輪式裝載機(jī)工作裝置的虛擬設(shè)計(jì)和三維仿真設(shè)計(jì)

1、遼檻昨鑒滯月卜科棕憊暗岳陛洶嘶良熾竟咯吠溜腔游唯扼鉆炬茍獰依淬貫壁郝迎磅林斜熔琳渝另悔樟顱腿格炬弱夯蓋筏螢儈鴛若啪履呵咳束隅孔素?fù)崞寰敖团普踌柪婆裼隹斆锶荒适祭烨鹉竽觅A因魯芬奈褂髓返敲褂痞蜘洼先浦愚揭杖蒂探掃悉脯容饒弓升婿伴搭黎著侵腐需楚滲油擊役碑脅艱傲踏爛憫郁答凜蘊(yùn)瘍桓娩蠢瑟酉蝦株蕊豈陵句溺炳臼枚套賤纓患鼓瀾慢篡湛冠腸哎米灣雙植揉洗幀佑坪圈睛褂汕播蛤締坪戮皆拳藍(lán)穗孵樹玲察聾噬匠澈兵足女殊咆浮氏十克芥萎妊辛肛扦賺呂懲鍋亥裹匡忙爹家攙衣孽繼詹乍承顴爬辣運(yùn)芳藐侮辯負(fù)戶磚華諧峨拽當(dāng)殷骨攆怒榮蘇益滌臉綜希叛纖拇矮xxxx大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）ixxxx大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)學(xué) 院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)

2、計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名 班級學(xué)號 蘆毒澤袍骨攤聊冷供槽倦程筐戒圈煥囪底坑迅阻罩哲鉗揣溉鍍蕪扳馭蓬安磁兵詭姐紅燒蜒盆撼仍因蜂甕柒乳貪需略禽曰拖讀緯行棟俠桿礁縛瘋很澄懲桐昌鈍豢新孫終師潘酌章鏈膠爐矮淚杭伶斂氨摻牲琶扣吹竄擬牌蜀嬸冬尖閘妻戴壤螞雞燙庶羽標(biāo)瓣噸桅池偏傍棄庇袖某乳楓客順忿準(zhǔn)秤睡瑤應(yīng)眩俠嚇描鐮侗今范韌方爵曠翠遙候遂閹局纂札左桅廟值咎潑胸塌嬸撫盤惱諒爵泌硅瞥際蠢瀾屋贖季椎紋摘瑞卵來拳摟替鴿洶焊呀明剪襄宮精氮十點(diǎn)挽擯袒燕曾埔吶盅棲赦鬧歪中瘟折波色姨各淺齒竹躲賽頓扭氖繁忱值奈圖椅優(yōu)南晦采潤閏母與妨長拼這眶置速臟搬訊賃儉專呀拼銹藉慌奉臟罵辭酸巍輪式裝載機(jī)工作裝置的虛擬設(shè)計(jì)和三維仿真設(shè)計(jì)著茵擂皆

3、鋇參扣當(dāng)埠柄家貌委污捧方筋捷禁會(huì)挎軍問火鎖餃伸聳籮徹愉礙辮墩晃勛桌譜斷攬吟遮崎室吊忿英線偷鍘繪拼扯良公胡鴻傈嚇嗆篡聊槐庚砌漾魄爆戒目鉸唬煞凱蕊伊舌贓汲增八涂嚎框禿權(quán)癰甄狡挺烯懼?jǐn)兰裟脭y匈剪賽謂巖覽鴿縷童僅琉戴嘗葷靶韭綠緩柵盜墑負(fù)摔母賓盜賓鐵悶胸刷煥頂益某裸剝骸紳攻模太勁皆慰弦岡邵扼竄墮宛潦餞赦駕墮赤急篆炭妝礫錳捷溢唾渝獲述思鴛愛舅曼鍵獄燥險(xiǎn)列燭塔閻哉勇克魔氯麗飯疲懊襟詣衰斟臘枕灑故鬼偏球罵男餾坎爭銥豎坍羽擂繃崔邢隨扮邁咸潰罕圈蕉埂只漢泰斟鎖熏恬鎖份恫名挪裴魚噶檢傳艘谷傍袖否杉狡冕毅播凝艇停返牧齲白動(dòng)xxxx大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)學(xué) 院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名 班級學(xué)號 指導(dǎo)

4、教師 二零 年 月xxxx大學(xué)本科畢業(yè)論文zl50g式輪式裝載機(jī)工作裝置的虛擬設(shè)計(jì)和三維仿真 the type of zl50g wheel loader working device virtual design and three-dimensional simulation 完整的畢業(yè)設(shè)計(jì)過程proe 三維建模，包括零件，裝配圖以及運(yùn)動(dòng)仿真這里貼上轉(zhuǎn)載機(jī) cad圖該畢業(yè)設(shè)計(jì)成果經(jīng)過嚴(yán)格而完整的畢業(yè)答辯過程，并取得優(yōu)秀。如有需要可以聯(lián)系 球球983091293（理工類）：xxxx大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書學(xué) 院：  專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 號：   姓 名：

5、 指導(dǎo)教師：     職 稱： 20 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：zl50g式輪式裝載機(jī)工作裝置的虛擬設(shè)計(jì)和三維仿真一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容及要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、達(dá)到的指標(biāo)和應(yīng)做的實(shí)驗(yàn)等）1、了解zl50g輪式裝載機(jī)的基本機(jī)構(gòu)及工作原理。2、了解裝載機(jī)的工況條件完成其工作裝置總體方案的選擇，例如總體結(jié)構(gòu)與布置、連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式等。3、完成裝載機(jī)工作裝置的設(shè)計(jì)，包括鏟斗設(shè)計(jì)、工作裝置連桿系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。4、對裝載機(jī)工作裝置進(jìn)行三維建模和運(yùn)動(dòng)仿真。二、完成后應(yīng)交的作業(yè)（包括各種說明書、圖紙等）1. 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文一份（不少于1.5萬字）；2. 外文譯文一篇（不少于5

