普通挖掘机反铲装置的结构设计与研究

全套设计（图纸）加扣扣194535455普通挖掘机反铲装置的结构设计与研究摘要挖掘机在建设的时候有着不可动摇的地位，它能帮助我们节省劳动力，能在较短的时间里完成我们不能完成的事。普通的挖掘机主要是通过液压缸来完成反铲工作装置的运动，由于挖掘机使用时的受力很大，所以其寿命不是很长，我这次设计的是先对挖掘机进行一些简单的计算，用PRO/E绘制挖掘机的图，再通过ADAMS软件和ANSYS软件进行分析，并运用ANSYS软件对挖掘机中变形量大的零件进行优化改进和对应力集中的地方进行优化改进，对比未进行改进与改进后的变形量、应力、应变的大小后发现优化改进非常的成功,达到优化的效果。关键词：挖掘机工作装置铲斗动臂斗杆

StructuredesignandresearchgeneralExcavatorBackhoedeviceAbstract:Excavatorinconstructionoftimehaveanunshakableposition.Itcanhelpussavelabor,canfinishwhatwecannotfinishinashorttime.Ordinaryexcavatorismainlythroughthehydrauliccylindertocompletethemotionofthebackhoeworkingdevice,duetotheexcavatorusingtheforceisverybig,sothelifeisnotverylong,Ithedesignisfirst,somesimplecalculationsoftheexcavator,excavatordrawingusingpro/egraph,byAdamsandANSYSsoftwarewereanalyzed,andtheuseofANSYSsoftwareofexcavatordeformationofpartsforimprovementandOptimizationonthestressconcentrationofthelocaloptimizationandimprovementwerecomparisonofimprovementandimprovedafterdeformation,themagnitudeofthestressandstrainafterfoundimprovedverysuccessfulandachievetheoptimizationeffect.Keywords:excavatorWorkingdevicebucketMovablearmThebucketrod

目录TOC\o"1-3"\h\u17351第一章前言 ③为了使铲斗内的物料不掉出，设计时应尽量让铲斗的弯曲弧度大一些。2.3.3、动臂机构的设计、动臂的结构形状及动臂机构上铰接点位置的设计如图2-3所示，根据查阅资料知动臂弯角的取值范围一般在110-140度，小的动臂弯角有利于增大挖掘深度，但挖掘高度会降低且对结构不利，因为弯曲部位会产生应力集中；越小造成的应力集中现象就会越容易出现并且应力的值也会比较大；图中的比值能够确定B点的位置。U、B一般不重合，取值范围为1.1-1.3；/=1.1-1.3。前面已经知道选择的动臂油缸的伸缩比为1.6-1.7。图2-3动臂上各位置示意图通过观察各种型号的挖掘机我们知道动臂与回转平台的铰接点C一般设置在位于A的后面并且低于高于A的水平面，，从挖掘机的设计手册我发现的取值是取动臂油缸最短长度的0.5-0.6长。B点一般选择取在动臂弯曲部位的下方。、动臂的几何参数的确定参考WY200型号的挖掘机和设计手册初选=，伸缩比为1.65，动臂油缸数目为2，缸径D1=140mm,活塞杆直径d1=90mm,确定U点的位置：=（2-3）根据=UF/UC得：（2-4）取=2175mm，则=3864mm2.3.4、反铲斗杆参数的确定、斗杆的结构形状及斗杆结构上各铰接点位置的布置如图2-4中为斗杆油缸在此种情况下产生最大挖掘力所在的姿态；此时，斗刃与斗齿的运动曲线相切，相切后角度为零，则阻力臂按数学公式如下：图2-4斗杆油缸产生最大挖掘机（2-5）式中β-平面内斗刃与QV连线的夹角，一般在左右。