建设施工机械，并作为工程机械的主力机种。
机械原理课程设计-反铲挖掘机工作装置设计
机械原理课程设计-反铲 挖掘机工作装置设计
本课程设计将介绍反铲挖掘机的工作原理、机构组成以及主要工作装置设计。
反铲挖掘机工作原理简介
反铲挖掘机通过液压系统和机械传动实现挖掘作业，同时具备铲平作业功能。
反铲挖掘机机构组成
主要由底盘、驾驶室、 工作装置和液压系统 等组成。
底盘负责提供稳定的 移动和支撑力。
驾驶室提供操作环境 和安全保护。
工作装置包括挖斗、 铲斗和偏航机构等。
挖掘机挖掘原理
1
工作装置下压
挖掘机通过下压工作装置使挖斗牢固地
拉杆伸展
2
插入土壤。
拉杆伸展带动挖斗前进，同时切削土壤。
3
挖斗升起
挖斗升起提起土壤，并倾倒至一侧。
挖掘机液压系统介绍
1 工作原理
液压系统通过液压油的流动实现工作装置的控制。
2 比例控制
采用比例控制技术，灵活调节工作装置的运动速度。
3 液压发动机和泵
液压发动机和泵负责提供动力和油压。
液压回路设计
单泵系统
采用简单的单泵回路，实现挖掘 机工作装置的协调运动。
液压阀
合理配置液压阀，实现工作装置 的灵活控制。
液压泵
选用高性能液压泵，确保系统的 稳定运行。
挖掘机的使用场景介绍
建筑工地
挖掘机广泛应用于建筑工地的 基础工程和土方工程。
矿山开采
挖掘机有助于矿山的矿石开采 和岩石挖掘。
道路施工
挖掘机可用于道路的开挖、平 整和修复。
反铲挖掘机的使用场景介绍
建筑工地
反铲挖掘机可用于建筑工地的地 基处理和建筑物拆除。
矿山开采
反铲挖掘机适用于矿山的土石方 开采和矿石装载。
道路施工
挖掘机工作装置设计课程设计
教
研
室
意
见
同意
教研室主任（专业负责人）签字：
2013年1月12日
说明：一式两份，一份装订入学生毕业设计（论文）内，一份交学院（直属系）。
摘 要
本次课程设计题目是15t单斗液压挖掘机反铲工作装置。主要方法是应用比拟法和解析法，对工作装置机构的几何参数和各铰点位置进行初选，然后对动臂缸在典型工况下的举升力、液压缸闭锁力进行验算，对铲斗缸和斗杆缸及相应的整机的理论挖掘力进行了计算；对动臂，斗杆，铲斗连杆进行受力分析，了解其受力情况。在满足工作范围的和挖掘动力的前提下，绘制了挖掘包络图。
太原科技大学
课程设计说明书
15t履带悬挂式液压挖掘机反铲工作装置设计
姓 名
学 院机械工程学院
专 业机械设计制造及其自动化
年 级
指导教师
2013年01月14日
太原科技大学课程设计任务书
学院（直属系）： 机械工程学院 时间：2012 年12月25日
学生姓名
指导教师
设计（论文）题目
15t履带悬挂式液压挖掘机反铲工作装置设计
图2-1 反铲机构自身几何参数的计算简图
表2.1 反铲机构自身几何参数
参数分类
机构参数组成
铲斗
斗杆
动臂
机体
符号意义
原始参数
L3=QV=1200,L13=MK=400L14=MN=400,L24=QK=400
L=KV=1330，
L2=FQ=2480,L9=EF=588
L10=FG=884，L11=EG=1187
作为工程机械的学生，认真完成好课程设计，有助于对专业课程的理论知识的总结和理解，并锻炼学生对工程实际复杂问题的观察、分析和判断能力。
单斗液压挖掘机反铲工作装置设计计算ppt课件
本标准适用于已投入商业运行的火力 发电厂 纯凝式 汽轮发 电机组 和供热 汽轮发 电机组 的技术 经济指 标的统 计和评 价。燃 机机组 、余热 锅炉以 及联合 循环机 组可参 照本标 准执行 ，并增 补指标 。
本标准适用于已投入商业运行的火力 发电厂 纯凝式 汽轮发 电机组 和供热 汽轮发 电机组 的技术 经济指 标的统 计和评 价。燃 机机组 、余热 锅炉以 及联合 循环机 组可参 照本标 准执行 ，并增 补指标 。
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液压挖掘机反铲工作装置的优化分析
液压挖掘机反铲工作装置的优化分析摘要：液压挖掘机是重要的工程机械，应用范围广泛，设计要求较高。
掘机的主要工作就是挖掘土壤，其挖掘任务由工作装置来完成，挖掘机一般在户外工作，因此经常面临复杂的工作环境，这就对其液压系统的设计提出了更高的要求。
本文就挖掘机工作装置的液压系统设计展开探讨。
关键词：挖掘机；工作装置；液压系统目前，随着最前沿技术和控制方式的不断改进、革新，液压操纵、气压操纵、液压伺服操纵等操纵方式逐步取代传统的杠杆操纵，大大提高了生产效率，但由于挖掘机的工作环境复杂多变，需要高性能的液压系统，使得挖掘机在极端情况下保持稳定的工作状态，因此，针对已有的液压装置的缺陷，对挖掘机工作装置的液压系统的工作机理进行研究，进行设计改良，完善作业能力，为实现作业操纵的完全自动化创造基础和前提。
1、典型挖掘机液压系统的基本动作分析(1)挖掘。
通常情况是铲斗液压缸或斗杆液压缸分别进行单独挖掘，或者二者配合进行挖掘，在挖掘过程中主要是铲斗和斗杆有复合动作，必要时配以动臂动作。
(2)满斗举升回转。
挖掘结束后，动臂缸将动臂顶起、满斗提升，同时回转液压马达使转台转向卸土处，此时主要是动臂和回转的复合动作。
动臂举升和回转同时动作时，二者要求在速度上匹配，要求回转到指定卸载位置时，动臂和铲斗自动举升到正确的卸载高度。
