單斗液壓挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)

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1、*大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）I摘要摘要單斗液壓挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是用來使挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)平臺(tái)回轉(zhuǎn)。在單斗液壓挖掘機(jī)中，回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間占工作循環(huán)時(shí)間的 6575%. 因此，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)對于單斗液壓挖掘機(jī)的生產(chǎn)率有很大影響。所以合理的選擇回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的角速度，使回轉(zhuǎn)時(shí)間達(dá)到最小，是單斗液壓挖掘機(jī)設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要課題。所以合理地確定回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的液壓油路和機(jī)構(gòu)方案、正確地選擇回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)各個(gè)參數(shù)，對提高生產(chǎn)率和功能利用率，改善司機(jī)的勞動(dòng)條件，減少工作裝置的沖擊等具有十分重要的意義。我這次設(shè)計(jì)的單斗液壓挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)部設(shè)計(jì)采用的是低轉(zhuǎn)速大扭矩軸向柱塞液壓馬達(dá)直接帶動(dòng)回轉(zhuǎn)小齒輪促使轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)的方案。制動(dòng)方式才用機(jī)械制動(dòng)，挖掘機(jī)能夠

2、實(shí)現(xiàn)全回轉(zhuǎn)。該方案具有零件少，傳動(dòng)簡單，起動(dòng)360和制動(dòng)性能好，對油的污染敏感性小，使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵詞：回轉(zhuǎn) 角速度 機(jī)械制動(dòng) 回轉(zhuǎn)支撐有配套圖紙，請咨詢有配套圖紙，請咨詢 QQ： 1716150662溫馨提醒：本文為論文的部分內(nèi)容。溫馨提醒：本文為論文的部分內(nèi)容。*大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）IIAbstractSingle-bucket excavator hydraulic rotary excavator is used to turn the rotating platform. Hydraulic excavator in a single bucket, the rotary

3、movement of the time cycle time work accounted for 65 75%. Therefore, the rotary body for a single bucket of hydraulic excavators have a significant impact on productivity. Therefore, a reasonable choice of the angular velocity of rotating bodies, so that the time slewing Reached a minimum, a single

4、 hydraulic excavator bucket design an important topic. Therefore, to determine a reasonable hydraulic rotary bodies and institutions circuit program, the right to choose the various parameters of rotating bodies, to improve the productivity and functional efficiency, improve driver working condition

5、s, reduce the impact of such devices is very important. I have designed a single bucket of the rotary hydraulic excavator design used a low speed high torque hydraulic axial piston motor pinion rotary direct drive rotary table to the program. Only by mechanical means brake brake, excavators can achi

6、eve full 360 degree rotation. The program has fewer parts, transmission is simple, starting and braking performance, and sensitivity to oil pollution in the small, the advantages of long life.Key words: rotation Angular velocity Mechanical brake revolving support目錄目錄摘要摘要.I*大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）IIIABSTRACT.II

7、前前 言言 .1緒論緒論 .20.1 挖掘機(jī)的發(fā)展概況.20.2 單斗液壓挖掘機(jī)介紹.30.2.1 單斗液壓挖掘機(jī)的基本組成和工作原理.30.2.2 單斗液壓挖掘機(jī)的基本類型.30.2.3 單斗液壓挖掘機(jī)的特點(diǎn).41 回轉(zhuǎn)支撐的構(gòu)造和特點(diǎn)回轉(zhuǎn)支撐的構(gòu)造和特點(diǎn) .61.1 轉(zhuǎn)柱式回轉(zhuǎn)支撐的構(gòu)造和特點(diǎn).61.2 滾動(dòng)軸承式回轉(zhuǎn)制成的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn).71.2.1 單排滾球式.71.2.2 雙排滾球式.71.2.3 交叉滾柱式.81.2.4 組合滾子式.81.3 滾動(dòng)軸承式回轉(zhuǎn)支承的系列標(biāo)準(zhǔn)及其具體選型.92 2 單排四點(diǎn)接觸球式回轉(zhuǎn)支撐的受力分析單排四點(diǎn)接觸球式回轉(zhuǎn)支撐的受力分析 .112.1GP計(jì)算.

8、112.2maxMP計(jì)算.114 4 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方式及其選擇回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方式及其選擇 .254.1 半回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu).254.2 全回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu).255 5 回轉(zhuǎn)阻力矩的分析和計(jì)算方法回轉(zhuǎn)阻力矩的分析和計(jì)算方法 .315.1 回轉(zhuǎn)慣性阻力矩計(jì)算.315.2 回轉(zhuǎn)摩擦阻力矩計(jì)算.325.3 回轉(zhuǎn)風(fēng)阻力矩計(jì)算.325.4 回轉(zhuǎn)坡度阻力矩計(jì)算.33六六 轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)動(dòng)分析和最佳轉(zhuǎn)速的計(jì)算轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)動(dòng)分析和最佳轉(zhuǎn)速的計(jì)算 .346.1 轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)動(dòng)分析.34*大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）IV6.1.1 起動(dòng)加速過程.356.1.2 制動(dòng)減速過程.376.1.3 勻速過程.416.1.4 空斗時(shí)轉(zhuǎn)臺(tái)返回過程.416.

