基于autocad的裝載機(jī)機(jī)構(gòu)運動分析畢業(yè)設(shè)計(論文)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本論文概述了當(dāng)前國內(nèi)外裝載機(jī)的研究設(shè)計狀況、發(fā)展動態(tài)與發(fā)展方向,以及輪式裝載機(jī)其在我國國民經(jīng)濟(jì)中的起到的重要作用,而且研究了當(dāng)前國內(nèi)裝載機(jī)工作裝置的現(xiàn)狀,針對國內(nèi)裝載機(jī)工作裝置設(shè)計究現(xiàn)狀,利用MATLAB與AUTOCAD對工作裝置進(jìn)行了運動仿真、結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析及優(yōu)化。市場的競爭激烈迫使制造企業(yè)為求得生存與發(fā)展必須對多變的市場需

2、求做出迅速反應(yīng),不斷地調(diào)整產(chǎn)品的設(shè)計與研發(fā)模式,并能快速地開發(fā)出新產(chǎn)品。而我國傳統(tǒng)工程機(jī)械行業(yè)卻由于新產(chǎn)品開發(fā)周期長,成本高,缺乏市場競爭力。計算機(jī)輔助設(shè)計與仿真技術(shù)的逐漸成熟為實現(xiàn)產(chǎn)品的快速開發(fā),提高我國工程機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計水平與市場競爭力提供了強(qiáng)有力的手段。本文將計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)與仿真技術(shù)引入裝載機(jī)設(shè)計開發(fā)領(lǐng)域,建立了工作裝置的運動數(shù)學(xué)模型,利用AUTOCAD中VB軟件建立了裝載機(jī)工作裝置的模型并對其進(jìn)行了運動仿真。大部分包括

3、如下幾個方面：1.首先介紹裝載機(jī)與裝載機(jī)工作裝置的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展方向,及現(xiàn)代設(shè)計中的計算機(jī)輔助設(shè)計、有限元理論與優(yōu)化設(shè)計理論。2.分析裝載機(jī)工作裝置的運動規(guī)律與仿真。3.裝載機(jī)的機(jī)構(gòu)運動分析。4.關(guān)于應(yīng)用MATLAB軟件對桿件的</p><p>　　關(guān)鍵詞：AUTOCAD；裝載機(jī)；VBA；機(jī)構(gòu)運動；運動分析</p><p><b>　　ABSTRACT </b>

4、</p><p>　　This paper outlines the current status of the loader design study abroad , an important role in the development of dynamic and direction of development , and the loader in the national economy , to

5、 study the current situation of the domestic loader working device , the device is designed for the domestic loader work investigate the status quo, using MATLAB and AUTOCAD work means the motion simulation , structural

6、stress analysis and optimization. Fierce market competition forcing manufacturers t</p><p>　　Keywords: AUTOCAD; loader; work unit; mechanism motion; Motion Analysis</p><p><b>　　目 錄</b&

7、gt;</p><p>　　第一章 輪式裝載機(jī)的概述</p><p>　　1 裝載機(jī)的簡介…………………………………………………………Y</p><p>　　1.1 裝載機(jī)的用途…………………………………………………………</p><p>　　1.2 裝載機(jī)的分類………………………………………………………………Y</p>

8、<p>　　1.2.2裝載機(jī)的大部分技術(shù)性能參數(shù)………………………………………………………Y </p><p>　　1.2.3國外輪式裝載機(jī)水平及發(fā)展方向 ……………………………………Y</p><p>　　1.2.4國內(nèi)輪式裝載機(jī)水平及發(fā)展方向 ……………………………………Y</p><p>　　第二章 輪式裝載機(jī)的構(gòu)造與工作原理</p>

9、;<p>　　2.1 輪式裝載機(jī)的總體結(jié)構(gòu)與特點……………………………</p><p>　　2.2輪式裝載機(jī)的工作原理……………………………Y</p><p>　　2. 3 輪式裝載機(jī)工作裝置及液壓系統(tǒng) ……………………………………………………Y</p><p>　　2.4輪式裝載機(jī)的傳動系統(tǒng)……………………………………………………Y</p>

10、;<p>　　第三章 計算機(jī)輔助設(shè)計與仿真技術(shù) </p><p>　　3.1 計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD) …………………………………………………Y</p><p>　　3.1.1 CAD軟件 …………………………………………………Y</p><p>　　3.2仿真技術(shù)…………………………………………………Y</p><p>

11、;　　3.2.1仿真技術(shù)在工程中的應(yīng)用 …………………………Y</p><p>　　3.2.2仿真分類 ……………………………………………………Y</p><p>　　第四章 應(yīng)用MATLAB來求解點的位置</p><p>　　4.1MATLAB簡介 …………………………Y</p><p>　　4.1.1 為什么使用MATLAB …………

12、………………Y</p><p>　　4.2 MATLAB求點位置求的過程…………………………Y </p><p>　　4.2.1我們可以把RRRⅡ級組位置分析的主要步驟歸納 …………………………Y</p><p>　　4.2.2 數(shù)據(jù)文件的處理 …………………………Y</p><p>　　第六章 工作裝置的運動仿真 </

13、p><p>　　6.1 VB軟件簡介 </p><p>　　6.2 運動仿真分析過程 </p><p>　　6.2.1 利用part模塊建立工作裝置三維模型 </p><p>　　6.2.2 將建立的模型在裝配模塊組裝 </p><p>　　6.2.3 對模型進(jìn)行檢查與添加模型 </p>

14、<p>　　結(jié)論……………………………………………………………………Y</p><p>　　致謝…………………………………………………………………Y</p><p>　　參考文獻(xiàn)…………………………………………………………Y</p><p>　　附錄A ××××（必要時）………………………………………………………

