ZL50裝載機(jī)的三維建模與動(dòng)態(tài)仿真畢業(yè)設(shè)計(jì)【含CAD圖紙、SW三維建?！?/h1>

資源目錄里展示的全都有，所見(jiàn)即所得。下載后全都有,請(qǐng)放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑問(wèn)可加】 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)I摘摘要要裝載機(jī)是一種用途十分廣泛的工程機(jī)械,可以用來(lái)鏟裝、 搬運(yùn)、 卸載、 平整散裝物料，工作裝置對(duì)于裝載機(jī)來(lái)說(shuō)是重中之重，裝載機(jī)工作裝置的結(jié)構(gòu)和性能直接影響整機(jī)的工作尺寸和性能參數(shù)，因此，工作裝置的合理性直接影響裝載機(jī)的生產(chǎn)效率、工作負(fù)荷、動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)特性、不同工況下的作業(yè)效果等。但由于裝載機(jī)傳統(tǒng)開(kāi)發(fā)模式存在的開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)、過(guò)程繁雜、開(kāi)發(fā)成本高、性能測(cè)試?yán)щy等問(wèn)題，本文將仿真技術(shù)引入裝載機(jī)開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，完成以下工作：(1) 介紹了裝載機(jī)的發(fā)展歷史及前景， 裝載機(jī)的種類， 介紹了仿真技術(shù)產(chǎn)生的背景、在國(guó)內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r以及仿真技術(shù)的實(shí)際意義。(2) 對(duì)液壓缸作出了合理的選擇。(3) 簡(jiǎn)述了 Pro/E 軟件在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用， 利用 Pro/E 構(gòu)建裝載機(jī)的三維實(shí)體模型，并對(duì)其進(jìn)行裝配，在 Pro/E 環(huán)境下進(jìn)行了裝配干涉檢驗(yàn)。(4) 在 Pro/ENIEER MECHANISM 環(huán)境下進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真,得出裝載機(jī)工作的性能曲線。關(guān)鍵字：關(guān)鍵字：裝載機(jī) 工作裝置 液壓缸仿真技術(shù) 三維建模內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)IIAbstractLoaders is widely used in mechanical engineering, and can be used for transporting,shovels, unloading, flat bulk materials, the working device is the most important to loader, andit directly affects the structure and properties of the machine work size and performanceparameters, therefore, the rationality of the work unit directly affects the efficiency ofproduction and work loads of loader, motivation and movement characteristics under differentworking conditions, the effect of the operation, etc. Aim to the problems that exist intraditional research way of loader, for example the research cycle is long, the cost is long, thecost is high and the performance test is complex etc, this paper leads virtual prototypetechnology into research of loader. The following research works are completed:1.The development foreground, the category and loaders history is introduced, also thebackground of simulation technology come into being, developing status in local andthe 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 by Pro/E software, which is built and interferential test ofassembly in Pro/E environment is completed.3.The simulated motion in Pro/E environment is completed, and the capability curve isreached.4.Arational choice for the hydraulic actuating cylinder.Keywords: Loader, Working mechanism, hydraulic actuating, Simulation technology, 3Dmodeling內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)III目錄摘要.IAbstract. II第 1 章 引言.11.1 裝載機(jī)的簡(jiǎn)介.11.1.1 裝載機(jī)的發(fā)展歷史及前景.11.1.2 國(guó)內(nèi)外裝載機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀.21.1.3 裝載機(jī)的種類.31.2 運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)簡(jiǎn)介.61.2.1 運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)產(chǎn)生的背景.61.2.2 運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù).61.2.3 運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況.71.2.4 發(fā)展運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)的重要意義.71.3 Pro/ENGINEER 軟件在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用. 81.3.1 Pro/ENGINEER 軟件介紹.81.3.2 運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)對(duì)裝載機(jī)設(shè)計(jì)理念的影響.101.4 本章小結(jié).12第 2 章 液壓缸的選擇.132.1 轉(zhuǎn)斗油缸的選擇.132.1.1 轉(zhuǎn)斗油缸作用力的確定.132.1.2 根據(jù)載荷和系統(tǒng)壓力計(jì)算油缸內(nèi)徑 D.142.1.3 確定活塞桿直徑 d.142.2 動(dòng)臂油缸的選擇.15內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)IV2.2.1 動(dòng)臂油缸主動(dòng)力的確定.152.2.2 根據(jù)載荷和系統(tǒng)壓力計(jì)算油缸內(nèi)徑 D.152.2.3 確定活塞桿直徑 d.16第 3 章 尺寸參數(shù)設(shè)計(jì).173.1 動(dòng)臂與鏟斗、搖臂、機(jī)架的三個(gè)鉸接點(diǎn) G、B、A 的確定.173.1.1 確定坐標(biāo)系.173.1.2 畫(huà)鏟斗圖.173.1.3 確定動(dòng)臂與鏟斗的鉸接點(diǎn) G.173.1.4 確定動(dòng)臂與機(jī)架的鉸接點(diǎn) A.183.1.5 確定動(dòng)臂與搖臂的鉸接點(diǎn) B. 193.2 連桿與鏟斗和搖臂的兩個(gè)鉸接點(diǎn) E、F 的確定. 193.2.1 按雙搖桿條件設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu).193.2.2 確定 E、F 的位置.203.3 轉(zhuǎn)斗油缸與搖臂和機(jī)架的鉸接點(diǎn) C 和 D 的確定.213.3.1 確定 C 點(diǎn).213.3.2 確定 D 點(diǎn).213.4 動(dòng)臂舉升油缸與動(dòng)臂和車(chē)架鉸接點(diǎn) H 點(diǎn)及 M 點(diǎn)的確定.21第 4 章 裝載機(jī)工作裝置三維實(shí)體建模.224.1 工作裝置零件建模.234.1.1 動(dòng)臂的生成.244.1.2 鏟斗的生成.254.1.3 連桿的生成.254.1.4 搖臂的生成.26內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)V4.1.5 液壓缸筒的生成.274.1.6 液壓缸活塞桿的生成.284.1.7 連接銷(xiāo)軸的生成.294.1.8 銷(xiāo)釘?shù)纳?294.1.9 車(chē)體的生成.314.2 工作裝置裝配模型建模.324.2.1 底座模型裝配.334.2.2 動(dòng)臂模型裝配.344.2.3 鏟斗模型裝配.354.2.4 液壓缸體模型裝配.364.2.5 搖桿模型的裝配連接.374.2.6 連桿模型與鏟斗模型和搖桿模型的裝配連接.374.2.7 銷(xiāo)釘模型的連接.374.2.8 本章小結(jié).39第 5 章 裝載機(jī)工作裝置運(yùn)動(dòng)仿真.405.1 概述.405.2 創(chuàng)建裝載機(jī)工作裝置的機(jī)械運(yùn)動(dòng)仿真.405.2.1 連接軸設(shè)置.405.2.2 創(chuàng)建快照.425.2.3 定義伺服電動(dòng)機(jī).425.2.4 運(yùn)行運(yùn)動(dòng).465.2.5 結(jié)果回放動(dòng)態(tài)干涉檢查與制作播放文件.485.2.6 測(cè)量.50內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)VI第 6 章 結(jié) 論.54第 7 章 致 謝.55參考文獻(xiàn).56附表.57內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)1第第 1 1 章章引言引言裝載機(jī)是一種廣泛用于公路、鐵路、建筑、水電、港口、礦山等建設(shè)工程的土石方施式機(jī)械，它主要用于鏟裝土壤、砂石、石灰、煤炭等散狀物料，也可對(duì)礦石、硬土等作輕度鏟挖作業(yè)。