反铲挖掘机工作装置设计课程设计
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。
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。
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
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 。
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单斗反铲挖掘机运动分析、作业参数计算、运动仿真、运动包络图绘制。
反铲挖掘机工作装置设计说明书目录1. 设计任务 (1)2. 工作装置主要部件的参数设计 (1)2.1 反铲工作装置结构方案的确定 (1)2.1.1 确定动臂结构形式和动臂油缸的布置方案 (2)2.1.2 确定斗杆和斗杆油缸的布置 (2)2.1.3 确定铲斗连杆机构的结构形式 (2)2.2 铲斗结构参数的确定 (2)2.3 动臂机构设计 (3)2.3.1 动臂机构设计的主要内容 (3)2.3.2 具体的设计步骤 (3)2.4 斗杆机构的设计 (7)2.4.1 反铲斗杆机构设计的主要内容 (7)2.4.2 斗杆具体设计步骤 (7)2.5 反铲铲斗连杆机构的设计 (8)3. 反铲工作装置的运动分析及坐标计算 (9)3.1 符号约定与坐标系的建立 (9)3.2 反铲工作装置工况的选定 (10)3.3 回转平台的运动分析及坐标计算 (10)3.4 动臂的运动分析及坐标计算 (11)3.5 斗杆的运动分析及坐标计算 (12)3.6 连杆及铲斗的运动分析及坐标计算 (14)4. 反铲工作装置作业参数计算 (16)4.1 最大挖掘深度1h 计算 (16)4.2最大挖掘高度2h 计算 (17)r计算 (17)4.3最大挖掘半径1r (17)4.4 停机面上的最大挖掘半径h (18)4.5 最大卸载高度34.6 最大垂直挖掘深度4h (18)4.7 水平底面为2.5m时的最大挖掘深度5h (19)4.8 计算结果对比 (19)5. 某工况下铰点K、Q的受力分析 (20)5.1 工况选定 (20)5.2 铰点K、Q的受力分析 (20)6. 工作装置主要部件的三维建模 (22)6.1 零部件的三维建模 (22)6.2 整体三维模型 (25)7. 包络图的绘制 (25)7.1 ADAMS软件简介 (25)7.2 Solidworks模型导入ADAMS步骤 (26)7.3反铲工作装置的ADAMS挖掘包络图绘制步骤 (26)反铲挖掘机工作装置设计说明书1. 设计任务1)设计一款反铲挖掘机的工作装置，完成其工作装置的参数设计；2)选定某个工况，进行工作装置的运动分析并且完成该工况下的铰接点坐标计算；3)反铲工作装置的主要作业参数计算；4)选定某个工况，完成该工况下某几个铰接点的受力分析；5)运用三维建模软件，完成工作装置的三维建模工作；6)运动动力学仿真软件ADAMS，画出工作装置的挖掘包络图。
毕业设计(论文)-小型液压挖掘机挖掘工作装置设计[管理资料]
![毕业设计(论文)-小型液压挖掘机挖掘工作装置设计[管理资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/2b2898a177232f60dccca134.png)
小型液压挖掘机挖掘工作装置设计摘要挖掘机广泛的应用于建筑行业，排水灌溉，采矿，清除障碍和露天开矿等各种场合。
它对减轻繁重的体力劳动，保证工程的质量，加快建设的速度，提高劳动的生产率起到了巨大的作用。
随着液压传动的技术在工程机械上广泛应用，单斗液压挖掘机也有了迅速的发展。
液压挖掘机具有质量轻、体积小、结构紧凑、挖掘力大、操纵轻便，以及易实现无级变速和自动控制等一系列的优点。
为了能满足不同的作业要求，其工作装置也有很多类型。
例如：正铲，反铲，牵引绳，塔式等。
在上述的工作装置中，反铲挖掘机应用的最为广泛，因而合理设计工作装置具有十分重要的意义。
本论文主要对由动臂、斗杆、铲斗、连杆机构等组成的小型液压挖掘机工作装置进行设计。
具体内容包括以下的五部分: 挖掘机工作装置的总体设计；挖掘机的工作装置详细的机构运动学分析；工作装置各部分的基本尺寸的计算和验证；工作装置主要部件的结构设计。
通过静强度与动强度分析，得出了工作装置在静载荷下结构是安全的。
并利用同类机械的的参数做相应的调试，得出一套较合理的参数，为后续的工作打好了基础。
关键词：挖掘机；液压；动臂；斗杆；铲斗THE DESIGN OF WORKING DEVICE OF SMALLHYDRAULIC EXCA VATORABSTRACTExcavators are widely used in all branches of constructions, to drain and irrigate land, extract useful minerals, the removal of obstacle and the open-cast excavation of coal and ore. They play a tremendous role in relieving labor force, ensuring project quality, accelerating the speed of construction and improving the labor productivity.With the great development of hydraulic technology, the single buckethydraulic excavator has been improving greatly. The hydraulic excavator is provided a great many