9、2.轉(zhuǎn)臺(tái)最佳速度的分析計(jì)算.426.2.1 具有勻速運(yùn)動(dòng)階段的梯形速度圖的轉(zhuǎn)臺(tái)計(jì)算分析.426.2.2 具有無勻速運(yùn)動(dòng)階段三角形速度圖的轉(zhuǎn)臺(tái)最佳速度計(jì)算分析.446.3.具體參數(shù)的計(jì)算.456.3.1 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的參數(shù)選擇.476.3.2 轉(zhuǎn)角的選取.486.4 回轉(zhuǎn)速度和時(shí)間的計(jì)算.48結(jié)束語結(jié)束語 .52參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) .53*大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1前前 言言單斗液壓挖掘機(jī)是一種采用液壓傳動(dòng)并且以一個(gè)鏟斗進(jìn)行挖掘作業(yè)的機(jī)械。它是在機(jī)械傳動(dòng)單斗挖掘機(jī)的基礎(chǔ)上逐步發(fā)展起來的，是目前挖掘機(jī)械中的重要品種。它的作業(yè)過程是以鏟斗的切削刃（通常裝有斗齒）切削突然并將土壤裝入鏟斗內(nèi)，鏟斗裝滿后提升、

10、回轉(zhuǎn)至卸土位置進(jìn)行卸土，卸空后鏟斗再轉(zhuǎn)回并下降到挖掘面進(jìn)行下一次挖掘。當(dāng)挖掘機(jī)挖完一段土后，機(jī)械移位，以便繼續(xù)工作，因此，是一種周期作業(yè)的自行土方機(jī)械。單斗液壓挖掘機(jī)與機(jī)械傳動(dòng)單斗挖掘機(jī)一樣。當(dāng)然，由于我的知識(shí)水平有限，在設(shè)計(jì)中存在這樣或那樣不足之處，對單斗液壓挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)部的研究也不夠深入，設(shè)計(jì)中難免存在不足之處，還望各位老師不惜指導(dǎo)，我將非常感激。緒論緒論0.1 挖掘機(jī)的發(fā)展概況挖掘機(jī)械的最早雛形，遠(yuǎn)在十六世紀(jì)于意大利威尼斯用于運(yùn)河的疏浚工作。模擬人的掘土工作，以蒸汽機(jī)的“動(dòng)力鏟”誕生于十九世紀(jì)（1836 年） ，發(fā)展至今已有 150 年的歷史。0.2 單斗液壓挖掘機(jī)介紹0.2.30.2.3

11、 單斗液壓挖掘機(jī)的特點(diǎn)單斗液壓挖掘機(jī)的特點(diǎn)液壓挖掘由于采用了液壓傳動(dòng)裝置而使其在機(jī)構(gòu)、技術(shù)性能和使用效果等方面與機(jī)械傳動(dòng)的單斗挖掘機(jī)相比具有很多的特點(diǎn)，其優(yōu)點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：1.技術(shù)性能提高，工作裝置品種擴(kuò)大。單斗液壓挖掘機(jī)與同級(jí)別機(jī)械挖掘機(jī)相比挖掘力*大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2提高約 30，如斗容量的液壓挖掘機(jī)斗齒挖掘力為噸，而同級(jí)別機(jī)械挖掘31m12 15機(jī)只有 10 噸。因此在整機(jī)參數(shù)不變下，可適當(dāng)加大鏟斗斗容量、提高生產(chǎn)率。抓斗可以強(qiáng)制切土和閉斗，使切削力和閉斗力都提高。6.易于實(shí)現(xiàn)三化、提高質(zhì)量。液壓元件易于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化。便于組織專業(yè)化生產(chǎn)，進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低成本

12、。7.易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。便于與電、氣動(dòng)聯(lián)合組成自動(dòng)控制和遙控系統(tǒng)。*大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）31 回轉(zhuǎn)支撐的構(gòu)造和特點(diǎn)回轉(zhuǎn)支撐的構(gòu)造和特點(diǎn)1.1 轉(zhuǎn)柱式回轉(zhuǎn)支撐的構(gòu)造和特點(diǎn)轉(zhuǎn)柱式回轉(zhuǎn)支承常用于懸掛式液壓挖掘機(jī)上，回轉(zhuǎn)部分的轉(zhuǎn)角一般等于或小于，180其構(gòu)造如圖 11 所示。它由焊接在回轉(zhuǎn)體 1 上、下支承軸 4 和 6 及上、下軸承座 3 和 7組成。軸承座用螺栓固定在機(jī)架 5 上。通過插座在支承軸 6 上的液壓馬達(dá) 2 使回轉(zhuǎn)體 1轉(zhuǎn)動(dòng)。圖 11 轉(zhuǎn)柱式回轉(zhuǎn)支承作用在軸承座上的載荷有垂直力 V 和水平力 H 或 H ，因此常成對地采用單列圓錐12滾子軸承，也有采用球軸承的，較少采用滑動(dòng)軸承?；剞D(zhuǎn)