換裝不同的輔助工作裝置還可進(jìn)行推土、起重和其他物料如木材的裝卸作業(yè)。在道路、特別是在高等級(jí)公路施工中，裝載機(jī)用于路基工程的填挖、瀝青混合料和水泥混凝土料場(chǎng)的集料與裝料等作業(yè)。此外還可進(jìn)行推運(yùn)土壤、刮平地面和牽引其他機(jī)械等作業(yè)。由于裝載機(jī)具有作業(yè)速度快、效率高、機(jī)動(dòng)性好、操作輕便等優(yōu)點(diǎn)，因此它成為工程建設(shè)中土石方施工的主要機(jī)種之一，同時(shí)也成為工程機(jī)械中發(fā)展最快、產(chǎn)銷(xiāo)量及市場(chǎng)需求最大的機(jī)種之一。1.11.1 裝載機(jī)的簡(jiǎn)介裝載機(jī)的簡(jiǎn)介1.1.11.1.1 裝載機(jī)的發(fā)展歷史及前景裝載機(jī)的發(fā)展歷史及前景我國(guó)裝載機(jī)始于 1960 年末，發(fā)展至今它經(jīng)歷了 3 個(gè)發(fā)展階段，即 60 年代仿制摸索階段；70 年代自力更生研制階段；80 年代至 90 年代技術(shù)引進(jìn)、合資合作發(fā)展階段。自1958 年，上海港口機(jī)械廠首先測(cè)繪并試制了 67KW（90hp） 、斗容量為 13m 的裝載機(jī)我國(guó)自己制造的第一臺(tái)裝載機(jī)之后。全國(guó)裝載機(jī)產(chǎn)品從 1976 年的 446 臺(tái)發(fā)展到 1996年的 18310 臺(tái)，二十年內(nèi)增長(zhǎng) 41.1 倍。同時(shí)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與國(guó)家基建規(guī)模及資金投入的增大，更促進(jìn)了我國(guó)裝載機(jī)行業(yè)的迅速發(fā)展。生產(chǎn)企業(yè)由 1980 年的 20 家增至現(xiàn)在的100 余家，初步形成了規(guī)格為 0.810t 約 19 個(gè)型號(hào)的系列產(chǎn)品，并已成為工程機(jī)械主力機(jī)種。自此裝載機(jī)在全國(guó)機(jī)械產(chǎn)品中，成為重要代表產(chǎn)品，令世人矚目。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)、健康、高速發(fā)展，對(duì)工程機(jī)械的需求將增長(zhǎng)，這些需求對(duì)工程機(jī)械產(chǎn)品既提出了“量”又提出了“質(zhì)”的巨大市場(chǎng)需求。我國(guó)“九五”期間土石方、路基路面、基礎(chǔ)及建筑施工工作量預(yù)計(jì)比“八五”要大一倍以上，工程機(jī)械的總需內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)2求量亦將為“八五”期間的二倍，推土機(jī)、裝載機(jī)、輪式起重機(jī)、叉車(chē)、路面機(jī)械、鑿巖鉆車(chē)及挖掘機(jī)械等 7 類主要工程機(jī)械“九五”末的年需求量可在 11 萬(wàn)臺(tái)以上。 而輪式裝載機(jī) 2000 年時(shí)年需求達(dá) 2700030000 臺(tái)以上，這就為我國(guó)輪式裝載機(jī)行業(yè)的發(fā)展提供了一個(gè)良好的市場(chǎng)前景，為制訂戰(zhàn)略發(fā)展宏偉目標(biāo)提供科學(xué)決策依據(jù)。綜觀國(guó)外裝載機(jī)的發(fā)展特點(diǎn)及外部環(huán)境，專家預(yù)測(cè)未來(lái)裝載機(jī)的主要發(fā)展趨勢(shì)是:（1） 開(kāi)發(fā)節(jié)能、高效、可靠、環(huán)保型產(chǎn)品，并研制無(wú)泄漏裝載機(jī)。（2） 微電子及機(jī)電液儀一體化技術(shù)將獲得越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。（3） 安全性及舒適性是產(chǎn)品發(fā)展的重要目標(biāo)。（4） 大型化與微型化仍是產(chǎn)品系列化的兩極方向。（5） 技術(shù)進(jìn)步、人才培養(yǎng)和售后服務(wù)將成為企業(yè)生存的三大關(guān)鍵內(nèi)在因素。（6） 集團(tuán)化、社會(huì)化與國(guó)際化是企業(yè)生存與發(fā)展的必由之路。1.1.21.1.2 國(guó)內(nèi)外裝載機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)外裝載機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀目前國(guó)內(nèi)裝載機(jī)工作裝置大多采用反轉(zhuǎn)六連桿機(jī)構(gòu)，因它具有掘起力大、高位自動(dòng)放平、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，具有廣泛的適用性。而在國(guó)外普遍流行的正轉(zhuǎn)八連桿機(jī)構(gòu)，不僅可以象普通裝載機(jī)一樣完成物料作業(yè)，還具有平動(dòng)性好等優(yōu)點(diǎn)，其配置貨叉、夾鉗等機(jī)具的應(yīng)用也非常廣泛，并且工作裝置可通過(guò)快換機(jī)構(gòu)，使作業(yè)機(jī)具的轉(zhuǎn)換非常方便。在 1996 年卡特彼勒公司首次在礦用大型裝載機(jī)上采用了單動(dòng)臂鑄鋼結(jié)構(gòu)的特殊工作裝置，即所謂的 Versa Link 機(jī)構(gòu)1。這種機(jī)構(gòu)替代綜合多用機(jī)上的八桿平行舉升機(jī)構(gòu)和傳統(tǒng)的 Z 型連桿機(jī)構(gòu)，可承受極大的扭矩載荷和具有卓越的可靠性（耐用性） ，駕駛室前端視野開(kāi)闊。OK 公司研制的創(chuàng)新 LEAR 連桿機(jī)構(gòu)，專為小型裝載機(jī)而設(shè)計(jì)。Schaeff公司于 2000 年 3 月在 Intermat 展覽會(huì)上展出的高卸位式 SK L873 型輪式裝載機(jī)的可折疊式創(chuàng)新連桿機(jī)構(gòu)工作裝置，進(jìn)一步增加了輪式裝載機(jī)的工作裝置的種類。內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)3裝載機(jī)工作裝置的設(shè)計(jì), 是通過(guò)建模與仿真完成。 ZL 系列裝載機(jī)是一種高效率的工程機(jī)械，具有結(jié)構(gòu)先進(jìn)，性能可靠，機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，操縱方便等優(yōu)點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于礦山，建筑工地，道路修建，水利工程，港口，貨場(chǎng)，電站以及其他工業(yè)部門(mén)，進(jìn)行裝載，推土，鏟挖，起重，牽引等多種作業(yè)。對(duì)加快工程建設(shè)速度減輕勞動(dòng)強(qiáng)度提高工程質(zhì)量降低工程成本都發(fā)揮著重要作用，因此近幾年來(lái)無(wú)論在國(guó)內(nèi)還是國(guó)外裝載機(jī)品種和產(chǎn)量都得到迅速發(fā)展，成為工程機(jī)械的主導(dǎo)產(chǎn)品之一。1.1.31.1.3 裝載機(jī)的種類裝載機(jī)的種類目前，裝載機(jī)的國(guó)際市場(chǎng)分為兩類： 一類是發(fā)達(dá)國(guó)家市場(chǎng)， 二類是發(fā)展中國(guó)家市場(chǎng)。發(fā)達(dá)國(guó)家市場(chǎng)的產(chǎn)品技術(shù)水平和質(zhì)量要求很高，競(jìng)爭(zhēng)異常激烈。由于我國(guó)裝載機(jī)產(chǎn)品檔次低，不易開(kāi)拓此類市場(chǎng)，而應(yīng)重點(diǎn)鞏固與繼續(xù)發(fā)展二類市場(chǎng)。二類市場(chǎng)主要包括東南亞、中東、非洲和南美洲四大區(qū)域市場(chǎng)，主要由發(fā)展中國(guó)家組成，與我國(guó)有良好的外交關(guān)系，往來(lái)密切，也是我國(guó)裝載機(jī)出口量最多的地區(qū)。因此，發(fā)展中國(guó)家市場(chǎng)是目前我國(guó)裝載機(jī)進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)的主攻方面。由于受東南亞經(jīng)濟(jì)危機(jī)持續(xù)時(shí)間加長(zhǎng)、印尼國(guó)內(nèi)動(dòng)亂及一些國(guó)家貨幣貶值等諸多外部因素的影響，導(dǎo)致了我國(guó)裝載機(jī)出口難度的增加，也給國(guó)外裝載機(jī)及其關(guān)鍵部件的進(jìn)口創(chuàng)造了外部條件。