畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ）開題報(bào)告題 目 液壓挖掘機(jī)底盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 學(xué) 生 指導(dǎo)教師 職 稱 年一．畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 課題來(lái)源、類型來(lái)源：生產(chǎn)實(shí)踐 類型：實(shí)踐類 二、選題的目的及意義 目的：通過(guò)本次過(guò)本課題設(shè)計(jì)掌握液壓挖掘機(jī)的底盤設(shè)計(jì)的基本方法，進(jìn)一步提高分析和解決 問(wèn)題的能力；并學(xué)會(huì)查閱文獻(xiàn)以及運(yùn)用原始資料，學(xué)會(huì)如何使用規(guī)范以及產(chǎn)品目錄， 提高繪圖和讀圖的能力，并提高設(shè)計(jì)計(jì)算和校核數(shù)據(jù)的能力。 通過(guò)本課題設(shè)計(jì)，了解液壓挖掘機(jī)行業(yè)的現(xiàn)狀，并了解液壓挖掘機(jī)設(shè)計(jì)的基本流 程，熟悉行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 意義：通 過(guò) 此 次 設(shè) 計(jì) 較 為 詳 細(xì) 的 了 解 液壓挖掘機(jī)的底盤的 生 產(chǎn) 過(guò) 程 以 及 通過(guò) 相 關(guān) 液壓挖掘機(jī)的底盤 的 設(shè) 計(jì) 熟 悉 一 般 液壓挖掘機(jī)的底盤的 生 產(chǎn) 制 造 過(guò) 程 ，在 這 個(gè) 過(guò) 程 中 通 過(guò) 圖 書 館 和 網(wǎng) 上 查 詢 資 料 ， 請(qǐng) 教 老 師 和 同 學(xué) ， 并 結(jié) 合 自 己 以 前所 學(xué) 的 專 業(yè) 課 程 全 面 提 高 自 己 的 專 業(yè) 水 平 。 總 之 ， 我 將 通 過(guò) 此 次 液壓挖掘機(jī)的底盤設(shè) 計(jì) ， 較 為 全 面 的 提 升 自 己 在 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 制 造 方 面 的 知 識(shí) ， 拓 寬 知 識(shí) 結(jié) 構(gòu) ，為 隨 之 而 來(lái) 的 工 作 打 好 堅(jiān) 實(shí) 的 基 礎(chǔ) 三、本課題在國(guó)內(nèi)的研究狀況及發(fā)展趨勢(shì)一段時(shí)間以來(lái)，液壓挖掘機(jī)履帶底盤一直由專業(yè)廠家生產(chǎn)制造，挖掘機(jī)生產(chǎn)廠家 選用合格的底盤件，如國(guó)內(nèi)的上海東和小挖履帶廠等等，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)大， 選型工作量大， 既要選擇合格的底盤件，又要選擇與所采用的發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱等相配合，而挖掘機(jī)生 產(chǎn)廠家又要設(shè)計(jì)自己的其他部件如工作裝置與所選用的底盤相配合，所以底盤胡選 型、設(shè)計(jì)是一件繁瑣的工作，挖掘機(jī)廠家與底盤廠家在技術(shù)上要有緊密聯(lián)系。近段時(shí) 間來(lái)，由于挖掘機(jī)生產(chǎn)廠家技術(shù)力量的不斷進(jìn)步，企業(yè)整合不斷，挖掘機(jī)生產(chǎn)廠家越 來(lái)越多的開發(fā)設(shè)計(jì)自己的底盤系統(tǒng)，使挖掘機(jī)的性能更加可靠，更加節(jié)約成本， 從而 降低銷售價(jià)格，進(jìn)而提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。而底盤的設(shè)計(jì)趨向以下幾個(gè)方向的發(fā)展 ： 1.小型化、大型化極向發(fā)展 2. 智能化、人性化 3. 更加注重環(huán)保 四、本課題主要研究?jī)?nèi)容1.設(shè)計(jì)研究的重點(diǎn)： a.行走架的受力分析、計(jì)算、設(shè)計(jì)、總圖設(shè)計(jì)； b.履帶的計(jì)算、選型； c.驅(qū)動(dòng)輪的設(shè)計(jì)、計(jì)算； d.主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、繪圖； 2.設(shè)計(jì)的難點(diǎn)： a.要設(shè)計(jì)必須對(duì)底盤的結(jié)構(gòu)全面熟悉，要有總體意識(shí)； b.履帶的設(shè)計(jì)、選型； c.校核:對(duì)于設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)非常少的我們來(lái)說(shuō)，校核是一項(xiàng)反復(fù)的工作，是設(shè)計(jì)工作的重 要一環(huán)； 3.研究手段： 本次設(shè)計(jì)主要采用原始的設(shè)計(jì)方法（這正是設(shè)計(jì)的初衷：使設(shè)計(jì)者更熟悉底盤設(shè) 計(jì)的基本流程，熟悉查閱文獻(xiàn)資料） ，以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)為輔，熟悉計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)。 主要流程： a.受力分析、計(jì)算、設(shè)計(jì)、總圖繪制； b.選型 c.校核 五、本課題進(jìn)度安排、各階段預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)：1.第一階段：查閱、收集相關(guān)文獻(xiàn)資料，撰寫開題報(bào)告，文獻(xiàn)綜述； 2.第二階段：查閱、收集相關(guān)文獻(xiàn)資料，翻譯外文； 3.第三階段：系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算； 4.第四階段：圖紙繪制； 5.第五階段：整理、編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書； 6.第六階段：圖紙與論文格式檢查、答辯 六 、 指 導(dǎo) 教 師 意 見(jiàn)對(duì)本課題的深度、廣度及工作量的意見(jiàn)和對(duì)設(shè)計(jì)（論文）結(jié)果的預(yù)測(cè)：指導(dǎo)教師： 七、所 在 專 業(yè) 審 查 意 見(jiàn)負(fù)責(zé)人： 1液壓挖掘機(jī)底盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)摘要：隨著人類社會(huì)的不斷進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，工程機(jī)械在各行各業(yè)中得到了很好的運(yùn)用。然而，在不同的環(huán)境下，對(duì)挖掘機(jī)等工程機(jī)械的大小、性能的要求有所不同，各種性能參數(shù)決定其工作環(huán)境。工程機(jī)械在國(guó)民生產(chǎn)中有著很重要的位置，它在很大程度上取代了原始的、落后的生產(chǎn)工具，它在現(xiàn)今中國(guó)和全世界的飛速發(fā)展的今天功不可沒(méi)。