基于adams的装载机工作装置仿真分析_毕业论文(编辑修改稿)

基于adams的装载机工作装置仿真分析_毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

3）装载机有时边插入边翻斗，此时则同时受到水平插入阻力和垂直崛起阻力的作用。 上述三种情形都可以受到对称载荷或者偏心载荷，将二者结合，就可以得第三 章 装载机工作装置总体参数的确定及受力分析 9 到六种不同的工况，受力的简图如图 32 所 示。 (a) 水平对称工况 (b) 垂直对称工况 (c) 水平垂直对称同时 作用工况 (d)水平偏载 工况 (e)垂直偏载工况 (c) 水平垂直偏载同时作用工况 图 32 外载荷作用下工作装置受力 对于 ZL50 装载机而言，工作过程中受到工作阻力主要是插入阻力和崛起阻力和转都阻力，不同的铲掘物料的方法，以上几种力的组合方式也有所不同，受力状况要视具体情况而定。 实际的工作过程中，阻力的计算长按以下经验公式估算： （ 1） 插入阻力inF 通常为了计算方便， 按下列经验 公式来计算总的插入阻力： inF= qa BLKKKK 1 2 5432110 公式 (31) 式中 ： 1234————— m— mqaKKKKBL物 料 松 散 程 度 与 块 状 影 响 系 数 ；物 料 性 质 影 响 系 数 ；料 堆 高 度 影 响 系 数 ；铲 斗 形 状 影 响 系 数 ；铲 斗 宽 度 ， 单 位 ；铲 斗 一 次 插 入 的 深 度 ， 单 位 为。 第三 章 装载机工作装置总体参数的确定及受力分析 10 查取有关文献，结合老师建议， 求解得 插入阻力inF=140 KN （ 2） 崛起阻力 shF 通常铲斗准备上翻时的崛起阻力按下式计算： shF = KBl qa22 公式 (32) 式中 ： —— m— mzqaKBL铲 斗 开 始 举 升 时 的 物 料 所 受 到 的 剪 应 力 ；铲 斗 宽 度 ， 单 位 ；铲 斗 一 次 插 入 的 深 度 ， 单 位 为。 查取有关文献，结合老师建议，求解得 崛起阻力 shF = KN （ 3） 转斗阻力矩 zM 转斗阻力矩可按下式求解： zM = dc MM  公式（ 33） 式中 ： — ? — cdMM 最 大 静 阻 力 矩 ；重 力 力 矩。 其中 yLxFMainc  )31([11 公式（ 34） 式中 ： — — m— m— minaFxyL转 斗 开 始 转 斗 时 所 受 到 的 插 入 阻 力 ；铲 斗 回 转 中 心 到 铲 斗 斗 刃 的 水 平 距 离 ， 单 位 为 ；铲 斗 回 转 中 心 到 地 面 的 垂 直 距 离 ， 单 位 为 ；铲 斗 插 入 的 深 度 ， 单 位 为。 上式中的重力力矩通常按下式计算： Bcd LGM  公式（ 35） 式中 ： — ?—— mdcBMGL重 力 力 矩 ， 单 位 ；铲 斗 重 力 ， 单 位 为 ；铲 斗 质 心 离 回 转 中 心 的 水 平 距 离 ， 单 位 为。 综上所述三种阻力，不一定在实际工作过程中的存在，而是随着采掘方法第三 章 装载机工作装置总体参数的确定及受力分析 11 的不同而不同，存在一种或者几种。 作业方式为一次铲掘法铲掘法时，在铲斗插入料堆时，只存在插入阻力；当铲斗插入运动停止后，在铲斗上翻转时，则只受到翻转阻力矩的作用；当采用挖掘法铲掘物料时，则会同时受到插入阻力和崛起阻力的作用；当采用配合法铲掘时，则转斗阻力和插入阻力同时存在。 本文在分析 时，采用一次铲掘法考虑 ,并选用对称载荷。 油缸受力的确定 装载机 各个工况的实现主要靠油缸的伸张和收缩来实现，因此 油缸的受力情况就显得非常重要。 通常将油缸的受力 分为主动作用力和被动作用力。 总体来说，当油缸主动运动而使机构运动时， 油缸受到的力为主动作用力；当油缸闭锁不动时，油缸所受到的力称为被动作用力。 ZL50 装载机的转斗油缸和动臂油缸通常不一起动作，转斗油缸和动臂油缸交替受到主动作用力和被动作用力的作用。 (1)油缸水平插入工况作用力的确定 装载机的铲掘物料时，要求转斗油缸作用力足以使铲斗 在铲掘位置水平前进以铲掘物料，装载机后此时运动缓慢，转斗油缸作用力即以此平衡条件作为计算位置。 根据装载机最大插入力力 公式 : inF= qa BLKKKK 1 2 5432110 公式（ 36） 上节求得： inF= 当铲斗铲取物料时，随着铲入深度的增加，当插入到极限位置时受力分析如图所示： 第三 章 装载机工作装置总体参数的确定及受力分析 12 图 33 转斗油缸受力分析图 上图所示尺寸，可由 CAD 图纸得到， 0G 为额定载荷， 1G 为铲斗的重量，2G 为工作装置的重量。 