advantages,such as light weight, small volume, compact structure, powerful dig force, easy operate, continuous variable velocity, automatic controls and so order to meet the different requirements, the working device also has many types. For example: dipper shovel, pull shovel,dragline, jib crane, tower crane and so the above work device, backhoe excavator is used most widely, so the rational design of work device is of great significance.In this paper, mainly by the boom, bucket rod, bucket, excavator linkage component of small hydraulic excavator working device design. It includes thefollowing several parts:the overall design of excavator work device; excavator working device detailed kinematics analysis; the basic size calculation and verification of each part of Working device ; Through the static strength and dynamic strength analysis, the device under static loading structure is safe. Use the same mechanical parameters of the commissioning, to derive a set of reasonable parameters, for the follow-up work to lay a good foundation.KeyWord: Excavator; Hydraulic; Movable arm,Dipper,Bucket目录1 绪论 (1)课题设计的背景和意义 (1)挖掘机的行业现状 (1)挖掘机技术发展趋势 (2)工程机械的前景展望 (3)2 小型液压挖掘机反铲工作装置结构方案设计 (3)引言 (3)液压挖掘机的工作原理与基本组成分析 (3)反铲工作装置的结构设计方案分析 (5)反铲工作装置的结构形式及结构特点 (5)本章小结 (7)3 小型液压挖掘机反铲工作装置参数设计 (7)工作装置的设计原则与参数说明 (7)反铲工作装置的设计原则 (7)机构自身的几何参数设计 (8)反铲工作装置几何参数的设计计算 (8)铲斗机构主要参数的设计计算过程 (8)动臂结构参数的计算过程 (9) (13)铲斗机构及铲斗液压缸主要参数的设计过程 (15)动臂液压缸的设计计算 (18)液压系统闭锁压力的确定分析 (20)4 反铲工作装置的载荷分析计算 (21)工况分析以及确定不利工况 (21)第一种工况位置下动臂和斗杆受力分析计算 (24)第二种工况位置下动臂和斗杆受力分析计算 (28)第三种工况位置下动臂和斗杆受力分析计算 (32)斗杆内力图分析 (37)动臂内力图分析 (38)5 挖掘机工作装置截面尺寸的设计与校核 (40)工作装置斗杆截面尺寸的设计与校核 (41)斗杆的强度校核 (41)斗杆稳定性校核 (42)铰座挤压强度校核 (42)动臂截面尺寸设计与校核 (43)动臂强度校核 (44)动臂稳定性校核 (46)铰座的挤压强度校核 (46)6 结论 (58)参考文献 (59)致谢 (50)1 绪论课题设计的背景和意义总所周知，我国是一个发展中的国家，在其广阔的土地上正在进行着大规模经济建设，这就需要很多土石方施工机械为建设服务，而我们知道液压挖掘机是一类最重要的土石方的施工机械。
WY40挖掘机工作装置
wy40挖掘机工作装置设计
摘要：随着当下社会的快速发展，工程机械类的生产建设已经较为成熟。
液压挖掘机则作为一种常用的机械工具运用在许多领域中，如房屋建设、路面工程、港口设计、水利剑圣等领域，于此同时在采矿业和土地施工能类型中也市场能见得液压挖掘机的身影。
在液压挖掘机的分类中，反铲液压挖掘机是众多类型中较为重要的一种。
这种挖掘机可以对处于停机面之下的土壤进行操作。
其中反铲装置在整个液压机中具有非常重要的作用，它性能的好坏对液压挖掘机的整体功能提到直接性的影响。
反铲装置的结构合理性也直接取决反铲液压挖掘机的工作效率以及运用稳定性。
1、本次设计主要通过研究分析液压挖掘机反铲装置的基础设计及结构
性能，通过其特点制定挖掘机的整体设计。
2、对液压挖掘机的较为主要的几个部件进行合理化筛选，设定各个铰点
的位置，通过软件先设计出设想的模型。
3、根据模型以及相关的机械知识再产出二位图纸，为确保准确性，在通过图纸
对主要部件做最后的校验。
关键词:挖掘机；反铲；性能；结构。
反铲挖掘机工作装置设计课程设计
4、确定铲斗的种类、斗容量及主要参数，并考虑铲斗连杆机构传动比是否需要调节。
此处采用标准铲斗，斗容为2.2m3，平均斗宽1.05m，六连杆共点机构。
5、根据液压系统工作压力、工厂制造条件和三化的要求等确定各液压缸的缸数、缸径、全伸长与全缩长之比λ。
2.1.2 正铲工作装置自身几何参数
L2/E2
L2min/E20=1673
L2max/E2z=2844
=L2max/L2min=1.7
铲斗液压缸
L3/E3
L3min/E30=1700