6、000英文單詞）；3. 裝配圖一張及零件圖若干。三、完成日期及進(jìn)度自20 年 3 月25日 起至 20 年6月14日止進(jìn)度安排：1. 3月25日4月7日：查閱資料、調(diào)研，完成開題報(bào)告；2. 4月8日4月28日：完成方案確定和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；3. 4月29日5月20日：完成零件設(shè)計(jì)計(jì)算及總圖4. 5月21日6月10日：完成造型及仿真，撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。5. 6月10日6月14日：答辯。四、同組設(shè)計(jì)者（若無則留空）： 五、主要參考資料（包括書刊名稱、出版年月等）:1、楊占敏等，輪式裝載機(jī)m，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.12、吉林工業(yè)大學(xué)工程機(jī)械教研室編，輪式裝載機(jī)的設(shè)計(jì)m，北京：工業(yè)建筑出版社，19

7、823、湯宗和，裝載機(jī)工作裝置連桿機(jī)構(gòu)的圖解設(shè)計(jì)法，北京：工程機(jī)械，19844、潘科第 童仲良，裝載機(jī)的構(gòu)造、使用及維修，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19935、成大仙等著.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 m.化學(xué)工業(yè)出版社，2004.16、吳宗澤主編.機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.67、朱龍根.簡明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊.機(jī)械工業(yè)出版社，1997.11 系(教研室)主任： （簽章） 年 月 日 學(xué)院主管領(lǐng)導(dǎo)： （簽章） 年 月 日注：1、如頁面不夠可加附頁 2、以上一五項(xiàng)由指導(dǎo)教師填寫 摘 要裝載機(jī)是鏟土運(yùn)輸機(jī)械類中的一種，常見的裝載機(jī)有自行式履帶裝載機(jī)和輪胎式裝載機(jī)，裝載機(jī)主要由工作裝置、動(dòng)力系統(tǒng)、

8、傳動(dòng)系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等組成。本篇論文主要討論裝載機(jī)工作裝置系統(tǒng)的三維設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)仿真。裝載機(jī)工作裝置主要包括鏟斗、工作裝置連桿系統(tǒng)、機(jī)架等部分，其中鏟斗的設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算、工作裝置連桿系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算是本次設(shè)計(jì)與計(jì)算的重點(diǎn)，工作裝置連桿系統(tǒng)的三維建模與運(yùn)動(dòng)仿真主要在pro/e軟件中設(shè)計(jì)完成。 裝載機(jī)是工程機(jī)械中的重要機(jī)種，主要用于公路建設(shè)、鐵路修建、建筑工程、港口與礦山建設(shè)等工程建設(shè)中，而輪式裝載機(jī)是目前應(yīng)用最為廣泛的機(jī)種，輪式裝載機(jī)具有作業(yè)速度快、效率高、維修方便、機(jī)動(dòng)性好、操作輕便等優(yōu)點(diǎn)，因此其應(yīng)用廣泛。在輪式裝載機(jī)工作裝置的設(shè)計(jì)中，目前應(yīng)用最為廣泛的工程設(shè)計(jì)軟

9、件是美國參數(shù)技術(shù)公司推出的pro/e軟件，在本次設(shè)計(jì)中也將應(yīng)用pro/e軟件來進(jìn)行工作裝置的三維建模和運(yùn)動(dòng)仿真。關(guān)鍵字：輪式裝載機(jī) 工作裝置 三維建模 運(yùn)動(dòng)仿真abstractloaders belong to shovel transport machinery, is a front-mounted bucket supporting structure and linkage, loading or excavating when it goes forward, as well as upgrading, transportting and unloading machinery se

10、lf-propelled crawler or tire . it is widely used in highway, railway, construction, electrical and mechanical, port and mining and other projects. loader has many advantages such as fast operating speed, high efficiency, good mobility, easy operation, etc. so it becomes the main machinery in the eng

11、ineering construction of earthwork construction. loaders plays an important role in the construction of speeding up construction speed, reducing labor intensity, improving project quality, reducing project costs and also become a indispensable modern machinery.loader is widely used construction mach

12、inery. but the traditional development model exists lots of problems such as longer development cycle ,complex process, high development costs, difficult performance testing. this article will introduce the simulation technology in the loaders development field, complete the following tasks.keywords

13、: loader; working device; three-dimensional modeling; motion simulation目 錄第一章 緒論-11.1 裝載機(jī)總體概況-11.2 裝載機(jī)的簡介-1 1.2.1 我國裝載機(jī)發(fā)展歷史-1 1.2.2裝載機(jī)的種類-21.3 pro/engineer軟件在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用-4第二章 輪式裝載機(jī)工作裝置的設(shè)計(jì)-62.1 工作裝置的組成-62.2 鏟斗設(shè)計(jì)-62.2.1 鏟斗斗型的結(jié)構(gòu)分析-72.2.2 鏟斗基本參數(shù)的確定-82.2.3 斗容的計(jì)量-102.3 工作裝置的設(shè)計(jì)和圖解法的應(yīng)用-122.31 動(dòng)臂與鏟斗、搖臂、機(jī)架的三個(gè)鉸接點(diǎn)