15、…Y</p><p>　　圖1 ××××（必要時）………………………………………………………………Y</p><p>　　表1 ××××（必要時）………………………………………………………………Y</p><p>　?。ū拘邢旅娌迦肓艘粋€分節(jié)符，下面的內(nèi)容不要刪除，換行符也不要刪除）

16、</p><p>　　第一章 輪式裝載機(jī)的概述</p><p>　　1 裝載機(jī)的簡介 </p><p>　　裝載機(jī)是一種廣泛用于公路、鐵路、建筑、水電、港口、礦山等建設(shè)工程的土石方施工機(jī)械，它大部分用于鏟裝土壤、砂石、石灰、煤炭等散狀物料，也可對礦石、硬土等作輕度鏟挖作業(yè)。換裝不同的輔助工作裝置還可進(jìn)行推土、起重與其他物料如木材的裝卸作業(yè)。在道路、特別是在高等級

17、公路施工中，裝載機(jī)用于路基工程的填挖、瀝青混合料與水泥混凝土料場的集料與裝料等作業(yè)。此外還可進(jìn)行推運土壤、刮平地面與牽引其他機(jī)械等作業(yè)。由于裝載機(jī)具有作業(yè)速度快、效率高、機(jī)動性好、操作輕便等優(yōu)點，因此它成為工程建設(shè)中土石方施工的大部分機(jī)種之一。</p><p>　　1.1 裝載機(jī)的用途</p><p>　　裝載機(jī)大部分用來鏟、裝、卸、運土與石料一類散狀物料，也可以對巖石、硬土進(jìn)行輕度鏟掘

18、作業(yè)。如果換不同的工作裝置，還可以完成推土、起重、裝卸其他物料的工作。在公路施工中大部分用于路基工程的填挖，瀝青與水泥混凝土料場的集料、裝料等作業(yè)。由于它具有作業(yè)速度快，機(jī)動性好，操作輕便等優(yōu)點，因而發(fā)展很快，成為土石方施工中的大部分機(jī)械。</p><p>　　1.2 裝載機(jī)的分類 </p><p>　　常用的單斗裝載機(jī)，按發(fā)動機(jī)功率，傳動形式，行走系結(jié)構(gòu)，裝載

19、方式的不同進(jìn)行分類。</p><p><b>　　1、發(fā)動機(jī)功率：</b></p><p>　　①功率小于74kw為小型裝載機(jī)。</p><p>　?、诠β试?4～147kw為中型裝載機(jī)</p><p>　?、酃β试?47～515kw為大型裝載機(jī)</p><p>　　④功率大于515kw為特大型裝

20、載機(jī)</p><p><b>　　2、傳動形式：</b></p><p>　?、僖毫Α獧C(jī)械傳動，沖擊振動小，傳動件壽命長，操縱方便，車速與外載間可自動調(diào)節(jié)，一般在中大型裝載機(jī)多采用；</p><p>　　②液力傳動：可無級調(diào)速、操縱間便，但啟動性較差，一般僅在小型裝載機(jī)上采用；</p><p>　?、垭娏鲃樱簾o級調(diào)速、

21、工作可靠、維修簡單、費用較高，一般在大型裝載機(jī)上采用。</p><p><b>　　3、行走結(jié)構(gòu)：</b></p><p>　?、佥喬ナ剑嘿|(zhì)量輕、速度快、機(jī)動靈活、效率高、不易損壞路面、接地比壓大、通過性差、但被廣泛應(yīng)用；</p><p>　?、诼膸剑航拥乇葔盒?，通過性好、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、靈活性相對差

22、、成本高、行走時易損壞路面。</p><p><b>　　4、裝卸方式：</b></p><p>　　①前卸式：結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、視野好，適合于各種作業(yè)場地，應(yīng)用較廣；</p><p>　　②回轉(zhuǎn)式：工作裝置安裝在可回轉(zhuǎn)360°的轉(zhuǎn)臺上，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，適用于較俠小的場地。&

23、lt;/p><p>　　③后卸式：前端裝、后端卸、作業(yè)效率高、作業(yè)的安全性欠好。</p><p>　　1.2.2裝載機(jī)的大部分技術(shù)性能參數(shù)</p><p>　　標(biāo)志裝載機(jī)的大部分技術(shù)性能參數(shù)有鏟斗容量，額定載重量，發(fā)動機(jī)額定功率，整機(jī)質(zhì)量，最大行駛速度，最小轉(zhuǎn)彎半徑，最大牽引力，最大挖掘力，最大卸載高度，卸載距離，工作裝置三項與等。</p><p&g

24、t;<b>　?。?）鏟斗容量</b></p><p>　　一般指鏟斗的額定容量，為鏟斗平裝容量與堆尖部分體積之與，用“m³”來表示。</p><p><b>　?。?）額定載重量</b></p><p>　　指在保證裝載機(jī)穩(wěn)定工作的前提下，鏟斗的最大載重量，單位為“㎏”。</p><p>

25、;　?。?）發(fā)動機(jī)額定功率</p><p>　　發(fā)動機(jī)額定功率又稱為發(fā)動機(jī)標(biāo)定功率或總功率，是表明裝載機(jī)作業(yè)能力的一項重要參數(shù)。發(fā)動機(jī)功率分為有效功率與總功率，有效功率是指在29℃與746㎜Hg(1mmHg=133.322Pa)壓力的情況下，在發(fā)動機(jī)飛輪上實有的功率（亦稱飛輪功率）。國產(chǎn)裝載機(jī)所標(biāo)的功率一般指總功率，即包括發(fā)動機(jī)有效功率與風(fēng)扇，燃油泵，潤滑油泵，濾清器等輔助設(shè)備所消耗的功率。單位為“kW”。<