本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容為：180 型液壓挖掘機(jī)底盤總體方案設(shè)計(jì)；繪制裝配草圖和總裝配圖；動(dòng)力源選擇及有關(guān)參數(shù)的確定；行走裝置牽引力的計(jì)算；傳動(dòng)方式比較與選擇、傳動(dòng)方案的確定及傳動(dòng)系統(tǒng)的技術(shù)設(shè)計(jì)；行星減速器及零、部件的設(shè)計(jì)計(jì)算，主要零件強(qiáng)度校核；張緊裝置、行走架和四輪一帶的選型設(shè)計(jì)；繪制零、部件圖和總裝配圖，編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書。本設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)是：方案設(shè)計(jì)中提出多種方案，從可靠性、可實(shí)現(xiàn)性、綜合性能等進(jìn)行方案比較，選擇方案。技術(shù)設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮總體配置合理、安全；選材、加工方法和技術(shù)條件可行；制圖正確、標(biāo)注齊全符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。充分注意整機(jī)各子系統(tǒng)之間的相關(guān)性，力求整機(jī)性能的一致性和最優(yōu)化性。關(guān)鍵字：履帶式，液壓挖掘機(jī)，行星減速器，張緊裝置。1.引言改革開放以來(lái)，我國(guó)的科學(xué)技術(shù)、信息技術(shù)迅猛發(fā)展，各行各業(yè)都發(fā)生了翻天覆地的變化，工程機(jī)械行業(yè)同樣得到了相應(yīng)的快速發(fā)展。各行各業(yè)都在奮力拼搏、大膽創(chuàng)新，使得工程機(jī)械品種不斷增加、產(chǎn)量不斷提高、性能不斷完善，發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁。液壓挖掘機(jī)是工程機(jī)械的一個(gè)重要品種，是一種廣泛用于建筑、鐵路、公路、水利、采礦等建設(shè)工程的土方機(jī)械。它的發(fā)展與應(yīng)用反映了一個(gè)國(guó)家施工機(jī)械化的水平。液壓挖掘機(jī)由發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、工作裝置、底盤五部分組成。2發(fā)動(dòng)機(jī)的作用是提供動(dòng)力；液壓系統(tǒng)功能是把發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械能以油液為介質(zhì)，利用油泵轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗軅魉徒o油缸、馬達(dá)等，再傳動(dòng)各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)動(dòng)；回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)；工作裝置的作用是進(jìn)行作業(yè)；底盤的作用是承重、傳力并保證滿足對(duì)車速、牽引力和行駛方向的要求。底盤是組成整體的主要部分，行走機(jī)構(gòu)的性能優(yōu)劣直接影響整機(jī)的使用性能、經(jīng)濟(jì)性能，因此著力研究液壓挖掘機(jī)的底盤具有十分重要的意義。該設(shè)計(jì)結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容和國(guó)內(nèi)外液壓挖掘機(jī)的應(yīng)用與發(fā)展。對(duì)履帶式液壓挖掘機(jī)底盤作較深入的分析研究。根據(jù)設(shè)計(jì)依據(jù)及要求，完成挖掘機(jī)行走機(jī)構(gòu)總體及減速器設(shè)計(jì)，進(jìn)一步掌握挖掘機(jī)的設(shè)計(jì)方法和步驟；鞏固、加深對(duì)所學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本技能和專業(yè)知識(shí)的掌握；了解國(guó)內(nèi)外液壓挖掘機(jī)發(fā)展?fàn)顩r。2.主題部分1.行走機(jī)構(gòu)的總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)，繪制草圖和總裝配圖；2.液壓馬達(dá)的選型設(shè)計(jì)及減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；3.行走裝置的選型及設(shè)計(jì)；4.張緊裝置的選型及設(shè)計(jì)；5.履帶鏈環(huán)的選型及設(shè)計(jì)；6.所有零、部件設(shè)計(jì)計(jì)算、繪制零、部件圖。總體方案設(shè)計(jì)2.1 履帶式液壓挖掘機(jī)的組成液壓挖掘機(jī)主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓系統(tǒng)、工作裝置、行走裝置和電氣控制等部分組成。液壓系統(tǒng)由液壓泵、控制閥、液壓缸、液壓馬達(dá)、管路、油箱等組成。電氣控制系統(tǒng)包括監(jiān)控盤、發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、泵控制系統(tǒng)、各類傳感器、電磁閥等，如圖 2.1。3圖 2.1 單斗反鏟液壓挖掘機(jī)1-柴油機(jī)；2-機(jī)罩；3-油泵；4-多路閥；5-郵箱；6-回轉(zhuǎn)減速器；7-回轉(zhuǎn)馬達(dá)；8-回轉(zhuǎn)接頭；9-駕駛室；10-動(dòng)臂；11-動(dòng)臂油缸；12-操縱臺(tái)；13-邊齒；14-斗齒；15-鏟斗；16-斗桿油缸；17-斗桿；18-鏟斗油缸；19-平衡重；20-轉(zhuǎn)臺(tái)；21-行走減速器；22-行走馬達(dá)；23-拖鏈輪；24-履帶；Ⅰ-工作室；Ⅱ-上部轉(zhuǎn)臺(tái)；Ⅲ-行走機(jī)構(gòu)2.2 設(shè)計(jì)依據(jù)2.2.1 履帶式行走裝置的主要特點(diǎn)① 牽引力大（通常每條履帶的牽引力達(dá)機(jī)重的 35 40%） ，接地比小(一般為~4-15 ),轉(zhuǎn)彎半徑小，機(jī)動(dòng)靈活；2/CMN② 采用液壓傳動(dòng)，能實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速；③ 每條履帶各自有驅(qū)動(dòng)的液壓馬達(dá)及減速裝置。 2.2.2 設(shè)計(jì)參數(shù)1 機(jī)重 10T2 斗容量 0.34 3m43 回轉(zhuǎn)速度： 11r/min 4 發(fā)動(dòng)機(jī)功率 50kw/2200rpm5 接地比壓： 39KPa 6 行走牽引力： 75.8kn2.3 總體設(shè)計(jì)原則進(jìn)行液壓挖掘機(jī)的底盤總體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該遵循以下原則：① 滿足使用要求、滿足經(jīng)濟(jì)性的要求、滿足勞動(dòng)保護(hù)的要求、滿足工藝性要求、滿足機(jī)器的結(jié)構(gòu)性能要求、某些零件、部件滿足耐磨性要求;② 在不增高行走裝置總高度的前提下應(yīng)使行走裝置具有較大的離地間隙，使挖掘機(jī)在不平地面上行走具有良好的通過(guò)性能，力求增強(qiáng)機(jī)器對(duì)各種運(yùn)行條件和作業(yè)要求的適應(yīng)性；③ 要降低挖掘機(jī)的接地比壓或具有較大的支承面積，以提高挖掘機(jī)的穩(wěn)定性。