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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