【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 了解隨車起重運(yùn)輸車的基本結(jié)構(gòu)，工作原理以及應(yīng)用范圍。根據(jù)任務(wù)書給定的數(shù)據(jù)和要求，應(yīng)用UG建模軟件完成對(duì)整車的建模工作。此后，將總裝的UG模型導(dǎo)入到仿真軟件ADAMS里，完成運(yùn)動(dòng)仿真，并對(duì)其中測(cè)試出的曲線加以說(shuō)明和分析，最終得出整車可行性的結(jié)論。2 隨車起重運(yùn)輸車結(jié)構(gòu)及工作原理 隨車起重運(yùn)輸車結(jié)構(gòu)和分類 隨車起重運(yùn)輸車的基本結(jié)構(gòu)隨車起重運(yùn)輸車的主要組成： 隨車起重運(yùn)輸車主要組成1吊鉤組；2起重臂；3變幅油缸II；4主臂；5變幅油缸Ⅰ；6立柱；7回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；8基座；9控制系統(tǒng)；10支腿機(jī)構(gòu)；11油箱和安全保護(hù)裝置 隨車起重運(yùn)輸車的分類機(jī)械式和液壓式隨車起重運(yùn)輸車是市面上比較常見的、大家公認(rèn)的分類方式，是根據(jù)隨車起重機(jī)的結(jié)構(gòu)類型分類的。因?yàn)橐簤菏诫S車吊具有結(jié)構(gòu)緊湊，方便操作，回轉(zhuǎn)靈活，質(zhì)量小的優(yōu)點(diǎn)，所以它在隨車起重運(yùn)輸方面得到了極大的認(rèn)可。隨車起重運(yùn)輸車的起重節(jié)臂的位置有多種多樣，而貨箱的位置只能位于車體后部，駕駛室的位置位于其前部，因此，根據(jù)二者的相對(duì)位置可將其分為前置、中置和后置三種形式。 前置式起重車前置式隨車起重運(yùn)輸車的節(jié)臂安裝在汽車駕駛室和貨箱之間()。這種型式可因?yàn)槠湟簤焊装惭b在距離發(fā)動(dòng)機(jī)較近的位置，各方面的效率，諸如傳動(dòng)效率有著很大的提高。同時(shí)前置式的隨車起重運(yùn)輸車的優(yōu)勢(shì)是能充分發(fā)揮貨箱面積大并可以保證起重節(jié)臂在最大的伸出長(zhǎng)度內(nèi)能達(dá)到貨箱的所有工作位置，所以這種節(jié)臂布置型式得到了最為廣泛的使用。 中置式起重車中置式隨車起重運(yùn)輸車的節(jié)臂安裝在汽車貨箱中間()。這種位置型式的特點(diǎn)是可基本保持原車的重心位置不變，不會(huì)因?yàn)樗踔匚锏牟煌|(zhì)量而發(fā)生質(zhì)心位置的變化，同時(shí)它起重節(jié)臂較其他形式短，軸荷、整車載荷分配易于滿足設(shè)計(jì)要求，唯一不足的是體現(xiàn)在貨箱中部，因?yàn)楣?jié)臂在此處安裝，使貨箱對(duì)于面積的利用率大大降低，故實(shí)際應(yīng)用不多。 后置式起重車后置式隨車起重運(yùn)輸車的調(diào)運(yùn)節(jié)臂安裝在汽車貨箱后部()。這種布置對(duì)于要求貨箱利用率大得場(chǎng)合尤為合適，同時(shí)在對(duì)于后部附加了需要的掛車的貨運(yùn)車輛，可以完成很好的組合，即組合式卡車、吊車等。它的起重臂能完成多種作業(yè)形式，諸如在掛車和汽車之間的裝卸。不足的地方是節(jié)臂靠后的安裝形式，影響了整車的在大運(yùn)量下的扭矩和載荷的分配，從而帶來(lái)了輛操縱性變差的缺點(diǎn)【2】。所以這種型式應(yīng)用得也不是很多。 隨車起重運(yùn)輸車工作原理隨車起重運(yùn)輸車的基本工作原理是將汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓能，依靠液壓裝置完成起重運(yùn)輸?shù)亩囗?xiàng)作業(yè)內(nèi)容。