副標(biāo)題#e#    輪式裝載機工作裝置是帶有液壓缸的空間多桿機構(gòu)，工作裝置設(shè)計水平的高低直接影響裝載機作業(yè)的性能，進而影響整機工作效率。過去基本沿用類比法進行設(shè)計，工作煩瑣、設(shè)計精度低、周期長，且不易獲得各項性能指標(biāo)都比較滿意的方案。因此裝載機的開發(fā)通常需要用物理樣機來評價整機的綜合性能，樣機只能在開發(fā)后期制造裝配，不能參與產(chǎn)品的早期開發(fā)評價過程，且物理樣機生成周期長、成本高、修改困難。本文用SolidWorks軟件建立裝載機工作裝置的虛擬樣機模型，用COSMOSMotion軟件對其進行仿真分析，有效地避免了物理樣機開發(fā)模式存在的缺陷，使裝載機工作裝置的性能評價可在設(shè)計過程中完成，在制造之前發(fā)現(xiàn)并更正設(shè)計錯誤，完善設(shè)計方案，縮短了產(chǎn)品的開發(fā)周期，提高了設(shè)計質(zhì)量。
   
    1工作裝置的建模與仿真。
   
    1.1三維建模
   
    裝載機工作裝置由鏟斗、動臂、搖臂、拉桿、前車架、轉(zhuǎn)斗油缸缸筒、轉(zhuǎn)斗油缸活塞桿、舉升油缸缸筒、舉升油缸活塞桿等構(gòu)件組成。以某ZL20裝載機為例，采用SolidWorks軟件對裝載機工作裝置組成零件進行三維建模，然后以前車架為基礎(chǔ)進行虛擬樣機模型裝配。在鏟斗和動臂、鏟斗與拉桿、拉桿與下?lián)u臂、上搖臂與轉(zhuǎn)斗油缸活塞桿、轉(zhuǎn)斗油缸缸筒與前車架、舉升油缸活塞桿與動臂、舉升油缸缸筒與前車架以及動臂與前車架之間施加轉(zhuǎn)動副約束;在轉(zhuǎn)斗油缸缸筒與轉(zhuǎn)斗油缸活塞桿、舉升油缸缸筒和舉升油缸活塞桿之間施加移動副約束;車輪與地面的移動用移動副模擬。裝載機工作裝置二維裝配及運動仿真模型見圖1。
   

    1.2仿真平臺
   
    采用COSMOSMotion軟件為裝載機工作裝置的仿真研究平臺。COSMOSMotion是與Solidworks軟件無縫集成的全功能運動仿真軟件，可以對復(fù)雜機械系統(tǒng)進行完整的運動學(xué)和動力學(xué)仿真。COSMOSMotion軟件支持多種約束，包括轉(zhuǎn)動副、移動副、圓柱副、球面副、萬向節(jié)、螺紋副、平面副和固定約束，支持共點、共線、共面、平動、平行軸、垂直等虛約束。COSMOSMotion可分別按位移、速度或加速度定義各種運動，包括定值、步進、諧波、樣條曲線和函數(shù)等運動。用COSMOSMotion可以建立各種復(fù)雜的實際系統(tǒng)的精確運動仿真模型，對運動仿真的結(jié)果，可以通過多種方式來研究，滿足用戶對運動仿真分析的各種需求。
   
    1.3仿真工況
   
    根據(jù)ZL20裝載機的實際工作情況設(shè)定工作裝置仿真時間為17s，開始鏟斗沿料堆底部插人時間3s;上翻轉(zhuǎn)裝滿鏟斗時間2s;動臂液壓缸運動舉伸動臂的時間6s;轉(zhuǎn)斗油缸反向運動卸載時間2s;工作裝置返回時間4s。
   
    1.3.1添加約束
   
    將在Solidworks中創(chuàng)建的ZL20裝載機工作裝置按照部件間的運動關(guān)系添加約束，各構(gòu)件間除活塞桿與缸筒、車輪與地面添加移動副外，其他構(gòu)件間添加轉(zhuǎn)動副。