基于proe的ZL50型装载机工作装置的设计与分析终稿

学生毕业设计（论文） 题 目 基于Pro/E的ZL50型装载机 工作装置的设计与分析 摘 要 装载机是一种应用广泛的工程机械。其工作装置的结构和性能直接影响工程机械整机的工作尺寸和性能参数，工作装置的合理性直接影响整机的工作效率、生产负荷、动力与运动特性、不同工况下的作业效果、工作循环的时间、外形尺寸和发动机功率等。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，本文将虚拟样机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，介绍了虚拟技术产生的背景、在国内的发展状况以及虚拟技术的实际意义。 2. 装载机工作装置包括铲斗，动臂，摇臂及它们相对应的油缸，连杆，并对它们进行设计计算。 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. 应用Pro/E软件对工作装置做动态分析，检测干涉测绘工作装置的性能参数，对其进行评价。 5. 应用Pro/M模块对工作装置的关键部位进行有限元分析和优化。 关键词：装载机，工作装置，仿真技术，有限元分析 ABSTRACT Loader is a kind of engineer machine that is widely applied in engineer project. The structure and performance of working device directly affects the work size and performance parameters of machine , the reasonableness of equipments directly impact on efficiency of working machine, as well as on the production capacity, power and motion characteristics, effects of different conditions of operation, duty cycle time,dimensions and engine power. 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. Introduces the development history and prospects of the loader, the background and domestic development situation of virtual technology and the actual meaning . 2. Working mechanism of loader, including bucket loaders, boom, arm and their corresponding cylinders, connecting rods, and their design calculations. 3. To brief introduce the Pro/E software which application in the field of engineering, the 3D modeling is used by Pro/E software, which is built and interferential test of assembly in Pro/E environment is completed. 4. Application of Pro/E software work device do dynamic analysis, the detection performance of interference surveying and mapping work device parameters of its evaluation. 5. Application of Pro/M module of the key parts of the working device in finite element analysis and optimization. Key words：Loaders, work device ，simulation technology, finite element analysis 目 录 I 摘 要 II ABSTRACT III 目 录 1 1 绪论 1 1.1装载机的发展 2 1.2 虚拟样机设计技术的现状及发展趋势 2 1.2.1 虚拟原型技术在国内外的发展历史过程和取得的成就 3 1.2.2 Pro/E在装载机工作装置设计中的应用现状 5 2 装载机工作装置设计 5 2.1 装载机工作装置作业流程 6 2.2 基本参数确定 7 2.3 装载机工作装置设计要求 7 2.4 铲斗设计 7 2.4.1 铲斗设计要求 7 2.4.2 铲斗结构形式的选择 8 2.4.3 铲斗基本参数的确定 10 2.5 斗容的计算 2.5.1 平装斗容 10 2.5.2 额定斗容(堆装斗容) 11 11 2.6 工作装置连杆系统设计 