【正文】 立用戶(hù)都能同時(shí)為同一件產(chǎn)品造型而工作。用 Pro/E生成曲面非常方便，方法有：拉伸 旋轉(zhuǎn) 放樣 掃掠 網(wǎng)格 點(diǎn)陣等。 3) 根據(jù)給出 的力決定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及反作用力。隨著科技的發(fā)展，和設(shè)計(jì)理念的不斷更新，還將出現(xiàn)更 多功能和性能優(yōu)良的裝載機(jī)產(chǎn)品。 圖 裝載機(jī)工作裝置運(yùn)動(dòng)仿真設(shè)計(jì)步驟 本章小結(jié) 本章主要討論了運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)產(chǎn)生的背景、狀況及發(fā)展趨勢(shì)，介紹了運(yùn)動(dòng)仿真應(yīng)用的領(lǐng)域和實(shí)現(xiàn)的過(guò)程，指出了課題研究的背景和實(shí)際意義，確定了論文所要完成的主要 任務(wù)和預(yù)期目的。實(shí)體模型最真實(shí)的反映三維形體的特性，不但包括了形體的幾何輪廓，而且由于實(shí)體有密度屬性，因而可以進(jìn)行質(zhì)量計(jì)算、干涉檢查等操作。一般來(lái)說(shuō)，要根據(jù)圖形的形狀選擇生成模型的方式。最后添加一些細(xì)節(jié)如圖3 工作裝置的實(shí)體建模 10 1動(dòng)臂上的筋板，添加筋板時(shí)要注意參考面的正確建立。最后采用兩側(cè)拉伸方法添加截齒特征和陳列生成。這樣作，主要是避免三孔同時(shí)建立時(shí)出現(xiàn)的孔位置難以確定的問(wèn)題。 使用 Pro/E 進(jìn)行裝配設(shè)計(jì)有兩種基本方法，示意圖如圖 。 前面已經(jīng)生成礦用小型裝載機(jī)的各種底層零件 的三維模型，然后采用由底向上的裝配設(shè)計(jì)方法對(duì)這些零件進(jìn)行空間定位來(lái)生成裝配件。 液壓 缸體模型裝配 第一步：缸筒與底座的連接 缸筒與底座的連接屬于銷(xiāo)釘連接，操作方法同前所述。其次選取連桿的另一端與鏟斗或搖桿的連接為圓柱連接，操作過(guò)程同前所述。本次設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是礦用小型裝載機(jī)工作裝置的動(dòng)態(tài)模擬設(shè)計(jì)，但為了美觀(guān) ,根據(jù)車(chē)體的基本結(jié)構(gòu)和基本尺寸也生成了車(chē)體 ,如圖 所示為本次設(shè)計(jì) 裝配的裝載機(jī)在幾種不同情況下的裝配模型。然后選取裝配模型中的大臂上的一點(diǎn)，用鼠標(biāo)對(duì)其進(jìn)行托移。4 工作裝置運(yùn)動(dòng)仿真 22 點(diǎn)“限制”按鈕系統(tǒng)顯示如圖 ，選中該界面中的 復(fù)選框，再分別在“最小”和“最大”文本框中鍵入 0和 81。 （單位為秒）。 ：?jiǎn)螕簟胺治龆x”對(duì)話(huà)框中的“確定”按鈕；單擊“分析”對(duì)話(huà) 框中的“關(guān)閉”按鈕。 （ 1） 選取運(yùn)動(dòng)名稱(chēng)：從“結(jié)果集”下拉列表中，選取前邊定義的運(yùn)動(dòng)名稱(chēng)。 圖 圖 4 工作裝置運(yùn)動(dòng)仿真 25 測(cè)量 使用“結(jié)果”菜單中的“測(cè)量”命令，可創(chuàng)建一個(gè)或多個(gè)分析測(cè)量特征，這類(lèi)特征是用一個(gè)圖形表示某個(gè)運(yùn)動(dòng)分析運(yùn)行的測(cè)量結(jié)果。 “測(cè)量結(jié)果”對(duì)話(huà)框，在該對(duì)話(huà)框中進(jìn)行下列操作。 （ 3） 進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)量。5 結(jié) 論 28 5 結(jié) 論 近年來(lái)，液壓傳動(dòng)在工程機(jī)械行駛驅(qū)動(dòng)上的應(yīng)用得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但把發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)和負(fù)載看成一個(gè)負(fù)荷驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來(lái)研究其功率匹配特性，對(duì)采用行駛液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的工程機(jī)械來(lái)說(shuō)具有重要意義。文中內(nèi)容基本完成了本次設(shè)計(jì)要求，達(dá)到了預(yù)期目的： ? 對(duì)裝載機(jī)液壓缸進(jìn)行合理的選取。這些都將激勵(lì)著我以后的生活和工作。 