摘 要
本文设计是一种挖掘装载机的挖掘装置，在为工业、民用上有特殊用途的挖掘装载机，
它可以用于煤矿井下狭小空间清理、装载、运输等工作，也可用于冶金、矿山、隧道建设等场合的挖掘装载工作。在本设计中，通过对国内外现有技术的了解和分析，利用任务书上所给定的挖掘机铲斗额定装载载荷，先计算出铲斗的斗容，而后选用标准容量铲斗，根据所选出的标准铲斗，算出挖掘机的最大铲取阻力、最大卸载高度、最小卸载距离等一些设计必需用到的量。通过对工作机构上九个铰接点位置的确定来设计出动臂模型及动臂上各点的受力，然后计算出举臂油缸和转斗油缸的内径、活塞杆的杆径，选出标准的液压缸。 运用CAD制图。
关键词：铲斗、液压缸、动臂、挖掘机
I
Abstract
In this paper, the design is a mini-excavators, as for the industry, there are special-purpose civilian loading machinery, it can be used in underground coal mines to clear a narrow space, loading, transport, etc., can also be used for metallurgy, mining, occasions, such as tunnel construction excavation work load.In this design, both at home and abroad through the understanding of existing technology and analysis, the use of task books given by the excavator bucket load rated load, calculate the first bucket of the bucket capacity, and then choose the standard size of the bucket, elected in accordance with standard bucket, to calculate the largest excavator shovel access resistance, the maximum unloading height, minimum distance, such as unloading the design used in the volume necessary. Through the work of nine institutions to determine the location of hinge points out to design the model and the moving arm arm stress points, and then calculate the fuel tank and to fight the diameter of the fuel tank, the rod diameter rod, the election a standard hydraulic cylinders.
Keywords: bucket, hydraulic cylinder, boom, excavator
II
目录
摘 要 .............................................................................................................................. I Abstract ....................................................................................................................... II 前 言 ..................................................................................................................... - 1 - 第一章 挖掘装载机整机概论 ........................................................................... - 3 -
1.1挖掘装载机定义 ................................................... - 3 - 1.2挖掘装载机用途的大体概述 ......................................... - 3 - 1.3挖掘装载机的基本结构 ............................................. - 4 - 1.4国内、外挖掘装载机的市场现状 ..................................... - 4 -
第二章 反铲装置的设计 .................................................................................................... - 7 -
2.1 挖掘装载机工作装置典型工况分析确定 .............................. - 7 -
（1）铲斗油缸挖掘 ................................................ - 7 - （2）斗杆油缸挖掘 ................................................ - 8 - （3）动臂油缸挖掘 ................................................ - 8 - 2.2、挖掘装载机工作装置的基本参数的选择 ............................. - 8 -
（1）原始几何参数的给定 .......................................... - 8 - （2）斗行参数的选择 .............................................. - 9 - （3）当工作装置处于最大挖掘半径时 ............................... - 11 - （4）、 满斗处于最大高度时，动臂提升力矩的校核 ................... - 13 - (5)在最大卸载高度工况下 ........................................ - 15 - 2.3、油缸基本参数的选择和计算 ...................................... - 16 -
（1）动臂油缸参数的确定 ......................................... - 16 - （2）斗杆油缸参数的确定 ......................................... - 18 - （3）铲斗油缸参数的确定 ......................................... - 19 -
第三章、挖掘装置受力计算和强度计算 .................................................................... - 21 -
