摘 要

随着我国经济的发展，对于基础设施建设的需求越来越大。挖掘机作为基建工程中的重要机械，在各中挖掘、采矿行业中都得到了很大的应用。而回转机构作为挖掘机的核心部件，其研发和优化一直以来是一项重要的课题。本文先阐述了课题的研究背景，接着对回转机构的发展现状、发展趋势、典型分类进行了介绍；然后通过计算，选出合适的回转机构的零件并对其进行强度校核；并介绍了一套功能强大的工程模拟的有限元软件——ABAQUS，包括ABAQUS的主要功能及应用领域等，最后通过有限元软件ABAQUS对回转支承进行应力分析。

关键词：回转机构 回转支承 载荷分析 有限元分析

The design and check of excavator slewing mechanism

ABSTRACT

With the development of our economy, the demand for infrastructure construction is increasing.As the important machinery in infrastructure projects, excavators have been widely used in mining industries .The rotary mechanism as a core component of the excavator, its research and optimization has always been an important issue.This paper firstly describes the research background of the project. Then the paper introduces the development status, development trend and typical classification of excavator slewing mechanism. And through the design calculation, the appropriate parts of the slewing mechanism are selected and the strength check is carried out. Then a set of powerful engineering simulation finite element software—ABAQUS, including the main functions and application areas of ABAQUS, etc. is introduced. Finally, the stress analysis of the slewing bearing is carried out by the finite element software ABAQUS.

Key Words: Slewing mechanism;Slewing bearing;Load analysis;Finite element analysis

目录

第一章 绪论 1

1.1课题研究背景 1

1.2挖掘机回转机构的发展历程 1

1.3回转支承的类型 3

1.3.1单排球式回转支承 3

1.3.2双排球式回转支承 4

1.3.3交叉滚柱式回转支承 4

1.3.4三排滚柱式回转支承 4

1.3本文工作意义 6

第二章 方案设计 7

2.1回转方案选择 7

2.1.1方案介绍 7

2.1.2方案对比 7

2.2轮齿啮合方案选择 7

2.2.1内齿式啮合 7

2.2.2外齿式啮合 8

2.3经济型分析 8

2.4选型流程 8

第三章 回转支承选型 11

3.1计算当量轴向载荷 11

3.1.1计算工况外载荷 11

3.1.2计算工况2外载荷 13

3.1.3计算工况3外载荷 14

3.2计算负荷能力 16

3.3计算静态参照载荷 16

第四章 回转齿轮设计与校核 18

4.1确定参数 18

4.1.1确定复合齿形系数 18

4.1.2计算 18

4.1.3寿命系数 19

4.1.4计算 20

4.2计算齿根弯曲疲劳强度 21

4.2.1判别大、小齿的弯曲疲劳强度 21

4.2.2计算弯曲疲劳强度 21

4.2.3液压马达 21

4.2.4小齿轮参数 21

第五章 回转支承滚道的有限元分析 22

5.1建模参数 22

5.1.1模型的简化 24

5.1.2材料属性 25

5.1.3装配示意 25

5.1.4分析步 26

5.1.5创建接触 26

5.1.6施加约束和载荷 29

5.1.7划分网格 29

5.1.8提交作业 30

5.2结果分析 31

第六章 三维模型 32

6.1回转支承模型示意图 32

6.2机架模型示意图 32

6.3回转平台模型示意图 33

6.4装配体模型示意图 33

结语 34

参考文献 35

第一章 绪论

1.1课题研究背景

现阶段，我国经济高速发展，国民生活质量得到了不断提高，对我国基础设施建设行业起到了推动作用。而面临着庞大的工作量，对工作机械的要求也越来越高。在土方工程中，挖掘机占据着很大的工作比重。同样一天的工作时间，一台中小型的挖掘机的工作量，相当于三四百人共同的工作量^[1]。而挖掘机不仅可以作用于采掘作业中，同样可以用于打桩、夯土、剥离作业中。挖掘机作为一种多功能、高效率的工程机械，对节省工人体力、缩短工期有着重要的作用，并广泛应用于民用设施、矿物开采、疏浚河道等领域中。所以，挖掘机的优化对于发展我国基建工程具有重要作用。

在较长的时间里，国内的挖掘机研制水平都是落后于一些发达国家。一些核心技术，只掌握在少数国家手中，我国则处于模仿制造阶段。自从1954年，世界上第一台液压挖掘机由德国德马格公司制造出后，美国、法国等国家也开始了液压挖掘机的专业化的生产^[2]。鉴于工作量大、效率高等优点，挖掘机向大型化、专业化发展。而到目前为止，德国等一些处于领先地位的国家已经研发出了大型液压挖掘机，并且制订了一系列的标准。

相关图片展示：