挖掘機(jī)在斜坡下行時(shí)不發(fā)生超速溜坡現(xiàn)象，挖掘時(shí)不發(fā)生下滑，提高工作時(shí)的安全可靠性；④ 挖掘機(jī)的行走裝置外型尺寸應(yīng)符合道路運(yùn)輸要求，外形美觀；⑤ 各個(gè)部件或總成的性能應(yīng)相互協(xié)調(diào)、匹配，力求整體性能的一致和最優(yōu)化，不可盲目追求某個(gè)局部的最佳性能，否則，可能造成整體性能惡化，或產(chǎn)生薄弱壞節(jié)；⑥ 正確地處理繼承與創(chuàng)新的辯證關(guān)系，采用成熟技術(shù)，通過(guò)深入的理論分析，進(jìn)行必要的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，勇于創(chuàng)新。2.4 動(dòng)力裝置的比較與選型履帶式挖掘機(jī)常用的動(dòng)力源主要有三種：電動(dòng)機(jī)、柴油機(jī)以及蒸汽機(jī)。每種動(dòng)力源都具有其特點(diǎn)；（1） 交流與直流電機(jī)電動(dòng)機(jī)（Motors）是把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的設(shè)備，按使用電源不同分為直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)。他們也有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，各種電動(dòng)機(jī)中應(yīng)用最廣的是交流5異步電動(dòng)機(jī)（又稱感應(yīng)電動(dòng)機(jī)） 。它使用方便、運(yùn)行可靠、價(jià)格低廉、結(jié)構(gòu)牢固，但功率因數(shù)較低，調(diào)速也較困難。大容量低轉(zhuǎn)速的動(dòng)力機(jī)常用同步電動(dòng)機(jī)。同步電動(dòng)機(jī)不但功率因數(shù)高，而且轉(zhuǎn)速與負(fù)載大小無(wú)關(guān)，只決定于電網(wǎng)頻率，工作較穩(wěn)定。但它有換向器，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，維護(hù)困難，不適于惡劣環(huán)境。和交流電動(dòng)機(jī)相比，直流電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是調(diào)速性能好，調(diào)速范圍廣，易于平滑調(diào)節(jié)，起動(dòng)自動(dòng)轉(zhuǎn)矩大；易于快速起動(dòng)、停車；易于控制。其缺點(diǎn)是：與異步電動(dòng)機(jī)比較，直流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用維護(hù)部方便，而且要用直流電源。（2） 柴油機(jī)柴油機(jī)是用柴油作燃料的內(nèi)燃機(jī)，屬于壓縮點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)。柴 油 機(jī) 具 有 熱效 率 高 的 顯 著 優(yōu) 點(diǎn) ， 經(jīng) 濟(jì) 性 優(yōu) 于 汽 油 機(jī) ， 功 率 大 ， 符 合 工 程 機(jī) 械 向 大 型 化 發(fā)展 的 趨 勢(shì) 。 其 應(yīng) 用 范 圍 越 來(lái) 越 廣 。 柴油機(jī)具有較好的燃油經(jīng)濟(jì)性，使用成本低，在相同的續(xù)駛里程內(nèi)，可以設(shè)置容積小些的油箱。柴油機(jī)壓縮比可以達(dá)到1 5～23，而汽油機(jī)一般控制在8～10；柴油機(jī)熱效率高達(dá)38％，而汽油機(jī)為30％；柴油機(jī)工作可靠，壽命長(zhǎng)，排污量少。隨 著 強(qiáng) 化 程 度 的 提 高 ， 柴 油 機(jī) 單 位 功 率 的 重 量 也 顯 著 降 低 。 為 了 節(jié) 能 ， 各國(guó) 都 在 注 重 改 善 燃 燒 過(guò) 程 ， 研 究 燃 用 低 質(zhì) 燃 油 和 非 石 油 制 品 燃 料 。 此 外 ， 降 低摩 擦 損 失 、 廣 泛 采 用 廢 氣 渦 輪 增 壓 并 提 高 增 壓 度 、 進(jìn) 一 步 輕 量 化 、 高 速 化 、 低油 耗 、 低 噪 聲 和 低 污 染 ， 都 是 柴 油 機(jī) 的 重 要 發(fā) 展 方 向 。（ 3） 蒸 汽 機(jī)蒸 汽 機(jī) 是 將 蒸 汽 的 能 量 轉(zhuǎn) 換 為 機(jī) 械 功 的 往 復(fù) 式 動(dòng) 力 機(jī) 械 。 蒸汽機(jī)有很大的歷史作用，它曾推動(dòng)了機(jī)械工業(yè)甚至社會(huì)的發(fā)展。隨著它的發(fā)展而建立的熱力學(xué)和機(jī)構(gòu)學(xué)為汽輪機(jī)和內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。但是蒸汽機(jī)離不開鍋爐，整個(gè)裝置既笨重又龐大；新蒸汽的壓力和溫度不能過(guò)高，排氣壓力不能過(guò)低，熱效率難以提高；它是一種往復(fù)式機(jī)器，慣性力限制了轉(zhuǎn)速的提高；工作過(guò)程是不連續(xù)的，蒸汽的流量受到限制，也就限制了功率的提高。逐漸為其他動(dòng)力裝置所代替。綜上所述，液壓挖掘機(jī)常作業(yè)于野外，需要經(jīng)常行走移動(dòng)。由于柴油機(jī)作為6動(dòng)力裝置不受電源、電纜的限制，使得液壓挖掘機(jī)移動(dòng)、行駛方便，故本設(shè)計(jì)采用了柴油機(jī)作為動(dòng)力源。2.5 工作裝置的比較與選擇工作裝置是直接完成挖掘任務(wù)的裝置，是液壓挖掘機(jī)的重要組成部分，它由動(dòng)臂、斗桿、鏟斗等三部分鉸接而成。其動(dòng)作接近于人的手腕運(yùn)動(dòng)，具有較大的挖掘和作業(yè)性能。動(dòng)臂起落、斗桿伸縮和鏟斗轉(zhuǎn)動(dòng)都用往復(fù)式雙作用液壓缸控制。為了適應(yīng)各種不同施工作業(yè)的需要，液壓挖掘機(jī)可以裝配多種工作裝置，如挖掘、起重、裝載、平整、夾鉗、推土、沖擊錘等多種作業(yè)機(jī)具，如圖2.2。圖2.2 液壓挖掘機(jī)的多種工作裝置常見(jiàn)的液壓挖掘機(jī)的動(dòng)作裝置的功用之一是做挖掘機(jī)工作，根據(jù)斗桿和動(dòng)臂剛性連接可主要分為正鏟和反鏟兩種。2.5.1 反鏟工作裝置鉸 接 式 反 鏟 是 單 斗 液 壓 挖 掘 機(jī) 最 常 用 的 結(jié) 構(gòu) 型 式 ， 動(dòng) 臂 、 斗 桿 和 鏟 斗 等 主要 部 件 彼 此 鉸 接 （ 見(jiàn) 圖 2.3） ， 在 液 壓 缸 的 作 用 下 各 部 件 繞 鉸 接 點(diǎn) 擺 動(dòng) ， 完 成挖 掘 、 提 升 和 卸 土 等 動(dòng) 作 。（ 1） 動(dòng) 臂動(dòng) 臂 是 反 鏟 的 主 要 部 件 ， 其 結(jié) 果 有 整 體 式 和 組 合 式 兩 種 。① 整 體 式 其 優(yōu) 點(diǎn) 是 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 ， 質(zhì) 量 輕 而 剛 度 大 。 