由于卸载所需要回转角度不同，随挖掘机相对自卸车的位置而变，因此动臂举升速度和回转速度相对关系应该是可调整的，若卸载回转角度大，应该要求回转速度快些，而动臂举升速度慢些。
(3)卸载。
回转至卸土位置时，转台制动，用斗杆调节卸载半径和卸载高度，用铲斗缸卸载。
为了调整卸载位置，还需要动臂配合动作。
卸载时，主要是斗杆和铲斗复合作用，兼以动臂动作。
(4)空斗返回。
卸载结束后，转台反向回转，同时动臂缸和斗杆缸相互配合动作，把空斗放到新的挖掘点，此时工况是回转、动臂和斗杆复合动作。
由于动臂下降有重力作用，压力低、泵的流量大、下降快，要求回转速度快，因此该工况的供油情况通常是一个泵全部流量供回转，另一泵大部分油供动臂，少部分油经节流供应斗杆。
反铲液压挖掘机工作装置设计
反铲液压挖掘机工作装置设计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。
2、设计数据与要求3、设计任务3.1 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；3.2 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；3.3、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。
3.4 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。
3.5 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。
4、单斗液压挖掘机结构简图及简单分析4.1 动臂与动臂油缸的布置动臂油缸一般布置在动臂的前下方，下端与回转平台铰接，支承点设在转台回转中心之前并稍高于转台平面，这样的布置有利于反铲的挖掘深度。
油自由式活塞杆端部与动臂的铰点设在动臂箱体的中间，这样虽然削弱了动臂的结构强度，但不影响以、动臂的下降幅度。
并且布置中，动臂油缸在动臂的两侧各装一只，这样的双臂在结构上起到加强盘作用，以弥补前面的不足。
4.2 铲斗与铲斗油缸的连接方式本方案中采用六连杆的布置方式，相比四连杆布置方式而言在相同的铲斗油缸行程下能得到较大的铲斗转角，改善了机构的传动特性。
该布置 1 杆与 2杆的铰接位置虽然使铲斗的转角减少但保证能得到足够的铲斗平均挖掘力。
5、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5.1 最大挖掘深度挖掘机处于最深挖掘位置处，铲斗挖掘，铲斗在发挥最大挖掘力位置进行挖掘。
液压挖掘机工作装置设计-毕业设计开题报告
液压挖掘机工作装置设计-毕业设计开题报告毕业设计(论文)开题报告题目挖掘机反铲工作装置设计学生姓名 *** 学号班级专业机械工程及自动化一:研究的意义与工业发达国家相比，我国重矿机械行业还存在不小的差距，主要表现为:产品总量供大于求，生产能力过剩;供需关系失衡，低档产品积压，现代重要技术装备仍依靠进口;科技和新产品开发能力薄弱，缺乏市场竞争力;企业多而散，经济效益低;经营机制不适应国际市场要求等。
为此，国家将重矿机械行业“十五”发展规划的目标确定为:提高产品技术水平和成套能力，提高生产技术水平和装备现代化，提高集约化生产程度和管理水平，提高经济运行质量和经济效益，使之尽快成为能满足国民经济发展要求，并具有参与国际竞争能力的行业。
在这种国内外挖掘机发展的大情形下，我们进行挖掘机工作装置的合理性分析是有必要的，这有利于国内挖掘机行业的发展，为我国发挖掘机行业在国际竞争中立于不败之地打好基础。
二:国内外发展状况从20世纪后期开始，国际上挖掘机的生产向大型化、微型化、多功能化、专用化和自动化的方向发展。
1)开发多品种、多功能、高质量及高效率的挖掘机。
为满足市政建设和农田建设的需要，国外发展了斗容量在0.25m?以下的微型挖掘机，最小的斗容量仅在0.01m?。
另外，数量最的的中、小型挖掘机趋向于一机多能，配备了多种工作装置——除正铲、反铲外，还配备了起重、抓斗、平坡斗、装载斗、耙齿、破碎锥、麻花钻、电磁吸盘、振捣器、推土板、冲击铲、集装叉、高空作业架、铰盘及拉铲等，以满足各种施工的需要。
与此同时，发展专门用途的特种挖掘机，如低比压、低嗓声、水下专用和水陆两用挖掘机等。
2)迅速发展全液压挖掘机，不断改进和革新控制方式，使挖掘机由简单的杠杆操纵发展到液压操纵、气压操纵、液压伺服操纵和电气控制、无线电遥控、电子计算机综合程序控制。
在危险地区或水下作业采用无线电操纵，利用电子计算机控制接收器和激光导向相结合，实现了挖掘机作业操纵的完全自动化。
液压挖掘机工作装置优化设计
液压挖掘机工作装置优化设计摘要：液压挖掘机反铲工作装置是一个典型的开链四杆机构，其铰点的布局对于作业性能以及使用寿命至关重要。
采用常规优化方法对反铲工作装置进行优化，往往难以得到满意的结果。
因此，建立了反铲工作装置的综合优化模型，并采用遗传算法进行了优化。
仿真及实验结果表明：相对于传统方法，遗传优化更为快捷有效；优化后工作装置的综合性能有了较大的提高。
关键词：液压挖掘机反铲工作装置综合优化作业性能挖掘机是工程机械的主要机种之一，其性能与工作装置传动机构设计的优劣有着密切关系。
一旦工作装置传动机构的布置方案确定下来了.挖掘机的工作性能也大致确定。
