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大学毕业设计题目回转工作台液压系统设计专业班级学生学号指导教师二〇一四年五月五日1 前言1.1选题的背景与意义随着科学技术的进步与发展，数控机床和加工中心的应用已日趋普及，数控机床正朝着高速、高精度多轴联动数控机床的方向发展,国际上把多轴联动数控技术作为一个国家生产设备自动化水平的标志。
其中高精度数控联动回转工作台是多轴联动数控机床关键部件之一。
因此高精度多轴数控回转工作台结构技术的研究是各国研究竞争的重点回转工作台是数控铣床、复合磨床、数控滚齿机、数控镗床、立式（卧式）加工中心等数控机床的必备部件之一，它可以作为半自动精密铣床、镗床或其它机床的主要附件。
与伺服电机或单坐标数控系统配套，可完成一个或两个回转坐标的任意角度或连续分度工作。
与机床系统的多轴联动可完成各种复杂零件的曲线加工。
回转工作台的使用降低了工人的劳动强度，提高了生产效率，从而大大提高企业的经济效益。
因此回转工作台得到了广泛且普遍的使用。
同时回转工作台的研究也是企业竞争核心。
液压系统具有功率大、体积小、重量轻、响应快、精度高及抗负载刚性大等优点，使得它被广泛地应用于组合机床及其自动线中，以实现工作台（液压滑台，回转工作台）的进给、回转及工件的定位、夹紧、运输（上升、下降、翻转、输送）等动作。
所以液压回转工作台广泛应用于各种机床和工程机械中，例如数控机床、专用机床、组合机床、挖掘机等。
液压系统在各类设备和系统中往往处于控制和动力传输的重要核心地位。
本文主要阐述了回转工作台的液压系统泵站的设计过程。
[1]1.2液压技术的特点液压系统是将液压油的压力能转化为机械能来做功，其传动有如下特点：1.优点：（1）液压传动有很大的调速范围，并且可以实现无级变速。
（2）液压传动装置的体积相对而言较小，而且惯性小，能够传递较大的力或转矩。
（3）液压传动工作相对平稳，反应速度快，冲击力量小，能够快速启动，快速停止，和快速换向。
（4）液压系统的控制调节简单，易于实现机电一体化。
《液压挖掘机工作装置与液压系统设计的研究》篇一一、引言随着工程机械技术的不断进步，液压挖掘机已经成为现代工程施工中不可或缺的重要设备。
液压挖掘机以其高效率、大功率及灵活的操作方式，在建筑、采矿、道路建设等工程领域中得到了广泛应用。
液压挖掘机的工作性能及工作效率在很大程度上取决于其工作装置与液压系统的设计。
因此，对液压挖掘机工作装置与液压系统设计的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。
二、液压挖掘机工作装置设计液压挖掘机的工作装置主要包括动臂、斗杆和铲斗等部分，其设计直接关系到挖掘机的作业效率和作业质量。
1. 动臂设计：动臂是液压挖掘机的主要承重部件之一，其设计需考虑强度、刚度及重量等因素。
在设计中，应采用合理的截面形状和尺寸，以保证动臂在承受较大载荷时仍能保持足够的强度和刚度。
同时，动臂的设计还需考虑其重量的减轻，以降低整机的能耗。
2. 斗杆设计：斗杆是连接动臂和铲斗的部件，其设计需考虑与动臂和铲斗的配合精度及运动灵活性。
斗杆的设计应保证在各种工况下都能与动臂和铲斗协调工作，以实现高效的挖掘作业。
3. 铲斗设计：铲斗是直接与土壤或其他物料接触的部件，其设计需考虑斗体的形状、容积及开口大小等因素。
合理的铲斗设计可以提高挖掘作业的效率和质量，减少物料遗漏和浪费。
三、液压系统设计液压系统是液压挖掘机的核心部分，其设计直接影响到挖掘机的整体性能。
1. 液压系统组成：液压系统主要由液压泵、液压缸、阀组和控制装置等部分组成。
其中，液压泵提供动力，液压缸实现工作装置的运动，阀组和控制装置则负责控制和调节液压系统的压力、流量和方向。
2. 液压系统设计要点：在液压系统设计中，需考虑系统的稳定性、可靠性和经济性。
首先，要合理选择液压泵的类型和规格，以保证系统具有足够的动力和压力。
其次，要设计合理的阀组和控制装置，以实现对系统压力、流量和方向的精确控制。
此外，还需考虑系统的散热、过滤和防泄漏等问题，以保证系统的稳定性和可靠性。
挖掘装载机回转机构性能优化设计【摘要】随着我国经济的发展，各种工程项目的建设更是不断发展和繁荣。
在工程的建设实践中，挖掘装载机是重要的施工机械设备，在提高工程项目施工效率、提高工程质量方面发挥着重要作用。
在挖掘装载机的各个重要机构中，反铲挖掘装置的回转机构对于整个挖掘系统的功能发挥有着重要作用，其回转时间、能量消耗、液压油路发热量等都是挖掘系统中占据重要比重的部分。
本文对挖掘装载机回转机构的性能发挥和优化设计做出了简要探讨。
【关键词】挖掘装载机；回转机构；性能优化设计随着工程建设行业的不断发展，各种先进的机械设备也不断广泛应用于生产建设实践中。
挖掘装载机在工程建设中发挥着重要作用，但是在现阶段的回转作业中，也出现了很多问题，对于机械性能发挥产生了不利影响，对机械进行优化设计，提高生产效率和功能利用率势在必行。
而WZ25-20挖掘装载机更是挖掘装载机中的典型，本文就是以WZ25-20挖掘装载机为例展开探讨的。
1 挖掘装载机以及回转机构研究概况1.1 挖掘装载机概况所谓的挖掘装载机，就是指一种机体前部装有装载装置，后部装有反铲挖掘装置的自行式机械。
在反铲挖掘时，铲斗向机械方向进行挖掘，挖掘运动方向是机械方向，主要的挖掘地点是地平面以下的挖掘。
而提升、回转、卸料时，铲斗是主要的运动装置，机体则保持在原地固定不动。
此外，还可以将其作为装载机使用，机体向前运动，装载斗进行装载或挖掘，也可以对材料进行运输和卸载。
随着我国经济的不断发展，机械化的施工技术越来越广泛应用于各种施工过程中，现代化的机械设备不断发展，尤其是挖掘装载机，更是在工程施工的挖掘、装载过程中得到了广泛应用。
水利设施建设、工业建筑和民用建筑建设、电力建设等工程的施工都离不开挖掘装载机，由此可见，挖掘装载机的适应性之强更是其他机械所不能比拟的。
虽然有时候挖掘装载机的性能不如专用的挖掘机和装载机等，但是随着技术的进步，生产商更是不断优化其操作性能，逐渐受到更多施工单位的青睐。
摘要一般来说，小型挖掘机是指1～6吨级的挖掘装载机，由于其身姿小巧和具有方便的转场特性，所以在城市地区建设土方工程应用中，小型液压挖掘机扮演着重要角色。
20世纪八九十年代以来小型挖掘机得以迅速发展，在城市建设、交通，建筑等诸多施工中无一不发挥了重要作用。
小型挖掘机利用其特有的设计，经常工作在城市等狭窄的空间内，节省了劳动力、提高了工作效率，对于各种作业要求都能够游刃有余，可以说是城市施工中最具有代表性的施工机械。
现在城市建设飞速发展，大量的城市改造工程不仅要求施工时间短、而且对施工的安全性，环保性和不妨碍居民生活上都提出了要求，这些条件都促进了小型挖掘机的发展。
小型挖掘机一般由动力装置、传动装置、回转装置、行走装置和工作装置等组成。
其中回转装置和行走装置则直接影响着挖掘机的使用性和经济性，在挖掘机研究中占有重要地位。
本设计参照了现有的一些小型液压挖掘机产品，着重对挖掘机的回转装置和行走装置进行分析设计，主要完成对行走装置和回转装置装置的总体设计，进一步掌握挖掘机的设计方法和步骤，巩固和加深对所学基础理论和专业知识的掌握，了解国内外挖掘机的发展状况。
