【正文】 的座椅如圖 334 所示 。選擇座艙前傾斜面放置拉伸，草繪出如圖 323 的曲線后【拉伸】 25，【除料】，得到 前窗外輪廓。繪制如圖 所示 的曲線后【拉伸】 40 得到 其回轉(zhuǎn)體地板實(shí)體，圖形如下圖 31圖 314 所示 : 圖 313草繪 圖 314 拉伸實(shí)體 （ 2） 繼續(xù)拉伸，得到 下圖所示 實(shí)體 如下圖 315 所示 。其 大概外形 和設(shè)計(jì)繪制過(guò)程如下： （ 1） 【新建】 名字為 xingzoubufen 的【零件】 文件。選擇新建類型為【零件】，子類型為 【 實(shí)體 】 ， 勾選【使用缺省模板】，創(chuàng)建一個(gè)名為 dipanzhijia 的新文件，點(diǎn)擊確認(rèn)， 如圖 31所示， 然后在選用毫米制，再點(diǎn)擊確認(rèn)，進(jìn)入繪圖畫面 ，如圖 32 所示 。從某種意義上來(lái)講，液壓系統(tǒng)的性能決定著挖掘機(jī)的質(zhì)量與工作效率。泵利用這種能量泵出液體，在此過(guò)程中，機(jī)械能變成了壓力能和動(dòng)能。 7)迅速拓展電子化、自動(dòng)化技術(shù)在挖掘機(jī)上的應(yīng)用。例如，德國(guó)阿特拉斯公司生產(chǎn)的挖掘機(jī)裝有新 型的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)裝置，使挖掘機(jī)按最適合其作業(yè)要求的速度來(lái)工作 。 7 從 20世紀(jì)后期開始，國(guó)際上挖掘機(jī)的生產(chǎn)向大型化、微型化、多功能化、專用化和自動(dòng)化的方向發(fā)展 [1][2]。例如，中國(guó)第一拖拉機(jī)工程機(jī)械公司、廣西 玉柴 股份有限公司、 柳州工程機(jī)械廠等。 4） 中國(guó)正在搞開發(fā)建設(shè)，一些大項(xiàng)目特別是西部大開發(fā)正在進(jìn)行需要大量的挖掘機(jī)。 挖掘機(jī)分類四：按照用途來(lái)分，挖掘機(jī)又可以分為通用挖掘機(jī)，礦用挖掘機(jī)，船用挖掘機(jī)，特種挖掘機(jī)等不同的類別 。 5 挖掘機(jī)分 類二：按照行走方式的不同，挖掘機(jī)可分為履帶式挖掘機(jī)和輪式挖掘機(jī) 。 由于液壓技術(shù)的應(yīng)用， 20 世紀(jì) 40 年代有了在 拖拉機(jī) 上配裝液壓反鏟的懸掛式挖掘機(jī)， 20世紀(jì) 50年代初期和中期相繼研制出拖式全回轉(zhuǎn)液壓挖掘機(jī)和履帶式全液壓挖掘機(jī)。 5)貫穿所有應(yīng)用的完全相關(guān)性。這系統(tǒng)的參數(shù)比功能是采用符號(hào)式的賦予形體尺寸，不象其他系統(tǒng)是直接指定一些固定數(shù)值于形體，這樣工程師可任意建立形體上的尺寸和功能之間的關(guān)系，任何一個(gè)參數(shù)改變，其也相關(guān)的特征也會(huì)自動(dòng)修正。 Pro/E（ Pro/Engineer 操作軟件）是美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司（ Parametric Technology Corporation，簡(jiǎn)稱 PTC）的重要產(chǎn)品。 關(guān)鍵詞： 挖掘 機(jī) pro/E 三維圖 造型設(shè)計(jì) 運(yùn)動(dòng) 仿真 Abstract Excavator is widely used in engineering machinery, the traditional design method is design prototype – test. However, not only the design cycle is long, cost too much, but the test is bigger destructiveness . Using the 3D solid modeling and dynamic simulation technology bining previously establishe dentity, simulation model, simulation of its dynamic characteristics, the designers can find problems and timely modification and optimization, which can shorten the design cycle, improve product reliability, but also can realize the optimization of product design. This topic in the structure design of excavator to through inspection, sorting data, field investigation,prehen sive use of software analysis and a series of research method of integration, bined with the actual situation to develop practical design solutions, and then use the knowledge of American PTC pany developed pro\ENGINEER large 3D CAD/CAE/CAM