根据力矩平衡公式推导出得：（2-6）斗杆油缸的行程与斗杆的摆角范围及有关，其中摆角可按参照同类机型初选，其参考范围在。减小其值会减小挖掘机在挖掘过程中的作业范围；增大其值会增加斗杆的结构条件限制，使平均挖掘力减小。斗杆的实际挖掘转角（1/2-2/3）之间，查阅资料得到D=140mm，d=90mm的斗杆可获得的最大挖掘力为82kN得到=1.3m。、确定D点的位置按图2-5所示的几何关系，推导斗杆油缸和动臂的铰接点D与斗杆和动臂的铰接点F的距离的数学表达式如下：图2-5斗杆结构参数（2-7）参阅资料的得到公式：（2-8）其中，为伸缩比为1.6-1.7，得到=2756mm参考WY200型号的挖掘机和挖掘机设计手册，，斗杆油缸伸缩比为1.6-1.7与前面选择的一样，为的是便于更换，斗杆数目为1，缸径为D1=140mm，活塞杆直径d1=90mm,摆角。2.3.5、铲斗连杆结构的设计、铲斗连杆机构的设计要求：要让铲斗在挖掘的过程中有足够转角。能够让挖掘机铲斗上的斗齿产生满足挖掘时所需的挖掘力，并且其力在挖掘时的变化曲线尽量跟挖掘阻力的变化曲线一致。机构不能发生干涉。、铲斗连杆机构的设计根据前面铲斗的主要结构参数：如铲斗挖掘回转半径（）、铲斗平均宽度b、铲斗上两铰点距离KQ、KQV以及转斗挖掘装满转角2，从而初选反铲铲斗连杆机构的尺寸参数。根据前面除了铲斗的结构参数外，确定铲斗连杆结构还有其他结构主要参数如下：根据WY200机型和挖掘机设计手册知道，铲斗油缸的油缸直径D3=140mm,d3=90mm，铲斗油缸的伸缩比为1.6-1.7，如图2-6，根据相关文献，按以下数学公式关系选则铲斗连杆机构的主要尺寸参数：图2-6铲斗连杆结构等的示意图KQ=1/3或KQ=（0.3-0.38）（2-9）MNKQ，HN（1-1.5）MN，HKHN，NQ(0.7-0.8)MN，根据式2-1、2-2、2-9以及同类机型与设计手册得KQ=476mm，MNH=，NQ=573mm，MN=577mm，HK=577mm2.3.6、反铲工作装置设计的混合法如图2-7所示，根据前面所选的参数，绘制机体外形尺寸、整机坐标系，标出主要工作尺寸（最大挖掘深度H1，最大挖掘高度H2，最大卸料高度H3，最大挖掘半径R1）、回转中心位置、回转底盘G1重心位置、平台重心G2位置及回转平台个高度h1。图2-7普通反铲工作工作装置设计基准参数根据前面得到的的铲斗回转半径、铲斗平均斗宽b和铲斗挖掘转角（），在最大卸料高度H3之上标出铲斗与斗杆铰接点Q的最高位置水平线，最大挖掘深度H1之上标出铲斗与斗杆铰接点Q的最低位置水平线，如图2-8所示。图2-8工作装置的作图法初选动臂油缸全缩时的动臂俯角（参考WY200号机型在），在动臂与机身铰接点C处画出动臂最低方位CC1，如图2-8所示。选取不同的动臂长度，把其作为半径，C点为圆心画弧，在CC1线上得到多处交点，如图2-8中的、、、，然后分别过以上各交点作为垂直于停机面的直线上，这些线段与相交得出斗杆与铲斗的相应铰接点了，这些对应点之间的垂直距离即代表不同方案是的斗杆长度，则：(2-10)-动臂俯角（代负值）-最大挖掘深度（代负值）根据文献参考=1.1-2.0之间，根据以上结果在选定的同时在图2-8中标出的动臂与斗杆的铰接点位置，如图2-8中的点。初选动臂与斗杆的最大夹角（），在图中的动臂最低点位置处选定，作出斗杆方位线，如图2-8中的，并在其延长线上标出斗齿尖位置点，则。以为圆心，为半径作弧交延长线与点，斗齿尖距C的最远距离为，其数学表达式如下：（2-11）（2-12）以C为圆心、为半径作圆交于，交延长线与点，弧段应是包络线的其中一部分，并通过最大挖掘半径时的斗齿尖位置点，该点作为斗杆与铲斗铰接点的最高位置；以为圆心，为半径作弧与最大挖掘高度相交得到斗齿尖的最高位置。自点作垂线交线于点P，则：(2-14) (2-15)初选斗杆的摆角在之间，铲斗的转角在之间，如图2-9所示。