液压破碎锤是一种重要的工程破碎设备,安装在特种车辆上使用,广泛应用于各种工程破碎施工现场。随着社会的发展,对于液压破碎锤性能的要求也越来越高。为了克服现有破碎锤存在的不足,适应市场的需要,本文设计了一种新型重力式液压破碎锤并且对其进行了研究,填补了国内超大冲击能破碎锤研究领域的空白。新型重力式液压破碎锤具有冲击能大、结构简单、易于加工、生产成本低、使用和维修方便等特点,本文针对该破碎锤做了以下研究工作:文中阐述了新型重力式液压破碎锤的工作原理以及结构特点,并详细分析了新型重力式液压破碎锤的落锤式的冲击活塞以及滑轮组传动机构的特点。绘制了新型重力式液压破碎锤的结构图,对新型重力式液压破碎锤的主要组成部分以及各个零部件进行了尺寸及结构设计。新型重力式液压破碎锤输出冲击能由液压缸的活塞行程来控制,介绍了数字式液压缸在新型重力式液压破碎锤的活塞行程控制方面的应用并建立了新型重力式液压破碎锤液压控制系统的结构图。根据新型重力式液压破碎锤的尺寸和结构特点,运用三维建模软件CATIA对所有零部件进行了三维实体建模。对零部件进行了虚拟装配并对装配体做了空间干涉分析。根据相关的设计原则对新型重力式液压破碎锤的关键部件冲击活塞和钎杆进行了结构优化设计,改变了冲击活塞及钎杆的结构以利于提高其可靠性与使用寿命,使新型重力式液压破碎锤能够更加平稳有效的工作。结合多体动力学仿真软件ADAMS进行了动力学、运动学以及碰撞力学的理论分析,为新型重力式液压破碎锤的仿真工作提供理论基础。将在CATIA中装配的新型重力式液压破碎锤三维实体模型导入ADAMS中,建立新型重力式液压破碎锤的虚拟样机模型。对新型重力式液压破碎锤的相关参数进行计算,为进行虚拟样机分析提供参数依据。对虚拟样机模型进行了仿真实验分析,得到了新型重力式液压破碎锤在一般工况和最大冲击能工况时的各个运动参数,为关键部件的有限元分析做了准备。对有限元法的基本理论进行了阐述,为新型重力式液压破碎锤关键部件的有限元分析提供了理论基础。将钎杆和冲击活塞的三维实体模型导入ANSYS中生成有限元模型,定义相关参数后对有限元模型施加载荷,进行有限元分析。得到了关键部件在最大冲击能工况下应力应变分布情况。根据有限元分析的结果,对钎杆进行了基于参数化设计语言APDL的结构优化设计,得到了钎杆的最佳设计尺寸。实现了减轻钎杆重量,降低钎杆生产成本的设计目标。本文在国内首次提出了具有超大冲击能的新型重力式液压破碎锤,对于它的研究为国内破碎锤行业的发展提供了新思路。随着计算机仿真技术在机械设计领域的不断普及,论文中采用的以计算机技术为工具进行新型重力式液压破碎锤开发设计、仿真和优化的过程及结果对研究液压破碎锤新产品的开发设计和仿真优化具有一定的参考价值。