【正文】 選項板定義彼此之間的約束關(guān)系；否則，在裝配時應(yīng)使用“連接”選項板來定義它們間的連接關(guān)系和約束關(guān)系。在裝配過程中，如果按照設(shè)定的約束關(guān)系并沒有使被裝配件處于“正常的工作位置”，可使用“拖動”選項板上的“平移”、“旋轉(zhuǎn)”等工具對被裝配件進(jìn)行調(diào)整，直至符合要求為止。在Pro/E中，組件模塊提供了“匹配”、“對齊”、“插入”和“坐標(biāo)系”等多種約束類型和“剛性聯(lián)接”、“銷聯(lián)接”、“滑動聯(lián)接”、“平面聯(lián)接”、“球聯(lián)接”等多種連接形式。在具體操作中，正確地選擇并使用這些約束類型和連接形式，對能否成功地實現(xiàn)液壓支架的虛擬裝配與運(yùn)動仿真至關(guān)重要。為此，4 個立柱和各個油缸兩端的銷孔與其相關(guān)部件上耳座之間一律采用“銷聯(lián)接”，活塞桿與缸體之間、插板與尾梁之間、推桿與底座之間一律采用“滑動聯(lián)接”，而護(hù)幫板與頂梁、頂梁與尾梁之間，還有位于尾梁與底座之間的擺桿等，也一律采用“銷聯(lián)接”。一般情況下，采用的聯(lián)接形式不同，接下來所需定義的約束類型也不同。只有當(dāng)被裝配件處于完全約束時，被裝配件才可能具有確定的運(yùn)動，“聯(lián)接”才會有效。關(guān)于裝配約束，需要注意以下幾點(diǎn)：（1） 一般來說，建立一個裝配約束時，應(yīng)選取元件參照和組件參照。元件參照和組件參照分別是元件和裝配體中用于約束定位和定向的點(diǎn)、線、面。例如通過對齊（Align）約束將一根軸放入裝配體的一個孔中，軸的中心線就是元件參照，而孔的中心線就是組件參照。（2） 系統(tǒng)一次只添加一個約束。例如不能用一個“對齊”約束將一個零件上兩個不同的孔與裝配體中的另一個零件上的兩個不同的孔對齊，必須定義兩個不同的對齊約束。（3） 要對一個元件在裝配體中完整地指定放置和定向（即完全約束），往往需要定義數(shù)個裝配約束。（4） 在Pro/E中裝配元件時，可以將多個所需的約束添加到元件上。即使從數(shù)學(xué)的角度來說，元件的位置已完全約束，還可能需要指定附加約束，以確保裝配件達(dá)到設(shè)計意圖。 將底座導(dǎo)入裝配模式作為第一個零件（1） 新建裝配文件。以zongtu為名新建一個裝配文件，單擊新建按鈕，系統(tǒng)彈出“新建”對話框。在“新建”對話框中選擇“組件”，“名稱”框中輸入文件名zongtu，并取消使用缺省模板，如圖425所示。單擊按鈕，在彈出的“新文件選項”中選擇，如圖426。單擊按鈕，進(jìn)入裝配工作環(huán)境，如圖427所示。圖425 “新建”對話框圖426 “新文件選項”對話框圖427 裝配工作環(huán)境（2） 將底座零件圖插入單擊右側(cè)工具欄中添加元件按鈕，在“打開”對話框中選擇dizuo文件并打開，在彈出“元件放置”操控板中的“約束類型”下拉列表中選擇“缺省”選項，將底座按缺省設(shè)置放置，此時“狀態(tài)”區(qū)域顯示的信息為“完全約束”，如圖428。單擊按鈕，完成底座的放置，見圖429。圖428 “元件放置”操控板 添加前、后連桿前、后連桿與底座的連接類型為銷連接，前連桿的“放置”操控板如圖429。完成前、后連桿約束定義后可使用拖動命令來將前、后連桿調(diào)整到合適位置，以便為下一零件的裝配做好準(zhǔn)備。最終效果如圖430。圖429 前連桿約束類型圖430 添加前、后連桿 添加掩護(hù)梁掩護(hù)梁與前、后連桿鉸接，所以同樣定義為銷連接，完成后見圖431。掩護(hù)梁側(cè)護(hù)板先與掩護(hù)梁以圓柱形式連接，而后兩者作為一整體插入到總圖中。圖431 添加掩護(hù)梁 添加頂梁頂梁與掩護(hù)梁鉸接，約束類型同樣選擇“銷連接”，見圖432。對于頂梁側(cè)護(hù)板，是與頂梁采用圓柱連接后與頂梁一起插入總裝配圖的。如此，可方便裝配，并能提高裝配效率，裝入總圖后倆者間的圓柱連接關(guān)系系統(tǒng)仍能正確識別。圖432 添加頂梁 添加護(hù)幫板護(hù)幫板與頂梁通過長、短桿鉸接，約束類型同樣選擇“銷連接”，這里需要注意長、短桿的連接順序，見圖433。圖433 添加護(hù)幫板 添加尾梁及插板插板與尾梁的運(yùn)動關(guān)系為滑動，選擇兩組平面約束來定義兩者的連接，平面約束“元件放置” 操控板如圖434所示。