13、體常制成半封閉的矩形以避免*大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）4與回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相碰撞。液壓缸驅(qū)動(dòng)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)形式略有差異。1.2 滾動(dòng)軸承式回轉(zhuǎn)制成的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn) 1.3 滾動(dòng)軸承式回轉(zhuǎn)支承的系列標(biāo)準(zhǔn)及其具體選型 接觸角040dmmkNCa2160045*大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）52 2 單排四點(diǎn)接觸球式回轉(zhuǎn)支撐的受力分析單排四點(diǎn)接觸球式回轉(zhuǎn)支撐的受力分析研究滾動(dòng)軸承式回轉(zhuǎn)支撐的受力狀態(tài)在于求出滾動(dòng)體所受的最大作用力，以便驗(yàn)算滾動(dòng)體與滾道的接觸強(qiáng)度?；剞D(zhuǎn)支承的座圈是一個(gè)以滾動(dòng)體為支點(diǎn)的多支點(diǎn)彈性體，承受著軸向載荷，傾覆力矩和徑向載荷。設(shè)內(nèi)座圈與轉(zhuǎn)臺(tái)固定，外座圈與底架pGMpH固定，力的傳遞路線是轉(zhuǎn)臺(tái)經(jīng)內(nèi)座

14、圈，滾動(dòng)體，外座圈到底架如圖所示。內(nèi)力分布2 1與內(nèi)外座圈的剛度，滾動(dòng)體和滾道1.內(nèi)外座圈為絕對剛體，受力后變形只發(fā)生在滾動(dòng)體與滾道接觸處。加工精度有關(guān)，為簡化計(jì)算，假定：2.滾動(dòng)體與滾道接觸良好，無加工誤差，無軸向間隙和徑向間隙。內(nèi)力計(jì)算有變形疊加法和載荷疊加法，后者僅適于作用力和變形是線性關(guān)系的情況?？紤]到載荷疊加法比較簡單，計(jì)算結(jié)果能滿足要求，因此仍采用載荷疊加法計(jì)算內(nèi)力，即上述三種載荷在滾動(dòng)體上引起的正壓力分別計(jì)算后再疊加。由于本次設(shè)計(jì)中所采用的單排球回轉(zhuǎn)支承是四點(diǎn)球式的，所以以下受力分析僅就單排球式回轉(zhuǎn)支承作以下簡單分析和計(jì)算。2.1計(jì)算GP在作用下，根據(jù)上述假定每一個(gè)滾動(dòng)體對滾道的

15、正壓力為pGGP1sinPGGPZ式中： 滾動(dòng)體總數(shù)Z 滾動(dòng)體與滾道的接觸角（即滾道上力的作用線與垂直于回轉(zhuǎn)支承軸線的平1面之間的夾角） 。2.2計(jì)算maxMP*大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）6在傾覆力矩 M 作用下，按照上述假定滾動(dòng)體與滾道之間的彈性接觸與橫坐標(biāo) X成比例。令受載最大的滾動(dòng)體其變形量為，則有maxmaxcos為簡化計(jì)算，暫時(shí)忽略接觸角的影響。按照彈性接觸理論，正壓力與變形的1MP關(guān)系為 1.5MPk1.5maxmaxMPk式中： k比例常數(shù)，與滾動(dòng)體和滾道的幾何尺寸、材料和接觸情況有關(guān)。于是1.5maxcosMMPP由于滾動(dòng)體數(shù)量很懂，可以認(rèn)為其變形時(shí)連續(xù)的，根據(jù)力矩平衡條件max

16、014.37sinMMPZD2.3計(jì)算maxHP由于間隙的存在，使受載滾動(dòng)體的數(shù)目減少，因此上式中的系數(shù)應(yīng)酌情增加，即max1015(2.5)sinPPMPGHZD*大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）73 3 四點(diǎn)接觸球式回轉(zhuǎn)支承的校核計(jì)算四點(diǎn)接觸球式回轉(zhuǎn)支承的校核計(jì)算3.1 當(dāng)量負(fù)荷的計(jì)算dC 已知四點(diǎn)接觸球式的當(dāng)量負(fù)荷公式：052.5()dPPMCGHKND 式中： 滾道中心直徑（m）0D 作用在回轉(zhuǎn)支撐上的總軸向力PG()KN 作用在回轉(zhuǎn)支撐上的總傾覆力矩（）MKNm在力矩 M 作用平面內(nèi)的總徑向力PH()KNm 對于單斗液壓挖掘機(jī)，作用在回轉(zhuǎn)支承上的外負(fù)荷、和應(yīng)挖掘工況算出。PGMPH根據(jù)不同的

