【正文】 通過設(shè)置動(dòng)臂油缸驅(qū)動(dòng)、斗桿油缸驅(qū)動(dòng)、鏟斗油缸驅(qū)動(dòng)和回轉(zhuǎn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的 STEP函數(shù)，以達(dá)到控制油缸的 動(dòng)作過程的目的，來實(shí)現(xiàn)挖掘機(jī)的復(fù)合動(dòng)作同樣，在油缸移動(dòng)副約束處添加移動(dòng)驅(qū)動(dòng) (Translational ioint motion)，對于回轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)副添加轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng) (Rotational joint motion)，運(yùn)動(dòng)方式為位移(displacement)，運(yùn)動(dòng)函數(shù)輸入相應(yīng)的 STEP函數(shù)。這些函數(shù)的給出是以挖掘機(jī)工作裝置實(shí)際運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)和挖掘機(jī)油缸的理論行程為主要依據(jù)的。 以下主要針對液壓挖掘機(jī)虛擬樣機(jī)，采用順序動(dòng)作方式來計(jì)算檢驗(yàn)挖掘機(jī)的挖掘工作范圍，測定挖掘機(jī)的主要作業(yè)尺寸：最大挖掘半徑、最大挖掘深度 、最大挖掘高度。 對于液壓挖掘機(jī)來說，一般有兩種挖掘工作方式：順序動(dòng)作方式和復(fù)合動(dòng)作方式。 工作裝置的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析 運(yùn)動(dòng)學(xué)研究的是物體的位移、速度和加速度的關(guān) 系，因此對挖掘機(jī)工作裝置運(yùn)動(dòng)學(xué)的仿真分析任務(wù)是對已建立的工作裝置虛擬樣機(jī)模型，按主動(dòng)件的位置、速度和加速度來確定從動(dòng)件或從動(dòng)件上指定點(diǎn)的位置、速度和加速度。 仿真分析概述 1．仿真類型 ADAMS／ View 自動(dòng)地調(diào)用 ADAMS／ Solver 求解程序來完成仿真分析，其仿真類型有以下 4 種： (1) 動(dòng)力學(xué)分析 (Dynamic)：通過求解一系列非線性的微分和代數(shù)方程，仿真分析自由度大于零的復(fù)雜系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和各種力。描述力的大小可以用一個(gè)特定不變的常數(shù)值，也可以用 ADAMS/View 的函數(shù)表達(dá)式，或者用 ADAMS/View 子程序傳遞參數(shù)。運(yùn)課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣 賞 動(dòng)副運(yùn)動(dòng)有兩種：運(yùn)動(dòng)副移動(dòng)和運(yùn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)。 (1)運(yùn)動(dòng)副約束 運(yùn)動(dòng)副約束分為簡單運(yùn)動(dòng)副和復(fù)雜運(yùn)動(dòng)副，復(fù)雜運(yùn)動(dòng)副只是簡單運(yùn)動(dòng)副的組合，如齒輪副和關(guān)聯(lián)副。在 PRO/E 中建立挖掘機(jī)模型后，將其保存為 Parasolid 文件，其后綴名為． X_T。由于 ADAMS 軟件提供幾何建模工具功能較弱，對于較為復(fù)雜的模型，通常是在 UG、Pro/E、 CATIA 等大型 CAD 軟件建模，然后導(dǎo)入 ADAMS 中。挖掘機(jī)是由工作裝置、回轉(zhuǎn)裝置、行走裝置等組成的較為復(fù)雜的系統(tǒng)，本文負(fù)責(zé)的是工作裝置部分，但為保證挖掘機(jī)的完整性，將挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)裝置也進(jìn)行了裝配。 圖 311 完成以上步驟后，整個(gè)動(dòng)臂參數(shù)分析工作基本完成，啟動(dòng) Pro/E 軟件，打開動(dòng)臂父零件在其建模模塊下可以通過菜單得到對話框，進(jìn)行參數(shù)化的建模。 打開“ dong bi prt”零件，右擊“拉伸 1”單擊“編輯”命令，系統(tǒng)顯示動(dòng)臂的 主體尺寸值，如圖 35 所示。例如繪制動(dòng)臂先繪制草繪圖 ,用到 [ 直線 ] 、 [ 圓弧 ] 、 [ 相切 ]和 [修剪 ]等操作 ,最后用 [圓角 ]工具完成整個(gè)動(dòng)臂的繪制。 PRO/ENGIEER 具有的這些特點(diǎn)，使其非常適合于機(jī)械產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)，并運(yùn)用其參數(shù)化功能方便地進(jìn)行系列化產(chǎn)品的開發(fā)。 工程分析能力： Pro/MECHANI 是 PRO/ENGIEER 的一個(gè)比較獨(dú)立的模塊，是專門的工程分析模塊。 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣 賞 參數(shù)化軟件 PRO/ENGIEER 介紹 PRO/ENGIEER 是世界領(lǐng)先的機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化解決方案，專門 用于機(jī)械計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。 基于特征設(shè)計(jì)技術(shù) (feature Based Design Technology)是一種面向產(chǎn)品制造全過程的描述信息和信息關(guān)系的產(chǎn)品數(shù)字建模方法， PRO/ENGINEER、 I 一 DEAS、MDT、 Solidworks 等都是在一定程度上以參數(shù)化、變量化、特征設(shè)計(jì)為特點(diǎn)的新一代實(shí)體造型軟件產(chǎn)品。這兩種方法都屬于基于約束的實(shí)體造型技術(shù)。