装载机工作装置运动学仿真
基于Pro／E的装载机工作装置虚拟样机与仿真分析
关键 词 ：装 载 机 ； 工 作 装 置 ；虚 拟 样 机 ；仿 真
文 献 标 识 码 ：Ａ
０ 引 言
Ｐ ｒ ｏ ／ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ是 一 款 包 括 Ｃ ＡＤ／ Ｃ ＡＭ／ Ｃ ＡＥ 的 大型设计 软件 ［ １ ］ ， 其 不 仅 可 用 来 建 立 相 应 的几 何 模 型， 而 且还可 对模 型进 行仿 真模 拟 ， 并 对仿 真模 拟 的结 果 进行 分析 ， 以及 时发 现设计 中所存 在的 问题 ， 从 而 在 设 计 阶段就 解决 这些 问 题 ， 以减 少 生 产及 投 入 使 用 后 的维修 费用 ， 这不 仅有 利于 企业 经济 效益 的提 高 ， 而 且 减 少 了设计 所耗 费的 时 间。
收 稿 Ｈ期 ：２ ０ １ ３ — ０ ６ — ２ ４ ；修 回 ｝ ］ 期 ：２ ０ １ ３ ０ ８ — ２ ４
图ｌ 装 载 机 工 作 装 置 虚 拟 样 机
３ 虚拟样 机 的动态模 拟
虚拟 样机装 配 好后 ， 就 可 以利 用 Ｐ ｒ ｏ ／ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ 软 件进行 动态模拟及分析 ， 其 动态模拟及 分析流程见 图 ２ 。
作 者 简介 ： 张椭 （ １ ９ ８ ３ 一 ） ， 女 ，辽 宁营 口人 ，讲 师 ，本 科 ，主 要 研究 方 向 ：Ｃ ＡＤ／ ＣＡＭ 软 件应 用 。
建立连接 连接轴设定 运 动副伺服 电动 机
建立运动 模型
设置运动 环境 分 析运动机构 获取分析结 果
重 力 ． 执 行电动机 旌加 载荷 初 始条件 运动干 涉检查 运 动 包 络 轨迹 曲线
运 动 学 动态分 析 静态 分析 修 改
基于Pro／E的多功能装载机工作装置的设计及仿真分析
（ ｏ ｌ ８ ） Ｔｔｌ １ ａｙ ９
基于 Ｐｏ Ｅ的多功能装载机工作装置 的 ｒ／ 设计及仿真分析
吕其 惠 王力夫
（ 广东交通职业技术学院 ， Ｉ ６ ０ 广州 １ ５ ） ５ ０ 摘要 ： Ｐｏ Ｅ平 台下对多功能装载机工作装置进行建模 、 在 ｒ／ 装配仿 真和人机 交互优化 ， 并对设计结果进行动 态和静态
臂 ５ 摇 臂 ７ 拉 杆 ６ 前臂 ２摆 臂 ８快 换 架 ９ 作 业 、 、 、 、 、 （ 装 置 ） 以及 提升液 压 缸 ４和转 斗液 压缸 ３构成 的正 转式 八 连杆 机 构 （ １ 示 ） 图 所 ，多功 能装 载 机工作 装 置 具有 以下 的特 点 ：
用的尺寸都存在数据库中 。 用户可 以运用强大 的数 学运算方式 ， 建立尺寸参数问的关系式 ， 通过相似的 模 型 可 自动计 算 出应 有 的 外形 ， 各尺 寸 就 不需 要 逐
作 要求
代 Ｃ ／ Ａ 系统 。 软件 以全参 数化 尺寸 驱动 、 ＡＤ Ｃ Ｍ 该
基于特征 、 单一全关联 的数据库等优点深受用户好 评 ， 成 为 国际参 数 化行 业 标 准 。该 软 件强 大 的参 并
数化 功能 ， 合其单 一 的数据 库 ， 设计 过程 中所 使 配 将
多功能装载机工作装置采用 了由前 车架 １动 、
维普资讯
２０ ０ ７年第 ４期
农业装备与车辆工程
Ａ Ｒ Ｃ Ｌ Ｕ Ａ Ｑ ＩＭＥ Ｔ＆ Ｖ Ｈ Ｃ Ｅ Ｅ ￣ Ｎ Ｅ Ｉ Ｇ Ｇ Ｉ Ｕ Ｔ Ｒ ＬＥ Ｕ Ｐ Ｎ Ｅ ＩＬ Ｎ Ｅ ＲＮ
Ｎｏ４ ０ ７ ． ２ ０
（ 总第 １ ８ ９期）
分析 ． 成功 实现 了在 ＰｏＥ环境下的 多功能装载机 工作装置的虚拟样机设计。结果表 明本研究方案 － ￣提 高设计效 ｒ／ ｑ ． －
基于MATLAB的装载机工作装置运动过程动态仿真
基于MATLAB的装载机工作装置运动过程动态仿真
张荣沂;苏凌峰;刘颖;李胜杰
【期刊名称】《黑龙江工程学院学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2006(020)004
【摘要】装载机是一种用途较广的铲运、施工机械.其工作装置是组成装载机的直接影响工作装置性能的好坏,进而影响整机的工作效率与经济性指标.通过装载机工作装置作业状态的分析,基于MATLAB对ZL50装载机进行运动过程动态仿真.【总页数】3页(P54-56)
【作者】张荣沂;苏凌峰;刘颖;李胜杰
【作者单位】黑龙江工程学院,机电工程系,黑龙江,哈尔滨,150050;中国舰船研究院,北京,100085;黑龙江工程学院,机电工程系,黑龙江,哈尔滨,150050;黑龙江工程学院,机电工程系,黑龙江,哈尔滨,150050
【正文语种】中文
【中图分类】TH164
【相关文献】
1.基于SolidWorks装载机工作装置的特征建模与三维动态仿真 [J], 赵建国;张琳娜;赵凤霞
2.基于Matlab的挖掘装载机挖掘装置回转过程的仿真研究 [J], 张小行
3.基于ADAMS的装载机工作装置动态仿真与力学分析 [J], 高铸成;张桂菊;周香涛;陈瑞科;毛泽军;
4.基于ADAMS的装载机工作装置动态仿真与力学分析 [J], 高铸成;张桂菊;周香
涛;陈瑞科;毛泽军
5.装载机工作装置运动特性动态仿真 [J], 方子帆;朱大林;曹振生
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装载机工作装置的实体建模和运动仿真
5. 生成特殊连接
分析运动机构
设置运动环境
