基于ProE的挖掘机三维设计毕业设计定稿

毕业设计说明书题目：基于Pro/E的挖掘机三维设计产品设计工艺设计方案设计类型：学生姓名：___________________学号：__________________学院：_____电子信息工程学院_____专业：_________机电一体化___________班级：___________________学校指导教师：____________________企业指导教师：___________________________年月日摘要以履带式挖掘机的造型设计来培养自己对Pro/E软件的更深层次的了解和应用，将自己以前学到的知识结合起来，把理论和实际相结合，从中学到更多的知识，在遇到难题时又能培养自己的个人能力，包括怎样看待问题，分析问题，最终把问题处理好。反过来又可以从中吸取教训，避免在以后的工作，学习当中遇到类似问题而少走弯路。在对挖掘机造型设计前要通过查阅资料、实地研究、整理资料、综合运用对比分析等一系列研究方法进行整合，结合实际情况制定切合实际的设计方案。关键词：挖掘机；Pro/E；仿真分析；目录231041.绪论 绪论挖掘机，又称挖掘机械（excavatingmachinery)，是用铲斗挖掘高于或低于承机面的物料，并装入运输车辆或卸至堆料场的土方机械。挖掘的物料主要是土壤、煤、泥沙以及经过预松后的土壤和岩石。1.1挖掘机的发展历史最早的挖掘机是以人力或畜力为动力，用于挖深河底的浚泥船，铲斗容量一般不超过0.2～O.3立方米。1833～1836年，美国人奥蒂斯设计和制造了第一台蒸汽机驱动、铁木混合结构、半回转、轨行式的单斗挖掘机，生产率为35立方米／时，但由于经济性差没有应用。19世纪70年代经过改进的蒸汽铲正式生产并应用于露天矿剥离。1880年又出现了第一批以拖拉机为底盘的半回转式蒸汽铲。20世纪初至40年代末，挖掘机进入动力和行走装置多样化的阶段。1910年，出现了第一台电机驱动的单斗挖掘机；1912年出现了汽油机和煤油机驱动的全回转式单斗挖掘机；1916年出产了柴油发电机驱动的单斗挖掘机；1924年柴油机直接驱动开始用于单斗挖掘机上；履带式行走装置于1910年开始采用。轮胎式行走装置随着汽车工业的发展，广泛用于小型挖掘机。30年代，出现了步行行走装置。50年代中期，德国和法国相继研制出全回转式液压挖掘机，从此挖掘机的发展进入一个新阶段。1.2挖掘机的类型以下是常见挖掘机的分类：挖掘机分类一：常见的挖掘机按驱动方式有内燃机驱动挖掘机和电力驱动挖掘机两种。其中电动挖掘机主要应用在高原缺氧与地下矿井和其它一些易燃易爆的场所。挖掘机分类二：按照行走方式的不同，挖掘机可分为履带式挖掘机和轮式挖掘机。挖掘机分类三：按照传动方式的不同，挖掘机可分为液压挖掘机和机械挖掘机。机械挖掘机主要用在一些大型矿山上。挖掘机分类四：按照用途来分，挖掘机又可以分为通用挖掘机，矿用挖掘机，船用挖掘机，特种挖掘机等不同的类别挖掘机分类五：按照铲斗来分，挖掘机又可以分为正铲挖掘机和反铲挖掘机。正铲挖掘机多用于挖掘地表以上的物料，反铲挖掘机多用于挖掘地表以下的物料。1.3挖掘机的工作原理液压挖掘机主要由发动机、液压系统、工作装置、行走装置和电气控制等部分组成。液压系统由液压泵、控制阀、液压缸、液压马达、管路、油箱等组成。电气控制系统包括监控盘、发动机控制系统、泵控制系统、各类传感器、电磁阀等。工作装置是直接完成挖掘任务的装置。它由动臂、斗杆、铲斗等三部分铰接而成。动臂起落、斗杆伸缩和铲斗转动都用往复式双作用液压缸控制。为了适应各种不同施工作业的需要，液压挖掘机可以配装多种工作装置，如挖掘、起重、装载、平整、夹钳、推土、冲击锤等多种作业机具。回转与行走装置是液压挖掘机的机体，转台上部设有动力装置和传动系统。发动机是液压挖掘机的动力源，大多采用柴油。液压传动系统通过液压泵将发动机的动力传递给液压马达、液压缸等执行元件，推动工作装置动作，从而完成各种作业。设计方案2.1挖掘机主臂的设计在工具箱上单击【文件】，选择【新建】按钮，再选择文件类型为【零件】。在界面右侧，单击按钮，进入草绘界面。画出图2.1.1。图2.1.1主臂草绘完成后单击按钮，进行拉伸如图2.1.2。再进行倒圆角，点击按钮，后选择要倒圆角的边，输入数据，即可。见图2.1.3。图2.1.2拉伸图2.1.3倒圆角再草绘，进行拉伸，拉伸高度为100。见图2.1.4，后选中原件，点击按钮，选择front面进行镜像。图2.1.4拉伸接下来进行拉伸，拉伸是选择祛除材料按钮，则可得到图2.1.5的图形。后再进行连接处的拉伸，最终结果如图2.1.6。图2.1.5拉伸祛除材料图2.1.6拉伸连接板这样主臂的设计就完成了。2.2挖掘机二臂的设计在TOP平面上草绘图2.2.1所示的曲线，并进行拉伸。结果如图2.2.2。