【正文】 配在一起形成完整的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。圖44 動(dòng)臂側(cè)板的建模圖45 動(dòng)臂耳座的建模圖46動(dòng)臂與斗桿連接處建模圖47 動(dòng)臂的整體建模完成 斗桿的建模與動(dòng)臂建模相似，先草繪拉伸出輪廓，再拉伸鏡像，添加耳座孔的位置。 動(dòng)臂的建模是先草繪拉伸出整個(gè)側(cè)板，然后倒圓角，修改外型，再拉伸出連接處的肋板和上下耳座。a 拉伸 在完成二維截面的草圖繪制后，垂直此截面輸入拉伸深度長(zhǎng)出實(shí)體圖41 拉伸的展示 b旋轉(zhuǎn) 將二維截面繞著一條中心線旋轉(zhuǎn)，輸入旋轉(zhuǎn)角度，做出一個(gè)旋轉(zhuǎn)體。任意零件都需先進(jìn)行草繪，然后使用命令創(chuàng)建基本特征，再進(jìn)行編輯修改，最后完成建模。 Proe 創(chuàng)建實(shí)體特征簡(jiǎn)介 本文基于proe的挖掘機(jī)建模，重點(diǎn)包括動(dòng)臂、斗桿、鏟斗、液壓支柱，除工作裝置外，底座等其他部件只勾畫(huà)外部輪廓，不做詳細(xì)敘述。3 以特征作為設(shè)計(jì)的單位 Proe以最自然的思考方式從事設(shè)計(jì)工作，如鉆孔、挖槽、倒圓角等，均視為零件設(shè)計(jì)的基本特征，除了充分掌握設(shè)計(jì)概念之外，還在設(shè)計(jì)過(guò)程中導(dǎo)入了實(shí)際的制造觀念；也因?yàn)橐蕴卣髯鳛樵O(shè)計(jì)的單元，因此可隨時(shí)對(duì)特征做順序調(diào)整、插入特征、刪除特征、重新定義特征等修正動(dòng)作。同時(shí)組件、模具、數(shù)控加工程序等相關(guān)文件也會(huì)自動(dòng)修改，如此可確保資料的正確性，并避免反復(fù)修正的耗時(shí)性。2 單一數(shù)據(jù)庫(kù) Proe 可隨時(shí)由三維實(shí)體模型產(chǎn)生二維工程圖，而且自動(dòng)標(biāo)注工程圖尺寸，在三維實(shí)體模型上做設(shè)計(jì)變更，則其二維工程圖也會(huì)自動(dòng)修改。是一款集CAD/CAM/CAE功能一體化的綜合性三維軟件，在目前的三維造型軟件領(lǐng)域中占有著重要地位，并作為當(dāng)今世界機(jī)械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)而得到業(yè)界的認(rèn)可和推廣，是現(xiàn)今最成功的CAD/CAM軟件之一。當(dāng)鏟斗油缸長(zhǎng)度L3分別取L3max和L3min時(shí)，可分別求得鏟斗的最大和最小轉(zhuǎn)角和，于是得鏟斗的瞬間轉(zhuǎn)角:鏟斗的擺角范圍 (321) 圖35 鏟斗的運(yùn)動(dòng)分析 第4章 Pro/E建模和裝配 Pro/E是美國(guó)PTC公司旗下的產(chǎn)品Pro/Engineer軟件的簡(jiǎn)稱(chēng)。 顯然i 、和 都是 的一元函數(shù)。即 由此可計(jì)算得 動(dòng)臂長(zhǎng) 斗桿長(zhǎng) 動(dòng)臂在Z點(diǎn)被分為和取動(dòng)臂參數(shù)()= 斗桿的運(yùn)動(dòng)分析L2maxDE1E0L2min4l53l6F圖34 斗桿運(yùn)動(dòng)分析計(jì)算圖D斗桿油缸與動(dòng)臂的鉸點(diǎn)點(diǎn)； F動(dòng)臂與斗桿的鉸點(diǎn)；E斗桿油缸與斗桿的鉸點(diǎn)； ：斗桿擺角的最小值：斗桿擺角的最大值在DE0F中 此時(shí)同理，在中 此時(shí)由上圖幾何關(guān)系知斗桿的擺角的范圍 鏟斗相對(duì)于XOY坐標(biāo)系的運(yùn)動(dòng)是L1 、LL3的函數(shù)，現(xiàn)討論鏟斗相對(duì)于斗桿的運(yùn)動(dòng)，如圖35所示，G點(diǎn)為鏟斗油缸與斗桿的鉸點(diǎn)，F(xiàn)點(diǎn)為斗桿與動(dòng)臂的鉸點(diǎn)Q點(diǎn)為鏟斗與斗桿的鉸點(diǎn)，V點(diǎn)為鏟斗的斗齒尖點(diǎn)，K點(diǎn)為連桿與鏟斗的餃點(diǎn)，N點(diǎn)為搖桿與斗桿的鉸點(diǎn)，M點(diǎn)為鏟斗油缸與曲柄的鉸點(diǎn)，H點(diǎn)為曲柄與連桿的鉸點(diǎn)[1]。