基于solidworks的液壓挖掘機(jī)手臂的建模與仿真本科畢業(yè)論文(參考版)
2024-08-29 14:19本頁面
【正文】 。各位老師，他們不僅教學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，知識淵博，有著執(zhí)著的敬業(yè)精神和高尚的品格，在教學(xué)上積極耐心。 不知不覺，大學(xué)四年即將結(jié)束，我們即將離開我們所喜愛的校園，我心中充滿了不舍和眷戀。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我們給了我們一個(gè)很好的鍛煉機(jī)會(huì)，這位我們以后走上工作崗位打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，并體會(huì)了設(shè)計(jì)的艱辛。液壓挖掘機(jī)工作裝置的鏟斗，斗桿，動(dòng)臂三個(gè)部件在液壓挖掘機(jī)的整個(gè)挖掘作業(yè)中有著重要作用，是液壓挖掘機(jī)工作的主要受力部件，且易磨損損壞，設(shè)計(jì)的不合理就造成了工作效率的低下和容易損壞，所以，本課題對液壓挖掘機(jī)的工作裝置的研究就顯得無比重要，本課題對液壓挖掘機(jī) 手臂進(jìn)行三維建模和運(yùn)動(dòng)仿真，節(jié)約了實(shí)驗(yàn)的成本，降低了材料的消耗，本課題結(jié)合實(shí)際狀況，完成工況分析，發(fā)揮液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，力求為設(shè)計(jì)出更符合人們需求的挖掘機(jī)做出一點(diǎn)點(diǎn)地貢獻(xiàn)，加快我國液壓挖掘機(jī)的更新?lián)Q代，使液壓挖掘機(jī)變得結(jié)構(gòu)簡單、工作效率高、安全可靠和操作簡單。在設(shè)計(jì)過程中通過在圖書館查找相關(guān)資料 ，了解了液壓挖掘機(jī)手臂的相關(guān)結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)狀況 和深入對 Solidworks 軟件上的學(xué)習(xí)，完成了畢業(yè)設(shè)計(jì) 。 5 運(yùn)動(dòng)仿真 挖掘機(jī)的運(yùn)動(dòng)仿真運(yùn)用 Solidworks軟件通過挖掘機(jī)主要工作裝置的結(jié)構(gòu)構(gòu)件通過多種配合關(guān)系在進(jìn)行配合，把這些部件組合到一塊，實(shí)現(xiàn)裝置配合，然后運(yùn)用運(yùn)動(dòng)算例，實(shí)現(xiàn)裝置的自行運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)挖掘機(jī)的運(yùn)動(dòng)仿真 。 部件模型的建立 圖 41 部件的幾何模型 動(dòng)臂由左右側(cè)扳、上下蓋板、 前又板及其他輔助結(jié)構(gòu)件等焊接而成，斗桿 由主體板、下底板、側(cè)板、方形座、側(cè) 耳板等五大部分組成，鏟斗由斗齒、下底 板、側(cè)板、用于與斗桿和連桿機(jī)構(gòu)相聯(lián)的耳板和一些加強(qiáng)板焊接而成。我國國內(nèi)主要對挖掘機(jī)的工作裝置進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 ， 由于液壓挖掘機(jī)工作對象的復(fù)雜性，我們要提高挖掘機(jī)的可靠性和安全性。首先對斗桿和動(dòng)臂的連接處采 取同心配合，再對斗桿和動(dòng)臂的右視基準(zhǔn)面采取重合配合；然后對鏟斗和斗桿的連接處采取同心配合，再對鏟斗和斗桿的右視基準(zhǔn)面采取重合配合，挖掘機(jī)的基本框架就出來了，剩下都是一些零部件的配合，主要也是采取同心配合后再采取重合配合，在此就不做重復(fù)敘述。 17 18 圖 35 挖掘機(jī)其余部件的三維建模過程 三維建模 把上面所有部件組合在一塊就可以得到三維建模，即液壓挖掘機(jī)工作手臂。銷簡單但種類多，不同構(gòu)件間需不同規(guī)格的銷，得分別完成不同規(guī)格的銷，銷只須畫出草圖，拉伸就可以得出；鏟斗油缸連桿需畫出草圖，拉伸后切除然后做出倒角即可完成；鏟斗連桿做完草圖后拉伸就可完成；油缸連接部分畫出草圖然后拉伸完成，其余部分由旋轉(zhuǎn)完成，兩部分連接處需做倒角處理，油缸活塞與油缸制作類似，連接部分拉伸完成，其余部分由旋轉(zhuǎn)完成，兩部分連接處倒角完成。 