【正文】 .............................20 4 裝載機工作裝置運動仿真 .....................................................................................................21 概述 ...........................................................................................................................21 創(chuàng)建裝載機工作裝置的機械運動仿真 ..........................................................................21 連接軸設(shè)置 ...........................................................................................................21 創(chuàng)建快照 ..............................................................................................................22 目 錄 III 定義伺服電動機 ....................................................................................................22 運行運動 ..............................................................................................................25 結(jié)果回放動態(tài)干涉檢查與制作播放文件 .................................................................27 測量 .....................................................................................................................29 5 結(jié) 論 32 6 致 謝 33 7 主要參考文獻(xiàn) 34 8 附 表 35 1 前 言 1 1 前 言 裝載機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械，它主要用于鏟裝土壤、砂石、石灰、煤炭等散狀物料，也可對礦石、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、特別是在高等級公路施工中，裝載機用于路基工程的填挖、瀝青混合料和水泥混凝土料場的集料與裝料等作業(yè)。此外還可進行推運土壤、刮平地面和牽引其他機械等作業(yè)。由于裝載機具有作業(yè)速度快、效率高、機動性好、操作輕便等優(yōu)點，因 此它成為工程建設(shè)中土石方施工的主要機種之一 ，同時也成為 工程機械中發(fā)展最快、產(chǎn)銷量及市場需求最大的機種之一。 裝載機的簡介 裝載機的發(fā)展歷史及前景 我國裝載機始于 1960 年末，發(fā)展至今它經(jīng)歷了 3個發(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、合資合作發(fā)展階段。 自 1958年，上海港口機械廠首先測繪并試制了 67KW（ 90hp） 、斗容量為 1 3m 的裝載機 —— 我國自己制造的第一臺裝載機 之后 。全國裝載機產(chǎn)品從 1976 年 的 446 臺發(fā)展到 1996年的 18310 臺，二十年內(nèi)增長 倍。 同時 國民經(jīng)濟的發(fā)展與國家基建規(guī)模及資金投入的增大， 更 促進了我國裝載機行業(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 ~10t 約 19 個型號的系列產(chǎn)品，并已成為工程機械主力機種。 自此裝載機 在全國機械產(chǎn)品中，成為重要代表產(chǎn)品，令世人矚目。 隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)、健康、高速發(fā)展，對工程機械的需求將增長，這些需求對工程機械產(chǎn)品既提出了 “ 量 ” 又提出了 “ 質(zhì) ” 的巨大市場需求。我國 “ 九五 ” 期間土石方、路基路面、基礎(chǔ)及建筑施 工工作量預(yù)計比 “ 八五 ” 要大一倍以上，工程機械的總需求量亦將為 “ 八五 ” 期間的二倍，推土機、裝載機、輪式起重機、叉車、路面機械、鑿巖鉆車及挖掘機械等 7 類主要工程機械 “ 九五 ”末的年需求量可在 11 萬臺以上。而輪式裝載機 2021 年時年需求達(dá) 27000～ 30000臺以上，這就為我國輪式裝載機行業(yè)的發(fā)展提供了一個良好的市場前景，為制訂戰(zhàn)略發(fā)展宏偉目標(biāo)提供科學(xué)決策依據(jù)。 