20吨轮式挖掘机后桥桥壳设计与分析

20吨轮式挖掘机后桥桥壳设计与分析

毕业设计（论文）

设计说明书

题 目专 业 机械设计制造及其自动化

班 级学 生

指导教师

重庆交通大学 年

20吨轮式挖掘机后桥桥壳设计与分析

前 言

2010年，我国挖掘机行业延续了2009年的发展态势，在政府加大基建投资、推进

城镇化建设等多种政策叠加效应的作用拉动下，实际累计销售总量超过16.5万台，比2009年增长74.5%。2011年上半年，中国境内25家主要挖掘机制造商销售挖掘机12.8万台，比2010年同期增长31.98%，。受国家推动的大规模基建计划和房地产行业投资景气的影响，中国挖掘机市场将会有进一步的增长。未来挖掘机行业前景看好，中西部地区和东北地区随着经济建设的加快和施工项目的增多，对挖掘机的需求量也将逐年增大。但行业中产销量80%为日、韩、美等外资所占。有据统计，在西方发达国家轮挖需求量约占挖掘机需求总量的12％，有的甚至达到70—80％，应用十分广泛。而我国的轮挖仅为3％左右，故从世界范围轮挖我国的应用有待挖掘。

轮式挖掘机是铲土运输机械中的机种之一，轮式挖掘机是轮胎行走、周期作业、建

筑型的挖掘机。其以行走速度快、能远距离自行转场及可快速更换多种作业装置的机

动、灵活、高效的特点，在机场、港口、油田、矿藏、城乡建设、农田水利、快速抢修等物料挖掘、搬移方面得到充分利用。近年来，随着我国经济建设步伐的加快，工程机械特别是轮式挖掘机产品在产量、品种和技术水平上有了一定的发展。从轮式挖掘机长期需求市场分析，估计近几年会有一定的增长，而且主要品种仍会以中、小吨位产品为主。目前，我国生产轮式挖掘机的企业约在10家左右，其中有3家合资公司，如中美合资贵州詹阳机械工业有限公司，不久前他们开发生产的高速行驶轮式挖掘机填补了国内空白。其最新开发的高速行驶轮式挖掘机每小时行驶速度达54 km，实轮式挖掘机行驶速度的重大突破。

驱动桥的振动特性不但直接影响着其本身的强度，而且也对整车的舒适性和平顺性有着至关重要的影响。因此，对驱动桥进行模态分析，掌握和改善其振动特性，是设计中的重要方面。另外，模态分析也是进一步的谐响应分析、瞬态动力学分析的前提。

20吨轮式挖掘机后桥桥壳设计与分析

目 录

摘 要-----------------------------------------------------------------

Abstract---------------------------------------------------------------

第1章 绪论

1.1 国外、国内研究概况----------------------------------------------1

1.2 市场需求预测----------------------------------------------------1

1.3 模态分析--------------------------------------------------------3

1.4 设计的重点与难点------------------------------------------------4

第2章 桥壳的基本参数确定

2.1 后桥的结构特点及工作原理----------------------------------------6

2.2 选择桥壳方案设计------------------------------------------------7

第3章 具体设计计算

3.1 桥壳的静弯曲应力计算--------------------------------------------11

3.2 在不平路面冲击载荷作用下的桥壳计算------------------------------12

3.3 最大牵引力行驶时的桥壳计算--------------------------------------12

3.4 制动时的桥壳强度计算--------------------------------------------15

3.5受最大侧向力时的桥壳强度计算------------------------------------18

第4章 进行整体的力学分析

4.1 基于por/e三维模型分析------------------------------------------24

4.2 基于mchanicica受力分析-----------------------------------------25

4.2.1 挖掘机静止垂直载荷工况--------------------------------------26

4.2.2 挖掘机在不平路面冲击载荷作用下的工况------------------------28

4.2.3 挖掘机在最大牵引力行驶时的工况------------------------------30

4.2.4 挖掘机紧急制动时的工况--------------------------------------32

4.2.5 挖掘机受最大侧向力时的工况----------------------------------34

第5章 优化设计--------------------------------------------------------37

第6章 结论与展望------------------------------------------------------47

致 谢-------------------------------------------------------------------48

参考文献----------------------------------------------------------------49

20吨轮式挖掘机后桥桥壳设计与分析

摘要

挖掘机是一种广泛用于公路、铁路、建筑、水电、港口、矿山等建设工程的机械。由于挖掘机具有作业速度快、效率高、机动性好、操作轻便等优点，因此它成为工程建设中土石方施工的主要机种之一。挖掘机的后驱动桥是挖掘机的重要部件，负责向外输出动力。驱动桥作为轮式挖掘机底盘传动系统的主要组成部分，处于传动系统的末端，传递的转矩较大，其工作性能的好坏直接影响到整机的工作性能。

驱动桥的功用是通过主传动改变转矩旋转轴线的方向，把纵置发动机的转矩传到横置驱动桥两边的驱动轮上。通过主传动锥齿轮改变传力方向，通过主传动和最终传动将变速箱输出轴的转速降低，转矩增大；通过差速器解决左右差速问题，减小轮胎磨损和转向阻力，从而协助转向。此外驱动桥壳还起承重和传力作用。后桥桥壳的质量对整车的安全使用及整车性能的影响是非常大的，因而对后桥进行有效的优化设计计算和有限元分析是非常必要的。本文主要分析研究受力情况及稳态分析、模态分析、失稳分析等。

关键词：挖掘机，后驱动桥，后桥桥壳，有限元分析

20吨轮式挖掘机后桥桥壳设计与分析

冉毅：20吨轮式挖掘机后桥桥壳设计与分析 ABSTRACT The excavator is widely used for highway, railway, constructions, water and electricity, ports, mining and other engineering construction machinery. Because of high working speed, high efficiency and convenient operation ofthe excavator,therefore it becomes one of the main engineering machinery which are used for construction conditions.The drive axle is an important part of the is excavator,and it is responsible for the power output.As a key component of the wheel excavators’ chassis transmission system,the drive axle is at the end of the drive system, and it transmits bigger torque.Their performance has a direct influence on the performance of the work. The function of the drive axle is to change the direction of the axis of rotation torque through the main drive, and transmits the torque on the longitudinal buy engine to both sides of the drive wheels. Through the main transmission,the bevel gear change the direction of the force.Through the main transmission and final drive …… 此处隐藏：11910字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……