[原创]基于ProE的装载机工作装置的实体建模及运动仿真 - 毕业论(3)

2019-01-26 16:41

2 液压缸的选择

缸的主要参数包括行程、缸径、最高使用压力等。

大臂缸和翻斗缸的要求相同均为最大推力:20000N、行程:800mm,一般均是工作过程中伸出过程压力远高于缩回过程,主要按伸出推力计算即可,活塞截面积:

Ah = Fmax pmax = 20000N14.23MPa = 1.4*10-3 m2 Dg = 2×(Ahπ) = 42mm Ah 预算缸的活塞面积 Fmax 缸允许的最大推力 pmax 泵输出的最大压力 Dg 预算缸的内腔直径

那就要求所选缸最高使用压力大于或等于14MPa,行程为800mm,缸内径为42mm或略小于 42mm的尾部耳环式等速缸。 选缸:D25WE4022800M—ISO

型号 D25WE4022800M—ISO 活塞杆直径 22mm

2.1 本章小结

正确选择液压缸的参数对下面的工作十分重要,在计算行程当中,如有不当就可能造成干涉,直接影响装配,装配不成功,就无法进行运动仿真.

行程 800mm 液压缸内径 80mm 最高使用压力 25MPa 12

3 装载机工作装置三维实体建模

3.1 工作装置零件建模

在传统的工程设计中,设计人员首先在头脑中形成产品的三维轮廓,然后在图纸上利用二维工程图表示,其他设计人员以及工艺 生产等不同部门的人员再通过二维图纸将产品还原为三维影像。由于图纸的错误和理解的偏差,设计人员的意图并不总能完全实现,因而设计制造的周期较长,产品的质量也受到影响。在产品的形状和结构较为复杂的时候尤其如此。因此三维化设计应该是发展趋势。

三维模型的发展经历了由线框、曲面到实体的过程。实体模型最真实的反映三维形体的特性,不但包括了形体的几何轮廓,而且由于实体有密度属性,因而可以进行质量计算、干涉检查等操作。

基本特征是建模时创建的第一个特征,是零件结构的基本要素。基本特征以后的其他特征依赖于基本特征。基本特征可以是实体特征,也可以是基准特征,正交基准平面就常常被用作基本特征。

在ProE中进行零件设计的步骤是先创建基本特征,然后添加结构特征。开始做零件之前,应做好充分的准备工作,明确设计意图。认真考虑设计的关键尺寸,可以变动的尺寸与尺寸之间的关系,在装配时与其他零件的装配关系等。

由于在ProE中实体模型可以有多种不同的生成方法,采取何种方法更为合理、高效,需要有一个经验积累过程。一般来说,要根据图形的形状选择生成模型的方式。草图绘制尽量简化,最好不要绘制过渡圆角、倒角等非关键性信息。如果要像绘制二维工程视图那样绘制草图,效率会很低,实践证明也没有这个必要。因为在ProENGINEER中我们可以对实体进行各种编辑操作,如倒圆角。再就是如果草图绘制过于精细,再生成模型时会耗尽计算机资源,使得三维模型生成速度很慢且易出现问题。

3.1.1 动臂的生成

图3.1.1动臂实体图

动臂建模主要采用拉伸,首先选定草绘平面进入草绘模式,绘出动臂二维草图,然后进行拉伸生成动臂三维实体,再在其上打孔,应注意保证主要尺寸的准确性。对另一个动臂我们可以用复制的方法得到。复制方法有两种:一是镜像,另一是平移,如图1 采用镜像。最后添加一些细节如图

1动臂上的筋板,添加筋板时要注意参考面的正确建立。对于复杂的零件,选择合理的生成方法就显得尤为重要。因为选择不正确的生成方法不但效率低,而且有些情况根本就不能生成实体模型。因此,设计人员在设计实体模型之前,必须要考虑好模型的生成方法和步骤。这就要求设计人员要有较好的空间想像力和抽象思维能力,这也是三维建模同二维图形绘制最大的不同点之处。

3.1.2 铲斗的生成

采用拉伸方法建立铲斗基本体,用抽壳功能形成基本壳体。在基本体上添加加厚板以及肋板特征。添加耳特征时只需建立耳特征的一个面,然后采用镜像复制命令就可以完成肋板的设计。最后采用两侧拉伸方法添加截齿特征和陈列生成。在铲斗建模过程中要注意的是两侧加厚板的复制。

图3.1.2铲斗实体图

3.1.3 底座的生成

图3.1.3底座实体图

先建立底盘框架,采用裁减命令生成槽钢结构,在框架上生成后续特征。底座的生成主要采用了拉伸命令,裁减命令和复制命令。底座建模过程中需注意翻转油缸连接座的正确定位。

3.1.4 连杆的生成

图3.1.4连杆实体

连杆的生成比较简单,主要采用了拉伸命令,需要注意的是在草绘截面时尺寸的标注,要保证主要尺寸的准确,比如两孔中心距。

3.1.5 摇臂的生成

图3.1.5摇臂实体图

摇臂建模也主要采用拉伸命令,先建立特征实体的一半然后用复制特征命令镜像特征另一半,需要注意的是镜像特征时对称基准的建立方法。然后在基本特征上建立孔特征,应注意保证孔间距的准确,建议: 先建立摇臂两端的连接孔,生成后再建立中间连接孔。这样作,主要是避免三孔同时建立时出现的孔位置难以确定的问题。

3.1.6 液压缸筒的生成

图3.1.6 液压缸筒实体

液压缸模型结构及尺寸参看机械设计手册,主要采用拉伸和裁减命令生成,需要注意的是尾部联结油管的内部结构和建立方法。


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