则根据上图取下列数值： 将装载机工作装置作为一个整体，都静力学平衡得： 转斗油缸所受的力： 0 1 2 4 2 51 3 1 3() int G G l l F l lF l l l l= 动臂油缸 (两个 )所受的力： 8 2 6 1 0 0 71 9t inF l G l F l G lF l      = （ 2）铲斗处于最高位置举升工况作用力的确定 在该位置时受力分析如图所示： 图 34 最大举升位置时油缸受力图 分析方法类似上图，求得： 转斗油缸所受的力：314210 )( ll llGGFt  = 动臂油缸 (两个 )所受的力：970106281 l lGiFlGlFF int  = 第四 章 装载机工作装置的建模 13 第四章 装载机工作装置的建模 Pro/e 三维模型的建立过程概述 Pro/e 三维模型 是 装载机工作装置的模型 的一部分。 对于 装载机工作装置 的建模， 大体 可 按如下流程图进行： 图 41 工作装置建模过程流程图 在 三维 建模过程中，将各个零件分类，有铲斗、摇臂、动臂和连杆，各部件模型图如下图所示： （ a）铲斗 （ b）动臂 Pro/e 建模 工作装置的实体模型 导入 ADAMS 软件中进行仿真分析 模型简化 分析处理得出结果 后处理 施加约束 第四 章 装载机工作装置的建模 14 （ c）连杆 （ d）摇臂 图 42 各部件三维模型图 最后得到的装配图如图 4— 3 所示： 图 43 装载机工作装置三维图 ADAMS 模 型的建立 ADAMS 软件简介 ADAMS 是一款表现出色的动力学和运动学仿真软件，具有强大的仿真分析功能。 通过大量的工程应用和实践， ADAMS 表现除了其特有的优点，在机械行业应用广泛。 ADAMS 分为很多模块，例如 ADAMS/View 模块、 ADAMS/Car模块、 Adams / PostProcessor 模块等。 本文在分析装载机工作装置时，主要应用到了 ADAMS/View 模块、 ADAMS / PostProcessor 模块。 ADAMS 软件的优点在于它可以在给定的环境变量中模拟物体的各个量，比如说力的大小、运动轨迹、铰接点的受力等等。 有了上述仿真的结果，就可以帮助设计人员在不用制造出整机的前提下了解样品质量的好坏，从而帮助他第四 章 装载机工作装置的建模 15 们加以改进，节省研发费用和研发时间。 Pro/e 模型导入 ADAMS 本章第一节中介绍了三维模型的建模方法，在三维模型建立好之后，接下的任务是 将 Pro/e 模型导入 ADAMS。 将 Pro/e 建好的 模型模型导入 到 ADAMS有很多 方法，但 首先得确保 Pro/e 中建立的模型的单位制和 ADAMS 的单位制是相符合的，否则无法进行模型导入， 本论文 导入 的方法是： （ 1） 先将三维 模型在 Pro/e 中打开，保存副本，保存成 .x_t 格式。 打开ADAMS/View 模块，选择 import a file. （ 2） 在 File Type 栏选择输入的文件格式类型，后缀为 .x_t 格式。 （ 3）在 File To Read 右边的空框内输入文件名，方法为：鼠标放在空框内，点击右键，选择 browse,打开文件浏览对话框，找到已保存的后缀为 .x_t 格式的文件，双击即可。 （ 4） 在 model Name 栏，输入 ADAMS 数据库名。 （ 5）选择 OK 按钮，即可导入 ADAMS 中。 模型导入 ADAMS 后，其各部件的物 理特征丢失，只保留了几何特性，所以，为了进行系统仿真，需要对每一个零部件添加材料特性。 修改完成后，模型导入完毕。 导入的模型的布尔操作 在装载机工作装置 在导入 ADAMS 时，焊接等固定连接处相连接的零件都是一个独立的零件，要进行装载机工作装置的运动仿真分析，必须将固定相连的零件生成一个零件，即布尔操作。 ADAMS/ View 提供了五种布尔操作，通过对简单实体的组合来创建复杂零件。 表 41 实体的布尔运算 图标 图标 功能 说明 布尔加（ Unite） 合并两个相交的实体 把第二个 ，实体并入第一个实体中，相交部分只计算一次 第四 章 装载机工作装置的建模 16 布尔和（ Merge） 合并两个不相交的实体 把第一个实体并入到第二个实体中 布尔交（ Interesect） 取相交形体 保留相交部分的实体，所形成的实体特性与第一个实体相同 布尔减（ Cut） 实体切割 用第一个实体去切第二个实体，删除第一个实体和相交部分的第二个实体 布尔分 （ Split） 实体还原 将经过以上布尔操 作的实体还原 模型的约束的确定 约束的概述和分类 在一个系统中，通常是由多个约。