在此 ,向陳老師致以我崇高的敬意，同時(shí)衷心的感謝陳老師對(duì)我的信任，關(guān)懷和幫助，另外我要感謝我的學(xué)弟唐新軍給我工作的環(huán)境。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(yíng)得了競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。 4 工作裝置運(yùn)動(dòng)仿真 27 圖 圖 ，縱坐標(biāo)表示速度，橫坐標(biāo)表示時(shí)間。 b. 選擇測(cè)量類(lèi)型：?jiǎn)螕簟邦?lèi)型”區(qū)域中的 ，從彈出的下拉列表中選擇“速度”。圖中縱坐標(biāo)為“速度”橫坐標(biāo)為“時(shí)間”圖中曲線(xiàn)表示在不同時(shí)間舉升臂連接軸的速度值。 4 工作裝置運(yùn)動(dòng)仿真 24 圖 （ 3）開(kāi)始回放演示：在如圖所示的“回放”對(duì)話(huà)框中，單擊“演示 ”圖標(biāo) 系統(tǒng)便開(kāi)始進(jìn)行回放演示，如果檢測(cè)到元件干涉時(shí)，系統(tǒng)將加亮干涉區(qū)域，并停止回放。在回放中，還可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)干涉檢查和制作播放文件。本次設(shè)計(jì)選擇“快照 1”即鏟土工位開(kāi)始運(yùn)行運(yùn)動(dòng)。再次拖動(dòng)大臂可驗(yàn)證所定義的極限已經(jīng)起作 用了。 圖 圖 將大臂托移到鏟土工況時(shí)的位置，也就是圖 (a)所示大臂位置，然后關(guān)閉“托動(dòng) ” 對(duì)話(huà)框。 創(chuàng)建裝載機(jī)工作裝置的機(jī)械運(yùn)動(dòng)仿真 連接軸設(shè)置 本次設(shè)計(jì)只對(duì)大臂連接軸進(jìn)行了設(shè)置，對(duì)其余連接軸均采用默認(rèn)設(shè)置。需要提出的是在建模過(guò)程中，對(duì)于不同生成方法的選擇應(yīng)盡可能采用簡(jiǎn)單方法，采取能簡(jiǎn)則簡(jiǎn)的原則，這樣能大大提高設(shè)計(jì)效率。在元件放置對(duì)話(huà)框中點(diǎn)“ +”按扭（圖 ）增加一個(gè)“銷(xiāo)釘”連接類(lèi)型，分別選取活塞桿前端環(huán)和動(dòng)臂連接軸孔的軸線(xiàn)，然后分別選取活塞桿前端環(huán)和動(dòng)臂需要匹配的面，輸入 偏移尺寸，系統(tǒng)自動(dòng)完成活塞桿與動(dòng)臂的裝配連接，點(diǎn)“確定”退出。在元件放置對(duì)話(huà)框中點(diǎn)確定。由此可以看出，在對(duì)產(chǎn)品總體設(shè)計(jì)上，以由頂向下的設(shè)計(jì)方法更為貼近實(shí)際一些。 注：本次設(shè)計(jì)的小型裝載機(jī)工作裝置需采用三個(gè)液壓缸，其中翻轉(zhuǎn)液壓缸和舉升液壓缸基本結(jié)構(gòu)相同，所不同的只是長(zhǎng)度尺寸不同，所以只需建立一個(gè)舉升液壓缸零件，翻轉(zhuǎn)液壓缸零件可在舉升油缸的基礎(chǔ)上通過(guò)修改尺寸再生而成 連接銷(xiāo)軸的生成 圖 3 工作裝置的實(shí)體建模 14 銷(xiāo)軸建模主要采用旋轉(zhuǎn)命令，先繪制一條旋轉(zhuǎn)軸，接著草繪截面，再繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn) 360 度就 可生成銷(xiāo)軸實(shí)體，然后生成軸端的限位孔，最后在需要倒角的部位倒角。底座建模過(guò)程中需注意翻轉(zhuǎn)油缸連接座的正確定位。這就要求設(shè)計(jì)人員要有較好的空間想像力和抽象思維能力，這也是三維建模同二維圖形繪制最大的不同點(diǎn)之處。再就是如果草圖繪制過(guò)于精細(xì) ,再生成模型時(shí)會(huì)耗盡計(jì)算機(jī)資源 ,使得三維模型 生成速度很慢且易出現(xiàn)問(wèn)題。 在 Pro/E 中進(jìn)行零件設(shè)計(jì)的步驟是先創(chuàng)建基本特征，然后添加結(jié)構(gòu)特征。由于圖紙的錯(cuò)誤和理解的偏差，設(shè)計(jì)人員的意圖并不總能完全實(shí)現(xiàn)，因而設(shè)計(jì)制造的周期較長(zhǎng)，產(chǎn)品的質(zhì)量也受到影響。這就要求先進(jìn)行裝載機(jī)工作裝置的運(yùn)動(dòng)仿真設(shè)計(jì)。 7) 干涉檢查。Pro/ENGINEER 運(yùn)動(dòng)分析模塊可以進(jìn)行機(jī)構(gòu)的干 涉分析，跟蹤零件的運(yùn)動(dòng)軌跡，分析零件的速度、加速度、作用力、反作用力和力距。 本次對(duì)礦用小型裝載機(jī)的設(shè)計(jì)應(yīng)用 Pro/ENGINEER WILDFIRE 軟件 ,現(xiàn)就本次設(shè)計(jì)所接觸到的幾個(gè)主要模塊做簡(jiǎn)要概述。