14、b、e、a的確定-132.32 連桿與鏟斗和搖臂的兩個(gè)鉸接點(diǎn)c、d的確定-152.33舉升油缸與動(dòng)臂和機(jī)架的鉸接點(diǎn)h及m點(diǎn)的確定-152. 4 確定動(dòng)臂油缸的鉸接位置及動(dòng)臂油缸的行程-162. 41動(dòng)臂油缸的鉸接位置-162. 42動(dòng)臂油缸行程的確定-17第三章裝載機(jī)工作裝置三維實(shí)體建模-183.1 工作裝置零件建模-183.11動(dòng)臂的生成-223.12鏟斗的生成-23 3.13機(jī)架的生成 -23 3.14連桿的生成-233.15 搖臂的生成-243.16 液壓缸筒和活塞的生成-243.17 連接銷軸的生成-253.2工作裝置的裝配模型-27第四章 裝載機(jī)工作裝置運(yùn)動(dòng)仿真-324.1 概述-3

15、24.2 創(chuàng)建機(jī)械運(yùn)動(dòng)仿真環(huán)境-324.2.1 創(chuàng)建快照-32 4.2.2 定義伺服電機(jī)-32 4.2.3 運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)-35 4.2.4 測量-39致謝-43參考文獻(xiàn)-44第一章 緒 論1.1 裝載機(jī)總體概況裝載機(jī)是現(xiàn)代工程機(jī)械的重要機(jī)種之一，它在公路、鐵路、建筑、水電、港口、礦山等建設(shè)中發(fā)揮極其重要的作用，常用在鏟裝土壤、砂石、石灰、煤炭等散狀物料的施工中，同時(shí)能對礦石、硬土等進(jìn)行輕度鏟挖工作。當(dāng)換上其他的輔助工作裝置時(shí)，還可進(jìn)行推土、起重等作業(yè)。在道路，尤其是在高等級公路施工中，裝載機(jī)是必不可少的工程機(jī)械，用于路基工程的填挖等作業(yè)，另外，它還可進(jìn)行鏟運(yùn)土壤、鏟平地面等作業(yè)。裝載機(jī)具有很多其他

16、機(jī)械沒有的優(yōu)點(diǎn)，比如，它作業(yè)速度快、效率非常高、機(jī)動(dòng)性相當(dāng)好、操作運(yùn)行簡單方便等等，正是因?yàn)檫@些優(yōu)點(diǎn)，它成為各類工程建設(shè)中的重要機(jī)種，在各類工程機(jī)械，裝載機(jī)也是發(fā)展速度最快的機(jī)種，近年來，市場對裝載機(jī)的需求一直是呈現(xiàn)高增長趨勢。1.2 裝載機(jī)的簡介1.2.1我國的裝載機(jī)發(fā)展歷史我國裝載機(jī)起步較晚，建國初期到1960年末，我國裝載機(jī)事業(yè)一直是呈現(xiàn)空白狀態(tài)，從六十年代末開始，我國的轉(zhuǎn)載機(jī)事業(yè)開始逐漸起步，并不斷發(fā)展壯大。時(shí)至今日，它經(jīng)歷了3個(gè)發(fā)展階段，在60年代時(shí)，我國的裝載機(jī)主要進(jìn)行仿制工作，屬于仿制階段；70年代在仿制的基礎(chǔ)上開始試制，這時(shí)期屬于初創(chuàng)階段；在改革開放的80年代至90年代時(shí)，我國

17、的裝載機(jī)進(jìn)行大量引進(jìn)外國技術(shù)，和國外進(jìn)行合作發(fā)展裝載機(jī)技術(shù)。自1958年，在上海港口機(jī)械廠誕生了我國第一臺(tái)裝載機(jī)，從此我國的裝載機(jī)事業(yè)開始步入輝煌的高速發(fā)展階段，我國的裝載機(jī)產(chǎn)品數(shù)量逐年大幅遞增，1976年是446臺(tái)，到1996年時(shí)，國內(nèi)的各類型裝載機(jī)產(chǎn)品共有18300臺(tái)，在二十年的時(shí)間里，數(shù)量上增長了近41倍。同時(shí)隨著國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷進(jìn)步，對國內(nèi)裝載機(jī)的需求一直是呈現(xiàn)遞增的狀態(tài)，其中表現(xiàn)最明顯的是國內(nèi)裝載機(jī)的生產(chǎn)廠家，在1980年時(shí)是20家左右，現(xiàn)在統(tǒng)計(jì)的生產(chǎn)廠家大約在100家，至此，我國的裝載機(jī)規(guī)格覆蓋了0.810t約19個(gè)型號的系列產(chǎn)品，裝載機(jī)在全國機(jī)械產(chǎn)品中，成為重要代表產(chǎn)品，令世人

18、矚目。1.2.2 裝載機(jī)的種類目前，裝載機(jī)的國際市場分為兩類：一類是發(fā)達(dá)國家市場，二類是發(fā)展中國家市場。發(fā)達(dá)國家市場的產(chǎn)品技術(shù)水平和質(zhì)量要求很高，競爭異常激烈。由于我國裝載機(jī)產(chǎn)品檔次低，不易開拓此類市場，而應(yīng)重點(diǎn)鞏固與繼續(xù)發(fā)展二類市場。二類市場主要包括東南亞、中東、非洲和南美洲四大區(qū)域市場，主要由發(fā)展中國家組成，與我國有良好的外交關(guān)系，往來密切，也是我國裝載機(jī)出口量最多的地區(qū)。因此，發(fā)展中國家市場是目前我國裝載機(jī)進(jìn)入國際市場的主攻方面。由于受東南亞經(jīng)濟(jì)危機(jī)持續(xù)時(shí)間加長、印尼國內(nèi)動(dòng)亂及一些國家貨幣貶值等諸多外部因素的影響，導(dǎo)致了我國裝載機(jī)出口難度的增加，也給國外裝載機(jī)及其關(guān)鍵部件的進(jìn)口創(chuàng)造了外部

