【正文】 7 參考文獻(xiàn) 33 7 主要參考文獻(xiàn) [1].李世國(guó) ，李強(qiáng)，《 Pro/ENGINEER Wildfire 中文范例教程》 ， 機(jī)械工業(yè)出版社 ， [2].老虎工作室 ， 譚雪松、謝正超、柳祖國(guó) ， 《 Pro/ENGINEER2021 中文版基礎(chǔ)教程》 ， 人民郵電出版社 [3].高秀華、李貴亮、鄧洪超、馮增銘《機(jī)械三維動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)仿真技術(shù) —— Pro/ENGINEER 和Pro/MECHANICA應(yīng)用 》 [4].方建軍、劉仕良 ， 《機(jī)械動(dòng)態(tài)仿真與工程分析 —— Pro/ENGINEER Wildfire 工程應(yīng)用》 ,化學(xué)工業(yè)出版社 [5].于碩、閆涵 ， 裝載機(jī)工作裝置的機(jī)構(gòu)分析 ， 《工程機(jī)械》 2021 年第 8 期 [6]. 熊光明、龔建偉、陸際聯(lián)、徐正飛，《機(jī)械設(shè)計(jì)》 2021 年 12 期 [7]. 包金宇、廖文和、薛善良，虛擬樣機(jī)技術(shù)初探，《機(jī)械制造與自動(dòng)化》 2021 年 06 期 [8].李伯虎，復(fù)雜產(chǎn)品虛擬樣機(jī)技術(shù)的研究與實(shí)踐 [J]測(cè)控技術(shù) 2021， 20（ 11） [9].熊光楞等，虛擬樣機(jī)技術(shù) [J]系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)， 2021， 13（ 1） [10].祁新梅，機(jī)械產(chǎn)品建摸技術(shù)研究現(xiàn)狀及趨勢(shì) [J]合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 2021， 23（ 6） [11] ．李軍，孟紅， 張洪康， 谷中麗，汽車懸架參數(shù)對(duì)操縱穩(wěn)定性影響的仿真分析研究，車輛與動(dòng)力技術(shù) ， 2021 年 04 期 [12].Ming hung LIN and LI chen FU. 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幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)生活，使我深深的認(rèn)識(shí)到了自己的不足，看到了自己薄弱的一面，也使我懂得了許多，明白了許多。 感謝四年來(lái)各位恩師對(duì)我的辛勤栽培，同時(shí)感謝各位同窗，兄弟對(duì)我 的關(guān)心和幫助；感謝我的父母和所有親人多年來(lái)對(duì)我求學(xué)的支持與幫助。與陳 老師相處的一年中，我被 x 老師淵博的知識(shí)、豐富的科研經(jīng)驗(yàn)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度深深感動(dòng)了，陳老師一絲不茍的工作作風(fēng)將使我終生難忘。 ? 設(shè)計(jì)確定裝載機(jī)工作裝置結(jié)構(gòu)和零部件的基本結(jié)構(gòu) ? 對(duì)裝載機(jī)工作裝置主要零部件進(jìn)行靜力學(xué)分析和強(qiáng)度分析 ? 在 Pro/ENGINEER 軟件中對(duì)裝載機(jī)工作裝置零件進(jìn)行三維實(shí)體建模 ? 在 Pro/ENGINEER軟件中實(shí)現(xiàn)裝載機(jī)工作裝置工作過(guò)程的運(yùn)動(dòng)仿真，并且對(duì)工作裝置 運(yùn)動(dòng)構(gòu)件在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)關(guān)系、運(yùn)動(dòng)范圍設(shè)計(jì)、可能的運(yùn)動(dòng)干涉檢查等問(wèn)題 進(jìn)行分析，并輸出結(jié)果6 致 謝 32 6 致 謝 經(jīng)過(guò)幾個(gè)多月的努力，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于順利完成 ,在 這個(gè)令人充滿興奮和感激的時(shí)刻， 四年大學(xué) 求學(xué)生活 即將 結(jié)束了， 而我又要開(kāi)始新的征程了。