挖掘机构运动仿真(附件)
本文主要论述了挖掘机的三维建模及运动仿真并对它的运动进行动力学分析。本设计所运用的是SolidWorks软件，它是由美国PTC公司和CV公司联合发起的。运用SolidWorks软件对挖掘机进行三维建模及运动仿真，通过已学的理论知识结合实际，完成本次的设计仿真。在进行挖掘机设计之前，需要通过查阅资料、实地考察、综合分析多种软件的运用等确定几种研究方法，再联系实际设计制定最后的研究方案。通过在学校所学SolidWorks的各种知识先完成挖掘机的三维图再进行运动仿真，最后分析运动过程中重要参数的变化。最终整合得到挖掘机的三维图，运动仿真文件及动力学的分析结果和重要参数的变化曲线等等，使之能够正确进行运动仿真。关键词 挖掘机，SolidWorks，三维建模，运动分析
目 录
1 绪论 1
1.1 挖掘机的定义 1
1.2 挖掘机的构成 1
1.3 挖掘机的分类 1
1.4 软件介绍 2
1.5 经济与环境分析 3
2 挖掘机的发展及工作原理 3
2.1 挖掘机的发展历史 3
2.2 挖掘机的发展概况 4
2.3 挖掘机的发展趋势 5
2.4 挖掘机的工作原理 5
3 利用SolidWorks对挖掘机零部件建模 6
3.1 动臂 6
3.2 斗杆 7
3.3 铲斗 7
3.4 液压缸 8
3.5 液压缸活塞 9
3.6 连杆 10
3.7 驱动轮 11
3.8 其他零部件 12
4 挖掘机机构运动仿真 12
4.1 挖掘机装配 12
4.2 仿真效果 13
5 运动分析 15
5.1 工况1 挖土 15
5.2 工况2 运土 17
5.3 工况3 卸土 20
结 论 23
致 谢 24
参 考 文 献 25
绪论
挖掘机的定义
挖掘机，也可以被我们叫作为挖掘机械（excavating machine *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
ry），或者被称为挖土机，是一种主要工作为铲斗的土方机械，作用于挖掘那些不在承机面上的物料，最后把物料装上运输车辆或卸下至堆料场。
土、粉土以及预松土为挖掘机挖掘的主要材料。通过近年来工程机械的发展，我们不难发现，当今社会挖掘机相比于其他机械而言正以一个飞快的速度发展。在工程建筑的一些重要的工程机械中，挖掘机也已经成为不可或缺的一部分。
挖掘机的构成
通常大部分的挖掘机构造主要有动力配置、工作配置、回转机制、控制机构制、传动机制、步行机制和辅助装备等。
驱动机构借助液压泵使液压马达、液压缸等驱动元件能传递到发动机所输出的动力，促进工作装置的操作，从而完成各种操作。
挖掘机的分类
内燃机传动和电力驱动主要为挖掘机普遍多见的两种传动类型，其中液压挖掘机的运用最为广泛。液压挖掘机分为很多类型，可以按不同的层面对其进行分类。
（1）按照液压挖掘机常见传动构件的传动种类不同区分
根据液压挖掘机的主要部件是否全部采用液压驱动，将其分为全液压或半液压两种传动方式。如挖掘机、回转车、行走车等多个主要部件的作用都是液压传动，就被叫作全液压挖掘机。如果液压挖掘机中的构件所选用的是机械传动，就把它叫作非液压或者为半液压挖掘机。
（2）按照行走机构的种类不同区分
按照行走机构种类不同来划分，液压挖掘机可以被划分为汽车式、轮胎式、履带式、悬挂式以及拖曳式。
汽车式液压挖掘机通常所运用的是基础汽车底盘，具有较快的速度，流动性好。
轮胎式液压挖掘机具备较快的行走速度和良好的流动性，这是它的两个主要的特点，可用于各种道路。近年来，轮胎式挖掘机的产量不断增加。这些挖掘机通常是四个枢轴点，但也有三个枢轴点。它将前踏板减小到支点，并用后轮形成三点支撑。这个类型不必平衡前轴上的悬架，前轴结构大大简化，缩小了机器的转弯半径，并改善了机动性能。至今为止，大部分轮胎式液压挖掘机所用的都是机械传动和集中传动的独立液压马达。
