挖掘机工作装置变量化3D建模与CAD研究

论文摘要

挖掘机是工程机械的重要机种之一,其工作装置设计水平的高低直接影响着挖掘机的各项工作性能。传统的分析和设计方法已无法满足这种复杂产品设计的要求。随着CAD技术、三维建模等现代设计方法理论的普及和发展,工程机械的设计理论和设计方法正向自动化和智能化的方向发展。本文主要研究挖掘机工作装置计算机辅助设计和参数化建模。根据液压挖掘机工作装置的结构特点和工作原理,对其进行了运动学、力学、设计合理性分析,结合杆组理论分析法,开发了一套挖掘机工作装置设计分析软件,建立挖掘机工作装置参数化模型,通过Pro/E二次开发,实现工作装置的参数化建模。1、对杆组分析法的具体理论进行了阐述建立了用杆组分析法进行连杆机构运动分析的数学模型,运用拆杆法对连杆机构进行分析。详细论述了单杆、Ⅱ级杆组及有源组运动分析方法。这样对机构分析不仅准确快捷、调用方便,而且对各种不同类型的平面连杆机构都具有通用性。2、建立挖掘机工作装置数学模型结合杆组分析法对挖掘机的工作装置进行运动学分析、力学分析、设计合理性分析,建立工作装置数学模型。3、开发挖掘机工作装置辅助设计软件在对挖掘机工作装置数学模型充分分析的基础上,以VC++6.0为开发工具,编制一套界面友好、功能齐全适用反铲挖掘机工作装置的计算机辅助设计软件。4、特征建模和参数化设计技术与实现方法的研究论述特征建模的概念、特点及过程;参数设计的特点、参数化模型;研究基于Pro/ENGINEER二次开发技术的参数化设计。5、挖掘机工作装置的参数化建模基于三维通用软件Pro/ENGINEER,建立挖掘机工作装置结构的参数化模型。利用Pro/ENGINEER二次开发技术编写挖掘机工作装置参数化设计程序。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 挖掘机发展动态及研究状况
• 1.2 挖掘机计算机辅助设计研究历史和现状
• 1.3 挖掘机参数化三维建模的研究现状
• 1.4 本课题主要的研究内容
• 第二章 杆组分析法
• 2.1 连杆机构杆组分析方法
• 2.1.1 杆组的定义
• 2.1.2 杆组的分类及特性
• 2.1.3 机构结构分析方法
• 2.1.4 杆组概念向有源组的引申
• 2.2 杆组分析法运动分析
• 2.2.1 单杆的运动分析
• 2.2.2 Ⅱ级杆组的运动分析
• 2.2.3 有源组的运动分析
• 2.3 杆组分析法应用
• 第三章 挖掘机工作装置数学模型
• 3.1 单斗液压挖掘机的组成与工作原理
• 3.2 挖掘机工作装置运动分析
• 3.2.1 动臂的运动分析
• 3.2.2 斗杆的运动分析
• 3.2.3 铲斗的运动分析
• 3.2.4 整机作业范围
• 3.3 挖掘机工作装置力学分析
• 3.3.1 挖掘力的概念及计算方法
• 3.3.2 挖掘阻力分析
• 3.3.3 各铰点力计算
• 3.4 挖掘机工作装置设计
• 3.4.1 挖掘机工作装置设计要求
• 3.4.2 挖掘机工作装置的设计方法分析
• 3.4.3 挖掘机工作装置设计合理性分析
• 第四章 挖掘机工作装置设计分析系统
• 4.1 软件系统功能和结构
• 4.1.1 软件功能介绍
• 4.1.2 软件结构介绍
• 4.1.3 软件具体设计
• 4.2 软件界面及操作
• 4.3 工程应用实例
• 4.3.1 输入参数
• 4.3.2 各分析结果
• 4.3.3 分析结果的列表显示与保存
• 第五章 面向对象的参数化设计与三维建模
• 5.1 特征建模
• 5.1.1 特征的概念与分类
• 5.1.2 特征建模的过程
• 5.1.3 特征建模的特点
• 5.2 参数化设计
• 5.2.1 参数化设计概述
• 5.2.2 约束种类
• 5.2.3 参数化模型
• 5.3 Pro/ENGHEER二次开发技术的参数化设计
• 5.3.1 Pro/ENGINEER开发工具介绍
• 5.3.2 Pro/TOOLKIT开发
• 5.3.3 Pro/TOOLKIT的参数化设计
• 5.4 挖掘机工作装置参数化建模
• 5.4.1 挖掘机工作装置三维模型参数确定
• 5.4.2 工作装置三维模型样板建立
• 5.4.3 基于Pro/E二次开发的工作装置参数化建模
• 第六章 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间所发表的论文