关键字：小型液压挖掘机回转装置行走机构AbstractGenerally speaking, small excavators refers to the 1 ~ 6 t excavating loader, thanks to its small body and convenient also features, making small excavators become urban areas the earthwork the ideal equipment of application. Since the s, small engineering machinery is in municipal engineering, transportation construction plays the bigger superiority and develop rapidly. Small excavators in these engineering to save human, material made great contributions, meet the operation requirement of city, in the city of narrow space in the work can maximize their production ability, and gradually become urban construction the representative construction machinery. The development of small excavators depends on the development of city construction, because the city's transformation, the construction is more, requirements of short time, construction construction machinery minor impact on the environment, safety and low pollution, turning radius, easy to transport and a small city scenery in coordination with appearance, and so on.Small excavators general by power device, transmission, and turn to device, walk device and working equipment etc. One device and walk back the device directly influence the excavator used and the economy, in the excavator occupies an important place in the study. With reference to the design of existing some small hydraulic excavator products, and focuses on the device and walk back excavator device in the analysis and design, the main finish to walk and rotation of the equipment can device overall design, to grasp the design method and steps of the excavator,strengthen and deepen our understanding of the basic theory and specialty knowledge learned of the master, understand the development situation of domestic and foreign excavator.Keywords: small excavators walk and rotation of the equipment目录第1章绪论 (6)1.1小型液压挖掘机的工作特点和基本类型 (6)1.1.1小型液压挖掘机的工作特点 (6)1.1.2小型液压挖掘机的基本类型 (8)1.2国内外研究现状和未来发展趋势 (9)1.2.1国内外研究现状 (9)1.2.2未来的发展趋势 (10)1.3 主要设计内容 (10)第2章整体设计 (12)2.1 小型液压挖掘机的组成 (12)2.2 行走机构的选择 (13)2.2.1履带式行走的特点 (13)2.2.2轮胎式行走的特点 (13)2.3 回转装置的选择 (14)第3章主要参数的计算 (15)3.1总体几何尺寸 (15)3.2 行走装置的计算 (16)3.2.1履带运行阻力计算 (16)3.2.2平均接地比压的计算计算 (19)第4章行走装置的设计 (20)4.1四轮一带的设计 (20)4.1.1履带的选型设计 (20)4.1.2驱动轮的选型设计 (24)4.1.3导向轮的设计 (26)4.1.4支重轮的设计 (28)4.1.5托轮的计算 (32)4.2张紧装置的选型设计 (34)4.2.1张紧弹簧的设计 (35)4.2.2油缸的设计 (38)4.3行走架的设计 (38)第5章回转装置 (40)5.1回转机构的设计 (41)5.1.1回转机构的参数选择 (41)5.1.2最佳转速的计算 (42)5.2回转支承的选型设计 (43)5.2.1支承型式的选择 (44)5.2.2滚动轴承的参数 (44)5.2.3回转机构的容量 (45)5.3回转小齿轮的设计 (46)第6章设计总结 (48)参考文献 (49)致谢 (50)第1章绪论1.1小型液压挖掘机的工作特点和基本类型1.1.1小型液压挖掘机的工作特点小型液压挖掘机无论是在体积还是作业效率方面都具有相当大的优势。
挖掘装载机回转机构性能研究及优化设计随着国民经济的发展，应用机械化施工技术越来越重要，促使现代工程建设机械的蓬勃发展。
挖掘工作装置的挖掘效率以及动态特性是衡量挖掘装载机好坏与能否满足用户使用需求的重要指标。
基于此，文章就挖掘装载机回转机构性能研究及优化设计进行分析。
标签：挖掘装载机；回转机构；性能研究；优化设计一、回转机构组成及工作原理（一）组成液压挖掘机回转机构主要由回转支承、回转减速器、回转制动器和回转液压系统等组成。
（二）工作原理当操纵挖掘机回转时，回转先导阀输出的压力油进入回轉换向阀1阀芯一侧，推动回转换向阀1阀芯移动，打开回转换向阀1油路。
主泵输出的压力油经回转换向阀1进入回转马达的工作油路（A、B油口），驱动回转马达5旋转。
来自回转先导阀的先导压力油同时进入延时制动阀8的SH油口，SH油口的先导压力油推动延时制动阀的换向阀9阀芯，使先导泵输出的压力油（PG油口）进入回转制动器6活塞室。
将制动活塞顶起，使制动摩擦片分离以解除制动，回转马达5方可通过回转减速器10驱动转台旋转。
二、回转机构参数优化（一）优化模型建立1.目标函数建立回转机构回转性能的好坏，由几个方面可以判断：制动时刻角加速度、最大回转角度、系统能量消耗。
根据以上三点建立回转机构的优化目标函数：化成标准形式为：2.设计变量选取液压缸的初始安装角α0、β0，液压缸铰接点与回转中心的垂直距离H，以及回转半径r，都对上面的优化目标函数有较大影响。