L3max/E3z=2550
=L3max/L3min=1.5
第一类参数是决定运动机构运动特性的必要参数，称原始参数，主要为长度参数；第二类参数为推导出来的参数，称推导参数；第三类参数是作方案比较所需的其它特征参数。
1）工作装置结构方案设计；
2）确定工作装置铰接点几何位置参数使其满足主要工作尺寸；
3）工作装置运动分析；
4）绘制挖掘包络图并标出主要工作姿态和动臂、斗杆、铲斗的转角范围；
5）确定工作油缸主参数及闭锁压力；
6）计算典型工况的整机理论最大挖掘力和并对工作装置进行受力分析。
研究方法
采用比拟法求解各构件参数，静力学原理和机构几何学原理，对挖掘工作装置进行运动分析、受力分析。
The curriculum design topics 20t wheeled single bucket hydraulic excavator backhoe working device. The main method is the application of analogy method and analytic method, the geometric parameters of the working device and hinge point position primaries, and then checking the locking force of the lifting force of the typical operating conditions, the hydraulic cylinder boom cylinder, the bucket cylinder and arm cylinder and the whole theory of digging force calculation; boom, arm, bucket linkage stress analysis to understand the circumstances of its force. Meet the scope of work and digging powered premise, draw the mining envelope diagram.
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。
毕业设计说明书参考模版-挖掘机工作装置设
本科毕业论文题目：挖掘机工作装置设计学院: 机械自动化学院专业: 机械工程及自动化学号: 200603130233学生姓名: 汪乐指导教师: 侯宇日期: 2010年6月摘要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。
出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，其生产制造来了日益蓬勃发展。
液压挖掘机主要由发动机、工作装置、回转装置、行走装置和、电气装置和液压系统等部分组成。
本次设计主要是关于挖掘机工作装置设计，工作装置是直接完成挖掘任务的装置，进行工作装置的全面的通用性设计研究对推动国内挖掘机发展具有十分重要的意义。
本设计全面收集了国内外挖掘机工作装置设计的资料，对挖掘机的各种工况进行了分析，总结了挖掘机工作装置的设计要求。
分别对工作装置的各个组成部分进行了较为详细的设计，这其中就包括了动臂，斗杆和挖斗的选型，各种组成部分尺寸的计算及它们驱动装置的设计，驱动装置设计包括各种驱动装置的布置，行程，作用力的确定。
最后对动臂和斗杆在一些特殊工况下进行了校核。
关键字：挖掘机：工作装置：动臂：斗杆：挖斗AbstractHydraulic excavator is a kind of multifunction machine used widely in construction field．It is a primary kind of machine．Because of its multifunction，high quality and efficiency and various kinds，many company like to use it．Its manufacture is developing day by day．Hydraulic excavator consist of engine working equipment，rotator，walking equipment , electric control part and hydraulic system．One main parts—working equipment designing make up of this article．Working equipment is the first equipment to finish digging task．Using universal and professional excavator’s working Equipment’s design methods，having a study of universal design with computer is very important to the development of domestic excavator． In this article，collect most of the world excavator’s working equipment’s designing material．Analyze various kinds of excavator’s working conditions．