1. 应用伺服电动机 2. 应用弹簧 3. 应用阻尼器 4. 应用执行电动机 5. 定义力/力矩负荷
1. 运行运动学分析 2. 运行动态分析 3. 运行静态分析 4. 运行力平衡分析
5. 运行重复组件分 析
获取分析结果
1. 回放结果 2. 检查干涉 3. 查看定义的测
几方面的分析：
1 铲斗斗尖位置分析
2 工作装置铰点处运动分析
3 铲斗运动分析
4.5 工作装置干涉检测
在回放中进行碰撞干涉检 测，如果杆件在运动中出现干 涉，“Proe/E” 就会提示，并将 干涉区加亮显示， 以便设计者 检查修改。通过“ Proe/E” 环 境中的全局干涉检查判断ZL50 装载机工作装置干涉问题，经 过检查，ZL50 装载机工作装置 在铲斗收斗时由于收斗角过大 造成后挡板与摇臂产生轻微的 干涉，通过调整翻斗油缸的伸 长长度后，工作装置不存在干 涉情况。最后可以通过扑捉动 态模拟过程，制作成一个动画 影片。
在机构上定义重力、力和力矩、弹簧、阻尼等特征。可以对机构设置材料、
密度等基本属性特征，使其更加接近现实中的机构，达到真实模拟现实的
目的。
做完一个机构动态分析后就可以进行结果回放，检测干涉，捕捉
机构运动仿真动画，所需数据的测量对机构的合理性进行检验，是否满足
设计要求。根据设计任务书的要求，
需要对工作装置做如下
Pro/E提供了十种 连接定义。主要有刚性连 接，销钉连接，滑动杆连 接，圆柱连接，平面连接， 球连接 焊接，轴承，一般， 6DOF（自由度）。
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4.3用Pro/E做机械动态分析的一般流程
基于ProE的装载机工作装置的实体建模及运动仿真
摘要基于Pro/E的装载机工作装置的实体建模及运动仿真摘要：装载机是一种应用广泛的工程机械。
有其广泛的空间，但由于装载机传统开发模式存在的开发周期长、过程繁杂、开发成本高、性能测试困难等问题，本文将仿真技术引入装载机开发领域，完成以下工作：1．介绍了装载机的发展历史及前景，装载机的种类，介绍了仿真技术产生的背景、在国内的发展状况以及仿真技术的实际意义。
2．对液压缸作出了合理的选择。
3．简述了Pro/E软件在工程设计中的应用，利用Pro/E构建装载机的三维实体模型，并对其进行装配，在Pro/E 环境下进行了装配干涉检验。
4．在Pro/ENIEER MECHANISM环境下进行运动仿真,得出装载机工作的性能曲线。
关键字：装载机工作装置液压缸仿真技术三维建模Abstract：Loader is a kind of engineer machine that is widely applied in engineer project, which has wildely space, Aim to the problems that exist in traditional research way of loader, for example the research cycle is long, the cost is long, the cost is high and the performance test is complex etc, this paper leads virtual prototype technology into research of loader. The following research works are completed:1.The development foreground, the category and loader’s history is introduced, also the background of simulationtechnology come into being, developing status in local and the significance of virtual prototype technology is introduced.2.To brief introduce the Pro/E software which application in the field of engineering, the 3D modeling is used byPro/E software, which is built and interferential test of assembly in Pro/E environment is completed.3.The simulated motion in Pro/E environment is completed, and the capability curve is reached.4. A rational choice for the hydraulic actuating cylinder.Keywords: Loader, Working mechanism, hydraulic actuating, Simulation technology, 3D modeling目录摘要 (I)1 前言 (1)1.1 装载机的简介 (1)1.1.1 装载机的发展历史及前景 (1)1.1.2 装载机的种类 (1)1.1.3 本章小结 (3)1.2 运动仿真技术简介 (4)1.2.1 运动仿真技术产生的背景 (4)1.2.2 运动仿真技术 (4)1.2.3运动仿真技术在国内外的发展概况 (4)1.2.4 发展运动仿真技术的重要意义 (4)1.2.5 总结 (5)1.3 Pro/ENGINEER软件在工程设计中的应用 (5)1.3.1 