圖23 常用鏟斗形式第3章 各部分參數(shù)的確定 圖31 挖掘機(jī)工作及外形尺寸示意圖表31 挖掘機(jī)工作及外形尺寸參數(shù)表挖掘機(jī)的工作裝置經(jīng)上面的簡(jiǎn)化后實(shí)質(zhì)是一組平面連桿機(jī)構(gòu)，自由度是3，即工作裝置的幾何位置由動(dòng)臂油缸長(zhǎng)度L斗桿油缸長(zhǎng)度L鏟斗油缸長(zhǎng)度L3決定，當(dāng)LL圖32 挖掘機(jī)工作裝置尺寸計(jì)算示意圖L3為某一確定的值時(shí)，工作裝置的位置也就能夠確定B1L22L1maxC1l3l2B0LIminA 圖33 動(dòng)臂運(yùn)動(dòng)分析的計(jì)算圖：動(dòng)臂油缸的最短長(zhǎng)度；：動(dòng)臂油缸的伸出的最大長(zhǎng)度；A：動(dòng)臂油缸的下鉸點(diǎn)；B：動(dòng)臂油缸的上鉸點(diǎn)；C：動(dòng)臂的下鉸點(diǎn)。 179。時(shí)多采用螺栓連接，斗容量q≥179。斗齒的材料、形狀、安裝結(jié)構(gòu)及其尺寸參數(shù)都值得研究，對(duì)它的主要要求是挖掘阻力小，耐磨，易于更換。④ 裝設(shè)斗齒有利于增大鏟斗與物料剛接觸時(shí)的挖掘線比壓，以便切入或破碎阻力較大的物料。③ 為了使裝進(jìn)鏟斗的物料不易于卸出，鏟斗的寬度與物料顆粒直徑之比應(yīng)大于4：1。斗底的縱向剖面形狀要適合于各種物料的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。為了滿足各種特定情況，盡可能提高作業(yè)效率，通用反鏟裝置常配有甚至十多種斗容量不同，結(jié)構(gòu)形式各異的鏟斗，其應(yīng)滿足以下的要求：① 利于物料的自由流動(dòng)。圖22 整體式斗桿鏟斗結(jié)構(gòu)形狀和參數(shù)的合理選擇對(duì)挖掘機(jī)的作業(yè)效果影響很大。圖21 整體式彎動(dòng)臂斗桿也有整體式和組合式兩種，大多數(shù)挖掘機(jī)采用整體式斗桿，當(dāng)需要調(diào)節(jié)斗桿長(zhǎng)度或杠桿時(shí)采用更換斗桿的辦法，或者在斗桿上設(shè)置2~4個(gè)可供調(diào)節(jié)時(shí)選擇的與動(dòng)臂端部鉸接的孔，有些反鏟采用組合式斗桿。它的工作尺寸和挖掘力可以根據(jù)作業(yè)條件的變化進(jìn)行調(diào)整，較合理地滿足各種類(lèi)型作業(yè)裝置的參數(shù)和結(jié)構(gòu)要求，從而簡(jiǎn)單地解決主要結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一化問(wèn)題，裝車(chē)運(yùn)輸也比較方便。 組合式動(dòng)臂一般都為彎臂形式。往往需要配備幾套完全不通用的工作裝置。它的缺點(diǎn)是替換工作裝置少，通用性較差。采用整體式彎動(dòng)臂有利于得到較大的挖掘深度，它是專(zhuān)用反鏟裝置的常見(jiàn)形式。 整體式動(dòng)臂有直動(dòng)臂和彎動(dòng)臂兩種。動(dòng)臂是工作裝置中的主要構(gòu)件，斗桿的結(jié)構(gòu)形式往往決定于動(dòng)臂的結(jié)構(gòu)形式。 2）在不增高行走裝置總高度的前提下應(yīng)使行走裝置具有較大的離地間隙，使挖掘機(jī)在不平地面上行走具有良好的通過(guò)性能，力求增強(qiáng)機(jī)器對(duì)各種運(yùn)行條件和作業(yè)要求的適應(yīng)性； 3）要降低挖掘機(jī)的接地比壓或具有較大的支承面積，以提高挖掘機(jī)的穩(wěn)定性。第2章 挖掘機(jī)的總體設(shè)計(jì)方案 挖掘機(jī)的工作裝置主要部件：動(dòng)臂、斗桿、鏟斗。