因此选定α0、β0、H和r 作为优化目标函数的设计变量。
3.约束条件确定（1）启动力矩的约束液压系统的启动压力为=Mpap5.17起，因此要使机构在初始安装位置，在启动压力作用下能够启动起来，约束条件用数学表达式表示为：p起L0（A1+A2）≥Mj其中：A1：液压缸有杆腔面积。
A2：液压缸无杆腔面积。
L0：安装起始位置液压缸驱动力臂，由于结构对称，左右两缸力臂相等。
Mj：回转静阻力矩。
（2）液压缸结构参数的约束由液压缸最大行程和结构尺寸的限制，液压缸伸长到最长时，液压缸铰接点到活塞杆端的距离要小于液压缸的结构尺寸加最大行程。
斗容1m3挖掘机回转机构设计2015 年 6 月摘要近年来，我国的基建工程有日益增多的趋势，国家也要大力发展基建工程来拉动经济增长，而挖掘机作为土方施工必不可少的机械设备，将在我国的基础设施建设方面发挥举足轻重的作用。
挖掘机在进行作业时，其回转机构要承受轴向载荷，径向载荷，和倾覆力矩，对其刚度，强度与稳定性就有一定的要求。
所以，挖掘机的回转系统对保持挖掘机整体的稳定性方面有重要作用，对挖掘机回转系统的研究有助于国家发展各种不同类型的挖掘机。
针对斗容1m3挖掘机的回转系统，我进行了驱动方案分析，回转支承选型设计，回转速度控制及制动方案与制动器设计，回转系统各部件的受力校核及选型，还采用了有限元方法来进行优化设计。
国内的挖掘机厂商对国内市场的把握还不够大，对挖掘机回转系统的不断优化对国内厂商制造更大更多类型的挖掘机有重要的意义。
关键词：机械设备；挖掘机；回转机构设计；有限元第一章绪论1.1 液压挖掘机及其回转机构介绍液压挖掘机是一种多功能周期作业的土方机械,广泛应用于交通运输，水利工程，矿山采掘和电力工程等机械施工中。
它的工作过程先是以铲斗的切割刃切削土壤，装满后再提升、回转至卸土位置，把土卸空后铲斗再回原来位置开始下一次作业，如此循环。
所以挖掘机对于对于减轻工人繁重的体力劳动，加快施工进度，提高施工机械化水平，促进各项建设事业的发展，都起着很大的作用。
一台斗容1m3挖掘机每班的生产率基本上等于300-400个工人一天的工作量。
所以很有必要大力发展液压挖掘机，提高其工作性能，让其更好地提高生产率，为国民建设与国民经济服务。
挖掘机的回转系统由回转支承、回转机构、转台和液压回转系统等组成。
回转支承的内外座圈间设有滚动体，其底座跟带齿的内座之间用螺栓连接，外座圈跟转台用螺栓连接。
挖掘机工作装置上的各种载荷与力矩经过回转支承传给底架。
回转机构的小齿轮既能绕自身自转又能绕转台中心公转，带动转台绕底架回转，相当于行星机构。
挖掘机回转机构的设计单斗液压挖掘机回转机构的回转时间约占整个工作循环时间的50~70﹪，能量消耗约占25~40﹪,回转液压油路的发热占系统总发热量的30~40﹪,因此合理选择回转机构诸参数,对提高生产率,减少冲击,改善司机的劳动条件有十分重要的作用。
对回转机构的要求是：1.在角加速度和回转力矩不超过允许值的条件下,尽可能缩短回转时间。
在回转部分惯性已知的情况下，角加速度的大小受最大回转扭矩的销限制，改扭矩不应超过行走部分与地面的附着力矩。
2.回转时工作装置的动载系数不应超过允许值。
3.回转能量损失应最小。
4.1 回转机构参数的选择在总体设计阶段，计算转台最佳转速时需要预先确定转台的转动惯量，起动力矩和制动力矩，转角范围，这些参数的正确选择、对回转机构的运动特性是有决定意义的。
（1）转台的转动惯量根据最常用工作装置和最常遇到的工况来估算转台的转动惯量，根据经验公式计算满斗回转和空斗回转转动惯量。
本机采用的是反铲工作装置，可按下列经验公式估算。
满斗回转：353)128(J G kg m =⋅ 空斗回转： 3053)72(J G kg m =⋅ （2）回转起动和制动力矩的确定回转最大起动力矩和最大制动力矩不应超过行走部分和地面的附着力矩M ϕ。
当机械制动时可取.8~0.90B M M ϕ=,仅靠液压制动时可取.5~0.70B M M ϕ=，B M 为作用在转台上的最大制动力矩。
履带式液压挖掘机对地面的附着力矩可按下式求得：434910M G ϕ= ()N m ⋅式中 G ——整机重量（t ）ϕ——附着力矩，对平履带板取0.3，对带筋履带板取0.5。
挖掘机的履带板推荐为平履带板，ϕ=0.3。
在实际设计中，仅靠液压制动，所以其制动力矩.5~0.70B M M ϕ=，确切的取0.6B M M ϕ=。
作用在转台上的最大起动力矩一般小于最大制动力矩，其比值对纯液压制动为01BS M M C η==，当采用高速油马达时取0η=0.78，当采用低速大扭矩油马达时取0η=0.85。
2工作装置总体设计2.1 工作装置构成1-斗杆油缸；2- 动臂； 3-油管； 4-动臂油缸； 5-铲斗； 6-斗齿； 7-侧板；8-连杆； 9-曲柄(摇杆）： 10-铲斗油缸； 11-斗杆.图2-1 工作装置组成图图2-1为液压挖掘机工作装置基本组成及传动示意图，如图所示反铲工作装置由铲斗5、连杆9、斗杆11、动臂2、相应的三组液压缸1, 4,10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。
挖掘作业时，接通回转马达、转动转台，使工作装置转到挖掘位置，同时操纵动臂缸小腔进油使液压缸回缩，动臂下降至铲斗触地后再操纵斗杆缸或铲斗缸，液压缸大腔进油而伸长，使铲斗进行挖掘和装载工作。
铲斗装满后，铲斗缸和斗杆缸停动并操纵动臂缸大腔进油，使动臂抬起，随即接通回转马达，使工作装置转到卸载位置，再操纵铲斗缸或斗杆缸回缩，使铲斗翻转进行卸土。
卸完后，工作装置再转至挖掘位置进行第二次挖掘循环。
在实际挖掘作业中，由于土质情况、挖掘面条件以及挖掘机液压系统的不同，反铲装置三种液压缸在挖掘循环中的动作配合可以是多样的、随机的。
上述过程仅为一般的理想过程。
挖掘机工作装置的大臂与斗杆是变截面的箱梁结构，铲斗是由厚度很薄的钢板焊接而成。
各油缸可看作是只承受拉压载荷的杆。
根据以上特征，可以对工作装置进行适当简化处理[3]。
则可知单斗液压挖掘机的工作装置可以看成是由动臂、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，处理的具体简图如2-2所示。
进一步简化得图如2-3所示。
图2-2 工作装置结构简图1-铲斗；2-连杆；3-斗杆；4-动臂；5-铲斗油缸；6-斗杆油缸图2-3 工作装置结构简化图挖掘机的工作装置经上面的简化后实质是一组平面连杆机构，自由度是3，即工作装置的几何位置由动臂油缸长度L1、斗杆油缸长度L2、铲斗油缸长度L3决定，当L1、L2、L3为某一确定的值时，工作装置的位置也就能够确定。
工程机械课程设计液压挖掘机回转装置的设计长沙学院第2章整机性能参数的确定与计算2.1 主要性能参数斗容量 0.1M³整机使用质量（含配重） 2940㎏其中预估：上车 1990㎏下车 910㎏表2.1 结构质量分配及其质心坐标预估（坐标原点为回转轴线接地点）：注：挖掘机工作装置总质量为92KG，其质心坐标随工作状态而变化，未列入此表。