缺 點(diǎn) 是 更 換 的 工 作 裝置 少 ， 通 用 性 較 差 。 多 用 于 長(zhǎng) 期 作 業(yè) 條 件 相 似 的 挖 掘 機(jī) 上 。 整 體 式 動(dòng) 臂 又 可 分7為 直 動(dòng) 臂 和 變 動(dòng) 臂 兩 種 。 其 中 的 直 動(dòng) 臂 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 、 質(zhì) 量 輕 、 制 造 方 便 ， 主 要用 于 懸 掛 式 液 壓 挖 掘 機(jī) ， 它 不 能 使 挖 掘 機(jī) 機(jī) 獲 得 較 大 的 挖 掘 深 度 ， 不 適 用 于通 用 挖 掘 機(jī) ； 變 動(dòng) 臂 是 目 前 應(yīng) 用 最 廣 泛 的 結(jié) 構(gòu) 型 式 ， 與 同 長(zhǎng) 度 的 直 動(dòng) 臂 相 比 ，可 以 使 挖 掘 機(jī) 有 較 大 的 挖 掘 深 度 。 但 降 低 了 卸 土 高 度 ， 這 正 符 合 挖 掘 機(jī) 反 鏟 作業(yè) 的 要 求 。圖2.3 反鏟1—斗桿油缸；2—?jiǎng)颖郏?—油管；4—?jiǎng)颖塾透祝?—鏟斗；6—斗齒；7—側(cè)齒；8—連桿；9—搖桿；10—鏟斗油缸；11—斗桿② 組 合 式 動(dòng) 臂 如 圖 2.4所 示 ， 組 合 式 動(dòng) 臂 用 輔 助 連 桿 或 液 壓 缸 3或 螺栓 連 接 而 成 。 上 、 下 動(dòng) 臂 之 間 的 夾 角 可 用 輔 助 連 桿 或 液 壓 缸 來(lái) 調(diào) 節(jié) ， 雖 然 使 結(jié)構(gòu) 和 操 作8（ 1） (b)圖2.4 組合式動(dòng)臂1—下動(dòng)臂；2—上動(dòng)臂；3—連桿或液壓缸復(fù) 雜 化 ， 但 在 挖 掘 機(jī) 作 業(yè) 中 可 隨 時(shí) 大 幅 度 調(diào) 整 上 、 下 臂 之 間 的 夾 角 ， 從 而 提 高挖 掘 機(jī) 的 作 業(yè) 性 能 ， 尤 其 在 用 反 鏟 或 抓 斗 挖 掘 窄 而 深 的 基 坑 時(shí) ， 容 易 得 到 較 大距 離 的 垂 直 挖 掘 軌 跡 ， 提 高 挖 掘 質(zhì) 量 和 生 產(chǎn) 率 。 組 合 式 動(dòng) 臂 的 優(yōu) 點(diǎn) 是 ， 可 以 根據(jù) 作 業(yè) 條 件 隨 意 調(diào) 整 挖 掘 機(jī) 的 作 業(yè) 尺 寸 和 挖 掘 力 ， 且 調(diào) 整 時(shí) 間 短 。 此 外 ， 它 的互 換 工 作 裝 置 多 可 滿 足 各 種 作 業(yè) 的 需 要 ， 裝 車 運(yùn) 輸 方 便 。 其 缺 點(diǎn) 是 質(zhì) 量 大 ， 制造 成 本 高 ， 一 般 用 于 中 、 小 型 挖 掘 機(jī) 上 。綜 上 比 較 ， 本 設(shè) 計(jì) 選 用 組 合 式 動(dòng) 臂 。2. 反 鏟 斗反 鏟 斗 用 的 鏟 斗 型 式 、 尺 寸 與 其 作 業(yè) 對(duì) 象 有 很 大 關(guān) 系 。 為 了 滿 足 各 種 挖 掘機(jī) 作 業(yè) 的 需 要 ， 在 同 一 臺(tái) 挖 掘 機(jī) 上 可 配 以 多 種 結(jié) 構(gòu) 型 式 的 鏟 斗 ， 如 圖 2.5為反 鏟 常 用 鏟 斗 型 式 。 鏟 斗 的 斗 齒 采 用 裝 配 式 ， 其 形 式 有 橡 膠 卡 銷 式 和 螺 栓 連 接式 ， 如 圖 2.6所 示 。圖 2.5 反 鏟 常用鏟斗結(jié)構(gòu)1—齒座；2—斗齒；3—橡膠卡銷；4—卡銷；5、6、7—斗齒板9圖2.6 斗齒安裝形式（a） 螺栓連接； （b）橡膠卡銷連接1— 卡銷；2—橡膠卡銷；3—齒座；4—斗齒2.5.2 正 鏟 工 作 裝 置單斗液壓挖掘機(jī)的正鏟結(jié)構(gòu)如圖 2.7 所示，主要有動(dòng)臂 2、動(dòng)臂油缸 1、鏟斗 5、斗底油缸 4 等組成。鏟斗的斗底利用液壓缸來(lái)開啟，斗 6 是鉸接在動(dòng)臂的頂端，由雙作用的斗桿缸 7 使其轉(zhuǎn)動(dòng)。斗桿油缸的一端鉸接在動(dòng)臂上，另一端鉸接在斗桿上。其鉸接形式有兩種：一種是鉸接在斗桿的前端;另一種是鉸接在斗桿的尾端。動(dòng)臂均為單桿式，頂端呈叉形，以便與斗桿鉸接。動(dòng)臂有單節(jié)的和雙節(jié)的兩種。單節(jié)的動(dòng)臂有長(zhǎng)短兩種備品，可根據(jù)需要更換。雙節(jié)的動(dòng)臂則由上、下兩節(jié)拼裝而成，根據(jù)裝點(diǎn)的不同，動(dòng)臂的工作長(zhǎng)度也不一樣。本設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，立足于反鏟，主要用于挖掘停機(jī)面以下的土壤，如挖掘溝壕、基坑等。其挖掘軌跡取決于各液壓缸的運(yùn)動(dòng)及組其合。反鏟挖掘機(jī)每一作業(yè)循環(huán)包括挖掘、會(huì)轉(zhuǎn)、卸料和返回等四個(gè)過(guò)程。其工作過(guò)程為：先放下動(dòng)臂至挖掘位置，然后轉(zhuǎn)動(dòng)斗桿及鏟斗，向著挖掘機(jī)方向拉轉(zhuǎn)，當(dāng)挖掘至裝滿鏟斗時(shí)，提升動(dòng)臂使鏟斗離開土壤，邊提升邊回轉(zhuǎn)至卸載位置，轉(zhuǎn)斗卸出土壤，然后再回轉(zhuǎn)至工作面，準(zhǔn)備下一循環(huán)的挖掘工作。因此經(jīng)過(guò)上述比較，選擇組合式動(dòng)臂反鏟裝置作為本設(shè)計(jì)的工作裝置。10圖 2.7 正鏟1—?jiǎng)颖塾透祝?—?jiǎng)颖郏?—加長(zhǎng)臂；4— 斗底油缸；5—鏟斗；6—斗桿；7—斗桿油缸；8—液壓軟管2.6 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的選擇按照轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)角度分為：完全回轉(zhuǎn)（360°）和不完全回轉(zhuǎn)（90° 270°）~。液壓挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)支承裝置用于承載回轉(zhuǎn)平臺(tái)以上機(jī)體的重量并實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。除了在懸掛式和伸縮臂式液壓挖掘機(jī)的上游采用半回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)外，現(xiàn)代液壓挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)普遍采用了完全回轉(zhuǎn)的液壓傳動(dòng)方式。合理的設(shè)計(jì)選擇回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，對(duì)于提高生產(chǎn)率和能量利用率具有十分重要的意義。據(jù)此本設(shè)計(jì)采用完全回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。2.7 傳動(dòng)方式的比較與選擇動(dòng)力裝置至驅(qū)動(dòng)輪之間所有傳動(dòng)部件的總稱為傳動(dòng)系統(tǒng)。