工作装置传动机构设计的关键是如何确定传动机构各铰接点的位置和各部件的几何尺寸。
将国内挖掘机与国外相应机型进行比较，在挖掘性能方面还存在着一定差距，主要是国产挖掘机的最大挖掘力多数小于国外同类机型，有待于进一步分析研究，本文为此目的进行了一些研究工作。
一、液压挖掘机机器人化运动分析液压挖掘机工作装置作业时的动作与一个取物机器人很相似，是一种4自由度多杆系统。
4个自由度分别是回转装置绕基座的转动副、动臂相对回转装置的转动副、斗杆绕动臂末端的转动副以及铲斗绕斗杆末端的转动副。
二、性能参数的运动与动力综合优化方法程序以C++Builder开发应用程序界面，以MATLAB来编写优化模型的求解子程序，然后通过调用MATLAB的引擎函数来实现C++Builder和MATLAB的混合编程。
在建立具体优化模型的基础上，将优化工具箱的函数作为“黑箱”，按照所选用优化工具函数的要求，分析约束条件，并列出对应约束函数文件和系统矩阵，调用优化工具箱，即可简便快速获得可靠的优化结果。
三、正铲工作装置的数学模型正铲挖掘机主要用于采矿及装载作业，工作条件恶劣，必须采用切削厚度小且挖掘行程较长的挖掘方式，在挖掘过程中以斗杆挖掘为主，动臂缸及铲斗缸则主要起调节铲斗位置和切削后角的作用。
当斗杆挖掘接近结束时，铲斗缸继续伸出，对工作面进行破碎，并进一步充满铲斗，然后动臂缸举升使铲斗与物料离开工作面。
液压反铲装置
机械原理课程设计-------项目规划报告题目：设计人：指导老师:机械原理课程设计——大挖掘力、大角度、新型液压反铲装置（一）反铲装置的一般结构反铲装置是中小型液压挖掘机最主要的工作装置。
(1)结构方案(一)动臂及斗杆的结构形式动臂是工作装置中的主要构件，斗杆的结构型式往往取决于动臂的结构型式。
反铲动臂可分为整体式和组合式两类。
整体式动臂有直动臂和弯动臂两种。
直动臂构造简单、轻巧、布置紧凑，主要用于悬挂式挖掘机，如图2—1所示。
采用整体式弯动臂有利于得到较大的挖掘深度，它是专用反铲装置的常见形式(图2—2)。
整体式弯动臂在弯曲处的结构形状和强度值得注意，图2—3所示三节弯动臂有利于降低弯曲处的应力集中。
图2-3三节弯动臂近年来悬挂式挖掘机上出现了小弯臂的结构形式(图2—4)，是直动臂的改良，动臂的箱形结构可以不用开口，动臂和斗杆油缸及管路的布置也比较方便。
整体式动臂结构简单、价廉，刚度相同时结构重量较组合式动臀轻。
它的缺点是替换工作装置较少，通用性较差。
为了扩大机械通用性，提高其利用率。
往往需要配备几套完全不通用的工作装置。
一般说，长期用于作业条件相似的反铲采用整体动臂结构比较合适。
组合式动臂一般都为弯臂形式。
其组合方式有两类，一类用辅助连扦(或按压缸)连接，另一类用螺栓连接。
图2—4悬挂式小弯臂连杆或液压缸铰接方案，如图2—5所示，其上、下动臂之间夹角可以借助辅助连杆或液压缸调节。
因中a为液压缸(或连杆)布置在动臂前下方的形式，b为连杆(或液压缸)布置在下动臂后上方的形式。
采用辅助液压缸来代替连杆，在作业过程中可随时进行大幅度、无级地调整上、下动锈夹角，从而提高机械的工作性能。
特别在用抓斗或反铲挖掘窄而深的基坑时，采用此方案容易得到较长距离的垂直挖掘轨迹因此可以提高挖掘质量和生产率。
由于辅助液压缸受力较大，液压缸缸径也要求较大，与其它工作液压缸缸径不易统一，在系统结构和操作上部比较复杂，实际使用中不如辅助拉杆普遍。
反铲挖掘机工作装置设计说明
机械设计说明书设计题目：反铲单斗液压挖掘机工作装置设计姓名：舒康学号：20097588指导老师：冯鉴09工程机械2班目录一．机械原理设计任务书 (4)§1.1设计题目简介 (4)§1.2设计任务 (4)二．单斗液压挖掘机结构简图 (6)三．设计中小型液压挖掘机结构参数一览表(参照下图) (8)§3.1单斗液压挖掘机结构几何参数详表 (8)§3.2斗容量为0.25 m3 的小型单斗液压挖掘机结构详细参数 (9)四．确定下列所给满足要求的结构参数 (12)§4.1确定长度与角度结构参数 (12)§4.2斗形参数的选择 (15)§4.3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 (16)§4.3.1最大挖掘深度 (16)§4.3.2最大挖掘半径 (17)§4.3.3最大卸载高度 (17)五．动臂液压缸、斗杆液压缸、铲斗液压缸运动参数确定 (19)§5.1动臂液压缸 (19)§5.2斗杆液压缸 (19)§5.3铲斗液压缸 (20)六．机构自由度分析 (21)七．仿真 (22)八．机构搭建图 (23)九．参考文献： (25)十．心得和体会 (24)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§1.1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B 0.38 m3 4.1m 7.35 m 6.77 m 4.95 m 54.86KN§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。
反铲式挖掘机的设计