綜觀國外裝載機的發(fā)展特點及外部環(huán)境，專家預(yù)測未來裝載機的主要發(fā)展趨勢是： （ 1） 開發(fā)節(jié)能、高效、可靠、環(huán)保型產(chǎn)品，并研制無泄漏裝載機。 （ 2） 微電子及 機電液儀一體化技術(shù)將獲得越來越廣泛的應(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） 集團化、社會化與國際化是企業(yè)生存與發(fā)展的必由之路。 裝載機 的種類 目前， 裝載機的國際市場分 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。由于我國裝載機產(chǎn)品檔次低，不易開拓此類市場，而應(yīng)重點鞏固與繼續(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進入國際市場的主攻方面。由于受東南亞經(jīng)濟危機持續(xù)時間加長、印尼國內(nèi)動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1 前 言 2 出口難度的增加，也給國外裝載機及其關(guān)鍵部件的進口創(chuàng)造了外部條件。 因此，有關(guān)生產(chǎn)裝載機企業(yè)（包括合資企業(yè)）要積極準(zhǔn)備，把握時機，迎接挑戰(zhàn)，扎實搞好 “ 三大戰(zhàn)役 ” ，務(wù)求在品種、質(zhì)量、交貨期和售后服務(wù)等方面有一個更大的發(fā) 展。在有限的時間內(nèi)，集中力量解決目前存在的以下三個問題：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。 總的來說， 常用的單斗裝載機，按 行走裝置 ， 發(fā)動機功率，傳動形式，行走系結(jié)構(gòu)，裝載方式的不同進行分類。 行走裝置的不同 ： 裝載機分為輪胎式和履帶式兩種。 輪胎式裝開機由動力裝置、車架、行走裝置、傳動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和工作裝置等組成，其結(jié)構(gòu)簡單圖如圖 2 所示。輪胎式裝載機采用柴油機為動力裝置，液力變矩、動力換檔變速 箱、雙橋驅(qū)動等組成的液力機械式傳動系統(tǒng)（小型輪胎式裝載機有的采用液壓傳動或機械傳動），液壓操縱，鉸接式車架轉(zhuǎn)向，反轉(zhuǎn)桿機構(gòu)的工作裝置。 履帶式裝載機以專用底盤或工業(yè)拖拉機為基礎(chǔ)車，裝上工作裝置并配裝相就原操縱系統(tǒng)而構(gòu)成，如圖 1 所示。履帶式裝載機的動力裝置也是柴油機，機械式傳動系統(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)連桿機構(gòu)的工作裝置。 圖 1 輪胎式裝載機 1 前 言 3 圖 2 履帶式裝載機 1行走機構(gòu)； 2發(fā)動機； 3動臂； 4鏟斗； 5轉(zhuǎn)斗油缸； 6動臂油缸； 7駕駛室； 8燃油箱 發(fā)動機功率： ① 功率小于 74kw 為小型裝載機。 ② 功率在 74～ 147kw 為中型裝載機 ③ 功率在 147～ 515kw 為大型裝載機 ④ 功率大于 515kw 為特大型裝載機 傳動形式： ① 液力 — 機械傳動，沖擊振動小，傳動件壽命長，操縱方便，車速與外載間可自動調(diào)節(jié)，一般在中大型裝載機多采用； ② 液力傳動：可無級調(diào)速、操縱間便，但啟動性較差，一般僅在小型裝載機上采用； ③ 電力傳動：無級調(diào)速、工作可靠、維修簡單、費用較高，一般在大型裝載機上采用。 行走結(jié)構(gòu)： ① 輪胎式：質(zhì)量輕、速度快、機動靈活、效率高、不易損壞路面、接地比壓大、通過性 差、但被廣泛應(yīng)用； ② 履帶式：接地比壓小，通過性好、重心低、穩(wěn)定性好、附著力強、牽引力大、比切入力大、速度低、靈活性相對差、成本高、行走時易損壞路面。 裝卸方式： ① 前卸式：結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、視野好，適合于各種作業(yè)場地，應(yīng)用較廣； ② 回轉(zhuǎn)式：工作裝置安裝在可回轉(zhuǎn) 360O 的轉(zhuǎn)臺上，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，適用于較俠小的場地。 ③ 后卸式：前端裝、后端卸、作業(yè)效率高、作業(yè)的安全性欠好。 本章小結(jié) 本章 主要討論了裝載機的發(fā)展?fàn)顩r及發(fā)展趨勢，介紹了裝載機的種類，為課題研究的實際意義1 前 言 4 提供了依據(jù)。 運動仿真技術(shù)簡介 運動仿真技術(shù)產(chǎn)生的背景 進入 21世紀(jì)，科學(xué)技術(shù)突飛猛進，社會發(fā)展日新月異。人們對個性化產(chǎn)品的需求越來越迫切，對產(chǎn)品性能的要求也越來越高，全球化經(jīng)濟已明顯地呈現(xiàn)出買方市場的特點。由于這一變化，導(dǎo)致市場競爭日趨激烈，而競爭的核心則主要體現(xiàn)在產(chǎn)品創(chuàng)新上，體現(xiàn)在對客戶的響應(yīng)速度和響應(yīng)品質(zhì)上。