17、挖掘工況算出若干組值，選擇其中最大者作為dC計(jì)算量負(fù)荷。當(dāng)然，由于工作裝置的不同又可分為多種計(jì)算方法，由于本次設(shè)計(jì)中所采用的工作裝置為反鏟裝置，所以為了簡化設(shè)計(jì)過程，僅就此種工作裝置的計(jì)算過程作詳細(xì)分析，其它的情況則不予介紹。 工作裝置所處的位置對于的計(jì)算有著決定性的作用，一般情況下，dC只需計(jì)以下三各位置即可：（一） 斗桿垂直于地面，斗齒尖離地面以下 H 深處，用鏟斗液壓缸挖掘，使切向斗齒垂直與地面（如圖 31）*大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）8圖 31 斗桿垂直于地面時(shí)反鏟回轉(zhuǎn)支撐當(dāng)量負(fù)荷的計(jì)算位置由于本次設(shè)計(jì)的只是單斗液壓挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)部分的設(shè)計(jì)，所以對挖掘機(jī)其它部件的重量及其重心距回轉(zhuǎn)中心線的距

18、離只能參照已有廠商生產(chǎn)的類似單斗液壓挖掘機(jī)近似選取。下表各個(gè)部件的重量和其重心距離回轉(zhuǎn)中心線的距離（即力臂） 。1()1.5 2311.5()PHkW KNKN*大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）9圖 32 最大挖掘深度 H 處時(shí)反鏟回轉(zhuǎn)支撐當(dāng)量負(fù)荷的計(jì)算位置(三) 在停機(jī)面上最大挖掘半徑處用鏟斗液壓挖掘（圖 33）51 72 86 60 01()()i iiMkWrW rG rGrG r KNm 512601(cossin)()PiiGkWWGGG KN12(sincos)()PHk WWKN式中： 法向挖掘阻力與水平線所成夾角（） 。 *大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）10圖 33 在停機(jī)面上最大挖掘半徑處

19、反鏟回轉(zhuǎn)支撐當(dāng)量負(fù)荷的計(jì)算位置3.2 負(fù)荷能力 C的計(jì)算a0 3.3 連接螺栓計(jì)算（一）連接螺栓最大工作載荷計(jì)算：gP44 41.27110.2954()24 0.824pgGMPKNnDn式中：、意義同前面一樣111Z PG 螺栓分布直徑（m） ，一般取 D 等于內(nèi)圈螺栓分布圓直徑D 圈螺栓的數(shù)目n在上式中，當(dāng)軸向力指向支撐面取負(fù)號(hào)，當(dāng)軸向力使回轉(zhuǎn)支撐離開支撐面時(shí)PGPG取正號(hào)。*大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）11（二） 連接螺栓預(yù)緊力 P 計(jì)算y為了提高連接螺栓的疲勞強(qiáng)度，防止座圈和支撐面之間出現(xiàn)間隙，通常都有相當(dāng)大的預(yù)緊力，其大小按下式計(jì)算(1)2 4 (1 0.25)6()yygPkPxKN

20、 式中：工作載荷分配系數(shù)。對于不用彈簧墊的高強(qiáng)度螺栓常取 x=0.25x 結(jié)合面緊密性安全系數(shù)。一般取yk21.5 2.0yk 當(dāng)，時(shí)2yk 0.25x 1.5ygpP螺栓上的預(yù)緊應(yīng)力（MPa）110yyPF式中：F=螺紋根部的斷面積（cm ）2螺栓的預(yù)緊力通常是，為螺栓的屈服極限（MPa） 。(0.5 0.7)yss當(dāng)按算出的值超過時(shí)，應(yīng)增加螺栓直徑或改變材質(zhì)。110yyPFy0.7s為確保螺栓具有必要的預(yù)緊力，在擰緊螺紋和螺母斷面涂油的情況下，測力扳手的預(yù)緊扭矩為(Nm)0.290yyMPd式中：螺栓名義直徑（mm）d當(dāng)預(yù)緊力時(shí)0.6ys (Nm)350.07/10ysMd*大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)

21、計(jì)（論文）12(三)螺栓最大計(jì)算載荷計(jì)算jP (KN)jygPPx P當(dāng)時(shí)， (KN)1.5ygPP1.75jgPP(四)螺栓的強(qiáng)度計(jì)算3.4 回轉(zhuǎn)小齒輪參數(shù)的確定（三）大、小齒輪傳動(dòng)參數(shù)計(jì)算我準(zhǔn)備采用漸開線等變位齒輪傳動(dòng)(又稱高度變位齒輪傳動(dòng))。由于所以120,xx即其嚙合角等于分度圓壓力角，中心距等于標(biāo)準(zhǔn)中心距，節(jié),0,0aa yy 圓與分度圓重合，齒頂高不需要降低。對于等變位齒輪傳動(dòng)，為有利于強(qiáng)度的提高，小齒輪應(yīng)該采用正變位，大齒輪采用負(fù)變位，使大、小齒輪的強(qiáng)度趨于接近，從而使齒輪的承載能力提高。因此選取。120.35,0.35xx 已知121218,72,10,20 ,0.35,0.3