其中，支腿伸縮油缸、支腿油缸實(shí)現(xiàn)可靠的地面支撐；變幅油缸I、變幅油缸II、伸縮油缸和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等完成起重臂(主臂和伸縮臂)升降、伸縮臂伸縮和起重臂回轉(zhuǎn)等動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)載荷的升降目的【2】。3 基于UG的整車模型建立隨著科技的不斷進(jìn)步和信息業(yè)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)軟件業(yè)的產(chǎn)品更新和設(shè)計(jì)也越來(lái)越趨向科技化、人性化，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件營(yíng)運(yùn)而生。這些高科技軟件為廣大設(shè)計(jì)研發(fā)人員提供了更完善的機(jī)械設(shè)計(jì)途徑，可以輕松實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜實(shí)體及造型的建立。 建模軟件UG簡(jiǎn)介 UG技術(shù)特點(diǎn) 西門子公司是德國(guó)著名的電子產(chǎn)品制造商，其世界著名產(chǎn)品包括西門子手機(jī)，西門子家電等。至于軟件開發(fā)方面，西門子公司同時(shí)結(jié)合了其自動(dòng)化部門和其驅(qū)動(dòng)集團(tuán)的一部分分支機(jī)構(gòu)，共同開發(fā)了一款大型繪圖建模軟件：UG，Unigraphics的縮寫。UG可以根據(jù)用戶的實(shí)際需求和個(gè)性化需求提供多方面的產(chǎn)品支持，包括數(shù)字化造型建模驅(qū)動(dòng)支持，驗(yàn)證準(zhǔn)確性實(shí)際性支持等。它開發(fā)始于20世紀(jì)90年代年，當(dāng)時(shí)隨著計(jì)算機(jī)編程的普及和開發(fā)，C語(yǔ)言得到大范圍應(yīng)用，UG正是在這種環(huán)境下誕生的。最初它僅僅應(yīng)用在大型系統(tǒng)工作站當(dāng)中，但是隨后的十年中，個(gè)人計(jì)算機(jī)業(yè)務(wù)和應(yīng)用的大面積普及，也是的UG在個(gè)人計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域取得的空前的發(fā)展，目前已經(jīng)成為模具行業(yè)建模設(shè)計(jì)的一個(gè)主要應(yīng)用【13】【14】。在計(jì)算機(jī)制造建模分析領(lǐng)域，它是應(yīng)用最為廣泛也是最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助軟件，功能非常的強(qiáng)大，不僅包括涵蓋了產(chǎn)品生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，諸如概念思維、功能分析、工程監(jiān)理、加工制造到產(chǎn)品發(fā)布等過(guò)程。同時(shí)在其他大型的產(chǎn)品制造業(yè)當(dāng)中，也有著至關(guān)重要的應(yīng)用。其中，對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著舉足輕重的汽車航空、通用機(jī)械、造船、電子等行業(yè)領(lǐng)域尤為突出。應(yīng)用的范圍如此之廣，是因?yàn)樵撥浖字魍茖?shí)體建模，這對(duì)于設(shè)計(jì)是十分重要的。此外，曲面的構(gòu)造方法和選項(xiàng)可以完成較為復(fù)雜的模型設(shè)計(jì)也是UG的特色；對(duì)于建模軟件建模的后續(xù)包括出圖的性能、模具的加工選擇還有裝配功能等操作也是大型建模軟件交互式CAD/CAM系統(tǒng)所能夠?qū)崿F(xiàn)的復(fù)雜實(shí)體及造型的建構(gòu)【15】。