基于solidworks的液壓挖掘機手臂的建模與仿真本科畢業(yè)論文(參考版)
2025-06-27 16:05本頁面
【正文】 在此我向老師們 表以崇高的敬意和衷心的感謝！這次畢業(yè)設(shè)計培養(yǎng)了我獨立動手能力、創(chuàng)新能力和實踐理論相結(jié)合的能力，同時感謝河南科技學(xué)院新科學(xué)院的老師和同學(xué)的幫助，他們的無私幫助才有了本次論文的成果，感謝參考文獻的作者 們，他 們的資 料和文獻， 為我的畢業(yè)設(shè)計提供了思路和廣闊的知識面。大學(xué)四年的學(xué)習(xí)生活使我收獲頗多，我真誠地感謝我的指導(dǎo)老師叢曉霞和武民老師，沒有 叢曉霞和武民老師的悉心指導(dǎo)就沒有本次畢業(yè)設(shè)計的完成，感謝大學(xué)四年教授我知 識的所有老師們，正是在他們無私的傳授我們知識，精心，盡心盡責(zé)的教育我們 ，才能使我 順利畢業(yè) ，學(xué)到了許多的知識。在此，我對學(xué)校老師和周圍同學(xué)致以忠誠的感謝。 22參考文獻[1] 孔德文、趙克利、徐寧生等[液壓挖掘機] [2] 同濟大學(xué)．[單斗液壓挖掘機]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，1986[3] 孫志廣．液壓挖掘機工作裝置優(yōu)化設(shè)計及性能仿真[碩士學(xué)位論文]．長春：吉林大學(xué)，2022[4] 劉鴻文等 編[材料力學(xué)][5]成大先主編 [機械設(shè)計手冊][6] 孫桓、葛文杰、陳作模主編[機械原理][7] 張鵬、劉朝福主編[液壓與氣壓傳動][8] 張大慶，何清華，郝鵬，郭勇．液壓挖掘機鏟斗的 軌跡跟蹤控制．吉林大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版 )，2022，35(5)：490494[9] 李宏、張欽良主編[挖掘機維修]23致 謝畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)生畢業(yè)前一次重要實踐過程，它是大學(xué)生四年所學(xué)知識的實踐與理論的結(jié)合，是對其所學(xué)知 識的總結(jié)， 這次畢業(yè)設(shè)計讓 我收獲巨大， 讓我學(xué)到了許多課本上學(xué)不到的東西，學(xué)會了 Solidworks 軟件上的三維建模與仿真系統(tǒng)，以及在圖書館查閱資 料。對于我的本次設(shè)計過程，我覺得在 Solidworks 軟件上的三維建模及運動仿真方面收獲較大。6 結(jié)論本論文主要內(nèi)容是應(yīng)用 Solidworks 軟件對液壓挖掘機手臂進行三維建模和仿真。在建模 過程中，各部件去除一些不影響分析結(jié)果的孔、倒角、吊耳等特征，焊縫均按與母材相同的材料處理，部件的幾何模型如圖 41 所示。本課題分析液壓挖掘機的工作特點和工作裝置，并對挖掘機作業(yè)典型工況進行結(jié)構(gòu)性能分析，本文對工作裝置的的動臂、斗桿和鏟斗進行的靜態(tài)性能分析，通 過對結(jié) 果的分析，提出 設(shè)計的關(guān)鍵和注意的問題。20圖 36 液壓挖掘機的三維建模4 液壓挖掘機的模型的建立液壓挖掘機的結(jié)構(gòu)性能分析，特別是其動靜態(tài)強度和剛度的分析關(guān)系到設(shè)計的好壞程度，液壓挖掘機的 設(shè)計和研制需要對其各方面性能進行分析，測試。的三維建模，如圖 36 所示。需注意前后油缸和活塞大小不一樣，須分別制作。 其他零部件其余零部件雖比較多，但建模亦比較容易。 