3.1、挖掘阻力的计算 ................................................ - 21 - （1）铲斗挖掘阻力的计算 ......................................... - 21 - （2）斗杆挖掘阻力计算 ........................................... - 22 - 3.2、 工作液压缸的理论挖掘力 ....................................... - 22 -
（1）铲斗挖掘时，铲斗缸的理论挖掘力 ............................. - 22 - （2）斗杆挖掘时，斗杆油缸的理论挖掘力 ........................... - 24 - 3.3、 整机理论挖掘力 ............................................... - 24 -
(1)斗杆挖掘 .................................................... - 24 - (2)铲斗得运动分析 .............................................. - 28 -
III
第四章 主要部件反铲的三维造型 ............................................................................ - 34 -
4.1 Pro/E 简介 .................................................... - 34 - 4.2 生成零件实体 .................................................. - 35 -
（1） 利用三维参数化设计 ........................................ - 35 - （2） 建立各种特征的方法步骤 .................................... - 35 - 4.3 相关部件的装配 ............................................... - 36 - 4.4 三维实体造型实例 ............................................. - 37 -
?动臂三维实体造型 ............................................. - 37 - ?铲斗三维实体造型 ............................................. - 42 -
第五章 工作装置的建模和仿真 .......................................................... 错误！未定义书签。
5.1 工作装置建模 ......................................................................错误！未定义书签。 （1）启动ADAMS/View 程序 .................................................错误！未定义书签。
（2） 检查和设置建模基本环境 ............................................错误！未定义书签。 （3） 工作装置的几何建模和施加约束 .................................错误！未定义书签。 5.2、ADAMS对挖掘装置的运动学仿真分析 .................................错误！未定义书签。
（1）动臂油缸挖掘 ................................................................错误！未定义书签。 （2）斗杆油缸挖掘 ................................................................错误！未定义书签。 （3）铲斗油缸挖掘 ................................................................错误！未定义书签。
第六章总结 .......................................................................................................... 错误！未定义书签。
参考文献 ................................................................................................................................. - 60 - 附录 ........................................................................................................................................... - 61 - 致 谢 ................................................................................................................................. - 62 -
IV
河北工程大学毕业设计
前 言
挖掘装载机是一种应用广泛的多功能的建设施工机械，并作为工程机械的重要机种。由于挖掘装载机可快速更换多种作业装置多品种，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，其生产制造业也日益蓬勃发展。此型挖掘装载机主要有发动机、液压系统、挖掘装置、装载装置、行走装置和电器控制等部分组成。本论文由两大部分组成，包括挖掘工作装置和液压系统设计。
经文献考察，目前，科研院所、国内厂家、高等学校对装载机工作装置、挖掘装载机装置的研究较多，技术也相对成熟；但是对挖掘装载机挖掘机构的研究相对较少，而且在工程实践中，挖掘装载机机构出现的问题也较多。同时，很多厂家及科研院所在对挖掘装载机反铲装置进行优化设计时，一般是参照液压挖掘机工作装置的优化设计进行，这样很难得到经济性和可靠性均较好的最佳方案。虽然挖掘装载机与挖掘机的工作性能及挖掘原理相似，但是也存在着很多的差异。其中主要是以下几个方面：
1.挖掘装载机向前倾翻点为前轮着地点，向后倾翻点为支腿着地点，而履带式挖掘机则分别为履带式的前后着地点。挖掘装载机装置装置的重力对反铲作业时整机的稳定性也有影响。
2.挖掘装载机动臂液压缸的布置为悬挂式，而一般挖掘机的布置为支撑式。在设计铲斗液压缸的实际挖掘力，考虑动臂液压缸的闭锁力时，动臂缸处于受压状态，而非挖掘机的受拉状态。
3.优化设计目标函数不仅要考虑挖掘力的充分发挥，还要考虑反铲装置不工作时，整机运输状态或装载装置作业时的稳定性，即应使静止状态位置的反铲装置的质心尽量靠近机体。
随着国内经济水平的提高以及施工技术、施工对象的变化，国内小型工程机械市场前景非常的广阔。挖掘装载机的用途非常广泛，在欧美的小型工程机械市场中，挖掘装载机居第二位。特别是挖掘装载机具有挖掘和装载的功能，同时有多种工作装置供选择，市政工程、建筑市场、公路维护等对其的需求量将非常大。开发出适合市场需求的挖掘装载机对企业具有十分重要的意义。因此，国内众多工程机械厂商都纷纷推出自己的挖掘装载机产品。
目前，国内研制的挖掘装载机主要的配置及技术水平与国际先进技术水平差距逐渐缩小。但是，由于投入的精力、经验及研究深度的局限性，对系统的特征研究涉及很浅，掌
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