本文關(guān)鍵詞：挖掘機回轉(zhuǎn)支承的多體動力學分析

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【摘要】：液壓挖掘機作為重要的工程機械,在交通運輸、能源開發(fā)、城鎮(zhèn)建設(shè)以及國防施工等各項工程建設(shè)中都有著特別廣泛的應(yīng)用。而對于挖掘機上重要的兩個工作部件,回轉(zhuǎn)支承用來承載上部車體的載荷并提供上車體回轉(zhuǎn)運動,工作裝置是挖掘機實現(xiàn)各抓取動作的主要執(zhí)行者,對其進行相關(guān)研究是十分必要的。本文以液壓挖掘機為背景,基于多體動力學理論、赫茲接觸理論、虛擬樣機技術(shù)等理論方法,建立回轉(zhuǎn)支承裝置和挖掘機系統(tǒng)的三維模型和虛擬樣機動力學模型,對由回轉(zhuǎn)支承、工作裝置等組成的液壓挖掘機多體系統(tǒng)模型做了運動學、動力學理論研究及動態(tài)仿真分析。主要內(nèi)容包括：(1)建立單排四點接觸球式回轉(zhuǎn)支承動力學模型,進行動力學仿真分析。通過對比傳動比與外圈角速度的仿真結(jié)果和理論計算結(jié)果,發(fā)現(xiàn)其相對誤差很小,從而驗證了模型的正確性。在軸向力單獨作用、傾覆力矩單獨作用、軸向力與傾覆力矩共同作用三種不同載荷作用下對回轉(zhuǎn)支承進行了靜態(tài)仿真,將得出的接觸力數(shù)值與理論值進行了對比,誤差都較小。(2)對只受軸向力作用下的齒輪嚙合力在不同轉(zhuǎn)速的動態(tài)響應(yīng)進行了對比分析,結(jié)果表明隨著轉(zhuǎn)速的增大,嚙合力的幅值在不斷減小,而平均值卻在不斷增大,這說明轉(zhuǎn)速越大,齒輪的嚙合力越大,但振動反而越來越小；對滾動體的四個不同滾道接觸力對比研究,發(fā)現(xiàn)滾動體在四個接觸滾道上的受力成對角線關(guān)系；對同一滾道不同滾動體的接觸力進行對比,發(fā)現(xiàn)滾動體接觸力分布很規(guī)律,從受接觸力最大的滾動體開始向兩邊擴展,接觸力越來越小；通過分析外圈的質(zhì)心在回轉(zhuǎn)平面的位移變化,驗證了受到小齒輪的影響,外圈質(zhì)心在徑向有小的波動,從而造成軸向力作用下滾動體接觸力分布不均勻。(3)建立挖掘機虛擬樣機模型,對工作裝置進行了運動學仿真,通過斗齒尖的位移軌跡得出挖掘機工作時的挖掘范圍和極限尺寸,包括最大挖掘高度、最大卸載高度、最大伸展距離、最大挖掘深度；比較復合挖掘與順序動作挖掘,復合挖掘的挖掘時間更短,提高了挖掘機的工作效率,并充分利用各發(fā)動機及油泵的功率。(4)建立了考慮回轉(zhuǎn)支承的挖掘機系統(tǒng),并進行動力學仿真分析,與未考慮回轉(zhuǎn)支承的工作裝置動力學分析進行對比,可以看出回轉(zhuǎn)支承對于工作裝置各鉸點力的影響是很大的,鉸點力的變化曲線出現(xiàn)明顯的波動。而工作裝置對于回轉(zhuǎn)支承的齒輪嚙合力、滾道接觸力、外圈的質(zhì)心變化都有特別重要的影響。因此工作裝置與回轉(zhuǎn)支承是一個耦合的系統(tǒng),不能單獨研究其動態(tài)特性。
【關(guān)鍵詞】：挖掘機 回轉(zhuǎn)支承 工作裝置 ADAMS 動力學
【學位授予單位】：昆明理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU621
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-20
• 1.1 課題研究背景及意義12-13
• 1.2 挖掘機工作裝置的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀14
• 1.2.2 國外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 回轉(zhuǎn)支承國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3.1 回轉(zhuǎn)支承發(fā)展狀況15-16
