【正文】 安徽工程大學畢業(yè)設計（論文）本科畢業(yè)(設計)論文題目：挖掘機構的設計，建模及運動仿真 Design of excavating mechanism，data modeling and motion simulation 課 題 類 型： 設計■ 實驗研究□ 論文□ 學 生 姓 名： 學 號： 3090104232 專 業(yè) 班 級： 車輛092班 學 院： 機械與汽車工程學院 指 導 教 師： （講師）201 3 年 6月 10日挖掘機構的設計，建模及運動仿真摘 要挖掘機構是挖掘機的工作裝置，是挖掘機最核心的部分，負責挖掘機的整個動作流程。挖掘機構主要包括動臂、斗桿、鏟斗。本文為研究挖掘機構在一個工作時間中的循環(huán)運動情況，對挖掘機構的每個部件進行了運動分析，結合數(shù)學和機構運動的知識，計算出各部分主要參數(shù)，利用Pro/E軟件進行建模，和運動仿真，同時得出相應的運動分析圖像，力求與實際情況相似，具有現(xiàn)實的研究意義。挖掘機作為一種重要的工程機械，在國家建設的方方面面都不可或缺。房屋新建、水利建設、礦山開發(fā)等等大大地解放了勞動力，提高了生產(chǎn)率。同時，它還可以持續(xù)使用，故研究其工作裝置具有重要的意義。采用傳統(tǒng)的運動分析方法往往工作量大、不精確和不直觀。而采用Pro/E建模和仿真，直觀清晰地體現(xiàn)了動作的時間和過程，簡單易懂，為整機設計和性能評估提供了相應的依據(jù)。關鍵詞：工作裝置；運動分析；建模；運動仿真IDesign of excavating mechanism, data modeling and motion simulationAbstractExcavator mechanism Which is excavator working device, is the core part of the excavator .It is responsible for the entire movement. excavator mechanism mainly prises a movable arm, boom, bucket. This article studies mining circular motion in a time of institutions. Each ponent of the digging mechanism is analysed, bining mathematics and motion worked out the main parameters of each part, It used Pro/E software to build up model, and the motion simulation, image analysis of the corresponding motion are strives to similar the actual it has the significance of reality. Excavator is a kind of important engineering machinery that in the national construction aspects are indispensable. It is used in housing construction, water conservancy construction, mining development, greatly reduces labor intensity,and improves productivity. At the same time, it also can be used continuously, so the study of its working device has important significance. Using the traditional analysis method is often heavy workload, not accurate and not intuitive. While the use of Pro/E modeling and simulation, clearly reflects the time and the process, so simple and easy to provides the basis for the design and performance evaluation.Keywords: working device。 motion analysis。 modeling。 