基于proe的液压挖掘机三维建模与运动仿真
基于Proe的挖掘机分析
基于Pro/E的液压挖掘机设计集成与轻量化分析2009-11-19 20:18:37 作者：•本文分析了Pro/ENGINEER三维参数化设计流程，结合液压挖掘机的模型和组成特点，对其在参数化设计、装配与运动仿真、有限元分析与结构优化、轻量化设计等方面进行了深入剖析。
通过此流程，可以提高液压挖掘机的设计效率，降低设计时间。
文中完全摒弃了偏重参数化设计的思想，而是以液压挖掘机的实际问题为核心，该方案也适用于其他类似工程机械设备的研发。
一、前言液压挖掘机是土石方工程的主要施工机械，如图1所示。
全世界各种施工作业场约有65%～70%的土石方工程都是由挖掘机完成的。
近年来，国内外液压挖掘机产量急剧上升，结构逐步完善，在工程建设和施工行业中占有很重要的位置。
液压挖掘机迅速发展的根本原因在于机械本身的优越性、通用性好和操纵轻便，也在于重视试验研究工作和计算机技术的引用。
在Bauma2008展会上展出的液压挖掘机中，传统型和通用型产品样机较少，多是一些有特殊构造、有特色的和多功能产品，这既体现了各厂家市场差异化的产品发展战略，又体现了各自的技术水平和实力。
这些变化大大扩展了液压挖掘机的功用，提高了产品的施工适用性，同时对设计手段和设计效率也提出了更高的要求。
液压挖掘机行业作为工程机械行业的重要分支，其设计方式正经历着革命性变化，计算机辅助设计技术的推广应用势在必行。
采用新结构和新材料，利用现代设计技术和先进制造技术，是保证和提高液压挖掘机性能的重要途径。
以前通过大量的样机和试验方式来验证产品可靠性和稳定性的方法，正在逐渐为虚拟样机和虚拟试验方式所取代。
这些技术既能缩短产品的设计和制造周期，同时又能提高产品的质量。
国外许多有实力的生产厂商、科研机构都已经针对挖掘机设计开发出一些专业软件，如美国卡特匹勒(C a t e r p i l l a r)、德国利勃海尔(L i e b he r r)、英国J B C和日本神钢(C K O B E L C O)等公司都进行了专业化的设计软件开发，但目前市场上可供选用的商品化应用软件却很少。
基于proe的挖掘机的三维实体造型及装配设计
优秀设计07机制专业《三维设计技术》期末考核大作业——挖掘机的三维实体造型及装配班级：姓名：学号：挖掘机的装配（一）绘制挖掘机挖斗（1）创建新文件单击工具栏里的【新建文件】图标，出现对话框，在【类型】栏中选择【零件】，在【名称】文本框中输入dig_scratch，再在【子类型】栏中选择【实体】，单击【确定】按钮完成文件创建。
如图1-1所示。
图1-1（2）.绘制挖斗1.从特征操作按钮区中选取【拉伸】工具，单击显示区的【草绘】按钮，选取FRONT 平面作为绘图平面，接受参照基准和方向，单击【草绘】完成设置。
绘制如图1-2所示的草绘图，单击按钮区的【确定】完成草绘。
图1-22.选取双向拉伸，厚度均设为3.55，如图1-3所示。
图1-33.单击信息显示区的【完成】按钮，完成绘制。
完成后实体如图1-4所示。
图1-4（3）.绘制边缘1.选取【拉伸】工具，再单击【放置】、【定义】，选取FRONT作为绘图平面，单击【草绘】完成草绘设置。
2.选取【通过边创建图元】工具按钮，系统将自动弹出对话框，选取【单个】选取边，完成【关闭】。
