摘要:随着国民经济的快速发展，小型液压挖掘机市场需求量不断增加，性能要求不断提高。行走装置是挖掘机的支承部件和传动部件，它的性能直接决定整机的工作性能，所以合理设计行走装置是挖掘机能够安全稳定工作的关键。本论文以合理设计整个行走装置为目标，对行走架的强度和模态进行分析研究。通过对主要零部件进行设计计算与选型确定各部件的几何尺寸，运用三维建模软件Pro/E对“四轮一带”、行走架及其它主要零部件进行建模和装配。基于Hypermesh网格划分模块对行走架进行3D网格的划分，利用有限元分析软件ANSYS对行走架进行强度校核和模态分析。

由三维建模和有限元分析可得如下结论：利用三维CAD技术可以加快设计流程，通过虚拟装配可以及早发现干涉以便及时修改模型。通过有限元分析可得行走架的最大应力出现在安装座向外伸出箱型梁的拐弯处，最大应力值为238MPa，符合所用材料强度要求。最大变形量位于回转支承安装座上，最大位移量为0.885mm。底架结构模态分析结果有助于找出振动的薄弱环节及规避设计缺陷。分析结果为挖掘机行走装置的设计、工程变更提供了理论依据，提高了生产效率、降低了生产成本。

关键词 液压挖掘机；行走装置；Pro/E；ANSYS；模态分析

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 课题研究的背景及意义-1

1.2 国内外挖掘机的发展状况-1

1.2.1 国内挖掘机发展概况-1

1.2.2 国外挖掘机发展概况-1

1.3 本文总体思路及主要内容研究-2

2 液压挖掘机行走装置主要参数的确定-3

2.1 履带式行走装置的构成-3

2.2 总体几何尺寸的设计-4

2.3 主要技术性能参数的确定-5

2.3.1 行驶速度-5

2.3.2 爬坡能力-6

2.3.3 平均接地比压-6

2.3.4 最大牵引力-7

3 液压挖掘机行走装置四轮一带的设计与选型-10

3.1 四轮一带的设计-10

3.1.1 履带的选取-10

3.1.2 驱动轮的设计-10

3.1.3 引导轮的选取-11

3.1.4 支重轮的选取-12

3.1.5 拖链轮的选取-12

3.2 四轮一带的安装-13

4 液压挖掘机行走装置的整体建模-15

4.1 Pro/E软件概述-15

4.2 行走底架的选型-16

4.3 行走底架的建模-17

4.4 行走装置的整体装配-17

5 基于ANSYS的行走架强度有限元分析-19

5.1 ANSYS有限元分析软件简介-19

5.2 有限元模型的建立-19

5.2.1 单元类型的选择-20

5.2.2 网格的划分-20

5.3 基于ANSYS对行走架强度分析方案的确定-20

5.4 不利工况下的载荷计算-21

5.4.1 最大挖掘阻力的计算-21

5.4.2 力矩的简化计算方法-21

5.4.3 外载的计算-23

5.4.4 行走架有限元强度分析-26

6 行走架模态分析-29

6.1 模态分析的概述-29

6.2 行走架模态分析的意义-29

6.3 基于ANSYS的行走架模态分析-29

6.3.1 有限元模型的施加载荷与求解-29

6.3.2 扩展模态-29

6.3.3 行走架模态结果分析-29

结论-31

致谢-32

参考文献-33

附录-34