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摘要基于Pro/E的装载机工作装置的实体建模及运动仿真专业：机械设计制造及自动化作者：李书知指导教师：陈丰峰摘要：装载机是一种应用广泛的工程机械。
有其广泛的空间，但由于装载机传统开发模式存在的开发周期长、过程繁杂、开发成本高、性能测试困难等问题，本文将仿真技术引入装载机开发领域，完成以下工作：1．介绍了装载机的发展历史及前景，装载机的种类，介绍了仿真技术产生的背景、在国内的发展状况以及仿真技术的实际意义。
2．对液压缸作出了合理的选择。
3．简述了Pro/E软件在工程设计中的应用，利用Pro/E构建装载机的三维实体模型，并对其进行装配，在Pro/E 环境下进行了装配干涉检验。
4．在Pro/ENIEER MECHANISM环境下进行运动仿真,得出装载机工作的性能曲线。
关键字：装载机工作装置液压缸仿真技术三维建模Abstract：Loader is a kind of engineer machine that is widely applied in engineer project,which has wildely space,Aim to the problems that exist in traditional research way of loader,for example the research cycle is long,the cost is long,the cost is high and the performance test is complex etc,this paper leads virtual prototype technology into research of loader.The following research works are completed:1.The development foreground,the category and loader’s history is introduced,also the background of simulationtechnology come into being,developing status in local and the significance of virtual prototype technology is introduced.2.To brief introduce the Pro/E software which application in the field of engineering,the3D modeling is used byPro/E software,which is built and interferential test of assembly in Pro/E environment is completed.3.The simulated motion in Pro/E environment is completed,and the capability curve is reached.4.A rational choice for the hydraulic actuating cylinder.Keywords:Loader,Working mechanism,hydraulic actuating,Simulation technology,3D modeling目录摘要 (I)1前言 (1)1.1装载机的简介 (1)1.1.1装载机的发展历史及前景 (1)1.1.2装载机的种类 (1)1.1.3本章小结 (3)1.2运动仿真技术简介 (4)1.2.1运动仿真技术产生的背景 (4)1.2.2运动仿真技术 (4)1.2.3运动仿真技术在国内外的发展概况 (4)1.2.4发展运动仿真技术的重要意义 (4)1.2.5总结 (5)1.3Pro/ENGINEER软件在工程设计中的应用 (5)1.3.1Pro/ENGINEER软件介绍 (5)1.3.2运动仿真技术对装载机设计理念的影响 (6)1.4本章小结 (7)2液压缸的选择 (8)2.1本章小结 (8)3装载机工作装置三维实体建模 (9)3.1工作装置零件建模 (9)3.1.1动臂的生成 (9)3.1.2铲斗的生成 (10)3.1.3底座的生成 (11)3.1.4连杆的生成 (11)3.1.5摇臂的生成 (12)3.1.6液压缸筒的生成 (12)3.1.7液压缸盖的生成 (13)3.1.8液压缸活塞的生成 (13)3.1.9连接销轴的生成 (13)3.2工作装置装配模型建模 (14)3.2.1底座模型装配 (15)3.2.2动臂模型装配 (15)3.2.3铲斗模型装配 (16)3.2.4液压缸体模型装配 (16)3.2.5摇杆模型的装配连接 (17)3.2.6连杆模型与铲斗模型和摇杆模型的装配连接 (17)3.2.7销钉模型的连接 (17)3.2.8本章小结...............................................................................................错误！未定义书签。