22、5.ZZmxx 表 34 漸開線變位齒輪傳動(dòng)參數(shù)計(jì)算表項(xiàng)目名稱符號(hào)計(jì)算公式小齒輪大齒輪變位系數(shù)x10.35x 20.35x 節(jié)圓直徑d(1,2)iiddz m i1180d 2720d 嚙合角20120220*大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）13齒頂高ah()aiaihhx m113.5ah26.5ah齒根高fh()fiaihhcx m19fh216fh齒頂圓直徑ad2aiiaiddh1207ad2707ad齒根圓直徑fd2fiifiddh1162fd2752fd中心距a12()/ 2add450a 中心距變動(dòng)系數(shù)y0y 4 4 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方式及其選擇回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方式及其選擇單斗液壓挖掘機(jī)對回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)

23、的計(jì)算要求是：1.在角加速度和回轉(zhuǎn)力矩不超過允許值的前提下，應(yīng)盡可能縮短回轉(zhuǎn)時(shí)間。在回轉(zhuǎn)部分慣性已知的情況下，角加速度的大小受最大回轉(zhuǎn)力矩的限制，該力矩不應(yīng)超過行走部分與地面的附著力矩。2.回轉(zhuǎn)時(shí)工作裝置的動(dòng)載系數(shù)不應(yīng)超過允許值。非全回轉(zhuǎn)的挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)時(shí)，工作裝置不應(yīng)碰撞定位器。3.回轉(zhuǎn)能量損失最小。4.1 半回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)*大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）14葉片液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，轉(zhuǎn)角大，轉(zhuǎn)矩穩(wěn)定，空間尺寸小，但馬達(dá)加工精度要去較高，工作效率底。4.2 全回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)全回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，按液動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)類型可以分為“高速方案”和“低速方案”兩類。由高速液壓馬達(dá)經(jīng)齒輪減速箱帶動(dòng)回轉(zhuǎn)小齒輪繞

24、回轉(zhuǎn)支承上的固定齒圈滾動(dòng)，促使轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)的成為高速方案。斜軸式高速液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)較為常用，其傳動(dòng)方式可以是采用兩級(jí)正齒輪傳動(dòng)，也可以采用一級(jí)正傳動(dòng)和一級(jí)行星齒輪傳動(dòng)，還可以是兩級(jí)行星齒輪傳動(dòng)，另外，傳動(dòng)方式 1（圖 4-1）：定量泵 1 向高壓管路 2 共油，當(dāng)壓力過高時(shí)可由安全閥 3溢流。操縱換向閥 4，高壓油經(jīng)管路 2 進(jìn)入回轉(zhuǎn)馬達(dá) 5，馬達(dá)出口的低壓油經(jīng)管路和換向閥流回油箱，馬達(dá)從而轉(zhuǎn)動(dòng)起來?；剞D(zhuǎn)方向由換向閥控制，當(dāng)操縱桿向前時(shí)（即圖 4-1中的換向閥鋅往上移） ，轉(zhuǎn)臺(tái)向右轉(zhuǎn);當(dāng)操縱桿向后時(shí)（即圖中換向閥芯往下移） ，轉(zhuǎn)臺(tái)向左移。當(dāng)操縱桿處于中位時(shí)（即圖中位置） ，發(fā)達(dá)進(jìn)、出口油路

25、被切斷，在轉(zhuǎn)臺(tái)上不慣性力矩作用下立即制動(dòng)，過載閥起制動(dòng)作用，慣性能為液壓油所吸收，如果超過過載閥 6的壓力，部分油經(jīng)過載閥 6 流回油箱，馬達(dá)繼續(xù)回轉(zhuǎn)，直到低于過載閥的壓力，馬達(dá)才停止轉(zhuǎn)動(dòng)，過載閥起緩沖保護(hù)作用。而馬達(dá)吸腔由于壓力較小，低壓油經(jīng)單向閥 7 及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)油，以防止吸空，損壞馬達(dá)。由此可見，純液壓制動(dòng)的制動(dòng)力矩，取決于過載閥的調(diào)定壓力。*大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）15圖 4-1 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的液壓系統(tǒng)傳動(dòng)方式簡圖傳動(dòng)方式 2：與 1 不同在于增設(shè)了一個(gè)附加機(jī)械制動(dòng)器。因此轉(zhuǎn)臺(tái)的制動(dòng)是通過液壓制動(dòng)和機(jī)械制動(dòng)的共同作用來實(shí)現(xiàn)的。為了取得良好的制動(dòng)效果，可以再加一個(gè)節(jié)流閥。傳動(dòng)方式 3：如圖 4