26、;/p><p>　?。?）整機(jī)質(zhì)量（工作質(zhì)量）</p><p>　　指裝載機(jī)裝備應(yīng)有的工作裝置與隨機(jī)工具，加足燃油，潤滑系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)與冷卻系統(tǒng)亦加足液體，此外帶有規(guī)定形式與尺寸的空載鏟斗與司機(jī)標(biāo)定質(zhì)量（75㎏ 3㎏）時的主機(jī)質(zhì)量。它關(guān)系到裝載機(jī)使用的經(jīng)濟(jì)性，可靠性與附著性能，單位為“㎏”。</p><p><b>　　（5）最大行駛速度</b>&

27、lt;/p><p>　　指鏟斗空載，裝載機(jī)行駛在堅硬的水平面上，前進(jìn)與后退各檔都達(dá)到的最大速度，它影響裝載機(jī)的生產(chǎn)率與安排施工方案。單位為“㎞/h”。</p><p><b>　?。?）最小轉(zhuǎn)彎半徑</b></p><p>　　指自輪胎中心或后輪外側(cè)或鏟斗外側(cè)所構(gòu)成的弧線至回轉(zhuǎn)中心的距離，單位為“㎜”。</p><p>&l

28、t;b>　　（7）最大牽引力</b></p><p>　　指裝載機(jī)驅(qū)動輪緣上所產(chǎn)生的推動車輪前進(jìn)的作用力，單位為“kN”。</p><p><b>　?。?）最大掘起力</b></p><p>　　指鏟斗切削刃的底面水平并高于底部基準(zhǔn)平面20㎜時，操縱提升液壓缸或轉(zhuǎn)斗液壓缸在鏟斗切削刃最前面一點向后100㎜處產(chǎn)生的最大向上鉛垂

29、力，單位為“kN”。</p><p><b>　?。?）最大卸載高度</b></p><p>　　指動臂處于最高位置，鏟斗卸載角為45°時，從地面到切削刃最低點之間的垂直距離，單位為“㎜”。</p><p><b>　?。?0）卸載距離</b></p><p>　　一般指在最大卸載高度時，

30、從裝載機(jī)本體最前面的一點（包括輪胎與車架）</p><p>　　到斗刃的水平距離，單位為“㎜”。</p><p>　?。?1）工作裝置動作三項與</p><p>　　指鏟斗提升，下降，卸載三項時間的總與，單位為“s”。</p><p>　　1.2.3國外輪式裝載機(jī)水平及發(fā)展方向</p><p>　　在經(jīng)歷了50-60年

31、的發(fā)展后，到20世紀(jì)90年代中末期國外輪式裝載機(jī)技術(shù)已達(dá)到相當(dāng)高的水平?；谝簤杭夹g(shù)，微電子技術(shù)與信息技術(shù)的各種智能系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于裝載機(jī)的設(shè)計，計算操作控制，檢測監(jiān)控，生產(chǎn)經(jīng)營與維修服務(wù)等各個方面，使國外輪式裝載機(jī)在原來的基礎(chǔ)上更加精制，其自動化也得以提高，從而進(jìn)一步提高了生產(chǎn)效率，改善了司機(jī)的作業(yè)環(huán)境，提高了作業(yè)舒適性，降低噪聲，振動，排污量，保護(hù)了自然環(huán)境，最大限度的簡化維修，降低作業(yè)成本，使其性能，安全性，可靠性使用壽命與操作性

32、能都達(dá)到了很高水平。</p><p>　　產(chǎn)品形成系列，更新速度加快并朝大型化與小型化發(fā)展。如以卡特彼勒為代表的美國，以小松公司為代表的日本與裝載機(jī)生產(chǎn)第三大集團(tuán)西歐各廠家都加快推出多功能，全面兼顧動力性，機(jī)動性與靈活性的新產(chǎn)品。這些產(chǎn)品如美國克拉克公司生產(chǎn)的675型，功率達(dá)1000kW，而日本東洋遠(yuǎn)搬株式會社生產(chǎn)的 310型，斗容量僅為0.11立方米。此外，裝載機(jī)還向高卸位，遠(yuǎn)距離作業(yè)方向發(fā)展，如JCB公司開發(fā)

33、的伸縮臂裝載機(jī)，小松公司也開發(fā)了能擴(kuò)大作業(yè)范圍的帶伸出機(jī)構(gòu)的裝載機(jī)。</p><p>　　采用新結(jié)構(gòu)，新技術(shù)，產(chǎn)品性能日趨完善。近年來開發(fā)的產(chǎn)品普遍采用了高性能發(fā)動機(jī)與自動換檔變速器，大流量負(fù)荷傳感液壓系統(tǒng)，前后防滑差速器，多片濕式盤式制動器，行走顛簸減震等先進(jìn)技術(shù)，并綜合液壓，微電子與信息技術(shù)制造，并應(yīng)用了很多智能系統(tǒng)。工作裝置連桿機(jī)構(gòu)推陳出新，各種自動功能更趨成熟，完善。如卡特彼勒公司994D型裝載機(jī)采用新的

34、一代Cat3516柴油發(fā)動機(jī)就安裝有HEUI（電液控制的燃油噴射）裝置以及ADEM9(先進(jìn)的柴油)管理系統(tǒng)，可根據(jù)外載荷的大小有效地控制發(fā)動機(jī)的功率與轉(zhuǎn)速，從而減少燃油消耗及尾氣排放，減少噪聲。小松公司的全動力換檔變速器帶有自動換擋開關(guān)，提高裝載作業(yè)過程中的牽引力，可保證全功率進(jìn)行裝載作業(yè)?？ㄌ乇死展镜腉系列裝載機(jī)采用大流量工作液壓系統(tǒng)，負(fù)荷傳感轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)，使所需轉(zhuǎn)向功率減少了8%,提高了作業(yè)效率與燃油經(jīng)濟(jì)型。沃爾沃公司在L500-

