虚拟样机技术在小型农用装载机计划中的应用

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1、第20卷第5期农业工程学报Vol.20No.52004年9月TransactionsoftheCSAESept.2004虚拟样机技术在小型农用装载机设计中的应用112222李勇,曾志新,叶茂,马学梅,李航,丘晓彦(1华南理工大学机械工程学院现代制造技术研究所,广州510640;2.海南金鹿实业有限公司,海口571100)摘要:文章分析了虚拟样机技术的主要特点及其对小型装载机设计的重要性,阐述了小型农用装载机的设计原理,详细介绍了利用SolidWorks设计装载机虚拟样机的过程,其中包括虚拟样机的三维建模、

2、虚拟装配、图形渲染、运动仿真、干涉检测、二维工程图的转换等,并展示了根据虚拟样机技术制造的物理样机图像。结果表明,应用虚拟样机技术可以提高小型装载机的设计效率及质量。关键词:虚拟样机技术;装载机;农业机械;运动仿真中图分类号:TP391.72文献标识码:A文章编号:1002-6819(2004)05-0134-040引言拖拉机拥有照明系统、悬架系统、制动系统、驾驶室、车轮、柴油机、离合器、变速箱等部分的可重构件,但重构传统的机械产品开发过程一般要经过对产品各方件的具体结构及安装位置在两款产品中稍有调整,如

3、:面性能要求的分析、拟定设计方案、按选定方案进行零二者在驱动方式和换向系统上做了改变,前者采用前轮件图与装配图绘制,然后对已设计好的机械产品进行试驱动、后轮转向,后者采用前轮转向、后轮驱动;为了缩制,经过反复的试验及对设计图的不断修改和完善后正短总机长度及增强稳定性,方向盘与水平面的夹角设计式投入生产。这种设计方法使设计者的大部分时间和精为60°,把柴油机的安装孔位下沉到底盘下以降低重心力都耗费在装配图和零件图的绘制,而且方案的拟定在和便于驱动轴安装。很大程度上取决于设计者的经验,难以获得最优方案,设计消

4、耗大、成本高、效率低。1基于SolidWorks的装载机虚拟样机设计及[1,2]虚拟样机技术是一种计算机模型,设计师可以运动仿真在计算机上建立机械系统的三维可视化模型,模拟在真SolidWorks是基于Windows的三维CAD/CAM/实环境下系统的特性,包括外观、空间关系以及运动学和动力学特性,并根据仿真结果进一步优化系统,它以CAE集成化机械设计软件。它具有全面的零件实体建CAD模型为基础,结合虚拟技术与仿真技术,为产品的模功能和变量化的草图轮廓绘制功能,能够自动进行动设计开发提供一个全新的方法。利

5、用虚拟样机代替物理态约束检查。它的基本设计思想是:实体造型-虚拟装样机对产品进行创新设计、测试、评估和人员训练,正成配-二维图纸,是工业界最优秀的三维设计软件之一。为各类制造企业缩短产品开发周期,降低成本,改进产故而在本次产品开发中选用了SolidWorks。品设计质量,提高面向客户与市场需求能力的重要手装载机一般由发动机、变矩器、作业液压泵、前后车段[3-5]。架铰接点、转斗液压缸、动臂、连杆、铲斗、车架、驱动桥、虚拟样机技术在国外已广泛应用到:汽车制造业、动臂液压缸、传动轴、转向液压缸、变速箱、驾驶室

6、等几航天航空业、国防工业及通用机械制造业等领域。但在大部分组成,其工作装置是由铲斗、动臂、液压缸、连杆中国农机产品的设计中还未得到广泛应用。本文结合小机构等组成,设计时应满足下列要求:型农用装载机的设计,阐述利用SolidWorks进行虚拟(1)铲斗的运动轨迹符合作业要求,能铲掘、装载;[6]铲掘力要大,斗易于装满料,并要求动臂在提升过程中,样机开发的过程,重点介绍小型农用装载机的三维设计及运动仿真。铲斗作平移运动,以免斗中物料撒落;装载机是一种作业效率高,用途广泛的工程机(2)要满足卸载高度和卸载距离要

7、求,保证动臂在[7]任何位置都能卸净铲斗中的物料;械。但工程装载机的昂贵价格、庞大体积是限制其在农村使用的根本原因。(3)在满足作业要求的前提下,工作装置结构简据此,华南理工大学与海南金鹿集团根据可重构性单、自重轻、受力合理、强度高;原则联合开发了JLZ03小型农用装载机,以减少车间(4)应保证驾驶员具有良好的工作条件,确保工作的设备及工装夹具的调整时间,使装载机与原有产品形安全、视野良好、操作简单和维修方便。成可重组产品链,最大限度降低生产成本,提高公司产根据以上约束条件,结合装载机的照明系统、悬架品零

8、部件的通用性。比如:JLZ03与原有16K2型农用系统、制动系统等其他设计要求,利用SolidWorks即可进行装载机的设计。收稿日期:2004-01-06修订日期:2004-04-051.1主要机构设计及三维建模作者简介:李勇(1974-),男,河南淮滨人,助教,广州市华南理工大学机械工程学院现代制造技术研究所,510640。Email:meliyong铲斗的斗型与结构是否合理,直接影响装载机的工@scut.edu.cn作效