题目

液压挖掘机机械手臂设计及分析

题目类型

理论研究□     实验研究□     应用研究□    生产实践□

工程设计□     软件开发□     调查研究□    其他□

一、毕业设计（论文）的研究目的及意义

液压挖掘机是在机械传动挖掘机的基础上发展起来的，同机械挖掘机一样，在工业与民用建筑、交通运输、水利施工、露天采矿及现代化军事工程中都有着广泛的应用，是各种土石方施工中不可缺少的一种重要机械设备。

挖掘机在技术发展的阶段上经历了三次飞跃。第一次是柴油机的出现，使挖掘机有了较理想的动力装置；第二次是液压技术的广泛应用使挖掘机有了较理想的控制系统；第三次是机电液一体化、智能化技术的应用，使挖掘机面貌焕然一新。挖掘机具有挖掘、装载、卸载和整机移动等功能，可连续高效地工作。

液压挖掘机作为一种典型的工程机械，因效率高、适应性强等特点被广泛应用于各种工程领域。随着我国国民经济的不断向前发展，国家综合实力达到一定程度，我们的强势产品必将走出国门的大趋势下，国产挖掘机在第三世界具有非常广阔的国际市场空间。液压挖掘机市场形势不断趋好，现已成为世界上最大的挖掘机市场，及世界挖掘机的制造中心。

所以,液压挖掘机作为工程机械的一个重要品种,对于减轻工人繁重的体力劳动提高施工机械化水平,加快施工进度,促进各项建设事业的发展,都起着很大的作用。

本课题研究挖掘机的机械手臂结构。机械臂是挖掘机的关键部件，也是主要承力部分。机械手臂的设计是挖掘机设计中十分重要的组成部分，另外由于施工工地生产和维修条件的限制，基于高安全性考虑，工作装置的设计就显得尤为重要。

二、主要研究内容

第一部分阐明液压挖掘机的前景和研究意义，介绍该工作装置的国内外研究现状及其发展趋势。

第二部分进行方案设计，确定机械手臂结构并介绍该机械手臂的特点

第三部分针对该机械结构的重点进行理论分析计算，分析并诠释结构回路。

第四阶段分析机械手臂的受力状态和应力变化。

第五阶段通过SolidWorks对该机械手臂进行仿真分析。

三、研究方法、步骤

应该遵循一定的研究方法来进行，以下是研究液压挖掘机机械手臂的可行方法：

1.文献综述：对液压挖掘机机械手臂的发展历史、现状、技术特点、工作原理、结构等进行全面调研，对相关技术领域的最新研究进展和成果进行综合分析。

2.实验研究：通过实验测试，获取液压挖掘机机械手臂的相关性能参数，如动作速度、承载能力、灵敏度等，从而对其优缺点进行评估。

3.数据分析：对实验结果进行数据分析和处理，得出相关的性能指标，进而对其可行性进行评估，并结合具体应用场景进行讨论和展望。

4.系统设计：基于前期调研和实验结果分析，结合设计实践，对液压挖掘机机械手臂进行系统设计，并进行效果验证，如性能测试、工艺流程分析等。

5.成果总结：对研究成果进行总结和展望，提出相关问题和亟待解决的难题，为液压挖掘机机械手臂的后续研究提供思路和方向。

四、进度安排

第一周～第二周（12月28日～3月1日）：查阅整理文献资料，绘制三维图，拟定提纲。

第三周～第四周（3月2日～3月31日）：完成论文开题。

第五周～第六周（4月1日～4月18日）：学习液压挖掘机机械手臂结构设计。

第七周～第八周（4月19日～5月2日）：撰写论文。

第九周～第十周（5月3日～5月16日）：完成初稿，中期检查。

第十一周～第十二周（5月17日～5月30日）：修改论文，定稿。

第十三周（5月31日～6月6日）：论文查重。

第十四周～第十五周（6月7日～6月20日）：提交正式论文。答辩。

五、主要参考资料

[1]基于ANSYS Workbench的液压挖掘机工作装置有限元分析与结构优化[J]. 覃祖和;莫兴洋;伍咏晖.煤矿机械,2022(03)

[2]装载机动臂结构力学分析与拓扑优化设计[J]. 万一品;汪子睿;贾洁;马志宁.机械设计,2021(12)

[3]8吨挖掘机工作装置的有限元分析与优化设计[J]. 王健;王虎奇;陈志峰.机械设计与制造,2022(03)

[4]基于实测数据的挖掘机工作装置疲劳寿命评估[J]. 曹蕾蕾;郭城臣;王严;丁新;宋绪丁.华南理工大学学报(自然科学版),2021(08)

[5]机械式矿用挖掘机动臂结构研究[J]. 谢武斌.煤炭技术,2018(08)

[6]液压挖掘机反铲切削过程振动信号去噪处理[J]. 黄志雄;何清华.中南大学学报(自然科学版),2013(06)

[7]工程机械臂系统结构动力学及特性研究[D]. 王相兵.浙江大学,2014

[8]液压挖掘机工作装置的动力学建模与分析[J]. 刘畅;孙健;石端虎.机床与液压,2021(07)

[9]工程机械节能减排现状及发展新趋势[J]. 杨宁;李冰;徐武彬;张继尧.机械设计与制造,2021(01)

[10]一种新型正铲液压挖掘机的运动学分析[J]. 祖琪;赵元;刘征;屠厚智;翟德伟.机床与液压,2020(02)

[11]基于流量匹配的泵控挖掘机动臂能耗特性分析[J]. 程冬宏;高有山;弓旭峰;李思超.机床与液压,2019(21)

[12]基于ADAMS的液压挖掘机工作装置优化分析[J]. 聂阳文;胡星;闫磊.计算机仿真,2019(11)

[13]液压挖掘机挖掘动力学建模研究[J]. 冯豪;杜群贵;于树栋.振动与冲击,2019(13)

[14]基于响应面法的反铲液压挖掘机工作装置多目标优化设计[J]. 张先萌;李翔龙;王友国.机械强度,2019(03)

[15]基于SolidWorks的液压挖掘机工作装置优化研究[J]. 谭琛;廖贵成.煤矿机械,2019(01)

[16]液压挖掘机机械臂应力强度结构优化设计仿真[J]. 周万龙;龚海;吴运新;谢琴.计算机仿真,2017(05)

[17]液压挖掘机工作装置静力学模型集成优化设计[J]. 朱明娟;纪爱敏.机械设计与制造,2016(01)