柴油机型号 JC480额定功率 22.4KW 2400r/min 29.4KW 2900r/min行驶速度范围:=0～2.32 km/h低速范围 VI=0～3.84 km/h高速范围 VⅡ最大爬坡角(第Ⅰ速度范围) 30º轨距 1180 mm每侧履带接地尺寸(长×宽) 1250×300 mmr=173 mm驱动轮动力半径k运输工况外形尺寸(长×宽×高) 3200×1480×2540液压系统参数:行走液压系统额定油压 16 MPa流量 20 L/min空载时系统背压 1.5MPa挖掘工作装置液压控制系统额定油压 16MPa流量 20L/min液压回转装置控制系统液压马达型号 INM05-200额定油压 16MPa流量 8L/min转速范围 0～100rmp最大工作压力 25MPa最大输出扭矩 2900N.m额定输出扭矩 1500N.m静制动力矩 3000N.m驱动小齿轮齿数 12回转支承内齿圈齿数 86啮合模数 5 mm卸载稳定性计算工况如图2.1所示3=1.154L4L=0.57552.3.2 工作稳定性计算挖掘机在挖掘作业过程中，当工作臂铲斗内土方和挖掘阻力形成向前翻倾力矩时，有可能造成整机失稳，必须进行工作稳定性计算。
挖掘机作业稳定性计算应取典型的挖掘工况：即挖掘机应采用纵向挖掘挖掘作业，斗杆垂直于地面，斗齿尖位于停机面以下H深处（取H=0.5m），采用铲斗油缸挖掘，切向挖掘阻力W1垂直于停机面，计算工况见图2.2。
中文题目：XE40小型挖掘机液压系统设计外文题目：DESIGN HYDRAULIC SYSTEM OF XE40 SMALL CRAWLER EXCAVATOR毕业设计（论文）共_76_页（其中：外文文献及译文_8_页）图纸共_11_张完成日期2015年6月答辩日期2015年6月辽宁工程技术大学本科毕业设计（论文）学生诚信承诺保证书本人郑重承诺：《》毕业设计（论文）的内容真实、可靠，系本人在____________ 指导教师的指导下，独立完成。
如果存在弄虚作假、抄袭的情况，本人承担全部责任。
学生签名：年月日辽宁工程技术大学本科毕业设计（论文）指导教师诚信承诺保证书本人郑重承诺：我已按学校相关规定对 _____________ 同学的毕业设计（论文）的选题与内容进行了指导和审核，确认由该生独立完成。
如果存在弄虚作假、抄袭的情况，本人承担指导教师相关责任。
指导教师签名：摘要XE40小型挖掘机是徐工生产的小型液压挖掘机，本次的毕业设计的课题就是对其进行液压系统的参数化设计。
为了研究这个课题，我们的主要的思路就是要先根据已知的挖掘机的性能参数对工作速度和工作压力进行初步的确定，再根据这些数据，对铲斗缸进行参数计算。
参考所选液压缸的连接方式和XE4 0小型挖掘机选用的液压缸的具体形状，绘制出液压缸的CAD图。
依照铲斗缸的设计方式与计算流程同理也能设计出斗杆缸和动臂缸。
同时根据所设计的挖掘机所选用的动臂缸的数量，就能大致确定出运作液压缸所需要的流量。
通过已确定的流量，工作压力，还有工作速度，就能初步确定液压泵的型号和液压马达的型号。
然后再参考徐工挖掘机XE4 0的液压系统，根据系统回路和对挖掘机工作方式的了解，初步设计出液压挖掘机系统的原理图，并用CAD绘制出来。
经过审核之后，再来确定所要要用的液压油，发动机，以及对液压阀进行选型。
关键词: 液压缸; 参数化设计；徐工挖掘机; 液压系统AbstractXE40 small excavator is xugo ng product ion of small hydraulic excavator, this graduatio ndesign topic is on the parametric design of hydraulic system. In order to study the subject, our main idea is to first according to the known excavator work parameters on the performanee of speed and pressure was determ ined prelim in arily, accord ing to these data, the bucket cyli nder parameter calculati on. Refer to the connection mode for the selected hydraulic cyli nder and hydraulic cyli nder of XE40 small excavator selectio n of specific shape, draw the CAD draw ing of the hydraulic cyli nder. Accord ing to the bucket cyli nder desig n method and calculation of flow in the same way also can design the bucket rod and movable arm cylinder. At the same time accord ing to the desig n of excavator chooses the nu mber of the movable arm cylinder, can roughly determine the operations required for the hydraulic cylinder of traffic. By the flow have been identified, work stress and work speed, can preliminarily determine the model of hydraulic pump and hydraulic motor model. Then the reference xugo ng hydraulic system of excavator XE40, based on the system circuit and un dersta nding of the excavator worki ng style, the prelimi nary desig n of the hydraulic excavator system schematic diagram, and CADdrawing. After review, and then to determine the need to use the hydraulic oil, engine, as well as to the select ion of hydraulic valve. |Key word:the hydraulic cylinder ; parametric design; xugong excavator ；the hydraulic system目录前言. 