履带式液压单斗挖掘机三维建模与仿真设计

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1、南华大学机械工程学院毕业设计（论文）履带式液压单斗挖掘机是一种利用单个铲斗挖掘或装载土壤石块的机械,广泛应用于建筑施工、筑路工程、水电工程建设、港口工程、农田改造、国防工事的土石方施工和露天矿场的采掘作业，对减轻繁重的体力劳动，实现土方工程机械化，提高劳动生产率起了很重要作用。液压挖掘机的出现虽然只有40多年的历史，但是其发展非常迅速。近年来，在国外市场上，挖掘机行情普遍看涨，特别是液压挖掘机。因此这就更需要设计人员开发新产品并改进旧产品，以适应新的形势来增强市场竞争力。发展新产品和改进旧产品都需要进行产品设计，产品设计包括从明确设计任务到确定

2、产品的结构这一系列复杂的工作。本次毕业设计是在李岚老师的指导下，结合公司实习认识及大学期间的基本理论学习进行“单一的产品仿型设计”。这类设计的特点是：在机器的工作原理与基本结构形式不变的条件下，对已有产品进行仿真造型设计，也就是通过计算改变已有产品的零部件尺寸及其不合理的某些结构，使其符合新的设计功能参数与使用环境等要求。这类设计目的明确，机器主要性能参数准确，主要结构形式基本不变，有同类机型但某些参数及尺寸不同的设计资料可以借鉴。本次设计中，考虑的一般因素有：强度、刚度、可靠性、磨损与润滑、振动与噪声、效率、加工工艺、经济性、稳定性、腐蚀、起

3、动与控制、装配工艺、尺寸及重量、外观、安全保护、管理与维修、运输与安装等。本人根据自己选取的较为满意的设计方案、分析所设计机械的特点、使用功能及应满足的主要设计等因素，进行了运动计算、动力计算、强度计算、刚度计算、零件设计、部件设计及运动仿真，决定各个部件的相对位置及连接方法，确定主要零部件的形状尺寸、材料、制造安装等一系列问题。在此基础上，绘出机械的总装图、部件装配图、部分零件图、部件爆炸图及运动仿真工作。本次设计所绘制的挖掘机工作装置总装图是先造型动臂、斗杆、铲斗及液压油缸的部件装配图而后绘制成，之后再进行机器底盘、回转装置、行走装置及驾驶

4、室的设计。设计零件工作图时，是从机器的总体要求出发，综合考虑零部件的强度、刚度、工艺性及经济性等设计因素而绘制成零件工作图。第48页共48页南华大学机械工程学院毕业设计（论文）1绪论1.1课题背景及目的履带式液压单斗挖掘机是工程机械的一个重要品种，是一种广泛用于建筑、铁路、公路、水利、采矿等建设工程的土方机械。工程施工中绝大部分的土方工程是由挖掘机来完成的。液压挖掘机利用液压元件（液压泵、液压马达、液压缸等）带动各种构件动作，以实现挖掘、平整、装载等施工作业。液压挖掘机利用液压传动具有如下优点：1、元件布局安装有很大的灵活性，能构成复杂系统；2

5、、可实现大范围无级调速；3、传递运动平稳，易于实现快速启动、制动和频繁换向；4、操作控制方便、省力，易于实现自动控制和过载保护；5、能自行润滑，元件寿命长等。6、功率密度大，结构紧凑，重量轻等等。因此，液压挖掘机对于减轻工人繁重的体力劳动，提高施工机械化水平，加快施工进度，促进各项建设事业的发展，具有重要意义。液压挖掘机整机结构包括上、下车两大部分，上车部分由转台、司机室、发动机、机械传动系统、液压系统和工作装置组成，下车部分由回转支承、底架和行走装置构成。液压挖掘机整机结构的设计是对所需设计的液压挖掘机作初步的全面规划、提出有关数据、资料及总

6、体草图，为进一步设计、分析计算提供依据，同时前期的参数规范化及部件尺寸的完善化也为后期的仿真工作作下铺垫。1.2研究意义和其它挖掘机一样,此履带式液压单斗挖掘机将给人类带来诸多方便，能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，还能在农业中得到使用。能适应恶劣的野外工作环境，它在减轻繁重的体力劳动的同时，保证工程质量的前提下，在加快建设速度以及提高劳动生产率的方面也起着相当重要的作用，而且还就具有节约能源的特点，从而使系统发热减少、燃油消耗降低、公害噪声减小、系统设备可靠性提高、液压元件的寿命增长等好处，也可大大节约作业成本和

7、设备维修费用，它必定会受到广大施工作业单位的青睐。第48页共48页南华大学机械工程学院毕业设计（论文）通过对履带式液压单斗挖掘机三维建模与仿真，以solidworks2012、AutoCAD2007等软件来进行挖掘机的结构设计、部分部件受力分析及整体机构外部运动仿真。在对挖掘机的结构设计前通过查阅、整理资料、实地考察、综合运用软件分析等一系列研究方法进行整合，结合实际情况制定实适用且实用的设计方案。掌握挖掘机的设计及运动仿真的方法和过程，任务执行者必须根据任务要求严格执行，同时鼓励提出异议、有所创新。综合所学知识，查阅相关资料及产品样本，掌握最

8、新发展动态，更重要的是设计的产品应符合目前技术发展水平，鼓励采用新技术、新思想。通过本设计能达到以综合训练为目的，有利于培养学生独立工作能力，巩固和提