[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(4)

2019-01-26 16:41

3.1.7 液压缸盖的生成

图3.1.7液压缸盖实

缸盖结构和尺寸参看机械设计手册,主要用拉伸和裁减命令,注意内部需加上密封槽。

3.1.8 液压缸活塞的生成

图3.1.8液压缸活塞实体

其结构和尺寸需参看机械设计手册,也主要采用拉伸和裁减命令生成,注意也要加上密封槽。 注:本次设计的小型装载机工作装置需采用三个液压缸,其中翻转液压缸和举升液压缸基本结构相同,所不同的只是长度尺寸不同,所以只需建立一个举升液压缸零件,翻转液压缸零件可在举升油缸的基础上通过修改尺寸再生而成

3.1.9 连接销轴的生成

图3.1.9连接销轴实体

销轴建模主要采用旋转命令,先绘制一条旋转轴,接着草绘截面,再绕旋转轴旋转360度就可生成销轴实体,然后生成轴端的限位孔,最后在需要倒角的部位倒角。要注意的是建立限位孔时需先创建与柱面相切的基准面作为草绘截面

3.2 工作装置装配模型建模

零件设计完成后,往往需要根据设计要求对零件进行装配。在ProENGINEER的装配模块中,通过定义零件之间的位置约束关系,可以把子零件装配成一个装配件,并检查零件之间是否有干涉以及装配体的运动情况是否合乎设计要求。同时在生成装配体过程中,用户可以根据需要添加生成新的零件和特征。

使用ProE 进行装配设计有两种基本方法,示意图如图3.2.1所示。

在上面两种方法中,第1种方法相对第2种方法是比较低端的方法。因为在真正的概念设计中,

零件设计示意图零件零件零件零件部件装配件装配体设计示意图部件装配件装配件

(a)由底向上的设计方法

装配体设计示意图装配件部件装配件部件装配件零件设计示意图零件零件零件零件

(b)由顶向下的设计方法

图3.2.1 ProE的装配件设计方法

很少利用一个零件来控制整个装配体的设计,往往都是在拿出产品的外在概念和功能概念后,逐步 对产品进行设计上的细化,直至细化到单个零件。比如设计一种新型号的汽车,先由设计师拿出汽车外观的概念图,然后由底盘工程师和车身工程师一起进行汽车的布局协调,根据协调的结果,得到各自部分布局的概念图,在这个布局概念的基础上进行零件的细化设计。由此可以看出,在对产品总体设计上,以由顶向下的设计方法更为贴近实际一些。

但是由底向上的设计方法并不是一无是处,对于一些已经比较成熟的产品设计过程,采用这种设计方法效率反而高一些。在实际的装配过程中通常混合使用这辆中设计方法,以发挥各自的优点。比如本次对矿用小型装载机的改造设计,由于该项设计在技术上已经比较成熟,所以采用第一种方法比较合适。

前面已经生成矿用小型装载机的各种底层零件的三维模型,然后采用由底向上的装配设计方法对这些零件进行空间定位来生成装配件。在装配件设计时,可以根据需要对装配件中的零件进行修改,比如修改零件尺寸,移动零件在装配件中的位置,生成新的特征等。对于一个装配件,当其中所有的零件都被完全约束时,这种装配件就称为参数化的装配件,否则就是非参数化的装配件。

下面对本次装载机工作装置模型的装配设计过程作简要叙述: 3.2.1 底座模型装配

进入装配界面调入图3.1.3所示底座实体模型,点选图3.2.2所示按扭固定主体模型。在元件放置对话框中点确定。

图3.2.2

3.2.2 动臂模型装配

调入图3.1.1所示动臂实体模型,在元件放置对话框中点“连接”(图3.2.3)在连接类型中选“销钉”(图3.2.4),约束类型1为“轴对齐”分别在动臂模型和底座模型上选择需要对齐 的轴线。约束类型2为“平移”,分别在两实体上选择要匹配的面,系统会自动调节模型位置,可以点选“反向”按钮改变模型方向,在“约束偏移”框中输入偏移尺寸(如图3.2.5)可以调节匹配面间的间隙,点选“移动”(图3.2.6)进入移动界面,(如图3.2.7)选“旋转”,用鼠标在图区点选动臂模型,然后拖动鼠标可以调节动臂角度,点中键终止操作,点“确定”完成动臂模型装配。

图3.2.3 图3.2.4 图3.2.5

图3.2.6 图3.2.7

3.2.3 铲斗模型装配

调入铲斗模型,动臂和铲斗的连接类型也属于销钉连接,分别选取铲斗模型和动臂模型需要对齐的轴,然后选择匹配平移面,操作方法同动臂装配操作方法。

3.2.4 液压缸体模型装配 第一步:缸筒与底座的连接

缸筒与底座的连接属于销钉连接,操作方法同前所述。旋转缸筒角度使其基本接近和动臂连接的角度。

第二步:活塞杆与缸筒和动臂的连接

活塞杆与缸筒之间能够自由伸缩,所以连接类型选用“圆柱”连接。 “圆柱”连接类型只有一个轴对齐约束,分别选取缸筒和活塞杆的中心轴,点选“移动”按扭选择“平移”,调整活塞杆在缸筒中的位置。在元件放置对话框中点“+”按扭(图3.2.8)增加一个“销钉”连接类型,分别选取活塞杆前端环和动臂连接轴孔的轴线,然后分别选取活塞杆前端环和动臂需要匹配的面,输入偏移尺寸,系统自动完成活塞杆与动臂的装配连接,点“确定”退出。

图3.2.8

第三步:缸盖模型的装配

调入缸盖模型,在连接类型中选取“刚性”连接,在约束中选“匹配”选择缸的前端面和缸盖内端面进行重合匹配,再增加“插入”约束,分别选取缸盖曲面和缸体曲面,系统自动完成缸盖的装配连接。

3.2.5 摇杆模型的装配连接

摇杆模型与动臂模型装配连接也采用销钉连接操作方法同上所述。 3.2.6 连杆模型与铲斗模型和摇杆模型的装配连接

在装配连杆时首先选取和摇杆的连接或和铲斗的连接为“销钉”连接,操作过程同前所述。其次选取连杆的另一端与铲斗或摇杆的连接为圆柱连接,操作过程同前所述。这样就完成了连杆模型的装配。

3.2.7 销钉模型的连接

销钉的连接选用“刚性”连接,首先选取“插入”约束,选择销钉曲面和要插入的孔面,其次选取“匹配”约束,选择销钉盖内表面和需要匹配的面完成重合匹配,最后点“确定”结束。

(a)


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