第1章 绪论 1
1.1挖掘机械的发展历史 1
1.2挖掘机械的分类 4
1.3挖掘机的应用情况 8
1.4挖掘机的技术现状 11
1.4.1国外发展现状 11
1.4.2国内发展概况 15
1.5挖掘机械的发展趋势 17
1.5.1机、电、液、信一体化技术在液压挖掘机上的应用 18
1.5.2电子-液压集成控制 19
1.5.3传感器技术 20
1.5.4虚拟现实技术（VR）的研究与发展 20
1.5.5其他重要相关技术 20
第2章 单斗液压挖掘机的构造 22
2.1单斗液压挖掘机的组成和工作原理 22
2.1.1液压挖掘机的型号标记 22
2.1.2单斗液压挖掘机的组成 23
2.1.3反铲挖掘机的作业过程及基本作业方式 26
2.1.4反铲液压挖掘机作业方式的应用 28
2.2动力装置 30
2.2.1发动机的基本概念 30
2.2.2涡轮增压发动机的工作原理 31
2.2.3涡轮增压发动机的使用 32
2.2.4中冷器 34
2.2.5发动机控制技术简介 34
2.3工作装置 35
2.3.1反铲工作装置 36
2.3.2正铲工作装置 57
2.4回转平台 74
2.4.1回转平台的结构 74
2.4.2回转平台上各部件的布置及转台平衡 75
2.5回转支承 78
2.5.1转柱式回转支承 78
2.5.2滚动轴承式回转支承 79
2.6回转驱动装置 83
2.6.1半回转的回转驱动装置 84
2.6.2全回转的回转驱动装置 86
2.7中央回转接头 95
2.8行走装置 99
2.8.1履带式行走装置的结构形式 99
2.8.2履带式行走装置的传动方式 115
2.8.3轮胎式行走装置 125
第3章 液压挖掘机的总体设计 148
3.1液压挖掘机总体设计的内容及设计原则 148
3.1.1确定机种和机型 148
3.1.2确定设计原则 149
3.1.3确定整机结构方案并拟定设计任务书 153
3.2单斗液压挖掘机的主参数 162
3.3单斗液压挖掘机主参数的选择方法 164
3.3.1主参数选择的基本依据 165
3.3.2主参数的确定方法 165
第4章 工作装置铰接点几何设计 172
4.1反铲工作装置的运动分析 172
4.1.1符号约定与坐标系的建立 173
4.1.2回转平台（转台）的运动分析 175
4.1.3动臂的运动分析 176
4.1.4斗杆的运动分析 179
4.1.5铲斗及铲斗连杆机构的运动分析 182
4.1.6反铲挖掘机的主要作业参数 186
4.1.7反铲挖掘机的作业范围和挖掘包络图 199
4.2反铲工作装置的设计 205
4.2.1反铲工作装置结构方案的确定 207
4.2.2铲斗结构参数的确定 211
4.2.3普通反铲动臂机构的设计 217
4.2.4反铲斗杆机构的设计 227
4.2.5反铲铲斗连杆机构的设计 233
4.2.6反铲工作装置设计的混合法 249
第5章 挖掘力分析计算 257
5.1工作液压缸的理论挖掘力 257
5.1.1铲斗液压缸的理论挖掘力 258
5.1.2斗杆液压缸的理论挖掘力 260
5.2整机的理论挖掘力 263
5.3整机的实际挖掘力 282
5.4挖掘图 283
5.4.1挖掘图的绘制 283
5.4.2挖掘图实例分析 284
5.5工作装置的设计合理性分析 296
5.5.1工作尺寸和部件的摆角范围 297
5.5.2挖掘力和挖掘速度 297
5.5.3挖掘功率 299
5.5.4各液压缸的作用力矩及其匹配情况 300
5.5.5整机稳定性和附着性能 301
5.6整机最大挖掘力的确定 301
5.6.1整机最大挖掘力的数学模型 302
5.6.2选择优化方法计算 302
5.6.3实例分析 303
第6章 挖掘机的稳定性 306
6.1稳定性的概念 306
6.2稳定性工况的选择及稳定系数的计算 308
6.2.1建立坐标系 308
6.2.2影响稳定性的因素及其数学表达 308
6.2.3不同工况的稳定性系数计算公式 310
6.3最不稳定姿态的确定 318
第7章 挖掘机部件受力分析 324
