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液壓挖掘機行走裝置設計
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目 錄
1 緒 論 1
1.1 選題意義 1
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2
1.3 研究內(nèi)容及方法 3
2 行走裝置設計總體基本方案 4
2.1行走裝置設計原則 4
2.2輪式液壓挖掘機行走裝置的結(jié)構(gòu)形式 4
2.3液壓系統(tǒng)的設計 6
2.4輪式行走裝置的傳動設計（液壓機械傳動） 10
2.5輪式行走裝置的構(gòu)造 11
2.5.1懸掛裝置選擇 11
2.5.2 轉(zhuǎn)向機構(gòu) 12
2.5.3 轉(zhuǎn)向方式 13
3 整機傳動系的設計 15
3.1選擇液壓馬達類型、行走速度及傳動比 15
3.2實際速度及牽引力 17
3.3挖掘機行走裝置參數(shù) 17
3.4 變速箱設計 18
3.4.1低速檔齒輪設計 18
1 材料選擇 18
2 齒數(shù)確定 18
3 按齒面接觸強度設計 18
4 按齒根彎曲強度設計 21
5 齒輪幾何尺寸計算 23
3.4.2高速檔齒輪設計 23
3.4.3齒輪變位 24
3.5 輪邊減速器 26
3.5.1傳動方案的選擇 26
3.5.2配齒選擇 26
3.5.3行星傳動系設計 27
主要參數(shù)確定. 27
4 其他部件設計 28
4.1軸和軸承設計 28
4.2軸承、鍵和連軸器的選擇 28
4.2.1輸入軸 28
4.2.2 輸出軸 29
5液壓挖掘機行走裝置運動仿真設計 31
5.1模型的建立 31
5.2構(gòu)件運動配裝 31
5.2.1相似點 31
5.2.2 不同點 31
結(jié) 論 35
參考文獻 36
致 謝 37
1 緒 論
改革開放以來，我國的科學技術、信息技術迅猛發(fā)展，各行各業(yè)都發(fā)生了翻天覆地的變化，工程機械行業(yè)同樣得到了相應的快速發(fā)展。各行各業(yè)都在奮力拼搏、大膽創(chuàng)新，使得工程機械品種不斷增加、產(chǎn)量不斷提高、性能不斷完善，發(fā)展勢頭強勁。液壓挖掘機是工程機械的一個重要品種，是一種廣泛用于建筑、鐵路、公路、水利、采礦等建設工程的土方機械。它的發(fā)展與應用反映了一個國家施工機械化的水平。液壓挖掘機由發(fā)動機、液壓系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、工作裝置、底盤五部分組成。發(fā)動機的作用是提供動力；液壓系統(tǒng)功能是把發(fā)動機機械能以油液為介質(zhì)，利用油泵轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗軅魉徒o油缸、馬達等，再傳動各個執(zhí)行機構(gòu)，實現(xiàn)各種運動；回轉(zhuǎn)機構(gòu)是實現(xiàn)轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)；工作裝置的作用是進行作業(yè)；底盤的作用是承重、傳力并保證滿足對車速、牽引力和行駛方向的要求。底盤是組成整體的主要部分，行走機構(gòu)的性能優(yōu)劣直接影響整機的使用性能、經(jīng)濟性能，因此著力研究液壓挖掘機的行走裝置具有十分重要的意義。根據(jù)設計依據(jù)及要求，完成挖掘機行走機構(gòu)總體及減速器設計，進一步掌握挖掘機的設計方法和步驟；鞏固、加深對所學的基礎理論、基本技能和專業(yè)知識的掌握；了解國內(nèi)外液壓挖掘機發(fā)展狀況。
液壓挖掘機是在機械傳動挖掘機的基礎上發(fā)展起來的。它的工作過程是以鏟斗的切割刃切削土壤，鏟斗裝滿后提升、回轉(zhuǎn)至卸土位置，卸空后的鏟斗再回到挖掘位置并開始下一次的作業(yè)。因此，液壓挖掘機是一種周期作業(yè)的土方機械。液壓挖掘機與機械傳動挖掘機一樣，在工業(yè)與民用建筑、交通運輸、水利施工、露天采礦及現(xiàn)代化軍事工程中都有著廣泛的應用，是各種土石方施工中不可缺少的一種重要機械設備。所以，液壓挖掘機作為工程機械的一個重要品種，對于減輕工人繁重的體力勞動，提高施工機械化水平，加快施工進度，促進各項建設事業(yè)的發(fā)展，都起著很大的作用。據(jù)建筑施工部門統(tǒng)計，一臺容量為1.0 m3的液壓挖掘機挖掘Ⅰ~Ⅳ級土壤時。每班生產(chǎn)率大約相當于300~400 和工人一天的工作量。因此，大力發(fā)展液壓挖掘機，對于提高勞動生產(chǎn)率和加速國民經(jīng)濟的發(fā)展具有重要意義。
1.1 選題意義
液壓挖掘機是在機械傳動挖掘機的基礎上發(fā)展起來的。它的工作過程是以鏟斗的切削刃切削土壤，鏟斗裝滿后提升、回轉(zhuǎn)至卸土位置，卸空后的鏟斗再回到挖掘位置并開始下一次的作業(yè)。因此，液壓挖掘機是一種周期作業(yè)的土方機械。
液壓挖掘機與機械傳動挖掘機一樣，在工業(yè)與民用建筑、交通運輸、水利施工、露天采礦及現(xiàn)代化軍事工程中都有著廣泛的應用，是各種土石方施工中不可缺少的一種重要機械設備。
在建筑工程中，可用來挖掘苦坑、排水溝，拆除舊有建筑物，平整場地等。更換工作裝置后，可進行裝卸、安裝、打樁和拔除樹根等作業(yè)。
