基于solidworks的液壓挖掘機手臂的建模與仿真本科畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2024-09-30 14:19 本頁面
【文章內容簡介】 2） 開發(fā)液壓挖掘機的多功能性、多品種、高質量、高效率。 （ 3）不斷提高液壓挖掘機的安全性、舒適性和可靠性。加強對駕駛員的保護性，使之安全得以保障，改善駕駛員的勞動條件。 （ 4）液壓挖掘機的節(jié)能性。進一步提高液壓系統(tǒng)的能量轉換效率，節(jié)約液壓挖掘機的能量消耗，使其消耗降到最低而不影響液壓挖掘機的工作效率 。 （ 5）迅速發(fā)展智能化液壓挖掘機，使之能夠完成些自動、半自動操作。對駕駛員的要求降低，但工作質量和效率將大 幅度提高。 （ 6）配備先進的檢測系統(tǒng)，重視電子技術、信息技術。 重視 機電一體化技術在液壓挖掘機上的應用，使其得到更好的控制，為液壓挖掘機的發(fā)展提供了新的方法，使我國液壓挖掘機更適應時代的發(fā)展，使其得到進一步的發(fā)展 。 軟件介紹 SolidWorks 軟件是世界上第一個基于 Windows 開發(fā)的三維 CAD 系統(tǒng)，SolidWorks 軟件簡單易用，深受廣大設計師的喜愛和青睞。它大大縮短了設計師的設計時間和其準確性，它使 專業(yè)從事三維機械設計 和工程分析的人們更方便和準確，大大提高了其工作效率 。 SolidWorks 軟 件的應用越來越廣泛，它涉及到各個方面和領域，如教學 、機械設計和建筑工程分析等各個領域。目前 使用SolidWorks 的人們注冊用戶已達 30 余萬人 ，未來也將越來越多。它越來越多的使用率將在全球的軟件市場上占用無比重要的位置 。 SolidWorks 擁有十分強大的實體建模功能。通過拉伸、旋轉、薄壁特征、 高級抽殼、特征陣列以及打孔等操作來實現產品的設計。通過對特征和草圖的動態(tài)修改，用拖拽的方式實現實時的設計修改。三維草圖功能為掃描、放樣生成三維草圖路徑，或為管道、電纜、線和管線生成路徑。 軟件功能強大，組件繁多 。Solidworks 提供了一套完整的動態(tài)界面和鼠標拖動，大大減少了界面的零亂，而且操作簡單、界面直觀，使之得到廣大設計師的喜歡和親睞。本設計液壓挖掘機的三維建模過程及結構分析的云圖都是用 Solidworks 完成的。 課題的主要內容 文中通過對液壓挖掘機工作作業(yè)狀況進行分析 ， 對其典型工作狀況研究和分析， 應用 SolidWorks 軟件對 液壓挖掘機主要工作裝置機構：動臂、斗桿和鏟斗 8 進行三維建模和挖掘機機械手臂進行 運動仿真。 （ 1）完成 液壓挖掘機的結構和工況分析； （ 2）液壓挖掘機主要組成部件的三維建模； （ 3）液壓挖掘機的虛擬裝配； （ 4）液壓挖掘機的運動仿真。 首先分析液壓挖掘機的作業(yè)過程和設計要求， 在圖書館查找相關資料對挖掘機的工作裝置和典型工況進行分析 。 液壓挖掘機的作業(yè)過程 液壓挖掘機 (如圖 21所示 )的作業(yè) 是通過 操縱系統(tǒng) 來完成 挖掘作業(yè)中的各個動作的操作，操作系統(tǒng)是整個作業(yè)過程的運動中樞 。液壓挖掘機的作業(yè)過程過包括以下幾個動作 :動臂升降、斗桿收放、鏟斗裝卸 、 轉臺回轉、整機行走以及其它輔助動作。除了輔助動作 (例如整機轉向等 )不需全功率驅動以外，其它都是液壓挖掘 機的主要動作，要考慮全功率驅動。 