01挖掘机现状及研究准备 (2)国内外发展状况. (2)国外发展状况. (2)国内发展状况. (2)本课题研究内容及意义 (3)2液压挖掘机的工况分析 (5)挖掘工况分析. (6)满斗举升回转工况分析 (7)卸载工况分析. (7)空斗返回工况分析. (7)整机移动工况分析. (8)3液压系统及液压回路的设计 (9)液压系统概述. (9)工作原理. (9)基本要求. (9)基本动作及系统分析. (10)小型液压挖掘机的基本回路 (11)回转机构液压系统. (11)液压缸液压系统. (12)限压回路. (12)卸荷回路. (13)缓冲回路. (13)节流限速回路 (14)行走限速回路 (14)4液压系统主要参数计算 (16)工作装置构成与分析. (16)液压缸参数化设计. (17)液压缸速度计算及流量选择 (19)液压缸工作压力的确定 (20)液压缸内径D和活塞杆直径d的确定 (20)液压缸壁厚和外径的计算以及校核和活塞杆的校核 (22)液压缸油口直径的计算 (24)液压缸工作行程计算. (24)液压缸安装距的确定. (25)最小导向长度的确定. (25)缸体长度的确定. (26)油缸强度计算. (26)油缸稳定性验算. (27)液压缸的技术要求. (28)液压缸选型. (30)回转马达计算与选型. (31)行走马达计算与选型. (32)轨链节节距. (32)四轮计算. (32)承载能力计算. (33)牵引力功率计算. (33)马达计算及选型. (33)液压泵的确定. (34)工作装置油泵选择. (34)行走油泵的选择. (37)5工作介质及主要元器件选择 (39)工作介质的选择. (39)柴油发动机的选择. (39)液压阀的选择. (40)其他液压元件的选型. (42)管路的选择. (42)油箱设计. (43)液压油的选择. (45)过滤器的选择. (47)技术与经济性分析. (55)结论. (50)致谢. (53)参考文献. (54)附录A (55)附录B (66)、八、亠前言液压挖掘机是一种多功能机械，目前被广泛应用于水利工程，交通运输，电力工程和矿山采掘等机械施工中。
南华大学毕业设计(论文)综述报告题目：反铲式液压挖掘机回转装置结构设计学院名称：机械工程学院指导教师：刘永霞职称：副教授班级：机核1101班学号：20114410632学生姓名：孙啸东2015年4月5日1.本设计（课题）研究的目的和意义回转机构是液压挖掘机重要的组成部分,其回转工作比重占到整个液压挖掘机工作循环的65%-75%,因此,回转机构的动态性能对液压挖掘机整机性能影响甚大,是液压挖掘机整机设计水平的重要标志,也是回转机构设计的关键技术之一。
然而,液压挖掘机工作环境十分恶劣,受载复杂,回转机构的动态特性异常复杂,回转机构的振动机理亦未完全明了,尤其是回转机构与液压挖掘机工作装置、回转机构内部相互耦合关系和振动规律没有探明,严重的降低了液压挖掘机正常运行的可靠性,阻碍了液压挖掘机深层次发展。
因此,对液压挖掘机回转机构振动机理和动态特性进行研究,对液压挖掘机整机设计、施工控制以及故障诊断和可靠性都具有十分重要的理论指导意义。
2.本设计（课题）国内外研究历史与现状我国液压挖掘机领域在性能水平的提高、国外先进技术的吸收引进和国产液压挖掘机产品的增幅,逐渐开始全面淘汰生产多年的笨重、落后的小、中型机械式挖掘机。
我国开始开发液压挖机是从1967年开始(与日本开发的液压挖掘机的时间大体上不谋而合),在早期的开发成功产品主要有贵阳矿山机器厂W4-60,上海建筑机械厂WY100,合肥矿山机器厂WY60(也有个别开发者,因原因各异而未能成功实现)。
七十年代末八十年代初中出现了长江挖掘机厂WY160以及杭州重型机械厂WY250 等液压挖机产品。
我国液压挖掘机近40年的发展历史,大致分成这几个阶段:(1)初始阶段(1967至1977):测绘仿制为主。
通过多年艰辛茹苦的努力,克服多重难关,少量的液压挖掘机已经获得了初步成效,为我国挖机行业的形成发展迈出了至关重要的一步。
挖掘机械是机械工程中的一种主要的类型，是土石开挖中的主要机械设备之一，包括有各种类型与功能的挖掘机。
小型液压挖掘机挖掘工作装置设计摘要挖掘机广泛的应用于建筑行业，排水灌溉，采矿，清除障碍和露天开矿等各种场合。
它对减轻繁重的体力劳动，保证工程的质量，加快建设的速度，提高劳动的生产率起到了巨大的作用。
随着液压传动的技术在工程机械上广泛应用，单斗液压挖掘机也有了迅速的发展。
液压挖掘机具有质量轻、体积小、结构紧凑、挖掘力大、操纵轻便，以及易实现无级变速和自动控制等一系列的优点。
为了能满足不同的作业要求，其工作装置也有很多类型。
例如：正铲，反铲，牵引绳，塔式等。
在上述的工作装置中，反铲挖掘机应用的最为广泛，因而合理设计工作装置具有十分重要的意义。
本论文主要对由动臂、斗杆、铲斗、连杆机构等组成的小型液压挖掘机工作装置进行设计。
具体内容包括以下的五部分: 挖掘机工作装置的总体设计；挖掘机的工作装置详细的机构运动学分析；工作装置各部分的基本尺寸的计算和验证；工作装置主要部件的结构设计。
通过静强度与动强度分析，得出了工作装置在静载荷下结构是安全的。
并利用同类机械的的参数做相应的调试，得出一套较合理的参数，为后续的工作打好了基础。
关键词：挖掘机；液压；动臂；斗杆；铲斗THE DESIGN OF WORKING DEVICE OF SMALLHYDRAULIC EXCA VATORABSTRACTExcavators are widely used in all branches of constructions, to drain and irrigate land, extract useful minerals, the removal of obstacle and the open-cast excavation of coal and ore. They play a tremendous role in relieving labor force, ensuring project quality, accelerating the speed of construction and improving the labor productivity.With the great development of hydraulic technology, the single buckethydraulic excavator has been improving greatly. The hydraulic excavator is provided a great many advantages,such as light weight, small volume, compact structure, powerful dig force, easy operate, continuous variable velocity, automatic controls and so order to meet the different requirements, the working device also has many types. For example: dipper shovel, pull shovel,dragline, jib crane, tower crane and so the above work device, backhoe excavator is used most widely, so the rational design of work device is of great significance.In this paper, mainly by the boom, bucket rod, bucket, excavator linkage component of small hydraulic excavator working device design. It includes thefollowing several parts:the overall design of excavator