7.1铲斗及铲斗连杆机构的受力分析 325
7.2斗杆及斗杆机构的受力分析 329
7.3动臂及动臂机构的受力分析 333
7.4偏载及横向力的计算 336
7.5回转平台的受力分析 340
7.6履带式液压挖掘机接地比压分析 343
第8章 主要结构件的强度分析 349
8.1静态强度分析方法及其判定依据 349
8.1.1静态强度分析方法概述 349
8.1.2静态强度分析判定依据 351
8.2静态强度分析工况和计算位置的选择 353
8.3工作装置的静强度分析 354
8.3.1动臂的静强度分析 354
8.3.2斗杆的静强度分析 365
8.3.3铲斗的有限元静强度分析 372
8.4转台的强度分析 373
8.4.1转台强度计算的选择工况 373
8.4.2转台的载荷形式 375
8.4.3转台有限元模型的载荷施加方式 375
8.5履带式液压挖掘机底架的分析计算 376
8.5.1底架强度计算的选择工况 377
8.5.2底架的载荷形式 378
8.5.3底架有限元模型的载荷施加方式 380
8.6滚动轴承式全回转支承的选型计算 385
8.7全回转驱动机构的选型计算 388
8.8工作装置的动态强度分析及其他 392
8.8.1动态特性分析的目的 393
8.8.2整体模型建立的问题及处理方法 393
8.8.3载荷谱的选择 393
8.8.4结果分析 393
第9章 液压系统 395
9.1液压挖掘机的工况特点及其对液压系统的要求 395
9.1.1挖掘机的工况特点 395
9.1.2挖掘机对液压系统的要求 400
9.2液压系统的主要类型和特点 401
9.2.1液压泵的几个主要性能参数及液压系统分类 401
9.2.2定量系统 403
9.2.3变量系统 407
9.2.4开式系统和闭式系统 416
9.2.5单泵系统和多泵系统 417
9.2.6串联系统和并联系统 418
9.3液压挖掘机的基本回路 419
9.3.1限压回路 419
9.3.2卸荷回路 421
9.3.3调速和限速回路 422
9.3.4行走限速补油回路 424
9.3.5回转缓冲补油回路 425
9.3.6支腿顺序动作及锁紧回路 426
9.4液压挖掘机的控制子系统 427
9.4.1先导型控制系统 428
9.4.2负流量控制系统 434
9.4.3正流量控制系统 437
9.4.4负荷传感控制系统 438
9.4.5液压挖掘机的发动机控制系统 444
9.5液压挖掘机的整机控制系统 451
9.5.1液压油温度控制系统 452
9.5.2液压挖掘机工况检测与故障诊断系统 453
9.5.3自动挖掘控制系统 455
9.5.4遥控挖掘机 455
9.6执行元件的辅助控制回路 456
9.6.1行走自动二速系统 456
9.6.2行走直驶控制系统 458
9.6.3转台回转摇晃防止机构 459
9.6.4工作装置控制系统 459
9.7液压系统的设计及性能分析 460
9.7.1明确设计要求及分析工况特征 461
9.7.2确定液压系统主要参数 474
9.7.3液压系统方案的拟定 475
9.7.4系统初步计算及液压元件的选择 478
9.7.5液压系统性能分析 488
9.7.6绘制系统图和编写技术文件 494
第10章 液压挖掘机的试验 495
10.1整机试验及其相关标准 495
10.1.1整机定置试验 496
10.1.2倾翻力矩与挖掘力试验 498
10.1.3行驶性能试验 503
10.1.4空运转试验 508
10.1.5作业试验 508
10.1.6工业性试验 510
10.1.7技术要求与相关标准 511
10.2主要机构和部件的试验 513
10.2.1回转试验 513
10.2.2结构强度试验 516
10.2.3液压系统试验 516
10.3环保与排放试验 520
10.3.1噪声试验 520
10.3.2振动试验 525
10.3.3排放试验 526
10.4安全性试验 528
10.4.1防护装置试验 528
10.4.2起重量试验 532
10.4.3其他安全装置试验 536
参考文献 540