如图1-5所示。
图1-53.采用双向拉伸，厚度均设定为３.９，最后单击信息栏右边的【完成】按钮如图1-6所示，完成边缘绘制。
图1-6（４）倒圆角在挖斗毛坯与突缘相交处绘制半径为０.１６的圆角，完成圆角后的模型如图1-7所示。
图1-7（５）抽壳从特征操作按钮区中选取【抽壳】工具按钮，在信息显示区中输入抽壳壁厚０.１２.如图1-8所示。
接着从模型中选取图所示的抽壳挖去曲面，最后单击显示区右边的【完成】按钮，完成抽壳后的实体效果图见（图1-9）。
图1-8 图1-9（6）创建挖齿1.绘制单个挖齿从特征操作按钮区中选取【拉伸】工具，再单击【定义】按钮，选取挖斗中的一个端面作为绘图平面，接受系统所默认的基准和方向，单击对话框中的【草绘】按钮完成绘图前的设置。
绘制如图1-10所示，草绘完成后单击【确定】。
基于Creo和Adams的液压挖掘机工作机构的设计及仿真
哪
ｍ
踟
Ｈ。 ｃ ｍ
１
Ｐ ＾ Ｒ Ｔ ４ Ｉ 一 口 ｌ ｌ Ｉ ａ ｔ ｅ Ｉ 。 曲ｕ ２ 口 Ｉ
＼
；
｛
ｌ
／
２ ． １挖掘机 工作机 构的建模 工作机构三维模型 由 Ｃ ＲＯＥ软件 建立。将 装配体模 型在 Ｃｔ Ｌ ＯＥ中另 存为 Ｘ ： Ｔ格式 ， 启动 Ａ ＤＡＭＳ软件 ， 在对话框 中导入 Ｘ＿ Ｔ文件 ， 给每一个 构件添加运 动副， 然后驱动三个液压缸 ， 液压缸的速度设置为 １ ０ ０ ｍｍ／ ｓ ， 用 ＡＤＡ ＭＳ进行仿真 。 ２ ． ２挖掘机工作机构运动 学仿真分析 设置三个液压缸 的速度为 １ ０ ０ ｍｍ／ ｓ ， 移动时 间为 ５ ｓ 时， 得到 图 １ ￣ ３所 示的铲斗主要运动学曲线 。
’
’
｛
…
一
ｉ
｛
ｊ
｝
；
；／
－ …
ｉ
差２ ５ ｏ ｏ ｏ ｌ ２ ｏ ｏ 口 ０
暑
ｒ ’ …叶 … 一 …… ～ ｝ …’ ｒ ～…一 ｒ 一 ’ ｒ … ～ｒ ｝ … 一 … ｝
一
｛
多／ … … …
计的需要 。另ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ ， 由角速度情况也可 以得到角加速度 曲线图等信息 。 由于惯性力 Ｆ ＝ ｍａ ， 其中 ｍ为质量， ａ 为加速度 。加速度 的变化 曲线便
｛ … …Ⅲ ¨ … ’ … 一 ０ …… … 一 … … ｊ… … … … … ０ ’ 一 一 ／
一
度为 ｌ Ｏ Ｏ ｍｍ／ ｓ 时， 铲 斗 的具 体 运 动 情 况 。从 仿 真 动 态 过 程 和 以上 的 图 能较 为 清晰 的 显示 该 工 作 结 构 运 行 平 稳 ， 没有干涉 ， 具 有 良好 的稳 定 性 ， 符 合 设
液压挖掘机工作装置的建模与仿真分析
。
纵观我国液压挖掘机 30 余年的发展历史，大致可以分成以下几个阶段： (1)开发阶段(1967 年—1977 年)。以测绘仿制为主的开发，通过多年坚持不懈的努力，克服一个一 个的困难， 有少量几种规格的液压挖掘机终于获得初步成功， 为我国挖掘机行业的形成和发展迈出了重 要的一步。 (2)液压挖掘机发展、提高并全面替代机械挖掘机阶段(1978~1986 年)。这个阶段通过各主机生产厂 引进技术(主要是德国挖掘机制造技术)的消化、吸收和移植，使我国液压挖掘机产品的性能指标全面提 高到国际 70 年代末 80 年代初期的水平。