它的技術(shù)特點(diǎn)在于以下兩個(gè)方面。 由于其強(qiáng)大而完美的功能 Pro/ENGINEER 幾乎成為三維 CAD/CAM 領(lǐng)域的一面旗幟和標(biāo)準(zhǔn)。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1 前 言 5 效率，為產(chǎn)品贏(yíng)得了競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。 運(yùn)動(dòng)仿真 技術(shù)在國(guó)外已有很多應(yīng)用實(shí)例，我國(guó)也正極急投身于該項(xiàng)技術(shù)的研究中。 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(kāi)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。 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(guò)性差、但被廣泛應(yīng)用； ② 履帶式：接地比壓小，通過(guò)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。 總的來(lái)說(shuō)， 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(lèi)。 裝載機(jī) 的種類(lèi) 目前， 裝載機(jī)的國(guó)際市場(chǎng)分 為 兩類(lèi)：一類(lèi)是發(fā)達(dá)國(guó)家市場(chǎng)，二類(lèi)是發(fā)展中國(guó)家市場(chǎng)。我國(guó) “ 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(jì)比 “ 八五 ” 要大一倍以上，工程機(jī)械的總需求量亦將為 “ 八五 ” 期間的二倍，推土機(jī)、裝載機(jī)、輪式起重機(jī)、叉車(chē)、路面機(jī)械、鑿巖鉆車(chē)及挖掘機(jī)械等 7 類(lèi)主要工程機(jī)械 “ 九五 ”末的年需求量可在 11 萬(wàn)臺(tái)以上。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(xiāo)量及市場(chǎng)需求最大的機(jī)種之一。 3． 簡(jiǎn)述了 Pro/E 軟件在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，利用 Pro/E 構(gòu)建裝載機(jī)的三維實(shí)體模型，并對(duì)其進(jìn)行裝配，在 Pro/E環(huán)境下進(jìn)行了裝配 干涉檢驗(yàn)。 4． 在 Pro/ENIEER MECHANISM 環(huán)境下進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真 ,得出裝載機(jī)工作的性能曲線(xiàn)。 裝載機(jī)的簡(jiǎn)介 裝載機(jī)的發(fā)展歷史及前景 我國(guó)裝載機(jī)始于 1960 年末，發(fā)展至今它經(jīng)歷了 3個(gè)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(jìn)、合資合作發(fā)展階段。而輪式裝載機(jī) 2020 年時(shí)年需求達(dá) 27000～ 30000臺(tái)以上，這就為我國(guó)輪式裝載機(jī)行業(yè)的發(fā)展提供了一個(gè)良好的市場(chǎng)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)。發(fā)達(dá)國(guó)家市場(chǎng)的產(chǎn) 品技術(shù)水平和質(zhì)量要求很高，競(jìng)爭(zhēng)異常激烈。 行走裝置的不同 ： 裝載機(jī)分為輪胎式和履帶式兩種。 裝卸方式： ① 前卸式：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、視野好，適合于各種作業(yè)場(chǎng)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(tái)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(chǎng)地。