Pro/ENGINEER软件介绍 (5)1.3.2 运动仿真技术对装载机设计理念的影响 (6)1.4 本章小结 (7)2 液压缸的选择 (8)2.1 本章小结 (8)3 装载机工作装置三维实体建模 (9)3.1 工作装置零件建模 (9)3.1.1 动臂的生成 (9)3.1.2 铲斗的生成 (10)3.1.3 底座的生成 (11)3.1.4 连杆的生成 (11)3.1.5 摇臂的生成 (12)3.1.6 液压缸筒的生成 (12)3.1.7 液压缸盖的生成 (13)3.1.8 液压缸活塞的生成 (13)3.1.9 连接销轴的生成 (13)3.2 工作装置装配模型建模 (14)3.2.1 底座模型装配 (15)3.2.2 动臂模型装配 (15)3.2.3 铲斗模型装配 (16)3.2.4 液压缸体模型装配 (16)3.2.5 摇杆模型的装配连接 (17)3.2.6 连杆模型与铲斗模型和摇杆模型的装配连接 (17)3.2.7 销钉模型的连接 (17)3.2.8 本章小结 (20)4 装载机工作装置运动仿真 (21)4.1 概述 (21)4.2 创建装载机工作装置的机械运动仿真 (21)4.2.1 连接轴设置 (21)4.2.2 创建快照 (22)4.2.3 定义伺服电动机 (22)4.2.4 运行运动 (25)4.2.5 结果回放动态干涉检查与制作播放文件 (26)4.2.6 测量 (28)5 结论 (31)6 致谢 (32)7 主要参考文献 (33)8 附表 (34)1前言装载机是一种广泛用于公路、铁路、建筑、水电、港口、矿山等建设工程的土石方施式机械，它主要用于铲装土壤、砂石、石灰、煤炭等散状物料，也可对矿石、硬土等作轻度铲挖作业。
装载机工作装置动态模拟及其应用
以 及 尺 寸 标 注 的先 后 顺 序 均 会 影 响 到 尺 寸 的 驱 动 性 。 由于 绘 图 和 标 注 顺 序
的 不 当 ， 造 成 图 元 约 束 不 当 ， 时 需 要 控 制 的 尺 寸 在 参 数 化 状 态 下 也 将 标 会 有 注 出非 驱 动 尺 寸 ， 须 适 当改 变 绘 图 和 标 注 顺 序 ， 绘 图和 标 注 顺 序 正 确 的 必 在 情 况 下 ， 该 尺 寸 标 注 成 驱 动 尺 寸 。对 于 多 变 量 的 组 合 机 构 ， 建 模 过 程 比 将 其
．
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关键词 ：动态模 拟
（ ）机 构 安 装 位 置 的 标 注 必 须 在 参 数 化 状 态下 标 注 成 驱 动 尺 寸 ， 制 机 ３ 控
构 的安 装 位 置 在 运 动 时 不 发 生 变 化 ， 时 因 机 架 在 运 动 时 保 持 静 止 ， 以 此 同 所
类 安 装 尺 寸 的 标 注 可 以直 接 采 用 平 面 直 角 坐标 。
１２ 机 构 尺 寸 标 注 ．
（ ）机 构 中 的 自变 量 尺 寸 ， 须 在 参 数 化 状 态 下 标 注 成 驱 动 尺 寸 ， 时 １ 必 同
输 入 参 数 名 ， 其 成 为 参 数 化 尺 寸 ， 够 按 照要 求 主 动 发 生 变 化 ， 而 实 现 使 能 从
机构 的动态显示 。
（ 构 件 之 间 的距 离 尺 寸 和 角 度 尺 寸 ， 数 值 在 机 构 运 动 时 随 构 件 位 置 ４） 其 的 变 化 而 变化 ， 根 据 机 构 分 析 的 要 求 进 行 选 择 标 注 ， 且 必 须 在 非 参 数 化 可 而 状 态下标注成非驱动 尺寸。
装载机动臂动力学仿真分析
本文对 ZL15 轮式装载机动臂在变载荷状态 下做动力学仿真分析。根据该型号装载机的已知 参数，对装载机动臂在整个工作过程的运动状态 建立动力学模型，并对动臂关键部位做受力分析， 确定动臂关键部位载荷变化情况。本研究重点在 于突破以往对动臂研究仅限于在静载荷条件下对 动臂进行强度分析的局限，利用 Solidworks 三维制 图软件中自带的动力学分析模块——Motion 插 件，对装载机动臂在变载荷条件下进行受力分析。
2）由于装载机工作装置位移响应是时间的函 数，故在机械系统中就会存在速度和加速度。因 此相对于静力学分析而言，动力学分析需要考虑 的因素更多。
总而言之，静力学分析用来求解结构与时间 无关的静力学载荷作用下的响应，并得出所需节 点的位移、节点力、单元力、单元应力和应变等[2]。 而不同于静力学分析，动力学分析常常用来确定
0 10000.0 5000.0
10.0
20.0
30.0
L/s
图 5 铲斗内物料重力-时间关系图
4）运动仿真。 在 Motion 插件中有多种方法可以对装载机工 作装置进行运动仿真。本文使用的方法是通过定
义工作装置中的转斗油缸和举升油缸内活塞运动
速度，使装载机工作装置运动符合装载机实际工
动载荷对整个结构或部件的影响，包括一般模态 及复特征值分析，频率及瞬态响应分析等[3]。
2 动力学分析
假设装载机工作过程动作方式分为铲装过 程、举升过程、卸载过程和下降过程一共 4 个工况 过程。已知装载机工作装置主要由铲斗、动臂、摇 杆、连杆、举升缸、转斗缸组成。动臂与其他各构 件间的铰点位置是动臂优化设计的对象、研究的 重点，而各构件的具体形状则对设计影响很小[4]。 将模型导入 Solidworks 采用 Motion 模块对装载机 工作装置进行仿真分析。
装载机工作装置三维运动仿真_赵建国