傳統(tǒng)的物理樣機在產(chǎn)品的創(chuàng)新開發(fā)中，在開發(fā)周期、開發(fā)成本、產(chǎn)品品質(zhì)等方面已越來越不能滿足市場需求， 運動仿真技術(shù)正是在這一市場需求的驅(qū)動下產(chǎn)生的。 運動仿真 技術(shù) 運動仿真 技術(shù)是一種嶄新的產(chǎn)品開發(fā)方法，是多個相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域交叉、集成的產(chǎn)物，是一種基于產(chǎn)品的計算機仿真模型的數(shù)字化設(shè)計方法。其涉及機械、電子、計算機圖形學(xué)、仿真建模、虛擬現(xiàn)實等多個領(lǐng)域、多項技術(shù)，以計算機仿真和產(chǎn)品生命周期建模為基礎(chǔ)，以機械系統(tǒng)運動學(xué)、動力學(xué)和控制理論為核心，借助成熟的三維計算機圖形技術(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)計開發(fā)和分析過程集成在一起，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虛擬的產(chǎn)品原型進行設(shè)計優(yōu)化、性能測試、制造仿真以及使用仿真等。 換句話說“ 運動仿真 ”設(shè)計方法就是在建造第一臺（件）物理樣機之前，利用軟件技術(shù)建立產(chǎn)品系統(tǒng)計算機模型，通過基于實體可視化的仿真分析，模擬系統(tǒng)在真實工作環(huán)境條件下的運動和動力特性，以便反復(fù)修改設(shè)計方案，最終得到最優(yōu)設(shè)計方案。 運動仿真 技術(shù)在國內(nèi)外的發(fā)展概況 國外已在各個領(lǐng)域廣泛地應(yīng)用仿真設(shè)計。所涉及到的產(chǎn)品從龐大的卡車到微小的照相機的快門，從火箭到輪船的錨機。在工程／礦山機械行業(yè)，如約翰迪爾公司利用仿真技術(shù) 成功地解決了工程機械在高速行駛時出現(xiàn)蛇行現(xiàn)象的問題及在重載下的自激振動這個一直困擾著設(shè)計師及用戶的難題，大大提高了工程／礦山機械高速行駛性能與重載作業(yè)性能?？ㄌ乇死展纠锰摂M樣機在切削任何一片金屬之前就可快速試驗數(shù)千種設(shè)計方案，不但降低了產(chǎn)品設(shè)計成本，縮短了開發(fā)周期，而且還制造出性能更為優(yōu)異的產(chǎn)品。 運動仿真 技術(shù)在國外已有很多應(yīng)用實例，我國也正極急投身于該項技術(shù)的研究中。在傳統(tǒng)上，我國引進物理樣機，開發(fā)人員往往停留在零件照抄的水平上，對于樣機缺乏系統(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技術(shù)，技術(shù)人員便可對引進樣機進行深入的研究，可以追蹤樣機的設(shè)計思想，從而真正提高設(shè)計人員的水平，開發(fā)出能滿足市場需求的產(chǎn)品來。 發(fā)展運動仿真技術(shù)的重要意義 運動仿真 設(shè)計方法將分散的零部件設(shè)計和分析技術(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)勢以及可交互式地探索虛擬物體的功能，對設(shè)備進行幾何、功能及制造等方面交互的建模與分析。在概念設(shè)計和方案論證中，便于設(shè)計師將自己的經(jīng)驗與想象融于計算機的虛擬樣機設(shè)計中，充分發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力，并替代物 理樣機進行性能模擬試驗。設(shè)計師可在計算機上方便地確定、修改設(shè)計進程，逐步優(yōu)化設(shè)計方案。通過 運動仿真 機試驗，1 前 言 5 還可節(jié)省建立試驗臺、安裝測試設(shè)備和測試儀表等有關(guān)的費用，更快地確定影響設(shè)計方案性能的敏感參數(shù)，達(dá)到最優(yōu)化設(shè)計目的。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)計質(zhì)量和效率，為產(chǎn)品贏得了競爭優(yōu)勢。 總結(jié) 基于運動仿真的設(shè)計方法將成為 21世紀(jì)工礦設(shè)備開發(fā)、研究的主流。對成本高、系統(tǒng)復(fù)雜、工況惡劣，而又不可能制造多臺物理樣機的設(shè)備其應(yīng)用前景更加廣闊，如大型露天礦用設(shè)備、煤礦井下綜采設(shè)備和深海 開采設(shè)備等。以及那些事關(guān)國際名聲的骨干行業(yè)，如汽車工業(yè)、軍事工業(yè)等，仿真技術(shù)在這些行業(yè)的應(yīng)用在帶來可觀經(jīng)濟效益的同時，亦可提高其產(chǎn)品的設(shè)計水平和市場競爭力，有著廣闊的發(fā)展前景。因此，仿真技術(shù)的各項關(guān)鍵技術(shù)必將為經(jīng)濟發(fā)展、國防建設(shè)、科技發(fā)展及社會進步做出重大貢獻(xiàn)。 Pro/ENGINEER軟件在工程設(shè)計中的應(yīng)用 Pro/ENGINEER 軟件介紹 Pro/ENGINEER 和 Pro/MECHANICA 是由美國參數(shù)技術(shù)公司推出的一套博大精深的三維CA