26、-2 所示，換向閥處于中間位置時(shí)，馬達(dá)的進(jìn)、出口油路互相接通，在轉(zhuǎn)臺(tái)上部轉(zhuǎn)動(dòng)慣量作用下，馬達(dá)可自由回轉(zhuǎn)而不產(chǎn)生液壓制動(dòng)力矩。轉(zhuǎn)臺(tái)的制動(dòng)僅僅靠機(jī)械制動(dòng)器來實(shí)現(xiàn)。*大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）16 圖 4-2 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的液壓系統(tǒng)傳動(dòng)方式簡圖傳動(dòng)方式 49：由于采用了變量泵驅(qū)動(dòng)，其啟動(dòng)特性與定量泵驅(qū)動(dòng)時(shí)不一樣，但制動(dòng)特性與定量泵驅(qū)動(dòng)時(shí)的相應(yīng)方式類似。 （由于本次設(shè)計(jì)中所采用的為定量泵，因此，這些傳動(dòng)方式這里就不再進(jìn)行介紹了）*大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）175 5 回轉(zhuǎn)阻力矩的分析和計(jì)算方法回轉(zhuǎn)阻力矩的分析和計(jì)算方法單斗液壓挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)時(shí)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)阻力矩按下式計(jì)算： swfwsiMMMMM(N /m)式中

27、： M回轉(zhuǎn)摩擦阻力矩(N /m)f M回轉(zhuǎn)風(fēng)阻力矩(N /m)w M 由于停機(jī)面傾斜所引起的回轉(zhuǎn)坡度阻力矩(N /m)s M 回轉(zhuǎn)啟動(dòng)時(shí)的回轉(zhuǎn)慣性阻力矩(N /m)i挖掘機(jī)的工作時(shí)轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)角度一般在范圍內(nèi)，啟動(dòng)和制動(dòng)決定了回轉(zhuǎn)90 120過程的時(shí)間消耗和動(dòng)力消耗，因此慣性阻力矩是回轉(zhuǎn)過程的主要阻力矩，而其它則為次要阻力矩。5.1 回轉(zhuǎn)慣性阻力矩計(jì)算 (N /m)2iQrMjg式中：回轉(zhuǎn)角加速度（rad/s）0.105ntt其中為挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)速度（轉(zhuǎn)/分） ，為挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)角速度（rad/s） ，為回轉(zhuǎn)時(shí)間，一般取秒。2 5鏟斗內(nèi)所盛物料的重量（）重力加速度，可近似取.（）2sm物料重心到回轉(zhuǎn)中心

28、的距離（） 轉(zhuǎn)臺(tái)上各個(gè)部件和工作裝置對回轉(zhuǎn)中心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。i*大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）185.2 回轉(zhuǎn)摩擦阻力矩計(jì)算 (N /m)0()2fdGMHDMNN式中：當(dāng)量摩擦系數(shù)d表 51 當(dāng)量摩擦系數(shù)工況滾動(dòng)式軸承交叉滾柱式軸承正常周期0.0080.01回轉(zhuǎn)啟動(dòng)時(shí)0.0120.015回轉(zhuǎn)支撐的滾道中心直徑（m）0D由于外載荷 G和 M 的作用，在滾動(dòng)體上產(chǎn)生的法向壓力絕對值的總和（N）GMNP由于外載荷 H的作用，在滾動(dòng)體上產(chǎn)生的法向壓力絕對值的總和（N） 。HNP當(dāng)0.262時(shí)（對交叉滾柱式軸承）PG Me 0D或0.3時(shí)（對四點(diǎn)接觸球式軸承）PG Me 0D（N）1414GMPNG5.3

29、回轉(zhuǎn)風(fēng)阻力矩計(jì)算5.4 回轉(zhuǎn)坡度阻力矩計(jì)算*大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）19六六 轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)動(dòng)分析和最佳轉(zhuǎn)速的計(jì)算轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)動(dòng)分析和最佳轉(zhuǎn)速的計(jì)算單斗液壓挖掘機(jī)當(dāng)轉(zhuǎn)角較大時(shí)，轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)過程可由加速、勻速和減速三部分組成。在回轉(zhuǎn)過程中的轉(zhuǎn)角、角速度、角加速度、啟動(dòng)力矩和制動(dòng)力矩、液壓功率與時(shí)間的關(guān)系如圖 6-1 所示。 （對于定量泵而言）圖 6-1 單斗液壓挖掘機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)動(dòng)特性下面進(jìn)一步研究上述參數(shù)在回轉(zhuǎn)過程中的相互關(guān)系。6.1 轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)動(dòng)分析*大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）206.1.16.1.1 起動(dòng)加速過程起動(dòng)加速過程如圖 62 所示為定量泵驅(qū)動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)臺(tái)起動(dòng)扭矩變化的實(shí)測情況。圖中表示由于DM閥的動(dòng)態(tài)特性所引起的

