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小吨位轮式挖掘机 后桥桥壳设计研究方案 项目经理：白 燊 时间：2014 年12 月12 日 前 言 纵观2014上半年挖掘机市场，1-6月累计出货量为61204台。2月份的大幅增长一 度，为市场带来普遍转好预期，但整体3-7月市场表现未能符合预期，出现较大跌幅。 2014 7 6 475 16.7% 6 年 月份国内品牌中， 吨级以下挖掘机产品销售 台，同比减少 。 吨 级以下挖掘机产品在2014年8月份共有21家主要生产企业实现销售共计908台，环比 3.9% 37 2014 9 下降 ，减少 台。 年 月份挖掘机主要生产企业（不含龙工）挖掘机销售 4689 台，同比下降33%;1-9月，挖掘机总销售量同比下降 15%。 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 70 80 3 ％，有的甚至达到 — ％，应用十分广泛。而我国的轮挖仅为 ％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。其必威体育精装版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。 目 录 摘 要 Abstract 第1章 绪论 1.1 国外、国内研究概况1 1.2 国内外轮式挖掘机的市场需求预测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 运动参数和动力参数的计算7 2.2.1半轴的型式7 2.2.2半轴的设计与计算8 第3章 具体设计计算 3.1 桥壳的静弯曲应力计算11 3.2 桥壳在不平路面冲击载荷作用下的桥壳计算12 3.3 挖掘机以最大牵引力行驶时的桥壳计算12 3.4 挖掘机紧急制动时的桥壳强度计算15 3.5 挖掘机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初步建模分析24 4.2 基于pro/e 的mchanicica模块对改进后三维模型分析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