因此，有關(guān)生產(chǎn)裝載機(jī)企業(yè)（包括合資企業(yè)）要積極準(zhǔn)備，把握時(shí)機(jī)，迎接挑戰(zhàn)，扎實(shí)搞好“三大戰(zhàn)役”，務(wù)求在品種、質(zhì)量、交貨期和售后服務(wù)等方面有一個(gè)更大的發(fā)展。在有限的時(shí)間內(nèi)，集中力量解決目前存在的以下三個(gè)問(wèn)題：相當(dāng)一批產(chǎn)品水平較低，高科技含量少，可靠性較差；中小型號(hào)生產(chǎn)廠家多而雜，產(chǎn)量過(guò)剩；產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理，多數(shù)企業(yè)形不成規(guī)模效益?？偟膩?lái)說(shuō)，常用的單斗裝載機(jī)，按行走裝置，發(fā)動(dòng)機(jī)功率，傳動(dòng)形式，行走系結(jié)構(gòu)，裝載方式的不同進(jìn)行分類。1、行走裝置的不同：裝載機(jī)分為輪胎式和履帶式兩種。內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)4輪胎式裝開(kāi)機(jī)由動(dòng)力裝置、車(chē)架、行走裝置、傳動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和工作裝置等組成，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單圖如圖 1.1 所示。輪胎式裝載機(jī)采用柴油機(jī)為動(dòng)力裝置，液力變矩、動(dòng)力換檔變速箱、雙橋驅(qū)動(dòng)等組成的液力機(jī)械式傳動(dòng)系統(tǒng)（小型輪胎式裝載機(jī)有的采用液壓傳動(dòng)或機(jī)械傳動(dòng)） ，液壓操縱，鉸接式車(chē)架轉(zhuǎn)向，反轉(zhuǎn)桿機(jī)構(gòu)的工作裝置。履帶式裝載機(jī)以專用底盤(pán)或工業(yè)拖拉機(jī)為基礎(chǔ)車(chē)，裝上工作裝置并配裝相就原操縱系統(tǒng)而構(gòu)成，如圖 1.2 所示。履帶式裝載機(jī)的動(dòng)力裝置也是柴油機(jī)，機(jī)械式傳動(dòng)系統(tǒng)則采用液壓助力濕式離合器或濕式雙向液壓操縱轉(zhuǎn)向離合器和正轉(zhuǎn)連桿機(jī)構(gòu)的工作裝置。圖 1.1 輪胎式裝載機(jī)內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)5圖 1.2 履帶式裝載機(jī)1-行走機(jī)構(gòu)；2-發(fā)動(dòng)機(jī)；3-動(dòng)臂；4-鏟斗；5-轉(zhuǎn)斗油缸；6-動(dòng)臂油缸；7-駕駛室；8-燃油箱2、發(fā)動(dòng)機(jī)功率：功率小于 74kw 為小型裝載機(jī)。功率在 74147kw 為中型裝載機(jī)功率在 147515kw 為大型裝載機(jī)功率大于 515kw 為特大型裝載機(jī)3、傳動(dòng)形式：液力機(jī)械傳動(dòng)，沖擊振動(dòng)小，傳動(dòng)件壽命長(zhǎng)，操縱方便，車(chē)速與外載間可自動(dòng)調(diào)節(jié)，一般在中大型裝載機(jī)多采用；液力傳動(dòng)：可無(wú)級(jí)調(diào)速、操縱間便，但啟動(dòng)性較差，一般僅在小型裝載機(jī)上采用；電力傳動(dòng)：無(wú)級(jí)調(diào)速、工作可靠、維修簡(jiǎn)單、費(fèi)用較高，一般在大型裝載機(jī)內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)6上采用。4、行走結(jié)構(gòu)：輪胎式：質(zhì)量輕、速度快、機(jī)動(dòng)靈活、效率高、不易損壞路面、接地比壓大、通過(guò)性差、但被廣泛應(yīng)用；履帶式：接地比壓小，通過(guò)性好、重心低、穩(wěn)定性好、附著力強(qiáng)、牽引力大、比切入力大、速度低、靈活性相對(duì)差、成本高、行走時(shí)易損壞路面。5、裝卸方式：前卸式：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、視野好，適合于各種作業(yè)場(chǎng)地，應(yīng)用較廣；回轉(zhuǎn)式：工作裝置安裝在可回轉(zhuǎn) 360O 的轉(zhuǎn)臺(tái)上，側(cè)面卸載不需要調(diào)頭、作業(yè)效率高、但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量大、成本高、側(cè)面穩(wěn)性較差，適用于較俠小的場(chǎng)地。后卸式：前端裝、后端卸、作業(yè)效率高、作業(yè)的安全性欠好。1.21.2 運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)簡(jiǎn)介運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)簡(jiǎn)介1.2.11.2.1 運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)產(chǎn)生的背景運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)產(chǎn)生的背景進(jìn)入 21 世紀(jì)，科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)，社會(huì)發(fā)展日新月異。人們對(duì)個(gè)性化產(chǎn)品的需求越來(lái)越迫切， 對(duì)產(chǎn)品性能的要求也越來(lái)越高， 全球化經(jīng)濟(jì)已明顯地呈現(xiàn)出買(mǎi)方市場(chǎng)的特點(diǎn)。由于這一變化，導(dǎo)致市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，而競(jìng)爭(zhēng)的核心則主要體現(xiàn)在產(chǎn)品創(chuàng)新上，體現(xiàn)在對(duì)客戶的響應(yīng)速度和響應(yīng)品質(zhì)上。 傳統(tǒng)的物理樣機(jī)在產(chǎn)品的創(chuàng)新開(kāi)發(fā)中， 在開(kāi)發(fā)周期、開(kāi)發(fā)成本、產(chǎn)品品質(zhì)等方面已越來(lái)越不能滿足市場(chǎng)需求，運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)正是在這一市場(chǎng)需求的驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生的。1.2.21.2.2 運(yùn)動(dòng)仿真運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)技術(shù)運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)是一種嶄新的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方法， 是多個(gè)相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域交叉、 集成的產(chǎn)物，是一種基于產(chǎn)品的計(jì)算機(jī)仿真模型的數(shù)字化設(shè)計(jì)方法。其涉及機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、仿真建模、虛擬現(xiàn)實(shí)等多個(gè)領(lǐng)域、多項(xiàng)技術(shù)，以計(jì)算機(jī)仿真和產(chǎn)品生命周期建模為內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)7基礎(chǔ)，以機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和控制理論為核心，借助成熟的三維計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、圖形用戶界面技術(shù)、信息技術(shù)、集成技術(shù)、多媒體技術(shù)、并行處理技術(shù)等，將分散的產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)和分析過(guò)程集成在一起，使得與產(chǎn)品相關(guān)的所有人員能在產(chǎn)品研制的早期直觀形象地對(duì)虛擬的產(chǎn)品原型進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化、性能測(cè)試、制造仿真以及使用仿真等。換句話說(shuō)“運(yùn)動(dòng)仿真”設(shè)計(jì)方法就是在建造第一臺(tái)（件）物理樣機(jī)之前，利用軟件技術(shù)建立產(chǎn)品系統(tǒng)計(jì)算機(jī)模型，通過(guò)基于實(shí)體可視化的仿真分析，模擬系統(tǒng)在真實(shí)工作環(huán)境條件下的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力特性，以便反復(fù)修改設(shè)計(jì)方案，最終得到最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。1.2.3 運(yùn)動(dòng)仿真運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況國(guó)外已在各個(gè)領(lǐng)域廣泛地應(yīng)用仿真設(shè)計(jì)。所涉及到的產(chǎn)品從龐大的卡車(chē)到微小的照相機(jī)的快門(mén)，從火箭到輪船的錨機(jī)。在工程礦山機(jī)械行業(yè)，如約翰迪爾公司利用仿真技術(shù)成功地解決了工程機(jī)械在高速行駛時(shí)出現(xiàn)蛇行現(xiàn)象的問(wèn)題及在重載下的自激振動(dòng)這個(gè)一直困擾著設(shè)計(jì)師及用戶的難題，大大提高了工程礦山機(jī)械高速行駛性能與重載作業(yè)性能?？