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第1章 绪论1

1.1 挖掘机械的发展史2

1.2 挖掘机械的分类4

1.3 挖掘机的应用情况7

1.4 挖掘机的技术现状7

1.4.1 国外发展现状7

1.4.2 国内发展概况10

1.5 挖掘机械的发展趋势11

思考题14

第2章 单斗液压挖掘机的总体结构与总体方案设计15

2.1 液压挖掘机的型号标记16

2.2 单斗液压挖掘机的组成和工作原理17

2.2.1 动力装置18

2.2.2 工作装置20

2.2.3 回转驱动装置及回转支承22

2.2.4 行走装置23

2.2.5 液压系统23

2.2.6 操纵装置23

2.2.7 电气系统23

2.2.8 润滑系统24

2.2.9 热平衡系统27

2.2.10 其他辅助系统29

2.3 反铲挖掘机的作业过程及基本作业方式29

2.4 液压挖掘机的总体设计30

2.4.1 液压挖掘机总体设计的内容及设计原则30

2.4.2 确定整机结构方案并拟定设计任务书32

2.5 单斗液压挖掘机的基本参数和主要参数38

2.6 单斗液压挖掘机主要参数的选择方法40

2.6.1 选择主要参数的基本依据40

2.6.2 确定主要参数的方法40

思考题45

第3章 反铲工作装置的构造与设计47

3.1 反铲工作装置的整体结构形式48

3.2 反铲挖掘机的作业过程及基本作业方式49

3.3 反铲动臂的结构形式50

3.4 动臂液压缸的布置方式53

3.5 反铲斗杆的结构形式55

3.6 动臂与斗杆的连接方式56

3.7 反铲铲斗连杆机构57

3.8 反铲铲斗的结构形式58

3.9 反铲工作装置的几何关系及运动分析62

3.9.1 符号约定与坐标系的建立62

3.9.2 回转平台（转台）的运动分析64

3.9.3 动臂机构的几何关系及运动分析65

3.9.4 斗杆机构的几何关系及运动分析67

3.9.5 铲斗及铲斗连杆机构的几何关系及运动分析69

3.9.6 反铲挖掘机的主要作业参数71

3.9.7 反铲挖掘机的作业范围和挖掘包络图77

3.10 反铲工作装置铰接点位置的确定82

3.10.1 反铲工作装置结构方案的确定83

3.10.2 铲斗结构参数的确定86

3.10.3 普通反铲动臂机构的设计90

3.10.4 反铲斗杆机构的设计95

3.10.5 反铲铲斗连杆机构的设计99

3.10.6 反铲工作装置设计的混合方法108

思考题113

第4章 反铲液压挖掘机挖掘力的分析计算115

4.1 工作液压缸的理论挖掘力116

4.1.1 铲斗液压缸的理论挖掘力116

4.1.2 斗杆液压缸的理论挖掘力118

4.2 整机的理论挖掘力119

4.3 整机的实际挖掘力131

4.4 挖掘图131

4.4.1 挖掘图的绘制131

4.4.2 挖掘图实例分析132

4.5 工作装置的设计合理性分析141

4.6 整机最大挖掘力的确定145

4.6.1 整机最大挖掘力的数学模型145

4.6.2 选择优化搜索方法145

4.6.3 实例分析146

思考题147

第5章 正铲液压挖掘机工作装置构造与设计149

5.1 普通正铲工作装置的机构形式和作业方式150

5.2 正铲挖掘装载装置及其结构特点153

5.2.1 普通型挖掘装载装置153

5.2.2 在动臂和转台之间增设辅助液压缸的挖掘装载装置154

5.2.3 在动臂和斗杆之间增设辅助液压缸的挖掘装载装置156

5.2.4 TRI—POWER型挖掘装载装置（三功能机构）157

5.3 正铲液压挖掘机的主要性能参数159

5.3.1 正铲液压挖掘机的主要作业尺寸159

5.3.2 正铲液压挖掘机的挖掘力及其计算159

5.3.3 正铲液压挖掘机的几何关系及其包络图162

思考题162

第6章 回转平台、回转支承及回转驱动装置165

6.1 回转平台166

6.1.1 回转平台的结构166

6.1.2 回转平台上各部件的布置及转台平衡166

6.2 回转支承168

6.2.1 转柱式回转支承168

6.2.2 滚动轴承式回转支承168

6.3 回转驱动装置171

6.3.1 半回转的回转驱动装置171

6.3.2 全回转的回转驱动装置172

6.4 中央回转接头178

6.5 转台的运动特点及载荷形式181

6.6 滚动轴承式全回转支承的选型计算181

6.6.1 回转支承选型计算的工况选择及载荷计算181

6.6.2 滚动轴承式全回转支承的当量载荷及载荷能力计算184

6.7 全回转挖掘机的转台回转阻力矩计算186

6.8 全回转驱动机构的选型计算188

思考题191

第7章 行走装置构造及设计193

7.1 履带式行走装置的结构形式194

7.1.1 行走架194

7.1.2 履带197

7.1.3 支重轮200

7.1.4 导向轮202

7.1.5 履带张紧装置203

