【正文】 體建模方法。特征可以是添加材料（如塊、凸臺(tái)） ，也可以是切除材料的( 如孔、槽) 。產(chǎn)品的建模方法基于裝配建模。其中建模難點(diǎn)在于輔助平面和輔助點(diǎn)的建立，只有建立好輔助平面和輔助點(diǎn)，才能保證零件模型的精確性。Pro/MECHNICA的三種工作模式：（1）FEM(Finite Element Modeling)模式FEM模式?jīng)]有求解器，能夠完成對(duì)模型的網(wǎng)格劃分、邊界約束、理想化等前置處理，隨后需要使用第三方軟件進(jìn)行求解，如 NASTRAN、ANSYS 等（2）集成模式集成模式運(yùn)行于 Pro /Engineer平臺(tái)之上，操作及界面與 Pro /Engineer相同，能夠直接使用 Pro /Engineer的參數(shù)進(jìn)行分析及優(yōu)化。（10） 仿真：Pro/MECHANICA 是一個(gè)分析工具，可單獨(dú)使用。（6）小組數(shù)據(jù)管理：具有安全多點(diǎn)協(xié)作功能，便于本地?cái)?shù)據(jù)管理。（2）靈活的草繪和骨架：柔性特征可以很容易地對(duì)復(fù)雜的幾何體進(jìn)行有效更改。Pro /Engineer 野火版具有多項(xiàng)新特征和附加功能，使用起來(lái)更加直觀。(3)以特征作為設(shè)計(jì)的單元 Pro /Engineer以最自然的思考方式從事設(shè)計(jì)工作，如凸起(Protrusion)、切削(Cut)、鉆孔(Hole)、開(kāi)槽(Slot)、圓角(Round)、斜角(Chamfer)、圓軸(Shaft)、軸頸(Neck)、凸緣(Flange)、薄殼(Shell)、加強(qiáng)肋(Rib)及管件(Pipe)等均視為基本特征。Pro /Engineer參數(shù)化設(shè)計(jì)的特性包括：(1)三維實(shí)體模型 三維實(shí)體模型除了可以將用戶的設(shè)計(jì)理念以最真實(shí)的模型在計(jì)算機(jī)上表現(xiàn)以外，還可以隨時(shí)計(jì)算出產(chǎn)品的體積、面積、質(zhì)心、質(zhì)量和慣性矩等，以便了解產(chǎn)品的真實(shí)情況，可以減少對(duì)以上參數(shù)的人為計(jì)算時(shí)間。三維實(shí)體建模，與二維圖形相比，其優(yōu)勢(shì)主要在于：(1)三維 CAD可視化程度高、形象直觀、設(shè)計(jì)效率高，能為企業(yè)數(shù)字化提供完整的設(shè)計(jì)、工藝和制造信息；(2)三維 CAD可以更加準(zhǔn)確地表達(dá)技術(shù)人員的設(shè)計(jì)意圖，使設(shè)計(jì)過(guò)程更加符合設(shè)計(jì)習(xí)慣和思維方式，從而使技術(shù)人員更加專注于產(chǎn)品設(shè)計(jì)本身，而不是產(chǎn)品的圖形表示；(3)三維 CAD系統(tǒng)具有高級(jí)曲面造型工具，能夠構(gòu)造各種復(fù)雜的產(chǎn)品形狀；(4)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的裝配設(shè)計(jì)，進(jìn)行千涉檢查、運(yùn)動(dòng)仿真；(5)進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析和各種物理特性計(jì)算；(6)產(chǎn)品的三維模型可以通過(guò)投影自動(dòng)生成二維工程圖，各視圖之間完全相關(guān)，當(dāng)三維模型修改時(shí)，二維工程圖可以自動(dòng)完成更新；同時(shí)，設(shè)計(jì)結(jié)果也可以為后續(xù)設(shè)計(jì)模塊，如工程分析、數(shù)控加工等應(yīng)用，實(shí)現(xiàn) CAD/CAE/CAPP/CAM的集成。美國(guó) 90年代初致力于使用權(quán)新的設(shè)計(jì)及生產(chǎn)技術(shù)如實(shí)體模型 Solid Modeling、快速成型機(jī)，以及工程分析系統(tǒng)等，其成效是有目共睹的，但這些生產(chǎn)技術(shù)都離不開(kāi)以造型技術(shù)為基礎(chǔ)。從而減少后期修改而付出的昂貴代價(jià)，縮短設(shè)計(jì)周期。裝載機(jī)工作裝置優(yōu)化設(shè)計(jì)必須保證上述設(shè)計(jì)要求，即使?fàn)奚繕?biāo)函數(shù)無(wú)法達(dá)到的最優(yōu)狀態(tài)，也不能破壞設(shè)計(jì)要求。如此，能省去兩次操作。鏟斗在上限位置卸料時(shí)，最大卸載高度和最小卸載距離，必須與配套的載貨汽車(chē)車(chē)廂尺寸相適應(yīng)。