关键词：机械臂;有限元分析;结构优化
摘 要：为满足煤矿对木材装卸与转运工作的需要,本文设计一种便于安装于普通叉车上的液压驱动机械臂。结合实际工作环境以及叉车、木材实际尺寸,参考以往同类型产品设计经验,利用先进理论知识、三维建模技术、有限元分析工具和现代结构优化理念,实现对机械臂的设计分析和优化。在满足特定设计参数的前提下,尽可能设计的通用美观,便于操作和维修工作。论文的主要研究工作和结论如下:(1)查阅已有设计资料,结合现有数据借助Solid works软件完成对液压驱动机械臂的实体建模组装工作。利用该软件分析工具对机械臂的重要结构进行初步分析工作,以检验其重要尺寸参数和重量参数是否符合设计要求,为机械臂制造加工提供数据依照。(2)利用ADAMS动力学仿真软件建立液压驱动机械臂虚拟样机系统,进一步完成模型的前处理工作。对模型合理性进行验证,并对模型进行优化处理。通过以上分析研究,验证物理模型符合设计要求。(3)将优化后的模型导入ANSYS中,通过对部分重要结构进行有限元分析,分析其应力、形变云图,指出结构中薄弱部位,并提出优化解决方案,对不符合设计要求的结构进行重新设计,为机械臂的安全性提供理论依据。本论文通过理论研究,完成模型设计和仿真工作,设计出一种适合煤矿井上木材转运工作的全新液压驱动机械臂。并使用分析软件,验证整个机械臂在质量和结构强度,刚度,伸缩半径,旋转角等参数度符合其实际工作要求。
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