圖 21 液壓挖掘機二維圖 液壓挖掘機的作業(yè)是一個 往復 循環(huán)過程，它的工作裝置采用連桿機構原理，各部分的運動通過液壓缸的伸縮來完成， 使挖掘機的挖掘空間達到最大來滿足液壓挖掘機的挖掘作業(yè)需要 。液壓挖掘機的挖掘對象復雜多變，實現主要動作要求時，遇到的阻力也隨之變化，為了提高工作效率，工作過程中往往要求有兩個主要動作進行復合 。 9 液壓挖掘機一個作業(yè)循環(huán)的組成和動作的復合主要包括 : （ 1）挖掘 :液壓挖掘機工作裝置的鏟斗液壓缸或斗桿液壓缸進行單獨工作，或者兩者相互配合進行挖掘 。 （ 2）回轉舉升 :在回轉舉升時動臂缸把動臂舉升，回轉液壓馬達使轉臺轉到合適位置，動桿要同時外放，有時還要對鏟斗進行調整，此時回轉 、斗桿、動臂和鏟斗進行復合動作 。 （ 3）卸載 :鏟斗 回轉到卸土位置時，轉臺制動，用斗桿調節(jié)卸載半徑和高度，然后鏟斗液壓缸卸載。為了調整卸載位置，還要有動臂配合，主要是斗桿和鏟斗的復合動作，間以動臂動作。 （ 4）空斗返回 :卸載結束，轉臺反向回轉，動臂液壓缸和斗桿液壓缸進行配合動作，把空鏟斗放到新的挖掘位置，此時是回轉 、 動臂和斗桿的復合動作 。 液壓挖掘機工作裝置的設計原則 （ 1） 使用要 求 隨著技術進步和全球經濟一體化發(fā)展，液壓挖掘機的性能、質量和安全性有了很大的剃刀和改進，從而使現代液壓挖掘機有了完善的自動控制功能。但液壓挖掘機的動作復雜，機構負載變化大，受到的沖擊和振動頻繁，而且對于挖掘對象的多樣性，溫度、土壤硬度差別大，受到的阻力不一，使用的挖掘力也不相同，因此，應根據液壓挖掘機德工作環(huán)境和工作特點，考慮人、環(huán)境、挖掘機的協(xié)調，要提出幾點使用要求，特別要注意以下幾點： 1) 安全性即挖掘機啟動或操作開始前，應發(fā)出信號，嚴禁任何人在工作區(qū)停留，工作裝置必須平坦固定，防傾翻穩(wěn)定性好，禁 止用鏟斗擊碎堅固物體，禁止在電線等高架設物下作業(yè)。 2) 液壓挖掘機發(fā)動機啟動前要檢查各個裝置是否正常 。 3) 與周圍環(huán)境相協(xié)調，造成的污染少，禁止任何人在工作區(qū)域停留，以免造成誤傷，形象要美觀。 4) 挖掘機應停放在堅硬平坦的地面上，禁止停在可能塌方或威脅安全的地方，以免造成傷亡和損傷。 5)嚴禁油缸過度的伸縮，造成工作裝置損壞，不 能用鏟斗敲擊堅硬的固體，以免造成損壞 。 6)停機時應將各操作放置在中間位置，進行一次保養(yǎng)工作，對挖掘機各潤滑部位要加潤滑油進行潤滑。 （ 2） 性能要求 10 挖掘機具有多種結構 :行走 、回轉、斗桿、鏟斗和動臂等，具有多個自由度，機構復雜，液壓作用元件數量多，要求實現的動作復雜多變，對液壓挖掘機的操作提供了很大的操作難度。液壓挖掘機的工作裝置 :動臂、鏟斗和斗桿之間幾乎都是復合運動。而且作用對象的復雜性，受到的阻力也不盡相同，各種不同作業(yè)工況所需功率變化范圍大，因此，對液壓挖掘機的性能要求比較高。 液壓挖掘機具有多項功能性，便于運輸，能無級調速而且調速范圍大，運動慣性小，加速性能好，結構簡單，傳動平穩(wěn)，操作省力，易于自動化控制等優(yōu)勢，但必須考慮到工作空間環(huán)境特點、地形復雜、遇到的不確定因素多， 因此對挖掘機性能要求如下：
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