全国液压挖掘机平均年产量达到 1230 台。 (3)液压挖掘机生产企业数量增加，新加入挖掘机行业的国有大、中型企业以技贸结合，合作生产 方式联合引进日本挖掘机制造技术(1987 年～1993 年)。由于国内对挖掘机需求量的不断提高，新加入 挖掘机行业的企业通过开发和引进挖掘机制造技术， 其产品批量或小批量的投放国内市场或出口， 打破 了多年来主要由六大家挖掘机生产企业垄断国内挖掘机市场的局面， 引进了有益于提高产品质量、 性能 和产量的良性竞争。这个期间国内液压挖掘机的年均产量提高到 2000 余台。 (4)国内液压挖掘机供需矛盾日益扩大，广大用户为了提高施工质量和按期完成施工任务，对使用 高质量、高水平、高效率挖掘机的兴趣日趋浓厚。国外各著名挖掘机制造厂商纷纷前来中国创办合资、 独资挖掘机生产企业。从 1994 年开始，特别到 1995 年在我国挖掘机行业掀起了一股不小的合资浪潮. 其中美国卡特彼勒公司率先在徐州金山桥开发区建立了生产液压挖掘机的合资企业， 随后日本小松制作 所、日立建机株式会社、神户制钢所、韩国大宇重工业、现代重工业以及德国利勃海尔公司等都相继在 中国建立了合资、独资挖掘机生产企业，生产具有世界先进水平的多种型号和规格的液压挖掘机[7]。
毕业设计--挖掘机三维建模及运动仿真[管理资料]
![毕业设计--挖掘机三维建模及运动仿真[管理资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/bdead41c4afe04a1b171de93.png)
1．毕业设计（论文）的主要内容及基本要求
主要内容：运用Pro/E基于特征的参数化建模功能建立玉柴小型液压挖掘机各组成零部件的三维数字化虚拟模型，使用模型组装的方法创建机构连接，进行虚拟装配，通过驱动器给机构添加运动动力，完成挖掘机的运动仿真分析和动力学仿真分析。
基本要求：通过对挖掘机的结构分析掌握挖掘机的工作原理及运动规律。利用Pro/E软件创建挖掘机的三维数字化虚拟模型，对装配体进行运动仿真分析和动力学仿真分析，模拟机构在特定环境中的工作状况，分析其运动规律，并对其做动态的判断，以便尽早发现设计中的缺陷和潜在的不合理之处，及时修改设计方案。
关键词：挖掘机；建模；装配；运动分析
ABSTRACT
Pro / E in excavator design of three-dimensional modeling and motion simulation of the main steps: parametric solid modeling, assembly structure, institutional analysis and generate engineering drawings. Design, applied to the main Pro / E three modules: The first argument of the three-dimensional solid modeling module, the second component assembly module and the third is institutional analysis module.
