【正文】 st in traditional research of loader .For example the research cycle is long 、 the cost is long 、 the following research works are pleted: 1 The development for foreground, the category and loader is history is introduced, also the background of simulation technology e into being, developing status in local and significance of virtual prototype technology is introduced. 2 To brief introduce the CATIA software which application in the field of engineering, the 3D modeling is used by CATIA software. 3 The simulated motion in CATIA environment is pleted, and the capability curve is reached. 4 A rational choice for the hydraulic actuating cylinder. Keywords: loader； 3D modeling； simulation technology. III 目錄 摘要 ................................................................ I Abstract........................................................... II 第 1 章 緒論 ......................................................... 1 裝載機(jī)的簡(jiǎn)介 ................................................ 1 裝載機(jī)的發(fā)展史及其前景 ................................. 1 裝載機(jī)的種類 .......................................... 1 本章小結(jié) .............................................. 4 運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)簡(jiǎn)介 ............................................ 4 運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)產(chǎn)生的背景 ................................. 4 運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù) ........................................... 4 運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)在國內(nèi)外的發(fā)展概況 ........................ 5 發(fā)展運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)的重要意義 ............................ 5 總結(jié) .................................................. 5 CATIA 軟件在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 ................................ 6 CATIA 軟件介紹 ......................................... 6 運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)對(duì)裝載機(jī)設(shè)計(jì)理念的影響 .................... 7 本章小結(jié) .................................................... 9 第 2 章 小型裝載機(jī)工作裝置的結(jié)構(gòu)及參數(shù)的確定 ....................... 10 工作裝置的結(jié)構(gòu) ............................................. 10 裝載機(jī)的工作原理及結(jié)構(gòu)組成 ........................... 10 裝載 機(jī)工作裝置的設(shè)計(jì)要求 ............................. 11 工作裝置的受力分析及計(jì)算 ................................... 12 計(jì)算位置的確定 ........................................ 12 外載荷的確定 .......................................... 13 工作裝置的受力分析 .................................... 15 工作裝置油缸作用力的確定 ................................... 18 鏟起力的確定 .......................................... 20 轉(zhuǎn)斗油缸作用力的確定 .................................. 20 動(dòng)臂油缸作用力的確定 .................................. 20 轉(zhuǎn)斗油缸與動(dòng)臂油缸被動(dòng)作用力的確定 .................... 21 小結(jié) ........................................................ 22 第 3 章裝載機(jī)工作裝置三維實(shí)體建模 .................................. 23 工作裝置零件建模 ........................................... 23 動(dòng)臂的生成 ........................................... 23 鏟斗的生成 ............................................ 24 底座的生成 ............................................ 25 連桿的生成 ............................................ 26 搖臂的生成 ........................................... 26 液壓缸筒的生成 ....................................... 27 液壓缸蓋的生成 ....................................... 27 液壓缸活塞的生成 ..................................... 28 連接銷軸的生成 ........................................ 28 IV 工作裝置裝配模型建模 ....................................... 29 底座模型裝配 ......................................... 