傳動(dòng)系統(tǒng)的功用是把動(dòng)力裝置輸出的功率傳遞給驅(qū)動(dòng)輪，并改變動(dòng)力裝置的輸出特性，以滿足對(duì)自行式工程機(jī)械車速和牽引力的要求。目前，工程機(jī)械的傳動(dòng)系統(tǒng)有以下四種類型：機(jī)械傳動(dòng)、液力機(jī)械傳動(dòng)、電力傳動(dòng)以及液壓傳動(dòng)。每種傳動(dòng)方式各有其特點(diǎn)、用途和適用的范圍。2.7.1 機(jī)械傳動(dòng)所謂機(jī)械傳動(dòng)是指?jìng)鲃?dòng)系統(tǒng)中采用剛性零部件傳遞動(dòng)力的方式。它是通過(guò)齒輪、齒條、帶、鏈等機(jī)件傳遞動(dòng)力和進(jìn)行控制。工程機(jī)械中使用機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)由來(lái)已久。機(jī)械傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、工作可靠、重量輕、操作簡(jiǎn)單、維11護(hù)方便、價(jià)格低廉、傳動(dòng)效率高、可以利用傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)零件的慣性進(jìn)行作業(yè)等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，濕式離合器的普遍采用及發(fā)動(dòng)機(jī)特性的改善（提高適應(yīng)性系數(shù)）在某種程度上改進(jìn)了機(jī)械傳動(dòng)的某些缺點(diǎn)，因此，采用機(jī)械傳動(dòng)的工程機(jī)械仍然占有相當(dāng)?shù)谋壤?。但近年?lái)在一些作業(yè)或行駛時(shí)阻力變化很大的機(jī)械中，日益廣泛地采用了液力機(jī)械傳動(dòng)或者其他傳動(dòng)方式。這是因?yàn)闄C(jī)械傳動(dòng)存在許多缺點(diǎn)：（1） 在工作阻力急劇變化的工況下，發(fā)動(dòng)機(jī)容易過(guò)載熄火。這就是要求司機(jī)有熟練的操作技巧；（2） 輪式機(jī)械在運(yùn)輸工況時(shí)，由于行駛速度較高而行駛阻力較小，在換檔的動(dòng)力中斷期間，機(jī)械雖然減速但不至于停車。但是對(duì)于履帶式機(jī)械或在牽引工況下的輪式機(jī)械，由于行駛速度低、阻力大，在作業(yè)中換檔必然導(dǎo)致停車。為了能實(shí)現(xiàn)原地起步，并在一定的時(shí)間內(nèi)加速到一定的速度，往往逼迫使用較低的檔位，即檔位的選擇不是根據(jù)作業(yè)時(shí)的工作阻力而是根據(jù)原地起步和加速的要求。因此，在作業(yè)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率利用差，降低了生產(chǎn)率。另外，停車檔位還影響機(jī)械的通過(guò)性能；（3） 對(duì)于循環(huán)作業(yè)的機(jī)械，經(jīng)常要前進(jìn)、后退和改變車速，變換檔位頻繁，每次換檔都要分離主離合器，并用人力撥動(dòng)換檔機(jī)構(gòu)，司機(jī)勞動(dòng)強(qiáng)度大；（4） 傳動(dòng)系統(tǒng)零件受到的沖擊載荷大，發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)直接傳到傳動(dòng)系統(tǒng)的各個(gè)零件，而行駛阻力變化引起的沖擊又通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)影響發(fā)動(dòng)機(jī)，以此降低了發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)中各個(gè)零件的使用壽命。另外，發(fā)動(dòng)機(jī)在急劇的變載荷下工作將降低其平均輸出功率；（5） 工作阻力的變化將直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的工作，為了充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，需要增加變速器的檔位數(shù)，因而變速器結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，并且增加了司機(jī)的換檔次數(shù)；（6）機(jī)械傳動(dòng)不能進(jìn)行無(wú)極調(diào)速，遠(yuǎn)距離傳動(dòng)比較困難。上述種種缺點(diǎn)在阻力變化劇烈及經(jīng)常改變行駛方向的工況下表現(xiàn)得特別明顯。因此，機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)適宜于作業(yè)阻力比較穩(wěn)定的連續(xù)作業(yè)的機(jī)械。2.7.2 液力機(jī)械傳動(dòng)12在上述機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中串聯(lián)或并聯(lián)加入液力變矩器（或液力偶合器）后，使發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力通過(guò)液力變矩器（或液力偶合器）及機(jī)械傳動(dòng)部件傳到驅(qū)動(dòng)輪，這個(gè)系統(tǒng)稱為液力機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)。它具有的主要優(yōu)點(diǎn)是：（1）使工程機(jī)械具有自動(dòng)適應(yīng)載荷變化的特性；（2）簡(jiǎn)化了機(jī)械的操縱；（3）提高了機(jī)械的使用壽命；（4）提高了機(jī)械的起步性能和通過(guò)性能；（5）提高了機(jī)械的舒適性；（6）簡(jiǎn)化了維修工作。這種傳動(dòng)方式能使機(jī)器隨作業(yè)阻力的變化，自動(dòng)調(diào)整牽引力和速度，顯著改善牽引性能，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)功率，改善發(fā)動(dòng)機(jī)的工況，提高作業(yè)效率，并能防止發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)載，操縱也較為方便，所以在工程機(jī)械中應(yīng)用較為廣泛。同時(shí)液力機(jī)械傳動(dòng)也存在一些的缺點(diǎn)：傳動(dòng)效率低，一般變矩器的最高效率只能達(dá)到 0.82-0.92，在行駛阻力變化小而連續(xù)作業(yè)時(shí)，由于效率低而增加了燃油消耗量。液力機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)需要設(shè)置供油系統(tǒng)，其液力元件加工精度要求高、價(jià)格貴，工作油容易泄漏，這使其結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，同時(shí)增加了運(yùn)行成本。但因?yàn)橐毫C(jī)械傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)突出，所以目前在工程機(jī)械中有著廣泛的應(yīng)用。輪式機(jī)械廣泛采用了液力機(jī)械傳動(dòng)。但在近年新型挖掘機(jī)中應(yīng)用較少。