并且配有插圖，使設(shè)計(jì)過(guò)程一目了然。 本文 介紹了裝載機(jī)的發(fā)展及前景， 重點(diǎn)敘述了小型裝載機(jī) 運(yùn)動(dòng)仿真 設(shè)計(jì)的全過(guò)程。通過(guò)運(yùn)動(dòng)仿真試驗(yàn)，還可節(jié)省建立試驗(yàn)臺(tái)、安裝測(cè)試設(shè)備和測(cè)試儀表等有關(guān)的費(fèi)用，更快地確定影響設(shè)計(jì)方案性能的敏感參數(shù)，達(dá)到最優(yōu)化設(shè)計(jì)目的。 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。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求還能生成多種這樣的測(cè)量結(jié)果曲線，方法基本相同，由于時(shí)間有限，本人不再作詳細(xì)敘述。從圖中可以看出鏟斗在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò) 程中速度與時(shí)間關(guān)系與前面所設(shè)定的值能夠較好的吻合，說(shuō)明鏟斗連接軸滿足設(shè)計(jì)要求。 d. 系統(tǒng)開(kāi)始自動(dòng)計(jì)算測(cè)量，并繪制出測(cè)量結(jié)果圖 Step3. 單擊“測(cè)量結(jié)果”對(duì)話框中的“關(guān)閉”按鈕。 a. 選取測(cè)量名：在圖 “測(cè)量結(jié)果”對(duì)話框列表中，單擊“舉升臂連接軸速度與時(shí)間關(guān)系”。 e. 單擊“確定”按鈕系統(tǒng)立即將新建測(cè)量添加到如圖 “測(cè)量結(jié)果”對(duì)話框中。 c. 選取測(cè)量點(diǎn)：選取模型中的舉升臂連接軸。 a. 鍵入測(cè)量名字：在該對(duì)話框中的名字文本框中鍵入測(cè)量名字“舉升臂連接軸速度與時(shí)間關(guān)系”。 圖 圖 （ 1） 選取圖形類型：?jiǎn)螕簟皥D形類型”區(qū)域中的 ，從彈出的下拉列表中選擇“測(cè)量與時(shí)間”。 “ Mechanism(M)”中的“測(cè)量”命令。 從圖 ，但在到達(dá)最高工位、中間工位、和最低工位時(shí)因?yàn)殓P斗的翻轉(zhuǎn)會(huì)造成一定范圍的波動(dòng)，但波動(dòng)不是很大，說(shuō)明動(dòng)臂能夠平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)，所以基本滿足要求。圖 臂連接軸進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析輸出的曲線圖。我們可以選擇創(chuàng)建一個(gè)圖形，對(duì)于一組運(yùn)動(dòng)分析結(jié)果顯示多條測(cè)量曲線，或者也可以觀察某一測(cè)量如何隨不同的運(yùn)動(dòng)運(yùn)行結(jié)果而改變。 “回放”對(duì)話框中的“關(guān)閉”按鈕。 （ 1） 制作播放文件。 ：在“選項(xiàng)”區(qū)域中選擇 。 （ 2）定義回放中的動(dòng)態(tài)干涉檢查。 所示的“回放”對(duì)話框，在該對(duì)話框中進(jìn)行下列操作。下面說(shuō)明本次設(shè)計(jì)的操作過(guò)程。也可以使用該命令來(lái)刪除恢復(fù)或輸出這些結(jié)果。 結(jié)果回放動(dòng)態(tài)干涉檢查與制作播放文件 使用“回放”命令可以查看前面已經(jīng)運(yùn)行的工作裝置運(yùn)動(dòng)定義?；蛘?，單擊“分析定義”對(duì)話框中的“確定”按鈕后，再在“分析”對(duì)話框中，單擊“ 運(yùn)行”按鈕。 。 快照：從保存在“拖動(dòng)”對(duì)話框中快照列表中，選擇某個(gè)快照，工作裝置從該快照開(kāi)始運(yùn)行運(yùn)動(dòng)。 