• 1.3.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-17
• 1.4 課題研究的內(nèi)容17-20
• 第二章 液壓挖掘機回轉(zhuǎn)支承理論20-34
• 2.1 回轉(zhuǎn)支承分類、結(jié)構(gòu)和工作原理20-21
• 2.1.1 回轉(zhuǎn)支承分類20
• 2.1.2 單排球式回轉(zhuǎn)支承結(jié)構(gòu)及工作原理20-21
• 2.2 單排四點接觸球式回轉(zhuǎn)支承結(jié)構(gòu)特征21-25
• 2.2.1 單排四點接觸球式回轉(zhuǎn)支承幾何結(jié)構(gòu)21-22
• 2.2.2 單排四點接觸球式回轉(zhuǎn)支承重要參數(shù)22-24
• 2.2.3 結(jié)構(gòu)參數(shù)取值24-25
• 2.3 單排四點接觸球式回轉(zhuǎn)支承外載荷分布25-28
• 2.3.1 軸向力單獨作用25-26
• 2.3.2 傾覆力矩單獨作用26-28
• 2.3.3 軸向力與傾覆力矩共同作用28
• 2.4 單排四點接觸球式回轉(zhuǎn)支承接觸應(yīng)力與變形28-29
• 2.5 接觸剛度計算29-32
• 2.5.1 滾動體與內(nèi)、外圈接觸剛度計算29-30
• 2.5.2 齒輪接觸剛度計算30-32
• 2.6 本章小結(jié)32-34
• 第三章 單排四點接觸球式回轉(zhuǎn)支承動力學仿真分析34-58
• 3.1 ADAMS動力學分析原理及仿真步驟34-37
• 3.1.1 ADAMS動力學分析原理34-36
• 3.1.2 ADAMS仿真步驟36-37
• 3.1.3 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換格式的選擇37
• 3.2 回轉(zhuǎn)支承動力學模型建立37-38
• 3.2.1 建立三維模型37-38
• 3.2.2 約束、驅(qū)動添加38
• 3.3 接觸力參數(shù)計算38-41
• 3.4 回轉(zhuǎn)支承動力學仿真分析41-56
• 3.4.1 模型驗證41-43
• 3.4.2 回轉(zhuǎn)支承靜態(tài)仿真43-46
• 3.4.3 回轉(zhuǎn)支承動態(tài)仿真46-56
• 3.5 本章小結(jié)56-58
• 第四章 挖掘機系統(tǒng)多體動力學仿真分析58-92
• 4.1 工作裝置的結(jié)構(gòu)及工況分析58-61
• 4.1.1 工作裝置結(jié)構(gòu)58
• 4.1.2 液壓挖掘機工況分析58-61
• 4.2 挖掘機挖掘阻力計算61-63
• 4.2.1 鏟斗挖掘阻力計算61-62
• 4.2.2 斗桿挖掘阻力計算62-63
• 4.3 挖掘機虛擬樣機模型建立與導入63-65
• 4.4 工作裝置運動學仿真分析65-76
• 4.4.1 動臂挖掘67-68
• 4.4.2 斗桿挖掘68-70
• 4.4.3 順序動作挖掘70-73
• 4.4.4 復合動作挖掘73-76
• 4.5 工作裝置動力學仿真分析76-81
• 4.5.1 外載荷作用力計算76-77
• 4.5.2 載荷、驅(qū)動添加77-78
• 4.5.3 動力學仿真分析78-81
• 4.6 考慮回轉(zhuǎn)支承的挖掘機系統(tǒng)動力學仿真分析81-90
• 4.6.1 工作裝置動態(tài)響應(yīng)82-85
• 4.6.2 回轉(zhuǎn)支承的動態(tài)響應(yīng)85-90
• 4.7 本章小結(jié)90-92
• 第五章 總結(jié)與展望92-94
• 5.1 研究主要結(jié)論92
• 5.2 研究的展望92-94
• 致謝94-96
• 參考文獻96-99

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：789517