2.7.3 電力傳動(dòng)電力傳動(dòng)是利用電力設(shè)備并調(diào)節(jié)電參數(shù)來(lái)傳遞動(dòng)力和進(jìn)行控制。采用發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，通過(guò)電力驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)與工作機(jī)構(gòu)。工程機(jī)械中最常見(jiàn)的電力傳動(dòng)系統(tǒng)是“電動(dòng)輪”的形式，其基本原理是有發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)直流發(fā)電機(jī)，然后用發(fā)電機(jī)輸出的電能驅(qū)動(dòng)裝在車輪中的直流電動(dòng)機(jī)，車輪和直流電動(dòng)機(jī)（包括減速裝置）裝成一體稱為“電動(dòng)輪” 。這種傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)是：（1）動(dòng)力裝置（柴油發(fā)電機(jī)）和車輪之間沒(méi)有剛性聯(lián)系，便于總體布置及維修；（2）變速操縱方便，可實(shí)現(xiàn)無(wú)極變速，因而在整個(gè)速度范圍內(nèi)都可以充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)功率；（3）電動(dòng)輪通用性強(qiáng)，可簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)任意多驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)的方式，以滿足不同機(jī)械對(duì)牽引性能和通過(guò)性能的要求；13（4）可以采用電力控制，在長(zhǎng)坡上行駛時(shí)可大大減輕車輪制動(dòng)器的負(fù)荷，延長(zhǎng)制動(dòng)器的壽命；（5）能量傳遞方便，信號(hào)傳遞迅速，標(biāo)準(zhǔn)程度高，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。電力傳動(dòng)存在的缺點(diǎn)是：運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性差，易受外界負(fù)載的影響，慣性大，起動(dòng)及轉(zhuǎn)向慢，受溫度、濕度、振動(dòng)、腐蝕等環(huán)境因素影響較大。同時(shí)電力傳動(dòng)價(jià)格高，需要牽拉電網(wǎng)，據(jù)統(tǒng)計(jì)比液力機(jī)械傳動(dòng)成本約貴 20%左右，自重大并消耗大量的有色金屬，目前僅用于大功率的自卸載重汽車、鏟運(yùn)機(jī)及礦用輪式裝載機(jī)等機(jī)械中。一般，當(dāng)功率大于 450KW 時(shí)，采用電力傳動(dòng)方式較為經(jīng)濟(jì)。2.7.4 液壓傳動(dòng)采用發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)隨機(jī)的油泵站，再由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)。該傳動(dòng)方式取消了主離合器、變速箱、后橋等傳動(dòng)部件，使工作裝置的操縱和整機(jī)驅(qū)動(dòng)方式統(tǒng)一，可減輕機(jī)重、結(jié)構(gòu)緊湊、總體布置簡(jiǎn)單，原地轉(zhuǎn)向性能好，可實(shí)現(xiàn)牽引力和速度的無(wú)極調(diào)整，大大提高了牽引性能。與其它傳動(dòng)方式相比，液壓傳動(dòng)具有其獨(dú)特的優(yōu)越性，表 2.1 中列舉了幾種傳動(dòng)方式的主要特性的比較。表 2.1 幾種傳動(dòng)方式的主要傳動(dòng)特性比較特性及性能比較傳動(dòng)方式功能與重量比轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)動(dòng)慣量比響應(yīng)速度可控性 負(fù)載剛度 調(diào)速范圍機(jī)械傳動(dòng) 小 小 低 差 中等 小電力傳動(dòng) 小 小 中等 中等 差 中等液壓傳動(dòng) 大 大 高 好 大 大液 壓 傳 動(dòng) 的 主 要 優(yōu) 點(diǎn) ：（ 1） 體 積 小 、 重 量 輕 ， 例 如 同 功 率 液 壓 馬 達(dá) 的 重 量 只 有 電 動(dòng) 機(jī) 的10％ ～ 20%。 因 此 慣 性 力 較 小 ， 當(dāng) 突 然 過(guò) 載 或 停 車 時(shí) ， 不 會(huì) 發(fā) 生 大 的 沖 擊 ；（ 2） 能 在 給 定 范 圍 內(nèi) 平 穩(wěn) 的 自 動(dòng)14調(diào) 節(jié) 牽 引 速 度 ， 并 可 實(shí) 現(xiàn) 無(wú) 極 調(diào) 速 ， 且 調(diào) 速 范 圍 最 大 可 達(dá) 1： 2000(一 般 為1： 100） ；（ 3） 換 向 容 易 ， 在 不 改 變 電 機(jī) 旋 轉(zhuǎn) 方 向 的 情 況 下 ， 可 以 較 方 便 地 實(shí) 現(xiàn) 工 作機(jī) 構(gòu) 旋 轉(zhuǎn) 和 直 線 往 復(fù) 運(yùn) 動(dòng) 的 轉(zhuǎn) 換 ；（ 4） 液 壓 泵 和 液 壓 馬 達(dá) 之 間 用 油 管 連 接 ， 在 空 間 布 置 上 彼 此 不 受 嚴(yán) 格 限 制 ；（ 5） 由 于 采 用 油 液 為 工 作 介 質(zhì) ， 元 件 相 對(duì) 運(yùn) 動(dòng) 表 面 間 能 自 行 潤(rùn) 滑 ， 磨 損 小 ，使 用 長(zhǎng) ；（ 6） 操 縱 控 制 簡(jiǎn) 便 ， 自 動(dòng) 化 程 度 高 ；（ 7） 容 易 實(shí) 現(xiàn) 過(guò) 載 保 護(hù) ；（ 8)液 壓 元 件 實(shí) 現(xiàn) 了 標(biāo) 準(zhǔn) 化 、 系 列 化 、 通 用 化 、 便 于 設(shè) 計(jì) 、 制 造 和 使 用 。液 壓 傳 動(dòng) 雖 然 有 十 分 突 出 的 有 點(diǎn) ， 但 也 不 能 忽 視 其 存 在 的 缺 點(diǎn) ：（ 1） 使 用 液 壓 傳 動(dòng) 對(duì) 維 護(hù) 的 要 求 高 ， 工 作 油 要 始 終 保 持 清 潔 ；（ 2） 對(duì) 液 壓 元 件 制 造 精 度 要 求 高 ， 工 藝 復(fù) 雜 ， 成 本 較 高 ；（ 3） 液 壓 元 件 維 修 較 復(fù) 雜 ， 且 需 有 較 高 的 技 術(shù) 水 平 ；（ 4） 液 壓 傳 動(dòng) 對(duì) 油 溫 變 化 較 敏 感 ， 這 會(huì) 影 響 它 的 工 作 穩(wěn) 定 性 。 因 此 液 壓 傳動(dòng) 不 宜 在 很 高 或 很 低 的 溫 度 下 工 作 ， 一 般 工 作 溫 度 在 -15℃ ~60℃ 范 圍 內(nèi) 較 合適 。（ 5） 液 壓 傳 動(dòng) 在 能 量 轉(zhuǎn) 化 的 過(guò) 程 中 ， 特 別 是 在 節(jié) 流 調(diào) 速 系 統(tǒng) 中 ， 其 壓 力 大 ，流 量 損 失 大 ， 故 系 統(tǒng) 傳 動(dòng) 效 率 較 低 。