30、作用在轉(zhuǎn)臺(tái)上的瞬時(shí)力矩；表示最大起動(dòng)力矩；表示作SMSM k用在轉(zhuǎn)臺(tái)上的平均起動(dòng)力矩；表示液壓泵壓力從靈到最大值的升壓時(shí)間，一般在 0.10t秒以內(nèi)。K 是與靜摩擦和動(dòng)摩擦有關(guān)的系數(shù)，其值 0.850.92。圖 6-2 定量泵驅(qū)動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)臺(tái)啟動(dòng)力矩變化實(shí)測情況圖 6-3 定量泵驅(qū)動(dòng)時(shí)角速度與時(shí)間關(guān)系*大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）21圖 6-4 定量泵驅(qū)動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)角與時(shí)間關(guān)系6.1.26.1.2 制動(dòng)減速過程制動(dòng)減速過程*大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）22圖 6-5 液壓制動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)臺(tái)制動(dòng)力矩變化實(shí)測情況圖 6-6 制動(dòng)時(shí)角速度與時(shí)間關(guān)系根據(jù)式 6-9 和圖 67 的坐標(biāo)系建立轉(zhuǎn)角對制動(dòng)時(shí)間 t的微分方程BB)(BZ

31、BBttJkMdtd其通解 CttJkMBZBB2)(2當(dāng)時(shí) 解得0Bt 0B22BZM kCtJ故特解 22()22BBBZBZM kM ktttJJ *大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）23圖 6-7 制動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)角與時(shí)間關(guān)系當(dāng)時(shí) BZttZB即 (rad) (6-13)22BZZM ktJ (rad) (6-14)22QBJM k (rad) （6-15）22QSJM kC6.1.36.1.3 勻速過程勻速過程當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)角較大時(shí)才會(huì)出現(xiàn)勻速過程（還有一種區(qū)分方法就是，用梯形速度圖計(jì)算最佳轉(zhuǎn)速時(shí)采會(huì)有勻速過程，三角形速度圖則不具有勻速過程，注意） ?？稍O(shè)轉(zhuǎn)臺(tái)單向回轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)角為，勻速階段的轉(zhuǎn)角為，勻速回轉(zhuǎn)時(shí)

32、間為，則yyt （6-16）211()()2QyQZSJMkCk*大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）24 （6-17）211()2QSYyQQJMkCkt6.1.46.1.4 空斗時(shí)轉(zhuǎn)臺(tái)返回過程空斗時(shí)轉(zhuǎn)臺(tái)返回過程 QJM 型液壓馬達(dá)與各種油泵、閥及液壓組件組成液壓傳動(dòng)裝置，由于它在設(shè)計(jì)上采取了一定措施、故可適應(yīng)各種機(jī)器工況。該型馬達(dá)具有重量輕、體積小、調(diào)速范圍大、可有級(jí)變量、工作可靠、壽命長等優(yōu)點(diǎn)。目前已應(yīng)用于礦山工程、起重運(yùn)輸、冶金、船舶、機(jī)床、塑料加工、地質(zhì)探勘等領(lǐng)域。主要裝置在履帶行走、軌道輪子驅(qū)動(dòng)、各種回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、勘探鉆孔、絞車提升、皮帶運(yùn)輸傳動(dòng)、物料攪拌、路面切割、船舶推進(jìn)、塑料注射等部位。 6

33、.3.16.3.1 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的參數(shù)選擇回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的參數(shù)選擇在設(shè)計(jì)中，計(jì)算轉(zhuǎn)臺(tái)最佳轉(zhuǎn)速時(shí)需要預(yù)先確定轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，起動(dòng)力矩和制動(dòng)力矩，轉(zhuǎn)角范圍。這些參數(shù)的正確選擇，對回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性是由決定性意義的。（一）轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算對于采用反鏟工作裝置時(shí)，可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式滿斗回轉(zhuǎn)時(shí)：53128JG空斗回轉(zhuǎn)時(shí)：53072JG由設(shè)計(jì)任務(wù)書我們知道，代入上式可得：10Gt 滿斗回轉(zhuǎn)時(shí)： Nms59412.3J 2 空斗回轉(zhuǎn)時(shí)： Nms033419.4J 2所以， ,式中 G單斗液壓挖掘機(jī)的整機(jī)重量（t）. 78. 10JJ*大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）25(二) 回轉(zhuǎn)所需起動(dòng)力矩和制動(dòng)力矩估算6.3.26.3.2

