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[定稿]20吨轮式挖掘机后桥桥壳设计与proe分析设计说明书.doc
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1、，动辄数十万元另类是只能有度转角的经济适用型轮式挖掘机，多是在农用小型拖拉机上改装而成。轮式挖掘机市场发展趋势回转轮式挖掘机从国内情况看，近几年。回转轮式挖掘机的市场容量为台左右，仅占国内挖掘机销量的左右，销售额大约为.亿元。从国际市场情况看，年前后，全球大中型履带式挖掘机销量约为.万台，小型履带式挖掘机销量约为.万台，履带式挖掘机合计.万台，轮式挖掘机销量约为万台，轮式挖掘机履带式挖掘机合计.万台，轮式挖掘机占挖掘机总量的．。而在近两年，全球大中型履带式挖掘机销量在.万台左右，小型履带式挖掘机销量在万台左右，履带式挖掘机合计.万台，轮式挖掘机销量约为.万台，轮式挖掘机履带式挖掘机合计.万台，轮式挖掘机占总销量的.。在部分发达国家，其轮式挖掘机与履带式挖掘机的销量差距不大，德国市场上轮式挖掘机的销量甚至还超过了履带式挖掘机。国际市场上轮式挖掘机所占比重有所上升但上升幅度不大，国内市场的轮式挖掘机市场容量与国际平均水平。
2、工程。.模态分析模态分析是对工程结构进行振动分析研究的最先进的现代化方法与手段之。它可以定义为对结构动态特性的解析分析有限元分析和实验分析实验模态分析，其结构动态特性用模态参数来表征。在数学上，模态参数是力学系统运动微分方程的特征值和特征向量而在实验方面，则是测得的系统的极点固有频率和阻尼和振型模态向量。模态分析技术的特点与优点是在对系统做动力学分析时，用模态坐标代替物理学坐标，从而可大大压缩系统分析的自由度数目，分析精度较高。对于大型复杂的系统，比如挖掘机，可以采用子结构分析方法。它是把复杂的大型结构划分为各子结构，分别对子结构进行有限元分析或实验模态分析，取得子结构的动力模型及其特性参数，再将子结构按照定方法综合成整体进行分析，是种有效缩减自由度的方法。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。。
3、焊接性能，增加了铸件的成分偏析和热裂缩孔倾向，也使支架与桥壳的外圆侧面的焊接和焊接后仍按原工艺的加工已不能满足产品的要求，使得在焊接区域的母材侧所形成的淬火马氏体组织不能充分焊接区域的母材侧所形成的淬火马氏体组织不能充分大幅减弱，机械性能进步恶化．在应力的作用下在此区域产生了裂纹源，而破断抗力过低，致使产品桥壳在此发生脆断失效制造改进从桥壳的制造工艺车桥的减速形式车轮的制动方式等方面入手，更改桥壳内部尺寸，在不改变桥壳外部轮廓尺寸的前提下，增加桥壳内部断裂部位的壁厚以提高其结构强度在不影响整车布置的条件下，对桥壳外部轮廓尺寸进行修改，尽量使桥壳整个长度方向上过渡较为圆滑，保证应力分布趋于合理。同时，对材质和工艺进行了相应的调整铸造过程中的炉前分析对成分要严格控制，铸后材料成分特别是，含量不合格的不得流转，需回炉重新铸造加工铸件热处理正火的冷却必须均匀，正火后增加高温回火处理支架与桥壳的外圆侧面焊接前必须对桥壳焊接部位。