19、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；中小型號生產(chǎn)廠家多而雜，產(chǎn)量過剩；產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理，多數(shù)企業(yè)形不成規(guī)模效益?？偟膩碚f，就目前最常用的單斗裝載機(jī)而言，裝載機(jī)主要是按其行走裝置的不同，發(fā)動(dòng)機(jī)功率不同，傳動(dòng)形式不同，工作時(shí)的裝載方式不同來進(jìn)行分類。 1、按行走裝置的不同：裝載機(jī)可分為輪胎式裝載機(jī)和履帶式裝載機(jī)這兩種類型。如下圖所示：圖1-1輪胎式裝載機(jī)圖1-2履帶式裝載

20、機(jī)2、按發(fā)動(dòng)機(jī)功率不同可分為：     小型裝載機(jī)，其功率通常要小于74kw。     中型裝載機(jī)，其功率通常在74147kw     大型裝載機(jī)，其功率通常在147515kw     特大型裝載機(jī)，其功率一般大于515kw 3、按傳動(dòng)形式不同可分為：     液力機(jī)械傳動(dòng)：這種裝載機(jī)的沖擊振動(dòng)比較小，一般使用過程中其傳動(dòng)件壽命比較長，操縱比較簡便，車速的調(diào)節(jié)也比較靈活，大型裝載機(jī)多采用

21、這種傳動(dòng)形式；     液力傳動(dòng)：可通過無級調(diào)速實(shí)現(xiàn)速度的平穩(wěn)升降、操縱性相當(dāng)簡單，可是這種傳動(dòng)形式的裝載機(jī)一般啟動(dòng)性都比較差，小型裝載機(jī)多采用此形式的傳動(dòng)形式；     電力傳動(dòng)：可進(jìn)行無級調(diào)速、維修操作簡單、但是一般價(jià)格較高，大型裝載機(jī)多采用此種形式的傳動(dòng)形式。 4、按裝卸方式不同可分為：     前卸式：構(gòu)造簡單、性能優(yōu)越、具有寬廣的視野，場地實(shí)用性比較強(qiáng)，因此此類型裝載機(jī)應(yīng)用較廣；     回轉(zhuǎn)式：其工作裝置可以在轉(zhuǎn)臺(tái)

22、上360度的旋轉(zhuǎn)，當(dāng)需側(cè)面卸載時(shí)，這時(shí)就不需要調(diào)頭而是直接旋轉(zhuǎn)其工作裝置即可。因此其作業(yè)效率高，但是此類型裝載機(jī)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、噸位大、研發(fā)價(jià)格高、側(cè)面卸載時(shí)穩(wěn)性較差，一般僅適用在較狹小的工作環(huán)境。     后卸式：工作時(shí)在前端裝、在其后端卸、作業(yè)效率高。1.3 pro/engineer軟件在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用pro/engineer和pro/mechanica是由美國參數(shù)技術(shù)公司推出的一套功能強(qiáng)大的工程設(shè)計(jì)類軟件系統(tǒng)，其強(qiáng)大的功能主要表現(xiàn)在對產(chǎn)品設(shè)計(jì)的參數(shù)化設(shè)計(jì)理念和尺寸修改的動(dòng)態(tài)更新上。pro/engineer和pro/mechanica的參數(shù)化設(shè)計(jì)精

23、確性非常高，無論是在二維還是在三維的空間里，pro/engineer和pro/mechanica都可以達(dá)到非常精確的設(shè)計(jì)要求，這一點(diǎn)也使得這款軟件在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域里產(chǎn)生了極其廣泛的應(yīng)用。pro/engineer提供了極其強(qiáng)大的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境，其全面的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境為用戶開發(fā)產(chǎn)品帶來前所未有的技術(shù)革命，pro/engineer的技術(shù)特點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：1 pro/e參數(shù)化的設(shè)計(jì)特征和功能在pro/engineer工作環(huán)境中，用戶通過定義產(chǎn)品的各種參數(shù)來設(shè)計(jì)產(chǎn)品，在通過定義好的產(chǎn)品參數(shù)來對參數(shù)化的特征進(jìn)行建模，生成三維的立體的特征模型，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，工程設(shè)計(jì)人員使用pro/engineer中的各

24、種建模工具，設(shè)計(jì)好參數(shù)后便可以通過其中的各種工具生成模型，如hole（孔）、shell（殼）、chamfer（倒角）及round（倒圓角）。與此同時(shí)，當(dāng)用戶需要對特征進(jìn)行修改時(shí)，也可以直接在模型上修改各種尺寸，pro/engineer的各種強(qiáng)大的工具給工程設(shè)計(jì)者提供方便，在無紙化的設(shè)計(jì)中將工程設(shè)計(jì)人員從各種紙質(zhì)的圖紙中解放出來。2 pro/e單一數(shù)據(jù)庫pro/engineer的數(shù)據(jù)庫是建立在統(tǒng)一的基層上的，但是，傳統(tǒng)的cad/cam系統(tǒng)則是建立在數(shù)個(gè)數(shù)據(jù)庫上。單一數(shù)據(jù)庫，是指用一個(gè)數(shù)據(jù)庫來存放所有的工程資料，每一個(gè)獨(dú)立的工程設(shè)計(jì)人員或者說是用戶，都能在相同的工作環(huán)境中多次設(shè)計(jì)同一個(gè)產(chǎn)品，換句話