Detailed design the various components of working device separately, including the selection and calculation of Boom, Stick and bucket and what they drive and design of their drive. The design of drive includes determine of their arrangement and travelling and force. At last checking the intensity of boom and stick in some special conditions.Keywords: excavator，working equipment，boom, stick , bucket目 录1 绪论 (1)1.1 设计选题的意义 (1)1.2 国内外液压挖掘机的发展动态和研究现状 (1)1.2.1 国外液压挖掘机的发展动态和研究现状 (1)1.2.2 国内液压挖掘机的发展动态和研究现状 (2)1.3 当前液压挖掘机存在的主要问题 (3)1.4 本设计的主要内容及目标 (4)1.4.1 设计的主要内容 (4)1.4.2 设计的关键问题 (4)1.4.3 设计过程中的已知参数 (4)2 工作装置总体方案设计 (6)2.1 机型选择及特点分析 (6)2.1.1 所用机型的适用范围 (6)2.2 工作装置构成 (6)2.3 动臂及斗杆的结构形式的初选 (7)2.3.1 动臂结构形式的初选 (7)2.3.2 斗杆结构形式的初选 (8)2.4 动臂与动臂油缸的布置 (8)2.5 铲斗与铲斗油缸的连接方式 (8)3 动臂机构参数的计算及校核 (8)3.1 动臂机构参数的确定 (8)3.1.1 α1 与A 点坐标的选取 (9)3.1.2 1l 、2l 与3l 的计算 (9)3.1.3 4142l l 与的计算 (9)3.1.4 5l 的计算 (10)3.1.5 动臂其它相关尺寸的计算 (13)3.2 动臂基本数的校核 (14)3.2.1 动臂机构闭锁力的校核 (14)3.2.2 当满斗处最大挖掘半径时，动臂油缸提升力矩校核 (17)4 斗杆机构参数的计算及校核 (18)4.1 斗杆参数的计算及选择应考虑的因素 (18)4.2 斗杆基本参数的确定 (19)4.2.1 斗杆液压缸的最大作用力臂9l 及8l 的计算 (19)4.2.2 斗杆其它相关尺的计算 (20)4.3 斗杆的结构设计和强度校核 (20)4.3.1 斗杆的受力分析 (20)4.3.2 第一工况位置的受力分析 (21)4.3.3 第二工况位置的受力分析 (28)4.3.4 斗杆内力图的绘制 (30)4.3.5 斗杆宽度、钢板厚度、许用应力的选取 (33)4.3.6 斗杆危险截面处高度h 的计算 (34)5 铲斗机构的选型及基本参数的确定 (35)5.1 铲斗的选型 (35)5.2 铲斗结构基本参数的计算 (36)5.2.1 铲斗主要参数的计算 (36)5.2.2 斗形尺寸的计算 (37)5.2.3转角范围确定 (38)5.2.4 铲斗机构其它基本参数的计算 (38)6销轴与衬套的设计 (40)6.1 销轴的设计 (40)6.2 衬套的设计 (40)7总结 (41)7.1 设计小结 (41)7.2 存在不足及改进 (41)7.3 设计展望 (41)参考文献 (42)致谢 (43)1 绪论1.1 设计选题的意义我国是一个发展中国家，在辽阔的国土上正在进行大规模的经济建设，这就需要大量的土石方施工机械为其服务，而液压挖掘机是最重要的一类土石方施工机械。
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。
《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
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:。
反铲挖掘机课程设计
反铲挖掘机课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解反铲挖掘机的基本结构、工作原理及功能特点；2. 学生能够掌握反铲挖掘机的操作步骤、安全规范及维护保养知识；3. 学生能够了解反铲挖掘机在工程建设和土方作业中的应用。
技能目标：1. 学生能够独立操作反铲挖掘机，完成基本动作，如挖掘、装载、卸载等；2. 学生能够正确判断反铲挖掘机操作中可能出现的故障，并采取相应措施；3. 学生能够运用反铲挖掘机进行简单土方作业，提高工作效率。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对工程机械的兴趣，激发学习热情；2. 增强学生的安全意识，使其认识到遵守操作规程的重要性；3. 培养学生团结协作、爱岗敬业的精神，提高职业素养。
分析课程性质、学生特点和教学要求：本课程为实践性较强的专业课，旨在培养学生掌握反铲挖掘机的操作技能，满足工程建设和土方作业的需求。
学生特点为具有一定理论基础，但实际操作经验不足。
教学要求注重理论联系实际，强化操作训练，确保学生学以致用。
二、教学内容1. 反铲挖掘机的基本结构：介绍反铲挖掘机的各部件名称、功能及相互关系，结合教材第1章内容，让学生对挖掘机有全面的认识。
- 教学大纲：第1节，1课时，回顾挖掘机发展史，了解反铲挖掘机的应用领域。
- 教学大纲：第2节，2课时，学习反铲挖掘机的主要部件及功能。
2. 反铲挖掘机的工作原理：讲解反铲挖掘机的工作原理，结合教材第2章内容，使学生掌握其工作原理及操作要点。
- 教学大纲：第3节，2课时，学习反铲挖掘机的工作原理。
- 教学大纲：第4节，2课时，探讨反铲挖掘机操作要点。
3. 反铲挖掘机的操作与维护：结合教材第3章内容，教授反铲挖掘机的操作方法、安全规范及维护保养知识。
- 教学大纲：第5节，3课时，学习反铲挖掘机的操作步骤。
- 教学大纲：第6节，2课时，掌握反铲挖掘机的安全操作规范。
- 教学大纲：第7节，2课时，了解反铲挖掘机的维护保养方法。