經(jīng) 過(guò) 以 上 分 析 比 較 ， 隨 著 液 壓 技 術(shù) 的 不 斷 發(fā) 展 完 善 ， 液 壓 傳 動(dòng) 的 應(yīng) 用 日 益廣 泛 。 鑒 于 本 機(jī) 械 產(chǎn) 品 的 實(shí) 際 要 求 ， 在 充 分 考 慮 其 實(shí) 現(xiàn) 可 行 性 和 經(jīng) 濟(jì) 性 的 基 礎(chǔ)上 本 產(chǎn) 品 設(shè) 計(jì) 中 采 用 液 壓 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 。2.8 行 走 方 式 的 比 較 與 選 擇挖掘機(jī)根據(jù)不同的行走系可分為輪胎式、履帶式等。相對(duì)履帶式而言，輪胎式行走裝置在挖掘機(jī)中用得不多，但已成為工程機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì)之一。主要優(yōu)點(diǎn)是：具有運(yùn)行速度高，運(yùn)行性能好，機(jī)動(dòng)性能好，利于減輕機(jī)器重量，工作點(diǎn)轉(zhuǎn)15移方便、迅速、作業(yè)輔助工作時(shí)間段、生產(chǎn)效率高及本身效率高等優(yōu)點(diǎn)。但輪胎式挖掘機(jī)對(duì)路面要求高，由于履帶式挖掘機(jī)的附著力大，能達(dá)到輪胎式的 1.5 倍，通過(guò)性好，接地比壓小，適宜在松軟地段和濕地作業(yè)，抗磨損性能好，可在碎石地段、地形起伏較大的惡劣條件下作業(yè)，爬地能力強(qiáng)，宜在山區(qū)作業(yè)。履帶式行走系比之輪胎式有以下特點(diǎn)：（1）履帶式挖掘機(jī)的驅(qū)動(dòng)輪只卷繞履帶而不在地面滾動(dòng)，機(jī)器全重經(jīng)支重輪壓在多片履帶板上，全部重量都是附著重量（這相當(dāng)于全輪驅(qū)動(dòng)的輪式機(jī)器） ，加上履帶支承面上同時(shí)抓地的履齒較輪式機(jī)器同時(shí)抓地的胎面花紋多得多，所以履帶式機(jī)器的牽引附著性能要好得多。（2）與同馬力的輪胎式機(jī)器相比，由于履帶支承面大，接地比壓?。ㄒ话阈∮?0.1MPa） ，所以在松軟土壤上的下陷深度小，因而滾動(dòng)阻力小，有利于發(fā)揮較大的牽引力。（3）履帶銷子，銷套等運(yùn)動(dòng)副使用中要磨損，要有張緊裝置調(diào)節(jié)履帶張緊度，它兼起一定的緩沖作用。導(dǎo)向輪既是張緊裝置的一個(gè)組成部分，也是引導(dǎo)履帶正確卷繞。但不能偏轉(zhuǎn)，不能引導(dǎo)機(jī)器轉(zhuǎn)向。（4）履帶式行走系重量大，運(yùn)動(dòng)慣性大，緩沖減振作用小。結(jié)構(gòu)中最好有某些彈性元件。（5）履帶式行走系結(jié)構(gòu)復(fù)雜，金屬消耗多，磨損嚴(yán)重，維修量大，運(yùn)行速度受限制。履帶式行走裝置是液壓挖掘機(jī)用得最多的一種裝置。履帶行走裝置的主要優(yōu)點(diǎn)是：具有較大的牽引力和較低的接地比壓（40 150KPa） ；穩(wěn)定性好；具有良~好的越野性和爬坡能力（坡度達(dá) 50% 100%） ；轉(zhuǎn)彎半徑小、機(jī)動(dòng)靈活。但履帶式行走裝置的運(yùn)行速度較低，一般在 0.5 6km/h 的范圍內(nèi)。現(xiàn)代中小型液壓挖掘機(jī)多采用雙速行走馬達(dá)，行走速度可在 0 3.5km/h 和 0 5.5km/h 之間切換。目前，~~液壓挖掘機(jī)的履帶行走裝置，除特殊用途外，均由專用底盤向通用底盤發(fā)展，不同廠家的底盤結(jié)構(gòu)形式有趨同化的趨勢(shì)。綜上比較，考慮到挖掘機(jī)一般在野外作業(yè)，工作載荷變化大，作業(yè)環(huán)境惡劣，16技術(shù)保養(yǎng)條件差；而履帶式行走裝置又是液壓挖掘機(jī)用得最多的一種裝置。因此本設(shè)計(jì)采用了履帶式行走裝置。經(jīng)過(guò)上述總體方案的選型設(shè)計(jì)，最終確定行走裝置的動(dòng)力路線為： 柴油機(jī)—液壓泵—控制閥—液壓馬達(dá)—制動(dòng)器—減速器—驅(qū)動(dòng)輪—履帶3. 課題研究目標(biāo)、內(nèi)容及研究方法3.1 課題目標(biāo)朝著現(xiàn)代工程機(jī)械的發(fā)展方向大力發(fā)展液壓挖掘機(jī)，設(shè)計(jì)制造更多高性能的產(chǎn)品提高我國(guó)該行業(yè)在世界同行的技術(shù)水平和競(jìng)爭(zhēng)力，進(jìn)而我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)發(fā)揮更大的作用。3.2 研究?jī)?nèi)容本設(shè)計(jì)是基于市場(chǎng)產(chǎn)品 180 型液壓挖掘機(jī)的主要部件的研發(fā)、設(shè)計(jì)過(guò)程。通過(guò)參觀實(shí)習(xí)了解產(chǎn)品特性，對(duì)液壓挖掘機(jī)的底盤進(jìn)行了設(shè)計(jì)、研究，是一次理論與實(shí)踐相結(jié)合的有益探索、學(xué)習(xí)。3.3 研究方法（1）以液壓挖掘機(jī)的工作特點(diǎn)為例分析了其在工程機(jī)械中的地位和其在國(guó)家現(xiàn)代化建設(shè)中的作用。并闡述了國(guó)外同行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和液壓挖掘機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)以及在我國(guó)高校開展本科課題研究的重要意義。（2）從總體方案設(shè)計(jì)入手，系統(tǒng)分析比較了幾種工作裝置、傳動(dòng)方式的優(yōu)缺點(diǎn)，并對(duì)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、行走方式及動(dòng)力裝置進(jìn)行了初步闡述和選擇。（3）通過(guò)主要參數(shù)計(jì)算，確定了液壓挖掘機(jī)在作業(yè)過(guò)程中所需的動(dòng)力，得出了與工況相適應(yīng)的主要設(shè)計(jì)參數(shù)。（4）本設(shè)計(jì)主要闡述了行走減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算，從減速器型式的選擇到各零部件的設(shè)計(jì)校核。有效地解決了行星齒輪的配齒問(wèn)題，另外在齒輪設(shè)計(jì)過(guò)程中采用了高度變位設(shè)計(jì)，使得齒輪的齒數(shù)大大減少并避免了加工過(guò)程中少齒數(shù)所帶來(lái)的根切問(wèn)題。使減速器在結(jié)構(gòu)上充分利用了內(nèi)嚙合承載能力大和內(nèi)齒圈的可容體積，從而有效縮小了其外廓尺寸，使其體積小、質(zhì)量小、結(jié)構(gòu)非常緊湊，且承載17能力大。通過(guò)此，不僅在理論上深化了認(rèn)識(shí)，同時(shí)也從一定程度上提高了解決問(wèn)題的能力。（5）根據(jù)張緊裝置的設(shè)計(jì)要求對(duì)張緊裝置進(jìn)行了選型設(shè)計(jì)，圍繞彈簧的預(yù)載荷緩沖量?jī)蓚€(gè)重要問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)和校核。（6）對(duì)液壓挖掘機(jī)的主要零部件如：對(duì)“四輪一帶”進(jìn)行了選型設(shè)計(jì)。