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机械原理课程设计
设计说明书
设计题目: 反铲液压挖掘机工作装置设计D
姓名: 龚华德
学号: 20107150
班级: 机制一班
指导教师: 冯鉴
目录
1、设计题目: 反铲液压挖掘机工作装置设计 - 1 -
、设计题目简介 - 1 -
、设计数据与要求 - 1 -
、设计任务 - 1 -
2、液压挖掘机反铲工作装置运动分析 - 2 -
、反铲挖掘机 - 2 -
、反铲挖掘机的反铲装置 - 2 -
、反铲挖掘机运动轨迹 - 4 -
、反铲挖掘机工作装置简图方案及自由度分析 - 4 -
3、特殊工况状态介绍 - 6 -
、最大挖掘深度 - 6 -
、最大挖掘半径 - 7 -
、最大卸载高度 - 7 -
、最大挖掘高度 - 8 -
4、工作机构杆件尺寸计算 - 8 -
、动臂杆长 - 9 -
、动臂液压缸长 - 10 -
、斗杆液压缸长 - 10 -
、铲斗液压缸长 - 11 -
5、ADAMS仿真 - 12 -
、液压缸驱动方程 - 12 -
、动臂液压缸驱动方程 - 12 -
、斗杆液压缸驱动方程 - 12 -
、铲斗液压缸驱动方程 - 12 -
、输出机构的位移、速度、和加速度线图 - 12 -
、输出机构的位移线图 - 12 -
、输出机构的速度线图 - 14 -
、输出机构的加速度线图 - 15 -
、ADAMS画出的机构仿真图 - 17 -
6、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 - 19 -
7、感想 - 19 -
机械原理设计任务书
学生姓名龚华德班级机制一班学号 20107150
1、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
D

109KN
、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。
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。
完成日期: 2012 年 12 月指导教师冯鉴
2、液压挖掘机反铲工作装置运动分析
、反铲挖掘机
反铲式挖掘机是最常见的挖掘机一种,广泛用于建筑领域,主要用于平整路面、深挖基坑等。以下我们介绍一下反铲式挖掘机。图2-1-1为反铲式挖掘机。
1图2-1-1反铲式挖掘机
、反铲挖掘机的反铲装置
反铲装置是中小型液压挖掘机的主要工作装置,如图2-2-1所示,图2-2-2为反铲装置放大图。。
2图2-2-1 液压挖掘机反铲装置
1-动臂;2-斗杆;3-铲斗;4、5、6-动臂、斗杆及铲斗液压缸;7-连杆机构
液压挖掘机反铲装置由动臂1、斗杆2、铲斗8以及动臂液压缸4、斗杆液压缸5、液压缸6和连杆机构7等组成。其构造特点是各部件之间的联系全部采用铰接,通过液压缸的伸缩来实现挖掘过程中的各种动作。

图2-2-2反铲工作装置
1-斗杆油缸;2-动臂;3-液压管路;4-动臂油缸;5-铲斗;
6-斗齿;7-侧齿;8-连杆;9-摇杆;10-铲斗油缸;11-斗杆
挖掘机进行挖掘作业时,接通回转马达,转动转台,使工作装置转到挖掘位置,同时操纵动臂小腔进油使液压缸回缩;动臂下降至铲斗触地后再操纵斗杆缸或铲斗缸,液压缸大腔进油而伸长,使铲斗进行挖掘和装载工作。铲斗装满后,铲斗缸和斗杆缸停动并操纵动臂缸大腔进油,使动臂抬起,随即接通回转马达,使工作装置转到卸载位置,在操纵铲斗或斗杆缸回缩,使铲斗翻转进行卸土。卸完