目录摘要.......................................................... (1)第一章绪论 (1)1.1 小型挖掘机的进展现状 (2)1.2 小型挖掘机工作装置简介 (3)第二章总体方案设计 (3)2.1 工作装置构成及工作原理 (3)2.2 工作装置坐标设定 (6)2.3 工作装置各部分方案选择 (6)2.3.1 动臂种类选择 (6)2.3.2 动臂油缸布置方案选择 (8)2.3.3 铲斗与铲斗油缸的连接方案选择 (8)2.3.4 铲斗结构形式及斗齿的安装形式 (8)2.4 设计差不多参数以及设计作业范围 (9)第三章工作装置运动学分析 (9)3.1 动臂的运动分析 (9)3.2 斗杆的运动分析 (11)3.3 铲斗的运动分析 (12)3.4 专门工作位置计算 (11)3.4.1 最大挖掘半径 (11)3.4.2 最大挖掘深度 (14)3.4.3最大卸载高度 (15)3.4.4 最大挖掘高度 (16)3.5 工作范围包络图 (16)第四章差不多尺寸的确定 (18)4.1 斗形参数的选择 (18)4.2 动臂机构参数的选择 (18)4.3 斗杆机构差不多参数的选择 (20)4.4 连杆机构差不多参数的选择 (21)第五章工作装置结构受力分析与校核 (26)5.1 挖掘阻力分析 (26)5.1.1 铲斗挖掘切向阻力计算 (27)5.1.2 斗齿侧向力分析 (28)5.2 工作装置结构强度校核的工况介绍 (28)5.2.1 斗杆结构强度校核的工况介绍 (28)5.2.2 动臂结构强度校核的工况介绍 (29)5.3 斗杆的力学分析 (29)5.3.1 斗杆工况1受力计算及内力图的绘制 (29)5.3.2 斗杆工况2受力计算以及内力图的绘制 (33)5.4 斗杆强度校核355.4.1截面1的几何性质以及应力计算 (35)5.4.2 截面2的几何性质以及应力计算 (36)5.4.3 截面3的几何性质以及应力计算 (38)5.5 动臂力学分析 (39)5.5.1 动臂工况1受力计算及内力图的绘制 (39)5.6 动臂强度校核 (42)参考文献 (43)二维cad图纸以及三维pre图纸,请联系:xinanchong@小型履带液压挖掘机工作装置的结构设计及其运动学分析摘要：液压挖掘机是工程机械的一种要紧类型，广泛应用在房屋建筑、筑路工程、水利建设、港口建设、国防工程等土石方施工和矿山采掘之中。
反铲液压挖掘机是挖掘机械中最重要的机种之一，要紧应用于挖掘停机面以下的土壤。
液压挖掘机反铲装置是完成液压挖掘机各项功能的要紧部分，其结构的合理性直接阻碍到液压挖掘机的工作性能和可靠性。
本文依照液压挖掘机反铲装置的结构特点,工作原理以及对典型工况的分析，总结了挖掘机工作装置性能要求和设计原则，然后对其各要紧构件进行了方案选择以及运动学分析，并确定各铰点之间的距离，用CAD软件绘出其连杆模型。
接着依照连杆模型并结合其他机械设计知识画出工作装置的二维图纸，最后依照图纸上的具体结构尺寸对工作装置的要紧部件进行校核.关键词:液压挖掘机；工作装置；运动学分析；结构设计The structural design and kinematic analysis ofthesmall crawler hydraulic excavatorAbtract：As one of important construction machinery and equipments，hydraulic excavator is widely used in earthwork construction and mine exploitation, such as in architecture, road engineering, water conservancy, port building, national defense project,ete．The excavator with a backhoe d is mainlyused to excavate the earth underground．Backhoe Equipment of Hydraulic Excavator is one important device to perform many functions. The working performance and reliability of the whole machine is influenced by the rationality of its structure. Firstly， this paper, which is based on the structural features of hydraulic backhoe excavator、working principle and the analysis of typical conditions, summed up the excavator working equipment performance requirements and design principles. Secondly, selected the program and conduct