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液压挖掘机行走装置设计
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目 录
1 绪 论 1
1.1 选题意义 1
1.2 国内外研究现状 2
1.3 研究内容及方法 3
2 行走装置设计总体基本方案 4
2.1行走装置设计原则 4
2.2轮式液压挖掘机行走装置的结构形式 4
2.3液压系统的设计 6
2.4轮式行走装置的传动设计（液压机械传动） 10
2.5轮式行走装置的构造 11
2.5.1悬挂装置选择 11
2.5.2 转向机构 12
2.5.3 转向方式 13
3 整机传动系的设计 15
3.1选择液压马达类型、行走速度及传动比 15
3.2实际速度及牵引力 17
3.3挖掘机行走装置参数 17
3.4 变速箱设计 18
3.4.1低速档齿轮设计 18
1 材料选择 18
2 齿数确定 18
3 按齿面接触强度设计 18
4 按齿根弯曲强度设计 21
5 齿轮几何尺寸计算 23
3.4.2高速档齿轮设计 23
3.4.3齿轮变位 24
3.5 轮边减速器 26
3.5.1传动方案的选择 26
3.5.2配齿选择 26
3.5.3行星传动系设计 27
主要参数确定. 27
4 其他部件设计 28
4.1轴和轴承设计 28
4.2轴承、键和连轴器的选择 28
4.2.1输入轴 28
4.2.2 输出轴 29
5液压挖掘机行走装置运动仿真设计 31
5.1模型的建立 31
5.2构件运动配装 31
5.2.1相似点 31
5.2.2 不同点 31
结 论 35
参考文献 36
致 谢 37
1 绪 论
改革开放以来，我国的科学技术、信息技术迅猛发展，各行各业都发生了翻天覆地的变化，工程机械行业同样得到了相应的快速发展。各行各业都在奋力拼搏、大胆创新，使得工程机械品种不断增加、产量不断提高、性能不断完善，发展势头强劲。液压挖掘机是工程机械的一个重要品种，是一种广泛用于建筑、铁路、公路、水利、采矿等建设工程的土方机械。它的发展与应用反映了一个国家施工机械化的水平。液压挖掘机由发动机、液压系统、回转机构、工作装置、底盘五部分组成。发动机的作用是提供动力；液压系统功能是把发动机机械能以油液为介质，利用油泵转变为液压能传送给油缸、马达等，再传动各个执行机构，实现各种运动；回转机构是实现转台的回转；工作装置的作用是进行作业；底盘的作用是承重、传力并保证满足对车速、牵引力和行驶方向的要求。底盘是组成整体的主要部分，行走机构的性能优劣直接影响整机的使用性能、经济性能，因此着力研究液压挖掘机的行走装置具有十分重要的意义。根据设计依据及要求，完成挖掘机行走机构总体及减速器设计，进一步掌握挖掘机的设计方法和步骤；巩固、加深对所学的基础理论、基本技能和专业知识的掌握；了解国内外液压挖掘机发展状况。
液压挖掘机是在机械传动挖掘机的基础上发展起来的。它的工作过程是以铲斗的切割刃切削土壤，铲斗装满后提升、回转至卸土位置，卸空后的铲斗再回到挖掘位置并开始下一次的作业。因此，液压挖掘机是一种周期作业的土方机械。液压挖掘机与机械传动挖掘机一样，在工业与民用建筑、交通运输、水利施工、露天采矿及现代化军事工程中都有着广泛的应用，是各种土石方施工中不可缺少的一种重要机械设备。所以，液压挖掘机作为工程机械的一个重要品种，对于减轻工人繁重的体力劳动，提高施工机械化水平，加快施工进度，促进各项建设事业的发展，都起着很大的作用。据建筑施工部门统计，一台容量为1.0 m3的液压挖掘机挖掘Ⅰ~Ⅳ级土壤时。每班生产率大约相当于300~400 和工人一天的工作量。因此，大力发展液压挖掘机，对于提高劳动生产率和加速国民经济的发展具有重要意义。
1.1 选题意义
液压挖掘机是在机械传动挖掘机的基础上发展起来的。它的工作过程是以铲斗的切削刃切削土壤，铲斗装满后提升、回转至卸土位置，卸空后的铲斗再回到挖掘位置并开始下一次的作业。因此，液压挖掘机是一种周期作业的土方机械。
液压挖掘机与机械传动挖掘机一样，在工业与民用建筑、交通运输、水利施工、露天采矿及现代化军事工程中都有着广泛的应用，是各种土石方施工中不可缺少的一种重要机械设备。
在建筑工程中，可用来挖掘苦坑、排水沟，拆除旧有建筑物，平整场地等。更换工作装置后，可进行装卸、安装、打桩和拔除树根等作业。