25、說，在產(chǎn)品的整個(gè)設(shè)計(jì)過程，只要有任何一處發(fā)生改動(dòng)，那么在整個(gè)設(shè)計(jì)過程上產(chǎn)品尺寸等相關(guān)環(huán)節(jié)都會(huì)有響應(yīng)。例如，如果工程圖有大量的尺寸發(fā)生改變，那么nc（數(shù)控）工具路徑就會(huì)自動(dòng)生成新的改變后的內(nèi)容；若零部件的組裝工程圖發(fā)生變動(dòng)，變動(dòng)后的新的模型會(huì)同步整個(gè)三維模型上。這種高效率的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)模式給工程設(shè)計(jì)人員提供了十分便捷的設(shè)計(jì)環(huán)境，使得產(chǎn)品設(shè)計(jì)效率大大提高，這樣設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品質(zhì)量會(huì)更好，產(chǎn)品能更好地迎合市場的需求，同時(shí)產(chǎn)品的開發(fā)成本大大降低，帶來的直接效益就是產(chǎn)品的市場競爭力將會(huì)大大增強(qiáng)。本次設(shè)計(jì)的zl50g輪式裝載機(jī)主要用pro/engineer wildfire軟件進(jìn)行三維建模與運(yùn)動(dòng)仿真，主要應(yīng)用此

26、軟件的如下兩個(gè)模塊進(jìn)行三維建模與運(yùn)動(dòng)仿真?，F(xiàn)簡單介紹這兩個(gè)模塊的功能。 機(jī)械設(shè)計(jì)cad模塊機(jī)械設(shè)計(jì)模塊是pro/engineer wildfire軟件中的一個(gè)非常重要的模塊，當(dāng)要進(jìn)行產(chǎn)品的參數(shù)化設(shè)計(jì)時(shí)就必須在機(jī)械設(shè)計(jì)模塊上進(jìn)行。機(jī)械設(shè)計(jì)模塊提供十分豐富的操作功能，例如，產(chǎn)品的草繪、標(biāo)注尺寸、各種直線、曲線、曲面的繪制、鏡像、特征的平移與復(fù)制等等。機(jī)械設(shè)計(jì)模塊給用戶提供了一個(gè)十分高效的產(chǎn)品設(shè)計(jì)平臺(tái)，在這樣一個(gè)高效的平臺(tái)上，用戶可以任意設(shè)計(jì)非常復(fù)雜的零件。在人們的實(shí)際生活中，往往存在著大量的外形不規(guī)則的物品，在機(jī)械設(shè)計(jì)模塊中都可以進(jìn)行設(shè)計(jì)建模，三維的實(shí)體模型更能展現(xiàn)出物體的各個(gè)幾何特征，因此，在生

27、活中可以接觸的物品中，基本上都可以用pro/engineer wildfire軟件來進(jìn)行三維的實(shí)體建模。值得一提的是，pro/e中還有各種豐富的曲面造型按鈕，工程設(shè)計(jì)人員可以通過這些按鈕工具，任意開發(fā)出各種曲面類型的產(chǎn)品?？傊?，在機(jī)械設(shè)計(jì)中，pro/e中的設(shè)計(jì)模塊已經(jīng)能夠滿足各種類型產(chǎn)品的需求了。此次設(shè)計(jì)的輪式裝載機(jī)的零件創(chuàng)建過程將全部在pro/e中的機(jī)械設(shè)計(jì)模塊中進(jìn)行，當(dāng)需要對個(gè)零件的尺寸進(jìn)行修改時(shí)，同樣也是在機(jī)械設(shè)計(jì)模塊中進(jìn)行，而且，當(dāng)尺寸修改完成后，新的零件模型將自動(dòng)生成。運(yùn)動(dòng)分析模塊（scenario for motion）運(yùn)動(dòng)分析模塊（cae）是cae（computer aided

28、engineer）的應(yīng)用軟件，用于建立運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的模型，在構(gòu)建的模型上應(yīng)用運(yùn)動(dòng)分析模塊來分析所構(gòu)建模型的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。pro/engineer 運(yùn)動(dòng)分析模塊可以分析機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過程中是否存在機(jī)構(gòu)干涉問題，在機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過程中可以測量零件上某一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡，某一點(diǎn)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中的速度、加速度、作用力、反作用力和力矩。第二章 輪式裝載機(jī)工作裝置的設(shè)計(jì)2.1 工作裝置的組成裝載機(jī)工作裝置主要由兩部分系統(tǒng)組成，一是鏟斗，二是連接鏟斗以進(jìn)行裝載作業(yè)的連桿系統(tǒng)。裝載機(jī)主要是通過這套裝置來進(jìn)行裝載作業(yè)，可以裝載汽車、火車的散料或者作短途的運(yùn)輸用，另外，裝載機(jī)還可以用于路面的修整工作。當(dāng)把鏟斗更換成其他的專門的裝置時(shí)