在水利施工中，可用來開挖水庫、運河、水電站堤壩的基坑、排水或灌溉的溝渠，疏浚和挖深原有河道等。
在鐵路、公路建設中，用來挖掘土方、建筑路基、平整地面和開挖路旁排水溝等。
在石油、電力、通信業(yè)的基礎建設及市政建設中，用來挖掘電纜溝和管道等。
在露天采礦場上，可用來剝離礦石或煤，也可用來進行堆棄、裝載和鉆孔等作業(yè)。
在軍事工程中，或用來筑路、挖壕溝和掩體、建造各種軍事建筑物。
所以，液壓挖掘機作為工程機械的一個重要品種，對于減輕工人繁重的體力勞動，提高施工機械化水平，加快施工進度，促進各項建設事業(yè)的發(fā)展，都 起著很大的作用。因此，大力發(fā)展液壓挖掘機，對于提高勞動生產(chǎn)率和加速國民經(jīng)濟的發(fā)展具有重要意義。
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
國外研究現(xiàn)狀：
近些年來，隨著微電子技術，計算機技術，控制技術通信技術等新技術的日益滲透液壓挖掘機技術中，智能化的進一步應用，使得動力系統(tǒng)內(nèi)部一些控制元件能夠隨著挖掘機具體工作狀況而改變，從而提高工作效率，使操縱變得更容易。世界各工業(yè)發(fā)達國家的液壓挖掘機技術得以迅速提高，像國外的這些廠家如日本的小松、日立、神鋼、住友等，美國的卡特，韓國的大宇、現(xiàn)代，尤其是德國的挖掘機，技術都已經(jīng)很先進了。而今，挖掘機技術更是朝著智能、環(huán)保的方向發(fā)展，像Carnegie Mellon 大學的自主裝載系統(tǒng)、澳大利亞機器人中心、英國蘭卡斯特大學的智能挖掘機等都在開始新興技術的融合發(fā)展，上世紀80 年代初, 美國Kraft TeleRobtics 公司和John Deere 公司等都相繼成功開發(fā)出遙控挖掘機，日本小松制作所以PC200- 2 型液壓挖掘機為基本機型進行遙控挖掘機研制。
國內(nèi)研究現(xiàn)狀：
國產(chǎn)挖掘機的功能比較單一，其衍生產(chǎn)品較少，而且國產(chǎn)挖掘機規(guī)格主要集中在30t以下，6t以下的規(guī)格比較齊全，從1.5t-30t基本形成系列，200t以上基本空白，因此我國挖掘機還處于“發(fā)展期”。我國挖掘機企業(yè)在研發(fā)體系和試驗體系建設方面雛形難見，產(chǎn)品的開發(fā)基本上處于仿造階段，電控技術只有山東眾友等少數(shù)公司自己開發(fā)，大多數(shù)企業(yè)都在選購。節(jié)能減排，降噪安全部件精細作業(yè)的工作裝置、不同功能的附屬裝置等方面的研發(fā)個別企業(yè)才剛剛起步，大多數(shù)企業(yè)沒有能力涉及。目前我國挖掘機的質(zhì)量問題主要表現(xiàn)在：結(jié)構(gòu)件、電控、發(fā)動機、液壓件等核心部件，以及諸如軸銷、司機室、四輪一帶等其他部件。國內(nèi)挖掘機廠家諸如廣西玉柴、柳工股份、三一重工、河北宣工、徐工、山河智能、龍工集團等，正在崛起的江西南特、桂林華力、湖南九五重工、南昌華工、大連黑貓、合肥振宇等。
液壓挖掘機行走裝置設計
摘要：。在本次設計中，由于輪式行走機構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊且工作效率高，通過比較采用了輪胎式行走裝置來滿足設計要求。 根據(jù)設計要求，機重為11噸；輪胎規(guī)格為9.00-20；輪胎動力半徑r =0.491米。挖掘機最大牽引力P =0.6機重；發(fā)動機功率N=58.8KW，轉(zhuǎn)速2000r/min；油泵最大流量2×100l/min；最大工作壓力21MPa。最高行駛速度31Km/h，設計取全橋驅(qū)動。上部轉(zhuǎn)臺是全回轉(zhuǎn)式，因此它可在一個更大的范圍內(nèi)工作。又因采用液壓機械傳動控制而使整機性能得以改善。與傳統(tǒng)機械式挖掘機相比，其行走能力提高到了很多。本次設計的主要內(nèi)容為：液壓挖掘機行走裝置方案設計；繪制裝配草圖和總裝配圖；動力源選擇及有關參數(shù)的確定；行走裝置牽引力的計算；傳動方式比較與選擇、傳動方案的確定及傳動系統(tǒng)的技術設計；行星減速器及零、部件的設計計算，主要零件強度校核；繪制零、部件圖和總裝配圖，進行仿真設計，編寫設計計算說明書。
本設計的主要特點是：方案設計中提出多種方案，從可靠性、可實現(xiàn)性、綜合性能等進行方案比較，選擇方案。其構(gòu)造特點是行走部件之間的傳動采用齒輪傳動和液壓傳動，通過油缸的伸縮來實現(xiàn)挖掘行走過程中的動力傳遞。差速器與回轉(zhuǎn)平臺鉸接技術設計中應考慮總體配置合理、安全；選材、加工方法和技術條件參閱相關技術資料；圖紙按照所設計的參數(shù)進行繪制。充分注意整機各子系統(tǒng)之間的相關性，力求整機性能的一致性和最優(yōu)化性。從中可以看出整機作業(yè)能力有了很大的改進，不僅行走速度快，且整體挖掘機器重量輕，傳動平穩(wěn)，作業(yè)效率高，結(jié)構(gòu)緊湊。
關鍵詞：液壓挖掘機 行走裝置 減速器
指導教師簽名：
Hydraulic excavator equipment design