當(dāng)今的世界是數(shù)字化世界，是信息化占據(jù)了高科技領(lǐng)域通訊和交流平臺(tái)的主導(dǎo)，UG恰恰利用數(shù)字化模型系統(tǒng)來(lái)開發(fā)的，因此可以幫助生產(chǎn)開發(fā)企業(yè)輕松實(shí)現(xiàn)縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，向科學(xué)化經(jīng)營(yíng)管理模型的轉(zhuǎn)化。在UG建模中應(yīng)用最廣泛，流傳最普遍的是其產(chǎn)品設(shè)計(jì)模塊，它在世界范圍內(nèi)的應(yīng)用足以證明其有很高的產(chǎn)品設(shè)計(jì)建造和繪圖功能，這些都可以為后續(xù)的制造和生產(chǎn)提供科學(xué)性、準(zhǔn)確性和直觀性，從而滿足市場(chǎng)的新需求。對(duì)于普通的設(shè)計(jì)建模軟件，往往在某些方面諸如鈑金模塊、外觀造型設(shè)計(jì)、專用塑料件設(shè)計(jì)模塊等是空白的，或者僅僅是部分的設(shè)計(jì)，但是UG優(yōu)于這些設(shè)計(jì)工具，因?yàn)樗粌H提供了上述功能，還別出心裁的創(chuàng)新了線路設(shè)計(jì)系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)仿真和模型處理等專業(yè)應(yīng)用程序。其主要客戶包括：雷諾汽車，通用電氣，大眾汽車，波音公司，洛克希德，寶馬汽車以及美國(guó)、英國(guó)、俄羅斯軍方等政府部門?？梢钥闯鰩缀跛械拇笮桶l(fā)動(dòng)機(jī)和大部分汽車發(fā)動(dòng)機(jī)都采用UG進(jìn)行設(shè)計(jì)，這無(wú)不例外的說(shuō)明了其他的建模軟件在各個(gè)方面的劣勢(shì)，從側(cè)面反映了大家對(duì)UG功能的滿意和信任，尤其在高端工程領(lǐng)域，特別是軍工領(lǐng)域的特殊性能【15】。下面對(duì)UG中的一系列的功能模塊做一定的簡(jiǎn)介： 模具設(shè)計(jì):之所以在當(dāng)今這個(gè)信息時(shí)代獨(dú)占鰲頭、擊敗了其他的模型設(shè)計(jì)軟的UG，毫無(wú)疑問(wèn)是當(dāng)今較為流行模具設(shè)計(jì)軟件，原因是多方面的，功能強(qiáng)大，應(yīng)用范圍廣等諸多特色。流程對(duì)于磨具設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，是決定模具能否完成既定的任務(wù)和功能的關(guān)鍵所在，步驟尤為關(guān)鍵，重中之重則是分模。分模有兩種：一種是自動(dòng)添加的，另一種是手動(dòng)添加。自動(dòng)分模的過(guò)程如下：確定產(chǎn)品定位，分析位置，使Z軸方向與模型的法平面一致；拉出分型面；使之成為一個(gè)整片體；重新設(shè)置顏色；做箱體包裹整個(gè)產(chǎn)品，用片體分割等【16】。所有的訣竅和特色充分體現(xiàn)在手動(dòng)分模上，不僅效率高，而且此外的其他的分模方式不能充分的發(fā)揮位移坐標(biāo)等多方面命令的計(jì)算。風(fēng)格造型和工業(yè)設(shè)計(jì):若想擁有獨(dú)一無(wú)二的創(chuàng)造性和產(chǎn)品開發(fā)革新的多方面經(jīng)驗(yàn)，UG可以幫助完成工業(yè)設(shè)計(jì)師所必須具備的多方面知識(shí)和專業(yè)技能。