ㄌ乇死展纠锰摂M樣機(jī)在切削任何一片金屬之前就可快速試驗(yàn)數(shù)千種設(shè)計(jì)方案，不但降低了產(chǎn)品設(shè)計(jì)成本，縮短了開(kāi)發(fā)周期，而且還制造出性能更為優(yōu)異的產(chǎn)品。運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)在國(guó)外已有很多應(yīng)用實(shí)例，我國(guó)也正極急投身于該項(xiàng)技術(shù)的研究中。在傳統(tǒng)上，我國(guó)引進(jìn)物理樣機(jī)，開(kāi)發(fā)人員往往停留在零件照抄的水平上，對(duì)于樣機(jī)缺乏系統(tǒng)水平上的理解和研究，結(jié)果雖然投入了大量的人力物力，卻收效甚微。但如果采用虛擬樣機(jī)技術(shù)，技術(shù)人員便可對(duì)引進(jìn)樣機(jī)進(jìn)行深入的研究，可以追蹤樣機(jī)的設(shè)計(jì)思想，從而真正提高設(shè)計(jì)人員的水平，開(kāi)發(fā)出能滿足市場(chǎng)需求的產(chǎn)品來(lái)。1.2.41.2.4 發(fā)展運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)的重要意義發(fā)展運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)的重要意義運(yùn)動(dòng)仿真設(shè)計(jì)方法將分散的零部件設(shè)計(jì)和分析技術(shù)集成在一起，提供一種更全面地了解設(shè)備性能的方法。它利用虛擬環(huán)境在可視化方面的優(yōu)勢(shì)以及可交互式地探索虛擬物內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)8體的功能，對(duì)設(shè)備進(jìn)行幾何、功能及制造等方面交互的建模與分析。在概念設(shè)計(jì)和方案論證中，便于設(shè)計(jì)師將自己的經(jīng)驗(yàn)與想象融于計(jì)算機(jī)的虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)中，充分發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力，并替代物理樣機(jī)進(jìn)行性能模擬試驗(yàn)。設(shè)計(jì)師可在計(jì)算機(jī)上方便地確定、修改設(shè)計(jì)進(jìn)程，逐步優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。通過(guò)運(yùn)動(dòng)仿真機(jī)試驗(yàn)，還可節(jié)省建立試驗(yàn)臺(tái)、安裝測(cè)試設(shè)備和測(cè)試儀表等有關(guān)的費(fèi)用，更快地確定影響設(shè)計(jì)方案性能的敏感參數(shù)，達(dá)到最優(yōu)化設(shè)計(jì)目的。這樣，可大大縮短設(shè)備研發(fā)周期，降低研制成本，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率，為產(chǎn)品贏得了競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。1.31.3 Pro/ENGINEERPro/ENGINEER 軟件在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用軟件在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用1.3.11.3.1 Pro/ENGINEERPro/ENGINEER 軟件介紹軟件介紹Pro/ENGINEER 和 Pro/MECHANICA 是由美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司推出的一套博大精深的三維 CAD/CAM 參數(shù)化軟件系統(tǒng), 被廣泛應(yīng)用于工程技術(shù)領(lǐng)域。Pro/ENGINEER 和Pro/MECHANICA 不僅能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械二維和三維動(dòng)態(tài)造型仿真設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、加工制造設(shè)計(jì)、而且還能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)構(gòu)仿真、結(jié)構(gòu)分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)以及數(shù)據(jù)庫(kù)管理等多種技術(shù)目的。應(yīng)用領(lǐng)域包括航空航天、汽車(chē)、機(jī)械、NC 加工，電工等諸多行業(yè)。由于其強(qiáng)大而完美的功能 Pro/ENGINEER 幾乎成為三維 CAD/CAM 領(lǐng)域的一面旗幟和標(biāo)準(zhǔn)。 它在國(guó)外大學(xué)院校里以成為學(xué)生工程必修的專業(yè)課程， 也成為工程技術(shù)人員必備的技術(shù)，是目前國(guó)際上專業(yè)設(shè)計(jì)人員使用最為廣泛的、先進(jìn)的、具有多種功能的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)仿真軟件。隨著我國(guó)加入 WTO ，一場(chǎng)新的工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的技術(shù)革命正在興起。作為提高生產(chǎn)率和競(jìng)爭(zhēng)力的有效手段 Pro/ENGINEER 也在國(guó)內(nèi)形成一個(gè)廣泛應(yīng)用的熱潮。Pro/ENGINEER WILDFIRE 是美國(guó) PTC 公司于 2003 年新推出的 Pro/ENGINEER 系內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)9列產(chǎn)品中的旗艦產(chǎn)品 該軟件在原有的 2001 版本基礎(chǔ)上新增了重多功能 ， 特別強(qiáng)調(diào)了設(shè)計(jì)過(guò)程的易用性以及設(shè)計(jì)人員之間的互聯(lián)性。 原有的 Pro/ENGINEER 產(chǎn)品的升級(jí)周期為半年一次 ，而本次升級(jí)卻花了兩年的時(shí)間 ，其產(chǎn)品性能有了本質(zhì)性的改善。PTC 的系列軟件不但包括了在工業(yè)設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)等方面的多項(xiàng)功能，還包括對(duì)大型裝配體的管理、功能仿真、制造、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等等。Pro/ENGINEER 提供了目前所能達(dá)到的最全面、集成最緊密的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)環(huán)境。它的技術(shù)特點(diǎn)在于以下兩個(gè)方面。1Pro/E 參數(shù)化設(shè)計(jì)特征和功能Pro/ENGINEER 是采用參數(shù)化設(shè)計(jì)的、基于特征的實(shí)體的建模工具，工程設(shè)計(jì)人員采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如 Hole（孔） 、Shell（殼） 、Chamfer（倒角）及 Round（倒圓角） 。用戶可以方便的修改模型，給工程設(shè)計(jì)者提供了設(shè)計(jì)上從未有過(guò)的簡(jiǎn)易和靈活。2Pro/E 單一數(shù)據(jù)庫(kù)Pro/ENGINEER 建立在統(tǒng)一基層上的數(shù)據(jù)庫(kù)上，而傳統(tǒng)的 CAD/CAM 系統(tǒng)建立在多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)上。所謂單一數(shù)據(jù)庫(kù)，是指工程中的資料全部來(lái)自一個(gè)庫(kù)，每一個(gè)獨(dú)立用戶都能同時(shí)為同一件產(chǎn)品造型而工作。換言之，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程任何一處發(fā)生改動(dòng)，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的相關(guān)環(huán)節(jié)上都有響應(yīng)。例如，一旦工程詳圖有改變，NC（數(shù)控）工具路徑就會(huì)自動(dòng)更新；組裝工程圖如有變動(dòng)，也完全反映在整個(gè)三維模型上。這種獨(dú)特的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與工程設(shè)計(jì)的完美組合，把一件產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工作緊密結(jié)合起來(lái)，使得設(shè)計(jì)效率更高，成品質(zhì)量更好，產(chǎn)品能更好地推向市場(chǎng)，價(jià)格也更便宜，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力大大增強(qiáng)。本次對(duì) ZL-50 輪式裝載機(jī)的設(shè)計(jì)應(yīng)用 Pro/ENGINEER WILDFIRE 軟件,現(xiàn)就本次設(shè)計(jì)所接觸到的幾個(gè)主要模塊做簡(jiǎn)要概述。1機(jī)械設(shè)計(jì) CAD 模塊機(jī)械設(shè)計(jì)模塊是一個(gè)高效的三維機(jī)械設(shè)計(jì)工具，它可繪制形狀相當(dāng)復(fù)雜的零件。在內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)10實(shí)際中存在大量形狀不規(guī)則的物體表面，如摩托車(chē)輪轂，這些稱為自由曲面。