34、轉(zhuǎn)角的選取轉(zhuǎn)角的選取 從轉(zhuǎn)臺(tái)最佳轉(zhuǎn)速的計(jì)算公式我們可以知道，當(dāng)參數(shù) M 、J、C、k 確定后，轉(zhuǎn)臺(tái)最佳轉(zhuǎn)S速取決于轉(zhuǎn)角，轉(zhuǎn)角大則轉(zhuǎn)速高，轉(zhuǎn)角小則轉(zhuǎn)速低。因此，對轉(zhuǎn)角的合理選擇應(yīng)該重視。一般情況下，中小型液壓挖掘機(jī)轉(zhuǎn)角范圍在之間，標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)角選擇在之75 13590 120間比較適當(dāng)，結(jié)合本設(shè)計(jì)實(shí)際情況，這里選取，即。1051.832180rad1056.4 回轉(zhuǎn)速度和時(shí)間的計(jì)算 這里同樣有兩種計(jì)算方法，我將分別對其進(jìn)行計(jì)算，并對比起結(jié)果（一） 按三角速度圖計(jì)算1.液壓馬達(dá)所需功率028098.541 0.90 1.10832.9610001000 0.85sQM KNKW 式中： Nm 28098

35、.541sM 0.90K 85. 002.轉(zhuǎn)臺(tái)最佳轉(zhuǎn)速 00max3010003.1211(1) (1)NnnJC 31000 70.5 120 0.853.121132751.01 (1 1.78) (1)1.6*大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）26 11.39( / min)r 式中： 105 Nms59412.3J 2 1.6C 由此得 sradn/192. 130maxmax 3.回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)速比max403.51211.39nin由此得 M=26109.4 Nm07.4250495. 095. 0512. 313410SMQ2s則 MNm NmBM5 .40458384. 129233CS2s6

36、 .40014ZM2s所以，馬達(dá)選取是合理的。4.校核最佳轉(zhuǎn)速 3000max)11 (1000121. 3CJNn 31000 32.96 105 0.853.121133419.4 (1)11.6 11.809 / minr式中: 0.90k 與前計(jì)算的最佳轉(zhuǎn)速基本相等，固選取合理。5. 滿斗單向最大速度 sradQ/926. 078. 1236. 1max6. 回轉(zhuǎn)循環(huán)時(shí)間*大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）27 0max0maxQQQZQZSSSSJJJJTttttM KM KCM KM KC （6-40）0max1(1)(1)( )SJsCM k133419.4 1.236(1)( 1.781

37、)1.628098.541 0.9 4.84( ) s7. 各階段的延續(xù)時(shí)間，角加速度和轉(zhuǎn)角 = =1.007 rad 2.015QQSJtsM k20.37/SQM krad sJQkMJSQ22 = =0.630rad 1.260QZSJtsM kC20.51/SZM kCrad sJZkMJBQ22 =1.009 rad 0max1.633QSJtsM k200.65/SQM krad sJQkMJS2max20 =0.631 rad 0max1.021ZSJtsM kC200.91/SZM kCrad sJZkMJB2max20(二) 按梯形速度圖計(jì)算 1.轉(zhuǎn)臺(tái)最佳轉(zhuǎn)速 3000max

38、)11 (1000121. 3CJNn 3)6 .1111 (4 .3341985. 010596.321000121. 3 r/min11.809則 ， maxmax1.2360.926/Qrad s 2. 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)速比*大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）28max403.60711.809nin由此得 NM NM 6246 8.697 0.95 0.9536843SM 29233所以，轉(zhuǎn)矩沒有問題。3. 校核 與前面計(jì)算的最佳轉(zhuǎn)速有不小的差距，所以對于本次設(shè)計(jì)，采用這種計(jì)算方法不太合適，還是采用第一種三角形速度圖無勻速階段的計(jì)算方法較為合適。對于，梯形圖速度法，這里就不再繼續(xù)計(jì)算了。4.回轉(zhuǎn)循環(huán)時(shí)間

39、0max0max4.84( )QQQZQZSSSSJJJJTttttsM KM KCM KM KC有配套圖紙，請咨詢有配套圖紙，請咨詢 QQ： 1716150662溫馨提醒：本文為論文的部分內(nèi)容。溫馨提醒：本文為論文的部分內(nèi)容。結(jié)束語結(jié)束語參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1吉林工業(yè)大學(xué)閻書文主編。機(jī)械式挖掘機(jī)設(shè)計(jì)M。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1982.2東北工學(xué)院李健成主編。礦山機(jī)械（裝載機(jī)部分）M。北京：冶金工業(yè)出版社，1981.*大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）293天津工程機(jī)械研究所單斗液壓挖掘機(jī)編寫組.單斗液壓挖掘機(jī)M.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1977.4孔德文,趙克利,徐寧生. 液壓挖掘機(jī)M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.5黃東勝,邱斌.現(xiàn)代挖掘機(jī)械M. 北京：人民交通出版社，2003.6張鐵. 液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)、原理及使用M.山東：中國石油大學(xué)出版社，2002.7同濟(jì)大學(xué)編.單斗液壓挖掘機(jī)M. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，1980.8劉延俊.液壓元件使用指南M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.9成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)圖冊零部件的結(jié)構(gòu)與組合M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1997.10濮良貴 紀(jì)名剛主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）M. 北京：高等教育出版社，2006.11孫桓 ；陳作模 葛文杰主編. 機(jī)械原理（第七版）M. 北京：高等教育出版社，2006.