利用建模，工業(yè)設(shè)計(jì)師能夠迅速地映射模型，改進(jìn)完善復(fù)雜的產(chǎn)品形狀，此外得天獨(dú)厚的渲染和工具可視化、信息化也在最大程度上滿足設(shè)計(jì)理念的審美要求。產(chǎn)品設(shè)計(jì):最UG所有的功能和應(yīng)用中，利用最全面和廣泛創(chuàng)新的是產(chǎn)品設(shè)計(jì)模塊。為制造設(shè)計(jì)提供了準(zhǔn)確性和直觀性，就要求其具有高性能的產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)和繪圖功能，可以滿足客戶設(shè)計(jì)任何復(fù)雜產(chǎn)品的需要，同時(shí)其它建模的軟件所欠缺的鈑金模塊、專用塑料件設(shè)計(jì)模塊在UG中也可以進(jìn)行深層次的應(yīng)用。仿真和優(yōu)化:對(duì)于建造模型之后的設(shè)計(jì)，為了避免設(shè)計(jì)投產(chǎn)的驗(yàn)證而大大增加無(wú)謂的浪費(fèi)，在UG模塊內(nèi)可以完成數(shù)字化、智能化的仿真分析，包括運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力分析模塊，從而確認(rèn)和優(yōu)化產(chǎn)品避免人力和物理的浪費(fèi)。越早的數(shù)字化利用仿真模塊，產(chǎn)品制造和開發(fā)商可以改善產(chǎn)品質(zhì)量，對(duì)于可行性有了充足的把握，最大程度的減少或消除對(duì)于物理樣機(jī)的昂貴耗時(shí)的設(shè)計(jì)、構(gòu)建。下面再對(duì)UG集成環(huán)境與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)直接相關(guān)的四個(gè)主要的應(yīng)用模塊及功能做簡(jiǎn)單的介紹。基本環(huán)境（Gateway）：其他任何工作模塊的正常運(yùn)行首先是在基本環(huán)境之上建立的。它是啟動(dòng)UG后第一個(gè)模塊。如果系統(tǒng)暫時(shí)處于其他應(yīng)用模塊中，可以隨時(shí)通過(guò)選擇“開始基本環(huán)境”返回到該模塊。在該模塊可以完成多種可能的設(shè)計(jì)操作，諸如改變顯示部分，分析部分，啟動(dòng)在線幫助，輸出圖紙，執(zhí)行外部程序等。建模（Modeling）：建模是設(shè)計(jì)師將自己腦中的設(shè)計(jì)思維通過(guò)圖紙的形式表現(xiàn)出來(lái)，完成由虛擬向?qū)嶋H轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵步驟，在UG中利用建模模塊，可以更好的完成設(shè)計(jì)師自身思維的表達(dá)，無(wú)論從實(shí)體建模、自由建模還是特征建模，設(shè)計(jì)師可以充分發(fā)揮創(chuàng)造性思維。此外，UG軟件所擅長(zhǎng)的曲線功能和曲面功能對(duì)于人性化的設(shè)計(jì)環(huán)境可以大大幫助設(shè)計(jì)師將主要精力放在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上減少用于熟悉軟件的時(shí)間。裝配：在完成了所有零件的建模工作后，設(shè)計(jì)人員需要將這些雜亂無(wú)章的零件進(jìn)行裝配，從而更加清晰的看出設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤和失誤，以及不能完全表達(dá)的部分。這起重向虛擬裝配發(fā)揮了無(wú)可替代的作用。利用該模塊可以完成平行的、自上而下和自下而上的產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程。在裝配過(guò)程中，還可以隨時(shí)進(jìn)行零部件的設(shè)計(jì)和編輯審查。