35、L220D系列裝載機(jī)上推出了該公司的專利產(chǎn)品，扭矩平衡連桿機(jī)構(gòu)（TP）,在鏟斗的整個循環(huán)中可提供更大的傾翻力矩以及舉升能力，這保證了裝載機(jī)不僅在配用鏟斗時，而且在配用叉，吊其它工具時都具有優(yōu)良的作業(yè)性能。</p><p>　　近年來，國外輪式裝載機(jī)在其未來技術(shù)發(fā)展中將廣泛采用微電子技術(shù)與信息技術(shù)，完善計算機(jī)輔助駕駛系統(tǒng)、信息管理系統(tǒng)及故障診斷系統(tǒng)；采用單一吸聲材料、噪聲抑制的方法消除或降低機(jī)器噪聲；通過不斷改進(jìn)電

36、噴裝置，進(jìn)一步降低發(fā)動機(jī)的尾氣排放量；研制無污染、經(jīng)濟(jì)型、環(huán)保型的動力裝置；提高液壓元件、傳感元件與控制元件的可靠性與靈敏性，提高整機(jī)的機(jī)-電-信一體化水平；在控制系統(tǒng)方面，將廣泛采用電子監(jiān)控與自動報警系統(tǒng)、自動換檔變速裝置；普遍安裝GPS定位與質(zhì)量自動稱量控制；開發(fā)機(jī)器人裝載機(jī)等。</p><p>　　1.2.4國內(nèi)輪式裝載機(jī)水平及發(fā)展方向</p><p>　　我國輪式裝載機(jī)起步較晚，其

37、制造技術(shù)是陸續(xù)從美國、德國與日本等國家引進(jìn)的。目前我國輪式裝載機(jī)生產(chǎn)技術(shù)水平只相當(dāng)于發(fā)達(dá)國家20世紀(jì)80年代的制造水平。雖然目前國內(nèi)輪式裝載機(jī)生產(chǎn)廠家群雄并立，此外有增無減，但國內(nèi)的企業(yè)自主開發(fā)創(chuàng)新能力較弱，，產(chǎn)品更新?lián)Q代以適應(yīng)市場需求的能力較差，不能及時適應(yīng)市場的需求。在生產(chǎn)制造中，工藝裝備水平與生產(chǎn)能力較低，造成關(guān)鍵零部件技術(shù)不過關(guān)，整機(jī)的可靠性，故障率，使用壽命，機(jī)電液一體化水平，外觀質(zhì)量，操作的靈活性與舒適性方面 與先進(jìn)國家產(chǎn)品

38、相比差距較大。目前，我國的輪式裝載機(jī)發(fā)展有如下特點:</p><p>　?。?）缺乏高科技含量，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，檔次低。</p><p>　?。?）設(shè)備的靈活性，舒適性較差。</p><p>　?。?）用途單一，產(chǎn)品規(guī)格中間大兩頭小。</p><p>　　盡管國產(chǎn)輪式裝載機(jī)的技術(shù)水平與西方發(fā)達(dá)國家存在著很大的差距，但也應(yīng)該考慮到歷史與國情的原

39、因。目前國產(chǎn)輪式裝載機(jī)正在從低水平、低質(zhì)量、低價位、滿足功能型向高水平、高質(zhì)量、中價位、經(jīng)濟(jì)實用型過渡。從仿制仿造向自主開發(fā)過渡，各大部分廠家也不斷進(jìn)行技術(shù)投入，采用不同的技術(shù)路線，在關(guān)鍵部件及系統(tǒng)上技術(shù)創(chuàng)新，擺脫目前產(chǎn)品設(shè)計雷同，無自己特色與優(yōu)勢的現(xiàn)狀，正在從低水平的無序競爭的怪圈中脫穎而出，成為裝載機(jī)行業(yè)的領(lǐng)先者。其發(fā)展體現(xiàn)出以下一些方向：</p><p>　?。?）大型與小型輪式裝載機(jī)，在近年的發(fā)展過程中，

40、受到客觀條件及市場總需求量的限制。競爭最為激烈的中型裝載機(jī)更新速度將越來越快。</p><p>　?。?）各生產(chǎn)廠家根據(jù)實際情況，重新進(jìn)行總體設(shè)計，優(yōu)化各項性能指標(biāo)，強(qiáng)</p><p>　　化結(jié)構(gòu)件的強(qiáng)度與剛度，以使整機(jī)可靠性得到提高。</p><p>　?。?）優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)性能。</p><p>　　（4）利用電子技術(shù)及負(fù)荷傳感技

41、術(shù)來實現(xiàn)變速箱的自動換擋及液壓變量系統(tǒng)的應(yīng)用，提高效率，節(jié)約能源，降低裝載機(jī)作業(yè)成本。</p><p>　　（5）提高安全性與舒適性。</p><p>　　（6）降低噪聲排放，強(qiáng)化環(huán)保指標(biāo)。</p><p>　　第二章 輪式裝載機(jī)的構(gòu)造與工作原理</p><p>　　2.1 輪式裝載機(jī)的總體結(jié)構(gòu)與特點</p><p>

42、;　　輪式裝載機(jī)是由動力裝置、車架、行走裝置、傳動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)與工作裝置等構(gòu)成。下圖是輪式裝載機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖。</p><p>　　1-鏟斗；2-搖臂；3-動臂；4-轉(zhuǎn)斗油缸；5-前車架；6-動臂油缸；7-駕駛室；8-變矩器；</p><p>　　9-發(fā)動機(jī)；10-水箱；11-配重；12-后橋；13-后車架；14-變速箱；15-前橋；16-連桿