動(dòng)臂液壓缸主要用于調(diào)整工作裝置的挖掘位置，一般不單獨(dú)直接挖掘土壤；斗桿挖掘可獲得較大的挖掘行程，單挖掘機(jī)力小一些。 液壓挖掘機(jī)反鏟工作裝置主要用于挖掘停機(jī)面一下的土壤，如挖掘溝壕、基坑等，其挖掘軌跡取決于各液壓缸的運(yùn)動(dòng)及其組合。鏟斗6則鉸接于斗桿4的末端，通過(guò)鏟斗液壓缸5的伸縮來(lái)使鏟斗繞鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。動(dòng)臂1的下鉸點(diǎn)與回轉(zhuǎn)平臺(tái)鉸接，并以動(dòng)臂液壓缸2來(lái)支撐動(dòng)臂，通過(guò)改變動(dòng)臂液壓缸的行程即可改變動(dòng)臂傾角，實(shí)現(xiàn)動(dòng)臂升降。液壓反鏟工作裝置一般由動(dòng)臂動(dòng)臂液壓缸斗桿液壓缸斗桿鏟斗液壓缸鏟斗連桿7和搖桿8等組成。伸縮臂前端裝有鏟斗，適于進(jìn)行平整和清理作業(yè)。這種挖掘機(jī)的工作裝置靠各構(gòu)件繞鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)完成。（3）按工作裝置劃分，分為鉸接式和伸縮臂式挖掘機(jī)。汽車(chē)式液壓挖掘機(jī)一般采用標(biāo)準(zhǔn)的汽車(chē)地盤(pán)，速度快，機(jī)動(dòng)性好。履帶式液壓挖掘機(jī)應(yīng)用最廣，在任何路面行走均有良好的通過(guò)性，對(duì)土壤有足夠的附著力，接地比壓小輪胎式液壓挖掘機(jī)具有行走速度快，機(jī)動(dòng)性好，可在多種路面通行的特點(diǎn)。機(jī)械挖掘機(jī)一般使用與大型礦山上。若挖掘、回轉(zhuǎn)、行走等主要機(jī)構(gòu)的動(dòng)作均為液壓傳動(dòng)，則為全液壓挖掘機(jī)。 挖掘機(jī)的分類(lèi)及主要特點(diǎn)液壓挖掘機(jī)種類(lèi)繁多，可以從不同角度對(duì)其類(lèi)型進(jìn)行劃分。 挖掘機(jī)整體結(jié)構(gòu)圖 11 挖掘機(jī)的整體結(jié)構(gòu)示意圖挖掘機(jī)主要分為以下幾個(gè)部分 一、底盤(pán) 二、平臺(tái) 三、液壓 四、動(dòng)力 五、工作裝置 六、覆蓋件 七、駕駛室 八、電器（包括空調(diào)）一 底盤(pán)：車(chē)架、支重輪、履帶、回轉(zhuǎn)支承、導(dǎo)輪、驅(qū)動(dòng)輪、行走馬達(dá)、底盤(pán)布管、中央回底盤(pán)在整機(jī)中的主要作用：（1）承重（2）行走（3）推土二 平臺(tái)：平臺(tái)是整個(gè)挖掘機(jī)的布置空間；動(dòng)力裝置、液壓系統(tǒng)、工作裝置等都是布置在平臺(tái)上三 液壓：液壓部分是整個(gè)挖掘機(jī)的心臟部分，所有挖掘的動(dòng)作都是由液壓部分來(lái)控制的；液壓布管一般分為先導(dǎo)布管和高壓布管兩部分液壓部分主要部件有：多路閥、油箱、膠管、接頭、油源閥、先導(dǎo)操縱等；四 動(dòng)力：動(dòng)力部分主要部件有：柴油機(jī)、液壓泵、散熱器、油冷器、燃油箱等主要作用：提供動(dòng)力源五 工作裝置：動(dòng)臂、斗桿、鏟斗、油缸及管路；主要作用是挖掘。從近幾年工程機(jī)械的發(fā)展來(lái)看，挖掘機(jī)的發(fā)展相對(duì)較快，挖掘機(jī)已經(jīng)成為工程建設(shè)中最主要的工程機(jī)械之一。第1章 挖掘機(jī)的簡(jiǎn)介挖掘機(jī)，又稱(chēng)挖掘機(jī)械（excavating machinery)，是用鏟斗挖掘高于或低于承機(jī)面的物料，并裝入運(yùn)輸車(chē)輛或卸至堆料場(chǎng)的土方機(jī)械。（7）增大鏟斗容量，加大功率，提高生產(chǎn)效率。（5）液壓系統(tǒng)不斷改進(jìn)，液壓元件不斷更新。（3）不斷提高可靠性和使用壽命。