[键入公司名称]机械设计原理大作业反铲挖掘机工作装置设计A[键入作者姓名][选取日期]专业：城轨一班姓名：王波学号：20116531指导教师：温亚莲目录第一章:绪论 (1)1.1:设计题目及简介 (1)1.2：反铲式挖掘机简介 (2)第二章：挖掘机机械原理 (3)2.1：计算挖掘机的自由度 (3)2.2：挖掘机工作原理 (3)2.3：几个特殊位置的确定 (4)2.3.1：最大挖掘深度1H (5)2.3.2：最大挖掘高度2H (5)2.3.3：最大卸载高度3H (5)2.3.4：最大挖掘半径R (6)2.4：工作装置参数的确定 (6)2.4.1：铲斗各参数的确定 (8)2.4.2：铲斗其他参数的确定 (9)2.5：动臂机构参数的确定 (9)2.5.1：1 与A 点坐标的确定 (9)2.5.2：l 1和l 2的计算 (9)2.5.3:l 41和l 42的计算 (10)2.6:斗杆机构参数的计算 (10)2.7：铲斗机构的参数选择 (11)2.7.1：转角范围 (11)2.7.2铲斗机构其它基本参数的计算 (11)第三章 (13)3.1：心得体会 (13)第一章:绪论1.1:设计题目及简介设计题目：反铲液压挖掘机工作装置设计A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图1.1：挖掘机设计数据与要求设计任务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。
《工程机械设计》第7章-挖掘机工作装置设计
第三节 液压挖掘机工作装置油缸作用力确定
1、铲斗油缸作用力的确定 反铲装置在作业过程中，当以转
斗挖掘为主时，其最大挖掘力为铲斗 油缸设计的依据。按反铲最主要的工 作位置——最大挖掘深度时能保证具 有最大挖掘力来分析确定铲斗油缸的 工作力。此时计算位置为动臂下放到 最低位置，铲斗油缸作用力对铲斗与 斗杆铰点有最大力臂，如图7-30所示。
第三节 液压挖掘机工作装置油缸作用力确定
工作装置各油缸作用力应保证工作装置在挖掘过程中，斗齿有足够的挖掘 力，并保证在卸载时能把满斗土壤举升到最大幅度和高度所需的举升力。 工作装置各油缸作用力有下两种情况：
1）当油缸两腔分别接高低压油路时产生推动机构进行运动的作用力称为主 动作用力（简称作用力或者工作力），其最大值取决于该油缸油路的工作压力 和油缸直径（活塞作用面积）。
第四节液压挖掘机工作装置结构设计
（1）整体式动臂
动臂与回转平台、斗杆及各油缸的连接 均采用铰接，其常见结构如图所示。
第四节液压挖掘机工作装置结构设计
（2）组合式动臂
组合式动臂是在整体式基础上发展 起来的。它使液压挖掘机的优点得到了 充分的发挥，应用也很广泛。
第四节液压挖掘机工作装置结构设计
（2）组合式动臂
第三节 液压挖掘机工作装置油缸作用力确定
2、斗杆油缸作用力的确定
与前面推导铲斗油缸作用力一样，
忽略各构件及斗中土壤质量和连杆机
构效率的影响因素，此时斗杆油缸作
用力为：
Fg
F1max lB l2
（N）
第三节 液压挖掘机工作装置油缸作用力确定
反铲式单斗液压挖掘机工作装置结构设计
任务书论文（设计）题目：液压挖掘机工作装置结构设计学号：姓名：专业：指导教师：系主任：一、主要内容及基本要求本设计的主要内容为：1．拟定挖掘机挖掘动作的结构方案；2. 按照方案的要求进行结构参数的计算及工艺参数的选择；3. 关键零部件的设计计算；4．根据参数查找结构设计方面的书籍，进行工作装置整体结构设计。
本设计的基本要求如下：1．掌握挖掘机动臂、斗杆、铲斗的结构参数的计算及各工艺参数的选择；2．掌握利用装配图、零件图表达设计意图。
二、重点研究的问题本设计的重点研究问题有两个：1．工作装置结构设计。
对各种实现方案进行对比，从中选择最佳结构；2．挖掘动作实现方案设计。
对挖掘机工作装置可达工作空间的分析。
三、进度安排序号各阶段完成的内容完成时间1 查阅相关资料第1周2 确定工作装置整体结构第2－3周3 零部件的强度、刚度校核第4－6周4 根据选定的一种结构设计方案，用计算机或手工绘制系统传动图、装配图、主要零件图第7－11周5 翻译相关英文资料一份3000字左右第12周6 撰写毕业论文（设计）说明书第13周78四、应收集的资料及主要参考文献【1】《液压挖掘机》：高衡张全根同编中国建筑工业出版社 1981年【2】《单斗液压挖掘机》：同济大学主编中国建筑工业出版社 1986年【3】《液压传动》：章宏甲，黄谊主编机械工业出版社2002年【4】《工程机械优化设计》；陈育仪编著中国铁道出版社1987年【5】《工程机械构造图册》；刘希平主编机械工业出版社 1990年【6】《新编机械设计手册》；蔡春源主编辽宁科学技术出版社 1993年【7】《液压元件与系统设计》；李玉琳主编北京航空航天大学出版社 1991年【8】《液压挖掘机反铲工作装置整机理论复合挖掘力的计算模型及其应用研究》；荣洪均主编重庆大学出版社 2007年【9】《液压挖掘机工作装置结构性能分析》；任友良主编 2010年【10】《工程机械结构与设计》；靳同红，王胜春主编化学工业出版社 2009年【11】《液压挖掘机构造与维修手册》；王晓伟，张青等主编化学工业出版社 2007年【12】《机械设计》（第八版）；濮良贵，纪名刚主编高等教育出版社 2006年【13】《材料力学》(第4版) ；刘鸿文主编高等教育出版社 2004年【14】《理论力学》（Ⅰ）；哈尔滨工业大学理论力学教研室编高等教育出版社 2009年【15】《工程机械》、《建筑机械化》等有关学术杂志在近年来发表的相关文献。