隨著人們生活水平的提高，對(duì)曲面產(chǎn)品的需求將會(huì)大大增加。用 Pro/E 生成曲面非常方便，方法有：拉伸 旋轉(zhuǎn) 放樣 掃掠 網(wǎng)格 點(diǎn)陣等。由于生成曲面的方法較多，因此 Pro/E 可以迅速建立復(fù)雜曲面。2運(yùn)動(dòng)分析模塊（Scenario For Motion）運(yùn)動(dòng)分析模塊（CAE）是 CAE（Computer Aided Engineer）應(yīng)用軟件，用于建立運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)模型， 分析其運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 運(yùn)動(dòng)分析模塊自動(dòng)復(fù)制主模塊的裝配文件,并建立一系列不同的運(yùn)動(dòng)分析方案。 Pro/ENGINEER 運(yùn)動(dòng)分析模塊可以進(jìn)行機(jī)構(gòu)的干涉分析， 跟蹤零件的運(yùn)動(dòng)軌跡，分析零件的速度、加速度、作用力、反作用力和力距。Pro/ENGINEER MOTION 模塊為 Pro/ ENGINEER 的集成運(yùn)動(dòng)模塊，是設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)有力的工具。該模塊可以讓機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)師設(shè)定裝配件在特定的環(huán)境中的機(jī)構(gòu)動(dòng)作并給予評(píng)估， 能夠判斷出改變哪些參數(shù)能滿足工程及性能超群上的要求， 使產(chǎn)品設(shè)計(jì)達(dá)最佳狀態(tài)，Pro/ENGINEER MOTION 有如下功能：1) 校驗(yàn)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的正確性，對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行仿真，計(jì)算機(jī)構(gòu)任意時(shí)刻的位置、速度、加速度。2)可以通過(guò)運(yùn)動(dòng)分析，得出裝配的最佳配置。3)根據(jù)給出的力決定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及反作用力。4)根據(jù)運(yùn)動(dòng)反求所需要的力。5)求出鉸接點(diǎn)所受的力及軸承力。6)通過(guò)尺寸變量對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。7)干涉檢查。1.3.2 運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)對(duì)裝載機(jī)設(shè)計(jì)理念的影響運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)對(duì)裝載機(jī)設(shè)計(jì)理念的影響裝載機(jī)是一種作業(yè)效率高，用途廣泛的工程機(jī)械，它不僅對(duì)松散的堆積物料可進(jìn)行內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)11裝運(yùn)、卸作業(yè)，還可對(duì)巖石、硬土進(jìn)行輕度鏟掘工作，并能用來(lái)清理刮平場(chǎng)地及牽引作業(yè)。經(jīng)過(guò) 80 多年的發(fā)展，到今天裝載機(jī)已經(jīng)成為一種必不可少的工程用具。目前，世界上已經(jīng)出現(xiàn)了許多能夠滿足不同要求的規(guī)格種類繁多的裝載機(jī)產(chǎn)品。隨著科技的發(fā)展，和設(shè)計(jì)理念的不斷更新，還將出現(xiàn)更多功能和性能優(yōu)良的裝載機(jī)產(chǎn)品。本次改裝設(shè)計(jì)的ZL-50 裝載機(jī)主要用于建筑施工代替人工，鏟裝粒度不大的散裝物料，對(duì)提高中小型礦井的機(jī)械化水平有重要意義。通常在對(duì)輪式裝載機(jī)的工作裝置進(jìn)行機(jī)構(gòu)分析時(shí)一般采用圖解法或解析法，采用圖解法精度較低，使用解析法計(jì)算又很復(fù)雜，因此一般只對(duì)幾個(gè)作業(yè)位置進(jìn)行分析計(jì)算，難以了解全部工況的作業(yè)性能及負(fù)荷變化。為解決這一問(wèn)題，我們使用機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)分析仿真軟件對(duì)其進(jìn)行分析。 這就要求先進(jìn)行裝載機(jī)工作裝置的運(yùn)動(dòng)仿真設(shè)計(jì)。裝載機(jī)工作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真的設(shè)計(jì)主要是用大型參數(shù)化建模工具 Pro/ENINEER 對(duì)工作裝置先進(jìn)行三維實(shí)體建模，然后實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)模擬。為能夠方便的解決在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段中運(yùn)動(dòng)構(gòu)件在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)關(guān)系、運(yùn)動(dòng)范圍設(shè)計(jì)、可能的運(yùn)動(dòng)干涉檢查等問(wèn)題找到一個(gè)切實(shí)可行的新方法。裝載機(jī)虛擬樣機(jī)的設(shè)計(jì)步驟和傳統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟基本相同如圖1.3 所示。內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)12圖 1.3 裝載機(jī)工作裝置運(yùn)動(dòng)仿真設(shè)計(jì)步驟1.4 本章小結(jié)本章小結(jié)本章主要討論了運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)產(chǎn)生的背景、狀況及發(fā)展趨勢(shì)，介紹了運(yùn)動(dòng)仿真應(yīng)用的領(lǐng)域和實(shí)現(xiàn)的過(guò)程，指出了課題研究的背景和實(shí)際意義，確定了論文所要完成的主要任務(wù)和預(yù)期目的。介紹了 Pro/ENGINEE 軟件在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)13第第 2 2 章章液壓缸的選擇液壓缸的選擇目前大多數(shù)裝載機(jī)的工作裝置只有兩種油缸：動(dòng)臂油缸和轉(zhuǎn)斗油缸。動(dòng)臂油缸與轉(zhuǎn)斗油缸的作用力有兩種情況：油缸推動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)的作用力為主動(dòng)作用力(簡(jiǎn)稱工作力或作用力)，其最大值取決于液壓系統(tǒng)的工作壓力和油缸直徑(活塞作用面積)；工作裝置工作時(shí)作用于閉鎖狀態(tài)的油缸上的作用力為被動(dòng)作用力，其最大值取決于液壓系統(tǒng)的過(guò)載閥壓力值和承載活塞面積。如工作裝置的動(dòng)臂油缸不動(dòng)，靠轉(zhuǎn)斗油缸轉(zhuǎn)動(dòng)鏟斗而進(jìn)行鏟掘作業(yè)時(shí)，則轉(zhuǎn)斗油缸所產(chǎn)生的作用力為主動(dòng)作用力，動(dòng)臂油缸所承受的作用力為被動(dòng)作用力。當(dāng)油缸最大被動(dòng)作用力大于外載荷的作用力時(shí)，油缸無(wú)回縮現(xiàn)象，否則因過(guò)載閥打開(kāi)而溢流，使油缸發(fā)生回縮。油缸作用力的分析與確定是裝載機(jī)設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容之一，分析裝載機(jī)的工作情況可知，為保證裝載機(jī)正常而有效地工作，油缸作用力應(yīng)能保證裝載機(jī)工作時(shí)發(fā)揮最大的鏟起力，使鏟斗裝滿，同時(shí)動(dòng)臂油缸的作用力還應(yīng)保證把滿斗的物料提升到所需的卸載高度與卸載距離12。所以最大鏟起力是確定油缸作用力的依據(jù)。確定了工作裝置油缸作用力和可能產(chǎn)生的被動(dòng)作用力后，便可按選定的液壓系統(tǒng)的工作壓力設(shè)計(jì)油隨所需之缸徑，并選定過(guò)載閥之壓力。2.1 轉(zhuǎn)斗油缸的選擇轉(zhuǎn)斗油缸的選擇2.1.12.1.1 轉(zhuǎn)斗油缸作用力的確定轉(zhuǎn)斗油缸作用力的確定由圖 2.1 所示，裝載機(jī)在鏟掘工況，動(dòng)臂油缸閉鎖，轉(zhuǎn)斗油缸發(fā)出最大崛起力時(shí)，其主動(dòng)力按下式計(jì)算：KNnllllGllllKPDF29550366. 313805 .8463153066825. 1R75647563aY1（2.1）式中K-考慮連桿機(jī)構(gòu)摩擦損失的系數(shù)，取 K1.25；內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)14ZP -最大鏟起力；DG -鏟斗自重；取KN66. 3GD；n-轉(zhuǎn)斗油缸數(shù)。圖 2.1 油缸主動(dòng)力的計(jì)算簡(jiǎn)圖2.1.22.1.2 根據(jù)載荷和系統(tǒng)壓力計(jì)算油缸內(nèi)徑根據(jù)載荷和系統(tǒng)壓力計(jì)算油缸內(nèi)徑 D D當(dāng)油缸大腔進(jìn)油，活塞桿承受推力 P14/21pDP （2.2）式中 D-油缸內(nèi)徑；p-系統(tǒng)壓力；-油缸機(jī)械效率，對(duì)于橡膠密封=0.95。由于FPP 1則mmD16095. 0101614. 