43、</p><p>　　圖2-1 輪式裝載機(jī)構(gòu)成</p><p>　　輪式裝載機(jī)的動力是柴油機(jī)發(fā)動機(jī)，大多數(shù)采用液力變矩器，動力換檔變速箱的液力機(jī)械傳動形式（小型裝載機(jī)有的采用液壓傳動或機(jī)械傳動），液壓操縱、鉸接式車體轉(zhuǎn)向、雙橋驅(qū)動、寬基低壓輪胎，工作裝置多采用反轉(zhuǎn)連桿機(jī)構(gòu)。</p><p>　　2.2輪式裝載機(jī)的工作原理 </p><p>

44、　　輪式裝載機(jī)是以柴油發(fā)動機(jī)為動力源，以輪胎行走機(jī)構(gòu)產(chǎn)生推力(或牽引力)，由工作裝置來完成土石方工程的鏟挖、裝載、卸載及運輸作業(yè)的一種工程施工機(jī)械。以常用的輪式裝載機(jī)為例(見圖2-1所示)，其工作過程是發(fā)動機(jī)9的動力經(jīng)變矩器傳給傳給變速器14，再由變速箱14經(jīng)過前后傳動軸分別傳給前后橋15、12以驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)動，使裝載機(jī)工作裝置接近并插入料堆。工作裝置動臂的一端鉸接在車架上，一端鉸接著鏟斗，利用轉(zhuǎn)斗油缸4通過搖臂2與連桿16可使鏟斗翻轉(zhuǎn)，

45、利用動臂油缸可使動臂繞上鉸接點旋轉(zhuǎn)，以舉升、放下鏟斗，完成裝載作業(yè)。</p><p>　　2.3輪式裝載機(jī)工作裝置及液壓系統(tǒng)</p><p>　　輪式裝載機(jī)工作裝置如圖2-2所示。它是由鏟斗、動臂、搖臂、連桿、轉(zhuǎn)斗油缸與動臂油缸構(gòu)成。</p><p>　　1-轉(zhuǎn)斗油缸；2-搖臂；3-動臂；4-鏟斗；5-斗齒；6-動臂油缸</p><p>　　

46、圖2-2輪式裝載機(jī)的工作裝置</p><p>　　工作裝置液壓系統(tǒng)原理見圖2-3所示。</p><p>　　1-轉(zhuǎn)斗油缸；2-動臂油缸；3-轉(zhuǎn)斗油缸腔；4-轉(zhuǎn)斗油缸腔；</p><p>　　5-分配閥；6-工作液壓泵；7-測壓點</p><p>　　圖2-3 工作裝置液壓圖</p><p>　　2.4輪式裝載機(jī)的傳動系

47、統(tǒng)</p><p>　　輪式裝載機(jī)傳動系統(tǒng)如圖2-4所示。它是由變矩器、變速箱、傳動軸、前后驅(qū)動橋、橋邊減速器等構(gòu)成。</p><p>　　1-發(fā)動機(jī)；2-液力變矩器；3-變速油泵；4-工作油泵；5-轉(zhuǎn)向油泵；6-變速箱；</p><p>　　7-駐車制動；8-傳動軸；9-驅(qū)動橋；10-輪邊減速器；11-行車制動器；12-輪胎

48、 </p><p>　　圖2-4 輪式裝載機(jī)傳動系統(tǒng)</p><p>　　變矩器采用雙渦輪液力機(jī)械式，變速箱采用行星式液壓換擋。變速箱由箱體、行星齒輪式變速機(jī)構(gòu)、液壓動力換擋系統(tǒng)等。</p><p>　　輪式裝載機(jī)的驅(qū)動橋分為前橋與后橋，前橋的主動螺旋錐齒輪為左旋，后橋則為右旋。它是由殼體、主傳動器、半軸、輪邊減速器

49、及輪胎輪輞等構(gòu)成。</p><p>　　主傳動器是一級螺旋錐齒輪減速器，大部分用來增大傳動系的扭矩與降低傳動系的轉(zhuǎn)速，并改變傳遞運動的方向。</p><p>　　差速器是由兩個錐形直齒半軸齒輪、十字軸及四個錐形直齒行星齒輪。左右差速器殼構(gòu)成的行星齒輪傳動副，它對左右車輪的不同轉(zhuǎn)速起差速作用，并將主傳動器的扭矩與運動傳給半軸。</p><p>　　左右半軸為全浮式，它

50、將主傳動器通過差速器傳來的扭矩與運動傳給輪邊減速器。</p><p>　　輪邊減速器為一行星齒輪傳動機(jī)構(gòu)，內(nèi)齒圈固定在輪邊支承軸上，行星輪架與輪輞固定在一起傳動，其運動是通過半軸、太陽輪而得到的。輪邊減速器的任務(wù)是進(jìn)一步增大傳動系的扭矩與降低轉(zhuǎn)速。</p><p>　　第三章 計算機(jī)輔助設(shè)計與仿真技術(shù) </p><p>　　3.1 計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD) &

51、lt;/p><p>　　計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)用計算機(jī)程序為物理原型創(chuàng)建二維或三維（2D或3D）圖形表示?？梢愿鶕?jù)特定用途開發(fā)專業(yè)CAD軟件。在電影、廣告以及圖形設(shè)計為成品的其它場合，廣泛采用CAD來創(chuàng)建計算機(jī)動畫與特殊效果。CAD還用于為各行各業(yè)設(shè)計物理產(chǎn)品，用軟件來進(jìn)行計算，為各種產(chǎn)品與工業(yè)設(shè)計應(yīng)用確定最優(yōu)形狀與尺寸。</p><p>　　在產(chǎn)品與工業(yè)設(shè)計中，CAD大部分用于為物理部件創(chuàng)

