畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書題目：基于Pro/E的挖掘機(jī)三維設(shè)計(jì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)工藝設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)類型：學(xué)生姓名：___________________學(xué)號：__________________學(xué)院：_____電子信息工程學(xué)院_____專業(yè)：_________機(jī)電一體化___________班級：___________________學(xué)校指導(dǎo)教師：____________________企業(yè)指導(dǎo)教師：___________________________年月日摘要以履帶式挖掘機(jī)的造型設(shè)計(jì)來培養(yǎng)自己對Pro/E軟件的更深層次的了解和應(yīng)用，將自己以前學(xué)到的知識結(jié)合起來，把理論和實(shí)際相結(jié)合，從中學(xué)到更多的知識，在遇到難題時(shí)又能培養(yǎng)自己的個(gè)人能力，包括怎樣看待問題，分析問題，最終把問題處理好。反過來又可以從中吸取教訓(xùn)，避免在以后的工作，學(xué)習(xí)當(dāng)中遇到類似問題而少走彎路。在對挖掘機(jī)造型設(shè)計(jì)前要通過查閱資料、實(shí)地研究、整理資料、綜合運(yùn)用對比分析等一系列研究方法進(jìn)行整合，結(jié)合實(shí)際情況制定切合實(shí)際的設(shè)計(jì)方案。關(guān)鍵詞：挖掘機(jī)；Pro/E；仿真分析；目錄231041.緒論 緒論挖掘機(jī)，又稱挖掘機(jī)械（excavatingmachinery)，是用鏟斗挖掘高于或低于承機(jī)面的物料，并裝入運(yùn)輸車輛或卸至堆料場的土方機(jī)械。挖掘的物料主要是土壤、煤、泥沙以及經(jīng)過預(yù)松后的土壤和巖石。1.1挖掘機(jī)的發(fā)展歷史最早的挖掘機(jī)是以人力或畜力為動力，用于挖深河底的浚泥船，鏟斗容量一般不超過0.2～O.3立方米。1833～1836年，美國人奧蒂斯設(shè)計(jì)和制造了第一臺蒸汽機(jī)驅(qū)動、鐵木混合結(jié)構(gòu)、半回轉(zhuǎn)、軌行式的單斗挖掘機(jī)，生產(chǎn)率為35立方米／時(shí)，但由于經(jīng)濟(jì)性差沒有應(yīng)用。19世紀(jì)70年代經(jīng)過改進(jìn)的蒸汽鏟正式生產(chǎn)并應(yīng)用于露天礦剝離。1880年又出現(xiàn)了第一批以拖拉機(jī)為底盤的半回轉(zhuǎn)式蒸汽鏟。20世紀(jì)初至40年代末，挖掘機(jī)進(jìn)入動力和行走裝置多樣化的階段。1910年，出現(xiàn)了第一臺電機(jī)驅(qū)動的單斗挖掘機(jī)；1912年出現(xiàn)了汽油機(jī)和煤油機(jī)驅(qū)動的全回轉(zhuǎn)式單斗挖掘機(jī)；1916年出產(chǎn)了柴油發(fā)電機(jī)驅(qū)動的單斗挖掘機(jī)；1924年柴油機(jī)直接驅(qū)動開始用于單斗挖掘機(jī)上；履帶式行走裝置于1910年開始采用。輪胎式行走裝置隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，廣泛用于小型挖掘機(jī)。30年代，出現(xiàn)了步行行走裝置。50年代中期，德國和法國相繼研制出全回轉(zhuǎn)式液壓挖掘機(jī)，從此挖掘機(jī)的發(fā)展進(jìn)入一個(gè)新階段。1.2挖掘機(jī)的類型以下是常見挖掘機(jī)的分類：挖掘機(jī)分類一：常見的挖掘機(jī)按驅(qū)動方式有內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動挖掘機(jī)和電力驅(qū)動挖掘機(jī)兩種。其中電動挖掘機(jī)主要應(yīng)用在高原缺氧與地下礦井和其它一些易燃易爆的場所。挖掘機(jī)分類二：按照行走方式的不同，挖掘機(jī)可分為履帶式挖掘機(jī)和輪式挖掘機(jī)。挖掘機(jī)分類三：按照傳動方式的不同，挖掘機(jī)可分為液壓挖掘機(jī)和機(jī)械挖掘機(jī)。機(jī)械挖掘機(jī)主要用在一些大型礦山上。