图2-9工作装置的作图法动臂的弯角的根据资料的到其范围在，把B点布置在动臂弯曲的中间部分，这样不至于影响挖掘深度，对于上下动臂的比值，其取值范围在1.1-1.3，动臂油缸的长度比在1.6-1.7之间。2.3.7、最大挖掘阻力的计算铲斗挖掘时，其法向的值很小，几乎忽略不计，则其受到的挖掘阻力主要在切向方向上，其数学表达式如下：(2-16)K-挖掘比阻力，取20N/b-斗宽，cm，取120cmH-挖掘深度，一般取H=（0.1~0.33）b，cm则=95.04KN2.3.8、物料重力加载物料重力是根据挖掘机斗容量为1.0m3的情况进行计算,一般选取土壤密度最大的，即是三级土壤，它的密度为1.8×kg/m3,则挖掘机的物料质量为2.16×kg,物料重力为21.17kN。

第三章基于PRO/E的液压挖掘机建模Pro/ENGINEER是一款功能比较强大的三维软件，它包含了从开始的草绘的绘制到三维图完成和工程图的导出，它包含许多的使用模块，使用期模块对三维造型进行全方位的设计，使我们机械专业使用比较多、应用比较多的三维软件。3.1、对动臂建模绘制动臂主要使用拉伸、打孔、倒圆角、镜像等指令来完成，先草绘出侧面的轮廓进行拉伸出大概的主体，再通过镜像、拔模与打孔等指令完成其他的部分从而得到：图3-1动臂的侧面图3-2动臂-斗杆连接处图3-3动臂上耳座支座3.2、对斗杆的建模斗杆的建模与动臂的建模的步骤差不多，都是用拉伸、打孔、倒圆角、镜像等指令来完成，先草绘出侧面的轮廓进行拉伸出大概的主体，再通过镜像、拔模与打孔等指令完成其他的部分从而得到：图3-4斗杆侧面图3-5斗杆-油缸连接出图3-6斗杆上耳座支座3.3、对铲斗建模铲斗建模所用的指令与上面相同，得到的图：图3-7铲斗上部分加外框图3-8与连杆、斗杆的连接部分图3-9斗齿绘绘制图3-10挖齿沿挖斗边方向阵列，距离290，阵列数目5图3-11铲斗最终模型3.4、对整体进行装配图3-12挖掘机总装配图在装配时，首先选的是机身下部分，并定义成；旋转台与机身下底部的连接定义为；机身上部分与旋转台的连接定义为；动臂于旋转台的连接定义为；其他零件的链接都是，除了油缸中两杆件的连接定义为，如图3-12。

第四章对挖掘机分析4.1、用ADAMS进行分析4.1.1、用ADAMS的目的由于ADAMS能很好的模仿实际情况，从而更好的了解到各个铰接点的受力情况，知道受力最大的具体位置，轨迹路线，使数据更加的接近于实际。通过使用ADAMS软件分析，我们能够得到的结果是各个零件每个时间的角速度，各个零件每个时间所在的位移以及各个铰接点随时间变化时的受力情况，模拟挖掘机的挖掘过程。制作仿真视频。4.1.2、对ADAMS软件进行介绍ADAMS软件是是一种功能强大的、针对于机械方面的动态模拟软件。它在机械系统动力分析方面占有重要的指导地位，深受机械设计者的喜爱。在国外很多大学都开设了有关的课程，并对其进行相关的开发应用，ADAMS能够通过动态仿真分析得到速度、位移、铰接点的力以及力矩的时间曲线；ADAMS能够很好的模拟实际情况，使得到得结果更加的理性化，使得到得数据更加的接近实际。4.1.3、用ADAMS软件对挖掘机工作装置进行分析、分析的主要路线首先用Pro/E对其进行建模，从pro/e保存副本中选择Parasolid(*.x_t)格式，打开ADAMS,选择文件→导入（文本类型x-t,读取文件后再输入一个新的模型名称）→视图（选择模型）-物体（点击最后一个零件，把其中的PSMAR1删除）→工具（验证模型，没有错误后进行以下操作）→点击每个零件对其添加质量→点击底座，把其设为大地→选择连接，添加每两个两件间的约束→选着驱动，添加所需的驱动函数→选着要添加力的零件，对其添加力并在其中添加力随时间变化的阶跃函数。、分析时的主要步骤导入模型图4-1后进行质量的添加，由于动臂处的油缸和铲斗处的连接杆是一幅一幅的，所以在之前一点要对动臂处的油缸和连接杆进行布尔操作，挖掘机设计时选择的是钢，添加质量如下图4-1。