52、建詳細(xì)的三維實體或曲面模型或二維矢量圖紙。不過，CAD還用于整個工程過程 – 從產(chǎn)品概念設(shè)計與布局以及裝配強(qiáng)度與動態(tài)分析，一直到制造方法定義。因此，工程師能夠交互、自動分析設(shè)計變型，為制造找到最優(yōu)設(shè)計，同時盡量少用物理原型。</p><p><b>　　CAD帶來的收益</b></p><p>　　CAD帶來的收益包括：降低了產(chǎn)品開發(fā)成本、提高了生產(chǎn)力、提高了產(chǎn)品質(zhì)量

53、此外加快了新產(chǎn)品上市速度。</p><p>　　用CAD系統(tǒng)來改善最終產(chǎn)品、子裝配以及零部件的可視化，加快了設(shè)計過程。</p><p>　　CAD軟件提高了準(zhǔn)確性，減少了誤差。</p><p>　　CAD系統(tǒng)使設(shè)計（包括幾何與尺寸、物料清單等）文檔化變得更容易、更穩(wěn)定。</p><p>　　通過CAD軟件，很容易重用設(shè)計數(shù)據(jù)與最佳實踐。<

54、;/p><p>　　3.1.1 CAD軟件</p><p>　　下面是CAD軟件應(yīng)用列舉： NX 是一個由完整的、全面集成的CAD/CAM/CAE應(yīng)用軟件構(gòu)成的套件，涵蓋產(chǎn)品設(shè)計、制造、仿真等所有開發(fā)過程。因此，公司可以捕捉與重用產(chǎn)品與過程知識，鼓勵使用最佳實踐。</p><p>　　Solid Edge 是一個二維/三維混合CAD系統(tǒng)，使用同步建模技術(shù)，加快了設(shè)計與變

55、更速度，提高了導(dǎo)入重用率。雖然產(chǎn)品設(shè)計越來越復(fù)雜，但是通過零件與裝配建模、制圖、透明數(shù)據(jù)管理以及嵌入有限元分析（FEA）功能，Solid Edge使這一復(fù)雜性得到了緩與。</p><p>　　CAD軟件開發(fā)人員把下列軟件組件用作其應(yīng)用軟件的基礎(chǔ)：</p><p>　　Parasolid 是三維幾何建模組件軟件，使Parasolid產(chǎn)品用戶能夠?qū)?fù)雜零件與裝配進(jìn)行建模，此外是數(shù)百種不同CAD

56、、CAM與CAE應(yīng)用軟件的幾何引擎。</p><p>　　D-Cubed Components 是六個軟件庫，軟件開發(fā)人員可以通過許可將其集成到自己的產(chǎn)品中。這些軟件庫的功能包括：參數(shù)草圖繪制、零件與裝配設(shè)計、運動仿真、沖突檢測、間隙測量以及隱藏線可視化。</p><p><b>　　3.2仿真技術(shù)</b></p><p>　　計算機(jī)仿真是基于

57、所建立的系統(tǒng)仿真模型，利用計算機(jī)對系統(tǒng)進(jìn)行分析與研究的方法。</p><p><b>　　1.模型的定義</b></p><p>　　模型是對現(xiàn)實系統(tǒng)有關(guān)結(jié)構(gòu)信息與行為的某種形式的描述，是對系統(tǒng)的特征與變化規(guī)律的一種定量抽象，是人們認(rèn)識事物的一種手段或工具。</p><p><b>　　2.模型的分類</b></p&

58、gt;<p><b>　?。?）物理模型</b></p><p>　　指不以人的意志為轉(zhuǎn)移的客觀存在的實體，如：飛行器研制中的飛行模型；船舶制造中的船舶模型等。</p><p><b>　?。?）數(shù)學(xué)模型</b></p><p>　　是從一定的功能或結(jié)構(gòu)上進(jìn)行相似，用數(shù)學(xué)的方法來再現(xiàn)原型的功能或結(jié)構(gòu)特征。

59、（3）仿真模型</p><p>　　指根據(jù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，用仿真語言轉(zhuǎn)化為計算機(jī)可以實施的模型。</p><p>　　3.2.1仿真技術(shù)在工程中的應(yīng)用</p><p><b>　　1、航空與航天工業(yè)</b></p><p>　　飛行器設(shè)計中的三級仿真體系：純數(shù)學(xué)模擬（軟件）、半實物模擬、實物模擬或模擬飛行實驗。</

60、p><p>　　飛行員及宇航員訓(xùn)練用飛行仿真模擬器。</p><p><b>　　2、電力工業(yè)</b></p><p>　　電力系統(tǒng)動態(tài)模型實驗：電力系統(tǒng)負(fù)荷分配、瞬態(tài)穩(wěn)定性以及最優(yōu)潮流控制等。</p><p>　　電站操作人員培訓(xùn)模擬系統(tǒng)。3、原子能工業(yè)</p><p><b>　　模擬核

61、反應(yīng)堆</b></p><p>　　核電站仿真器用來訓(xùn)練操作人員以及研究異常故障的排除處理。</p><p>　　4、石油、化工及冶金工業(yè)</p><p><b>　　5、非工程領(lǐng)域</b></p><p><b>　　醫(yī)學(xué)</b></p><p><b&g

62、t;　　社會學(xué)</b></p><p>　　宏觀經(jīng)濟(jì)與商業(yè)策略的研究</p><p><b>　　3.2.2仿真分類</b></p><p>　　1.模擬仿真：采用數(shù)學(xué)模型，在模擬計算機(jī)上進(jìn)行的實驗研究。（50年代）</p><p>　　描述連續(xù)物理系統(tǒng)的動態(tài)過程比較自然、逼真，具有仿真速度快、失真小、結(jié)果可