履带式液压挖掘机被运用的最为广泛。无论在什么样的路面上步行，履带式液压挖掘机都具备着较好的通过性，对土层具有足够的附着力，较小的地面压力，在操作过程中不需要设置支腿，适用范围较大。由橡胶制作而成的履带同时也会被用于软土或沼泽地区的工作的液压挖掘机。所以大部分的通过履带传动前进的液压挖掘机大多都是全液压传动。
悬挂式液压挖掘机是将操作配置装在轮胎式或者履带式拖拉运土机上，使它能到实现一个机器多种利用途径的目的。这个类型的挖掘机不但能容易拆装组合，而且制造成本不高，性价比较合理。
拖曳式液压挖掘机不具备行走传动构件，前进时一般都借助拖拉机的牵引。
（3）根据工作装置划分
按照工作装置不同的结构分类，挖掘机可以被划为铰接式和伸缩臂式两种不同的类型。铰接式操作配置的运用相对来说比较广泛。这种挖掘机的工作装置是通过转动部件的铰点来完成操作。伸缩臂式的挖掘机动臂组架的构件可以分为主动臂和伸缩臂两个部分。伸缩手臂不但可以在主臂内进行伸长缩短，也可以伸缩变动浮动频率。伸缩臂前部安置有铲斗，可以用来完成整面和清扫操作，特别是槽。
完成整面和清扫操作，特别是槽。
软件介绍
SolidWorks软件是世界上首个以Windows系统为基础研发的三维CAD系统，SolidWorks软件操作使用简单，得到了众多制图者的认可。它大幅度减小了设计者的工作时间长度和工作精度。对于专业从事三维机械设计和工程分析的人来说，更加方便和准确，大大提高了工作效率。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的注册用户已超过30多万人，未来也将越来越多。其日益增长的利用率将在全球软件市场上占有重要地位。
SolidWorks具备过硬的实体建模的作用。产品设计借助拉伸、旋转、薄壁特征、先进的壳体提取、特征阵列和射孔实现的。凭借修正拖动非静态特征和图纸，能够来完成同步修改设计的操作。3D草图函数扫射形成和放射3D草图路径样本，或者创建管道、电缆、管线路径和管道路径。该软件功能强大，组件广泛。SolidWork创造了一个全面的动态界面和鼠标拖动平台，大幅度缩减了界面的混乱性，并且操作起来便捷，使窗口能够直接被观察，让广大设计师喜欢和青睐。本设计利用SolidWorks软件完成了挖掘机的三维建模过程和应用分析。
目 录
1 绪论 1
1.1 挖掘机的定义 1
1.2 挖掘机的构成 1
1.3 挖掘机的分类 1
1.4 软件介绍 2
1.5 经济与环境分析 3
2 挖掘机的发展及工作原理 3
2.1 挖掘机的发展历史 3
2.2 挖掘机的发展概况 4
2.3 挖掘机的发展趋势 5
2.4 挖掘机的工作原理 5
3 利用SolidWorks对挖掘机零部件建模 6
3.1 动臂 6
3.2 斗杆 7
3.3 铲斗 7
3.4 液压缸 8
3.5 液压缸活塞 9
3.6 连杆 10
3.7 驱动轮 11
3.8 其他零部件 12
4 挖掘机机构运动仿真 12
4.1 挖掘机装配 12
4.2 仿真效果 13
5 运动分析 15
5.1 工况1 挖土 15
5.2 工况2 运土 17
5.3 工况3 卸土 20
结 论 23
致 谢 24
参 考 文 献 25
绪论
挖掘机的定义
挖掘机，也可以被我们叫作为挖掘机械（excavating machine *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
ry），或者被称为挖土机，是一种主要工作为铲斗的土方机械，作用于挖掘那些不在承机面上的物料，最后把物料装上运输车辆或卸下至堆料场。
土、粉土以及预松土为挖掘机挖掘的主要材料。通过近年来工程机械的发展，我们不难发现，当今社会挖掘机相比于其他机械而言正以一个飞快的速度发展。在工程建筑的一些重要的工程机械中，挖掘机也已经成为不可或缺的一部分。
挖掘机的构成