work device; excavator working device detailed kinematics analysis; the basic size calculation and verification of each part of Working device ; Through the static strength and dynamic strength analysis, the device under static loading structure is safe. Use the same mechanical parameters of the commissioning, to derive a set of reasonable parameters, for the follow-up work to lay a good foundation.KeyWord: Excavator; Hydraulic; Movable arm,Dipper,Bucket目录1 绪论 (1)课题设计的背景和意义 (1)挖掘机的行业现状 (1)挖掘机技术发展趋势 (2)工程机械的前景展望 (3)2 小型液压挖掘机反铲工作装置结构方案设计 (3)引言 (3)液压挖掘机的工作原理与基本组成分析 (3)反铲工作装置的结构设计方案分析 (5)反铲工作装置的结构形式及结构特点 (5)本章小结 (7)3 小型液压挖掘机反铲工作装置参数设计 (7)工作装置的设计原则与参数说明 (7)反铲工作装置的设计原则 (7)机构自身的几何参数设计 (8)反铲工作装置几何参数的设计计算 (8)铲斗机构主要参数的设计计算过程 (8)动臂结构参数的计算过程 (9) (13)铲斗机构及铲斗液压缸主要参数的设计过程 (15)动臂液压缸的设计计算 (18)液压系统闭锁压力的确定分析 (20)4 反铲工作装置的载荷分析计算 (21)工况分析以及确定不利工况 (21)第一种工况位置下动臂和斗杆受力分析计算 (24)第二种工况位置下动臂和斗杆受力分析计算 (28)第三种工况位置下动臂和斗杆受力分析计算 (32)斗杆内力图分析 (37)动臂内力图分析 (38)5 挖掘机工作装置截面尺寸的设计与校核 (40)工作装置斗杆截面尺寸的设计与校核 (41)斗杆的强度校核 (41)斗杆稳定性校核 (42)铰座挤压强度校核 (42)动臂截面尺寸设计与校核 (43)动臂强度校核 (44)动臂稳定性校核 (46)铰座的挤压强度校核 (46)6 结论 (58)参考文献 (59)致谢 (50)1 绪论课题设计的背景和意义总所周知，我国是一个发展中的国家，在其广阔的土地上正在进行着大规模经济建设，这就需要很多土石方施工机械为建设服务，而我们知道液压挖掘机是一类最重要的土石方的施工机械。
「液压挖掘机回转装置的设计」液压挖掘机回转装置是挖掘机的核心部分之一，用于控制挖斗的旋转和摆动。
在挖掘机的运行中，回转装置负责提供动力和传递力量，保证挖斗稳定和精确的动作。
液压挖掘机回转装置的设计应考虑以下几个要点：1.动力传输系统：回转装置的动力传输主要依靠液压系统。
设计师需要根据挖掘机的需求确定液压动力系统的压力、流量和功率。
同时，还需确保动力传输系统的稳定性和高效性。
2.结构设计：回转装置的结构设计应考虑到挖掘斗的大负荷和高速摆动的情况。
设计师需要选择适当的材料和结构来确保回转装置的强度和刚度。
此外，还需要确保回转装置的稳定性和耐久性。
3.控制系统设计：回转装置的控制系统应能精确控制挖斗的旋转和摆动。
设计师需要选择适当的传感器和执行器来实现精确的控制。
同时，还需要考虑到控制系统的稳定性和可靠性。
4.安全设计：回转装置设计时还需要考虑到安全性。
设计师需要考虑到挖斗和回转装置的负荷限制，以及相应的安全保护装置。
此外，还需要确保回转装置的操作简便和安全性。
液压挖掘机回转装置的设计可以参考以下步骤：1.确定挖掘机的规格和需求：根据挖掘机的类型和工作要求，确定回转装置的负载、摆动范围和动力需求等参数。
2.选择动力传输系统：根据挖掘机的需求选择合适的液压动力系统，包括液压泵、液压马达和液压阀等。
需要根据动力传输的效率和功率确定系统的规格和参数。
3.结构设计：选择合适的材料和结构来保证回转装置的强度和刚度。
需要特别注意回转装置的连接结构和润滑方式，以确保其稳定和耐久。
4.控制系统设计：选择适当的控制系统，包括传感器和执行器，以实现精确控制。
需要考虑到回转装置的动态特性和挖斗的操作要求，确保控制系统的稳定性和灵活性。
5.安全设计：确保回转装置的安全性，包括负荷限制和相应的安全保护装置。
此外，还应注意回转装置的操作简便和安全性。
在设计过程中，还需要进行仿真分析和实验验证，以确保回转装置的设计符合挖掘机的要求。
挖掘机的液压系统的毕业设计篇一：挖掘机液压系统毕业设计`中文题目：XE40小型挖掘机液压系统设计外文题目：DESIGN HYDRAULIC SYSTEM OF XE40 SMALL CRAWLER EXCAVATOR毕业设计（论文）共 76 页（其中：外文文献及译文8 页）图纸共 11 张完成日期 XX年 6 月答辩日期XX 年 6 月辽宁工程技术大学本科毕业设计（论文）学生诚信承诺保证书本人郑重承诺：《》毕业设计（论文）的内容真实、可靠，系本人在指导教师的指导下，独立完成。
如果存在弄虚作假、抄袭的情况，本人承担全部责任。
学生签名：年月日辽宁工程技术大学本科毕业设计（论文）指导教师诚信承诺保证书本人郑重承诺：我已按学校相关规定对同学的毕业设计（论文）的选题与内容进行了指导和审核，确认由该生独立完成。
如果存在弄虚作假、抄袭的情况，本人承担指导教师相关责任。
指导教师签名：年月日摘要XE40小型挖掘机是徐工生产的小型液压挖掘机，本次的毕业设计的课题就是对其进行液压系统的参数化设计。
为了研究这个课题，我们的主要的思路就是要先根据已知的挖掘机的性能参数对工作速度和工作压力进行初步的确定，再根据这些数据，对铲斗缸进行参数计算。
参考所选液压缸的连接方式和XE40小型挖掘机选用的液压缸的具体形状，绘制出液压缸的CAD图。
依照铲斗缸的设计方式与计算流程同理也能设计出斗杆缸和动臂缸。
同时根据所设计的挖掘机所选用的动臂缸的数量，就能大致确定出运作液压缸所需要的流量。
通过已确定的流量，工作压力，还有工作速度，就能初步确定液压泵的型号和液压马达的型号。
然后再参考徐工挖掘机XE40的液压系统，根据系统回路和对挖掘机工作方式的了解，初步设计出液压挖掘机系统的原理图，并用CAD 绘制出来。
经过审核之后，再来确定所要要用的液压油，发动机，以及对液压阀进行选型。