10 （單位為秒） （ 5） 進(jìn)行初始配置：在圖所示的“分析定義”對(duì)話框的“初始配置”區(qū)域中，選擇選項(xiàng)。 ：?jiǎn)螕粼搮^(qū)域中的 ，從下拉列表中選擇“長(zhǎng)度和幀頻”。（見(jiàn)附表） （ 4） 時(shí)間周期和運(yùn)動(dòng)增量：在圖 “分析定義”對(duì)話框的“圖形顯示”區(qū)域進(jìn)行下列4 工作裝置運(yùn) 動(dòng)仿真 26 操作。 （ 2） 選擇分析類型：選取分析類型為“運(yùn)動(dòng)”（默認(rèn)選項(xiàng)）。 ，系統(tǒng)彈出如圖 “分析定義”對(duì)話框，在該對(duì)話 框中進(jìn)行下列操作。 “ Mechanism(M)”下拉菜單中的“分析”命令（或單擊命令圖標(biāo) ）。 圖 、速度、加速度與時(shí)間的 函數(shù)圖 4 工作裝置運(yùn) 動(dòng)仿真 25 運(yùn)行運(yùn)動(dòng) 向工作裝置中增加伺服電動(dòng)機(jī)后，可以啟動(dòng)“運(yùn)行運(yùn)動(dòng)”命令，通過(guò)該命令可以設(shè)置伺服電動(dòng)機(jī)時(shí)間周期和運(yùn)動(dòng)增量，來(lái)定義工作裝置的運(yùn)動(dòng)方式。（見(jiàn)附表） 、位置、加速度與時(shí)間的函數(shù)圖形：選中圖形區(qū)域中的“位置”“速度”“加速度”復(fù)選框，再單擊“圖標(biāo)” ，系統(tǒng)就會(huì)彈出連接軸的“位置”、“速度”、“加速度”與“時(shí)間”的函數(shù)圖形窗口。 4 工作裝置運(yùn) 動(dòng)仿真 24 注：裝載機(jī)工作裝置的運(yùn)動(dòng)是相當(dāng)復(fù)雜的，由于時(shí)間有限，本人沒(méi)有對(duì)裝載機(jī)的真實(shí)運(yùn)動(dòng)作深入的研究，所以本次設(shè)計(jì)所定義的所有電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)函數(shù)均選“速度”作為“規(guī)范”，并且運(yùn)動(dòng)函數(shù)均選則“常數(shù)”。 （ 4） 定義運(yùn)動(dòng)函數(shù)：?jiǎn)螕魧?duì)話框中的 標(biāo)簽，系統(tǒng)顯示如圖所示界面，在 界面中進(jìn)行下列操作。 圖 “從動(dòng)實(shí)體”區(qū)域中的 ，從彈出的下拉列表中選擇“連接軸”（默 認(rèn)選項(xiàng)） 。 （ 1） 鍵入伺服電動(dòng)機(jī)名稱：在該對(duì)話框中的名字文本框中鍵入伺服電動(dòng)機(jī)名 或采用系統(tǒng)默認(rèn)名。 可以在連接軸或幾何圖元上放置伺服電動(dòng)機(jī) .對(duì)于一個(gè)圖元 ,可以定義任意多個(gè)伺服電動(dòng)機(jī) .本次設(shè)計(jì)的裝載機(jī)工作裝置模型中共定義了八個(gè)伺服電動(dòng)機(jī) ,其中六個(gè)定義在鏟斗與舉升臂的連接軸上 ,主要用來(lái)控制鏟斗的翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) .另外兩個(gè)電動(dòng)機(jī)都定義在舉升臂與底座的連接軸上 ,兩個(gè)電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)方向相反 ,用來(lái)舉臂和落臂 . 定義伺服電動(dòng)機(jī)的具體操作如下 : 選擇“ Mechanism(M)”下拉菜單中的“伺服電動(dòng)機(jī)”選項(xiàng)，系統(tǒng)彈出“伺服電動(dòng)機(jī)”對(duì)話框，單擊該對(duì)話框中的“新建”按鈕 。 表：通過(guò)輸入一個(gè)表來(lái)定義位置速度或加速度與時(shí)間的關(guān)系，表文件的擴(kuò)展名為 .tab，可以在4 工作裝置運(yùn) 動(dòng)仿真 23 任何文本編輯器創(chuàng)建或打開(kāi)。 