装载机工作装置三维运动仿真¹赵建国1,王庆海1,肖宪国2(1郑州大学工学院机械工程学院,郑州450002;2河南机电学校,郑州450002)摘要利用AutoCAD的三维功能对ZL50F装载机工作装置进行三维建模、零件装配和干涉检查;模型导入到3ds max,利用3ds max的层级链接和正、反运动功能,建立装载机工作装置各组成部件的层级链接关系,实现装载机工作装置工作过程的运动仿真。
关键词:AutoCAD3ds max装载机工作装置三维仿真中图分类号:TP39119;TH16文献标识码:B文章编号:1671)3133(2006)01)0123)04Based on AutoCAD and3ds max software realized theloader working device.s3d emu lationZhao Jianguo1,Wang Qinghai1,Xiao Xianguo2(1Zhe ngzhou University,Zhe ngzhou450002,C H N;2Henan school of Mecha nic-Electronic,Zhe ngzhou450002,C H N) Abstract Introduced the methods and the steps that using AutoCAD.s3d-function create the3d-model,assemble parts and check the in terference among the worki ng device of ZL50F.The method that introduced the3d-model of AutoCAD into3ds max was given.The loader working device.s layer link relation was established by using3ds max.s layer link and forward motion and backward motion func-tion.Then,3d emulation of the loader working device.s complex motion was realized.Key words:AutoCAD3ds max Loader worki ng device3d emulation装载机工作装置是由液压缸驱动,完成铲掘、装卸物料的空间多杆机构,是组成装载机的关键部件之一,其设计水平的高低直接影响到工作装置性能的好坏,进而影响整机的性能。
轮式装载机工作装置的虚拟设计和三维仿真毕业设计论文
XXXX大学本科毕业设计(论文)学院专业机械设计制造及其自动化学生姓名班级学号指导教师二零年月XXXX大学本科毕业论文ZL50G式轮式装载机工作装置的虚拟设计和三维仿真The type of ZL50G wheel loader working device virtual design and three-dimensional simulation完整的毕业设计过程ProE 三维建模，包括零件，装配图以及运动仿真这里贴上转载机CAD图该毕业设计成果经过严格而完整的毕业答辩过程，并取得优秀。
如有需要可以联系 球球983091293（理工类）：X X X X大学毕业论文（设计）任务书学院：专业：机械设计制造及其自动化学号：姓名：指导教师：职称：20 年月日毕业设计（论文）题目：ZL50G式轮式装载机工作装置的虚拟设计和三维仿真一、毕业设计（论文）内容及要求（包括原始数据、技术要求、达到的指标和应做的实验等）1、了解ZL50G轮式装载机的基本机构及工作原理。
2、了解装载机的工况条件完成其工作装置总体方案的选择，例如总体结构与布置、连杆机构的结构形式等。
3、完成装载机工作装置的设计，包括铲斗设计、工作装置连杆系统设计等。
4、对装载机工作装置进行三维建模和运动仿真。
二、完成后应交的作业（包括各种说明书、图纸等）1. 毕业设计论文一份（不少于1.5万字）；2. 外文译文一篇（不少于5000英文单词）；3. 装配图一张及零件图若干。
三、完成日期及进度自20 年3 月25日起至20 年6月14日止进度安排：1. 3月25日～4月7日：查阅资料、调研，完成开题报告；2. 4月8日～4月28日：完成方案确定和机构设计；3. 4月29日～5月20日：完成零件设计计算及总图4. 5月21日～6月10日：完成造型及仿真，撰写毕业设计论文。
5. 6月10日～6月14日：答辩。
四、同组设计者（若无则留空）：五、主要参考资料（包括书刊名称、出版年月等）:1、杨占敏等，轮式装载机[M]，北京：化学工业出版社，2006.12、吉林工业大学工程机械教研室编，轮式装载机的设计[M]，北京：工业建筑出版社，19823、汤宗和，装载机工作装置连杆机构的图解设计法，北京：工程机械，19844、潘科第童仲良，装载机的构造、使用及维修，北京：机械工业出版社，19935、成大仙等著.机械设计手册 [M].化学工业出版社，2004.16、吴宗泽主编.机械设计实用手册.北京：化学工业出版社，2003.67、朱龙根.《简明机械零件设计手册》.机械工业出版社，1997.11系(教研室)主任：（签章）年月日学院主管领导：（签章）年月日注：1、如页面不够可加附页2、以上一～五项由指导教师填写摘要装载机是铲土运输机械类中的一种，常见的装载机有自行式履带装载机和轮胎式装载机，装载机主要由工作装置、动力系统、传动系统、制动系统、行走系统、液压系统、电气系统等组成。
轮式装载机的工作装置设计及动态仿真