329500046在系列中取 D=200mm.2.1.32.1.3 確定活塞桿直徑確定活塞桿直徑 d d速比222dDD，壓力較大時(shí)選用大值，此處取2則mmDd4 .141200212) 1(，（2.3）內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)15取系列值 d=160mm.根據(jù)上述數(shù)據(jù)選用油缸型號(hào)為 HSGK200/160-EEcZ4000.2.22.2 動(dòng)臂油缸的選擇動(dòng)臂油缸的選擇2.2.12.2.1 動(dòng)臂油缸主動(dòng)力的確定動(dòng)臂油缸主動(dòng)力的確定由圖 2.1 所示，當(dāng)轉(zhuǎn)斗油缸閉鎖，動(dòng)臂油缸產(chǎn)生最大崛起力時(shí)其主動(dòng)力按下式計(jì)算：KNPlGlGlnlKPFKDaH169.5)503229.7813383030193.66389688.14(2104925. 1)R(,121110Y82(2.4)式中 K2-考慮連桿機(jī)構(gòu)摩擦損失的系數(shù)，取 K21.25；aYR -最大鏟起力；KG -動(dòng)臂自重，約為 30KN；n-轉(zhuǎn)斗油缸數(shù)。PF，-未考慮連桿機(jī)構(gòu)摩擦損失的轉(zhuǎn)斗油缸被動(dòng)力。2.2.22.2.2 根據(jù)載荷和系統(tǒng)壓力計(jì)算油缸內(nèi)徑根據(jù)載荷和系統(tǒng)壓力計(jì)算油缸內(nèi)徑 D D當(dāng)油缸大腔進(jìn)油，活塞桿承受推力 P14/21pDP （2.5）即pPD14式中D-油缸內(nèi)徑；p-系統(tǒng)壓力；-油缸機(jī)械效率，對(duì)于橡膠密封=0.95。由于HPP 1則mmD19.11995. 0101614. 316950046在系列中取 D=125mm.內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)162.2.32.2.3 確定活塞桿直徑確定活塞桿直徑 d d速比222dDD，壓力較大時(shí)選用大值，此處取2則mmDd4 .88125212) 1(（2.6）取系列 d=90mm.根據(jù)上述數(shù)據(jù)選用油缸型號(hào)為 HSGF125/90EEcZ3000。內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)17第第 3 3 章章 尺寸參數(shù)設(shè)計(jì)尺寸參數(shù)設(shè)計(jì)3.13.1 動(dòng)臂與鏟斗、搖臂、機(jī)架的三個(gè)鉸接點(diǎn)動(dòng)臂與鏟斗、搖臂、機(jī)架的三個(gè)鉸接點(diǎn) G G、B B、A A 的確定的確定3.1.13.1.1 確定坐標(biāo)系確定坐標(biāo)系如圖 3.1 所示，先在坐標(biāo)紙上選取直角坐標(biāo)系xOy，并選定長(zhǎng)度比例尺1。3.1.23.1.2 畫(huà)鏟斗圖畫(huà)鏟斗圖把已設(shè)計(jì)好的鏟斗橫截面外輪廓按比例畫(huà)在xOy坐標(biāo)里，斗尖對(duì)準(zhǔn)坐標(biāo)原點(diǎn) O，斗前臂與 x 軸呈4前傾角。此為鏟斗插入料堆時(shí)位置，即工況。3.1.33.1.3 確定動(dòng)臂與鏟斗的鉸接點(diǎn)確定動(dòng)臂與鏟斗的鉸接點(diǎn) G G由于 G 點(diǎn)的 x 坐標(biāo)值越小，轉(zhuǎn)斗鏟取力就越大，所以 G 點(diǎn)靠近 O 點(diǎn)是有利的，但它受斗底和最小離地高度的限制，不能隨意減小；而 G 點(diǎn)的 y 坐標(biāo)值增大時(shí)，鏟斗在料堆中的鏟取面積增大，裝的物料多，但這樣就縮小了 G 點(diǎn)與連桿鏟斗鉸接點(diǎn) F 的距離，使鏟取力下降。圖 3.1動(dòng)臂上三鉸接點(diǎn)設(shè)計(jì)綜合考慮各種因素的影響，設(shè)計(jì)時(shí)，一般根據(jù)坐標(biāo)圖上工況 I 時(shí)的鏟斗實(shí)際狀況，在保證 G 點(diǎn)與 Y 軸坐標(biāo)值mmyB350052和 x 軸坐標(biāo)值Gx 盡可能小而且不與斗底干涉的前提下，在坐標(biāo)圖上人為地把 G 點(diǎn)初步確定下來(lái)。內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)183.1.43.1.4 確定動(dòng)臂與機(jī)架的鉸接點(diǎn)確定動(dòng)臂與機(jī)架的鉸接點(diǎn) A A(1) 以 G 點(diǎn)為圓心，使鏟斗順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，到鏟斗斗口OO與 X 軸平行為止，即工況。(2) 把已選定的輪胎外廓畫(huà)在坐標(biāo)圖上。作圖時(shí)，應(yīng)使輪胎前緣與工況時(shí)鏟斗后壁的間隙盡量小些，目的使機(jī)構(gòu)緊湊、前懸小，但一般不小于 50mm ；輪胎中心 Z 的 y軸坐標(biāo)值應(yīng)等于輪胎的工作半徑KR ：12kwwwbbHdR（3.1）式中zy-Z 點(diǎn)的 y 坐標(biāo)值，mm；wd -輪轂直徑，mm；wb-輪胎寬度，mm；wbH /-輪胎斷面高度與寬度之比。取 0.83；-輪胎變形系數(shù)，普通輪胎為 0.06。mmbbHdRwww78406. 015 .2383. 02254 .2512K（3.2）圓整后取 RK=785mm。(3) 根據(jù)給定的最大卸載高度、最小卸載距離和卸載角，畫(huà)出鏟斗在最高位卸載的位置圖，即工況，此時(shí)，G 點(diǎn)位置為G ，如圖 3.1 所示。(4) 以G 點(diǎn)為圓心，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)鏟斗，使鏟斗口與 X 軸平行，即得到鏟斗被舉升到最高位置圖(工況)。(5) 連接GG并作其垂直平分線因?yàn)?G 和G點(diǎn)同在以 A 點(diǎn)為圓心，動(dòng)臂 AG 長(zhǎng)為半徑的圓弧上，所以 A 點(diǎn)必在GG的垂直平分線上。A 點(diǎn)位置盡可能低一點(diǎn)，以提高整機(jī)工作的穩(wěn)定性，減小機(jī)器高度，改善司機(jī)視野。一般，A 點(diǎn)取在前輪右上方，與前軸心水平距離為軸距的2/13/1處。內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)193.1.53.1.5 確定動(dòng)臂與搖臂的鉸接點(diǎn)確定動(dòng)臂與搖臂的鉸接點(diǎn) B BB 點(diǎn)位置是一個(gè)十分關(guān)鍵的參數(shù)。它對(duì)連桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比、倍力系數(shù)、連桿機(jī)構(gòu)的布置以及轉(zhuǎn)斗油缸的長(zhǎng)度等都有很大影響。如圖 3.1 所示，根據(jù)分析和經(jīng)驗(yàn)，一般取 B點(diǎn)在 AG 連線上方，過(guò) A 點(diǎn)的水平線下方，并在 AG 的垂直平分線左側(cè)盡量靠近工況時(shí)的鏟斗處。相對(duì)前輪胎，B 點(diǎn)在其外廓的左上部。3.23.2 連桿與鏟斗和搖臂的兩個(gè)鉸接點(diǎn)連桿與鏟斗和搖臂的兩個(gè)鉸接點(diǎn) E E、F F 的確定的確定圖 3.2連桿、搖臂、轉(zhuǎn)斗油缸尺寸設(shè)計(jì)因?yàn)?B、 G 兩點(diǎn)已被確定， 所以再確定 F 點(diǎn)和 E 點(diǎn)實(shí)際上是為了最終確定與鏟斗相連的四桿機(jī)構(gòu) GFEB(即BEGF22)的尺寸，如圖 3.2 所示確定 F 、E 兩點(diǎn)時(shí)，既要考慮對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)的要求，如必須保證鏟斗在各工況時(shí)的轉(zhuǎn)角，又要注意動(dòng)力學(xué)要求4。為此，建議按下述方法進(jìn)行設(shè)計(jì)：3.2.13.2.1 按雙搖桿條件設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)按雙搖桿條件設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)令 GF 桿為最短桿，BG 桿為最長(zhǎng)桿，即必有GF+BFEF+BE（3.3）如圖 3.2 所示，若令 GF=a,EF=b,BE=c,BG=d,并將式（3.3）兩邊除以 d，可得下式，即dadcdbK1（3.4）內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)20初步設(shè)計(jì)時(shí)，上式各值可選取K=0.9500.955，a=(0.30.5)d，c=(0.40.8)d（3.5）1325mmdBG,K =0.993 , 所以由式（3.4）和式（3.5）可得:mmbEFmmdcBEmmdaF1247,7956 . 0,5304 . 0G（3.6）3.2.23.2.2 確定確定 E E、F F 的位置的位置這兩點(diǎn)位置的確定要綜合考慮一下四點(diǎn)要求：(1) E 點(diǎn)不可與前橋相碰，并有足夠小的離地高度；(2) 工況時(shí)，使 EF 桿盡量與 GF 桿垂直，這樣可獲得較大的傳動(dòng)角和倍力系數(shù)；(3) 工況時(shí)，EF 桿與 GF 桿的夾角必須小于170，即傳動(dòng)角不能小于10，以免機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)生自鎖；(4) 工況時(shí)，EF 桿與 GF 桿的傳動(dòng)角也必須大于10。用圖解法確定 E 點(diǎn),如圖 3.3 所示,分別以 B 點(diǎn)和 G 點(diǎn)位圓心,以c和22ab分別為半徑畫(huà)弧，則其交點(diǎn)為 E。再分別以 G 點(diǎn)和 E 點(diǎn)為圓心，a 和b為半徑畫(huà)弧，則交點(diǎn)必為 F。若上述 E 點(diǎn)和 F 點(diǎn)不滿足要求，則要調(diào)整cba、的長(zhǎng)度，重新作圖，直到滿意為止。