software functions for the excavator structure design, and then the assembly, get the excavator parts together, then make the kinematics simulation and analysis of the excavator, make excavator accord with the actual useing, has the function of excavator itsself. Key words: Excabator Pro/E three dimensional graph Modeling design Motion simulation Movement simulation 2 前 言 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是利用基于 Pro/E的三維實(shí)體建模 與動(dòng)態(tài)仿真技術(shù)相結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)挖掘機(jī)的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真。 科技學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 題目 基于 Pro/E挖掘機(jī)三維造型設(shè) 及仿真 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的作品成果。 本課題在對(duì)挖掘機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前要通過(guò)查閱、整理資料、實(shí)地考察、綜合運(yùn)用軟件分析等一系列研究方法進(jìn)行整合，結(jié)合實(shí)際情況制定實(shí)用的設(shè)計(jì)方案，然后通過(guò)所學(xué)知識(shí)運(yùn) 用 美國(guó) PTC 公司所開發(fā)的 pro\ENGINEER 大型三維CAD/CAE/CAM 設(shè)計(jì)軟件 的各項(xiàng)功能 來(lái)進(jìn)行挖掘機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，然后再 進(jìn)入裝配，把挖掘機(jī)各部分裝配起來(lái)，再進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真 及分析 ，使挖掘機(jī)符合實(shí)際運(yùn)用，能夠完成本該擁有的功能 。Pro/ENGINEER 還提供了目前所能達(dá)到的最全面、集成最緊密的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境。 Pro/Engineer 是一個(gè)功能定義系統(tǒng)，即造型是通過(guò)各種不同的設(shè)計(jì)專用功能來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中包括：筋、槽、倒角和抽空等， 采用這種手段來(lái)建立形體，對(duì)于工程師來(lái)說(shuō)是更自然，更直觀，無(wú)需采用復(fù)雜的幾何設(shè)計(jì)方式。4） 支持大型、復(fù)雜組合件的設(shè)計(jì)。 挖掘機(jī)簡(jiǎn)史 第一臺(tái)手動(dòng)挖掘機(jī)問(wèn)世至今已有 170 多年的歷史，期間經(jīng)歷了由蒸汽驅(qū)動(dòng)斗回轉(zhuǎn)挖掘機(jī)到電力驅(qū)動(dòng)和內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)挖掘機(jī)、應(yīng)用機(jī)電液一體化技術(shù)的全自動(dòng)液壓挖掘機(jī)的逐步發(fā)展過(guò)程。其中電動(dòng)挖掘機(jī)主要應(yīng)用在高原缺氧與地下礦井和其它一些易燃易爆的場(chǎng)所。機(jī)械挖掘機(jī)主要用在一些大型礦山上。 3） 每年以 10%的速度在增加 。 由于國(guó)內(nèi)對(duì)液壓挖掘機(jī)需求量的不斷增加且多樣化，在國(guó)有大、中型企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整，牽動(dòng)了一些其他機(jī)械行業(yè)的制造廠加入液壓挖掘機(jī)行業(yè)。例如，美國(guó)馬利昂公司生產(chǎn)的斗 容量 50150 m3的剝離用挖掘機(jī)，斗容量 132 m3的步行式拉鏟挖掘機(jī)； BE(布比賽路斯一伊利 )公司生產(chǎn)的斗容量 m3的步行式拉鏟挖掘機(jī)，斗容量 107 m3的剝離用挖掘機(jī)等，是世界上目前最大的挖掘機(jī)。 3)重視采用新技術(shù)、新工藝、新結(jié)構(gòu)，加快標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化發(fā)展速度。此外，液壓技術(shù)在挖掘機(jī)上普遍使用，為電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)在挖掘機(jī)的應(yīng)用與推廣創(chuàng)造了條件。