12 2.6.1 工作装置连杆机构的类型 14 2.6.2 工作装置动臂设计及举升油缸布置 16 2.7 工作装置连杆机构 23 2.8小结 25 3 工作装置的仿真与分析 25 3.1 Pro/E软件简介 25 3.1.1 特点： 26 3.1.2 功能： 26 3.2 装载机工作装置三维实体模型的创建 26 3.2.1 工作装置零件的三维实体创建 29 3.2.2 工作装置三维实体组装 30 3.3 工作装置动力学分析 30 3.3.1 动力学分析流程 31 3.3.2 设置运动环境 32 3.3.3 装载机工作装置的干涉检查 32 3.3.4 装载机工作装置连杆系统分析 36 3.3.5 铲斗运动分析 39 4 ZL50装载机工作装置的有限元分析 39 4.1 Pro/MECHANICA Structure功能介绍 39 4.2 工作装置结构受力破坏与力学特征 39 4.2.1 工作装置的结构 40 4.2.2 结构受力与破坏特征 40 4.2.3 外载荷的确定 40 4.2.4 工作装置受力分析 41 4.3 主要部件的有限元分析 41 4.3.1 动臂的有限元分析 44 4.3.2 摇臂的有限元分析 45 4.3.3 连杆的有限元分析 47 4.4 本章小结 49 5 总结与展望 49 5.1 课题总结 50 5.2 展望 50 5.2.1装载机工作装置的设计展望 50 5.2.2装载机设计技术前瞻 53 参考文献 55 致谢 1 绪论 装载机属于铲土运输机械类，是一种通过安装在前端一个完整的铲斗支撑结构和连杆，随机器向前运动进行装载或挖掘，以提升、运输和卸载的自行式履带或轮胎机械。它广泛用于公路、铁路、建筑、水电、港口、和矿山等工程建设，可对矿石、硬土等作轻度铲挖作业。换装不同的辅助工作装置还可进行推土、起重和其他物料如木材的装卸作业。装载机具有作业速度快、效率高、机动性好、操作轻便等优点，因此成为工程建设中土石方施工的重要机械之一，对于加快工程建设速度，减轻劳动强度，提高工程质量，降低工程成本都发挥着重要的作用，是现代机械化施工中不可缺少的装备之一。 1.1装载机的发展 我国现代轮式装载机起始于20世纪60年代中期的Z435型。该机为整体机架、后桥转向。经过几年的努力，在吸收当时世界最先进的轮式装载机技术的基础上，开发成功了功率为162KW的铲接式轮式装载机，定型为Z450（即后来的ZL50），并于1971年12月18日正式通过专家鉴定。就这样诞生了我国第一台铰接式轮式装载机，从而开创了我国装载机行业形成与发展的历史。 Z450型装载机具有液力机械传动、动力换挡、双桥驱动、液压操纵、铰接式动力转向、气推油加力制动等现代轮式装载机的基本结构，为当时世界先进水平。也基本上代了我国第一代轮式装载的基本结构。该机在总体性能方面具有动力性好，插入力有掘起力大、机动灵活、操纵轻便、作业效率高等一系列优点。 1978年，天津工程机械研究所根据机械部的要求，制订出以柳工Z450为基型的我国轮式装载机系列标准。制订标准时，保留用Z代表装载机，用L取代“4”代表轮式，改Z450为ZL50，就这样制订出了以柳工ZL50型为基型的我国ZL轮式装载机系列标准，这是我国装载机发展鸣上的重大转折点。该标准制订出来后按当时的行业分工，柳工、厦工制造ZL40以上的大中型轮式装载机，成工、宜工制造ZL30以下的中小型轮式装载机，逐步形成了柳工、厦工、成工和宜工当时的装载机四大骨干企业。到70年代末、80年代初我国装载机制造企业已增加至20多家，初步形成了我国装载机行业。到目前为止，我国轮式装载机已经发展到了第三代，但最基本的结构仍然是由Z450（ZL50）演变而来。第二代变化不很大，第三代变化稍大一些。2001年我国装载机全行业总销售量已突破3万台，居世界装载机市场的前列。因此，目前我国已经成了世界上装载机产销大国，但是我国的装载机设计水平还处于经验设计时期，大部分是通过技术引进实现的，现代设计技术还处于应用入门或水平较低的普及阶段[1]。 1.2 虚拟样机设计技术的现状及发展趋势 随着科学技术的飞速发展和市场需求的快速变化, 工程机械产品的生命周期大大缩短, 而且市场对工程机械产品的性能、规格、品种不断提出新的需求。因此企业要想在激烈的市场竞争中取胜, 就必须提高设计新产品的能力和对市场的快速反应能力, 快速灵活地组织设计和生产, 大幅度缩短产品研制开发周期和制造周期, 不断推出适应消费者需求变化的新产品。也就是要以最短的产品开发时间、最优的产品质量、最低的成本和价格及最佳的服务去赢得用户和市场。虚拟原型技术在国内的研究始于20世纪90年代初期, 经过几年的研究和发展, 已经取得了初步的成效: 如徐重集团的设计人员对举高消防车进行了三维可视化造型, 并对产品进行装配干涉检验和运动干涉检验, 取得了较好的效果; 大连工程机械研究所在产品的初步设计完成之后, 利用3DMax等造型软件为用户在计算机中先期制造出数字产品, 供用户检验。但目前工程机械产品研制开发周期仍较长, 加上科研投入不足, 使得国内工程机械产品的更新周期普遍较长。面对这种形势，如何使生产企业在新一轮更加激烈的竞争中站稳脚跟, 并争取在有限的、短暂的保护过渡期内尽快提高与发达国家企业进行平等竞争的能力, 及如何提高新产品的研制开发能力是迫切需要解决的问题[2]。 