设计简介
履带式液压单斗挖掘机三维建模与仿真
摘要：液压挖掘机是一种多功能机械，目前被广泛应用于水利工程，交通运输，电力工程和矿山采掘等机械施工中，它在减轻繁重的体力劳动，保证工程质量。加快建设速度以及提高劳动生产率方面起着十分重要的作用。由于液压挖掘机具有多品种，多功能，高质量及高效率等特点，因此受到了广大施工作业单位的青睐。液压挖掘机的生产制造业也日益蓬勃发展。
履带式液压单斗挖掘机三维建模与仿真设计的主要任务，是完成液压挖掘机主要参数如斗容量、整机质量、作业性能及尺寸参数等的确定及挖掘机工作装置、行走装置、回转装置、液压系统的选型和驾驶室的设计并在此基础上完成对此机械的基本动作仿真。
本次设计采用Solidworks2012软件建立了液压挖掘机整机的实体模型，并对其运动仿真。利用CAD软件绘出液压挖掘机铲斗挖掘范围包络图，对工作装置各组件进行分析，并以此为根据确定液压油缸的行程及铰点布置。在驾驶室的设计中，利用CATIA人机工程学模块对座椅的结构、操纵杆的布置进行设计。
关键词：挖掘机； 工作装置； 回转装置；仿真
Crawler hydraulic single-bucket excavator 3D modeling and motion simulation
Abstract: The hydraulic excavator is a versatile machinery, is widely used in water conservancy, transportation, power engineering, and of mining machinery construction, it is in reducing the heavy manual labor to ensure project quality. Accelerate the construction of speed and improve labor productivity plays an important role. Hydraulic excavator has the characteristics of multi-species, multi-functional, high quality and high efficiency, so by the majority of construction operations units of all ages. Production and manufacturing of hydraulic excavators are also increasingly flourish.
Single bucket of crawler hydraulic excavator 3D modeling and simulation design task is the completion of the main parameters of the hydraulic excavator, such as bucket capacity, the whole quality, operating performance and size parameters to determine and excavator working device, running gear, rotarycompletion of the basic movements of this mechanical simulation, hydraulic system selection and design of the cab and on this basis.
The design uses Solidworks2012 software to build a solid model of the hydraulic excavator machine and motion simulation. Use of CAD software to draw hydraulic excavator shovel digging reach envelope diagram, analyze the various components of the working device, and arranged according to the itinerary to determine the hydraulic cylinder and hinge point. CATIA ergonomic module structure on the seat in the cab design, the layout of the joystick design.
Key words: Excavators; work device; rotary device; Motion simulation
目 录
1 绪论………………………………………………………………………………2
1.1 课题背景及目的……………………………………………………………2
1.2 研究意义 …………………………………………………………………2
1.3 国内部分学者在挖掘机设计方面的工作………………………………3
2 履带式液压单斗挖掘机的基本结构与工作原理 ………………………5
2.1 设计基本组成部分…………………………………………………………5
2.2 液压挖掘机基本工作原理…………………………………………………5
3 液压挖掘机工作装置的设计………………………………………………7
3.1 该设计基本参数………………………………………………………7
3.2 液压挖掘机工作装置的工作原理…………………………………………7
3.3 液压挖掘机工作装置主要参数的确定……………………………………8
3.4 动臂………………………………………………………………………11
3.5 斗杆………………………………………………………………………12
3.6 铲斗………………………………………………………………………12
3.7 动臂液压缸的设计………………………………………………………13
3.8 斗杆液压缸的设计………………………………………………………15
3.9 铲斗液压缸的设计………………………………………………………16
3.10 挖掘范围………………………………………………………………17
3.11 工作装置的仿真工作…………………………………………………18
4 液压挖掘机回转装置的设计 ……………………………………21
4.1 回转支承装置 ………………………………………………………21
4.2 回转传动装置 ………………………………………………………26
4.3 回转运动分析 ………………………………………………………28
5 液压挖掘机行走装置的设计 ……………………………………………30
5.1 行走装置的介绍…………………………………………………………30
5.2 行走装置的设计与仿真…………………………………………………33
6 液压挖掘机驾驶室的设计………………………………………………34
6.1 驾驶室的总体设计要求…………………………………………………34
6.2 驾驶室座椅的设计要求…………………………………………………34
6.3 操作装置的布置要求……………………………………………………34
7 液压挖掘机整机的运动仿真分析…………………………………………36
参考文献 …………………………………………………………………………37
谢辞…………………………………………………………………………………38
谢辞…………………………………………………………………………………39
