纯电动滑移装载机创新设计及仿真研究

摘要

随着现代工程机械的快速发展，能够进行灵活工作的滑移装载机正越来越多的出现在各种工作场合，但其具有传统工程机械所共有的缺点:传动效率偏低，噪声、能耗过大，作业时对环境有一定的污染，针对这些缺点本文着重对滑移装载机进行创新设计及仿真研究，旨在研发一款性能可靠、节能环保的纯电动滑移装载机。具体的研究工作如下:
　　为保证滑移装载机工作性能，参考现有滑移装载机以及根据所设计纯电动滑移装载机特点制定总体设计方案及整机参数;根据整机参数进行五连杆机构的工作装置创新设计，并依据设计尺寸利用Pro/E软件建立整机三维模型;利用ADAMS对滑移装载机模型进行工作装置运动学及动力学仿真分析与比较，由仿真得到能够反映滑移装载机主要性能的相关曲线，重点分析所设计滑移装载机在动臂提升运动特性、复合运动中铲斗姿态、传动角、动臂、铲斗驱动动力学性能和整个仿真过程中各铰点受力情况，验证了所设计五连杆机构的工作装置在工作性能上与现有四连杆机构的工作装置相比所具有的优势，发现所设计机构的缺点并提出改进方案;对五连杆机构进行优化，有效地减小了所需驱动力以及瞬时功率，从而使机构更加合理;根据优化后参数对动臂与铲斗驱动进行动力选型。
　　提出一种电力驱动的滑移底盘创新设计方案，结合悬架和制动系的设计选型，获得一种适用于装载机的电动滑移底盘;对滑移转向形式进行分析，得到所设计滑移底盘满足滑移转向的条件;对底盘驱动系统进行选型设计，确定驱动系统基本构成，根据整车目标参数及计算对电机以及电池进行选型及参数匹配;在ADAMS中建立滑移底盘模型，利用模型进行转弯半径的仿真分析，结果显示所设计滑移底盘能够完成各转向形式的滑移转向，所选驱动适用于本滑移底盘。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究背景和意义

1．1．1 课题研究背景

1．1．2 课题研究意义

1．2 国内外发展、研究现状和发展趋势

1．2．1 滑移装载机发展现状

1．2．2 滑移装载机研究现状

1．2．3 滑移装载机发展趋势

1．3 课题研究内容

1．4 课题来源

第二章 总体方案及创新设计

2．1 总体方案制定

2．1．1 总体设计原则

2．1．2 总体设计研究流程及参数制定

2．2 工作装置创新设计

2．2．1 工作装置五连杆机构创新设计

2．2．2 工作装置尺寸设计

2．3 三维建模及装配

2．3．1 零部件建模

2．3．2 整机装配

2．4 滑移底盘创新设计及转向分析

2．4．1 滑移底盘创新设计

2．4．2 关键零部件设计选型

2．4．3 转向分析

2．5 本章小结

第三章 基于ADAMS的工作装置运动学及动力学仿真研究

3．1 仿真模型的导入及设置定义

3．1．1 设置proe环境

3．1．2 定义刚体

3．1．3 设置marker点导入ADAMS

3．1．4 创建约束副

3．1．5 导入设置

3．1．6 模型验证

3．2 工作装置运动学仿真对比研究

3．2．1 工作装置运动学仿真对比研究目的

3．2．2 动臂举升运动仿真及对比分析

3．2．3 工作装置复合运动仿真及对比分析

3．3 工作装置动力学仿真对比研究

3．3．1 工作装置运动学仿真目的

3．3．2 工作装置动力学仿真设置

3．3．3 工作装置动力学分析

3．3．4 铰点受力分析

3．4 本章小结

第四章 工作装置优化设计及驱动动力选型

4．1 工作装置优化设计

4．1．1 数学优化模型建立

4．1．2 参数化因数试验

4．1．3 优化结果分析

4．2 工作装置驱动动力选型

4．2．1 动臂驱动选型

4．2．2 铲斗驱动选型

4．3 本章小结

第五章 滑移底盘驱动系统的匹配及底盘运动仿真

5．1 驱动系统设计

5．1．1 纯电动滑移装载机驱动系统构成

5．1．2 纯电动滑移装载机滑移底盘参数制定

5．2 传动部件参数匹配设计

5．2．1 滑移底盘电机的选型及参数匹配

5．2．2 蓄电池的选型及参数匹配

5．3 滑移底盘转向运动仿真

5．3．1 建立滑移底盘仿真模型

5．3．2 滑移转向运动仿真验证

5．3．3 滑移转向驱动力验证

5．4 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术成果

附录