simulation 5 目 錄目 錄 1 引 言 2 第1章 挖掘機的簡介 3 挖掘機整體結構 3 挖掘機的分類及主要特點 4 4 第2章 挖掘機的總體設計方案 6 6 6 7 7 第3章 各部分參數(shù)的確定 9 9 10 斗桿的運動分析 11 12 第4章 Pro/E建模和裝配 15 Proe 創(chuàng)建實體特征簡介 15 16 16 斗桿的建模 17 18 挖掘機各部分的裝配 20 裝配的概述 20 裝配的過程 21 第5章 PRO/E運動仿真工作裝置的運動 24 24 設置伺服電動機 25 28 29 運動軌跡曲線 29 測量曲線 30 結論與展望 32 致謝 33 參考文獻 34 插圖清單圖 11 挖掘機的整體結構示意圖………………………………………………………6圖 12 液壓挖掘機反鏟工作裝置………………………………………………………7圖21 整體式彎動臂……………………………………………………………………10圖22 整體式斗桿………………………………………………………………………10圖23 常用鏟斗形式……………………………………………………………………11圖31 挖掘機工作及外形尺寸示意圖…………………………………………………12圖32 挖掘機工作裝置尺寸計算示意圖………………………………………………13圖33 動臂運動分析的計算圖 ………………………………………………………13圖34 斗桿運動分析計算圖…………………………………………………………15圖35 鏟斗的運動分析…………………………………………………………………17圖41 拉伸的展示………………………………………………………………………18圖42 旋轉的展示………………………………………………………………………19圖43 掃描的展示………………………………………………………………………19圖44 動臂側板的建?！?9圖45 動臂耳座的建模…………………………………………………………………20圖46動臂與斗桿連接處建?！?0圖47 動臂的整體建模完成……………………………………………………………20圖48 斗桿輪廓的建?！?0圖49 與動臂油缸連接處………………………………………………………………21 圖410 與鏟斗連接處…………………………………………………………………21圖411斗桿的整體建模完成……………………………………………………………21圖412 草繪拉伸輪廓 …………………………………………………………………22圖413抽殼………………………………………………………………………………22圖414拉伸鏟斗與斗桿連接處 …………………………………………………………22圖415拉伸，陣列形成鏟齒……………………………………………………………22圖416 液壓缸原件………………………………………………………………………22圖417 連接件 …………………………………………………………………………22圖418 機倉………………………………………………………………………………22圖419 底座………………………………………………………………………………23圖420 機倉的裝配………………………………………………………………………24圖421 動臂的裝配………………………………………………………………………24圖422 液壓缸元件的裝配 ……………………………………………………………25圖423 動臂液壓缸的裝配………………………………………………………………25圖424 動臂與斗桿的裝配………………………………………………………………25圖425 斗桿液壓缸和鏟斗的裝配………………………………………………………25圖426 鏟斗液壓缸的裝配………………………………………………………………26圖51 Pro/E拖動的界面………………………………………………………………27圖52 快照3的選擇……………………………………………………………………28圖53 快照3………………………………………………………………………………28圖54 伺服電動機的定義1………………………………………………………………28圖55 伺服電動機的定義2…………………………………………………………29圖56 伺服電動機起始時間的設置…………………………………………………29圖57 挖掘機最終機構建模…………………………………………………………31圖58 仿真的初始狀態(tài)的設置………………………………………………………32圖59 挖掘機仿真運動狀態(tài)1 ………………………………………………………32圖510 挖掘機仿真運動狀態(tài)2………………………………………………………32圖511挖掘機仿真運動狀態(tài) 3 ………………………………………………………33圖512挖掘機仿真運動狀態(tài)4…………………………………………………………33圖513 挖掘機鏟斗的軌跡曲線…………………………………………………………33圖514 挖掘機鏟斗位置時間曲線………………………………………………………34插表清單表31 挖掘機工作及外形尺寸參數(shù)表…………………………………………………12表41Pro/E連接方式的解釋說明………………………………………………………23表51 17個伺服電動機參數(shù)設置表……………………………………………………29引 言液壓挖掘機是一種多功能挖掘機械，目前被廣泛應用于水利工程，交通運輸，電力工程和礦山采掘等機械施工中，它在減輕繁重的體力勞動，保證工程質(zhì)量。加快建設速度以及提高勞動生產(chǎn)率方面起著十分重要的作用。隨著人類活動領域的拓展，實際工程中對工作環(huán)境的要求越來越高，同 時對人的作業(yè)環(huán)境的要求也更加嚴格，于是在應用領域中存在的一些問題也愈來愈不容忽略。 早在1958年國內(nèi)便開始了液壓挖掘機的研制開發(fā)工作，隨后開發(fā)出一系列比較成熟的產(chǎn)品。當時出于受配件如發(fā)動機、液壓件及企業(yè)自身條件的影響，其質(zhì)量和產(chǎn)量遠未達到應有的水平，與國外同類產(chǎn)品相比也存在較大差距。到了80年代末和90年代初，世界各工業(yè)發(fā)達國家液壓挖掘機技術水平得到了迅速的提高，突出表現(xiàn)在追求高