30 動(dòng)臂模型裝配 ......................................... 31 鏟斗實(shí)體模型裝配 ..................................... 32 液壓缸體模型裝配 ...................................... 32 搖臂實(shí)體模型的裝配連接 ............................... 34 連桿實(shí)體模型與鏟斗實(shí)體模型和搖臂實(shí)體模型的裝配連接 .... 34 銷釘實(shí)體模型的裝配連接 ................................ 34 本章小結(jié) ............................................. 37 第 4 章裝載機(jī)工作裝置運(yùn)動(dòng)仿真 ...................................... 38 概述 ....................................................... 38 創(chuàng)建裝載機(jī)工作裝置的機(jī)械運(yùn)動(dòng)仿真 ........................... 38 旋轉(zhuǎn)結(jié)合設(shè)置 .......................................... 38 圓柱結(jié)合設(shè)置 ......................................... 39 工作裝置的干涉檢測(cè) ......................................... 40 結(jié)合運(yùn)動(dòng)仿真測(cè)量出工作裝置的性能曲線 ....................... 40 小結(jié) ....................................................... 42 第 5 章 結(jié)論 ........................................................ 43 參考文獻(xiàn) ........................................................... 44 致謝 ............................................................... 46 1 第 1 章 緒論 裝載機(jī)是一種廣泛用于公路、鐵路、建筑、水電、港口、礦山等 場(chǎng)所的 工程機(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)。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)銷量及市場(chǎng)需求最大的機(jī)種之一 。 同時(shí) 國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與國家基建規(guī)模及資金投入的增大， 更 促進(jìn)了我國裝載機(jī)行業(yè)的迅速發(fā)展。我國 “ 十一 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 “ 十 五 ” 要大一倍以上，工程機(jī)械的總需求量亦將為 “ 十 五 ” 期間的二倍，推土機(jī)、裝載機(jī)、輪式起重機(jī)、叉車、路面機(jī)械、鑿巖鉆車及挖掘機(jī)械等 7 類主要工程機(jī)械 “ 九五 ” 末的年需求量可在 11 萬臺(tái)以上。 （ 3） 安全性及舒適性是產(chǎn)品發(fā)展的重要目標(biāo)。 裝載機(jī)的種類 目前， 裝載機(jī)的國際市場(chǎng)分 為 兩類：一類是發(fā)達(dá)國家市場(chǎng)，二類是發(fā)展中國 2 家市場(chǎng)。因此，發(fā)展中國家市場(chǎng)是目前我國裝載機(jī)進(jìn)入國際市場(chǎng)的主攻方面。 總的來說， 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。 履帶式裝載機(jī)以專用底盤或工業(yè)拖拉機(jī)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。 行走結(jié)構(gòu)： ① 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(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。 運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)簡(jiǎn)介 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。 運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù) 運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)是一種嶄新的產(chǎn)品開發(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。所涉及到的產(chǎn)品從龐大的卡車到微小的照相機(jī)的快門，從火箭到輪船的錨機(jī)。 運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)在國外已有很多應(yīng)用實(shí)例，我國也正極急投身于該項(xiàng)技術(shù)的研究中。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。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)。因此，仿真技術(shù)的 各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)必將為經(jīng)濟(jì)發(fā)展、國防建設(shè)、科技發(fā)展及社會(huì)進(jìn)步做出重大貢獻(xiàn)。 V4 版本應(yīng)用于 UNIX 平臺(tái)， V5 版本應(yīng)用于 UNIX 和 Windows 兩種平臺(tái)。居世界 CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車制造、造船、機(jī)械制造、電子 \電器、消費(fèi)品行業(yè)，它的集成解決方案覆蓋所有的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域，其特有的DMU 電子樣機(jī)模塊功能及混合建模技術(shù)更是推動(dòng)著企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和生產(chǎn)力的提高。 CATIA 源于航空航天業(yè)，但其強(qiáng)大的功能以得到各行業(yè)的認(rèn)可，在歐洲汽車業(yè)，已成為事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)。 CATIA 擁有遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的曲面設(shè)計(jì)模塊，在此有必要介紹一下 ： Shape Design 簡(jiǎn)稱 GSD，創(chuàng)成式造型，非常完整的曲線操作工具和基礎(chǔ)的曲面構(gòu)造工具，除了可以完成所有曲線操作以外，可以完成 凸 臺(tái)，旋轉(zhuǎn)，掃描，邊界填補(bǔ)，橋接，修補(bǔ)碎片，拼接，凸點(diǎn)，裁剪，光順，投影和高級(jí)投影，倒角等功能，連續(xù)性最高達(dá)到 G2，生成封閉片體 Volume，完全達(dá)到普通三維 CAD 軟件曲面造型功能， 7