基于UG的挖掘机设计说明书Word文档下载推荐.docx
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斗杆—————1
转斗—————1
B.油缸伸缩比
—————1.6—1.7
—————<
=1.65
图1-1整机外型机构示意图
1.机身设计
表2-1机身结构参数表
履带接地长度（m）
4.40
履带中心距（m）
3.432
平台高度（m）
1.17
上车平台宽度（m）
3.90
履带下车宽（m）
4.032
司机室总高（m）
3.430
后端回转半径（m）
3.620
履带宽度（m）
0.60
履带高度（m）
0.90
图2-1机身平面结构
图2-2机身实体模型
2.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
、
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
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
、平均斗寛
、转斗挖掘半径
和转都挖掘装满转角
（2）铲斗设计:
表2-2铲斗参数表
斗容量（
）
1.0
转斗挖掘装满转角
90°
转斗挖掘半径
（m）
1.57
平均斗寛
参考样机选取
107°
松散系数
1.25
由公式
可得：
=1.57m取
图2-3铲斗平面结构参数图
图2-4铲斗实体模型
3.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）。
b）斗杆机构的选择步骤
第一步：
=105°
和
=1.6；
第二步：
考虑油缸的伸缩速度并参考同类机型定斗杆油缸缸径和活塞杆直径；
第三步：
按以下公式初步确定
；
=0.74
式中
-----斗杆挖掘力
-------斗杆油缸推力
第四步：
求斗杆油缸最短长度
之间的距离
：
初步假定
得：
第五步：
参考同类机型并根据结构情况初选斗杆结构角度
表2-3斗杆参数表
3.377
0.74
158°
1.70
图2-5斗杆结构参数
图2-6斗杆实体模型
4.动臂机构参数设计
（1）动臂机构的铰点位置选择依据和范围
动臂弯角
=140°
动臂转折处得长度比
=1.2
=45°
=1.6
=1.3
（2）动臂机构参数选择步骤
已知条件：
作业尺寸要求即最大挖掘高度，最大挖掘半径和最大卸料高度等；
根据底盘和转台结构初步确定动臂油缸得下铰点A的位置坐标;
参考样机根据比拟法初选铲斗结构参数、动臂与斗杆得长度比
动臂油缸的伸缩比
初选动臂弯角
和动臂转折处的长度比
初选角度
和力臂比
，其范围参照前述或样机；
根据机构运动特性初选与动臂与斗杆的最大夹角即参数
根据结构情况初选
（参考样机）。
按近似计算公式计算动臂和都干长度；
斗杆长度：
动臂长度：
由三角形
中的几何关系求
根据最大挖掘高度和最大挖掘深度时的几何关系求
的最大、最小值
并进一步求得长度比
第六步：
计算
。
第七步：
考虑油缸的伸缩速度参考同类机型初选动臂油缸的缸径和活塞杆直。
图2-7动臂结构参数
图2-8动臂膀实体模型
5．连杆机构设计
图2-9连杆结构
图2-10连杆实体模型
图2-11摇杆结构图2-12摇杆实体模型
三．油缸设计
1）油缸参数
表3-1油缸参数
油缸
缸径（m）
杆径（m）
伸缩比
动臂油缸
1.800
2.840
0.140
0.070
1.6
斗杠油缸
1.700
2.720
转斗油缸
2.200
3.300
1.53
2）液压缸闭锁力计算
表3-2
构件名
质量（t）
动臂
1.7
斗杆缸
0.15
斗杠
1.45
铲斗缸
0.17
铲斗
0.95
动臂缸
连杆机构
0.08
机身重
18.8
转斗液压缸挖掘力
可通过对
点的力矩平衡方程求得：
各力对
点取矩，可得到斗杆液压缸所受的被动作用力
为了防止液压缸回缩，限压阀的调定压力应高于液压缸工作压力，超出的百分比为：
同样对动臂在平台上的支承点
取矩，求得动臂液压缸所受的被动作用力
为了防止其伸长，限压阀的调定压力应高于其工作压力，超出的百分比为：
表3-3
液压缸
种类
液压缸参数
液压缸闭锁压力（kPa）
只数
缸径
杆径
行程
大腔推力
第I工况
第二II工况
第III工况
mm
N
闭锁压力
超压
2
140
70
1000
2x492000
47991
16.3%
42569
7%
1
492000
30923
-31.6%
46184
11.8%
-----
----
33534
-18.7%
图3-1第I工况最大挖掘深度斗杆挖掘
图3-2第II工况
图3-3第III工况
图4-1挖掘包络图
图4-2最大挖掘半径实体示意模型
图4-3最大挖掘高度实体示意模型
图4-4最大挖掘半径实体示意模型
包络图分析：
1.铲斗转角为178铲°
斗转角范围影响到物料卸载高度，转角范围过大可能导致连杆机构与铲斗之间干涉，转角过小，卸载高度受到限制，卸载过程中物料洒落严重。
故应考虑到连杆机构与卸载高度确定合适转角范围。
2.在各铰点位置已定情况下，斗杆转角大小直接影响到挖掘范围，转角大，包络图向机身方向靠近挖掘区域扩大。
3.动臂转角与挖掘深度与高度与关，并且受到动臂油缸的伸缩比影响，动臂油缸全缩时，应保证CAB不在一条线上，否则出现死点。
五．理论挖掘力计算
表5-1参数表
图5-1转斗油缸理论挖掘力计算
图5-2斗杆油缸理论挖掘力计算
六:
整机稳定性分析
表6-1质量表
2.17
2.83
第II工况
164.96
128.01
32.99
25.60
0.547
0.476
0.450
0.353
0.361
0.435
1.503
1）第一工况分析：
稳定力矩：
倾覆力矩：
整机稳定
2）第二工况分析：
图6-1挖掘状态稳定性分析
图6-2挖掘状态稳定分析
七．整机参数表
表7-1
项目
履带式
整机重（t）
23.6
1.00
机身重（t）
18.80
机身重心水平位置（m）
-0.70
发动机功率（Kw）
112.0
系统压力（Mpa）
32.0
土壤容重（Kg/
1800
附着系数
0.75
最大挖掘力（
120.00
最大挖掘深度（m）
6.00
最大挖掘半径（m）
9.35
最大挖掘高度（m）
9.15
最大卸载高度不低于（m）
6.50
行走速度（1档2档）（Km/h）
3.2/5.3
最大牵引力（
260
3.43
3.62
后段长度（m）
总宽度（m）
铲斗最大挖掘力（
197
斗杠最大挖掘力（
153
八：
参考文献
【1】曹善华张瑞棠主编.《单斗液压挖掘机》.冶金工业出版社,1985
【2】天津工程机械研究所主编.《单斗液压挖掘机》.中国建筑工业出版社,
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