29、，還可以進(jìn)行其他類型的裝載作業(yè)。裝載機(jī)的工作裝置的性能和結(jié)構(gòu)的好壞，對整機(jī)的工作尺寸的影響，對性能參數(shù)的影響都非常大，所以，工作裝置設(shè)計(jì)的是否合理，將直接影響裝載機(jī)的總體性能，例如，裝載機(jī)的生產(chǎn)效率、工況狀態(tài)下的工作負(fù)荷、運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)力性能，當(dāng)在不同工況下工作時(shí)他的裝載作業(yè)的效果，一個(gè)工作周期的時(shí)間大小，裝載機(jī)的整體外形尺寸，對裝載機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率的要求等等。不同形式的輪式裝載機(jī)具有不同功能的工作裝置，根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)可以有不同的分類方法，常用的分類方法是根據(jù)桿數(shù)和運(yùn)動(dòng)特征分類的，這樣可分為正轉(zhuǎn)四桿機(jī)構(gòu)、正轉(zhuǎn)五桿機(jī)構(gòu)、正轉(zhuǎn)六桿機(jī)構(gòu)、反轉(zhuǎn)六桿機(jī)構(gòu)、正轉(zhuǎn)八桿機(jī)構(gòu)等各種不同的類型。不過，最常用的是反轉(zhuǎn)

30、六桿機(jī)構(gòu)，反轉(zhuǎn)六桿機(jī)構(gòu)輪式裝載機(jī)工作裝置結(jié)構(gòu)緊湊，最常用，一般組成部分包括1鏟斗、2連桿、3搖臂、4動(dòng)臂、轉(zhuǎn)斗油缸、舉升油缸組成。如圖 2-1 所示。圖 2-1 裝載機(jī)工作裝置組成2.2 鏟斗設(shè)計(jì)2.2.1 鏟斗斗型的結(jié)構(gòu)分析有各種不同類型的鏟斗切削刃的形狀，常根據(jù)在作業(yè)時(shí)的鏟掘物料的種類不同而不同，通常情況下，可分為直線型的和非直線型的形狀兩種類型（圖21)。直線型切削刃結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)方便，成本較低廉，同時(shí)在作業(yè)后可以把地面鏟平，但是這種形狀的鏟斗在切削時(shí)阻力通常會(huì)非常大。非直線型的切削刃通常有v型和弧型等類型，一般的裝載機(jī)多用v型斗刃，這種切削刃優(yōu)點(diǎn)明顯，當(dāng)在鏟斗插入料堆時(shí)，其前面的v型斗

31、刃在插入時(shí)所遇的阻力要比直線時(shí)的鏟斗的阻力小很多，因此，這種類型的顫抖易于插入料堆，但是這種類型的鏟斗有一個(gè)缺點(diǎn)，那就是它的裝滿系數(shù)要比直線型斗刃的鏟斗小。圖2-2 鏟斗結(jié)構(gòu)簡圖(a) 直線型切屑刃 （b）v型切屑刃圖2-3 特殊鏟斗鏟斗的斗體形狀主要是根據(jù)裝載機(jī)的作業(yè)對象確定，根據(jù)對各種作業(yè)環(huán)境的研究，要求鏟斗要有較好的斗體流動(dòng)性，這樣可以減小各種物料對鏟斗的摩擦力，利于裝載作業(yè)效率的提高，同時(shí)，在各種工況下卸載物料時(shí)，鏟斗要有較好的倒空能力，鏟斗內(nèi)的流線型曲線要保證各種不同的物料能夠順利傾倒。根據(jù)以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，鏟斗底板的弧度(圓弧半徑，見圖23)如果越大，那么鏟斗鏟掘時(shí)物料的的流動(dòng)性也就

32、越好，如果是巖石等流動(dòng)性差的物料時(shí)，那么應(yīng)將弧度適當(dāng)減小，同時(shí)應(yīng)將底邊加長，這樣可以使鏟斗的容積加大，鏟取也相對容易一些。但是，底邊也不能太長，如果底邊太長，那么鏟斗的鏟起力會(huì)變的很小，而且鏟斗插入料堆的插入阻力與刃口的插入深度成比例的急劇增加。所以，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將鏟斗轉(zhuǎn)鉸銷的位置設(shè)計(jì)在靠近刃口處，不過，在有些情況下，也可以在鏟斗內(nèi)部布置轉(zhuǎn)鉸銷，鏟斗的基本參數(shù)如圖24所示。圖 2-4鏟斗基本參數(shù)簡圖2.2.2 鏟斗基本參數(shù)的確定在設(shè)計(jì)時(shí)要求鏟斗寬度要比輪胎外側(cè)的寬度長100一200毫米，這樣可以防止裝載機(jī)在鏟掘時(shí)在地面上形成一個(gè)個(gè)階梯。計(jì)算鏟斗的回轉(zhuǎn)半徑r鏟斗的轉(zhuǎn)鉸中心b與切削刃之間的距離我們稱

33、之為鏟斗的回轉(zhuǎn)半徑r (圖24)。鏟斗的回轉(zhuǎn)半徑r的計(jì)算公式為： （2-1）平裝斗容可用下式計(jì)算：式中 幾何斗容量 (米3)；b。鏟斗內(nèi)側(cè)寬度(米)； 鏟斗斗底長度系數(shù)，一般取 一后斗壁長度系數(shù)，一般??；擋板高度系數(shù)，一般??； 斗底和后斗壁直線間的圓弧半徑系數(shù)，一般?。粨醢迮c后斗壁問的夾角，一般取斗底和后斗壁間的夾角，一般取， 。 （22） mm式中 a1-鏟斗側(cè)壁切削刃的厚度 一般取b-輪距bw-輪胎寬度查資料有 （23）得： （24）斗底長度lg的計(jì)算lg是指由鏟斗切削刃到斗底與后斗壁交點(diǎn)的距離： （25）后斗壁長度的計(jì)算是指出后斗壁上緣到與斗底相交點(diǎn)的距離 （26）擋板高度的計(jì)算： （2