毕业设计（论文）
挖掘机三维建模及运动仿真
学 生：
基于proe的液压挖掘机三维建模与运动仿真
****************学校毕业设计说明书设计题目：基于Pro/E的液压挖掘机三维建模与运动仿真系部：******专业：******班级：******学生姓名：******学号：******指导教师：**********年**月**日摘要工作装置是液压挖掘机的重要组成部分，为研究工作装置在挖掘机整个作业循环时间里的运动情况，运用Pro/E软件的运动仿真模块对挖掘机工作装置进行运动仿真。
采用传统的运动分析方法存在工作量大、不精确和不直观等缺点。
利用Pro/E对液压挖掘机反铲工作装置进行建模和装配,首先分析了挖掘机的运动过程和各工况位置,然后用Pro/ E中的Mechanism模块进行了机构运动学仿真,通过对挖掘机各连接轴的设置,找到挖掘机动臂、斗杆和铲斗的各极限位置，以及确定各部件的运动关系和时间安排。
结果表明该方法简单、可靠、为挖掘机整机设计及性能评估提供一定的理论依据。
关键字：液压挖掘机；Pro/E；运动仿真ABSTRACTThe work device is an important part of a hydraulic excavator.To start the motion process of hydraulic excavator work device in the whole operation cycle time, Pro/E sofortware is used to simulat. The traditional design methods to draw the envelope diagram have many shortcomings, such as the heavy workload,imprecision and less intuition. Pro/ E software was used to model and assemble for backhoe working equipment of the hydraulic excavator. Above all , the excavator movement process and work conditions were analyzed. Then mechanism kinematics simulation was carried on by Mechanism module in the Pro/ E software. The limit positionsof movable arm, bucket arm and bucket were found through setting joint shafts of the excavator.Keywords：excavator；Pro/E；dynamic simulation目录摘要 (Ⅰ)第1章绪论 (1)1.1液压挖掘机在工程应用中的重要性 (1)1.2液压挖掘机的简介 (1)1.2.1 液压挖掘机的组成 (2)1.2.2 液压挖掘机的工作循环过程 (3)1.3 Pro/E软件的介绍 (3)第2章基于Pro/E的挖掘机参数化建模 (5)2.1动臂的建模 (5)2.2 斗杆的建模 (7)2.3 挖斗的建模 (8)2.4 驾驶舱的建模 (10)2.5动臂液压元件 (12)2.6挖斗液压元件 (13)2.7连接片的建模 (14)第3章液压挖掘机的装配设计 (16)3.1 装配概述 (16)3.2 机座的装配 (17)3.3 机身的装配 (18)3.4 动臂液压元件的装配 (19)3.5 斗杆液压元件的装配 (20)3.6挖斗液压元件的装配 (21)3.7挖掘机的总体装配 (21)第4章液压挖掘机的运动仿真模拟 (23)总结 (27)致谢 (28)参考文献 (29)第1章绪论1.1液压挖掘机在工程应用中的重要性液压挖掘机作为一种重要的工程机械使用在土石方施工和矿山采掘工业中，它有别于其他机械设备，它的工作环境恶劣，常工作在地质情况复杂、载荷情况多变、大气条件差的条件下。
基于ProE的装载机工作装置的实体建模及运动仿真_毕业设计
摘要基于Pro/E的装载机工作装置的实体建模及运动仿真摘要：装载机是一种应用广泛的工程机械。
有其广泛的空间，但由于装载机传统开发模式存在的开发周期长、过程繁杂、开发成本高、性能测试困难等问题，本文将仿真技术引入装载机开发领域，完成以下工作：1．介绍了装载机的发展历史及前景，装载机的种类，介绍了仿真技术产生的背景、在国内的发展状况以及仿真技术的实际意义。
