拖拉机后挖掘工作装置的设计方法研究.pdf
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1、50建设机械技术与管理 2023.04 设计计算0 前 言农村经济发展状况与农业机械化程度有着密切的关系,拖拉机已经成为农民不可或缺的农用机械。拖拉机上配套的农机具主要是进行播、耕、收等作业,每年用于农田作业的时间较短,造成了比较严重的设备闲置和资源浪费。拖拉机后挖掘装置是对拖拉机功能的工程拓展应用。其广泛应用于农田水利建设、工业和民用建筑、园林、公路养护、等领域。本文以某型号拖拉机产品为研究基础,运用 Pro/E 软件和 ANSYS 软件对拖拉机后挖掘工作装置进行优化设计,其优化结果满足设计要求,此设计方法可以为后续设计者提供设计参考。1 后挖掘工作装置机构简图拖拉机后挖掘工作装置由动臂、斗
2、杆、摇臂、连杆、动臂油缸、斗杆油缸、铲斗油缸和铲斗组成,见图 1,将其简化得到平面连杆机构运动简图如图 2 所示,其中 ACDF 为动臂、EFGI 为斗杆、HI 为摇臂、HJ 为连杆、BC 为动臂油缸,DE 为斗杆油缸,GH 铲斗油缸。2 后挖掘工作装置优化目标及机构设计结合市场调研和产品定位,定义后挖掘工作装置的参数目标。运用 Pro/E 软件建立后挖掘工作装置的骨架模型,在骨架中建立静力分析草图,通过调整骨架模拟多种工况姿态,进行后挖掘工作装置的点位设计。优化设计的后挖掘工作装置技术参数见表 1,优化得到的后挖掘工作装置的运动轨迹如图 3,符合定义要求。3 三维模型设计确定拖拉机后挖掘工作
3、装置的点位后,利用 PRO/E 软拖拉机后挖掘工作装置的设计方法研究Research on Design Method of Tractor Backhoe唐永治 付莹(广西柳工农业机械股份有限公司,广西 柳州 545000;柳州城市职业学院,广西 柳州 545000)摘要:拖拉机后挖掘工作装置是对拖拉机功能的工程拓展应用之一,其工作装置设计的合理性和质量直接影响着机具的各项工作性能。本文以某型号拖拉机产品为研究基础,详细的介绍拖拉机后挖掘工作装置的设计方法。首先运用 Pro/E 软件进行骨架放样,在骨架模型中进行点位设计和动力学分析,然后运用 Pro/E 软件进行三维模型的创建,再使用 AN
4、SYS 软件对主要结构件的强度进行应力仿真分析。结果表明,此种后挖掘工作装置的设计方法是可行的,可以为后续设计者提供设计参考。关键词:拖拉机;后挖掘;工作装置;设计方法中图分类号:S229+.2 文献标识码:A 图 1 工作装置示意图图 2 工作装置机构简图挖掘工作装置参数项目单位目标参数优化参数斗容m0.1 0.180.15卸料高度mm 30003512最大挖掘深度mm 15001513平地挖掘范围mm 30003521斗杆最大挖掘力kN 910铲斗最大挖掘力kN 1313.5表 1 挖掘工作装置参数优化目标及优化值基金项目:本文系柳州城市职业学院 2023 年科研课题基于模块化的拖拉机后挖
5、掘装置的设计与研究的阶段性成果。(项目编号:2023KYYB19)2023.04 建设机械技术与管理 51设计计算件对工作装置进行三维实体建模,对各极限工况进行运动仿真,检查干涉和最小间隙,优化后的后挖掘工作装置三维模型见图 4。A 点约束 X、Y、Z 方向位移为 0,约束 Y、X 轴旋转度为 0,放开 Z 轴旋转自由度。B 点建立一个 X 轴与油缸方向重合的坐标 2,基于坐标 2 约束 X 方向位移为 0,放开 Y、Z 方向位移自由度,约束 Y、X 轴旋转度为 0,放开 Z 轴旋转自由度。添加约束后,施加 A 点和 D 点载荷,得到动臂有限元模型如图 5 所示。图 3 工作装置运行轨迹图图4
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