液压反铲装置设计
液压反铲装置设计摘要：本次设计的题目是液压挖掘机反铲装置机构。
与其它类型的挖掘机相比，这种类型的挖掘机因有良好通过性能应用最广，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。
液压挖掘机反铲装置的主要特点为：反铲是中小型液压挖掘机的主要工作装置。
液压挖掘机的反铲装置由动臂，斗杆铲斗，以及动臂油缸，斗杆油缸，铲斗油缸和连杆机构组成。
其构造特点是各部件之间的连接全部采用铰接，通过油缸的伸缩来实现挖掘工作中的各种动作。
动臂的小铰点与回转平台铰接，并以动臂油缸来支撑和改变动臂的倾角，通过动臂油缸的伸缩可使动臂绕小铰点转动而升降。
斗杆铰接于动臂的上端，斗杆与动臂的相对位置由斗杆油缸来控制，当斗杆油缸伸缩时，斗杆便可绕动臂上焦铰点转动。
铲斗与斗杆前端铰接，并通过铲斗油缸伸缩使铲斗绕该点转动。
为增大铲斗的转角，通常以连杆机构与铲斗连接。
本次设计的主要参数是斗容量0.2m3,它属于中小型液压挖掘机，主要设计挖掘机的工作装置。
在设计中，采用了轮胎式行走装置，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，整机质量约为5吨，挖掘力约为30kN，最大卸载高度约为2.65m，最大挖掘深度4.2m，最大挖掘半径约为5.728m，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。
另外，还对挖掘机的工作装置提出基于结构推理的机构方案创新设计方法。
关键词：液压挖掘机；挖掘机构；创新设计指导教师签名：The design of hydraulic excavator shovel deviceStudent name:luyue class:0781052Supervisor:xingpuABSTRACT:This designed topic is the marching hydraulic excavator excavational organization. Compared with other types excavators, this kind of type excavator used very universal that because has good through theperformance, also may use to lengthens widens as well as the floating type caterpillar band to reduce pressure for the soft ground or the bogregion.The hydraulic excavator main characteristic is: The small and medium-sized hydraulic excavator shovel is the main work device. Hydraulic excavator shovel device by the arm, dou stem bucket, and arm oil cylinder, dou rod oil cylinders, the bucket of cylinder and linkage mechanism. Its structure feature is between components All adopt the connection by oil cylinder hinged adjustable to realize the various movements excavation. Moving arm little hinge point and rotary platform, and with hinged arm oil cylinder to support and change the dip Angle, through arm arm Oil cylinder telescopic can make moving arm around small hinge point lifting rotation. Dou lever arm hinged on the upper arm, dou rod and the relative By dou pole position to control oil cylinder, when dou rodoil cylinder telescopic, dou lever arm can be around the upper energizer hinge point rotation. Bucket and measures Rod front-end loader, and through hinged cylinder telescopic made the bucket turning around the point. To increase the bucket corner, usually by connecting rod Institutions and bucket