插板與尾梁組裝后作為一個整體插入到zongtu裝配體中，見圖435。 定義插板操控板圖435 添加尾梁、插板 添加立柱、護(hù)幫千斤頂、尾梁千斤頂及插板千斤頂立柱缸與底座、活塞桿與頂梁均為球連接，缸體與活塞桿為圓柱連接。在裝配過程中需要先定義球連接而后再添加圓柱連接關(guān)系。但在實際操作中發(fā)現(xiàn)，Pro/E軟件對于球連接較難正確識別，往往在運(yùn)動分析中會出現(xiàn)錯誤，基于這種情況，本人將此處的球連接以銷連接來代替。實踐證明，這種改進(jìn)是正確可行的。護(hù)幫千斤頂、尾梁千斤頂及插板千斤頂采用先定義缸體與耳板、活塞桿與耳板間的銷連接，而后定義缸體與活塞桿間的圓柱連接的方法進(jìn)行裝配。裝配完成后可使用按鈕拖動元件放到合適位置以檢查裝配是否準(zhǔn)確、運(yùn)動是否靈活等。至此液壓支架的整機(jī)裝配就全部結(jié)束了。圖436 液壓支架整機(jī)裝配完成圖第5章 液壓支架的三維實體運(yùn)動仿真液壓支架的運(yùn)動仿真[9]是在成功建立了其裝配模型的基礎(chǔ)上，通過定義靜止部件、運(yùn)動部件，并在各起始運(yùn)動件上定義驅(qū)動電機(jī)、選擇連接軸和運(yùn)動方向、設(shè)定運(yùn)動初始條件或參數(shù)等一系列操作來實現(xiàn)的。由于 ZF3700/16/26型放頂煤液壓支架各運(yùn)動部件均以立柱或油缸為驅(qū)動件，活塞桿在油缸中只作直線往復(fù)運(yùn)動，所以，在建立液壓支架的仿真模型時，以底座為靜止部件，其他部件均為活動件。將驅(qū)動電機(jī)放在活塞桿上，以活塞桿軸線作為聯(lián)接軸，然后根據(jù)各個活塞桿的行程和運(yùn)動時間，在“輪廓”面板的“規(guī)范”欄中選擇“速度”來規(guī)范活塞桿的運(yùn)動，在“模”欄中使用“常數(shù)”選項；最后，利用“運(yùn)動分析”命令定義運(yùn)動仿真的起始時間和長度等，即可播放完成的動畫效果。在“組件”環(huán)境下單擊菜單中的“應(yīng)用程序”，選擇“機(jī)構(gòu)”即可進(jìn)入仿真環(huán)境。運(yùn)動仿真的步驟如下： 定義伺服電動機(jī)單擊按鈕系統(tǒng)即可彈出“伺服電動機(jī)定義”對話框，在此對話框中定義運(yùn)動圖元及設(shè)置運(yùn)動參數(shù)，立柱及各千斤頂中的電機(jī)定義如圖51所示。單擊機(jī)構(gòu)分析按鈕彈出“分析定義”對話框，在此對話框中可設(shè)置總運(yùn)動時間、幀數(shù)、幀頻等運(yùn)動參數(shù)以及各電動機(jī)的運(yùn)動順序和運(yùn)動時間，如圖52。定義時間域的方式有三種：（1） 長度和幀頻：輸入運(yùn)行的時間長度（結(jié)束時間－開始時間）和幀頻（每秒幀數(shù)），系統(tǒng)計算總的幀數(shù)和運(yùn)行長度。（2） 長度和幀數(shù)：輸入運(yùn)行的時間長度和總幀數(shù)，系統(tǒng)計算運(yùn)行的幀頻。（3） 幀頻和幀數(shù)：輸入總幀數(shù)和幀頻（或兩幀的最小時間間隔），系統(tǒng)計算結(jié)束時間。運(yùn)行的時間長度、幀頻、幀數(shù)和最小時間間隔的關(guān)系：幀頻＝1／最小時間間隔。幀數(shù)＝幀頻時間長度＋1。 圖51 所有電動機(jī)定義數(shù)據(jù) 圖52 “分析定義”對話框 運(yùn)動分析所有電動機(jī)定義后即可進(jìn)行運(yùn)動分析[10]如圖53所示。分析無誤后保存分析結(jié)果，利用“回放”命令可以對已運(yùn)行的運(yùn)動定義進(jìn)行回放，在回放中還可以進(jìn)行動態(tài)干涉檢查和制作播放文件。對每一個運(yùn)行的運(yùn)動定義，系統(tǒng)將單獨(dú)保存一組運(yùn)動結(jié)果，利用“回放”命令可以將其結(jié)果保存在一個文件中，也可以刪除、恢復(fù)或輸出這些結(jié)果。而后可生成后綴名為 .mpg的演示文件。如圖54。圖53 運(yùn)動分析圖54 液壓支架演示文件 繪制運(yùn)動曲線選擇繪制曲線命令，可對液壓支架的運(yùn)動繪制曲線[11]。本例中選取頂梁前端一點(diǎn)，測得了它的位移——時間曲線，見圖55。運(yùn)動軌跡曲線見圖56，是一條近似雙扭線。