小型液压挖掘机履带行走装置的参数化设计方法研究

摘要

近年来，小型液压挖掘机行业有着突飞猛进的发展，从工程机械行业的新宠发展成为中国工程机械市场中举足轻重的机型。随着我国经济建设的发展，对其需求量越来越大，对其性能的要求也越来越高。由于常常在野外和露天作业，工作环境十分恶劣，要求挖掘机的各个装置既要结构合理，性能安全可靠又要尽可能降低成本。
　　 履带行走装置作为挖掘机的支承部件，它的性能直接影响挖掘机的性能，所以在新产品开发中，合理设计行走装置的参数就很重要。因此，本文在分析小型液压挖掘机履带行走装置性能参数基础上，对市场上的同类产品做了详细的参数统计和相关对比，并总结了相关设计参数的理论计算和相关经验，为小型液压挖掘机履带行走装置的设计提供了参考。
　　 目前，如果还是采用传统的设计研究方法的话，就无法适应挖掘机市场全球化、竞争激烈化、产品需求个性化和生产的人性化的高要求，因此企业都希望能研发一种通用的设计模块，从而减少产品的开发周期，提高生产效率。本文就针对小型挖掘机的行走装置开发了这种通用模块。论文中根据挖掘机行走装置的特点，运用UG的二次开发工具，结合编程语言，对其进行了参数化设计，从而实现了模型的自动生成。在这个过程中，以某厂家6吨级挖掘机行走装置为模型尺寸，采用相似原理确定基本参数，利用二次开发语言GRIP完成模型的建立。结合UG其它二次开发工具进行了用户界面的设计，最终在UG中生成了一个自动加载模块“小型挖掘机行走装置参数化设计”。
　　 为验证参数化设计模块的正确性，选择了挖掘机在作业循环中两种典型的工况，对其生成的X型和H型两种7吨级挖掘机行走底架进行受力分析，并用NX Nastran进行有限元分析，分析结果显示设计是安全的，X型行走底架可靠性更高。
　　 本文利用UG的二次开发工具UG/Open实现了小型挖掘机行走装置的参数化设计，所得的结果与方法，在实际工作中有很大的意义。它可以提高产品的开发效率，能够有效地减少产品重新设计的次数，缩短产品设计周期，提高产品质量和可靠性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1课题的提出及意义

1.2小型液压挖掘机的研究发展概况

1.2.1国外小型液压挖掘机的研究发展现状

1.2.2国内小型液压挖掘机的研究发展现状

1.3 UG参数化设计技术

1.3.1参数化技术的概念

1.3.2 UG参数化设计的内容

1.4本文的总体思路及主要研究内容

第2章小型挖掘机履带行走装置的参数分析

2.1行走装置的设计要求

2.2履带行走装置的构造

2.3主要性能参数的确定

2.3.1性能参数的确定方法

2.3.2行驶速度

2.3.3爬坡能力

2.3.4接地比压

2.3.5最大牵引力

2.4主要元器件的选择

2.4.1链轨节节距与四轮一带

2.4.2张紧装置

2.4.3行走减速机和液压马达

2.5主要外形尺寸的分析

2.5.1接地长度、轨距以及最小离地间隙

2.5.2“四轮一带”安装尺寸

2.6本章小结

第3章基于UG二次开发的行走装置参数化建模设计

3.1 UG二次开发的意义

3.2 UG二次开发平台

3.2.1 UG二次开发的基本工具

3.2.2 UG参数化设计方法

3.2.3 UG二次开发过程概述

3.3基于UG二次开发的参数化模块设计

3.3.1行走装置各部分参数的确定

3.3.2菜单制作与对话框设计

3.3.3行走装置参数化建模的编程与实现

3.4本章小结

第4章行走底架的结构强度分析

4.1有限元分析平台的选择

4.2计算工况与外载荷

4.2.1计算工况

4.2.2外载荷

4.3各工况的外载荷计算分析

4.3.1最大挖掘阻力的计算

4.3.2力矩的简化计算方法

4.3.3工况一的外载荷计算

4.3.4工况二的外载荷计算

4.4行走底架有限元分析的前处理

4.5 H型底架有限元计算结果的分析

4.5.1工况一

4.5.2工况二

4.6 X型底架有限元计算结果的分析

4.6.1工况一

4.6.2工况二

4.7两种底架的对比分析

4.8本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文