為增大鏟斗的轉(zhuǎn)角，通常采用搖臂連桿機(jī)構(gòu)來和鏟斗聯(lián)結(jié)。因此本章首先對涉及到的理論知識(shí)，如液壓挖掘機(jī)概述、參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)、特征建模技術(shù)方面進(jìn)行闡述，最后對所用的參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件 PRO/ENGIEER 進(jìn)行簡明的介紹。 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣 賞 2．對樣機(jī)進(jìn)行仿真分析 對模型進(jìn)行初步仿真，通過仿真結(jié)果檢驗(yàn)?zāi)Ｐ椭懈鱾€(gè)零件、約束及力是否正確，設(shè)置測量和仿真輸出。 ADAMS／ Linear(系統(tǒng)模態(tài)分析模塊 )可將 ADAMS形成的機(jī)械系統(tǒng)非線性運(yùn)動(dòng)方程線性化，計(jì)算特征值、特征向量和狀態(tài)空間矩陣。用戶使用該模塊，能夠精確地對由液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng) (如工程機(jī)械、汽車制動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、飛機(jī)起落架等 )進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真分析。 ADAMS／ Solver(求解器 )是 ADAMS 系列產(chǎn)品的核心模塊之一，是求解機(jī)械 系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)問題的程序。 虛擬樣機(jī)技術(shù)是一門新興的技術(shù)，它有著廣闊的發(fā)展前景及市場 。 3．利用實(shí)驗(yàn)裝置的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行某些構(gòu)件的建模并模擬各種各樣的作用力對樣機(jī)進(jìn)行仿真分析。 20 世紀(jì) 60 年代，古典的剛體力學(xué)、分析力學(xué)與計(jì)算機(jī)相結(jié)合的力學(xué)分支 —— 多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)產(chǎn)生了，其主要任務(wù)是 ： 1．建立復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)程式化的數(shù)學(xué)模型，開發(fā)實(shí)現(xiàn)這個(gè)數(shù)學(xué)模型的軟件系統(tǒng)，自動(dòng)進(jìn)行程序化處理。而虛擬樣機(jī)技術(shù)真正實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)角度的產(chǎn)品優(yōu)化，它基于并行工程，無需建立物理模型，在產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)階段就可以迅速地分析、比較多種設(shè)計(jì)方案，確定影響產(chǎn)品性能的敏感參數(shù)，并進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，通過可視化技術(shù)仿真分析產(chǎn)品在各種真實(shí)工況下的行為特征以及所具有的響應(yīng)，直至獲得最優(yōu)工作性能。 2．多柔體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的研究對象是由大量剛體和柔體組成的系統(tǒng)。 對于復(fù)雜的機(jī)械系統(tǒng)，研究其在載荷作用下各部件的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的重要問題。 虛擬樣機(jī)的基本概念 虛擬樣機(jī) (Virtual prototype，簡稱 VP)技術(shù)是當(dāng)前設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域的一項(xiàng)新技術(shù)，又稱為機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真 (Mechanical System Simulation)技術(shù)，是國際上80 年代隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的一項(xiàng)計(jì)算機(jī)輔助工程新技術(shù)。 課題研究意義 本論文對挖掘機(jī)工作裝置進(jìn)行建模、裝配，并對動(dòng)臂進(jìn)行參數(shù)化分析。 當(dāng)前，國際上液壓挖掘機(jī)的生產(chǎn)正向大型化、微型化、多能化、專用化和智能化的方向發(fā)展，應(yīng)用新技術(shù)、新工藝、新結(jié)構(gòu)和新材料，加快了向標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化發(fā)展的步伐，相對而言，雖然國內(nèi)液壓挖掘機(jī)行業(yè)近年來有很大發(fā)展，但總體水平與發(fā)達(dá)國家相比還有一定差距，可喜的是國內(nèi)眾多的研究 人員和單位對液壓挖掘機(jī)工作裝置設(shè)計(jì)進(jìn)行了不少研究，開發(fā)了設(shè)計(jì)軟件，為工作裝置設(shè)計(jì)參數(shù)分析和在 CAD 上自動(dòng)設(shè)計(jì)提供了基礎(chǔ)和參考。據(jù)建筑施工部門統(tǒng)計(jì)，一臺(tái)斗容為 I～Ⅳ級土壤時(shí)，每班生產(chǎn)率大約相當(dāng)于 300400 個(gè)工人一 天的作業(yè)量。 基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的液壓挖掘機(jī)工作裝置的動(dòng)態(tài)模擬仿真以及優(yōu)化設(shè) 計(jì) ，不僅可以驗(yàn)證工作裝置方 案設(shè)計(jì)的合理性， 而且可以檢驗(yàn)工作裝置各構(gòu)件在運(yùn)動(dòng)過程中是否發(fā)生干涉，機(jī)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)是否最優(yōu)。