2．对液压缸作出了合理的选择。
3．简述了Pro/E软件在工程设计中的应用，利用Pro/E构建装载机的三维实体模型，并对其进行装配，在Pro/E 环境下进行了装配干涉检验。
4．在Pro/ENIEER MECHANISM环境下进行运动仿真,得出装载机工作的性能曲线。
关键字：装载机工作装置液压缸仿真技术三维建模Abstract：Loader is a kind of engineer machine that is widely applied in engineer project, which has wildely space, Aim to the problems that exist in traditional research way of loader, for example the research cycle is long, the cost is long, the cost is high and the performance test is complex etc, this paper leads virtual prototype technology into research of loader. The following research works are completed:1.The development foreground, the category and loader’s history is introduced, also the background of simulationtechnology come into being, developing status in local and the significance of virtual prototype technology is introduced.2.To brief introduce the Pro/E software which application in the field of engineering, the 3D modeling is used byPro/E software, which is built and interferential test of assembly in Pro/E environment is completed.3.The simulated motion in Pro/E environment is completed, and the capability curve is reached.4. A rational choice for the hydraulic actuating cylinder.Keywords: Loader, Working mechanism, hydraulic actuating, Simulation technology, 3D modeling目录摘要 (I)1 前言 (1)1.1 装载机的简介 (1)1.1.1 装载机的发展历史及前景 (1)1.1.2 装载机的种类 (1)1.1.3 本章小结 (3)1.2 运动仿真技术简介 (4)1.2.1 运动仿真技术产生的背景 (4)1.2.2 运动仿真技术 (4)1.2.3运动仿真技术在国内外的发展概况 (4)1.2.4 发展运动仿真技术的重要意义 (4)1.2.5 总结 (5)1.3 Pro/ENGINEER软件在工程设计中的应用 (5)1.3.1 Pro/ENGINEER软件介绍 (5)1.3.2 运动仿真技术对装载机设计理念的影响 (6)1.4 本章小结 (7)2 液压缸的选择 (8)2.1 本章小结 (8)3 装载机工作装置三维实体建模 (9)3.1 工作装置零件建模 (9)3.1.1 动臂的生成 (9)3.1.2 铲斗的生成 (10)3.1.3 底座的生成 (11)3.1.4 连杆的生成 (11)3.1.5 摇臂的生成 (12)3.1.6 液压缸筒的生成 (12)3.1.7 液压缸盖的生成 (13)3.1.8 液压缸活塞的生成 (13)3.1.9 连接销轴的生成 (13)3.2 工作装置装配模型建模 (14)3.2.1 底座模型装配 (15)3.2.2 动臂模型装配 (15)3.2.3 铲斗模型装配 (16)3.2.4 液压缸体模型装配 (16)3.2.5 摇杆模型的装配连接 (17)3.2.6 连杆模型与铲斗模型和摇杆模型的装配连接 (17)3.2.7 销钉模型的连接 (17)3.2.8 本章小结 (20)4 装载机工作装置运动仿真 (21)4.1 概述 (21)4.2 创建装载机工作装置的机械运动仿真 (21)4.2.1 连接轴设置 (21)4.2.2 创建快照 (22)4.2.3 定义伺服电动机................................................................................. 错误！未定义书签。