從不易撒落這一目的出發(fā)，要求絕對(duì)平動(dòng)并無(wú)必要，只要把鏟斗舉升時(shí)的傾角變化量限制在某一許可范圍之內(nèi)即可。因此，設(shè)計(jì)時(shí)必須合理選取鏟斗的結(jié)構(gòu)和尺寸，以減小工作阻力，達(dá)到裝滿、卸凈，運(yùn)輸平穩(wěn)。UG=UG6, U=U3=45176。UG=UG7, U=U 運(yùn)輸。UG=UG4, U=U2=40176。此時(shí)，UG=UG4, U=Ui=5176。尤其是當(dāng)車(chē)體碰到障礙物或緊急制動(dòng)時(shí)， “點(diǎn)頭”現(xiàn)象更加顯著，嚴(yán)重時(shí)會(huì)破壞連桿、油缸等一些薄弱桿件。鏟斗自動(dòng)放平并不是絕對(duì)的，它只能保證機(jī)構(gòu)在某一個(gè)位置卸料后實(shí)現(xiàn)鏟斗自動(dòng)放平，其他位置則無(wú)此特性。連桿機(jī)構(gòu)的傳力比是指單位轉(zhuǎn)斗缸力所獲得的鏟斗掘起力。缺點(diǎn)是鏟掘轉(zhuǎn)斗時(shí)油缸小腔作用，輸出力小，連桿機(jī)構(gòu)的傳力比難以設(shè)計(jì)成較大值，所有鏟掘力相對(duì)較小，轉(zhuǎn)斗缸行程大，油缸結(jié)構(gòu)較長(zhǎng)，鏟斗卸載時(shí)，活塞桿易于鏟斗底部相碰，減小了卸料角:機(jī)構(gòu)不易實(shí)現(xiàn)鏟斗自動(dòng)平放。按輸入與輸出桿轉(zhuǎn)向不同，又可分為正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。這里動(dòng)臂油缸行程選擇 610 mm 翻斗油缸行程選擇 210 液壓缸性能參數(shù)的計(jì)算F1=P1A1x103 公式（24）式中 F1——液壓推力 KN P1——工作壓力 Mpa A1——活塞的面積A1= 公式（25）24L???式中 ——活塞的直徑由公式（24）計(jì)算得到 F1= NF2=P2A2x103 公式（26）式中 F2——液壓缸拉力 KN P2——工作壓力 Mpa A2——活塞有腔作用的面積A2= ） 公式（27）2(4ML????式中 ——活塞的直徑 AL? MM——活塞桿直徑由公式（27）計(jì)算得到 A2=2154由公式（26）計(jì)算得到 F2= 4由以上分析計(jì)算選擇翻斗油缸 HSGL0163/35 動(dòng)臂油缸 HSGL0163/35由裝載機(jī)工作裝置的自由度分析可知，工作裝置的連桿機(jī)構(gòu)均為封閉運(yùn)動(dòng)鏈的單自由度的平面低副運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其桿件數(shù)目應(yīng)為 4, 6, 8, 10等等。如液壓缸的推力、速度、作用時(shí)間、內(nèi)徑、行程及活塞缸直徑等；(3)根據(jù)選定的工作壓力和材料進(jìn)行液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。表 21 TZ08D型裝載機(jī)主要設(shè)計(jì)參數(shù)TZ08D裝載機(jī)配套拖拉機(jī) 　最高位置鏟斗銷(xiāo)高度(mm)　最大卸載高度(mm)　　卸載距離(mm)　卸料角度(176。動(dòng)臂是工作裝置的主要受力部件，其截面形狀為矩形；又因其長(zhǎng)、寬方向遠(yuǎn)大于厚度方向，故可以用板殼元對(duì)動(dòng)臂進(jìn)行離散。如圖 21所示，工作裝置由鏟斗、叉子掛接框、動(dòng)臂、橫梁、支撐桿、拉桿、動(dòng)臂后座等組成。動(dòng)臂與車(chē)架鉸接，操縱動(dòng)臂油缸即可舉升或降落動(dòng)臂和鏟斗。第二章 裝載機(jī)工作裝置簡(jiǎn)介工作裝置是裝載機(jī)的重要組成部分。具體任務(wù)如下：(1)TZ08D型裝載機(jī)工作裝置的液壓油缸設(shè)計(jì)計(jì)算。由于裝載機(jī)本身是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，外界載荷的作用復(fù)雜，加上人—車(chē)—環(huán)境的相互作用，給工作裝置的分析研究帶來(lái)了很大困難。裝載機(jī)工作裝置是一個(gè)較為復(fù)雜的機(jī)械系統(tǒng)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，利用先進(jìn)的 CAD／CAE 工具對(duì)機(jī)械系統(tǒng)開(kāi)展研究已成為一種趨勢(shì)。在當(dāng)前市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，用戶要求在不斷變化的情況下。