第1章ZL50轮式装载机的工作装置设计1.1 ZL50轮式装载机的工作装置设计要求1.1.1 概述装载机工作装置主要由铲斗和支持铲斗进行装在作业的连杆系统组成，依靠这套装置装载机可以对汽车，火车进行散料装载作业，也可以对散料进行短途运输作业，还可以进行平地修路等作业。
把铲斗更换成专门的装置，还可以进行其他装载作业。
装载机工作装置的结构和性能直接影响整机的工作尺寸和参数，因此，工作装置的合理性直接影响装载机的生产效率、工作负荷、动力与运动特性，不同工况下的作业效果、工作循环时间、外形尺寸和发动机功率等。
轮式装载机工作装置有多种形式，根据杆数和运动特征可分为正转四杆、正转五杆、正转六杆、反转六杆、正转八杆等。
本次设计研究的是反转六连杆机构，这种机构形式简单、尺寸紧凑。
当铲斗铲掘物料时由于是反转机构，转斗油缸大腔进油工作，可以获得较大的铲掘力。
也就是说，铲起同样重量的物料，转斗油缸的尺寸可以设计得较小。
而且转斗油缸后置，使司机有较好的视野。
反转六连杆机构尤其多用于中小型装载机工作装置,我国生产的ZL系列轮式装载机工作装置多采用这种形式。
图1-1 反转六连杆机构轮式装载机的工作装置由铲斗、连杆（或托架）、摇臂、动臂、转斗油缸、动臂油缸组成。
这个机构实质是两个四杆机构。
图1-2 轮式装载机的工作装置1.1.2 轮式装载机工作过程轮式装载机是一种铲、装、运、卸一体化的自行式设备，它的工作过程由六种工况组成。
○1插入工况动臂下放，铲斗放置于地面，斗尖触地，斗底板与地面呈3°~5°倾角，开动装载机，铲斗借助机器的牵引力插入料堆。
○2铲装工况铲斗插入料堆后，转动铲斗铲取物料，待铲斗翻至近似水平为止。
○3重载运输工况铲斗铲装满物料后举升动臂，将铲斗举升至运输位置(即铲斗斗底离地高度不小于机器的最小允许离地间隙)，然后驱动机器驶向卸载点。
○4举升工况保持转斗缸长度不变，操作举升油缸，将动臂升至上限位置，准备卸载。
挖掘装载机装载工作装置动力分析、动态应力仿真研究及动臂结构拓扑优化
挖掘装载机装载工作装置动力分析、动态应力仿真研究及动臂结构拓扑优化一、本文概述本文旨在深入研究挖掘装载机装载工作装置的动力学特性，通过动态应力仿真分析，揭示装载工作装置在作业过程中的应力分布与变化规律，并在此基础上，对动臂结构进行拓扑优化，以提升其结构性能和使用寿命。
研究过程中，将结合理论分析、仿真模拟和实验验证等多种手段，构建全面、精确的动力学模型，并对模型的有效性进行验证。
本文的研究成果将为挖掘装载机的设计与优化提供重要的理论依据和技术支持，有助于提高装载机的作业效率和安全性能，促进挖掘机行业的持续发展。
在文章的结构安排上，首先将对挖掘装载机装载工作装置的动力学特性进行概述，为后续研究奠定基础。
接着，将详细介绍动态应力仿真分析的方法与过程，包括模型的建立、边界条件的设定、仿真结果的分析等。
在此基础上，将探讨动臂结构的拓扑优化方法，包括拓扑优化理论、优化模型的构建以及优化结果的评价等。
将通过实验验证仿真分析的有效性和拓扑优化的可行性，进一步说明研究成果的实用价值和应用前景。
本文将全面深入地挖掘装载机装载工作装置的动力学特性和动态应力变化规律，通过对动臂结构的拓扑优化，为挖掘装载机的设计与优化提供有力支持，推动挖掘机行业的技术进步和创新发展。
二、挖掘装载机装载工作装置动力分析挖掘装载机作为工程机械的重要组成部分，其装载工作装置的动力性能直接决定了机器的作业效率和稳定性。
因此，对挖掘装载机装载工作装置进行动力分析具有重要意义。
动力分析的主要目的是揭示装载工作装置在作业过程中的动力学特性，包括动态响应、振动特性以及能量传递等。
通过动力分析，可以深入了解装载工作装置在不同工况下的受力状态和运动规律，为后续的动态应力仿真研究和结构优化提供理论支持。
在动力分析过程中，通常采用多体动力学仿真软件建立装载工作装置的三维模型，并设置相应的约束条件和驱动函数。
通过仿真计算，可以模拟装载工作装置在实际作业过程中的动态行为，获得关键部件的动态位移、速度和加速度等动力学参数。
基于ADAMS的装载机工作装置运动学仿真分析
［ 摘要］采用虚拟样机分析软件 Ａ Ｄ Ａ ＭＳ对装载机工作装置的三维模 型添加 了运动副、 负载与驱 动力， 编写了运
动过程控制函数 ， 模拟 了工作装置在 工作 中的动作过程 ， 从 而得到 了各主要执行部件的位移 、 速度 、 加速度及受 力曲线图， 对各个执行部件 的运动变化情况进行 了分析 。
［ Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ］Ｋ ｉ ｎ ｅ ｍ ａ ｔ ｉ ｃ ｐ ａ ｉ ｒ ，ｌ ｏ ａ ｄ ａ ｎ ｄ ｄ ｒ ｉ ｖ ｉ ｎ ｇ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ａ ｒ ｅ ａ ｄ ｄ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ — ｄ ｉ ｍｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｌ ｏ ａ ｄ ｍａ ｎ ｉ ｐ ｕ ｌ ａ ｔ ｏ ｒ ｂ ｙ ｖ ｉ ｒ ｔ ｕ ａ ｌ