图4-1导入后的模型图图4-2质量特性图4-1是对大臂（动臂}）添加质量特性，其中表示出材料的类型以及、密度、杨氏模量、泊松比等，点击应用确定从而对动臂添加质量，同理其他的每个零件也是依次对其添加质量。添加质量后对其添加重力，如下图4-2。图4-2重力设置图4-1中表示挖掘机的重力是沿Y的负方向，选其方向的原因是本人在导出其图时选择底座的外表面是X-Y面且向上是+Y，向右是+X，所以重力竖直向下的方向即是-Y。添加质量、重力后对挖掘机中的零件添加约束让零件连接起来，其约束如表4-1表：表4-1零件1零件2约束机身大地固定副动臂机身转动副连接杆连接杆球副动臂液压缸机身转动副动臂活塞杆动臂液压缸移动副斗杆活塞杆斗杆液压缸移动副铲斗活塞杆铲斗液压缸移动副斗杆动臂转动副斗杆液压缸动臂转动副动臂液压缸动臂转动副斗杆液压缸动臂转动副斗杆液压缸斗杆转动副斗杆铲斗油缸转动副铲斗两对连杆转动副斗杆铲斗转动副铲斗连杆转动副连杆斗杆转动副添加约束过后进行施加载荷，首先选着零件铲斗，选择的力为作用力，点击齿尖，把其力摄制在沿齿尖向铲斗内，在选择铲斗下表面，点击其质心从而设置其竖直向下的物料重力（由于本人选择是重力的方向设置竖直向上所以其解约函数的值先为负值）。力设置完成后，对所有的油缸位移添加驱动函数和对力添加所需的阶跃函数，目的是为了能够真实实际的了解到其运动规律，其中的时间是参考大多数网上挖掘机运动时间数据。对动臂处添加的驱动函数如下：step(time,4.48,0,8.21-0.589)+step(time,8.21,0,13.38,0)+step(time,13.38,0,14.94,0.951)对斗杆处添加的驱动函数如下：step(time,0,0,3.37,-0.873)+step(time,3.37,0,8.21,0)+step(time,8.21,0,11.74,0.321)对铲斗添处加的驱动函数如下：step(time,2,0,4.48,-0.873)+step(time,4.48,0,11.39,0)+step(time,11.39,0,13.38,0.6)对齿尖的切向力的阶跃函数如下：step(time,11.39,0,11.74,-95040)+step(time,11.74,0,14.94,95040)对物料重力的阶跃函数如下：step(time,11.39,0,13.38,21170)、分析结果铲斗位移图、角加速度图以及铰接点的受力图，如图图4-3、图4-4、图4-5、图4-6。图4-3表示的是铲斗的位移情况，其中红色的线条表示的是铲斗在X方向位移随时间的变化情况；蓝色的线条表示铲斗在Y方向位移随时间的变化情况；粉红色的线条表示铲斗在Z方向位移随时间的变化情况；黑色的线条表示的是铲斗的总位移随时间的变化情况。图4-4中的线条颜色表示与图4-3在X、Y、Z的是一样的，都是红-X、蓝-Y、粉-Z、黑-总的，只是图4-4表示的是铲斗的角速度随时间的变化。图4-3铲斗位移曲线图4-4铲斗角速度图4-5、图4-6中的红色线条都是表示的是铲斗上的铰接点受到在X、Y、Z合力随时间的变化情况。图4-5铲斗与小臂的连接处图4-6铲斗与小臂的连接处通过图4-3我们能清晰的了解到铲斗在X、Y相对于原点的位子图，明确的知道相对原点其距离的大小，而结合图4-4我们能根据角速度得到其角度的大小从而确定铲斗的具体位置，再结合图4-5、图4-6知道什么时候受到的力达到最大，从找出受力最大的位置。各个铰接点的受力的情况情况如下表4-2：表4-2动臂与机座连接时连接处的受力情况机座与动臂油缸连接时连接处的受力情况动臂与动臂油缸连接时连接处的受力情况动臂与斗杆油缸连接时连接处的受力情况斗杆与斗杆油缸连接时连接处的受力情况连杆与铲斗连接时连接处的受力情况动臂与斗杆连接时连接处的受力情况斗杆与铲斗油缸连接时连接处的受力情况连杆与斗杆连接时连接处的受力情况铲斗与斗杆连接时连接处的受力情况连杆1与斗杆油缸连接时连接处的受力情况连杆2与斗杆油缸连接时连接处的受力情况通过各个铰接点随时间变化受到的总力对比发现，动臂的几个铰接点受到的总力远远大于其他铰接点处的总力，但是动臂油缸与机身、动臂油缸与动臂处的受到的力是两对油缸的合力，所以只有动臂与机身的铰接处受到的力最大，动臂与机身铰接的地方必须要足够的厚。