其涉及機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、仿真建模、虛擬現(xiàn)實(shí)等多個(gè)領(lǐng)域、多項(xiàng)技術(shù)，以計(jì)算機(jī)仿真和產(chǎn)品生命周期建模為基礎(chǔ)，以機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和控制理論為核心，借助成熟的三維計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、圖形用戶(hù)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(jì)開(kāi)發(fā)和分析過(guò)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(guān)形象地對(duì)虛擬的產(chǎn)品原型進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化、性能測(cè)試、制造仿真以及使用仿真等。在傳統(tǒng)上，我 國(guó)引進(jìn)物理樣機(jī)，開(kāi)發(fā)人員往往停留在零件照抄的水平上，對(duì)于樣機(jī)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。 總結(jié) 基于運(yùn)動(dòng)仿真的設(shè)計(jì)方法將成為 21世紀(jì)工礦設(shè)備開(kāi)發(fā)、研究的主流。 它在國(guó) 外大學(xué)院校里以成為學(xué)生工程必修的專(zhuān)業(yè)課程，也成為工程技術(shù)人員必備的技術(shù)，是目前國(guó)際上專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員使用最為廣泛的、先進(jìn)的、具有多種功能的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)仿真軟件。 1 Pro/E參數(shù)化設(shè)計(jì)特征和功能 Pro/ENGINEER 是采用參數(shù)化設(shè)計(jì)的、基于特征的實(shí)體的建模工具，工程設(shè)計(jì)人員采用具有智能特性 的基于特征的功能去生成模型，如 Hole（孔）、 Shell（殼）、 Chamfer（倒角）及 Round（倒圓角）。 1 機(jī)械設(shè)計(jì) CAD模塊 機(jī)械設(shè)計(jì)模塊是一個(gè)高效的三維機(jī)械設(shè)計(jì)工具，它可繪制形狀相當(dāng)復(fù)雜的零件。 Pro/ENGINEER MOTION 模塊為 Pro/ ENGINEER 的集成運(yùn)動(dòng)模塊，是設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)有力的工具。 運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)對(duì)裝載機(jī)設(shè)計(jì)理念的影響 裝載機(jī)是一種作業(yè)效率高，用途廣泛的工程機(jī)械，它不僅對(duì)松散的堆積物料可進(jìn)行裝運(yùn)、卸作業(yè)，還可對(duì)巖石、硬土進(jìn)行輕度鏟掘工作，并能用來(lái)清理刮平場(chǎng)地及牽引作業(yè)。 裝載機(jī)工作機(jī)構(gòu)的 運(yùn)動(dòng)仿真 的設(shè)計(jì)主要是用大型參數(shù)化建模工具 Pro/ENINEER 對(duì)工作裝置先進(jìn)行三維實(shí)體建模，然后實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)模擬。在產(chǎn)品的形狀和結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的時(shí)候 尤其如此。開(kāi)始做零件之前，應(yīng)做好充分的準(zhǔn)備工作，明確設(shè)計(jì)意圖。 動(dòng)臂的生成 圖 動(dòng)臂建模主要采用拉伸，首先選定草繪平面進(jìn)入草繪模式，繪出動(dòng)臂二維草圖，然后進(jìn)行拉伸生成動(dòng)臂三維實(shí)體，再在其上打孔，應(yīng)注意保證主要尺寸的準(zhǔn)確性。 鏟斗的生成 采用拉伸方法建立鏟斗基本體，用抽殼功能形成基本殼體。 連桿的生成 圖 連桿的生成比較簡(jiǎn)單，主要采用了拉伸命令，需要注意的是在草繪截面時(shí)尺寸的標(biāo)注，要保證主要尺寸的準(zhǔn)確，比如兩孔中心距。要注意的是建立限位孔時(shí)需先創(chuàng)建與柱面相切的基準(zhǔn)面作為草繪截面 工作裝置裝配模型建模 零件設(shè)計(jì)完成后，往往需要根據(jù)設(shè)計(jì)要求對(duì)零件進(jìn)行裝配。 但是由底向上的設(shè)計(jì)方法并不是一無(wú)是處，對(duì)于一些已經(jīng)比較成熟的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程，采用這種設(shè)計(jì)方法效率反而高一些。 圖 動(dòng)臂模型裝配 調(diào)入圖 所示動(dòng)臂實(shí)體模型，在元件放置對(duì)話(huà)框中點(diǎn)“連接” (圖 )在連接類(lèi)型中選“銷(xiāo)釘”（圖 ），約束類(lèi)型 1為“軸對(duì)齊”分別在動(dòng)臂模