1铲斗的建模并按设计要求验算铲斗是动作机构的主要组成部分。
由于它直接与物料接触，是装运卸的工具和容器，故它的外形、各部结构件、几何尺寸、质量、强度等等。
都严重影响着整机的生产能力、功率和效率等。
轮式装载机铲斗结构1.1铲斗及机宽度的确定斗宽b必须大于两轮胎外侧距离，以便铲斗能为装载机自身扫清路面障碍，避免物料切割损坏轮胎。
根据查得到柳工ZL30E的资料，铲斗的宽B=2456mm，大于两轮外侧的距离2300mm。
1.2铲斗的断面形状铲斗的断面形状由铲斗圆弧半径r、底壁长l、后壁高h和张开角γ四个参数确定，如图所示。
铲斗断面基本参数圆弧半径r越大，物料进入铲斗的流动性越好，有利于减少物料进入斗内的阻力，卸料时干净而且快捷。
但r过大，斗的开口较大时，不易装满，而且铲斗外形较高，将影响驾驶员观察铲斗斗刃的工作情况。
后壁h是指铲斗上缘至圆弧与后壁切点间的距离。
底壁长l是指斗底壁的直线段长度。
l长则铲斗铲入料堆深度大，斗易装满．但掘起力将由于力臂的增加而减小，插入的阻力也将随铲斗铲入料堆的深度而急剧增加。
l长亦会减小卸载高度。
l短则掘起力大，且由于卸料时铲斗刃口降落的高度小，还可减小动臂举升高度，缩短作业时问，但这会减小斗容。
铲斗张开角γ为铲斗后壁与底壁间的夹角，一般取45°～52°。
适当减小张开角并使斗底壁对地面有一定斜度，可减小插入料堆时的阻力，提高铲斗的装满程度。
1.3铲斗基本参数的确定设计时，把铲斗的回转半径R(即铲斗与动臂铰接点至切削刃之间的距离)作为基本参数，铲斗的其他参数则作为R的函数。
R是铲斗的回转半径(见图1-7)，它的大小不仅直接影响铲斗底壁的长度，而且还直接影响转斗时掘起力及斗容的大小，所以它是一个与整机总体有关的参数。
铲斗的回转半径尺寸可按下式计算。
（1-1）式中 Vr—铲斗的额定容量，m³；—铲斗的内侧宽度，为铲斗宽度扣除两侧壁厚δλg—铲斗的斗底长度系数，λg=1.40～1.5；λz—后斗壁的长度系数，λz=1.1～1.2；λk—挡板的高度系数，λk=0.120.14；λr—斗底和后斗臂直线间的圆弧的半径系数，λr==0.35～0.4；γ—张开角,为45°～52°；γ1—挡板与后斗壁间的夹角，选择γ1时应使侧壁切削刃与挡板的夹角为90°。
装载机工作装置三维运动仿真¹赵建国1,王庆海1,肖宪国2(1郑州大学工学院机械工程学院,郑州450002;2河南机电学校,郑州450002)摘要利用AutoCAD的三维功能对ZL50F装载机工作装置进行三维建模、零件装配和干涉检查;模型导入到3ds max,利用3ds max的层级链接和正、反运动功能,建立装载机工作装置各组成部件的层级链接关系,实现装载机工作装置工作过程的运动仿真。
关键词:AutoCAD3ds max装载机工作装置三维仿真中图分类号:TP39119;TH16文献标识码:B文章编号:1671)3133(2006)01)0123)04Based on AutoCAD and3ds max software realized theloader working device.s3d emu lationZhao Jianguo1,Wang Qinghai1,Xiao Xianguo2(1Zhe ngzhou University,Zhe ngzhou450002,C H N;2Henan school of Mecha nic-Electronic,Zhe ngzhou450002,C H N) Abstract Introduced the methods and the steps that using AutoCAD.s3d-function create the3d-model,assemble parts and check the in terference among the worki ng device of ZL50F.The method that introduced the3d-model of AutoCAD into3ds max was given.The loader working device.s layer link relation was established by using3ds max.s layer link and forward motion and backward motion func-tion.Then,3d emulation of the loader working device.s complex motion was realized.Key words:AutoCAD3ds max Loader worki ng device3d emulation装载机工作装置是由液压缸驱动,完成铲掘、装卸物料的空间多杆机构,是组成装载机的关键部件之一,其设计水平的高低直接影响到工作装置性能的好坏,进而影响整机的性能。