但是要保證上述要求是很難的，尤其是精確保證GFEF 是很難的。所以設(shè)計(jì)時(shí)，一般使EFG不小于70即可。圖 3.3連桿端部鉸接點(diǎn)的設(shè)計(jì)為了防止機(jī)構(gòu)出現(xiàn)“死點(diǎn)”、“自鎖”或“撕裂”現(xiàn)象，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足下列不等式。工況時(shí)：GF+EFGE(3.7)工況時(shí)：EF+BEBF(3.8)內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)213.33.3 轉(zhuǎn)斗油缸與搖臂和機(jī)架的鉸接點(diǎn)轉(zhuǎn)斗油缸與搖臂和機(jī)架的鉸接點(diǎn) C C 和和 D D 的確定的確定3.3.13.3.1 確定確定 C C 點(diǎn)點(diǎn)從力傳遞的效果出發(fā)，顯然使搖臂 BC 段長(zhǎng)一些更有利，那樣可以增大轉(zhuǎn)斗油缸作用力臂，是掘起力相應(yīng)增加。但加長(zhǎng) BC 段，必將減小鏟斗與搖臂的轉(zhuǎn)角比，造成鏟斗轉(zhuǎn)角難以滿足各個(gè)工況的要求，并且使轉(zhuǎn)斗油缸行程過(guò)長(zhǎng)。因此，初步設(shè)計(jì)時(shí)，一般取1.0)BE(0.7BC (3.9)故取636mm0.8BEBC，C 點(diǎn)一般取在 B 點(diǎn)左上方，BC 與 BE 夾角（即搖桿折角）可取180130CBE,這里取140CBE。3.3.23.3.2 確定確定 D D 點(diǎn)點(diǎn)如圖 3.2 所示，當(dāng)鉸接點(diǎn) G、F、E、B、C 被確定后，則鏟斗分別在工況、時(shí)的 C 點(diǎn)的位置4321CCCC、也就被唯一的確定了下來(lái)。因?yàn)殓P斗由工況舉升的工況或由工況下放到工況的過(guò)程中，轉(zhuǎn)斗油缸的長(zhǎng)度均分別保持不變，所以 D 點(diǎn)必為2C 點(diǎn)和3C 點(diǎn)連線的垂直平分線與1C 點(diǎn)和4C 點(diǎn)的垂直平分線的交點(diǎn)。 研究證明，D 點(diǎn)設(shè)計(jì)在 A 點(diǎn)的左下方較好，這樣不但平動(dòng)性好，而且動(dòng)臂舉升時(shí)，可減小舉升外阻力矩，有利于舉升油缸的設(shè)計(jì)。當(dāng) D 點(diǎn)偏前，轉(zhuǎn)斗油缸無(wú)法偏置時(shí)，可采用中間鉸接式油缸。3.43.4 動(dòng)臂舉升油缸與動(dòng)臂和車(chē)架鉸接點(diǎn)動(dòng)臂舉升油缸與動(dòng)臂和車(chē)架鉸接點(diǎn) H H 點(diǎn)及點(diǎn)及 M M 點(diǎn)的確定點(diǎn)的確定動(dòng)臂舉升油缸的布置應(yīng)本著舉臂時(shí)工作力矩大、油缸穩(wěn)定性好、構(gòu)件互不干擾、整機(jī)穩(wěn)定性好等原則來(lái)確定。綜合考慮這些因素，一般動(dòng)臂舉升油缸都布置在前橋與前后車(chē)架的鉸接點(diǎn)之間的狹窄空間里。如圖 3.4 所示，一般動(dòng)臂舉升油缸與動(dòng)臂的鉸接點(diǎn) H選定在 AG 連線附近或上方，并取 AHAG/3。AH 不可能取太大，他還受到油缸行程的限制。內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)22圖 3.4動(dòng)臂舉升油缸兩鉸接點(diǎn)的設(shè)計(jì)M 點(diǎn)往前橋方向靠是比較有利的。這樣做，可使動(dòng)臂油缸在動(dòng)臂整個(gè)舉升過(guò)程中，舉升工作力臂大小的變化較小，即工作力矩變化不大，避免鏟斗舉升到最高位置時(shí)的舉升力不足，因?yàn)榇藭r(shí)工作力臂往往較小或最小。但是，采用底部鉸接式油缸時(shí)，要使 M點(diǎn)前移是比較困難的，它受前橋限制，支座布置也較麻煩，如圖 3.4a 所示，為克服 M點(diǎn)前移的困難， 可采取 M 點(diǎn)上移(即加大Mh )和 H 點(diǎn)向 B 點(diǎn)方向前移的辦法， 使舉升動(dòng)臂油缸幾乎呈水平狀態(tài)，計(jì)算證明，這樣布置也能得到較好的舉升特性。經(jīng)過(guò)上述各歩作圖， 整個(gè)工作裝置連桿機(jī)構(gòu)的尺寸參數(shù)即設(shè)計(jì)完畢， 最后進(jìn)行檢驗(yàn)，在工況和工況之間選一個(gè)位置，畫(huà)出已定的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖，然后檢驗(yàn)鏟斗的轉(zhuǎn)角，經(jīng)檢驗(yàn)得，相對(duì)于工況的鏟斗轉(zhuǎn)角小于10，如圖 3.5 所示，所以設(shè)計(jì)合理。圖 3.5工作裝置設(shè)計(jì)驗(yàn)證內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)23第第 4 4 章章 裝載機(jī)工作裝置三維實(shí)體建模裝載機(jī)工作裝置三維實(shí)體建模4.14.1 工作裝置零件建模工作裝置零件建模在傳統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員首先在頭腦中形成產(chǎn)品的三維輪廓，然后在圖紙上利用二維工程圖表示， 其他設(shè)計(jì)人員以及工藝 生產(chǎn)等不同部門(mén)的人員再通過(guò)二維圖紙將產(chǎn)品還原為三維影像。由于圖紙的錯(cuò)誤和理解的偏差，設(shè)計(jì)人員的意圖并不總能完全實(shí)現(xiàn)，因而設(shè)計(jì)制造的周期較長(zhǎng)，產(chǎn)品的質(zhì)量也受到影響。在產(chǎn)品的形狀和結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的時(shí)候尤其如此。因此三維化設(shè)計(jì)應(yīng)該是發(fā)展趨勢(shì)。三維模型的發(fā)展經(jīng)歷了由線框、曲面到實(shí)體的過(guò)程。實(shí)體模型最真實(shí)的反映三維形體的特性，不但包括了形體的幾何輪廓，而且由于實(shí)體有密度屬性，因而可以進(jìn)行質(zhì)量計(jì)算、干涉檢查等操作。基本特征是建模時(shí)創(chuàng)建的第一個(gè)特征，是零件結(jié)構(gòu)的基本要素?；咎卣饕院蟮钠渌卣饕蕾囉诨咎卣鳌；咎卣骺梢允菍?shí)體特征，也可以是基準(zhǔn)特征，正交基準(zhǔn)平面就常常被用作基本特征。在 Pro/E 中進(jìn)行零件設(shè)計(jì)的步驟是先創(chuàng)建基本特征，然后添加結(jié)構(gòu)特征。開(kāi)始做零件之前，應(yīng)做好充分的準(zhǔn)備工作，明確設(shè)計(jì)意圖。認(rèn)真考慮設(shè)計(jì)的關(guān)鍵尺寸，可以變動(dòng)的尺寸與尺寸之間的關(guān)系，在裝配時(shí)與其他零件的裝配關(guān)系等。由于在 Pro/E 中實(shí)體模型可以有多種不同的生成方法,采取何種方法更為合理、 高效,需要有一個(gè)經(jīng)驗(yàn)積累過(guò)程。一般來(lái)說(shuō)，要根據(jù)圖形的形狀選擇生成模型的方式。草圖繪制盡量簡(jiǎn)化，最好不要繪制過(guò)渡圓角、倒角等非關(guān)鍵性信息。如果要像繪制二維工程視圖那樣繪制草圖,效率會(huì)很低,實(shí)踐證明也沒(méi)有這個(gè)必要。 因?yàn)樵?Pro/ENGINEER 中我們可以對(duì)實(shí)體進(jìn)行各種編輯操作， 如倒圓角。 再就是如果草圖繪制過(guò)于精細(xì),再生成模型時(shí)會(huì)耗盡計(jì)算機(jī)資源,使得三維模型生成速度很慢且易出現(xiàn)問(wèn)題。內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)244.1.14.1.1 動(dòng)臂的生成動(dòng)臂的生成圖 4.1動(dòng)臂實(shí)體圖動(dòng)臂建模主要采用拉伸，首先選定草繪平面進(jìn)入草繪模式，繪出動(dòng)臂二維草圖，然后進(jìn)行拉伸生成動(dòng)臂三維實(shí)體，再在其上打孔，應(yīng)注意保證主要尺寸的準(zhǔn)確性。對(duì)另一個(gè)動(dòng)臂我們可以用復(fù)制的方法得到。復(fù)制方法有兩種：一是鏡像，另一是平移，如圖 4.1是采用鏡像。最后添加一些細(xì)節(jié)如圖 4.1 動(dòng)臂上的筋板，添加筋板時(shí)要注意參考面的正確建立。 對(duì)于復(fù)雜的零件,選擇合理的生成方法就顯得尤為重要。 因?yàn)檫x擇不正確的生成方法不但效率低，而且有些情況根本就不能生成實(shí)體模型。因此，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)實(shí)體模型之前，必須要考慮好模型的生成方法和步驟。這就要求設(shè)計(jì)人員要有較好的空間想像力和抽象思維能力，這也是三維建模同二維圖形繪制最大的不同點(diǎn)之處。內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)254.1.24.1.2 鏟斗的生成鏟斗的生成采用拉伸方法建立鏟斗基本體，用抽殼功能形成基本殼體。在基本體上添加加厚板以及肋板特征。添加耳特征時(shí)只需建立耳特征的一個(gè)面，然后采用鏡像復(fù)制命令就可以完成肋板的設(shè)計(jì)。最后采用兩側(cè)拉伸方法添加截齒特征和陳列生成。在鏟斗建模過(guò)程中要注意的是兩側(cè)加厚板的復(fù)制。圖 4.2 鏟斗實(shí)體圖4.1.34.1.3 連桿的生成連桿的生成連桿的生成比較簡(jiǎn)單，主要采用了拉伸命令，需要注意的是在草繪截面時(shí)尺寸的標(biāo)注，要保證主要尺寸的準(zhǔn)確，比如兩孔中心距。內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)26圖 4.3 連桿實(shí)體圖4.1.44.1.4 搖臂的生成搖臂的生成搖臂建模也主要采用拉伸命令，先建立特征實(shí)體的一半然后用復(fù)制特征命令鏡像特征另一半，需要注意的是鏡像特征時(shí)對(duì)稱基準(zhǔn)的建立方法。