关键词:液压缸;参数化设计；徐工挖掘机;液压系统I`Abstract XE40 small excavator is xugong production of small hydraulic excavator, this graduation design topic is on the parametric design of hydraulic system. In order to study the subject, our main idea is to first according to the known excavator work parameters on the performance of speed and pressure was determined preliminarily, according to these data, the bucket cylinder parameter calculation. Refer to the connection mode for the selected hydraulic cylinder and hydraulic cylinder of XE40 small excavator selection of specific shape, draw the CAD drawing of the hydraulic cylinder. According to the bucket cylinder design method and calculation of flow in the same way also can design the bucket rod and movable arm cylinder. At the same time according to the design of excavator chooses the number of the movable arm cylinder, can roughly determine the operationsrequired for the hydraulic cylinder of traffic. By the flow have been identified, work stress and work speed, can preliminarily determine the model of hydraulic pump and hydraulic motor model. Then the reference xugong hydraulic system of excavator XE40, based on the system circuit and understanding of the excavator working style, the preliminary design of the hydraulic excavator system schematic diagram, and CAD drawing. After review, and then to determine the need to use the hydraulic oil, engine, as well as to the selection of hydraulic valve.Key word:the hydraulic cylinder ; parametric design; xugong excavator；the hydraulic system II篇二：XX年挖掘机液压系统毕业设计毕业设计中文题目 SY135小型履带式挖掘机液压控制学专业:年级班级： XX级（3）班姓学职XX.5.10 -XX.5.17毕业设计（论文）诚信声明书本人郑重声明：在毕业设计（论文）工作中严格遵守学校有关规定，恪守学术规范；我所提交的毕业设计（论文）是本人在 *** 指导教师的指导下独立研究、撰写的成果，设计（论文）中所引用他人的文字、研究成果，均已在设计（论文）中加以说明；在本人的毕业设计（论文）中未剽窃、抄袭他人的学术观点、思想和成果，未篡改实验数据。
液压挖掘机回转机构1绪论1.1课题背景及目的挖掘机在国民经济建设的许多行业被广泛地采用，如工业与民用建筑、交通运输、水利电气工程、农田改造、矿山采掘以及现代化军事工程等等行业的机械化施工中。
据统计，一般工程施工中约有60%的土方量、露天矿山中80%的剥离量和采掘量是用挖掘机完成的。
随着我国基础设施建设的深入和在建设中挖掘机的广泛应用，挖掘机市场有着广阔的发展空间，因此发展满足我国国情所需要的挖掘机是十分必要的。
而工作装置和回转机构作为挖掘机的重要组成部分，对其研究和控制是对整机开发的基础。
反铲式单斗液压挖掘机工作装置是一个较复杂的空间机构，国内外对其运动分析、机构和结构参数优化设计方面都作了较深入的研究，具体的设计特别是中型挖掘机的设计已经趋于成熟。
而关于反铲式单斗液压挖掘机的相关文献也很多，这些文献从不同侧面对工作装置的设计进行了论述。
而笔者的设计知识和水平还只是一个学步的孩子，进行本课题的设计是为对挖掘机的工作装置设计有一些大体的认识，巩固所学的知识和提高设计能力。
1.2国内外研究状况当前，国际上挖掘机的生产正向大型化、微型化、多能化和专用化的方向发展。
国外挖掘机行业重视采用新技术、新工艺、新结构和新材料，加快了向标准化、系列化、通用化发展的步伐。
我国己经形成了挖掘机的系列化生产，近年来还开发了许多新产品，引进了国外的一些先进的生产率较高的挖掘机型号[1]。
由于使用性能、技术指标和经济指标上的优越，世界上许多国家，特别是工业发达国家，都在大力发展单斗液压挖掘机。
目前，单斗液压挖掘机的发展着眼于动力和传动系统的改进以达到高效节能;应用范围不断扩大，成本不断降低，向标准化、模块化发展，以提高零部件、配件的可靠性，从而保证整机的可靠性;电子计算机监测与控制，实现机电一体化;提高机械作业性能，降低噪音，减少停机维修时间，提高适应能力，消除公害，纵观未来，单斗液压挖掘机有以下的趋势:（1）向大型化发展的同时向微型化发展。
（2）更为普遍地采用节能技术。
（3）不断提高可靠性和使用寿命。
（4）工作装置结构不断改进，工作范围不断扩大。
（5）由内燃机驱动向电力驱动发展。
（6）液压系统不断改进，液压元件不断更新。
（7）应用微电子、气、液等机电一体化综合技术。
（8）增大铲斗容量，加大功率，提高生产效率。
（9）人机工程学在设计中的充分利用。
1.3 论文构成及研究内容本论文主要对液压回转机构设计和由动臂、斗杆、铲斗组成挖掘机工作装置进行计算，运动分析。
具体内容包括以下五部分:(1) 液压挖掘机工作装置的总体设计。
(2) 液压挖掘机挖掘机的工作装置的机构运动学分析。
(3) 液压挖掘机工作装置各部分的基本尺寸的计算。
(4) 回转机构的设计(5) 液压系统原理的设计。
2工作装置总体设计2.1 工作装置构成1-斗杆油缸；2- 动臂； 3-油管； 4-动臂油缸； 5-铲斗； 6-斗齿； 7-侧板；8-连杆； 9-曲柄： 10-铲斗油缸； 11-斗杆.图2-1 工作装置组成图图2-1为液压挖掘机工作装置基本组成及传动示意图，如图所示反铲工作装置由铲斗5、连杆9、斗杆11、动臂2、相应的三组液压缸1, 4,10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。
挖掘作业时，接通回转马达、转动转台，使工作装置转到挖掘位置，同时操纵动臂缸小腔进油使液压缸回缩，动臂下降至铲斗触地后再操纵斗杆缸或铲斗缸，液压缸大腔进油而伸长，使铲斗进行挖掘和装载工作。
铲斗装满后，铲斗缸和斗杆缸停动并操纵动臂缸大腔进油，使动臂抬起，随即接通回转马达，使工作装置转到卸载位置，再操纵铲斗缸或斗杆缸回缩，使铲斗翻转进行卸土。
卸完后，工作装置再转至挖掘位置进行第二次挖掘循环。
在实际挖掘作业中，由于土质情况、挖掘面条件以及挖掘机液压系统的不同，反铲装置三种液压缸在挖掘循环中的动作配合可以是多样的、随机的。
上述过程仅为一般的理想过程。
挖掘机工作装置的大臂与斗杆是变截面的箱梁结构，铲斗是由厚度很薄的钢板焊接而成。