7.1.6 驱动轮204

7.2 履带式行走装置205

7.2.1 履带式行走装置的传动方式205

7.2.2 履带式行走装置的设计211

7.3 轮胎式行走装置218

7.3.1 轮胎式行走装置的结构布置218

7.3.2 轮胎式行走装置的传动方式220

7.3.3 轮胎式挖掘机的悬挂装置224

7.3.4 轮胎式挖掘机的转向机构224

7.3.5 轮胎式挖掘机的支腿226

思考题230

第8章 挖掘机的稳定性分析233

8.1 稳定性的概念234

8.2 稳定性工况选择及稳定系数计算235

8.2.1 建立坐标系235

8.2.2 影响稳定性的因素及其数学表达235

8.2.3 不同工况的稳定性系数计算公式236

8.3 最不稳定姿态的确定242

思考题245

第9章 反铲挖掘机的部件受力分析247

9.1 铲斗及铲斗连杆机构的受力分析248

9.2 斗杆及斗杆机构的受力分析251

9.3 动臂及动臂机构的受力分析253

9.4 偏载及横向力的计入255

9.5 回转平台的受力分析257

9.6 履带式液压挖掘机接地比压分析259

思考题263

第10章 主要结构件的强度分析265

10.1 静态强度分析方法及其判定依据266

10.1.1 静态强度分析方法概述266

10.1.2 静态强度分析判定依据267

10.2 静态强度分析工况和计算位置的选择268

10.3 工作装置的静强度分析269

10.3.1 动臂的静强度分析269

10.3.2 斗杆的静强度分析275

10.3.3 铲斗的静强度分析279

10.4 转台的强度分析279

10.4.1 转台强度计算的选择工况279

10.4.2 转台的载荷形式281

10.4.3 转台有限元模型的载荷施加方式281

10.5 履带式液压挖掘机底架的强度分析281

10.5.1 底架强度计算的选择工况282

10.5.2 底架的载荷形式283

10.5.3 底架有限元模型的载荷施加方式284

10.6 工作装置的动态强度分析及其他287

思考题288

第11章 反铲挖掘机的液压系统289

11.1 液压挖掘机的工况特点及其对液压系统的要求290

11.1.1 挖掘机的工况特点290

11.1.2 挖掘机对液压系统的要求293

11.2 液压系统的主要类型和特点294

11.2.1 液压泵的主要性能参数及液压系统分类294

11.2.2 定量系统295

11.2.3 变量系统297

11.2.4 式系统和闭式系统303

11.2.5 单泵系统和多泵系统304

11.2.6 串联系统和并联系统304

11.3 液压挖掘机的基本回路305

11.3.1 限压回路305

11.3.2 卸荷回路306

11.3.3 调速和限速回路306

11.3.4 行走限速补油回路308

11.3.5 回转缓冲补油回路308

11.3.6 支腿顺序动作及锁紧回路309

11.4 执行元件的辅助控制回路310

11.4.1 行走自动二速系统310

11.4.2 行走直驶控制系统311

11.4.3 转台回转摇晃防止机构311

11.4.4 工作装置控制系统312

11.5 液压挖掘机的控制系统312

11.5.1 先导型控制系统313

11.5.2 负流量控制系统316

11.5.3 正流量控制系统318

11.5.4 负荷传感控制系统319

11.5.5 液压挖掘机的发动机控制系统322

11.6 液压挖掘机整机控制系统326

11.6.1 液压油温度控制系统326

11.6.2 液压挖掘机工况检测与故障诊断系统327

11.6.3 自动挖掘控制系统328

11.6.4 遥控挖掘机328

11.7 液压系统的设计及性能分析329

11.7.1 明确设计要求、分析工况特征330

11.7.2 确定液压系统主要参数332

11.7.3 液压系统方案的拟定332

11.7.4 系统初步计算及液压元件的选择334

11.7.5 液压系统性能分析340

11.7.6 绘制系统图和编写技术文件344

思考题345

第12章 液压挖掘机的试验347

12.1 整机试验及其相关标准348

12.1.1 整机定置试验348

12.1.2 倾覆力矩与挖掘力试验350

12.1.3 行驶性能试验354

12.1.4 空运转试验356

12.1.5 作业试验357

12.1.6 工业性试验358

12.1.7 技术要求与相关标准358

12.2 主要机构和部件的试验360

12.2.1 回转试验360

12.2.2 结构强度试验361

12.2.3 液压系统试验362

12.3 环保与排放试验365

12.3.1 噪声试验365

12.3.2 振动试验368

12.3.3 排放试验368

12.4 安全性试验370

12.4.1 防护装置试验370

12.4.2 起重量试验372

12.4.3 其他安全装置试验375

思考题376

参考文献377