圖55 位移——時間曲線圖56 軌跡曲線第6章 主要研究成果及結(jié)論（1） 確定液壓支架架型：ZF3700/16/26型小插板放頂煤液壓支架；（2） 液壓支架總體結(jié)構(gòu)尺寸：支架高度， Hm = 2600mmHn = 1600mm；支架間距，；底座長度，；四連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，掩護(hù)梁長度G = 1365mm； 后連桿長度A = 900mm； 前、后連桿上鉸點(diǎn)之距 = 255mm；前連桿長度 = 887mm；前連桿下鉸點(diǎn)高度 = 282mm；前、后連桿下鉸點(diǎn)在底座上的投影距離 = 426mm；前連桿上鉸點(diǎn)至掩護(hù)梁上鉸點(diǎn)之距 = 789mm；頂梁長度，取為3050mm；立柱和千斤頂位置的確定，立柱上柱窩位置x = m（），前、后柱窩間距850mm；立柱下柱窩至后連桿與底座的鉸點(diǎn)距離為685mm，前、后柱窩間距750mm； 頂梁側(cè)推千斤頂采用四孔式，掩護(hù)梁側(cè)推千斤頂采用三孔式； （3） 對液壓支架各結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行了三維建模設(shè)計及整機(jī)虛擬裝配； （4） 對液壓支架進(jìn)行了運(yùn)動仿真分析。通過分析運(yùn)動曲線，本設(shè)計支架的實際最大高度比理論高度小350mm左右，整機(jī)運(yùn)動靈活，無干涉區(qū)域，頂梁前端一點(diǎn)的運(yùn)動軌跡符合近似雙扭線要求。參考文獻(xiàn)[1] [J ].煤炭技術(shù),2006 , 20～21.[2] 李伯虎，柴旭東. 現(xiàn)代建模與仿真技術(shù)的發(fā)展[A].北京：高等教育出版社，2003，80～91[3] Yangqiang Di, Xudong Chai. 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Pro\：人民郵電出版社，2006.[10] 劉小平, 機(jī)械科學(xué)與技術(shù)出版社，2003.[11] :電子工業(yè)出版社,2007.致謝畢業(yè)設(shè)計是我們在大學(xué)期間的最后一次作業(yè)，也是我們留在大學(xué)的最后一個腳印。這次畢業(yè)設(shè)計及學(xué)位論文是在我的導(dǎo)師田建國老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。他那嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，田老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。在這將近三個月的設(shè)計過程中，程柏林老師也時刻關(guān)心著我的設(shè)計進(jìn)度和所遇到的困難。在此謹(jǐn)向田老師以及程老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。此次畢業(yè)設(shè)計是對自己的一次挑戰(zhàn)，是對自己各種能力和技能的考驗與鍛煉。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我提高了自己的動手能力和獨(dú)立思考問題的能力，使自己在大學(xué)期間所學(xué)到的知識得以融合貫通，開闊了知識面，提升了學(xué)術(shù)水平，這段經(jīng)歷是難忘的、是寶貴的，而且也必將會對我今后的學(xué)習(xí)和工作產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。本次畢業(yè)設(shè)計的順利完成，僅靠我一人的微薄之力是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，這是我們團(tuán)隊相互合作的結(jié)果。而這種合作與團(tuán)隊精神正是我們步入工作崗位后所必須具備的，一個人能否成就一番事業(yè)在很大程度上取決于他與人合作的能力大小。感謝母校給予我這次寶貴的實踐機(jī)會，感謝恩師和幫助過我的同學(xué)們所給予的莫大幫助，在此再獻(xiàn)上我最誠摯的謝意！ 78