在设计的时候，动臂与机身连接的地方比较厚，所以下面我们同过ANSYS软件分析看看动臂与机身的铰接处是否会出现危险截面。4.2、用ANSYS进行分析4.2.1、用ANSYS的目的用ANSYS软件对挖掘机的工作装置进行分析，模拟真实的受力情况，观察各个零件的变形情况以及应力、应变的变化情况；对变形较大的地方进行优化改进，对应力、应变集中的地方进行优化改进；通过改进减小变形量，通过改进，减小应力、应变的大小，消除应力集中的现象。4.2.2、对ANSYS软件进行介绍ANSYS是一款很多人都在使用的有限元分析软件，它能帮助我们对设计好的产品进行模拟分析受力，能通过分析图和其他人进行交流沟通；在分析的时候我们能发现其中的不足，并对其进行优化改进，使设计的产品能变得更加的好。我们能通过ANSYS软件找到其中的危险截面和应力集中的部位，使我们优化改进的时候能通过改变其外形或结构再进行优化分析而得到改善，而不是通过计算进行优化。4.2.3、ANSYS对挖掘机工作装置进行分析分析的基本过程：初步确定（分析类型、单元类型、模型类型）→前处理（建立导入几何模型、定义材料属性、划分网格）→求解（施加载荷、求解）→后处理（查看结果得出结论、检验结果的正确性）、分析的主要路线首先用Pro/E对其进行建模，从pro/e保存副本中导出igs的文件，打开ANSYSWorkbench→在ComponentSystems中选择StaticStructural的项目模块→导入模型(点击Geometry选择其中的ImportGeometry→Browse选择你所存的IGS图)→选择Model从而导入模型。导入模型后对材料和网格等进行处理：设置单位系统（选择主菜单中的Units→Metric中的mm,kg,N,s,Mv,mA设置单位为米制）→选择部件位置设置材料（点击Projectschematic选EngineeringData）→打开材料特性应用（点击EngineeringDataSources→点击左上角的EngineeringDataSources选择其中的GeneralMaterials）→点击OutlineofGeneralMaterials选择其中的GrayGastIron(选择+)→返回Project选择model(点击Refresh)→选择Geometry下的Part1并选择Material(选steel)→进行网格划分（选择Mesh中的Sizing设置其为50mm）→施加载荷点击RemoteForce（对铲斗添加一个竖直向下的物料重力和一个沿着齿尖的切力）→分析得出结果。、分析时的主要步骤首先打开ANSYSWorkbench软件（大概等2-3分钟）出现的界面如图4-7、图4-8。4-7主工作界面图4-8分析工作界面选择其中的StaticStructural建立一个含有StaticStructural的项目模块如图4-9所示，图4-9导入模型图4-10选择大的零件进行单独网格划分图4-11设置后的网格大小导入模型，点击其中的Geometry(选择ImportGeometry→Browse选择保存的IGS格式的图)，再双击Model启动Mechanical应用程序，设置单位系统（选择mm,kg,N,s,mV,mA），选择材料和设置网格都按前面前处理如图4-10/4-11，下面是添加力后的图如图4-12所示。图4-12添加力后的示意图其中A表示标准重力常数，B表示固定支架，C表示竖直向下的物料重力，D-H表示在齿尖上受到的切向力。再对所有的油缸添加压强如图4-13.图4-13添加压强添加完所有的压强，但由于在ADAMS中无法准确的测到油缸中的压强所以添加的是极值，出现的值可能会大但所出现的危险截面或节点不变，只受到齿尖切向力时利用计算机进行分析得到图4-14，图4-15，图4-16，图4-17所示。