图 3-4 划分网格操作图 29

图 3-5 划分网格结果图 30

图 3-6 划分网格结果图 30

图 3-7 施加约束示意图 31

图 3-8 施加载荷示意图 31

图 3-9 施加力矩示意图 32

图 3-10 动臂受力变形图 32

图 3-11 动臂应力结果图 33

表清单

表序号 表名称 页码

表 2-1 注释表 12

表 2-2 液压挖掘机性能参数要求 12

表 2-3 液压挖掘机工作机构重量预估表 23

1.绪论

1.1 课题研究背景及意义

挖掘机是工程机械的一个典型代表，广泛应用于工业、建筑工程及水利工程 等方面，是基础设施建设等各个方面不可或缺的一类工程机械。高度的机械化可 以减少人力成本投入，减轻人力作业负担，大大提高工作效率，缩短施工周期。 与传统挖掘机相比，液压挖掘机更是改变了以往传统的机械传动方式，采用液压 传动，通过液压缸的伸缩来传输动力，很好的发挥了效能。总之，挖掘机的创新 发展对一个国家工业的进步是大有裨益的，充分利用现有的资源创造出更高端的 机械化水平。论文网

液压挖掘机是由动臂、摇杆、连杆、斗杆及各部分的液压缸和铲斗等组成。 由于动臂在整个挖掘机中占主体地位，所以，动臂结构的设计在挖掘机设计中是 十分重要，并且由于各种作业环境条件的限制，挖掘机的可靠性要求高，维护难， 动臂结构的设计及优化就更加重要。我国在液压挖掘机制造上还处于只注重量不 注重质的阶段，市场上流通的大部分国产液压挖掘机都为小吨位的挖掘机且品种 少，作业量有限，性能一般，无法与韩国大宇、现代以及日本小松等系列的挖掘 机相匹敌。

在挖掘机的工作装置中，动臂结构是最主要的受力部件，也是最重要的支承 结构，它承担了整机装置所受的大部分载荷，因此最容易发生故障，对作业安全 等影响极大，动臂结构经常在瞬时受到较为负载的载荷冲击，从而发生形变甚至 断裂。所以在设计动臂结构时必须谨慎全面，否则设计出来的挖掘机有可能会出 现安全隐患。整机的大部分重量来源于挖掘机的工作装置，所以在设计挖掘机动 臂结构时要在满足设计性能和参数要求的情况下尽量减小它的自重，选择经济合 理的方案。并且在工程机械中很多机械设备都是相通的，在其他的机械部件的设 计可以时可以达到融会贯通，举一反三的作用，对推动工程机械全行业的发展有 积极的作用。

液压挖掘机动臂结构的主要结构设计参数包括动臂结构形式、上动臂长、下 动臂长、动臂弯角、铰接点位置、加强筋等的位置安排等。这些参数都会影响到 液压挖掘机的整体工作效率，进行液压挖掘机动臂结构的设计及有限元分析就是 希望通过对动臂结构的优化设计尽可能的改进挖掘机整机的性能参数，提高其工 作效率。