然后在基本特征上建立孔特征，應(yīng)注意保證孔間距的準(zhǔn)確，建議： 先建立搖臂兩端的連接孔，生成后再建立中間連接孔。這樣作，主要是避免三孔同時(shí)建立時(shí)出現(xiàn)的孔位置難以確定的問(wèn)題。圖 4.4搖臂實(shí)體圖內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)274.1.54.1.5液壓缸筒的生成液壓缸筒的生成圖 4.5 轉(zhuǎn)斗液壓缸筒實(shí)體圖圖 4.6動(dòng)臂液壓缸筒實(shí)體圖液壓缸模型結(jié)構(gòu)及尺寸參看機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，主要采用拉伸和去除材料命令生成，需要注意的是連接部和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的建立方法。內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)284.1.64.1.6液壓缸活塞桿的生成液壓缸活塞桿的生成圖 4.7轉(zhuǎn)斗油缸活塞桿圖 4.8 動(dòng)臂油缸活塞桿內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)29其結(jié)構(gòu)和尺寸需參看機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，也主要采用拉伸和裁減命令生成，注意也要加上密封槽。4.1.74.1.7 連接銷(xiāo)軸的生成連接銷(xiāo)軸的生成圖 4.9 連接銷(xiāo)軸實(shí)體銷(xiāo)軸建模主要采用旋轉(zhuǎn)命令，先繪制一條旋轉(zhuǎn)軸，接著草繪截面，再繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)360 度就可生成銷(xiāo)軸實(shí)體，然后生成軸端的限位孔，最后在需要倒角的部位倒角。要注意的是建立限位孔時(shí)需先創(chuàng)建與柱面相切的基準(zhǔn)面作為草繪截面4.1.84.1.8 銷(xiāo)釘?shù)纳射N(xiāo)釘?shù)纳蓤D 4.10 銷(xiāo)釘 40*120內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)30圖 4.11 銷(xiāo)釘 60*120圖 4.12 銷(xiāo)釘 90*130內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)31圖 4.13 銷(xiāo)釘 60*2404.1.94.1.9 車(chē)體的生成車(chē)體的生成圖 4.14 車(chē)體的生成內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)324.24.2 工作裝置裝配模型建模工作裝置裝配模型建模零件設(shè)計(jì)完成后， 往往需要根據(jù)設(shè)計(jì)要求對(duì)零件進(jìn)行裝配。 在 Pro/ENGINEER 的裝配模塊中，通過(guò)定義零件之間的位置約束關(guān)系，可以把子零件裝配成一個(gè)裝配件，并檢查零件之間是否有干涉以及裝配體的運(yùn)動(dòng)情況是否合乎設(shè)計(jì)要求。同時(shí)在生成裝配體過(guò)程中，用戶可以根據(jù)需要添加生成新的零件和特征。使用 Pro/E 進(jìn)行裝配設(shè)計(jì)有兩種基本方法，示意圖如圖 4.15 所示。在上面兩種方法中，第 1 種方法相對(duì)第 2 種方法是比較低端的方法。因?yàn)樵谡嬲牧慵O(shè)計(jì)示意圖零件零件部件裝配件部件裝配件零件零件裝配件裝配體設(shè)計(jì)示意圖（a）由底向上的設(shè)計(jì)方法裝配體設(shè)計(jì)示意圖裝配件零件零件部件裝配件部件裝配件零件零件零件設(shè)計(jì)示意圖(b)由頂向下的設(shè)計(jì)方法圖 4.15 Pro/E 的裝配件設(shè)計(jì)方法內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)33概念設(shè)計(jì)中很少利用一個(gè)零件來(lái)控制整個(gè)裝配體的設(shè)計(jì)，往往都是在拿出產(chǎn)品的外在概念和功能概念后，逐步對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)上的細(xì)化，直至細(xì)化到單個(gè)零件。比如設(shè)計(jì)一種新型號(hào)的汽車(chē)，先由設(shè)計(jì)師拿出汽車(chē)外觀的概念圖，然后由底盤(pán)工程師和車(chē)身工程師一起進(jìn)行汽車(chē)的布局協(xié)調(diào)，根據(jù)協(xié)調(diào)的結(jié)果，得到各自部分布局的概念圖，在這個(gè)布局概念的基礎(chǔ)上進(jìn)行零件的細(xì)化設(shè)計(jì)。由此可以看出，在對(duì)產(chǎn)品總體設(shè)計(jì)上，以由頂向下的設(shè)計(jì)方法更為貼近實(shí)際一些。但是由底向上的設(shè)計(jì)方法并不是一無(wú)是處， 對(duì)于一些已經(jīng)比較成熟的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程，采用這種設(shè)計(jì)方法效率反而高一些。 在實(shí)際的裝配過(guò)程中通?；旌鲜褂眠@輛中設(shè)計(jì)方法，以發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)。 比如本次對(duì) ZL50 輪式裝載機(jī)的改造設(shè)計(jì)， 由于該項(xiàng)設(shè)計(jì)在技術(shù)上已經(jīng)比較成熟，所以采用第一種方法比較合適。前面已經(jīng)生成裝載機(jī)的各種底層零件的三維模型，然后采用由底向上的裝配設(shè)計(jì)方法對(duì)這些零件進(jìn)行空間定位來(lái)生成裝配件。在裝配件設(shè)計(jì)時(shí)，可以根據(jù)需要對(duì)裝配件中的零件進(jìn)行修改，比如修改零件尺寸，移動(dòng)零件在裝配件中的位置，生成新的特征等。對(duì)于一個(gè)裝配件，當(dāng)其中所有的零件都被完全約束時(shí)，這種裝配件就稱為參數(shù)化的裝配件，否則就是非參數(shù)化的裝配件。下面對(duì)本次裝載機(jī)工作裝置模型的裝配設(shè)計(jì)過(guò)程作簡(jiǎn)要敘述：4.2.14.2.1 底座模型裝配底座模型裝配進(jìn)入裝配界面調(diào)入圖 4.14 所示底座實(shí)體模型， 點(diǎn)選圖 4.16 所示按扭固定主體模型。在元件放置對(duì)話框中點(diǎn)確定。內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)34圖 4.164.2.24.2.2 動(dòng)臂模型裝配動(dòng)臂模型裝配調(diào)入圖 4.1 所示動(dòng)臂實(shí)體模型，在元件放置對(duì)話框中點(diǎn)“連接”(圖 4.17)在連接類型中選“銷(xiāo)釘”（圖 4.18），約束類型 1 為“軸對(duì)齊”分別在動(dòng)臂模型和底座模型上選擇需要對(duì)齊 的軸線。約束類型 2 為“平移”，分別在兩實(shí)體上選擇要匹配的面，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)模型位置，可以點(diǎn)選“反向”按鈕改變模型方向，在“約束偏移”框中輸入偏移尺寸（如圖 4.19）可以調(diào)節(jié)匹配面間的間隙，點(diǎn)選“移動(dòng)” （圖 4.20）進(jìn)入移動(dòng)界面，（如圖 4.21）選“旋轉(zhuǎn)”，用鼠標(biāo)在圖區(qū)點(diǎn)選動(dòng)臂模型，然后拖動(dòng)鼠標(biāo)可以調(diào)節(jié)動(dòng)臂角度，點(diǎn)中鍵終止操作，點(diǎn)“確定”完成動(dòng)臂模型裝配。圖 4.17圖 4.18圖 4.19內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)35圖 4.20圖 4.214.2.34.2.3 鏟斗模型裝配鏟斗模型裝配調(diào)入鏟斗模型，動(dòng)臂和鏟斗的連接類型也屬于銷(xiāo)釘連接，分別選取鏟斗模型和動(dòng)臂模型需要對(duì)齊的軸，然后選擇匹配平移面，操作方法同動(dòng)臂裝配操作方法。4.2.44.2.4 液壓缸體模型裝配液壓缸體模型裝配第一步：缸筒與底座的連接缸筒與底座的連接屬于銷(xiāo)釘連接，操作方法同前所述。旋轉(zhuǎn)缸筒角度使其基本接近和動(dòng)臂連接的角度。第二步：活塞桿與缸筒和動(dòng)臂的連接活塞桿與缸筒之間能夠自由伸縮，所以連接類型選用“圓柱”連接。 “圓柱”連接類型只有一個(gè)軸對(duì)齊約束， 分別選取缸筒和活塞桿的中心軸，點(diǎn)選“移動(dòng)” 按扭選擇“平移”，調(diào)整活塞桿在缸筒中的位置。在元件放置對(duì)話框中點(diǎn)“+”按扭（圖 4.22）增加一個(gè)“銷(xiāo)釘”連接類型，分別選取活塞桿前端環(huán)和動(dòng)臂連接軸孔的軸線，然后分別選取活塞桿前端環(huán)和動(dòng)臂需要匹配的面，輸入偏移尺寸，系統(tǒng)自動(dòng)完成活塞桿與動(dòng)臂的裝配連接，點(diǎn)“確定”退出。內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)36圖 4.22第三步：缸蓋模型的裝配調(diào)入缸蓋模型，在連接類型中選取“剛性”連接，在約束中選“匹配”選擇缸的前端面和缸蓋內(nèi)端面進(jìn)行重合匹配，再增加“插入”約束，分別選取缸蓋曲面和缸體曲面，系統(tǒng)自動(dòng)完成缸蓋的裝配連接。4.2.54.2.5 搖臂模型的裝配連接搖臂模型的裝配連接搖臂模型與動(dòng)臂模型裝配連接也采用銷(xiāo)釘連接操作方法同上所述。4.2.64.2.6 連桿模

收藏