15 動(dòng)臂 A B C D E 16 F 圖 34 挖掘機(jī)動(dòng)臂的三維建模過程 挖掘機(jī)的動(dòng)臂是一個(gè)極其重要的部件，對挖掘機(jī)的正常作業(yè)時(shí)不可缺少的關(guān)鍵一部分，動(dòng)臂由上下兩段直和中間彎曲的三段組成，動(dòng)臂式通過焊接而成的，在制作德過程中要加強(qiáng)局部的強(qiáng)度，保證動(dòng)臂有較強(qiáng)的抗彎和抗扭矩力強(qiáng)度，它的結(jié)構(gòu)簡單，它的制作過程簡單，動(dòng)臂的制作要先繪制出草圖再經(jīng)過一個(gè)拉伸就形成了基本框架，如圖 34 中的 A 所示，后面大部分都是切除的過程，如圖 34中的 B， C 和 D，都是對動(dòng)臂局部的切除操作，圖 E 是拉伸一個(gè)與油缸臂桿連接的連接桿，通過拉伸，圓角，倒角過程可制作完成。 主要是鏟齒的制作過程，先拉伸出第一個(gè)鏟齒，然后進(jìn)行復(fù)制 、粘貼或 采用陣列操作，做出其余鏟齒，另外對鏟齒邊緣部分進(jìn)行采取切除圓角等操作， 最后對鏟斗的背后切除即可完成。 鏟斗 液壓挖掘機(jī)的工作裝置繁多，鏟斗是挖掘機(jī)構(gòu)件中較為復(fù)雜的部分，鏟斗一般使用多為反鏟鏟斗，鏟斗屬于結(jié)構(gòu)件類產(chǎn)品，由齒座 、側(cè)齒、側(cè)刃、包板、側(cè)板和斗齒等部件 組成，鏟斗在整個(gè)挖掘作業(yè)過程中，受力復(fù)雜較多，易受到磨損和損壞，在整個(gè)挖掘過程中承擔(dān)著挖掘作用，挖掘機(jī)鏟斗的剛度和焊接好壞，直接影響著鏟斗的使用壽命，是整個(gè)挖掘過程能否順利進(jìn)行的關(guān)鍵 。 圖 27 油缸全縮時(shí)的姿態(tài) 3 液壓挖掘機(jī)的三維建模 通過對液壓挖掘機(jī)的結(jié)構(gòu)和工況進(jìn)行分析，應(yīng)用 Solidworks 軟件完成了液壓挖掘機(jī)主要組成部件的三維建模。 油缸全縮時(shí)的姿態(tài)即鏟斗油缸、斗桿油缸和動(dòng)臂 油缸全縮時(shí)液壓挖掘機(jī)所處的姿態(tài)，如圖 27 所示。挖掘機(jī)處于該姿態(tài)時(shí)，鏟斗中物料較多，挖掘阻力較大，鏟斗、斗桿和動(dòng)臂都承受著較大的力作用。 受力的最佳位置，從而可以得出其失效原因。挖掘機(jī)處于該姿態(tài)時(shí)，斗桿油缸全縮，斗桿與斗 桿油缸鉸接點(diǎn)、斗桿與鏟斗鉸接點(diǎn)以及鏟斗齒尖處于共線位置，且通過調(diào)整動(dòng)臂油缸使鏟斗齒尖為于地面上，如圖 25 所示。 (4)工況四 工況四是指停機(jī)面最大挖掘半徑姿態(tài)。 液壓挖掘機(jī)處于該位置時(shí)，斗桿油缸和動(dòng)臂油缸全縮，鏟斗處于垂直工作地平面向下位置，如圖 24 所示．該姿態(tài)工作裝置先滿斗上升，到卸載位置時(shí)卸載，目的是使裝載車能裝 載盡可能多的物料。挖掘力相同時(shí)，動(dòng)臂和斗桿承受的作用力最大。該位置出現(xiàn)在動(dòng)臂油缸全縮，如圖 23 所示。 (2)工況二 工況二是指動(dòng)臂油缸的作用力是最大的提升力，油缸壓力過載過大使應(yīng)改變工作裝置的結(jié)構(gòu)尺寸和鉸點(diǎn)位置。 聯(lián)合挖掘工況是鏟斗和斗桿液壓缸聯(lián)合進(jìn)行復(fù) 合運(yùn)動(dòng)進(jìn)行挖掘的工況，必要時(shí)需用動(dòng)臂液壓缸進(jìn)行輔助，主要是需要軌跡控制的情況。典型工況的具體分析說明如下： 鏟斗挖掘工況是鏟斗液壓缸單獨(dú)動(dòng)作時(shí)進(jìn)行挖掘的工況。在設(shè)計(jì)的時(shí)候要使用系列化，通用化和標(biāo)準(zhǔn)化的參數(shù)，以達(dá)到設(shè)計(jì)的需求，降低了經(jīng)濟(jì)成本。 （ 3） 經(jīng)濟(jì)方面的要求 在設(shè)計(jì)工作滿足設(shè)計(jì)需求的同時(shí)，應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)成本，不能因追求設(shè)計(jì)的技術(shù)性和高效性，而忽略經(jīng)濟(jì)成本，經(jīng)濟(jì)成本過高而得不償失。 3) 增強(qiáng)挖掘機(jī)的安全性和舒適性，保
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