【正文】 直接了選取直齒輪幾何實體進行劃分,在劃分過程中設(shè)置控制參數(shù)并用四面體網(wǎng)格來完成,。 創(chuàng)建網(wǎng)格對該回轉(zhuǎn)齒輪輪齒共設(shè)置了2840 elements and 751 nodes。（7）網(wǎng)格檢測劃分網(wǎng)格后，設(shè)置對話框的各個選項后，單擊“Check”按鈕就可以檢測網(wǎng)格精度，可以看到模型中創(chuàng)建的變形小于0. 400000的單元只有3%，中比例小于0. 100000的單元只有2%，長寬比大于7. 000000單元沒有。所以可以看出，只有少數(shù)精度較差的單元，劃分的網(wǎng)格精度基本符合要求。 網(wǎng)格檢測結(jié)果（8）運行分析求解在求解過程中Pro/MECHANICA給了七種求解器,即ANSYS模式、DisplayOnly模式、COSMOS/M模式、NASTRAN模式、SUPERTAB模式、PATRAN模式,本文選擇ANSYS模式作為有限元的求解器,可以輸出ANSYS軟件識別的分析結(jié)果文件。 有限元求解（9）顯示并獲取計算結(jié)果,就可利用ANSYS軟件直接輸出結(jié)果。輸出的結(jié)果中包括了靜力分析的各種物理量,例如:位移、應(yīng)力、應(yīng)變能、應(yīng)變等。本文選用了云紋圖進行表示,可以看出直齒輪的應(yīng)力應(yīng)變情況,。 應(yīng)變與應(yīng)力云圖從云圖上可以看到,齒輪的最大變形發(fā)生在齒頂處，齒頂嚙合處受到的應(yīng)力最大。支架梁的材料的屈服極限為206Gpa滿足要求，符合經(jīng)驗設(shè)計的情況，說明齒輪更易失效的形式是齒面接觸疲勞失效，在優(yōu)化設(shè)計中可以進行熱處理等方法來調(diào)節(jié)齒輪的硬度，從而設(shè)計出更優(yōu)越的產(chǎn)品。 支架梁的結(jié)構(gòu)有限元分析（1）將在Pro/Engineer中建立的支架梁模型導(dǎo)入Pro/MECHANICA中進行計算。（2）設(shè)置材料屬性選用齒輪材料為鋼,泊松比μ=。密度ρ=10kg/mm3。彈性模量E=105MPa，然后將材料屬性分配給齒輪模型。（3）添加約束條件本文對支架梁進行靜力分析,對插入履帶框的部分創(chuàng)建面域，分別對X、Y、Z三個方向上的轉(zhuǎn)動和平動進行約束。（4）施加載荷在梁的上面加面載荷F=V=230KN。（5）建立分析文件有限元模式下，選擇為“結(jié)構(gòu)(Structural)”來進行結(jié)構(gòu)力學(xué)分析,可以得到結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、應(yīng)變、位移和力等參數(shù),該求解器可以判斷每個單元的邊界應(yīng)力非線性連續(xù)性能不能達到單元的階次標(biāo)準(zhǔn)的要求,并輸出應(yīng)力誤差報告,保證了計算精度與速度。 創(chuàng)建有限元分析（6）有限元網(wǎng)格劃分網(wǎng)格控制采用“Boundary”(邊界)選項，選“Triangles”(三角面)方式顯示網(wǎng)格獲得較高精度的網(wǎng)格。 創(chuàng)建網(wǎng)格對支架梁共設(shè)置了5880 elements and 2922 nodes（7）網(wǎng)格檢測劃分了網(wǎng)格后，系統(tǒng)彈出了“Element Qualty Checks”對話框，設(shè)置完各個選項后，單擊“Check”就可以檢測網(wǎng)格精度，由圖可見中比例小于0. 100000的單元只有1%，模型中沒有創(chuàng)建的長寬比大于7. 000000單元?？梢钥吹?，只有少數(shù)精度較差的單元，所以劃分的網(wǎng)格精度符合要求。 網(wǎng)格檢測（8）運行分析求解在求解過程中Pro/MECHANICA提供了七種求解器,即ANSYS模式、DisplayOnly模式、COSMOS/M模式、NASTRAN模式、SUPERTAB模式、PATRAN模式,本文選用ANSYS模式。 有限元求解（9）顯示并獲取計算結(jié)果,就能用ANSYS直接輸出結(jié)果。本設(shè)計選用云紋圖,得到了支架梁的應(yīng)變情況,： 應(yīng)變云圖與最大位移節(jié)點應(yīng)力情況,如圖所示： 應(yīng)力云圖與最大應(yīng)力節(jié)點結(jié)果分析：根據(jù)ANSYS的分析結(jié)果可知，最大變形發(fā)生在支撐板邊緣四角處，支架梁在與履帶框限位的附近所受應(yīng)力最大。材料屈服極限為290Mpa，所以支架梁滿足強度要求。從云圖上可看出,受應(yīng)變很小，在優(yōu)化設(shè)計中可通過增加該部分的厚度來改善承載能力，從而進一步優(yōu)化。 支撐板的結(jié)構(gòu)有限元分析（1）、將在Pro/Engineer中創(chuàng)建的支撐板模型導(dǎo)入Pro/MECHANICA中計算。（2）、設(shè)置材料屬性選用齒輪材料為鋼,彈性模量E=105MPa。泊松比μ=。密度ρ=106kg/mm3。同時將材料屬性分配給支撐板模型。