63、靠的優(yōu)點，但受元器件性能影響，仿真精度較低，對計算機(jī)控制系統(tǒng)的仿真較困難，自動化程度低。</p><p>　　模擬計算機(jī)的核心是運算部分，它由我們熟知的“模擬運算放大器”為大部分部件所構(gòu)成。</p><p>　　2.數(shù)字仿真：采用數(shù)學(xué)模型，在數(shù)字計算機(jī)上借助于數(shù)值計算方法所進(jìn)行的仿真實驗。（60年代）</p><p>　　計算與仿真的精度較高。理論上計算機(jī)的字長可以

64、根據(jù)精度要求來“隨意”設(shè)計，因此其仿真精度可以是無限，但是由于受到誤差積累、仿真時間等因素影響，其精度也不易定得太高。</p><p>　　對計算機(jī)控制系統(tǒng)的仿真比較方便。仿真實驗的自動化程度較高，可方便地實現(xiàn)顯示、打印等功能。</p><p>　　計算速度比較低，在一定程度上影響到仿真結(jié)果的可信度。但隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，“速度問題”會在不同程度上有所改進(jìn)與提高。</p>

65、<p>　　數(shù)字仿真沒有專用的仿真軟件支持，需要設(shè)計人員用高級程序語言編寫求解系統(tǒng)模型及結(jié)果輸出的程序。</p><p>　　3.混合仿真：結(jié)合了模擬仿真與數(shù)字仿真。</p><p>　　4.現(xiàn)代計算機(jī)仿真：采用先進(jìn)的微型計算機(jī)，基于專用的仿真軟件、仿真語言來實現(xiàn)，其數(shù)值計算功能強(qiáng)大，使用方便，易學(xué)。（80年代以來）</p><p>　　第四章 應(yīng)用MA

66、TLAB來求解點的位置</p><p>　　4.1 MATLAB求點位置求的過程</p><p>　　分別編寫CRANK.M、DYLPT.M、FOURBAR.M的代碼，輸入MATLAB M文件窗口，如下面三張截圖所示。</p><p>　　輸出文件文件窗口，如下面截圖所示：</p><p>　　4.1.1裝載機(jī)分解其中一塊四桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析：&

67、lt;/p><p><b>　　圖4-1四桿機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　從這類機(jī)構(gòu)中，就可以分析出如圖所示的RRRⅡ級組。第一種Ⅱ級組是由三個轉(zhuǎn)動副A、B、C和兩個構(gòu)件①、②組合而成，故稱為RRRⅡ級組。機(jī)在研究構(gòu)運動時，往往把運動副看成一個點。基本組中的運動副B即為RRRⅡ級組的內(nèi)點，運動副A、C即為外點。外點可分別與其它桿組的構(gòu)件i和j相連接，或者其中之一與機(jī)架

68、相鉸接。一般情況下，AB和BC的長度以及點A、C的運動參數(shù)都是給定的，要求做Ⅱ級組的運動分析，也就是對桿AB及BC和點B進(jìn)行位置、速度和加速度的計算。</p><p><b>　　位置分析：</b></p><p>　　對于RRRⅡ級組來說，只要點B確定后，基本組的位置便可以全部確定，所以點B應(yīng)為我們的研究點。從原點出發(fā)沿兩個途徑都可以至B點，顯然，內(nèi)點B的位置矢量&

69、lt;/p><p>　　其投影式為 </p><p>　　或?qū)懗?</p><p>　　其中 及分別為及的位置角。為了求解，可將式上式中的兩個方程分別平方再相加，然后整理改寫成三角函數(shù)方程式</p><p><b>　　式中 </b></p><p&

70、gt;<b>　　由三角學(xué)知</b></p><p>　　將式（3-5）代入式（3-4），整理后得</p><p>　　這是以為未知數(shù)的一元二次方程式，可以解得的兩個根，從而可得的兩個可能值。</p><p>　　在計算機(jī)程序中，為了正確選擇計算值得公式，可利用Ⅱ級組的初始形式參數(shù)M。將點A作為右手直角坐標(biāo)系的原點，置位置矢量于該坐標(biāo)系單位矢量

71、的正方向，如圖3-2所示。</p><p>　　如果的矢分量為正，則,選用式（3-7）計算。反之，則取，選用式（3-8）計算。</p><p>　　通常，RRRⅡ級組在機(jī)構(gòu)整個運動過程中，如果內(nèi)點B在外點A和C連線的某一側(cè)，它永遠(yuǎn)就在該側(cè)，不會從一側(cè)轉(zhuǎn)移到另一側(cè)去。如果在機(jī)構(gòu)運動過程中，發(fā)生B點從的一側(cè)轉(zhuǎn)移到另一側(cè)，則說明機(jī)構(gòu)本身含有不定因素。這樣，作為機(jī)構(gòu)來說是有缺陷的，一般不宜使用，或

72、者采取措施后再用。因而，我們可以無需顧慮地運用上述機(jī)構(gòu)初始位置形式參數(shù)的方法來確定角的計算公式。</p><p>　　至于構(gòu)件②上的角位置的求解，當(dāng)然也可以仿用上述方法。但為計算方便起見，可先求出點的坐標(biāo)</p><p><b>　　然后，再按三角關(guān)系</b></p><p>　　算出。應(yīng)該注意，轉(zhuǎn)角和均選取自軸逆時針量算為正。</p&g

73、t;<p>　　為了不使計算機(jī)做無謂的計算，浪費機(jī)時，先要檢查機(jī)構(gòu)是否滿足裝配條件。對于RRRⅡ級組來說，它的裝配條件為</p><p>　　則和不能裝配成Ⅱ級組。顯然，此時就沒有必要往下計算。</p><p>　　由式（3-12）中不難看出，在檢查機(jī)構(gòu)的裝配條件以前，要預(yù)先計算出外點A和C的距離</p><p>　　4.2 數(shù)據(jù)文件的處理</p

