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基于ADAMS的液压挖掘机工作装置的仿真分析及优化设计

作　者: 王玉强
导　师: 马骊溟
学　校: 长安大学
专　业: 车辆工程
关键词: 液压挖掘机 工作装置 虚拟样机 运动学仿真分析 动力学仿真分析 参数化设计 ADAMS Pro/E
分类号: TU621
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


液压挖掘机是一种非常重要的多功能大型工程机械，目前广泛应用于交通运输、水利水电工程和矿山采掘等各行业。由于对提高劳动生产率起着非常关键的作用，因此，对液压挖掘机的设计和研究就显得特别重要。在我国的液压挖掘机行业当中，由于新产品的开发周期长、成本高以及设计手段落后，导致产品老化、缺乏市场竞争力。应用日渐成熟的虚拟样机技术为解决这些问题提供了有力的依据。首先，在研究液压挖掘机工作装置的基础上，利用Pro/E建立液压挖掘机的三维实体模型，并进行虚拟装配，建立其工作装置的虚拟样机模型。然后，在ADAMS动力学仿真软件中建立液压挖掘机虚拟样机系统，完成模型的前处理工作，并校验模型是否正确。通过ADAMS/View模块对液压挖掘机的虚拟样机机械系统的工作范围进行运动学仿真分析，得到与液压挖掘机性能相关的主要参数尺寸以及工作范围的包络曲线图。再根据对挖掘阻力的分析，对挖掘机铲斗挖掘时的受力状况进行动力学仿真分析，得到动臂、斗杆和铲斗等构件各铰接点处的受力情况及相应的曲线。结果显示：最大挖掘半径和最大挖掘深度的仿真值与真实值相比，误差控制在6%之内，仿真分析的结果基本符合液压挖掘机实际工作的情况。最后，通过对液压挖掘机进行参数化处理，可以得出铲斗连杆机构的传动比与连杆和摇杆的长度、斗杆与摇杆、斗杆与铲斗相铰接的两个铰点之间的距离均有关系。改变它们，就可以改变铲斗连杆机构的传动比，进而改善挖掘机铲斗的挖掘力，即对液压挖掘机工作装置完成了优化。对传动比进行设计研究和试验设计，可以得出传动比在设计变量DV1的变化范围内达到最大值1.4787，这个值就是最优值。

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑施工机械和设备 > 土工机械、挖掘机械 > 挖掘机
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