在裝配過(guò)程中各個(gè)部件的參數(shù)化可以充分反映配對(duì)關(guān)系。體系結(jié)構(gòu)可以決定這種體系結(jié)構(gòu)可以體現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，并在各個(gè)設(shè)計(jì)組之間共享。通過(guò)選擇“開始建?！边M(jìn)入該模塊。制圖：制圖是制作平面工程圖的過(guò)程，是虛擬轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)的位移途徑。利用該模塊可以實(shí)現(xiàn)工程圖繪制的所有功能。三維圖向二維圖的轉(zhuǎn)化對(duì)于設(shè)計(jì)人員參考實(shí)體至關(guān)重要，因?yàn)槿S圖的直觀是很重要的參考。這其中必須并保證工程圖中的尺寸和相關(guān)視圖在實(shí)體模型改變時(shí)，系統(tǒng)能同步更新改變，減少因?yàn)槿S模型的改變更新二維工程圖所需要的時(shí)間；自動(dòng)視圖布局功能可以快速全面布局二維圖，無(wú)論是正交投影圖反應(yīng)投影關(guān)系，還是軸測(cè)視圖、剖視圖、輔助視圖等。另外，UG還提供了一套基本的標(biāo)注工具，利用模型數(shù)據(jù)，可以自動(dòng)沿用尺寸和公差，大大節(jié)省了標(biāo)注所帶來(lái)的時(shí)間【16】。如ANSI/ASMW、ISO、DIN、JSIS 和我國(guó)的GB等各項(xiàng)繪圖標(biāo)準(zhǔn)，UG工程圖模塊可以總動(dòng)完成并更新，U它也可發(fā)揮其曲線功能直接繪制平面工程圖。通過(guò)選擇“開始制圖”進(jìn)入該模塊。 UG操作界面簡(jiǎn)介UG ，在此基礎(chǔ)上增加了一些新的特色，總體來(lái)說(shuō)，它的界面在設(shè)計(jì)上簡(jiǎn)單易懂，用戶只要了解各部分的位置和用途，就可以充分運(yùn)用系統(tǒng)的操作功能，給自己的設(shè)計(jì)工作帶來(lái)方便。在Win7平臺(tái)上選擇“開始所有程序”命令即進(jìn)入歡迎界面。 不同工作模塊選擇之后，點(diǎn)擊“新建”按鈕，可以進(jìn)行多種模塊的選擇，包括模型、裝配、外觀造型設(shè)計(jì)等。導(dǎo)航條標(biāo)題欄工作區(qū)工具欄菜單欄坐標(biāo)系資源條 界面布置介紹點(diǎn)擊“模型確定”進(jìn)入建模模塊。該工作界面主要包括：標(biāo)題欄、菜單欄、工具欄、坐標(biāo)系、工作區(qū)等。下面介紹它們的主要功能。標(biāo)題欄：標(biāo)題欄顯示軟件名稱及其版本號(hào)，當(dāng)前正在操作的部件文件名稱。如果對(duì)部件已經(jīng)做了修改，但還沒(méi)有進(jìn)行保存，其后面還會(huì)顯示修改提示信息。菜單欄：菜單欄包含了該軟件的主要功能，系統(tǒng)所有的命令和設(shè)置選項(xiàng)都?xì)w屬到不同的菜單欄下，他們分別是：文件菜單，編輯菜單，視圖菜單，插入菜單，格式菜單，工具菜單，裝配菜單，信息菜單，分析菜單，首選項(xiàng)菜單，窗口菜單和幫助菜單。當(dāng)單擊任何一個(gè)菜單時(shí)候，系統(tǒng)都會(huì)展開一個(gè)下拉式菜單，菜單中包含所有與該功能有關(guān)的命令響應(yīng)。工具條:工具條中的按鈕都對(duì)應(yīng)著不同的命令，而且工具條中的命令都可以以圖標(biāo)的方式形象表示命令的功能，這樣可以免去用戶在菜單中的查找命令的繁瑣工作，方便用戶使用。提示欄：提示欄固定在工作面的左上方，主要用來(lái)提示用戶如何操作。狀態(tài)欄：狀態(tài)欄固定在提示欄的右方，主要用來(lái)顯示系統(tǒng)或圖元狀態(tài)。