提高機(jī)械作業(yè)性能，降低噪音，減少停機(jī)維修時(shí)間，提高適應(yīng)能力，消除公害，縱觀未來(lái)，液壓挖掘機(jī)技術(shù)研發(fā)有以下的趨勢(shì):（1）向大型化發(fā)展的同時(shí)向微型化發(fā)展。應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，成本不斷降低，向標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化發(fā)展，以提高零部件、配件的可靠性，從而保證整機(jī)的可靠性。通過(guò)挖掘機(jī)模型的建立，可以得出挖掘機(jī)工作裝置的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)方案，這將大大改善挖掘機(jī)在軌跡規(guī)劃以及動(dòng)力學(xué)等方面的性能，較好地實(shí)現(xiàn)挖掘機(jī)自動(dòng)化作業(yè)。到了80年代末和90年代初，世界各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家液壓挖掘機(jī)技術(shù)水平得到了迅速的提高，突出表現(xiàn)在追求高效率(同一機(jī)重的挖掘機(jī)功率普遍提高，液壓系統(tǒng)流量增大，作業(yè)循環(huán)時(shí)間減小，作業(yè)效率大大提高)；高可靠性和追求司機(jī)操作的舒適性國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的挖掘機(jī)基本上采用人工操作方式，因此進(jìn)行挖掘機(jī)的自動(dòng)化優(yōu)化設(shè)計(jì)顯得非常必要而緊迫。 早在1958年國(guó)內(nèi)便開(kāi)始了液壓挖掘機(jī)的研制開(kāi)發(fā)工作，隨后開(kāi)發(fā)出一系列比較成熟的產(chǎn)品。加快建設(shè)速度以及提高勞動(dòng)生產(chǎn)率方面起著十分重要的作用。 modeling。關(guān)鍵詞：工作裝置；運(yùn)動(dòng)分析；建模；運(yùn)動(dòng)仿真IDesign of excavating mechanism, data modeling and motion simulationAbstractExcavator mechanism Which is excavator working device, is the core part of the excavator .It is responsible for the entire movement. excavator mechanism mainly prises a movable arm, boom, bucket. This article studies mining circular motion in a time of institutions. Each ponent of the digging mechanism is analysed, bining mathematics and motion worked out the main parameters of each part, It used Pro/E software to build up model, and the motion simulation, image analysis of the corresponding motion are strives to similar the actual it has the significance of reality. Excavator is a kind of important engineering machinery that in the national construction aspects are indispensable. It is used in housing construction, water conservancy construction, mining development, greatly reduces labor intensity,and improves productivity. At the same