余弦： y=A*cos(2*Pi*t/T+B)+C, A=振幅， B=相位， C=偏移量， T=周期；該類型用于定義振蕩往復(fù)運(yùn)動(dòng)。伺服電動(dòng)機(jī)通過(guò)將位置、速度或加速度指定為時(shí)間的函數(shù)來(lái)形成運(yùn)動(dòng)輪廓，主要有以下函數(shù)： 常量： y=A， A=常量；該類型用于定義恒定 運(yùn)動(dòng)。 定義伺服電動(dòng)機(jī) 伺服電動(dòng)機(jī)是以單一自由度在兩個(gè)主體之間強(qiáng)加特殊運(yùn)動(dòng)。 圖 圖 創(chuàng)建快照 可通過(guò)創(chuàng)建快照操作使工作裝置的某個(gè)位置保存下來(lái)，以便下次查看。完成該連接軸設(shè)置。這樣就限定了該連接軸，即大臂的運(yùn)動(dòng)范圍。系統(tǒng)便將當(dāng)前“連接 軸位置”設(shè)置為零。 選擇“ Mechanism(M)”下拉菜單中的“連接軸設(shè)置”命令，系統(tǒng)彈出如圖 所示的“連接軸設(shè)置”對(duì)話框，在該對(duì)話框中進(jìn)行下列操作： 在裝配模型中選擇大臂與底座的連接軸，系統(tǒng)加亮所選取的軸，該連接軸名稱 顯示在對(duì)話框中 ，同時(shí)該接頭中的第一主體底座顯示綠色，第二主體大臂顯示青色。再點(diǎn)選 標(biāo)簽，如圖 ，然后 選取鏟斗與大臂的連接軸，這樣就鎖定了鏟斗，在拖動(dòng)大臂過(guò)程中鏟斗將保持不動(dòng)。建議在托移過(guò)程中將鏟斗鎖定。出現(xiàn)“拖動(dòng)”對(duì)話框，如圖 所示。大臂連接軸設(shè)置過(guò)程如下： 打開(kāi)工作裝置的裝配模型文件，點(diǎn)選主菜單上的“應(yīng)用程序”彈出其下拉菜單，然后點(diǎn)選“ Mechanism”進(jìn)入機(jī)械模塊界面。 在 Pro/ENGINEER的“機(jī)械（ Mechanism） ” 模塊中，可進(jìn)行一個(gè)機(jī)械裝置的機(jī)械運(yùn)動(dòng)仿真，并將其結(jié)果輸入到 Pro/MECHANICA中，以便于進(jìn)一步進(jìn)行力學(xué)分析，也可以將“機(jī)械”模型帶入到“設(shè)計(jì)動(dòng)畫(huà)”中來(lái)創(chuàng)建一個(gè)動(dòng)畫(huà)序列。4 工作裝置運(yùn) 動(dòng)仿真 21 4 裝載機(jī)工作裝置運(yùn)動(dòng)仿真 概述 完成裝載機(jī)工作裝置的裝配模型設(shè)計(jì)后，就要 開(kāi)始進(jìn)行本次設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容―――裝載機(jī)工作次試驗(yàn)才確定的。在裝配設(shè)計(jì)中需要注意的是各模型之間連接類型和約束的選擇，正確的選取連接類型和約束，能夠確保后續(xù)動(dòng)態(tài)仿真的實(shí)現(xiàn)。對(duì)于細(xì)節(jié)問(wèn)題一般放在設(shè)計(jì)最后統(tǒng)一進(jìn)行。 (a) 3 工作裝置的實(shí)體建模 18 (b) (c) 3 工作裝置的實(shí)體建模 19 (d) (e) 3 工作裝置的實(shí)體建模 20 (f) 圖 本章小結(jié) 本章主要介紹了本次所設(shè)計(jì)的礦用小型裝載機(jī)工作裝置的主要零件的三維實(shí)體建模方法和模型的裝配設(shè)計(jì)過(guò)程。這樣就完成了連桿模型的裝配。 連桿模型與鏟斗模型和搖桿模型的裝配連接 在裝配連桿時(shí)首先選取和搖桿的連接或和鏟斗的連接為“銷釘”連接，操作過(guò)程同前所述。 3 工作裝置的實(shí)體建模 17 圖 第三步：缸蓋模型的裝配 調(diào)入缸蓋模型 ，在連接類型中選取“剛性”連接，在約束中選“匹配”選擇缸的前端面和缸蓋內(nèi)端面進(jìn)行重合匹配，再增加“插入”約束，分別選取缸蓋曲面和缸體曲面，系統(tǒng)自動(dòng)完成缸蓋的裝配連接。 “圓柱”連接類型只有一個(gè)軸對(duì)齊約束，分別選取缸筒和活塞桿的中心軸，點(diǎn)選“移動(dòng)”按