因此，開(kāi)展裝載機(jī)工作裝置現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的研究，對(duì)推廣現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法，提高我國(guó)裝載機(jī)的設(shè)計(jì)水平與產(chǎn)品質(zhì)量，都具有十分重要的理論意義與現(xiàn)實(shí)意義。我國(guó)在“七五”和“八五”期間，我國(guó)一些工程機(jī)械廠從美國(guó)和日本等國(guó)家引進(jìn)其 70年代中、后期的產(chǎn)品進(jìn)行批量生產(chǎn)，以提高我國(guó)裝載機(jī)的設(shè)計(jì)水平和產(chǎn)品質(zhì)量。國(guó)內(nèi)一些單位于 80年代初開(kāi)始了這項(xiàng)研究工作，并初見(jiàn)成效。盡管在長(zhǎng)期實(shí)踐中積累有一定的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，但由于缺乏現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法的指導(dǎo)，設(shè)計(jì)時(shí)仍存在，常常需要完成大量的手工作圖工作。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)。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)。過(guò)去，工作裝置基本上沿用類(lèi)比法和作圖試湊法進(jìn)行設(shè)計(jì)，工作繁瑣、設(shè)計(jì)精度低、周期長(zhǎng)，且不易獲得各項(xiàng)性能指標(biāo)都比較滿意的設(shè)計(jì)方案。70 年代中期以來(lái)，國(guó)外一些大型裝載機(jī)制造公司己將優(yōu)化設(shè)計(jì)、有限元分析及 CAD等現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法應(yīng)用于裝載機(jī)工作裝置的實(shí)際產(chǎn)品設(shè)計(jì)之中，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。特彼勒、日本小松制作所和意大利菲亞特一阿里斯等大型裝載機(jī)制造公司也于 70年代中期將優(yōu)化設(shè)計(jì)、有限元分析及 CAD現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法應(yīng)用于裝載機(jī)及其工作裝置的實(shí)際產(chǎn)品設(shè)計(jì)之中，并取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。但國(guó)內(nèi)對(duì)裝載機(jī)工作裝置的研究目前還僅局限于單一設(shè)計(jì)理論方法的使用，過(guò)多偏重于理論上的分析與計(jì)算，即缺乏系統(tǒng)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論作為主導(dǎo)，理論研究有為真正應(yīng)用于實(shí)際產(chǎn)品的設(shè)計(jì)之中，絕大多數(shù)工程機(jī)械廠采用傳統(tǒng)的作圖試湊法設(shè)計(jì)工作裝置。過(guò)去在解決這類(lèi)問(wèn)題時(shí)，常采用作圖的方法加以解決。它不但可精確合理地使各零部件的設(shè)計(jì)選用成為可能，而且還可使產(chǎn)品的制造降低，性能提高。比起準(zhǔn)確率 99％的分析，順手就能完成的趨勢(shì)評(píng)估，更貼近絕大多數(shù)的使用者。本課題以 TZ08D裝載機(jī)為實(shí)例，結(jié)合現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)，利用 PRO/E軟件建立裝載機(jī)工作裝置力學(xué)模型。 本文的主要任務(wù)本論文希望通過(guò) Pro/ENGINEER軟件對(duì) TZ08D型裝載機(jī)進(jìn)行簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)和三維建模分析。然后簡(jiǎn)單介紹了裝載機(jī)工作裝置實(shí)體建模的一般方法，提出了本文研究的內(nèi)容以及需要研究和解決的關(guān)鍵問(wèn)題。鏟斗是裝載物料的容器，具有兩個(gè)鉸點(diǎn)，一個(gè)與動(dòng)臂鉸接，另一個(gè)通過(guò)叉子掛接框而與轉(zhuǎn)斗油缸連接，操縱轉(zhuǎn)斗油缸即可使鏟斗翻轉(zhuǎn)或卸料。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)