提供給液壓系統(tǒng)的原始能量是來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械能，實(shí)際上是發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)了液壓泵。挖掘機(jī)動(dòng)臂因此得到提升或下降，鏟斗得以運(yùn)動(dòng)等等。 （ 1） 打開 pro/E 軟件，選擇【文件】 /【新建】菜單命令，彈出【新建】對(duì)話框。 本節(jié)將只繪制其大概外形構(gòu)造，內(nèi)部復(fù)雜部件將省略掉了。 （ 1）【新建】名為 body 的【零件】文件，單擊【拉伸】按鈕，選擇 TOP 面為【放置】面。選擇 其通過(guò)的線段，繪出垂直于座艙前面的基準(zhǔn)面，如圖 322 中的 DTM1。 單擊【平面工具】選擇 RIGHT 平面平移 400建立 DTM5 平面。 圖 335掃描排氣孔軌跡 圖 336 掃描完成實(shí)體 圖 圖338草繪切除截面 圖 339切除實(shí)體 21 圖 340草繪散熱窗口 圖 341 拉伸去材 圖 342 陣列設(shè)置 圖 343完成陣列 （ 12） 最后 對(duì)機(jī)身進(jìn)行到角等修改，完成上部回轉(zhuǎn)體的設(shè)計(jì)， 實(shí)體模型如下圖344 所示 圖 344 挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)體實(shí)體造型 22 挖掘機(jī)的前臂 連接 塊 的造型設(shè)計(jì) 挖掘機(jī)前臂連接塊是固定挖掘機(jī)前臂的固定架，起固定和支撐的作用，相當(dāng)于挖掘機(jī)的“肩關(guān)節(jié)”；以下將介紹其造型設(shè)計(jì)步驟 [11][12]。 圖 351草繪 圖 352拉伸去除 （ 4）繼續(xù)如上一步驟，草繪圖 353 曲線，雙向拉伸至超出原實(shí)體外輪廓后除料，得到圖 354 實(shí)體。 繼續(xù)單擊【切剪】草繪如圖的草繪后雙向切剪 180，得到 如下圖 的動(dòng)臂前端。 圖 369草繪斗桿 圖 370 拉伸草繪實(shí)體 （ 2）在上圖的 5 個(gè)孔處創(chuàng)建 5 條基準(zhǔn)軸后單擊【插入】 /【掃描】 /【切口】，繪制如 下 圖 所示 草繪，雙向切剪 120 完成 如下 圖 所示 的實(shí)體斗 桿 造型。 圖 377草繪截面 圖 378 拉伸實(shí)體 （ 5）單擊【插入】 /【掃描】 /【切口】，繪制如圖草繪，雙向切剪 220 完成 下的實(shí)體造型。再次單擊【插入】 /【掃描】 /【伸出項(xiàng)】，繪制如圖的草繪，拉伸 1000 得到如圖的實(shí)體圖形，得到動(dòng)臂油缸的總體形狀 如圖 387。 挖掘機(jī)連桿的造型設(shè)計(jì) （ 1）【新建】名 為 j 的【零件】文件， 單擊【插入】 /【掃描】 /【伸出項(xiàng)】，繪制如圖 393 的草繪，拉伸 50 得到如圖 394 的實(shí)體圖形，完成挖掘機(jī) 連 桿的外形造型。選擇新建類型為【組件】， 子類型為【設(shè)計(jì)】，勾選【使用缺省模板】，創(chuàng)建一個(gè)名為 zhuangpei 的新文件。 圖 47 裝配動(dòng)臂油缸圖 圖 48 裝配動(dòng)臂油缸圖 （ 4）繼續(xù)單擊【添加組件】 ，導(dǎo)入動(dòng)臂油缸活塞零件 huosai01，約束類型選擇【圓柱】，選擇【軸對(duì)齊】為兩零件 yougang0 huosai01 的中心軸，再次新建約束類型【圓柱】，選擇【軸對(duì)齊】為零件 dongbi 中間孔中心軸和零件 huosai01正方體上通孔的中心軸。 圖 414裝入鏟斗圖 圖 415 裝入連桿圖 （ 3） 單擊【添加組件】 ，導(dǎo)入搖桿零件 yaogan，使其一端與斗桿一端上對(duì)通孔一側(cè)進(jìn)行銷釘約束連接，搖桿另一端與連桿上部孔進(jìn)行圓柱約束連接，其連接方式都如上述相同。吧銷釘、對(duì)齊約束改為銷釘偏置約束，使其裝配居中。 ： y=L*t/TL8sin(2*Pi*t/T)2*Pi,L=總上升數(shù)， T=周期；該類型用于模擬一個(gè)凸輪輪廓輸出?！绢愋汀窟x擇運(yùn)動(dòng)軸，【輪廓】選擇速度，【?！窟x擇【表】，單擊添加行 ，添加 12 行，分別按照?qǐng)D設(shè)置參數(shù)。 （ 1）單擊機(jī)構(gòu)分析 ，在彈出的分析定義對(duì)話框中將終止時(shí)間改為 90，如圖426 所示 。盡管可以用計(jì)算機(jī)直接繪制二維工程圖，但是當(dāng)今的潮流是由三維設(shè)計(jì)模型投影生成二維工程圖。 其它零部件工程圖 其它零件工程圖 的生成方法都如上，由于本課題要求的內(nèi)容等原因，以下就不需再制作工程圖了。 這次做論文的經(jīng)歷也會(huì)使我終身受益，我感受到做論文是要真正用心去做的一件事情，是真正的自己學(xué)習(xí)的過(guò)程和研究的過(guò)程，沒(méi)有學(xué)習(xí)就不可能有研究的能力，沒(méi)有自己的研究，就不會(huì)有所突破，那也就不叫論文了。 在此 我 向 三峽大學(xué)科技學(xué)院 ， 機(jī)電 學(xué)部 的全體老師表示由衷的謝意 ,感謝他們 四年來(lái)的辛勤栽培 ，同時(shí)我再次感謝我的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師史老師。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承