基于solidworks的液压挖掘机手臂的建模与仿真本科毕业论文(编辑修改稿)

基于solidworks的液压挖掘机手臂的建模与仿真本科毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

2） 开发液压挖掘机的多功能性、多品种、高质量、高效率。 （ 3）不断提高液压挖掘机的安全性、舒适性和可靠性。 加强对驾驶员的保护性，使之安全得以保障，改善驾驶员的劳动条件。 （ 4）液压挖掘机的节能性。 进一步提高液压系统的能量转换效率，节约液压挖掘机的能量消耗，使其消耗降到最低而不影响液压挖掘机的工作效率。 （ 5）迅速发展智能化液压挖掘机，使之能够完成些自动、半自动操作。 对驾驶员的要求降低，但工作质量和效率将大 幅度提高。 （ 6）配备先进的检测系统，重视电子技术、信息技术。 重视 机电一体化技术在液压挖掘机上的应用，使其得到更好的控制，为液压挖掘机的发展提供了新的方法，使我国液压挖掘机更适应时代的发展，使其得到进一步的发展。 软件介绍 SolidWorks 软件是世界上第一个基于 Windows 开发的三维 CAD 系统，SolidWorks 软件简单易用，深受广大设计师的喜爱和青睐。 它大大缩短了设计师的设计时间和其准确性，它使 专业从事三维机械设计 和工程分析的人们更方便和准确，大大提高了其工作效率。 SolidWorks 软 件的应用越来越广泛，它涉及到各个方面和领域，如教学 、机械设计和建筑工程分析等各个领域。 目前 使用SolidWorks 的人们注册用户已达 30 余万人 ，未来也将越来越多。 它越来越多的使用率将在全球的软件市场上占用无比重要的位置。 SolidWorks 拥有十分强大的实体建模功能。 通过拉伸、旋转、薄壁特征、 高级抽壳、特征阵列以及打孔等操作来实现产品的设计。 通过对特征和草图的动态修改，用拖拽的方式实现实时的设计修改。 三维草图功能为扫描、放样生成三维草图路径，或为管道、电缆、线和管线生成路径。 软件功能强大，组件繁多。 Solidworks 提供了一套完整的动态界面和鼠标拖动，大大减少了界面的零乱，而且操作简单、界面直观，使之得到广大设计师的喜欢和亲睐。 本设计液压挖掘机的三维建模过程及结构分析的云图都是用 Solidworks 完成的。 课题的主要内容 文中通过对液压挖掘机工作作业状况进行分析 ， 对其典型工作状况研究和分析， 应用 SolidWorks 软件对 液压挖掘机主要工作装置机构：动臂、斗杆和铲斗 8 进行三维建模和挖掘机机械手臂进行 运动仿真。 （ 1）完成 液压挖掘机的结构和工况分析； （ 2）液压挖掘机主要组成部件的三维建模； （ 3）液压挖掘机的虚拟装配； （ 4）液压挖掘机的运动仿真。 首先分析液压挖掘机的作业过程和设计要求， 在图书馆查找相关资料对挖掘机的工作装置和典型工况进行分析。 液压挖掘机的作业过程 液压挖掘机 (如图 21所示 )的作业 是通过 操纵系统 来完成 挖掘作业中的各个动作的操作，操作系统是整个作业过程的运动中枢。 液压挖掘机的作业过程过包括以下几个动作 :动臂升降、斗杆收放、铲斗装卸 、 转台回转、整机行走以及其它辅助动作。 除了辅助动作 (例如整机转向等 )不需全功率驱动以外，其它都是液压挖掘 机的主要动作，要考虑全功率驱动。 图 21 液压挖掘机二维图 液压挖掘机的作业是一个 往复 循环过程，它的工作装置采用连杆机构原理，各部分的运动通过液压缸的伸缩来完成， 使挖掘机的挖掘空间达到最大来满足液压挖掘机的挖掘作业需要。 液压挖掘机的挖掘对象复杂多变，实现主要动作要求时，遇到的阻力也随之变化，为了提高工作效率，工作过程中往往要求有两个主要动作进行复合。 9 液压挖掘机一个作业循环的组成和动作的复合主要包括 : （ 1）挖掘 :液压挖掘机工作装置的铲斗液压缸或斗杆液压缸进行单独工作，或者两者相互配合进行挖掘。 （ 2）回转举升 :在回转举升时动臂缸把动臂举升，回转液压马达使转台转到合适位置，动杆要同时外放，有时还要对铲斗进行调整，此时回转 、斗杆、动臂和铲斗进行复合动作。 （ 3）卸载 :铲斗 回转到卸土位置时，转台制动，用斗杆调节卸载半径和高度，然后铲斗液压缸卸载。 为了调整卸载位置，还要有动臂配合，主要是斗杆和铲斗的复合动作，间以动臂动作。 （ 4）空斗返回 :卸载结束，转台反向回转，动臂液压缸和斗杆液压缸进行配合动作，把空铲斗放到新的挖掘位置，此时是回转 、 动臂和斗杆的复合动作。 液压挖掘机工作装置的设计原则 （ 1） 使用要 求 随着技术进步和全球经济一体化发展，液压挖掘机的性能、质量和安全性有了很大的剃刀和改进，从而使现代液压挖掘机有了完善的自动控制功能。 但液压挖掘机的动作复杂，机构负载变化大，受到的冲击和振动频繁，而且对于挖掘对象的多样性，温度、土壤硬度差别大，受到的阻力不一，使用的挖掘力也不相同，因此，应根据液压挖掘机德工作环境和工作特点，考虑人、环境、挖掘机的协调，要提出几点使用要求，特别要注意以下几点： 1) 安全性即挖掘机启动或操作开始前，应发出信号，严禁任何人在工作区停留，工作装置必须平坦固定，防倾翻稳定性好，禁 止用铲斗击碎坚固物体，禁止在电线等高架设物下作业。 2) 液压挖掘机发动机启动前要检查各个装置是否正常。 3) 与周围环境相协调，造成的污染少，禁止任何人在工作区域停留，以免造成误伤，形象要美观。 4) 挖掘机应停放在坚硬平坦的地面上，禁止停在可能塌方或威胁安全的地方，以免造成伤亡和损伤。 5)严禁油缸过度的伸缩，造成工作装置损坏，不 能用铲斗敲击坚硬的固体，以免造成损坏。 6)停机时应将各操作放置在中间位置，进行一次保养工作，对挖掘机各润滑部位要加润滑油进行润滑。 （ 2） 性能要求 10 挖掘机具有多种结构 :行走 、回转、斗杆、铲斗和动臂等，具有多个自由度，机构复杂，液压作用元件数量多，要求实现的动作复杂多变，对液压挖掘机的操作提供了很大的操作难度。 液压挖掘机的工作装置 :动臂、铲斗和斗杆之间几乎都是复合运动。 而且作用对象的复杂性，受到的阻力也不尽相同，各种不同作业工况所需功率变化范围大，因此，对液压挖掘机的性能要求比较高。 液压挖掘机具有多项功能性，便于运输，能无级调速而且调速范围大，运动惯性小，加速性能好，结构简单，传动平稳，操作省力，易于自动化控制等优势，但必须考虑到工作空间环境特点、地形复杂、遇到的不确定因素多， 因此对挖掘机性能要求如下：。