4、式对简化后的结构进行粗略估算，般计算结果与世纪情况都有定的差别。为安全可靠起见，常常要选择过大的安全系数，结果使结构尺寸和体积重量偏大同时，由于计算粗略，也可能出现些薄弱环节或结构局部的强度或刚度不能满要求的现象。按照国外的样车样机进行测绘仿制，或在测试使用中发现问题后再对设计方案加以改进，都不能算是真正的解决问题的途径。随着计算机技术的发展而发展起来的有限元方法是种分析计算复杂结构极为有效的数值计算方法。它先将连续的分析对象剖分成由有限个单元组成的离散组合体，运用力学知识分析每个单元的力学特性，再组集各个单元的特性，组成个整体结构的控制方程组，通过计算，得到整个构件的应力场和位移场等这种方法的整个计算过程十分规范，主要步骤都可以通过计算机来完成，是种十分有效的分析方法。由于有限元工程分析旨在确定由作用于集体结构上的外部载荷所引起的应力和应变，从而判断集体结构承受各种严重载荷时满足规定强度刚度要求的能力，因此它除用于。
5、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。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,,.,.,,.,.,,第章绪论.国外国内研究概况轮式工程机械通常采用全桥。
6、外，模态分析也是进步的谐响应分析瞬态动力学分析的前提。实验模态分析技术对刚投入使用的驱动桥进行模态分析，得到了所研究驱动桥的前几阶固有频率和模态振型，并由此进步指出了使用中可能出现的问题。桥壳的设计褚志刚等通过模态分析方法找到了挖掘机驱动桥的破坏原因。该驱动桥壳在使用中中部区域常出现裂纹，静强度计算表明该桥壳静应力分布合理，破坏区的静应力很小。模态分析中桥壳的前九阶频率在路面谱频率范围内，在路面谱的激励下很容易引起垂直方向的共振。进步的强迫振动分析表明，中部些部位应力超过了材料的强度极限，动态特性不好，动强度不足是破坏的根本原因。这不但说明模态分析在驱动桥的研究和设计中有着具体的应用，而且还是必要的。因为传统的设计和分析方法不足以解决挖掘机关键部件的动态承载强度问题。对于车辆及发动机中的许多重要零部件的强度刚度计算问题，传统的方法通常都要对复杂的几何形状受力状况和约束状态等进行较大的简化，并只能应用些较为简单的力学公。
7、比尚有上升空间。国际市场上，在国际市场上，无论是从主要厂家的生产销售情况，还是从轮式挖掘机参加重要的行业展会的情况来看，级轮式挖掘机在整个度。回转轮式挖掘机市场占据主导地位是毋庸质疑的。目前国内市场上度回转轮式挖掘机多数为合资或进口品牌。合资或进口品牌中，以现代和大宇在轮式挖掘机市场所占份额最大，他们从年在国内挖掘机市场出现高速增长时推出轮式挖掘机，取得了较好的销售业绩，但绝对数量尚低，没有形成规模。目前，大宇轮式挖掘机占其年销量的．左右，现代占左右。国内主要厂家，生产销售的轮式挖掘机型号也以级产品为主，级轮式挖掘机产品虽有生产，但销量与的轮式挖掘机相比有很大差距。这与国际市场的发展趋势是相吻合的。国内度回转轮式挖掘机市场上的主要品牌。从用户角度考虑，级的轮式挖掘机有着比较好的经济性级轮式挖掘机斗容在立方米左右，合资进口品牌售价在万元左右，国产品牌在这级别上并无价格优势，且质量性能方面均有差距级轮式挖掘机斗容仅为左右。
8、，国产合资及进口品牌售价均在万元以上。转角轮式挖掘机国内生产厂家众多，但其售价般都比较低，而工作效率高，能够满足农村市场的般使用要求，其价格也在农村所能承受的范围之内，因而从问世之初就受到广大农村用户的青睐，近几年年销量直稳定在台左右。随着经济的发展和城镇化进程的加快，平整土地沟渠开挖村村通公路建设新城镇建设等施工项目增多，这种轮式挖掘机在农村有着广阔的市场。根据对国内与工程机械相关产业和市场的分析，同时根据国民经济发展总体态势，特别是机械工业和全社会固定资产投资相关发展情况分析，预计“十五”期间，工程机械行业将得到较快发展。据此分析预测，年工程机械需求总值为亿元左右。挖掘机行业占工程机械行业产值在，总需求量在亿元到亿元之间。而轮式挖掘机占挖掘机行业产值的，总需求量在.亿元到亿元之间。从近几年我国工程机械市场发展趋势来看，我国轮式挖掘机市场远远没有饱和，有定的发展空间。据工程机械“十五”规划披露，“十五”期间，工程机。