图4-14受齿尖切力变形云图未做优化时，我们可以从图中看到挖掘机只受到铲尖切向力的时候，变形最大的是铲斗部分，变形最大值为2.314cm，从铲斗到底座，每个零件的变形量在逐渐减小。图4-15受齿尖切力等效应力云图图4-16受齿尖切力等效弹性应变云图图4-17受齿尖切力时具体零件受到应力最大从图4-14、4-15、4-16中的我知道应力、应变集中的位置，即铲斗油缸与连杆连接的销钉之间出现了应力、应变集中的现象。出现最大应力时598.32MPa。在ADAMS分析中知道，挖掘机的铲斗受到的最大力不是在受到物料重力和切力一起的情况下发生的，所以我们还要分析受到物料重力最大的情况，得到图4-18、图4-19、图4-20所示。图4-18受物料重力变形云图从铲斗只受到物料重力的时候，铲斗的下底部形变最大，最大的地方是1.5503cm,并且连杆部分也发生了最大形变，从铲斗到底座呈现出减弱的趋势。图4-19受物料重力等效弹性应变云图N图4-20受物料重力等效应力云图虽然跟铲尖受切力时，最大的应力应变也出现在相同的位置，但相对于前面，动臂的下面也发生的应力集中的现象。最高的地方有>400MP，而且我们在分析时发现动臂和机身的铰接处没有出现应力、应变以及变形量非常大的情况，动臂处的厚度达到要求。即使在ADAMS软件中分析受力最大，但达的到要求。

第五章挖掘机反铲装在优化5.1、针对反铲的齿尖进行优化首先我进行的优化改进的是齿尖部分，对齿尖部凹槽分设计的置原理与铁铲一样，他能减小接触面的应力，减小其冲击压强。下面是其受到齿尖切力时的图，如图图5-1、图5-2、图5-3所示。.图5-1受齿尖切力变形云图图5-2受齿尖切力等效弹性应变云图图5-3受齿尖切力等效应力云图上图与第四章中未进行优化的图进行对比知道：变形量从2.314cm变为2.2028cm，其变形量减小了1.112mm，从而达到优化效果，并且挖掘机中的应力、应变明显变小了，从前面的>400MPa，减小到现在的351.04MPa,达到了优化的效果。5.2、对零件进行倒圆角优化对斗杆油缸与连杆、连接他们的销钉的进行倒圆角后的图以及可能受力集中的面进行倒圆角得到如下图图5-4、图5-4、图5-6、图5-7所示。图5-4受齿尖切力变形云图经过把受力集中的面与可能受力集中的面进行倒圆角后，我们会发现发生形变的面不会发生改变，依然会是那个面发生形变，但是发生最大的形变量明显发生了很大的改变，从2.314cm减到2.2486cm减小了0.3914mm.图5-5受齿尖切力等效应力云图图5-6受齿尖切力等效弹性应变云图图5-7应力集中部位从前面的应变、应力集和现在的对比我们发现了应力集中的数值以及部位也发生了相应的变化，我们能够发现现在在销钉处的应力集中已经消失，现在应力最大的在动臂上，并且动臂的下面的应力最大为391.16MPa，比前面的411.58MPa减小了20.42MPa。5.3、其他的优化方法根据上面的优化方法和一些现实当中的实力。我们还有许许多多的有优化方法，如我们可以改变其材料，使用一些刚度强，而韧性也比较好的材料；对其危险的截面或结构、零件对其加加强筋；增大零件的壁厚等。

第六章改良后的挖掘机的静力学验证优化前后的静力学对比分析如下表表6-1所示。表6-1优化前后对比优化前优化后齿尖受切力最大变形量为23.14mm最大变形量为20.463mm最大弹性应变量为0.0021203mm最大弹性应变量为0.0018656mm应力集中在铲斗油缸与连接杆、销钉的连接处,出现的最大应力为411.58MPa应力集中出现在动臂与斗杆油缸的铰接处，动臂侧面等地方，并且最大应力为364.35MPa受到物料重力最大变形量为22.486mm最大变形量为23.14mm最大弹性应变量为0.0017913mm最大弹性应变量为0.0013342mm应力集中在铲斗油缸与连接杆、销钉的连接处,出现的最大应力为345.98MPa应力集中出现在动臂与斗杆油缸的铰接处，动臂侧面等地方，并且最大应力为281.53MPa注：颜色从下到上指的是其值在逐渐增大，即红色代表最大的值，蓝色代表最小的值从上面的比较分析得到：(1)、从变形量来说在只收到齿尖切力的情况下，未优化时铲斗的最大形变量是23.14mm，而经过优化改进后其形变量发生了很大的改变，减小了2.577mm,减到了20.563；而在收到物料重力的情况未优化时，铲斗和连接杆的最大形变量是22.486mm,经过优化后其值变成了15.098mm,减小了7.389mm,经过齿尖改进后，能使铲斗挖掘的时候受力很平稳，挖掘泥土时受到的切向应力减小；而在连接处的进行倒圆角能减小零件与零件之间的摩擦力。