（3）、添加約束條件本文對支架梁采取靜力分析,對與外圈接觸的部分創(chuàng)建面域，分別對X、Y、Z三個方向上的平動和轉(zhuǎn)動進行約束。（4）、施加載荷在支撐板與上車架接觸的面域加面載荷F=V=560KN。和回轉(zhuǎn)扭矩M=3147NM（5）、建立分析文件有限元模式下，選擇為“結(jié)構(gòu)(Structural)”來進行結(jié)構(gòu)力學(xué)分析,可以得到結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、應(yīng)變、位移和力等參數(shù),該求解器可以判斷每個單元的邊界應(yīng)力非線性連續(xù)性能不能達到單元的階次標(biāo)準(zhǔn)的要求,并輸出應(yīng)力誤差報告,保證了計算精度與速度。 有限元分析（6）、有限元網(wǎng)格劃分網(wǎng)格控制采用“Boundary”(邊界)選項，選“Triangles”(三角面)方式顯示網(wǎng)格獲得較高精度的網(wǎng)格。由于支撐板螺栓孔較多，在網(wǎng)格控制中設(shè)置螺栓孔面來建網(wǎng)格面，可以讓網(wǎng)格均勻出現(xiàn)。 創(chuàng)建網(wǎng)格對支撐板共設(shè)置了78868 elements and 39216 nodes（7）、網(wǎng)格檢測劃分網(wǎng)格后，系統(tǒng)彈出“Element Qualty Checks”對話框，設(shè)置對話框的各個選項后，單擊“Checks”按鈕即可檢測網(wǎng)格精度，檢測結(jié)果如圖所示，由圖可見模型中創(chuàng)建的長寬比大于7. 000000單元沒有，中比例小于0. 100000的單元也只有4%。由以上分析可知，劃分的網(wǎng)格精度符合要求。 網(wǎng)格檢測（8）、運行分析求解在求解過程中Pro/MECHANICA提供了七種求解器,即DisplayOnly模式、ANSYS模式、NASTRAN模式、COSMOS/M模式、PATRAN模式、SUPERTAB模式,本文選用ANSYS模式。 有限元求解（9）、顯示并獲取計算結(jié)果,就可以利用ANSYS直接輸出結(jié)果。本文選用了云紋圖,獲取了支架梁的應(yīng)變情況,： 應(yīng)變云圖與最大位移節(jié)點應(yīng)力情況,+所示： 應(yīng)力云圖與最大應(yīng)力節(jié)點結(jié)果分析：根據(jù)ANSYS的分析結(jié)果可知，支撐板最大應(yīng)力發(fā)生在外圈接觸邊緣處，最大變形發(fā)生在支撐板邊緣四角處。支撐板的材料的屈服極限為290Mpa，故強度滿足要求。從云圖上可以看到,所受應(yīng)變很小，在優(yōu)化設(shè)計中可以通過改變厚度或者增加附加結(jié)構(gòu)來改善承載能力，進一步優(yōu)化。第五章 回轉(zhuǎn)機構(gòu)液壓系統(tǒng)及制動器設(shè)計 回轉(zhuǎn)馬達是為挖掘機回轉(zhuǎn)機構(gòu)提供動力的重要部件，主要是將油液的動能轉(zhuǎn)變?yōu)檩S與齒輪的機械能?，F(xiàn)在的液壓回轉(zhuǎn)馬達一般內(nèi)部都有液壓及機械式的制動器，當(dāng)操縱回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)操縱閥處于中間位置時，馬達就開始制動，其制動力矩由閥來調(diào)節(jié)。但液壓制動不具有良好的慣性，不能長時間保持同一狀態(tài)。而裝了機械式的制動器后，能使制動變得可靠長久，可以阻止在坡度大的路面或者風(fēng)的作用讓其自動回轉(zhuǎn)。 為了減少制動時候?qū)X輪與齒圈產(chǎn)生的沖擊過大，要讓機械制動在液壓制動之后延遲幾秒。液壓制動通過節(jié)流孔或者流量閥回油來讓液壓缸回油保持一個范圍。 。 制動器根據(jù)工作元件的特點分為：帶式制動器、閘瓦式制動器、片式制動器、圓錐式制動器。閘瓦式制動器 閘式制動器在設(shè)計比較合理的情況下，對制動輪軸加的彎矩比較小，閘瓦間的磨損也相對比較均勻。制動同樣的力矩，這種制動器需要的尺寸更小，同時也比較可靠，摩擦散發(fā)出的熱量能比較好的散發(fā)出去。所以本設(shè)計采用這種制動器。因為地面附著力為: ≈（=）所以回轉(zhuǎn)制動力矩為：Mb= Mf≈回轉(zhuǎn)啟動力矩為：Mo= Mb/c≈(取C=)由于大功率馬達價格昂貴妾安裝尺寸較大，,原則上選用大扭矩低轉(zhuǎn)速的馬達,初選型號為1WYH23000挖掘機機設(shè)計手冊可得回轉(zhuǎn)阻力矩：式中：——旋轉(zhuǎn)支撐裝置中的摩擦阻力≈——風(fēng)阻力矩≈——由慣性力造成的旋轉(zhuǎn)阻力矩≈為啟動時間取4S——有坡道或浮船傾斜造成的傾斜阻力矩，直立時傾斜最大外傾角為10度,≈有以上可以得出：M阻≈等效功率：代入數(shù)據(jù)可得：≈22KW，馬達實際轉(zhuǎn)速為n=*≈所以馬達實際排量為Q=≈≈式中qc—馬達理論排量ml/r n—馬達轉(zhuǎn)速r/min —單個馬達的實際功率為:P=≈所以實際功率為:P≈26Kw22Kw實際輸出扭矩為M=≈Mb滿足使用要求。總 結(jié) 致謝參考文獻