connection. theperformance good,and may make the high speed reverse, the transmissionsteady,structure simple, may absorb attacks and vibrates, the operation reduces effort, and to be easy to realize the automated control, is easy to realize the standardization, the seriation, the universalization.This designed main parameter is scoop capacity 0.2m3, it is long to the middle and small scale hydraulic excavator, mainly design the excavator，s the work installment and the hydraulic transmissionprinciple.In the design, used marching walked the installment to satisfied request. Upside the turnplate is the entire rotation , thereof it may work in a greater scope. And further because uses the hydraulicsteering to enable the entire machine performance to improve. Compared with the mechanical type excavator, its excavation strength enhance to 2 ~ 3 times, the entire machine weight approximately is 5 tons,the excavation strength approximately is 30kN, the biggest unloading high approximately is 2.65m, biggest digging depth is 4.2m, the biggest excavation radius approximately is 5.728m, thus can see the entire machine work ability to have the very big improvement, not only excavation strength big, but also machine weight light, transmission steadyly,work efficiency is high, the structure is compact. Moreover, but also proposes to the excavator work installment based on the structureinference organization plan innovation design method.Key word：Hydraulic pressure excavator；Excavation organization；Hydraulic system；Innovation designSignature of supervisor:。
液压挖掘机反铲工作装置设计
毕业设计（论文）题目：液压挖掘机反铲工作装置设计学院：航空制造工程学院专业名称：机械设计制造及其自动化班级学号： 08031717学生姓名：指导教师：二O一二年六月1液压挖掘机反铲装置设计液压挖掘机是一种重要的工程机械，它的广泛应用对于减轻劳动量，保证工程质量，加快工程进度，提高劳动生产率起了巨大的作用。
反铲工作装置由动臂，斗杆，动臂液压缸，斗杆液压缸和铲斗液压缸组成。
本文根据液压挖掘机反铲装置的结构特点和工作原理，对其各主要机构进行了运动学分析。
并在此基础上，根据设计说明书的设计要求，结合各机构的工作特点和设计要求，在对各机构分析计算的同时，结合构件已知尺寸参数，算出各机构中构件的其它参数，为各构件的结构设计提供数据支撑。
挖掘力是衡量挖掘机挖掘能力的重要参数。
挖掘力是由各液压缸中的油液压力提供的，是主动力。
最大挖掘力的实现受诸多因素的制约，它是工作装置各铰点受力分析的基础。
挖掘阻力不仅与铲斗的尺寸形状有关，还与挖掘对象有关，是两者的综合反映。