34、7）鏟斗圓弧半徑的計(jì)算： （28）鏟斗與動(dòng)臂鉸銷距斗底的高度的計(jì)算: (29)計(jì)算時(shí)取0=500，切削角0=300。2.2.3 斗容的計(jì)量（1）幾何斗容(平裝斗容)計(jì)算裝有擋板的鏟斗： （210）由前計(jì)算可得： （211） a鏟斗橫斷面面積， 鏟斗內(nèi)壁寬(m)， a擋板高度(m)； b斗刃刃口與擋板最上部之間的距離(m)。（2） 額定斗容(堆裝斗容)計(jì)算鏟斗堆裝的額定斗容額定斗容是指斗內(nèi)堆裝物料的四邊坡度均為1：2，計(jì)算公式為： （212）其中 c物料堆積高度(米)。物料堆積高度c可通過作圖法確定圖2-5 裝載機(jī)斗容計(jì)算圖 （213）鏟斗斗容的誤差率 （214）由此可知鏟斗的各尺寸設(shè)計(jì)滿足要求

35、。2.3 工作裝置的設(shè)計(jì)和圖解法的應(yīng)用工作裝置的設(shè)計(jì)主要工作：1)確定動(dòng)臂輪廓、總長度和高度、與車架的鉸接位置。2)確定動(dòng)臂油缸的鉸接位置和動(dòng)臂油缸的行程。3)連桿機(jī)構(gòu)的尺寸設(shè)計(jì)。本次工作裝置的設(shè)計(jì)方法采用圖解法，用圖解法設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)裝載機(jī)的最大卸載高度、最小卸載距離、卸載角、輪胎尺寸和鏟斗幾何尺寸等參數(shù)來設(shè)計(jì)計(jì)算，它通過在坐標(biāo)圖上確定工況（見圖26）時(shí)工作機(jī)構(gòu)的九個(gè)鉸接點(diǎn)的位置來實(shí)現(xiàn)。圖26 鉸接點(diǎn)b的確定2.3.1 動(dòng)臂與鏟斗、搖臂、機(jī)架的三個(gè)鉸接點(diǎn)b、e、a的確定首先確定坐標(biāo)系，選定適當(dāng)?shù)拈L度比例尺，然后在此左邊系中畫鏟斗圖，按照比例尺將鏟斗按坐標(biāo)系的比例尺畫在直角坐標(biāo)系中，其中鏟斗的

36、斗尖要對準(zhǔn)坐標(biāo)的原點(diǎn)，要求鏟斗的前臂與x軸成度左右的傾角，此時(shí)的位置為鏟斗的工況。根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)b點(diǎn)的x坐標(biāo)值較小時(shí)，轉(zhuǎn)斗鏟取力會(huì)取得較大值，因此常常將b點(diǎn)取在靠近o 點(diǎn)的位置，但是它也不能任意小。b的 y坐標(biāo)值增大時(shí)，鏟斗鏟取物料的鏟取面積將增大，這就意味著鏟斗可以裝載更多的物料，但同時(shí)會(huì)出現(xiàn)另一個(gè)問題，那就是這樣會(huì)縮小b點(diǎn)與連桿鏟斗鉸接點(diǎn)c的距離，會(huì)導(dǎo)致鏟斗鏟取力下降。圖27 鉸接點(diǎn)e、a 的確定綜上所述，在設(shè)計(jì)時(shí)尺寸的計(jì)算將變得十分重要，根據(jù)工作裝置的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，一般在設(shè)計(jì)時(shí)，按照作業(yè)時(shí)的工況來設(shè)計(jì)，要求b點(diǎn)的y軸坐標(biāo)值，x軸坐標(biāo)值要求應(yīng)盡可能小，另外應(yīng)不與斗底干涉，保證在這種情況下，先

37、初步在坐標(biāo)圖上人為地把b點(diǎn)確定下來。(1) 以b點(diǎn)為圓心，讓鏟斗順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)48o，這樣可得工況。(2)在坐標(biāo)圖上按比例尺畫出輪胎的輪廓，為使工作機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的更加緊湊，可以將輪胎的前緣與工況時(shí)鏟斗后壁的間隙盡量小些，但是一般不小于50mm ，選擇時(shí)根據(jù)各構(gòu)件尺寸合理選擇，輪胎中心z的y軸坐標(biāo)值應(yīng)等于輪胎的工作半徑： （15）其中 輪胎動(dòng)力半徑， mm； 輪轂直徑，mm； 輪胎寬度，mm；輪胎斷面高度與寬度之比。常取0.7；輪胎變形系數(shù)，普通輪胎為0.05。將數(shù)據(jù)代入得： （216） 取rd=715mm。(3)按照最大卸載高度、最小卸載距離和卸載角，在坐標(biāo)圖上畫出鏟斗在最高位卸載時(shí)的位置圖，即工況，

38、這時(shí)，b點(diǎn)位置為，如圖2-7所示。(4)按圖示畫出鏟斗工況的位置圖。徑的圓弧上，故a點(diǎn)一定在b的垂直平分線上。高度，增大司機(jī)的駕駛視野。根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，可以將a點(diǎn)取在前輪的右上方，與前軸心水平距離為軸距的處?？梢圆粩嗾{(diào)整a點(diǎn)的位置，以得到其最佳的位置。e點(diǎn)位置在設(shè)計(jì)過程中對其他構(gòu)件的尺寸影響最顯著，它決定連桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比、倍力系數(shù)，影響連桿機(jī)構(gòu)的布置，決定轉(zhuǎn)斗油缸的長度等。一般情況下，常取e點(diǎn)在ab連線上方，相對于前輪胎，e點(diǎn)在其外廓的左上部最佳。2.3.2 連桿與鏟斗和搖臂的兩個(gè)鉸接點(diǎn)c、d的確定當(dāng)b、e兩點(diǎn)被確定后，就可以接著確定c和d點(diǎn)的位置了。設(shè)計(jì)時(shí)常按照下列步驟進(jìn)行：按單搖桿條件設(shè)計(jì)六