挖掘機(jī)分類四：按照用途來分，挖掘機(jī)又可以分為通用挖掘機(jī)，礦用挖掘機(jī)，船用挖掘機(jī)，特種挖掘機(jī)等不同的類別挖掘機(jī)分類五：按照鏟斗來分，挖掘機(jī)又可以分為正鏟挖掘機(jī)和反鏟挖掘機(jī)。正鏟挖掘機(jī)多用于挖掘地表以上的物料，反鏟挖掘機(jī)多用于挖掘地表以下的物料。1.3挖掘機(jī)的工作原理液壓挖掘機(jī)主要由發(fā)動機(jī)、液壓系統(tǒng)、工作裝置、行走裝置和電氣控制等部分組成。液壓系統(tǒng)由液壓泵、控制閥、液壓缸、液壓馬達(dá)、管路、油箱等組成。電氣控制系統(tǒng)包括監(jiān)控盤、發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)、泵控制系統(tǒng)、各類傳感器、電磁閥等。工作裝置是直接完成挖掘任務(wù)的裝置。它由動臂、斗桿、鏟斗等三部分鉸接而成。動臂起落、斗桿伸縮和鏟斗轉(zhuǎn)動都用往復(fù)式雙作用液壓缸控制。為了適應(yīng)各種不同施工作業(yè)的需要，液壓挖掘機(jī)可以配裝多種工作裝置，如挖掘、起重、裝載、平整、夾鉗、推土、沖擊錘等多種作業(yè)機(jī)具?；剞D(zhuǎn)與行走裝置是液壓挖掘機(jī)的機(jī)體，轉(zhuǎn)臺上部設(shè)有動力裝置和傳動系統(tǒng)。發(fā)動機(jī)是液壓挖掘機(jī)的動力源，大多采用柴油。液壓傳動系統(tǒng)通過液壓泵將發(fā)動機(jī)的動力傳遞給液壓馬達(dá)、液壓缸等執(zhí)行元件，推動工作裝置動作，從而完成各種作業(yè)。設(shè)計(jì)方案2.1挖掘機(jī)主臂的設(shè)計(jì)在工具箱上單擊【文件】，選擇【新建】按鈕，再選擇文件類型為【零件】。在界面右側(cè)，單擊按鈕，進(jìn)入草繪界面。畫出圖2.1.1。圖2.1.1主臂草繪完成后單擊按鈕，進(jìn)行拉伸如圖2.1.2。再進(jìn)行倒圓角，點(diǎn)擊按鈕，后選擇要倒圓角的邊，輸入數(shù)據(jù)，即可。見圖2.1.3。圖2.1.2拉伸圖2.1.3倒圓角再草繪，進(jìn)行拉伸，拉伸高度為100。見圖2.1.4，后選中原件，點(diǎn)擊按鈕，選擇front面進(jìn)行鏡像。圖2.1.4拉伸接下來進(jìn)行拉伸，拉伸是選擇祛除材料按鈕，則可得到圖2.1.5的圖形。后再進(jìn)行連接處的拉伸，最終結(jié)果如圖2.1.6。圖2.1.5拉伸祛除材料圖2.1.6拉伸連接板這樣主臂的設(shè)計(jì)就完成了。2.2挖掘機(jī)二臂的設(shè)計(jì)在TOP平面上草繪圖2.2.1所示的曲線，并進(jìn)行拉伸。結(jié)果如圖2.2.2。圖2.2.1二臂草繪圖2.2.2拉伸接下來就做倒圓角和關(guān)于連接處的拉伸。結(jié)果如圖2.2.3。圖2.2.3倒圓角和連接處拉伸2.3挖掘機(jī)駕駛艙的設(shè)計(jì)在工具箱上單擊【文件】，選擇【新建】按鈕，再選擇文件類型為【零件】。選中一個(gè)平面中單擊按鈕，進(jìn)入草繪界面。畫出圖2.3.1。圖2.3.1駕駛艙草繪完成后單擊按鈕，進(jìn)行拉伸如圖2.3.2。選中三維圖的一個(gè)側(cè)面進(jìn)行草繪，畫出圖2.3.3。之后再點(diǎn)擊按鈕進(jìn)行拉伸的操作，如圖2.3.4。圖2.3.2拉伸圖2.3.3草繪圖2.3.4拉伸圖2.3.5選擇面如圖2.3.4選中此側(cè)面，按拔模按鈕后選擇一個(gè)中樞面如圖2.3.5，再改變好角度，單擊完成即可。如圖2.3.6。如圖2.3.6選中此側(cè)面單擊按鈕，進(jìn)入草繪界面。畫出圖2.3.7。結(jié)果如圖2.3.8圖2.3.6拔模圖2.3.7草繪圖2.3.8拉伸接下來，使用倒圓角和拉伸命令，結(jié)果如圖2.3.9。單擊按鈕，以front平面創(chuàng)建DTM1、DTM2、DTM3、DTM4平面，并使用拉伸、倒圓角做出固定架，如圖2.3.10。圖2.3.9拉伸和倒角圖2.3.10拉伸圖2.3.11拉伸接下來用拉伸和倒圓角命令對駕駛艙的尾部進(jìn)行延展加長，結(jié)果如圖2.3.11。再到駕駛艙尾部的頂面，使用【掃描】、【伸出項(xiàng)】指令把排氣管做出來，如圖2.3.12。最后再拉伸出機(jī)身下面的支撐部分，如圖2.3.13。圖2.3.12掃描圖2.3.13拉伸2.4挖掘機(jī)底座的設(shè)計(jì)在FRONT平面上拉伸出一個(gè)底盤，如圖2.4.1。圖2.4.1草繪拉伸接下來再拉伸出底座的骨架如圖2.4.2圖2.4.2拉伸再將支撐部分拉伸出來，并將顏色改為黑色，如圖2.4.3。