关键词： 液压挖掘机 反铲装置 运动分析 参数设计 力学分析指导老师签名：The Design for Backhoe Equipmentof the Hydraulic ExcavatorStudent name : Dong Chen xi Class: 080317Supervisor: Xing PuAbstract: Hydraulic excavator is an important engineering machinery. Its wide application played a tremendous role to reducing the volume of labor and to ensuring project quality and to accelerating progress and to increasing productivity. Backhoe working devices is made up of a moving arm and a fighting pole and shovel and a hydraulic tank of moving arm and a hydraulic tank of fighting pole and a hydraulic tank of shovel.Based on the hydraulic excavator backhoe device characteristics and the structure of principle , to all the major institutions of the kinematic analysis . On this basis , in accordance with the design specification design requirements , with the bodies of the characteristics and design requirements , in terms of the various agencies at the same time , combining elements of known size parameters , calculated in the component agencies of other parameters , for various components , The shape of design data support.Mining is a measure of the ability of excavators digging the important parameters. Mining is done by the hydraulic cylinder of the pressure on the oil , is initiative , the largest excavation of the realization by many factors , it is also working device to hinge point Analysis of the foundation . Mining resistance not only reflect the size of bucket shape , but also with the excavation of the object , is a comprehensive reflection of the two.Keyword：hydraulic excavator backhoe device motion analysis design parameters mechanicalSignature of Supervisor:2目录1 前言1.1 课题背景及目的 (1)1.2 国内外研究状况 (1)1.3 论文构成及研究内容 (3)2 挖掘机工作装置的总体设计2.1 工作装置构成 (4)2.2 动臂及斗杆的结构形式 (5)2.3 动臂油缸与铲斗油缸的布置 (6)2.4 铲斗与铲斗油缸的连接方式 (6)2.5 铲斗的结构选择 (7)2.6 原始几何参数的确定 (8)3 挖掘机的工作装置详细的机构运动学分析3.1 动臂运动分析 (11)3.2 斗杆的运动分析 (12)3.3 铲斗的运动分析 (13)3.3.1铲斗的传动比 (13)3.3.2最大卸载高度 (15)3.3.3最大挖掘半径 (16)4 工作装置各部分的基本尺寸计算和验证4.1 铲斗各参数的确定 (17)4.1.1铲斗结构形状的设计及基本要求 (17)4.1.2铲斗主要参数的确定 (17)4.2 动臂机构参数的确定 (18)4.3 斗杆机构基本参数的选择 (20)4.4 铲斗机构基本参数的选择 (21)4.4.1转角范围 (21)4.4.2铲斗机构其它基本参数的计算 (21)5 工作装置结构设计5.1 挖掘阻力分析 (23)5.1.1转斗挖掘阻力计算 (23)5.1.2斗杆挖掘阻力计算 (24)5.2 斗杆的结构设计 (25)5.2.1斗杆的受力分析 (25)5.2.2结构尺寸的计算 (30)5.3 动臂结构设计 (32)5.3.1第一工况位置 (33)15.3.2第二工况位置 (36)5.3.3内力图和弯矩图的求解 (39)5.4 铲斗的设计 (43)5.4.1铲斗斗形尺寸的设计 (43)5.4.2铲斗斗齿的结构计算 (44)5.5 挖掘机工作装置油缸推力 (44)5.5.1铲斗油缸推力 (44)5.5.2斗杆油缸推力 (45)5.5.3动臂油缸推力 (45)5.6 销轴与衬套的设计 (46)5.6.1销轴的设计 (46)5.6.2销轴用螺栓的设计 (46)5.6.3衬套的设计 (46)6 结论参考文献 (48)致谢 (49)附录：三维建模,装配截图 (50)2液压挖掘机反铲装置设计1前言1.1课题背景及目的液压挖掘机是一种重要的工程机械，广泛应用于工业与民用建筑、交通运输、水利电气工程、农田改造、矿山采掘以及现代化军事工程等行业的机械化施工中，对减轻繁重的体力劳动、保证工程质量、加快建设速度、提高劳动生产率起着十分巨大的作用。