在水利施工中，可用来开挖水库、运河、水电站堤坝的基坑、排水或灌溉的沟渠，疏浚和挖深原有河道等。
在铁路、公路建设中，用来挖掘土方、建筑路基、平整地面和开挖路旁排水沟等。
在石油、电力、通信业的基础建设及市政建设中，用来挖掘电缆沟和管道等。
在露天采矿场上，可用来剥离矿石或煤，也可用来进行堆弃、装载和钻孔等作业。
在军事工程中，或用来筑路、挖壕沟和掩体、建造各种军事建筑物。
所以，液压挖掘机作为工程机械的一个重要品种，对于减轻工人繁重的体力劳动，提高施工机械化水平，加快施工进度，促进各项建设事业的发展，都 起着很大的作用。因此，大力发展液压挖掘机，对于提高劳动生产率和加速国民经济的发展具有重要意义。
1.2 国内外研究现状
国外研究现状：
近些年来，随着微电子技术，计算机技术，控制技术通信技术等新技术的日益渗透液压挖掘机技术中，智能化的进一步应用，使得动力系统内部一些控制元件能够随着挖掘机具体工作状况而改变，从而提高工作效率，使操纵变得更容易。世界各工业发达国家的液压挖掘机技术得以迅速提高，像国外的这些厂家如日本的小松、日立、神钢、住友等，美国的卡特，韩国的大宇、现代，尤其是德国的挖掘机，技术都已经很先进了。而今，挖掘机技术更是朝着智能、环保的方向发展，像Carnegie Mellon 大学的自主装载系统、澳大利亚机器人中心、英国兰卡斯特大学的智能挖掘机等都在开始新兴技术的融合发展，上世纪80 年代初, 美国Kraft TeleRobtics 公司和John Deere 公司等都相继成功开发出遥控挖掘机，日本小松制作所以PC200- 2 型液压挖掘机为基本机型进行遥控挖掘机研制。
国内研究现状：
国产挖掘机的功能比较单一，其衍生产品较少，而且国产挖掘机规格主要集中在30t以下，6t以下的规格比较齐全，从1.5t-30t基本形成系列，200t以上基本空白，因此我国挖掘机还处于“发展期”。我国挖掘机企业在研发体系和试验体系建设方面雏形难见，产品的开发基本上处于仿造阶段，电控技术只有山东众友等少数公司自己开发，大多数企业都在选购。节能减排，降噪安全部件精细作业的工作装置、不同功能的附属装置等方面的研发个别企业才刚刚起步，大多数企业没有能力涉及。目前我国挖掘机的质量问题主要表现在：结构件、电控、发动机、液压件等核心部件，以及诸如轴销、司机室、四轮一带等其他部件。国内挖掘机厂家诸如广西玉柴、柳工股份、三一重工、河北宣工、徐工、山河智能、龙工集团等，正在崛起的江西南特、桂林华力、湖南九五重工、南昌华工、大连黑猫、合肥振宇等。
液压挖掘机行走装置设计
摘要：。在本次设计中，由于轮式行走机构结构紧凑且工作效率高，通过比较采用了轮胎式行走装置来满足设计要求。 根据设计要求，机重为11吨；轮胎规格为9.00-20；轮胎动力半径r =0.491米。挖掘机最大牵引力P =0.6机重；发动机功率N=58.8KW，转速2000r/min；油泵最大流量2×100l/min；最大工作压力21MPa。最高行驶速度31Km/h，设计取全桥驱动。上部转台是全回转式，因此它可在一个更大的范围内工作。又因采用液压机械传动控制而使整机性能得以改善。与传统机械式挖掘机相比，其行走能力提高到了很多。本次设计的主要内容为：液压挖掘机行走装置方案设计；绘制装配草图和总装配图；动力源选择及有关参数的确定；行走装置牵引力的计算；传动方式比较与选择、传动方案的确定及传动系统的技术设计；行星减速器及零、部件的设计计算，主要零件强度校核；绘制零、部件图和总装配图，进行仿真设计，编写设计计算说明书。
本设计的主要特点是：方案设计中提出多种方案，从可靠性、可实现性、综合性能等进行方案比较，选择方案。其构造特点是行走部件之间的传动采用齿轮传动和液压传动，通过油缸的伸缩来实现挖掘行走过程中的动力传递。差速器与回转平台铰接技术设计中应考虑总体配置合理、安全；选材、加工方法和技术条件参阅相关技术资料；图纸按照所设计的参数进行绘制。充分注意整机各子系统之间的相关性，力求整机性能的一致性和最优化性。从中可以看出整机作业能力有了很大的改进，不仅行走速度快，且整体挖掘机器重量轻，传动平稳，作业效率高，结构紧凑。
关键词：液压挖掘机 行走装置 减速器
指导教师签名：
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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