ｐ ｒ ｏ ｔ ｏ ｔ ｙ ｐ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ，ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｂ ｏ ｕ ｔ ｍｏ ｖ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｓ ｃ ｏ ｍｐ ｉ ｌ ｅ ｄ ，ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ ｍａ ｎ ｉ ｐ ｕ ｌ ａ ｔ ｏ ｒ ｉ ｓ ｅ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ，ａ ｎ ｄ ｇ ｒ ａ ｐ ｈ ａ ｂ ｏ ｕ ｔ ｄ ｉ ｓ ｐ ｌ ａ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ，ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ａ ｃ ｃ ｅ ｌ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｉ ｍａ ｒ ｙ ｅ ｘ ｅ ｃ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｕ ｎ ｉ ｔ ａ ｒ ｅ ｏ ｂ ｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｄ ． Ｔ ｈ ｕ ｓ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ
装载机工作装置运动学仿真
装载机工作装置运动学仿真作者：臧坤来源：《科技创新与生产力》 2015年第4期臧坤（太原轨道交通装备有限责任公司，山西太原 030009）摘要：文中使用Pro/M模块模拟装载机工作装置的运动仿真。
在零件设计完成后将各种零件进行装配，模拟机构运动，分析各运动副与构件在某一时刻的位置、运动量以及各运动副之间的相互运动关系，从而检查机械的运动是否达到设计要求。
关键词：装载机工作装置；运动学仿真；运动关系中图分类号：TH243 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1674-9146.2015.04.047收稿日期：２０14－12－12；修回日期：２０15－03－12作者简介：臧坤（1983-），男，山东青岛人，工程师，主要从事工程作业车开发设计研究，E-mail：23674883@。
1 运动副的定义运动副就是各构件间组成的可动连接[1-2]。
在PRO/MECHANSM MOTION模块中对于运动副的定义是通过点来实现的[3-4]。
用来定义运动副的2个点是位于不同组件的点，但是用来定义运动副的2个点必须重合在同一平面上。
例如铲斗和连杆连接处的运动形式除了转动之外还有轻微的沿连接轴的滑移，所以在此处定义的运动副的类型为圆柱连接。
在装载机工作装置的运动中，需要定义2个驱动，一个驱动用来实现铲斗的运动，另一个驱动用来实现动臂的举升和下降。
因装载机工作装置的仿真是实现机构的连续运动，所以对驱动的设置应以图表的方式来描述其运动过程。
2 工作循环铲斗（即工作装置）循环过程是按照铲斗掘铲（平铲和向下铲掘）→铲斗收斗（下限）→运输→铲斗举升→铲斗卸料（上限）→铲斗下降→铲斗掘铲（平铲和向下铲掘）来不断循环运动。
3 数据分析在PRO/E MOTION模块中通过对一点的测量反映出该点在某一时刻的位移、速度、加速度变化[5]。
1）摇臂处铰接点的位移、速度、加速度变化，见图1。
摇臂在举升和下降时其位移曲线是直线型。
装载机工作装置运动学仿真
装载机工作装置运动学仿真臧坤【期刊名称】《科技创新与生产力》【年(卷),期】2015(000)004【摘要】文中使用Pro/M模块模拟装载机工作装置的运动仿真。
在零件设计完成后将各种零件进行装配，模拟机构运动，分析各运动副与构件在某一时刻的位置、运动量以及各运动副之间的相互运动关系，从而检查机械的运动是否达到设计要求。
%This paper using Pro/M simulation of working device of loader in the motion simulation module. After design, as-semble various parts, simulate mechanism motion, analyzes the motion pair and the component at a time, location, amount of exercise and mutual movement relationship between each pair of motion, in order to check the mechanical movement, which are meet the design requirements.【总页数】2页(P47-48)【作者】臧坤【作者单位】太原轨道交通装备有限责任公司，山西太原 030009【正文语种】中文【中图分类】TH243【相关文献】1.装载机工作装置建模和运动学仿真 [J], 张俊俊;张辉2.基于ADAMS的装载机工作装置运动学仿真分析 [J], 陈俊梅3.装载机工作装置运动学仿真 [J], 臧坤;4.挖掘装载机反铲装置运动学的计算机仿真 [J], 张辉;李奎贤5.基于虚拟样机的井下装载机工作装置动力学与运动学仿真分析 [J], 周新建;周长国;万正平因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
推土机六向铲工作机构运动学仿真
推土机六向铲工作机构运动学仿真太原科技大学机电工程学院 徐格宁 杨 亮 张福生 摘 要:利用空间机构运动学分析方法对推土机六向铲工作装置进行运动学研究,列出运动学方程,以M AT LAB为平台,给出运动学轨迹。