坐標(biāo)系：坐標(biāo)系表示建模的方為。工作區(qū)：工作區(qū)就是工作的主要區(qū)域，又稱為圖形窗口。資源區(qū)：資源條為用戶提供一種快捷的操作導(dǎo)航工具，它包含了裝配導(dǎo)航器、部件導(dǎo)航器、重用庫(kù)、歷史記錄、系統(tǒng)資料、加工向?qū)У葘?dǎo)航器，用戶通過(guò)導(dǎo)航條可以方便的進(jìn)行操作。 整車模型建立 對(duì)于一個(gè)復(fù)雜機(jī)構(gòu)，特別是像隨車起重運(yùn)輸車這種整車結(jié)構(gòu)，其模型建立的的方法一般是先創(chuàng)建多個(gè)零件，然后將這些零件裝配在一起，最后形成整車。綜合全面運(yùn)用UG的各種建模功能進(jìn)行隨車起重運(yùn)輸車工作裝置的零部件建模。同時(shí)建模時(shí)采用參數(shù)化建模, 這樣便于模型的修改。底架和支腿不是本次課題的主要研究對(duì)象，因此只是簡(jiǎn)單建模，表達(dá)出了其基本形狀即可。其他零部件嚴(yán)格按照任務(wù)書中的課題要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求和最終成果等）和實(shí)際工作及隨車起重運(yùn)輸車工作裝置的工程圖的尺寸建立三維模型。針對(duì)一般的建模軟件所欠缺的參數(shù)化建模相比，UG具有很高的這方面的優(yōu)越性，充分體現(xiàn)在其可變的設(shè)置方面。在分析建模、運(yùn)算過(guò)程中，為了更加智能方便的修改模型，只需要將變換參數(shù)值即可。而且還可以由程序自行根據(jù)預(yù)先設(shè)置的可變參數(shù)函數(shù)，自動(dòng)快速的地進(jìn)行一系列的仿真分析。 由于隨車起重運(yùn)輸車工作裝置的零部件較復(fù)雜，現(xiàn)特舉一個(gè)比較簡(jiǎn)單但涵蓋建模功能較為全面的部件，說(shuō)明各個(gè)零部件的具體建模過(guò)程。第一步：打開UG NX ，即可進(jìn)入U(xiǎn)G NX 。建立一個(gè)新文件，系統(tǒng)進(jìn)入基礎(chǔ)環(huán)境模塊。該模塊是其他應(yīng)用模塊的基礎(chǔ)平臺(tái)，通過(guò)點(diǎn)擊“起始”下拉菜單中的“建?！懊?，系統(tǒng)進(jìn)入建模模塊。第二步：繪制草圖草圖（Sketch）是與實(shí)體模型相關(guān)聯(lián)的二維圖形，若想清楚、快捷的構(gòu)件一個(gè)三維模型，草圖是重中之重，是三維圖能否建造成功的基礎(chǔ)。選擇草圖功能，可以再哎任何的指定平面內(nèi)完成草圖的繪制。在草圖中有 “約束”的概念，顧名思義是通過(guò)添加尺寸和位置約束實(shí)現(xiàn)與特征建模模塊同樣的尺寸，達(dá)到參數(shù)化建模的需求。應(yīng)用草圖工具，用戶可以首先繪制近似的曲線輪廓，而后再添加精確的約束定義后，可以完成表達(dá)設(shè)計(jì)的意圖。，首先建立基本的草圖。 草圖繪制效果界面建立的草圖后可用實(shí)體造型工具對(duì)草圖進(jìn)行拉伸、掃描、旋轉(zhuǎn)等操作，生成與草圖相關(guān)聯(lián)的實(shí)體模型。完成簡(jiǎn)單的拉伸，出現(xiàn)模型的大體結(jié)構(gòu)，為后續(xù)建模做好準(zhǔn)備。而后考慮到模型可以關(guān)于中間的一個(gè)虛擬平面做對(duì)稱，從而大大簡(jiǎn)化建模過(guò)程，因此可以根據(jù)距離建一個(gè)參考平面，最后用“鏡像“命令完成鏡像操作。具體步驟如下：（1）單擊“成型特征”工具欄中的“拉伸”圖標(biāo)，自動(dòng)彈出“拉伸”對(duì)話框，在下拉列表中選擇“特征曲線”，選中曲線，輸入拉伸數(shù)值和拉伸方向，單擊“確定”，完成操作。（2）考慮到鏡像需要一個(gè)中間平面，即基準(zhǔn)平面。根