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四履带起重机行走装置及动力学仿真研究

作　者: 张君
导　师: 文豪
学　校: 太原科技大学
专　业: 农业机械化工程
关键词: 履带起重机 行走机构 ADAMS动力学仿真 四轮一带 结构设计及有限元分析
分类号: TH213.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


履带起重机是广泛应用于国民经济各领域的一种流动式起重设备。随着我国经济建设的发展，对其需求量越来越大，对其性能的要求也越来越高。行走机构是履带起重机重要的机构之一，其动态特性直接影响整个起重机的工作性能。目前，随着中国经济崛起，电力、石化、钢铁、交通基础设施进入建设高潮，大吨位履带起重机市场需求旺盛。这些机械动辄数千吨，甚至上万吨，为了使其能够在一定范围内移动，通常采用大型履带行走装置。随着称重量的增加，履带数量相应增大，出现四履带或者八履带甚至十六条履带行走装置。国内履带起重机的制造厂商主要依据经验及类比的方法来进行履带行走装置的设计，再通过样机试验来发现问题。这既花费了大量的时间和精力，又存在巨大的经济风险。本文介绍了两种不同形式的四履带起重机，并且针对履带行走装置利用动力学软件ADAMS和有限元分析软件ANSYS进行仿真分析，能在设计早期发现问题，同时可为整车提供优化方案，也为别的履带行走装置设计提供了参考方案。本文以对履带起重机的行走装置进行研究的内容如下：（1）介绍了履带起重机特点及国内外发展趋势。（2）详细地阐述了履带起重机行走机构及其基本原理，并且说明了履带行走装置的两种驱动方式：电力驱动和液压驱动。（3）四履带形式的履带起重机行走机构理论介绍及分析。第一种四履带形式即双履带车，单独取一个履带车做理论分析和介绍。第二种形式即四条履带在同一车体上。对四履带车辆转向理论建立数学模型，并且用软件MATLAB分析了不同转弯半径和驱动力间的关系。（4）完成了基于PRO/E和ADAMS软件对160t履带起重机单条履带装置三维建模及进行了动力学仿真分析。（5）基于Ansys进行履带起重机行走装置四轮一带结构设计与有限元分析。

全文目录


中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章 绪论  8-19
  1.1 履带起重机综述  8-15
    1.1.1 概述  8
    1.1.2 国内外发展状况  8-11
    1.1.3 产品发展特点及趋势  11-15
  1.2 本文研究工作及主要内容  15-19
    1.2.1 选题的背景和意义  15-17
    1.2.2 工作内容  17-19
第二章 履带起重机行走机构理论分析及驱动研究  19-27
  2.1 履带起重机行走机构介绍  19-22
  2.2 履带装置行走机构的基本原理  22-23
  2.3 履带行走装置的驱动方式  23-25
  2.4 本章小结  25-27
第三章 四履带起重机行走方式理论研究及分析  27-43
  3.1 两种不同形式的四履带起重机行走方式理论介绍及分析  27-35
    3.1.1 双履带车式四履带起重机形式介绍  27-31
    3.1.2 一个履带车的理论分析  31-35
  3.2 单履带车式四履带车辆转向理论数学模型的建立及 MATLAB 分析  35-41
    3.2.1 四履带起重机稳态转向运动的简图  36-39
    3.2.2 稳态转向力学方程  39
    3.2.3 计算结果及分析  39-41
  3.3 双履带、四履带行走装置的比较  41-42
  3.4 本章小结  42-43
第四章 履带起重机履带行走装置的动力学分析  43-63
  4.1 履带起重机履带行走装置总体参数及理论计算  43-48
    4.1.1 主要设计参数  43-44
    4.1.2 轮荷分配  44-45
    4.1.3 行走机构  45-47
    4.1.4 技术参数  47-48
  4.2 PRO/E 及 ADAMS 在履带建模中的应用  48-52
    4.2.1 Pro/ENGINEER 软件介绍  48-49
    4.2.2 实例建模仿真研究  49-50
    4.2.3 履带行走机构 ADAMS 的建模基础  50-52
  4.3 履带行走机构动力学模型的建立  52-56
    4.3.1 仿真模型的简化及说明  52-53
    4.3.2 施加约束  53-54
    4.3.3 利用宏命令添加接触力  54-56
  4.4 履带行走机构动力学分析  56-61
  4.5 本章小结  61-63
第五章 基于 Ansys 履带起重机行走装置四轮一带结构有限元分析  63-78
  5.1. 四轮一带结构概述与设计  63-64
    5.1.1 概述  63
    5.1.2 驱动轮  63
    5.1.3 支重轮  63-64
    5.1.4 导向轮  64
    5.1.5 托轮  64
  5.2 有限元介绍  64-65
  5.3 结合具体实例 160 吨履带起重机浅谈其四轮一带的结构设计  65-77
    5.3.1 四轮一带强度计算  65
    5.3.2 支重轮计算  65-70
    5.3.3 导向轮计算  70-72
    5.3.4 驱动轮计算  72-74
    5.3.5 履带板计算  74-77
  5.4 本章小结  77-78
第六章 结论与展望  78-80
  6.1 结论  78
  6.2 展望  78-80
参考文献  80-82
致谢  82-83
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  83-84

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中图分类: > 工业技术 > 机械、仪表工业 > 起重机械与运输机械 > 起重机械 > 自行式起重机 > 履带式
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