74、><p>　　數(shù)據(jù)文件編寫。（附件）</p><p>　?。?）利用轉(zhuǎn)換編碼。</p><p>　　Private Sub Command1_Click()</p><p>　　Dim txt As String</p><p>　　Open "d:\F.TXT" For Input As #1<

75、/p><p>　　Do While Not EOF(1)</p><p>　　Line Input #1, txt</p><p>　　MsgBox txt</p><p><b>　　Loop</b></p><p><b>　　Close #1</b></p>

76、<p><b>　　End Sub</b></p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　本論文應(yīng)用矩陣法（MATLAB中)對常見的四桿機(jī)構(gòu)與平面連桿機(jī)構(gòu)基本桿件進(jìn)行建立模型，我使用了AUTOCAD中VB6.0建立了四桿機(jī)構(gòu)與位移，速度，加速度的處理模塊。開發(fā)了平面連桿機(jī)構(gòu)運動分析的計算機(jī)輔助分析及仿真系統(tǒng)，該系統(tǒng)能

77、實現(xiàn)機(jī)構(gòu)分析數(shù)值計算，機(jī)構(gòu)運動線圖自動繪制和機(jī)構(gòu)運動仿真等，并具有較強(qiáng)的通用性，其良好的接口、良好的容錯性，使其體現(xiàn)出實用性強(qiáng)、操作方便，且運算速度快、計算精度高的顯著優(yōu)勢。采用該平面機(jī)構(gòu)分析系統(tǒng)，可迅速準(zhǔn)確計算出任意Ⅱ級平面機(jī)構(gòu)在一個運動循環(huán)內(nèi)任一構(gòu)件任一瞬間的運動參數(shù)，而手工計算相當(dāng)麻煩，有的甚至是相似的，所以，在應(yīng)用MATLAB 求解處理數(shù)據(jù)的時候便方便一些，因為其中有對應(yīng)的函數(shù)，我們主需要輸入相應(yīng)的代碼即可求出各點的點坐標(biāo)。而且

78、該系統(tǒng)能自動繪制反映平面機(jī)構(gòu)運動特有的運動曲線圖，可用來評價機(jī)構(gòu)的運動和動力性能，該系統(tǒng)繪制的平面機(jī)構(gòu)運動仿真圖，可形象直觀的確定機(jī)構(gòu)所占的運動空間以及有無干涉。在編程之前先要判斷此機(jī)構(gòu)的類型，我們可用高等教育出版社出版的《機(jī)械原理》第七版中第三章平面連桿機(jī)構(gòu)及設(shè)計相關(guān)的解法思路以及公式亦或湖南大學(xué)出版社出版的《機(jī)構(gòu)設(shè)計學(xué)》中第二</p><p><b>　　致 謝</b></p&g

79、t;<p>　　在本次論文設(shè)計過程中，感謝我的學(xué)校**大學(xué)，給了我學(xué)習(xí)拼搏的機(jī)會，在學(xué)習(xí)中，**老師，從選題指導(dǎo)、論文框架到細(xì)節(jié)修改，都給予了我細(xì)致的指導(dǎo)，提出了很多寶貴的意見與建議，*老師以其嚴(yán)謹(jǐn)求實的治學(xué)態(tài)度、高度的敬業(yè)精神、兢兢業(yè)業(yè)、孜孜以求的工作作風(fēng)與大膽創(chuàng)新的進(jìn)取精神對我產(chǎn)生重要影響。他淵博的知識、開闊的視野與敏銳的思維給了我深深的啟迪。這篇論文是在老師的精心指導(dǎo)與大力支持下才完成的?！懊鲙熤?，誠為過于天地，重

80、于父母”，對王老師的感激之情我無法用語言來表達(dá)，在此向王老師致以最崇高的敬意與最真誠的謝意！</p><p>　　感謝所有授我以業(yè)的老師，沒有這些年知識的積淀，我沒有這么大的動力與信心完成這篇論文。感恩之余，誠懇地請各位老師對我的論文多加批評指正，使我及時完善論文的不足之處。</p><p>　　謹(jǐn)以此致謝最后，我要向百忙之中抽時間對本文進(jìn)行審閱的各位老師表示衷心的感謝。 &l

81、t;/p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 許尚賢編著. 機(jī)械零部件現(xiàn)代設(shè)計方法(M).高等教育出版社，1994.03，第1版</p><p>　　[2] 楊雄飛主編. 計算機(jī)輔助設(shè)計(M).機(jī)械工業(yè)出版社，2000.05，第1版</p><p>　　[3] 徐灝主編. 機(jī)械設(shè)計手冊(M).

82、機(jī)械工業(yè)出版社，1991.09，第1版</p><p><b>　　[4] </b></p><p>　　[5] 濮良貴 紀(jì)名剛主編. 機(jī)械設(shè)計(M). 高等教育出版社，2001.06，第7版</p><p>　　[6] 龔桂義主編. 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計圖冊(M). 高等教育出版社，1989.05，第3版 </p><p&g

83、t;　　[7] 邱宣懷等. 機(jī)械設(shè)計(M).. 北京:高等教育出版社, 1997.7,第4版</p><p>　　[8] 何正忠.裝載機(jī)[M]，冶金工業(yè)出版社, 1999.1 </p><p>　　[9] Joseph E. Shigley, Charles R. Mischke. Mechanical Engineering Design (M). McGraw-Hill Compan

84、ies, Inc. 2001</p><p>　　[10] 鄭文緯,吳克堅. 機(jī)械原理(M). 北京:高等教育出版社, 1997.7,第7版</p><p>　　[11] 鄭健榮編著. ADAMS——虛擬樣機(jī)技術(shù)入門與提高.機(jī)械工業(yè)出版社.2002.1</p><p>　　[12] Homer D. Eckhardt. Kinematic Design of Mac