摘要：液压挖掘机是一种多功能机械，目前被广泛应用于水利工程，交通运输，电力工程和矿山采掘等机械施工中，它在减轻繁重的体力劳动，保证工程质量。加快建设速度以及提高劳动生产率方面起着十分重要的作用。由于液压挖掘机具有多品种，多功能，高质量及高效率等特点，因此受到了广大施工作业单位的青睐。液压挖掘机的生产制造业也日益蓬勃发展。
履带式液压单斗挖掘机三维建模与仿真设计的主要任务，是完成液压挖掘机主要参数如斗容量、整机质量、作业性能及尺寸参数等的确定及挖掘机工作装置、行走装置、回转装置、液压系统的选型和驾驶室的设计并在此基础上完成对此机械的基本动作仿真。
本次设计采用Solidworks2012软件建立了液压挖掘机整机的实体模型，并对其运动仿真。利用CAD软件绘出液压挖掘机铲斗挖掘范围包络图，对工作装置各组件进行分析，并以此为根据确定液压油缸的行程及铰点布置。在驾驶室的设计中，利用CATIA人机工程学模块对座椅的结构、操纵杆的布置进行设计。
关键词：挖掘机； 工作装置； 回转装置；仿真
Crawler hydraulic single-bucket excavator 3D modeling and motion simulation
Abstract: The hydraulic excavator is a versatile machinery, is widely used in water conservancy, transportation, power engineering, and of mining machinery construction, it is in reducing the heavy manual labor to ensure project quality. Accelerate the construction of speed and improve labor productivity plays an important role. Hydraulic excavator has the characteristics of multi-species, multi-functional, high quality and high efficiency, so by the majority of construction operations units of all ages. Production and manufacturing of hydraulic excavators are also increasingly flourish.
Single bucket of crawler hydraulic excavator 3D modeling and simulation design task is the completion of the main parameters of the hydraulic excavator, such as bucket capacity, the whole quality, operating performance and size parameters to determine and excavator working device, running gear, rotarycompletion of the basic movements of this mechanical simulation, hydraulic system selection and design of the cab and on this basis.
The design uses Solidworks2012 software to build a solid model of the hydraulic excavator machine and motion simulation. Use of CAD software to draw hydraulic excavator shovel digging reach envelope diagram, analyze the various components of the working device, and arranged according to the itinerary to determine the hydraulic cylinder and hinge point. CATIA ergonomic module structure on the seat in the cab design, the layout of the joystick design.
Key words: Excavators; work device; rotary device; Motion simulation
目 录
1 绪论………………………………………………………………………………2
1.1 课题背景及目的……………………………………………………………2
1.2 研究意义 …………………………………………………………………2
1.3 国内部分学者在挖掘机设计方面的工作………………………………3
2 履带式液压单斗挖掘机的基本结构与工作原理 ………………………5
2.1 设计基本组成部分…………………………………………………………5
2.2 液压挖掘机基本工作原理…………………………………………………5
3 液压挖掘机工作装置的设计………………………………………………7
3.1 该设计基本参数………………………………………………………7
3.2 液压挖掘机工作装置的工作原理…………………………………………7
3.3 液压挖掘机工作装置主要参数的确定……………………………………8
3.4 动臂………………………………………………………………………11
3.5 斗杆………………………………………………………………………12
3.6 铲斗………………………………………………………………………12
3.7 动臂液压缸的设计………………………………………………………13
3.8 斗杆液压缸的设计………………………………………………………15
3.9 铲斗液压缸的设计………………………………………………………16
3.10 挖掘范围………………………………………………………………17
3.11 工作装置的仿真工作…………………………………………………18
4 液压挖掘机回转装置的设计 ……………………………………21
4.1 回转支承装置 ………………………………………………………21
4.2 回转传动装置 ………………………………………………………26
4.3 回转运动分析 ………………………………………………………28
5 液压挖掘机行走装置的设计 ……………………………………………30
5.1 行走装置的介绍…………………………………………………………30
5.2 行走装置的设计与仿真…………………………………………………33
6 液压挖掘机驾驶室的设计………………………………………………34
6.1 驾驶室的总体设计要求…………………………………………………34
6.2 驾驶室座椅的设计要求…………………………………………………34
6.3 操作装置的布置要求……………………………………………………34
7 液压挖掘机整机的运动仿真分析…………………………………………36
参考文献 …………………………………………………………………………37
谢辞…………………………………………………………………………………38
谢辞…………………………………………………………………………………39