（2）、从弹性等效应变量来讲只受到切力时原来出现出现的弹性应变集最大的地方变小了，而另外出现的最大弹性应变的地方的弹性应变最大值也比未优化时的减小0.0002547mm未优化前是0.0021203mm，优化后是0.0018656mm）；只受到物料重力时减小了0.0165788mm（未优化前是0.0017913mm，优化后是0.0013342mm）。、从应力分布来分析只受到齿尖的切向力的时候，其受到的最大应力大小为411.58MPa，而齿尖进行优化改进后，其受到的最大应力大小为364.35MPa，减小了43.23MPa，并且未优化时受到应力最大的应力集中的地方已经基本消失；受到其物料重力时，最大应力为345.98MPa，经过优化改进后，其值变小到281.53MPa,所以优化很成功。而观察其应力大小，选择的是Q345B，其密度为7.85g/cm，其屈服强度在275-345MPa,抗拉强度在450-600MPa，延伸率大于17%。

第七章总结本学期通过做毕业设计，我学到了很多的东西，感触特别的深，让我感觉很累但很充实；在本学期我经常和两位同学经常到实验室去做我们的毕业设计，利用实验室里的高配置电脑对ADAMS软件和ANSYS软件进行学习，解决在学习过程中的种种问题；在次过程中我们遇到过导入模型不成功、零件的质心消失、对零件的网格划分不成功等问题；也运到过软件的证书被360自动删除系统性问题，虽然我们在此过程中很累，但它也给我们带来了成功解决问题后的快乐和每天都学到东西的充实感。在这次的毕业设计中，我通过运用ADAMS软件对挖掘机运动状态进行模拟分析，让我们进一步的了解到挖掘机的运动轨迹；通过运用ANSYS软件对挖掘机进行静力分析，让我们了解到变形量与应力、应变。结合ADAMS软件和ANSYS软件结合使用，使挖掘机的分析更加的接近实际情况，分析出来的数据更有依据性，结合分析时得到的数据进行优化改进，使设计出来的挖掘机工作装置更加合理性，但由于本人的能力有限不能对挖掘机的工作装置进行整体的优化改进。

致谢我的毕业论文在刘艳华老师的尽心尽力指导下顺利完成，她严谨的思想态度，开阔的事业，以及对工作精益求精的态度，让我们受益匪浅；这几年感谢成都理工机械系的老师对专业知识培养，你们在教学上的严谨态度和严厉、严格地对待我们每一次的考试，让我们打下了深厚的底子；在此还要感谢我的班主任老师赵老师，虽然他只给我们上过金工的课，但他在思想上给我们鼓舞和关怀，让我们度过一个又一个困境，在此对赵老师致以最真诚的谢意和真挚的祝福。感谢这四年来关心我的朋友以及机械一班30位的同学对我的关心以及对我在学习上的帮助，是你们让我在这四年中感觉到时温暖而不是寂寞与寒冷。马上大家就要各自到各自的工作地方去了，在此我真诚祝福你们一路顺风，前途无限。除了上面的感谢外，我要向能百忙之中抽时间来对本人的毕业进行审阅的各位老师表示衷心的感谢，祝你们天天开心。

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1993基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究基于单片机系统的网络通信研究与应用基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究基于双单片机冲床数控系统的研究与开发基于Cygnal单片机的μC/OS-Ⅱ的研究基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现变频调速液压电梯单片机控制器的研究基于单片机γ-免疫计数器自动换