15 圖 31 鏟斗殼身的三維建模 圖 32 挖掘機鏟斗的三維建模過程 斗桿 圖 33 挖掘機斗桿的三維建模過程斗桿是通過斗桿上的齒條與推壓齒輪的齒和來實現(xiàn)伸縮并傳遞動力，斗桿受力很復(fù)雜，但制作比較簡單 ，該零件的繪制，通過 先繪制出草圖經(jīng)過拉伸以及切除，外形構(gòu)造和曲面構(gòu)造等過程繪制出來的，之后的操作大部分都是切除操作最后再采取局部的圓角等修飾即可的到圖 33 中 斗桿。挖掘機鏟斗部分的主要制作過程是，先繪制出作與前臂和鏟斗油缸連桿的銜接部分的草圖，畫出草圖后拉伸，然后再切除；然后是鏟斗殼身的制作，畫出一條弧線后直接拉伸，兩側(cè)的部件也是畫出草圖后拉伸即可完成。其中包括鏟斗、前臂、后壁、活塞油缸、連桿和銷。該姿態(tài)是挖掘機設(shè)計規(guī)范中用于檢驗在不同挖掘角下，挖掘阻力對工作裝置的作用效果的典型位置。（6）工況六工況六是指油缸全縮時的姿態(tài)。 圖 23 動臂和斗桿受力最大 圖 24 最高卸載姿態(tài) 13 圖 25 停機面最大挖掘半徑姿 態(tài) 圖 26 最深挖掘位置處的姿態(tài)(5)工況五工況五是指以轉(zhuǎn)斗挖掘為主，處于最大挖掘深度，有最大的挖掘力，此 時，動臂下方到最低位置，鏟斗油 剛作用力對鏟斗和斗桿鉸點有最大力臂，如圖 26所示，挖掘機處于最深挖掘狀 態(tài)。液壓挖掘機處于該姿態(tài)，工作裝置下落將使挖掘機產(chǎn)生較大的沖擊力，挖掘時將受到較大的土壤阻力。最大挖掘半徑是挖掘機設(shè)計規(guī)范中12對挖掘能力評價主要指標(biāo)之一，它決定挖掘機的挖掘范圍。 。對該位置進行動靜態(tài)強度分析是檢驗動臂和斗桿最大變形和(3)工況三工況三是指最高卸載姿態(tài)。該位置動臂和斗桿將受到最大的力矩作用，是動臂和斗桿出現(xiàn)失效的危險工況。液壓挖掘機斗齒最大的挖掘力是由鏟斗油缸是實現(xiàn)的。11圖 22 三點共線姿態(tài)（1）工況一工況一是指斗齒尖和鏟斗、斗桿的絞點在一條直線上，此時， 動臂油缸、斗桿油缸作用力臂最大，該位置是動臂油缸和斗桿油缸作用力臂最大，如圖 22 所示。斗桿挖掘工況是斗桿液壓缸單獨動作進行挖掘的工況。 工作裝置的典型工況分析本課題典型工況是依據(jù)文獻和進行確定的。 應(yīng)注重經(jīng)濟成本的節(jié)約，在達到設(shè)計的使用要求而 節(jié)約了成本降低了能量消耗。4)提高挖掘機的智能化， 現(xiàn)代化，使液 壓挖掘機實現(xiàn) 機電一體化， 實現(xiàn)一些自動和半自動操作。2)液壓 挖掘機作為生產(chǎn)設(shè)備，工作時間長，能量消耗大，應(yīng)該改進液壓系統(tǒng)，節(jié)能降低能量消耗，提高挖掘速率，節(jié)約成本。而且作用對象的復(fù) 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。（2）性能要求10挖掘機具有多種結(jié)構(gòu):行走、回轉(zhuǎn)、斗桿、鏟斗和動臂等，具有多個自由度，機構(gòu)復(fù)雜，液 壓作用元件數(shù)量多，要求實現(xiàn)的動作復(fù)雜 多變， 對液壓挖掘機的操作提供了很大的操作難度。5)嚴(yán)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。3) 與周 圍環(huán) 境相協(xié)調(diào)，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。但液壓挖掘機的動作復(fù)雜，機構(gòu)負載變化大，受到的沖 擊和振 動頻繁，而且 對于挖掘?qū)ο蟮亩鄻有?，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(yīng) 根據(jù)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(diào)，要提出幾點使用要求，特別 要注意以下
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