9、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，有限元分析等。关键词挖掘机，后驱动桥，后桥桥壳，有限元分析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,轮式,挖掘机,后桥,设计分析,毕业设计,全套,图纸摘要挖掘机是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。
10、动，因为轮式机械经常在荒野土路甚至无路的场地行驶或作业，为了使全部重量都用作附着，从而获得更大的牵引力。驱动桥的速比大，多采用轮边减速，因为即使主传动器采用两级减速也不能达到这样的传动比，而且如果增大主传动器速比，必然造成桥壳尺寸或半轴直径的加大，使机械得离地间歇减小，通过性降低，设置轮边减速器就可以减小主传动装置差速器齿轮的半轴上传递的扭矩。主传动器采用螺旋锥齿轮，较直齿和零度圆弧锥齿轮可减少齿数，从而减少桥重量和尺寸，另外由于它属于斜齿传动，因而同时啮合工作的齿数可较多，齿轮的强度大，工作均匀且噪声小。国外工程机械的驱动桥已普遍采用限滑差速器牙嵌式或多片摩擦盘式湿式行车制动器等先进技，限滑差速器大大提高了主机的牵引性能，同时减少了轮胎的磨损。而湿式行车制动器则提高了主机的安全性能，简化了维修工作。.国内外轮式挖掘机的市场需求预测目前国内轮式挖掘机主要有两大类，种是可以度回转的轮式挖掘机，采用专用底盘，价位般比较高。
11、强度校核外，还能作为耐久性分析损伤容限分析设计阶段研制试验项目选择关键部位的确定材料选择，以及作为强度验证试验中选择载荷情况等的依据。同时，它也是全机或部件传力分析的重要手段。.设计的重点与难点存在的问题冲压焊接式桥壳在使用中多次出现了桥壳焊接处脱焊开裂问题，疲劳性能差，超载易变形，主减速器齿轮正常啮合受影响，噪声大，降低了驱动桥总成的使用寿命。铸造中可能由于成分控制不良，导致桥壳断裂生产过程质量失控，使得铸件材料组织不良，特别是超差高严重．产品铸后的热处理不当，无法有效地改善铸件的组织和机械性能．导致产品材料的机械性能指标中重要的韧性和机械性能．导致产品材料的机械性能指标中重要的韧性使得产品材料的韧性不足，破断抗力减弱。凹凸不平的砂石路面，桥壳在严重超载的情况下，承受超负荷的冲击力而突然断裂桥壳局部结构单薄，桥壳断裂位置存在着明显的应力集中，结构过渡不够平滑。由于些材料的焊接性能不良，加之的含量超高，更降低了材料的。
12、行业面临着新的重大发展机遇。交通运输，从全国的形势来看，“十五”期间交通建设除重点开发西部地区外，主要集中在三个方面是建设国际与国内地区间的运输大通道，即南北运输大通道东西运输大通道进出关通道进出西南地区通道进出西北地区通道“三西，能源基地煤炭外运通道国际间运输通道。二是提高快速运输能力，为提高港口码头铁路货站的物资搬运效率，增加现代化的搬运设备。三是城市公共交通干道建设，随着城市人口和交通车辆的增加，迫切需要解决交通拥堵现象。道路建设发展，必将带动工程机械需求的增长发展。水利水电建设水利水电建设是我国“十五”期间经济发展的命脉，投资领域的重点。在水利建设上，从“十五”计划开始至年，重点是对全国七大水系进行综合治理，对湖泊河道进行清淤疏浚退田还湖加固兴修堤坝。这是项长期的任务，需要开发的新产品任务很多，具有较大的潜在市场。同时为改变南涝北早的地域经济差别，实施西部大开发，国家正在规划论证实施东中西二条线南水北调的宏伟。
参考资料：
20吨轮式挖掘机后桥桥壳设计与proe分析.rar（V2.1）