Abstract：In this design, because the compact wheel running gear is high efficiency, by comparing the use of a tire to meet the design requirements of walking devices.According to design requirements, machine weight 11 tons; tire sizes 9.00-20; tire dynamic radius r = 0.491 meters. Excavator maximum traction P = 0.6 Weight; engine power N = 58.8KW, speed 2000r/min; pump maximum flow rate 2 × 100l/min; maximum working pressure of 21MPa. Maximum speed 31Km / h, designed to take full bridge driver.Upper turntable is the entire rotation, so it can be in a larger range.Because of the use of hydraulic mechanical transmission the entire machine performance can be improved.Compared with the traditional mechanical excavators, and its capacity to a lot of walking.The design of the main contents are: hydraulic excavator equipment design; assembly drawing general assembly drawings and sketches; power source selection and the determination of the parameters; running gear traction calculation; Transmission comparison and selection, determination and drive schemeTransmission of the technical design; planetary gear and parts and components of the design calculations, the main part strength check; drawn components and parts drawings, and assembly drawings, design calculations prepared statement.
The design of the main features are: program design presented in a variety of programs, from the reliability, can be realized, for programs such as comprehensive performance comparison options.Its structure is characterized by walking between the drive components and hydraulic transmission with gear drive, stretching through the cylinder to achieve the excavation of the power during walking.Differential with the rotary platform articulated the overall technical design should be considered a reasonable allocation, security; selection, processing methods and criteria refer to the relevant technical information; drawings in accordance with the design parameters to draw.Full attention to machine the correlation between the various subsystems, and strive to overall performance of the consistency and optimization.Machine operation capability can be seen from a considerable improvement, not only walking speed, and overall mining machinery, light weight, smooth drive, high efficiency, compact structure.
Keywords: Hydraulic walking device reducer
Signature of Supervisor:
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