挖掘机液压系统建模与仿真课件
选择仿真软件
实现仿真模型
根据仿真目标和数学模型，选择适合的仿 真软件，如MATLAB/Simulink、ANSYS等 。
将数学模型转化为仿真模型，进行参数设 置和模型搭建，确保仿真模型的正确性和 可行性。
仿真实验与分析
01
02
03
设计仿真实验
根据仿真目标，设计相应 的仿真实验，包括实验条 件、实验步骤、实验数据 采集等。
工作原理
挖掘机液压系统的工作原理是利用液压泵将动力源的机械能转化为液体的压力能 ，然后通过液压缸将液体的压力能转化为机械能，从而实现挖掘机的各种动作。
挖掘机液压系统的特点与优势
特点
挖掘机液压系统具有体积小、重 量轻、功率密度大、响应速度快 、控制精度高等特点。
优势
挖掘机液压系统具有结构简单、 维护方便、可靠性高、成本低等 优势。
液压系统在挖掘机中的关键作用
02
挖掘机液压系统是实现其各种动作的核心部分，对于挖掘机的
性能有着重要影响。
建模与仿真技术在机械系统中的价值
03
通过建立模型和进行仿真，可以更好地理解系统的运行机制，
为优化设计提供依据。
研究现状与发展
挖掘机液压系统研究现状
国内外学者针对挖掘机液压系统进行了大量研究，包括系统设计 、性能分析、故障诊断等方面。
通过调整模型参数，优化系统 的性能指标，如能耗、效率、 速度等。
在保证系统稳定性和可靠性的 前提下，实现挖掘机液压系统 性能的最优化。
04 挖掘机液压系统 仿真
仿真模型的建立与实现
确定仿真目标
建立数学模型
针对挖掘机液压系统的特定功能或性能进 行仿真，如挖掘、旋转、行走等。
根据挖掘机液压系统的原理和结构，建立 相应的数学模型，包括液压缸、液压泵、 液压阀等组件的数学模型。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
****************学校毕业设计说明书设计题目：基于Pro/E的液压挖掘机三维建模与运动仿真系部：******专业：******班级：******学生姓名：******学号：******指导教师：**********年**月**日摘要工作装置是液压挖掘机的重要组成部分，为研究工作装置在挖掘机整个作业循环时间里的运动情况，运用Pro/E软件的运动仿真模块对挖掘机工作装置进行运动仿真。
采用传统的运动分析方法存在工作量大、不精确和不直观等缺点。
利用Pro/E对液压挖掘机反铲工作装置进行建模和装配,首先分析了挖掘机的运动过程和各工况位置,然后用Pro/ E中的Mechanism模块进行了机构运动学仿真,通过对挖掘机各连接轴的设置,找到挖掘机动臂、斗杆和铲斗的各极限位置，以及确定各部件的运动关系和时间安排。
结果表明该方法简单、可靠、为挖掘机整机设计及性能评估提供一定的理论依据。
关键字：液压挖掘机；Pro/E；运动仿真ABSTRACTThe work device is an important part of a hydraulic excavator.To start the motion process of hydraulic excavator work device in the whole operation cycle time, Pro/E sofortware is used to simulat. The traditional design methods to draw the envelope diagram have many shortcomings, such as the heavy workload,imprecision and less intuition. Pro/ E software was used to model and assemble for backhoe working equipment of the hydraulic excavator. Above all , the excavator movement