通常大部分的挖掘机构造主要有动力配置、工作配置、回转机制、控制机构制、传动机制、步行机制和辅助装备等。
驱动机构借助液压泵使液压马达、液压缸等驱动元件能传递到发动机所输出的动力，促进工作装置的操作，从而完成各种操作。
挖掘机的分类
内燃机传动和电力驱动主要为挖掘机普遍多见的两种传动类型，其中液压挖掘机的运用最为广泛。液压挖掘机分为很多类型，可以按不同的层面对其进行分类。
（1）按照液压挖掘机常见传动构件的传动种类不同区分
根据液压挖掘机的主要部件是否全部采用液压驱动，将其分为全液压或半液压两种传动方式。如挖掘机、回转车、行走车等多个主要部件的作用都是液压传动，就被叫作全液压挖掘机。如果液压挖掘机中的构件所选用的是机械传动，就把它叫作非液压或者为半液压挖掘机。
（2）按照行走机构的种类不同区分
按照行走机构种类不同来划分，液压挖掘机可以被划分为汽车式、轮胎式、履带式、悬挂式以及拖曳式。
汽车式液压挖掘机通常所运用的是基础汽车底盘，具有较快的速度，流动性好。
轮胎式液压挖掘机具备较快的行走速度和良好的流动性，这是它的两个主要的特点，可用于各种道路。近年来，轮胎式挖掘机的产量不断增加。这些挖掘机通常是四个枢轴点，但也有三个枢轴点。它将前踏板减小到支点，并用后轮形成三点支撑。这个类型不必平衡前轴上的悬架，前轴结构大大简化，缩小了机器的转弯半径，并改善了机动性能。至今为止，大部分轮胎式液压挖掘机所用的都是机械传动和集中传动的独立液压马达。
履带式液压挖掘机被运用的最为广泛。无论在什么样的路面上步行，履带式液压挖掘机都具备着较好的通过性，对土层具有足够的附着力，较小的地面压力，在操作过程中不需要设置支腿，适用范围较大。由橡胶制作而成的履带同时也会被用于软土或沼泽地区的工作的液压挖掘机。所以大部分的通过履带传动前进的液压挖掘机大多都是全液压传动。
悬挂式液压挖掘机是将操作配置装在轮胎式或者履带式拖拉运土机上，使它能到实现一个机器多种利用途径的目的。这个类型的挖掘机不但能容易拆装组合，而且制造成本不高，性价比较合理。
拖曳式液压挖掘机不具备行走传动构件，前进时一般都借助拖拉机的牵引。
（3）根据工作装置划分
按照工作装置不同的结构分类，挖掘机可以被划为铰接式和伸缩臂式两种不同的类型。铰接式操作配置的运用相对来说比较广泛。这种挖掘机的工作装置是通过转动部件的铰点来完成操作。伸缩臂式的挖掘机动臂组架的构件可以分为主动臂和伸缩臂两个部分。伸缩手臂不但可以在主臂内进行伸长缩短，也可以伸缩变动浮动频率。伸缩臂前部安置有铲斗，可以用来完成整面和清扫操作，特别是槽。
完成整面和清扫操作，特别是槽。
软件介绍
SolidWorks软件是世界上首个以Windows系统为基础研发的三维CAD系统，SolidWorks软件操作使用简单，得到了众多制图者的认可。它大幅度减小了设计者的工作时间长度和工作精度。对于专业从事三维机械设计和工程分析的人来说，更加方便和准确，大大提高了工作效率。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的注册用户已超过30多万人，未来也将越来越多。其日益增长的利用率将在全球软件市场上占有重要地位。
SolidWorks具备过硬的实体建模的作用。产品设计借助拉伸、旋转、薄壁特征、先进的壳体提取、特征阵列和射孔实现的。凭借修正拖动非静态特征和图纸，能够来完成同步修改设计的操作。3D草图函数扫射形成和放射3D草图路径样本，或者创建管道、电缆、管线路径和管道路径。该软件功能强大，组件广泛。SolidWork创造了一个全面的动态界面和鼠标拖动平台，大幅度缩减了界面的混乱性，并且操作起来便捷，使窗口能够直接被观察，让广大设计师喜欢和青睐。本设计利用SolidWorks软件完成了挖掘机的三维建模过程和应用分析。
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