積極采用了現(xiàn)代液壓挖掘機(jī)中使用的成熟的先進(jìn)技術(shù)。努力使設(shè)計(jì)符合“系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化”的要求。4 .總結(jié)本設(shè)計(jì)是基于市場(chǎng)產(chǎn)品 180 型液壓挖掘機(jī)的主要部件的研發(fā)、設(shè)計(jì)過(guò)程。通過(guò)參觀實(shí)習(xí)了解產(chǎn)品特性，對(duì)液壓挖掘機(jī)的底盤進(jìn)行了設(shè)計(jì)、研究，是一次理論與實(shí)踐相結(jié)合的有益探索、學(xué)習(xí)。對(duì)設(shè)計(jì)全文總結(jié)如下：本設(shè)計(jì)采用常用的設(shè)計(jì)理論和方法對(duì)液壓挖掘機(jī)底盤總體和張緊裝置進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算和論述。特別是對(duì)行星減速器和液壓張緊裝置兩大部分進(jìn)行了較為詳細(xì)的闡述，正如開題報(bào)告中所指出的：行走機(jī)構(gòu)是液壓挖掘機(jī)的重要組成部分，進(jìn)行 180 型液壓挖掘機(jī)底盤總體和 160 型液壓挖掘機(jī)張緊裝置的設(shè)計(jì)需要進(jìn)行的一個(gè)重要環(huán)節(jié)是減速器的設(shè)計(jì)，其中雙行星排的配齒、變位等設(shè)計(jì)是必須解決的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。另一個(gè)重要環(huán)節(jié)就是對(duì)張緊裝置的選型設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)主要采用經(jīng)驗(yàn)公式法得出設(shè)計(jì)所需的主要參數(shù)，然后利用理論或經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行校核驗(yàn)證，實(shí)踐證明：這是工程設(shè)計(jì)中的一種重要設(shè)計(jì)方法，在應(yīng)用中取得了較好的效果。本設(shè)計(jì)的主要工作成果如下：（1）以液壓挖掘機(jī)的工作特點(diǎn)為例分析了其在工程機(jī)械中的地位和其在國(guó)家現(xiàn)代化建設(shè)中的作用。并闡述了國(guó)外同行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和液壓挖掘機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)以及在我國(guó)高校開展本科課題研究的重要意義。（2）從總體方案設(shè)計(jì)入手，系統(tǒng)分析比較了幾種工作裝置、傳動(dòng)方式的優(yōu)缺點(diǎn)，并對(duì)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、行走方式及動(dòng)力裝置進(jìn)行了初步闡述和選擇。（3）通過(guò)主要參數(shù)計(jì)算，確定了液壓挖掘機(jī)在作業(yè)過(guò)程中所需的動(dòng)力，得出18了與工況相適應(yīng)的主要設(shè)計(jì)參數(shù)。（4）本設(shè)計(jì)主要闡述了行走減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算，從減速器型式的選擇到各零部件的設(shè)計(jì)校核。有效地解決了行星齒輪的配齒問(wèn)題，另外在齒輪設(shè)計(jì)過(guò)程中采用了高度變位設(shè)計(jì)，使得齒輪的齒數(shù)大大減少并避免了加工過(guò)程中少齒數(shù)所帶來(lái)的根切問(wèn)題。使減速器在結(jié)構(gòu)上充分利用了內(nèi)嚙合承載能力大和內(nèi)齒圈的可容體積，從而有效縮小了其外廓尺寸，使其體積小、質(zhì)量小、結(jié)構(gòu)非常緊湊，且承載能力大。通過(guò)此，不僅在理論上深化了認(rèn)識(shí)，同時(shí)也從一定程度上提高了解決問(wèn)題的能力。（5）根據(jù)張緊裝置的設(shè)計(jì)要求對(duì)張緊裝置進(jìn)行了選型設(shè)計(jì)，圍繞彈簧的預(yù)載荷緩沖量?jī)蓚€(gè)重要問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)和校核。（6）對(duì)液壓挖掘機(jī)的主要零部件如：對(duì)“四輪一帶”進(jìn)行了選型設(shè)計(jì)。積極采用了現(xiàn)代液壓挖掘機(jī)中使用的成熟的先進(jìn)技術(shù)。努力使設(shè)計(jì)符合“系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化”的要求。本設(shè)計(jì)中的行走減速器的傳動(dòng)系統(tǒng)采用了斜盤式軸向柱塞馬達(dá)和三行星輪雙行星排共齒圈式結(jié)構(gòu)具有一定的新穎性，它的特點(diǎn)是：這種機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)壓力可高達(dá) 以上，馬達(dá)轉(zhuǎn)速一般在 2200r/min 以內(nèi)，雙行星排具有較大的傳動(dòng)性，MPa30省去了定軸齒輪的傳動(dòng)，結(jié)構(gòu)緊湊，適用于專業(yè)化批量生產(chǎn)。有利于更進(jìn)一步研究高性能的減速器，提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。朝著現(xiàn)代工程機(jī)械的發(fā)展方向大力發(fā)展液壓挖掘機(jī)，設(shè)計(jì)制造更多高性能的產(chǎn)品才能提高我國(guó)該行業(yè)在世界同行的技術(shù)水平和競(jìng)爭(zhēng)力，進(jìn)而我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)中發(fā)揮更大的作用，這是我國(guó)工程技術(shù)人員義不容辭的責(zé)任。參考文獻(xiàn)[1]張光裕，等.工程機(jī)械底盤設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，198519[2]王建.工程機(jī)械構(gòu)造[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，1996[3]唐經(jīng)世.工程機(jī)械[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，1996[4]饒振綱.行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003[5]孔德文，趙克利，徐寧生，等液壓挖掘機(jī)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007[6]諸文農(nóng).履帶推土機(jī)結(jié)構(gòu)裕設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社[7]成大先主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 第四版第 3 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