process and work conditions were analyzed. Then mechanism kinematics simulation was carried on by Mechanism module in the Pro/ E software. The limit positionsof movable arm, bucket arm and bucket were found through setting joint shafts of the excavator.Keywords：excavator；Pro/E；dynamic simulation目录摘要 (Ⅰ)第1章绪论 (1)1.1液压挖掘机在工程应用中的重要性 (1)1.2液压挖掘机的简介 (1)1.2.1 液压挖掘机的组成 (2)1.2.2 液压挖掘机的工作循环过程 (3)1.3 Pro/E软件的介绍 (3)第2章基于Pro/E的挖掘机参数化建模 (5)2.1动臂的建模 (5)2.2 斗杆的建模 (7)2.3 挖斗的建模 (8)2.4 驾驶舱的建模 (10)2.5动臂液压元件 (12)2.6挖斗液压元件 (13)2.7连接片的建模 (14)第3章液压挖掘机的装配设计 (16)3.1 装配概述 (16)3.2 机座的装配 (17)3.3 机身的装配 (18)3.4 动臂液压元件的装配 (19)3.5 斗杆液压元件的装配 (20)3.6挖斗液压元件的装配 (21)3.7挖掘机的总体装配 (21)第4章液压挖掘机的运动仿真模拟 (23)总结 (27)致谢 (28)参考文献 (29)第1章绪论1.1液压挖掘机在工程应用中的重要性液压挖掘机作为一种重要的工程机械使用在土石方施工和矿山采掘工业中，它有别于其他机械设备，它的工作环境恶劣，常工作在地质情况复杂、载荷情况多变、大气条件差的条件下。
因此，其可靠性备受关注，特别是它的工作装置部分，由于要承受巨大载荷以及频繁的载荷变化，其结构安全性更要进行严格验证。
近年来，随着电子计算机的快速发展，有限元分析技术和虚拟样机技术在挖掘机的设计和开发过程中得到了广泛使用，国内外的研究人员对此也做了大量的研究工作与探索。
挖掘机是一种常用的、重要的工程机械，在国民经济建设的许多行业被广泛地采用，如工业与民用建筑、交通运输、水利水电工程、农田改造、矿山采掘以及现代化军事工程等行业的机械化施工中，对减轻繁重的体力劳动，保证工程质量，加快建设速度，按时完成工期，提高劳动生产率都起着非常重要的作用。
据统计，一般工程施工中约有65%—70%的土方量、露天矿山中80%的剥离量和采掘量都是用挖掘机完成的。
液压挖掘机作为工程机械的产品代表，它具有重量轻、结构紧凑、挖掘力大、传动平稳、操纵简便、易实现无级变速和自动控制等系列有点，被广泛用于水利水电工程、建筑工程、市政工程、矿山采掘以及国防等工程的施工中。
它具有很高的生产效率和可靠的安全稳定性，对于保证工程质量、加快建设速度有着重要作用。
据建设部门统计，一台斗容为1.0m³的液压挖掘机挖掘Ⅰ—Ⅳ级土壤时，每班生产率大约相当于300—400个工人一天的作业量。
因此使得挖掘机在现代“挖土改水”的建设中发挥着越来越重要的作用。
随着计算机辅助设计技术的日益推广，机械设计及制造技术发生了革命性的变化，而作为一个重要分支的液压挖掘机行业，应用现代计算机辅助设计技术势在必行。
1.2液压挖掘机工作简介液压挖掘机实在机械系统传统挖掘机的基础上发展起来的一种周期作业的土方机械，液压挖掘机由于在动力装置和工作装置之间采用容积式液压传动，靠液体的压力能进行工作。
如图1—1为挖掘机实际图片。
图1—1 挖掘机1.2.1液压挖掘机的组成液压挖掘机的总体结构包括动力装置、工作装置、回转机构、操纵机构、传动系统、行走机构和辅助设备等，液压挖掘机结构简图如图1—2所示。
图1—2 液压挖掘机的基本组成简图1-动臂；2-斗杆；3-挖斗；4-连接片；5-动臂液压缸；6-斗杆液压缸；7-挖斗液压缸；11-回转装置；111-行走装置；工作装置各运动部件之间采用销轴铰接，以动臂油缸来支撑和改变动臂的倾角，通过动臂油缸的伸缩可使动臂绕下铰点转动实现动臂的升降。
斗杆铰接于动臂的上端，由斗杆油缸控制斗杆与动臂的相对角度。
当斗杆油缸伸缩时，斗杆可绕动臂上铰点转动。
铲斗与斗杆前端铰接，并通过铲斗油缸伸缩使铲斗转动。
为增大铲斗的转角，通过采用摇臂连杆机构来和铲斗连接。
1.2.2液压挖掘机的工作循环过程液压挖掘机的工作循环过程的仿真是进行液压挖掘机虚拟样机研究必不可少的一个过程。