4. 反铲挖掘机在工程中的应用：结合教材第4章内容，分析反铲挖掘机在工程建设和土方作业中的应用案例。
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2）确定工作装置铰接点几何位置参数使其满足主要工作尺寸；
3）工作装置运动分析；
4）绘制挖掘包络图并标出主要工作姿态和动臂、斗杆、铲斗的转角范围；
5）确定工作油缸主参数及闭锁压力；
6）计算典型工况的整机理论最大挖掘力和并对工作装置进行受力分析。
研究方法
采用比拟法求解各构件参数，静力学原理和机构几何学原理，对挖掘工作装置进行运动分析、受力分析。
Completed a good course design as a student of engineering machinery, seriously, help summarize and understanding of the theoretical knowledge of professional courses and training students for engineering complex issues of observation, analysis and judgment.
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。
关键字：液压挖掘机；反铲；工作装置；设计
Abstract
Wheeled hydraulic excavators has played a key role in the engineering construction projects of earthwork excavation, reflects its superiority compared with crawler excavators in urban road construction and maintenance. Backhoe working device design work below the surface of earth and stone, the most common in the engineering construction and maintenance applications. Designed to allow students excavator working device works, a more specific understanding of the component selection methods, design methods, familiar with the process of design, culture theory to knot the actual engineering design thinking.
太原科技大学
课程设计说明书
２０ｔ轮式液压挖掘机反铲工作装置设计
姓 名
学院（系）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07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：年月日
学生姓名
指导教师
设计（论文）题目
20t轮式液压挖掘机反铲工作装置设计
主要研
究内容
说明书1.5万字以上，包络图1张A3。
教
研
室
意
见
同意
教研室主任（专业负责人）签字：
年月日
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
轮式液压挖掘机在工程建设项目的土石方挖掘中起到了关键性的作用，在城市道路建设及维护中体现出以下土石方，在工程建设及维护应用中最为普遍。设计目的是让学生对挖掘机工作装置的工作原理、元件的选型方法、设计方法有更具体的理解，熟悉设计的流程，培养理论结实际的工程设计思维。
主要技术指标(或研究目标)
整机重量：20t；反铲斗容量0.8m3；要求实现最大挖掘高度8603mm，最大挖掘深度8124mm，最大挖掘半径11998mm，最大卸载高度6723mm。对工作装置的参数和几何构进行研究；对液压缸闭锁力进行验算，采用合适的方法调整使其达到要求；主要工作尺寸误差不得大于3%。
The curriculum design topics 20t wheeled single bucket hydraulic excavator backhoe working device. The main method is the application of analogy method and analytic method, the geometric parameters of the working device and hinge point position primaries, and then checking the locking force of the lifting force of the typical operating conditions, the hydraulic cylinder boom cylinder, the bucket cylinder and arm cylinder and the whole theory of digging force calculation; boom, arm, bucket linkage stress analysis to understand the circumstances of its force. Meet the scope of work and digging powered premise, draw the mining envelope diagram.
本次课程设计题目是20t轮式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。