图2.2.1二臂草绘图2.2.2拉伸接下来就做倒圆角和关于连接处的拉伸。结果如图2.2.3。图2.2.3倒圆角和连接处拉伸2.3挖掘机驾驶舱的设计在工具箱上单击【文件】，选择【新建】按钮，再选择文件类型为【零件】。选中一个平面中单击按钮，进入草绘界面。画出图2.3.1。图2.3.1驾驶舱草绘完成后单击按钮，进行拉伸如图2.3.2。选中三维图的一个侧面进行草绘，画出图2.3.3。之后再点击按钮进行拉伸的操作，如图2.3.4。图2.3.2拉伸图2.3.3草绘图2.3.4拉伸图2.3.5选择面如图2.3.4选中此侧面，按拔模按钮后选择一个中枢面如图2.3.5，再改变好角度，单击完成即可。如图2.3.6。如图2.3.6选中此侧面单击按钮，进入草绘界面。画出图2.3.7。结果如图2.3.8图2.3.6拔模图2.3.7草绘图2.3.8拉伸接下来，使用倒圆角和拉伸命令，结果如图2.3.9。单击按钮，以front平面创建DTM1、DTM2、DTM3、DTM4平面，并使用拉伸、倒圆角做出固定架，如图2.3.10。图2.3.9拉伸和倒角图2.3.10拉伸图2.3.11拉伸接下来用拉伸和倒圆角命令对驾驶舱的尾部进行延展加长，结果如图2.3.11。再到驾驶舱尾部的顶面，使用【扫描】、【伸出项】指令把排气管做出来，如图2.3.12。最后再拉伸出机身下面的支撑部分，如图2.3.13。图2.3.12扫描图2.3.13拉伸2.4挖掘机底座的设计在FRONT平面上拉伸出一个底盘，如图2.4.1。图2.4.1草绘拉伸接下来再拉伸出底座的骨架如图2.4.2图2.4.2拉伸再将支撑部分拉伸出来，并将颜色改为黑色，如图2.4.3。图2.4.3改变颜色2.5液压油缸的设计在FRONT平面上画出图2.5.1，再利用旋转得到图2.5.2。图2.5.1缸体草绘图2.5.2拉伸在TOP平面上拉伸出连接处，再进行倒圆角如图2.5.3。图2.5.3拉伸接下来就画油缸的伸出杆画出图2.5.4，进行旋转，拉伸得到图2.5.5。图2.5.4草绘图2.5.5拉伸接下来就是装配，结果如图2.5.6。图2.5.6装配2.6铲斗的设计在FRONT平面上草绘出图2.6.1，在进行拉伸、倒圆角得到图2.6.2。图2.6.1铲斗草绘图2.6.2倒角接下来使用抽壳命令进行编辑，如图2.6.3。图2.6.3抽壳再用拉伸和阵列得到图2.6.4。图2.6.4拉伸和阵列这样铲斗的设计就完成了。3.装配先打开文件“JIASHICANG.PRT”，装配驾驶舱和主臂。点击插入，选择元件，再选择装配主臂零件。选取机身相应的轴与面为约束参照，创建【销钉】约束

装配结果如图3.1所示。图3.1装配主臂接下来再装配油缸，选取相应的轴和面为约束参照，创建【销钉】约束装配结果如图3.2所示。图3.2装配油缸接下来就是二臂的装配，选取相应的轴和面为约束参照，装配结果如图3.3所示。图3.3装配二臂接下来就是铲斗和油缸的，如图3.4。图3.1.4装配铲斗接下来就是底座的装配了，选择面和轴，用【自动】约束中的【对齐】约束，将面和轴对齐，如图3.5。图3.5装配底座4．仿真运动第一个电动机设置在动臂与机身连接处，设置情况如图4.1所示。第二个电动机设置在斗杆与动臂连接处，设置情况如图4.2所示。图4.1第一电机设置图4.2第二电机设置第三个电动机设置在铲斗与斗杆连接处，设置情况如图4.3所示。第四个电机设置在机身与底盘连接处，设置情况如图4.4所示。图4.3第三电机设置图4.4第四电机设置装完后单击按钮，进行机构分析，将终止时间设置为14秒，点击【运行】，如图4.5所示，看运动轨迹是否跟自己预期的是否一致，若不一致，则要再进行改动，调试，直到符合为止。图4.5运动时间设置5.总结经过这几个月的毕业设计，在这其中我收获到了很多，知道了理论与实际的实践还是有很大的差别的，但恰恰是毕业设计，让我能把理论和实践相结合起来。通过Pro/Engineer造型技术的学习,学生的画图、读图能力得到明显提高,并为后续专业课程的学习打下了坚实的基础。Pro/Engineer简单方便的操作,形象逼真的装配、拆卸过程,大大加深了学生对装配体的理解。在完成本课题的过程中也遇到了很多问题，比如：自己经验及技术的缺乏，使得这次设计变的比较简单；利用Pro/ENGINEER软件装配的时候，各部件之间的连接方法，三维建模的构造等一些问题处理的不够好，也影响了这次的设计。不过我相信，在以后的学习中，我会不断的努力，改善这些不足之处。参考文献Pro/ENGINEERWILDFIRE4.0实训教程.南京：南京大学出版社，2011.Pro/ENGINEER应用案例教程.哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2008.钱可强.机械制图.北京：高等教育出版社，2007致谢经过这段时间的努力，本次设计即将完成。在这段时间