液压挖掘机的工作装置动作以及机身的回转和行走都有液压传动系统实现，原动机驱动双联液压泵，把压力油分别送到两组多路换向阀，通过司机的操作，将压力油单独或同时送往液压执行元件（液压马达和液压油缸）驱动执行机构（工作装置）工作。
其工作过程如下：先下放动臂至挖掘位置，然后转动斗杆与铲斗，当挖掘至装满铲斗时，提升动臂使铲斗离开土壤，边提升边回转至卸载位置，转斗卸除土壤，然后再回转至工作位置开始下一次作业循环。
动臂液压缸主要用于调整工作装置的挖掘位置，一般不单独直接挖掘土壤。
斗杆挖掘可以获得较大的行程，但挖掘力要小一些。
铲斗挖掘的行程较短，为使铲斗在转斗挖掘结束的时候装满土壤，因此挖掘机的最大挖掘力一般是由铲斗液压缸实现的。
1.3 Pro/E软件介绍PRO/E是美国PTC参数技术公司推出，是国际上最先进也是最成熟使用参数化特征造型技术的大型CAD/CAM/CAEA集成软件。
PRO/E 包括三维实体造型，装配模拟，加工仿真NC自动编程，板金设计，电路布线，装配管路设计等专有模块，ID反求工程，CE并行工程等先进的设计方法和模式。
其主要特点是参数化的牲造型；统一的能使各模块集成起来的数据库；设计修改的关联性，即一处修改，别的模块中的相应图形和数据也会自动更新。
它的性能优良，功能强大，是一套可以应用于工业设计，机械设计，功能仿真，制造和管理等众多领域的工程自动化软件包。
PRO/E自动化自问世以来，多年来已成为全世界最普及的3DCAD/CAM系统的标准软件，PRO/E在今日俨然已成为3DCAD/CAM系统的标准软件，广泛应用于电子，机械，模具，工业设计，汽车，自行车，航天，家电，玩具等各行各业。
PRO/E 是一套由设计至生产的机械自动化软件，是新一代产品造型系统，是一个参数化，基于特征的实体造型系统，并且具有单一的数据库功能。
PRO/ENGINEER是世界领先的机械设计自动化解决方案，专门用于机械计算机辅助设计。
它是一个适用于产品、模具等产品设计并具有基于单一数据库、参数化设计、行为建模能力、特征造型、全相关性等特性的CAD/CAE/CAM软件系统。
第2章基于PRO/E的液压挖掘机参数化建模本文主要的研究内容是液压挖掘机工作装置的参数化建模，包括动臂、斗杆，挖斗、液压支柱等需详细建模，而除工作装置以外的部件，在建模时则尽量简化，比如回转平台、行走装置等只是勾画出外部形状，而内部细节并未详细绘制。
参数化建模是指在参数化造型过程中记录建模过程和其中的变量以及用户执行的CAD/CAM/CAE功能操作。
因此，参数化建模通过捕捉模型中的参数化关系记录了设计过程。
其本质就是设计过程的记录和回放。
这种记录过程与次序有关。
同时，它利用一系列定义好的参数对模型进行顺序计算。
参数化建模的优势在于其速度快，其缺点是用户必须提供几何元素的全部尺寸、位置信息，即只有完全定义前一元素，才能定义下一个元素。
对液压挖掘机反铲工作装置的零件进行三维实体造型几乎要用到Pro/ E中所有的常用操作方法,如拉伸、旋转、切割、倒角、以及圆角等常用操作命令。
例如绘制动臂先绘制草绘图,用到[直线]、[圆弧]、[相切]和[修剪]等操作,再拉伸，镜像得到动臂的主体。
接下来主要用[拉伸]操作依次绘制连接柱、连接片,最后用[圆角]工具对零件进行倒圆角休整。
2.1 动臂的建模动臂的建模主要采用拉伸，镜像命令来实现。
首先拉伸出侧板，然后拉伸内肋板与上下板，最后用镜像命令完成动臂的建模。
图2-1 动臂侧板的建模图2-2 动臂上下板与内筋板的建模图2-3 动臂上耳座支座的建模图2-4 动臂侧筋板的建模图2-5 动臂最终建模2.2 斗杆的建模斗杆的建模过程和动臂相似，同样采用拉伸，镜像命令来完成。
图2-6 斗杆侧板的建模图2-7 斗杆上下板与内筋板的建模图2-8 斗杆上耳座支座的建模图2-9 斗杆侧筋板的建模图2-10斗杆最终建模2.3挖斗的建模图2-11 挖斗草绘图图2-12 抽壳图2-13 挖齿草绘图图2-14 挖齿沿挖斗边方向阵列，距离158，阵列数目6图2-15 挖斗最终建模2.4驾驶舱的建模第一步：拉伸实体，去除材料第二步：做倒角，然后抽壳第三步：拉伸去除材料2.5动臂液压元件图2-19 动臂液压缸图2-20 动臂液压柱2.6挖斗液压元件图2-21 挖斗液压缸图2-22挖斗液压柱2.7连接片的建模图2-23 连接片的草绘图图2-24 连接片的最终建模第3章液压挖掘机的装配设计3.1装配概述机构的装配过程主要分为两大类：以约束条件装配固定不动的原件和以连接条件装配可移动的原件。