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反铲液压挖掘机工作装置设计
发表时间：2018-04-19T17:10:56.570Z 来源：《大众科学》2017年10期作者：陈玉鹏[导读] 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。
1、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。
2、设计数据与要求
3、设计任务
3.1 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；
3.2 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；
3.3、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。
3.4 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。
3.5 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。
4、单斗液压挖掘机结构简图及简单分析
4.1 动臂与动臂油缸的布置动臂油缸一般布置在动臂的前下方，下端与回转平台铰接，支承点设在转台回转中心之前并稍高于转台平面，这样的布置有利于反铲的挖掘深度。
油自由式活塞杆端部与动臂的铰点设在动臂箱体的中间，这样虽然削弱了动臂的结构强度，但不影响以、动臂的下降幅度。
并且布置中，动臂油缸在动臂的两侧各装一只，这样的双臂在结构上起到加强盘作用，以弥补前面的不足。
4.2 铲斗与铲斗油缸的连接方式本方案中采用六连杆的布置方式，相比四连杆布置方式而言在相同的铲斗油缸行程下能得到较大的铲斗转角，改善了机构的传动特性。
该布置 1 杆与 2 杆的铰接位置虽然使铲斗的转角减少但保证能得到足够的铲斗平均挖掘力。
5、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
5.1 最大挖掘深度挖掘机处于最深挖掘位置处，铲斗挖掘，铲斗在发挥最大挖掘力位置进行挖掘。
此位置出现在动臂油缸全缩，即动臂位置最低处，此时斗杆与斗杆油缸铰接点、斗杆与铲斗铰接点及铲斗齿尖在同一直线上且垂直于挖掘面，如图 2.2-2 所示。
该位置处，铲斗中物料较多，土壤阻力较大，大臂、斗杆与铲斗的受力都很大，同时该位置也是用于只算斗杆与铲斗的危险情况的典型受力位置。
因而，此位置也是整个动力学分析中较为重要的一个状态。
5.2 最大挖掘半径挖掘机处于停机面最大挖掘半径处，铲斗挖掘，铲斗在发挥最大挖掘力位置进行挖掘，在挖掘机的设计规范中，最大挖掘半径是评价挖掘能力的主要标准之一，它决定挖掘机的挖掘范围。
该位置出现在斗杆油缸全缩，铲斗齿尖、斗杆与铲斗铰接点及斗杆与斗杆油缸铰接点这三点处于同一直线上，且大臂油缸缩进使铲斗处于地面上，如图 5.2-1 所示。
在该位置处，在挖掘的过程中也将受到很大的土壤阻力。
最大挖掘半径时的工况是水平面最大挖掘半径工况下 C、V 连线绕 C 点转到水平面而成的。
通过两者的几何关系，我们可计算得到：最大挖掘高度当动臂油缸全伸，斗杆油缸全缩以及铲斗油缸全缩时斗齿尖距离基准地面的距离。
6、机器各部件分析及参数确定
6.1斗形参数设计
(1) 对铲斗机构设计要求： a）★保证铲斗液压缸有在铲斗转角的特定长范围有足够的挖掘力；★保证铲斗液压缸有足够的闭锁力矩；★保证铲斗油缸有足够的回摆力矩；★保证铲斗的摆角范围；★保证铲斗机构在铲斗的整个转角范围内不发生干涉现象、不出现死点和连杆机构几何特征被破坏等几何不相容现象；★铲杆油缸的伸缩比不宜过大。
b）铲斗机构的载荷分析与对应转角：按理论分析将铲斗挖掘切削形状有四种，按此规律，对铲斗在相应转角处所应发挥的挖掘力大致应符合以下规律：★当 F、Q、V 三点一线时，其能发挥的挖掘力不低于最大挖掘力的 70%-80%；★当铲斗从 F、Q、V 三点一线继续转动在 25° -35°范围时应能发挥最大挖掘力。
c) 铲斗的主要参数：斗容量 q、平均斗寛 B、转斗挖掘半径 R 和转都挖掘装满转角
(2) 铲斗设计 :
由公式可得：
6.2. 斗杆机构参数设计 a）对斗杆机构的要求：★保证斗杆液压缸有足够的挖掘力；★保证斗杆液压缸有足够的闭锁力矩；★保证斗杆液压缸有足够的回摆力矩；★保证斗杆的摆角范围（105° -125°）；★斗杆油缸的伸缩比不宜过大（一般在 1.6-1.7 范围内）。
参考文献：
[1] 吴亚 . 液压挖掘机反铲工作装置的优化 [J]. 内燃机与配件 ,2017(09):120-122.
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[4] 张弦 . 液压挖掘机工作装置可视化性能分析及参数优化的研究 [D]. 湘潭大学 ,2016.。