the kinematic analysis of all the major components of working equipment，and determined the distance between the hinge points，and then used the CAD software to draw the link eodel ；Thirdly，drew two-dimensional drawings of the work equipments；Finally, a ccording to the drawings’ specific dimensions, check the main components of working device.Key words：hydraulic excavator；working equipment；kinematic analysis；structural design第一章绪论1.1小型挖掘机的进展现状小型挖掘机属于单斗挖掘机，是铲土运输工程机械中的一种，因其重量轻，挖掘力大，操纵简单，灵活，安全，转移方便，被广泛于用于小型建筑施工、公路养护、地铁隧道等工程。
在工业发达国家中，因基础设施完善，已进入维护保养时期，小型机械销量远远超过了中大型机械，小型挖掘机更是其它机械无法相比的。
[1]我国的挖掘机行业通过50余年的进展，从无到有，从小到大，目前进展十分迅速，初具规模，现在要紧厂家有徐挖、柳工、常林、玉柴、南特、抚挖、临工、詹阳、振宇、三一、中联、山河智能等。
其中贵阳詹阳机械有限公司要紧产品是轮胎式挖掘机，玉柴、山河智能要紧以小型挖掘机为主并大部分用于出口。
而徐挖、抚挖是挖掘机制造的领头羊，徐挖的挖机销售在国内厂家中领先.目前小型挖掘机生产的知名企业如表1所示要紧分布在日本、欧洲、美国、韩国等国家和地区，它们具备强大的专业设计、制造能力，如日本的小松、久保田、洋马，美国的凯斯、山猫，德国的阿特拉斯、雪孚，英国的JCB、瑞典的沃尔沃，韩国的斗山、现代等企业。
[1]表1 国内外小型挖掘机品牌及产品1.2 小型挖掘机工作装置简介液压挖掘机工作装置的形式是直接用来挖掘作业的施工工具，它利用液压缸伸缩来完成动臂升降、斗杆推拉和转斗，其动作接近于人的手腕动作[2]，液压挖掘机的工作装置种类繁多，可多达100多种[1]，最常用的是反铲和正铲[2]。
工作装置能够看成是由动臂、斗杆、铲斗、动臂油缸、斗杆油缸、铲斗油缸及连杆机构组成的具有三自由度的六杆机构，动臂与斗杆是变截面的箱梁结构，内部一般加隔板以增加强度和刚度，铲斗是由厚度专门薄的钢板焊接而成。
动臂结构一般可分为整体式和组合式两大类，整体单动臂目前应用最广泛，其又能够分为直臂和弯臂两种形式；组合式动臂是在整体式的基础上进展起来的，作业尺寸和挖掘力能够依照工作条件随意调整，而且调整时刻短，可满足各种工作装置的需求，也可分为两类：一类是长动臂配短斗杆，另一类是短动臂配长斗杆。
[2]工作装置的动臂油缸一般布置在动臂的前下方，动臂的下支承点（即动臂与转台的铰点）设在转台回转中心之前并稍高于转台平面，常见的有两种布置方式即油缸前倾布置方式和油缸后倾后置方式[1],动臂与动臂油缸活塞杆端部的铰点布置通常有两种形式，一种是布置在端部弯角的下部，采纳支耳与动臂相连，如此布置可不能削弱动臂的结构刚度，一般只布置一个油缸，小型挖掘机一般采纳这种方式；另一种是布置在动臂箱体的中部，可增大动臂的下降幅度，同时在动臂的两次各布置一个，如此的双动臂油缸在结构上起到加强筋的作用，提升力也大大增加，大型挖掘机一般采纳这种方式。
第二章总体方案设计2.1 工作装置构成及工作原理图1 工作装置组成图其中1-铲斗；2-斗齿；3-连杆； 4-摇杆； 5-铲斗油缸； 6-斗杆；7-动臂；8-动臂油缸； 9-斗杆油缸图1为液压挖掘机工作装置差不多组成及传动示意图，如图所示反铲工作装置由铲斗连杆、斗杆、动臂、相应的三组液压缸等组成。
动臂下铰点铰接在转台上，通过动臂缸的伸缩，使动臂连同整个工作装置绕动臂下铰点转动。
依靠斗杆缸使斗杆绕动臂的上铰点转动，而铲斗铰接于斗杆前端，通过铲斗缸和连杆则使铲斗绕斗杆前铰点转动。
为了增大铲斗的转角，铲斗液压缸一般通过连杆机构（即连杆和摇杆）与铲斗连接。
反铲液压挖掘机的工作过程为:先下放动臂至挖掘位置，然后转动斗杆及铲斗，当挖掘至装满铲斗时，提升动臂使铲斗离开土壤，边提升边回转至卸载位置，转斗卸出土壤，然后再回转至工作位置开始下一次作业循环[2]。
液压挖掘机的反铲装置要紧用于挖掘停机面以下土壤(基坑、沟壕等)。
其挖掘轨迹决定于各油缸的运动及其相互配合情况。
通常情况下，分为动臂挖掘、斗杆挖掘、转斗挖掘等几种情况[3]。
1．动臂挖掘当采纳动臂油缸工作来进行挖掘时(斗杆和铲斗油缸不工作)能够得到最大的挖掘半径和最长的挖掘行程。
现在铲斗的挖掘轨迹系以动臂下铰点为中心，斗齿至该铰点的距离为半径所作的圆弧线。
其极限挖掘高度和挖掘深度(不是最大挖掘深度)即圆弧线之起终点，分不决定于动臂的最大上倾角和下倾角(动臂与水平线之夹角)，也即决定于动臂油缸的行程。
由于这种挖掘方式时刻长而且由于稳定条件限制挖掘力的发挥，实际工作中差不多上不采纳。