各油缸可看作是只承受拉压载荷的杆。
根据以上特征，可以对工作装置进行适当简化处理[3]。
则可知单斗液压挖掘机的工作装置可以看成是由动臂、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，处理的具体简图如2-2所示。
进一步简化得图如2-3所示。
图2-2 工作装置结构简图1-铲斗；2-连杆；3-斗杆；4-动臂；5-铲斗油缸；6-斗杆油缸图2-3 工作装置结构简化图挖掘机的工作装置经上面的简化后实质是一组平面连杆机构，自由度是3，即工作装置的几何位置由动臂油缸长度L1、斗杆油缸长度L2、铲斗油缸长度L3决定，当L1、L2、L3为某一确定的值时，工作装置的位置也就能够确定。
2.2 动臂及斗杆的结构形式动臂采用整体式弯动臂，这种结构形式在中型挖掘机中应用较为广泛。
其结构简单、价廉，刚度相同时结构重量较组合式动臂轻，且有利于得到较大的挖掘深度。
斗杆也有整体式和组合式两种，大多数挖掘机采用整体式斗杆。
在本设计中由于不需要调节斗杆的长度，故也采用整体式斗杆。
2.3 动臂油缸与铲斗油缸的布置动臂油缸装在动臂的前下方，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，这样的布置有利于反铲的挖掘深度。
油缸活塞杆端部与动臂的铰点设在动臂箱体的中间，这样虽然削弱了动臂的结构强度，但不影响动臂的下降幅度。
并且布置中，动臂油缸在动臂的两侧各装一只，这样的双动臂在结构上起到加强筋的作用，以弥补前面的不足。
具体结构如图2-4所示。
1-动臂； 2=动臂油缸 图2-4 动臂油缸铰接示意图2.4 铲斗与铲斗油缸的连接方式本方案中采用六连杆的布置方式，相比四连杆布置方式而言在相同的铲斗油缸行程下能得到较大的铲斗转角，改善了机构的传动特性。
该布置中1杆与2杆的铰接位置虽然使铲斗的转角减少但保证能得到足够大的铲斗平均挖掘力。
如图2-5所示。
1-斗杆； 2-连杆机构； 3-铲斗 图2-5 铲斗连接布置示意图1 232 32.5 铲斗的结构选择铲斗结构形状和参数的合理选择对挖掘机的作业效果影响很大，其应满足以下的要求[1]：（1）有利于物料的自由流动。
铲斗内壁不宜设置横向凸缘、棱角等。
斗底的纵向剖面形状要适合于各种物料的运动规律。
（2）要使物料易于卸尽。
（3）为使装进铲斗的物料不易于卸出，铲斗的宽度与物料的粒径之比应大于4，大于50时，颗粒尺寸不考虑，视物料为均质。
综上考虑，选用中型挖掘机常用的铲斗结构，基本结构如图2-6所示。
图2-6 铲斗斗齿的安装连接采用橡胶卡销式，结构示意图如2-7所示。
1-卡销；2 –橡胶卡销；3 –齿座； 4–斗齿图2-7 卡销式斗齿结构示意图2.6 原始几何参数的确定（1）动臂与斗杆的长度比K1由于所设计的挖机适用性较强，一般不替换工作装置，故取中间比例方案，K1取在1.5～2.0之间，初步选取K1=1.8，即l1/l2=1.8。
（2）铲斗斗容与主参数的选择斗容在任务书中已经给出：q =2m3按经验公式和比拟法初选：斗宽b=1.8m3 工作装置运动学分析3.1 动臂运动分析:min 1L 动臂油缸的最短长度；:max 1L 动臂油缸的伸出的最大长度；A ：动臂油缸的下铰点；B ：动臂油缸的上铰点；C ：动臂的下铰点.图3-1 动臂摆角范围计算简图φ1是L1的函数。
动臂上任意一点在任一时刻也都是L 1的函数。
如图3-1所示，图中:min 1L 动臂油缸的最短长度；:max 1L 动臂油缸的伸出的最大长度；:min 1θ动臂油缸两铰点分别与动臂下铰点连线夹角的最小值；:max 1θ动臂油缸两铰点分别与动臂下铰点连线夹角的最大值；A ：动臂油缸的下铰点；B ：动臂油缸的上铰点；C ：动臂的下铰点。
则有：在三角形ABC 中：L 12 = l 72+l 52-2l 7l 5 COSθ1θ1 = COS -1[（l 72+l 52- L 12）/2×l 7×l 5] (3-1) 在三角形BCF 中：L 222 = l 72+l 12-2×COSα20×l 7×l 1α20 = COS-1[（l72+ l12- L222）/2×l7×l1] (3-2) 由图3-3所示的几何关系，可得到α21的表达式：α21=α20+α11-θ1 (3-3) 当F点在水平线CU之下时α21为负，否则为正。
F点的坐标为X F = l30+l1×cosα21Y F=l30+l1×Sinα21(3-4) C点的坐标为X C = X A+l5×COSα11 = l30Y C=Y A+l5×Sinα11 (3-5) 动臂油缸的力臂e1e1=l5×Sin∠CAB (3-6) 显然动臂油缸的最大作用力臂e1max= l5，又令ρ = l1min/ l5,δ = l7/ l5。
这时L1 = Sqr（l72-l52）= l5 × Sqr（δ2-1）θ1=cos-11/δ (3-7) 3.2 斗杆的运动分析如下图3-2所示，D点为斗杆油缸与动臂的铰点点，F点为动臂与斗杆的铰点，E点为斗杆油缸与斗杆的铰点。
斗杆的位置参数是l2，这里只讨论斗杆相对于动臂的运动，即只考虑L2的影响。
D-斗杆油缸与动臂的铰点点；F-动臂与斗杆的铰点；E-斗杆油缸与斗杆的铰点；θ斗杆摆角.图3-2 斗杆机构摆角计算简图在三角形DEF中L22 = l82+ l92-2×COSθ2×l8×l9θ2 = COS-1[（L22- l82-l92）/2×l8×l9] (3-8)由上图的几何关系知φ2max=θ2 max-θ2min (3-9)则斗杆的作用力臂e2=l9∠DEF (3-10)显然斗杆的最大作用力臂e2max = l9，此时θ2 = COS-1（l9/l8），L2 =sqr（l82-l92）3. 3 铲斗的运动分析铲斗相对于XOY坐标系的运动是L1、L2、L3的函数，现讨论铲斗相对于斗杆的运动，如图3-5所示，G点为铲斗油缸与斗杆的铰点，F点为斗杆与动臂的铰点Q点为铲斗与斗杆的铰点，v点为铲斗的斗齿尖点，K点为连杆与铲斗的饺点，N点为曲柄与斗杆的铰点，M点为铲斗油缸与曲柄的铰点，H点为曲柄与连杆的铰点[1]。
（1）铲斗连杆机构传动比i利用图3-3，可以知道求得以下的参数：在三角形HGN中α22 = ∠HNG = COS-1[（l152+l142-L32）/2×l15×l14]α30 = ∠HGN = COS-1[（L32+ l152- l142）/2×L3×l14]α32=∠HNG = π - ∠MNG - ∠MGN =π -α22-α30 (3-11)在三角形HNQ中L272 = l132 + l212 + 2×COSα23×l13×l21∠NHQ = COS-1[（l212+l142- L272）/2×l21×l14] (3-12) 在三角形QHK中α27 = ∠QHK= COS-1[（l292+l272-L242）/2×l29×l27] (3-13) 在四边形KHQN中∠NHK=∠NHQ+∠QHK (3-14) 铲斗油缸对N点的作用力臂r1r1=l13×Sinα32 (3-15)连杆HK对N点的作用力臂r2r2=l13×Sin∠NHK(3-16)而由r3 = l24，r4 = l3有[3]连杆机构的总传动比i = （r1×r3）/（r2×r4） (3-17)显然3-17式中可知，i是铲斗油缸长度L2的函数，用L2min代入可得初传动比i0，L2max代入可得终传动比i z。
