反铲挖掘机工作装置设计

西南交通大学峨眉校区机械工程系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班西南交通大学峨眉校区机械工程系目录一．机械原理设计任务书............................................................................................1§1.1设计题目简介...............................................................................................1§1.2设计任务.......................................................................................................1二．单斗液压挖掘机结构简图....................................................................................2三．设计中小型液压挖掘机结构参数一览表(参照下图).........................................4§3.1单斗液压挖掘机结构几何参数详表...........................................................4§3.2斗容量为0.25m3的小型单斗液压挖掘机结构详细参数........................5四．确定下列所给满足要求的结构参数....................................................................7§4.1确定长度与角度结构参数...........................................................................7§4.2斗形参数的选择.........................................................................................10§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..................................................................................................................10§4.3.1最大挖掘深度..................................................................................10§4.3.2最大挖掘半径..................................................................................11§4.3.3最大卸载高度..................................................................................12五．动臂液压缸、斗杆液压缸、铲斗液压缸运动参数确定..................................13§5.1动臂液压缸.................................................................................................14§5.2斗杆液压缸.................................................................................................14§5.3铲斗液压缸.................................................................................................15六．机构自由度分析..................................................................................................16七．仿真......................................................................................................................17八．机构搭建图..........................................................................................................18九．参考文献：..........................................................................................................19十．心得和体会..........................................................................................................19西南交通大学峨眉校区机械工程系1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B0.38m34.1m7.35m6.77m4.95m54.86KN§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。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。西南交通大学峨眉校区机械工程系2二．单斗液压挖掘机结构简图西南交通大学峨眉校区机械工程系3西南交通大学峨眉校区机械工程系4三．设计中小型液压挖掘机结构参数一览表(参照下图)§3.1单斗液压挖掘机结构几何参数详表西南交通大学峨眉校区机械工程系5§3.2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mmL1109min1,mmL1774max1,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CF1l3400斗杆长度FQ2l1700铲斗长度QV3l900动臂—底盘铰点C与动臂油缸—底盘铰点P间垂直距离4l462.7动臂—底盘铰点C与动臂油缸—底盘铰点P间距离5l534.3动臂—底盘铰点C与斗杆油缸—斗杆油缸下铰点D间距离6l2163动臂—底盘铰点C与动臂油缸—动臂油缸上铰点B间距离7l1459动臂—斗杆油缸铰点D与动臂—斗杆铰点F间距离8l1470.6斗杆—斗杆油缸铰点E与动臂—斗杆铰点F间距离9l409斗杆—铲斗油缸铰点G与动臂—斗杆铰点F间距离10l871斗杆—斗杆油缸铰点E斗杆—铲斗油缸铰点G与动臂间距离11l608结构差异，实为同一点12l缺省摇杆—铲斗油缸铰点M/H与摇杆—斗杆铰点N间距离13l407摇杆—铲斗油缸铰点M/H与摇杆—斗杆铰点N间距离14l407西南交通大学峨眉校区机械工程系6斗杆—铲斗油缸铰点G与摇杆—斗杆铰点N间距离15l1249动臂—斗杆铰点F与摇杆—斗杆铰点N间距离16l1400动臂—底盘铰点C与左履带中心I点间距离17l缺省结构上无此尺寸18l缺省动臂—底盘铰点C与右履带中心T点间距离19l缺省动臂—斗杆铰点F与铲斗—斗杆铰点Q间距离20l1700铲斗—斗杆铰点Q与摇杆—斗杆铰点N间距离21l300动臂油缸—动臂铰点B与动臂—斗杆铰点F间距离22l2148结构上无此尺寸23l缺省连杆—铲斗铰点K与铲斗—斗杆铰点Q间距离24l270连杆—铲斗铰点K与铲斗齿尖V间距离25l1206结构上无26l、27l、28l28l缺省摇杆—铲斗油缸铰点M/H与连杆—铲斗铰点K间距离29l352动臂—斗杆铰点F与摇杆—斗杆铰点N间距离30l350结构上无31l~37l尺寸31l缺省C点X坐标投影J与右履带中心T点间距离38l缺省C点X坐标投影J与左履带中心I点间距离39l缺省结构上无此尺寸40l缺省下动臂长CZ41l1407上动臂长ZF42l2321动臂弯角∠CZF=13011130°西南交通大学峨眉校区机械工程系7∠BCF=202∠DFC=3.293∠EFG=1004∠GNF=155∠GFN=606∠NQF=37∠NFQ=18结构上无9尺寸∠KQV=11010∠CAP=6011∠ACP=3012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§4.1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：Li=kli3G,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：西南交通大学峨眉校区机械工程系8名称代号值/m动臂长度CF1l4.009斗杆长度FQ2l2.0045铲斗长度QV3l1.0612动臂—底盘铰点C与动臂油缸—底盘铰点P间垂直距离4l0.5456动臂—底盘铰点C与动臂油缸—底盘铰点P间距离5l0.63动臂—底盘铰点C与斗杆油缸—斗杆油缸下铰点D间距离6l2.5504动臂—底盘铰点C与动臂油缸—动臂油缸上铰点B间距离7l1.7203动臂—斗杆油缸铰点D与动臂—斗杆铰点F间距离8l1.734斗杆—斗杆油缸铰点E与动臂—斗杆铰点F间距离9l0.4823斗杆—铲斗油缸铰点G与动臂—斗杆铰点F间距离10l1.027斗杆—斗杆油缸铰点E斗杆—铲斗油缸铰点G与动臂间距离11l0.7169结构差异，实为同一点12l缺省摇杆—铲斗油缸铰点M/H与摇杆—斗杆铰点N间距离13l0.4799摇杆—铲斗油缸铰点M/H与摇杆—斗杆铰点N间距离14l0.4799斗杆—铲斗油缸铰点G与摇杆—斗杆铰点N间距离15l1.4727动臂—斗杆铰点F与摇杆—斗杆铰点N间距离16l1.6507动臂—底盘铰点C与左履带中心I点间