配套件的質(zhì)量和可靠性差，使用壽命短。相 對而言，國產(chǎn)挖掘機(jī)行業(yè)的總體水平還比較落后，在設(shè)計(jì)水平、技術(shù)層次上更是與小松、卡特、日立等國際知名 廠家的差距達(dá) 10 年之久。 關(guān)鍵詞 ： 液壓挖掘機(jī) 參數(shù)化 仿真 ADAMS 分析 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣 賞 For parameterization technology hydraulic excavator modeling and body movements analysis Abstract In the current economic globalization and market petition is fierce, in the new product development time reduced gradually, the quality of products and bee enterprise will be in the intense market petition to win the key factor . Excavator as a kind of efficient construction equipment, in modern china39。課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣 賞 基于 ProE 挖掘機(jī)工作裝置的建模及運(yùn)動(dòng)仿真 摘要 在當(dāng)今經(jīng)濟(jì)全球化、市場競爭日趨激烈的時(shí)代，在新產(chǎn)品的開發(fā)時(shí)間逐漸縮短的同時(shí)，產(chǎn)品質(zhì)量成為企業(yè)能否在激烈的市場競爭中取勝的關(guān)鍵因素。s modernization of playing an important, the hydraulic excavator has a range, many functions, high quality and high efficiency, etc, by the construction unit. the manufacturer of wellknown in the design of the hydraulic excavator on the way to the research and technology application of electronic puters, domestic producers are more stops, in the copying. System puteraided designing applications were not widely, immature, so the traditional approach has been very difficult to satisfy the needs of the design and manufacture, a puteraided technology to the whole system design, are the enterprises shall achieve rapid design best. This paper work device for excavator model, assembly and to move his arm for parameterization analysis. then the entire model to analyse how the dynamics emulation software adams, set up a virtual sample model for excavator for the excavation process of learning and imitation analysis. kiicsVirtual sample technology will be introduced to areas of design analyses excavator and greatly improve the design of the product design and quality efficiency and reduce product development cycles, and the development costs. the improvement of the existing product design, or the development of new products development to do the design of the product quality is a practical significance. Key word : Hydraulic excavator Parametric Simulation ADAMS Analysis 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣 賞 目錄 第一章 緒論 ........................................................ 1 課題的研究背景 ............................................... 1 液壓挖掘機(jī)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ..................................... 2 本課題的研究內(nèi)容及意義 ....................................... 3 第二章 虛擬樣機(jī)技術(shù) ................................................ 5 虛擬樣機(jī)技術(shù)概述 ............................................. 5 ADAMS 概述及其仿真技術(shù) ....................................... 8 ADAMS 建模、仿真的步驟 ...................................... 10 第三章 基于 PRO/E 的液壓挖掘機(jī)參數(shù)化建模 ......