圖2.4.3改變顏色2.5液壓油缸的設(shè)計(jì)在FRONT平面上畫出圖2.5.1，再利用旋轉(zhuǎn)得到圖2.5.2。圖2.5.1缸體草繪圖2.5.2拉伸在TOP平面上拉伸出連接處，再進(jìn)行倒圓角如圖2.5.3。圖2.5.3拉伸接下來就畫油缸的伸出桿畫出圖2.5.4，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，拉伸得到圖2.5.5。圖2.5.4草繪圖2.5.5拉伸接下來就是裝配，結(jié)果如圖2.5.6。圖2.5.6裝配2.6鏟斗的設(shè)計(jì)在FRONT平面上草繪出圖2.6.1，在進(jìn)行拉伸、倒圓角得到圖2.6.2。圖2.6.1鏟斗草繪圖2.6.2倒角接下來使用抽殼命令進(jìn)行編輯，如圖2.6.3。圖2.6.3抽殼再用拉伸和陣列得到圖2.6.4。圖2.6.4拉伸和陣列這樣鏟斗的設(shè)計(jì)就完成了。3.裝配先打開文件“JIASHICANG.PRT”，裝配駕駛艙和主臂。點(diǎn)擊插入，選擇元件，再選擇裝配主臂零件。選取機(jī)身相應(yīng)的軸與面為約束參照，創(chuàng)建【銷釘】約束

裝配結(jié)果如圖3.1所示。圖3.1裝配主臂接下來再裝配油缸，選取相應(yīng)的軸和面為約束參照，創(chuàng)建【銷釘】約束裝配結(jié)果如圖3.2所示。圖3.2裝配油缸接下來就是二臂的裝配，選取相應(yīng)的軸和面為約束參照，裝配結(jié)果如圖3.3所示。圖3.3裝配二臂接下來就是鏟斗和油缸的，如圖3.4。圖3.1.4裝配鏟斗接下來就是底座的裝配了，選擇面和軸，用【自動】約束中的【對齊】約束，將面和軸對齊，如圖3.5。圖3.5裝配底座4．仿真運(yùn)動第一個(gè)電動機(jī)設(shè)置在動臂與機(jī)身連接處，設(shè)置情況如圖4.1所示。第二個(gè)電動機(jī)設(shè)置在斗桿與動臂連接處，設(shè)置情況如圖4.2所示。圖4.1第一電機(jī)設(shè)置圖4.2第二電機(jī)設(shè)置第三個(gè)電動機(jī)設(shè)置在鏟斗與斗桿連接處，設(shè)置情況如圖4.3所示。第四個(gè)電機(jī)設(shè)置在機(jī)身與底盤連接處，設(shè)置情況如圖4.4所示。圖4.3第三電機(jī)設(shè)置圖4.4第四電機(jī)設(shè)置裝完后單擊按鈕，進(jìn)行機(jī)構(gòu)分析，將終止時(shí)間設(shè)置為14秒，點(diǎn)擊【運(yùn)行】，如圖4.5所示，看運(yùn)動軌跡是否跟自己預(yù)期的是否一致，若不一致，則要再進(jìn)行改動，調(diào)試，直到符合為止。圖4.5運(yùn)動時(shí)間設(shè)置5.總結(jié)經(jīng)過這幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，在這其中我收獲到了很多，知道了理論與實(shí)際的實(shí)踐還是有很大的差別的，但恰恰是畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我能把理論和實(shí)踐相結(jié)合起來。通過Pro/Engineer造型技術(shù)的學(xué)習(xí),學(xué)生的畫圖、讀圖能力得到明顯提高,并為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。Pro/Engineer簡單方便的操作,形象逼真的裝配、拆卸過程,大大加深了學(xué)生對裝配體的理解。在完成本課題的過程中也遇到了很多問題，比如：自己經(jīng)驗(yàn)及技術(shù)的缺乏，使得這次設(shè)計(jì)變的比較簡單；利用Pro/ENGINEER軟件裝配的時(shí)候，各部件之間的連接方法，三維建模的構(gòu)造等一些問題處理的不夠好，也影響了這次的設(shè)計(jì)。不過我相信，在以后的學(xué)習(xí)中，我會不斷的努力，改善這些不足之處。參考文獻(xiàn)Pro/ENGINEERWILDFIRE4.0實(shí)訓(xùn)教程.南京：南京大學(xué)出版社，2011.Pro/ENGINEER應(yīng)用案例教程.哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社，2008.錢可強(qiáng).機(jī)械制圖.北京：高等教育出版社，2007致謝經(jīng)過這段時(shí)間的努力，本次設(shè)計(jì)即將完成。在這段時(shí)間