并用机械动力学软件ADAMS对推土机六向铲工作装置建立虚拟样机模型,模拟六向铲装置在工作中的动态过程,从而计算出推土机六向铲的最佳工作性能,采用这种方法为推土机及相关空间机构的运动学分析提供了一种新思路。
关键词:空间机构;推土机六向铲;运动学;M AT LAB;ADAMS;虚拟样机Abstract:By using kinematics theory of space mechanism,the paper analyzes the six-direction shove attachment for bull2 dozer.According to its m ovement formula,m ovement track based on M AT LAB and virtual prototype m odel with s oftware ADAMS,it deduces the optimum performance.The result shows it is a new approach to kinematics analysis of bulldozer and the related mechanisms.K eyw ords:space mechanism;six-direction shove for bulldozer;kinematics;M AT LAB;ADAMS;virtual prototype 推土机六向铲工作装置结构复杂,属于空间运动机构,运用平面机构理论和方法根本无法实现系统的运动要求。
由于空间机构具有结构紧凑、运动多样、工作可靠等特点,作为对客观物体的抽象,能更真实地反映机械的各种特性。
基于EASY5和ADAMS的装载机工作装置联合仿真_蔡应强
铲 ・ 装 ・ 运
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本栏目编辑 李文民 严 瑾
1 工作装置虚拟样机的建立
1.1 ADAMS 软件介绍
ADAMS 是市场占有率最高的动力学分析软件， 它采用多刚体系统动力学理论中的拉格朗日方程方 法，建立系统动力学方程，并与大位移、非线性求解 功能相结合，还提供了与其他 CAD (如 Pro/ E)、CAE (如 Nastran) 软件的集成接口，可以生成任意复杂的多 体系统动力学虚拟样机模型，并提供全方位、高精度 的仿真分析结果[2-4]。
Abstract：The working device of a ZL50 loader served as the study objective, a mechanical-hydraulic cosimulation method by ADAMS and EASYS was introduced. Firstly, a 3D model of the working device of the loader was created in Pro/ E, and then which was imported into ADAMS, so as to obtain the virtual prototype of the working device. At the same time, the model of the hydraulic system of the working device was established in EASY5, and the realtime data exchange of the two models was achieved through interface of designed software. The simulation results showed that the working device of the loader was designed reasonably, desired motion was achieved, and parameters such as load, pressure and flow matched reasonably. Key Words：loader; working device; co-simulation; EASY5; ADAMS
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善 ，但是也可能由于后期转速递减过 多，卸载结束 时限位块 的碰撞力度不足引起部分物料黏积铲斗 。
为 了减 少 物料 的黏 积 。要求 机构 既具 有 弧状 的卸 载
特性 ，又能产生一定的碰撞力度。
［ ２ 】 刘 良臣． 国内外装载机新技术展 望卟 建筑机械化 ， ２ ０ ０ １ （ ５ ） ：
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ Ｐ ｒ ｏ ／ Ｍ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｗｏ ｒ ｋ ｉ ｎ ｇ ｄ ｅ ｖ ｉ ｃ ｅ ｏ ｆ ｌ ｏ ａ ｄ ｅ ｒ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｍｏ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｏ ｄ ｕ ｌ ｅ ．Ａｆ ｔ ｅ ｒ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ，ａ ｓ —
避 免 限位 块 的剧 烈 碰 撞 ，卸 载 的速 度 性 会 得 到 改