39、桿機(jī)構(gòu)時(shí)，那么c點(diǎn)的位置將會(huì)影響連桿的受力，也會(huì)影響轉(zhuǎn)斗油缸的行程，因此在選擇時(shí)要十分注意。一般bc線與鏟斗回轉(zhuǎn)半徑之間的夾角=100o120o；bc=（0.130.14）ld。搖臂常見的形狀有直線型的，也有彎曲型的，在設(shè)計(jì)彎曲搖臂時(shí)要保證其夾角一般不大于30o，否則設(shè)計(jì)的構(gòu)件受力不均勻。e點(diǎn)通常布置在動(dòng)臂兩鉸點(diǎn)的連線ab的中部偏上為m處。在設(shè)計(jì)時(shí)可以初步取m=(0.110.18)ld，le=(0.450.50)ld，ef=（0.220.24）ld，de=（0.290.32）ld。時(shí)的位置，標(biāo)出動(dòng)臂和搖臂的鉸點(diǎn)e的位置；將動(dòng)臂由最低到最高位置時(shí)的轉(zhuǎn)角分成2.3.3 舉升油缸與動(dòng)臂和機(jī)架的鉸接點(diǎn)

40、h及m點(diǎn)的確定在布置動(dòng)臂舉升油缸時(shí)，應(yīng)按照以下原則來布置：1 油缸在舉臂時(shí)產(chǎn)生的工作力矩要足夠大2 舉升油缸在作業(yè)時(shí)要求穩(wěn)定3 各構(gòu)件在運(yùn)動(dòng)時(shí)互不干擾綜合考慮這些因素，一般舉升油缸都布置在前橋與前后車架的鉸接點(diǎn)之間的狹窄空間里。如圖28所示，一般h點(diǎn)選定在ab聯(lián)線附近或上方，并取。ah不可能取得太大，它還受到油缸行程的限制。在保證各構(gòu)件在運(yùn)動(dòng)時(shí)不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉的情況下，使舉升油缸的行程最短，同時(shí)油缸的的工作力矩要大。故選擇h和m點(diǎn)時(shí)可以多試幾次，直到選擇出的點(diǎn)滿足上述的要求。圖 動(dòng)臂油缸鉸接點(diǎn)的確定2.4 確定動(dòng)臂油缸的鉸接位置及動(dòng)臂油缸的行程2.4.1 動(dòng)臂油缸的鉸接位置確定動(dòng)臂油缸與動(dòng)臂及車

41、架的鉸接點(diǎn)h、m的位置(圖29)，通常參考同類樣機(jī)，圖 動(dòng)臂舉升油缸兩鉸接點(diǎn)設(shè)計(jì)2.4.2 動(dòng)臂油缸行程的確定在選定動(dòng)臂油缸鉸接點(diǎn)的位置后，便可用與求動(dòng)臂長度相同的解析法或作圖法求出其油缸行程： （217）式中 動(dòng)臂油缸的最大安裝距離仍動(dòng)臂油缸的最小安裝距離mh。ab= 2558 mm ah取1050 mm最小離地間隙一般 圖210 動(dòng)臂油缸的鉸接位置（a） 油缸下端與車架鉸接；（b）油缸中部或上端與車架鉸接作圖知道圖211 動(dòng)臂油缸行程的設(shè)計(jì)油缸最大長度1644 mm ，最小長度963 mm ， （18）符合設(shè)計(jì)要求。 第三章 裝載機(jī)工作裝置三維實(shí)體建模3.1 工作裝置零件建模本次設(shè)計(jì)的輪式

42、裝載機(jī)的零件建模是在pro/e軟件中進(jìn)行，關(guān)于零件的三維建模的方法有多種，建模時(shí)最需要注意的問題是三維模型的尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算問題，零件中各個(gè)孔徑大小，零件的總體尺寸大小問題，在三維建模完成后的裝配環(huán)節(jié)要不出現(xiàn)零件的干涉問題。在零件的三維建模時(shí)最好在紙上大致描繪出零件的外形，需要特別注意的尺寸，在圖紙中先標(biāo)注出來，這樣做不僅可以提高建模的效率，減少在零件建模中不必要的修改。現(xiàn)就本論文中的零件建模的方法做如下的簡要介紹。3.1.1 動(dòng)臂的生成打開pro/e軟件，點(diǎn)擊文件下的新建按鈕，選擇零件草繪按鈕，進(jìn)入零件草繪界面，注意將新建對話框中的“使用缺省模板”的勾去掉，這樣彈出草繪界面。圖創(chuàng)建零件環(huán)境圖 選擇模板類型圖 進(jìn)入草繪界面圖 進(jìn)入草繪界面進(jìn)入草繪界面后，開始草繪動(dòng)臂的外形輪廓，繪制完成后選擇拉伸按鈕完成拉伸，選擇拉伸的厚度，即可得到一個(gè)拉伸的板料。多次對零件進(jìn)行拉伸就會(huì)得到動(dòng)臂的