文 章在 Ｃ Ａ Ｄ ／ Ｃ Ａ Ｍ／ Ｃ Ａ Ｅ理 论 的 指 导 下 ．基 于
Ｐ ｒ ｏ ／ Ｅ软件建立 的装载机工作装置的参数化特征模
型 ，应 用 Ｐ Ｒ Ｏ ／ ＭＥ Ｃ Ｈ Ａ Ｎ Ｉ Ｃ Ａ ＭＯ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ模 块 完成 了对 其 运 动学 仿真 分析 。通过 在运 动 学仿 真 中获 得 的装
油 缸处 活 塞杆 上一 点 的位 置 、速度 、加速 度 变
［ ７ 】 祝 凌云， 李斌 ． Ｐ ＲＯ／ Ｅ ＮＧＩ ＮＥ Ｅ Ｒ 运 动仿 真和 有 限元 分
析【 Ｍ】 ． 北京： Ａ－ Ｒ ）Ｉ ￣ 电出版社， ２ ０ ０ ４ ．
（ 责任编辑 高 远）
化 。可以通过该点的位移变化 曲线看到在整个工作 循 环过 程 中 ，动臂 的变化都 是 直线 型 ，在铲 斗 翻 斗
３３ －３ ６．
［ ３ 】 何鹏飞． 装 载 机 工 作 装 置 的 结构 类型 综 合 与 优 化 【 Ｄ】 ． 大连： 大连 理 工 大 学， ２ ０ １ ３ ： １ － １ ２ ．
【 ４ 】 王 丽． 装 载机 牵引性能分析 与优化软件的 开发【 Ｄ】 ． 广 州： 华
南 理 工 大 学． ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ ０ １ ３ ： １ — ９ ．
ｆ ／Ｓ
个 曲线 与 各个 工况 运 动情 况一 致 。连 杆 与摇 杆 铰接 点 在 运 动 开 始 、终 止 及 翻 斗 时速 度 有 一定 的 突变 ，
图 ２ 前车架处铰接点位移 、速度、加速度变化 曲线
产生剧烈冲击。为保护构件 ．避免构件 由于冲击而
损坏 ，要求铲斗转速在接近收斗结束时逐渐减缓 。
载机各点的位移 、速度 、加速度变化 的相关曲线 ，
进 一 步 揭 示 了装 载 机 工 作 装 置 作 业 性 能 以及 动 力 学 ，运 动 学特 性变 化 规律 ，为装 载 机工 作装 置 的设 计 提供 了一 种现代 的设 计方 法 。
参考文献 ：
【 １ 】 黄锡鹏． 铲土运输机械 ［ Ｍ】 ． ２版 ． 北 京： 中 国 建 筑 工 业 出版
【 ５ ］ 周复 光． 铲 土运 输机械设 计与计算 【 Ｍ】 ． 北京： 水 利 电力 出
版社， １ ９ ８ ６ ．
￡ ／ ｓ
［ ６ 】 方 建军． 机械 动 态仿真 与工程分析 ［ Ｍ】 ． 北京： 化 学工 业 出
版社． １ ９ ９ ９ ．
图 ３ 齿 尖 点 的 速度 变化 曲线
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ Ｍｏ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｆ Ｗｏ ｒ ｋ ｉ ｎ ｇ Ｄｅ ｖ ｉ ｃ ｅ ｏ ｆ Ｌｏ ａ ｄ ｅ ｒ
Ｚａ ｎｇ Ｋ ｕｎ
（ Ｔ ａ ｉ ｙ ｕ ａ ｎ Ｒ ａ ｉ ｌ ｗａ ｙ Ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ Ｃ ｏ ． ，Ｌ ｔ ｄ ，Ｔ ａ ｉ ｙ ｕ ａ ｎ ０ ３ ０ ０ ０ ９ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
通 过该 点 可 以看 出在 缸工 作 活塞 杆 上 的一 点 的
ｍ ８ ６ ４ ２ Ｏ
输 出速度与理论验算的该点 的速度是否吻合。 连杆与摇杆上的铰接点 的位移 、速度 、加速度
变 化 。该 铰接 点 的位置 、速度 及 加速 度在 工 作装 置 整 个运 动 中 的情 况 ，与所设 定 的初 始 条件 吻合 ．整
■用技术
ｔ Ｉ 善 ＼
卸载 的时候 动臂 的位 移 曲线 是与 轴平 行 的 ，这说 明在该 段 时间 ，动臂 的位置 是没 有变 化 的。
加 侣 ¨
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Ｏ ０ ０ ０ ０ Ｏ ０ Ｏ Ｏ ８ ７ ６ ５ ４ ３ ２ １ ０ １
二 是铲 斗卸 载速 度 特性 。铰 点位 置 的不 同会影 响其
表 明此时连杆运动突变性大。在动臂举 升与下降过
程 中 ，连杆基 本保 持相 对静 止状态 。
４ 总结
速度特性。有的机构在卸载过程 中，铲斗转速持续 递增 ，造成物料对承载车辆 的剧烈冲击 ，因为转速
较 高 ，铲斗 限位 块剧 烈碰 撞 ，导 致构 件损 坏 ；有 的 机 构 转 速 的 变化 呈 弧状 （ 即前期递增后期递减 ） ， 在 接近 结束 时 ，转 速递减 过 快 ，这样 的速度 特性 能
ｓ ｅ ｍｂ ｌ ｅ ｖ ａ ｉ ｒ ｏ ｕ ｓ ｐ ａ ｒ ｔ ｓ ，ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｓ ｍ ｍｏ ｔ ｉ ｏ ｎ ，ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｓ ｈｅ ｔ ｍｏ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ａ ｉ ｒ ａ ｎ ｄ ｈｅ ｔ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ ａ ｔ ａ ｔ ｉ ｍｅ ，ｌ ｏ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ，ａ ｍｏ ｕ ｎ ｔ ｏ ｆ