1.2.1 虚拟原型技术在国内外的发展历史过程和取得的成就 虚拟原型技术是以“虚拟现实”(VirtualR eality,VD)技术为基础，以机械产品为对象在虚拟环境中进行设计的手段。 在机械领域中，特别是汽车工业和飞机工业中，主要是利用虚拟原型仿真产品的几何和运动特征，通过原型可视化进行产品外形设计、布局设计、运动和动力学仿真以及装配仿真等。美国Seatte波音高级技术中心开发的虚拟空间实验(VSX)飞行器相当于一个飞行器的虚拟原型机MI。英国Tecnomatix技术有限公司开发的计算机辅助生产工程(CAPE)产品涉及到了设计、优化、制造可行性评价等技术。美国通用汽车公司开发了一个虚拟现实系统，帮助设计者考察数学模型的效果。用户可以围绕汽车模型走一圈，也可以坐入汽车模型中。美国国家超级计算机应用中心开发了一个虚拟现实系统，能够考察履带挖掘机的动态性能。用户可以操作挖掘机，当挖掘机超过障碍时对挖掘机的性能进行评价而不必另外建立物理模型[3]。 虚拟原型技术在国内的研究始于20世纪90年代初期, 经过几年的研究和发展, 已经取得了初步的成效: 如徐重集团的设计人员对举高消防车进行了三维可视化造型, 并对产品进行装配干涉检验和运动干涉检验, 取得了较好的效果; 大连工程机械研究所在产品的初步设计完成之后, 利用Pro/E、3DMax 等造型软件为用户在计算机中先期制造出数字产品, 供用户检验。但目前工程机械产品研制开发周期仍较长, 加上科研投入不足, 使得国内工程机械产品的更新周期普遍较长[4]。 1.2.2 Pro/E在装载机工作装置设计中的应用现状 PRO/EWildfire是美国PTC公司最新推出的一套从设计到制造的机械自动化软件。产品设计师可以利用该软件轻松的完成部件、整机模型的装配。并对设计的产品预先进行静态分析、装配干涉检验等操作。Pro/E系统提供了完善的仿真功能，通过对机构实体模型添加运动副、驱动器实现对机构运动速度、轨迹、位移、运动干涉等情况的分析，为机构的设计与检验提供数据支持，使得原来在二维图纸上难以表达和设计的运动变得直观和易于修改[5]。 在现在装载机的工作装置的设计中一般使用Pro/E建立工作装置的仿真模型，然后仿真分析可以得出各部件的位移及速度曲线，反映出开发阶段工作装置的运动特性。在实际作业时，由于摇臂做来回往复运动，所受力大小不断变化并受交替应力的作用，其受力情况十分复杂，利用Pro/E自带的有限元分析可方便的找出其失效原因对摇臂的设计进行改进，还可以运用Pro/E软件建立装载机工作装置运动学模型，进行动臂的强度分析，精确求解出偏载工况下装载机动臂的应力，为工作装置的设计提供科学依据。从而缩短设计周期，减少装载机动臂材料用量，降低产品成本，提高产品竞争力。动臂强度的计算主要借助于有限单元法，利用分析模块设计者可以对动臂的尺寸结构进行优化设计，减少材料用量，降低生产成本。例如WA470-1轮式装载机动臂板的厚度最早是在国产化过程中按照传统的材料力学方法进行计算确定。所取动臂板厚为56mm, 强度有较大储备。后经Pro/ Mechanica重新计算, 求得板厚为52mm即可满足设计要求, 如此不仅降低了产品的成本, 且由于动臂重量的减轻, 提高了作业效率,可增强该产品在市场上的竞争力[2]。同时在装载机系列化产品设计中应用虚拟原型技术, 可使得样机试制一次成功。不仅降低了试制费用, 而且极大地缩短新产品的开发周期, 为企业实现经营策略, 抢占市场先机创造了必要条件[2]。 2 装载机工作装置设计 装载机工作装置是组成装载机关键部件之一，装载机的铲掘和装卸物料作业是通过其工作装置的运动来实现的。其设计水平的高低直接影响性能的好坏，进而影响到装载机的工作效率和经济性能指标。装载机工作装置由铲斗1、连杆2、摇臂3、转斗油缸4、动臂5、动臂油缸6等组成。整个工作装置铰接在车架上。铲斗通过连杆和摇臂与转斗油缸铰接，用以装卸物料。动臂与车架、动臂油缸铰接，用以升降铲斗。铲斗的翻转和动臂的升降采用液压操纵。 图2-1 轮式装载机的工作装置 2.1 装载机工作装置作业流程 装载机工作装置的作业过程大致为：动臂油缸回缩，将动臂下放至下限位置后，斗尖接触地面，开动装载机，铲斗借助机器的牵引力插入料堆；然后转斗油缸伸出，转动铲斗产取物料；等转斗油缸封闭，动臂油缸伸出，举升动臂将铲斗升到适当的位置，然后驱动装载机到达卸料点；到达卸料点后，保持转斗油缸长度不变，动臂油缸持续伸长，将铲斗举升到所需卸载高度；然后动臂油缸封锁，转斗油缸收缩翻转产斗，装载机卸料；卸料结束后，动臂油缸回缩下放动臂，实现铲斗自动放平，再次进入地面插入工况，进入下一次循环作业过程。该作业流程可简单的分解为：装→运→卸→返回。 装载机一个作业循环各个装置的动作是：铲掘、提升、保持、倾卸。 2.2 基本参数确定 由参考文献可以知道ZL50型装载机的基本工作参数[6]如表2-1所示： 表2-1 基本工作参数 公司名称 单位 产品型号 ZL50 额定斗容(通用斗) M3 3 额定载荷 Kg 5000 柴油机 型号 　 6135K-9a 或WD615.67G3 飞轮功率 Kw 154.5 额定转递 r/min 2200 最大掘起力 kN 160 最大牵引力 kN 146 整机操作质量 Kg 17500 倾复载荷 全转位置 Kg 11900 车速 I挡 前进(后退) Km/h 10(13) II挡 前进(后退) 34 III挡 前进(后退) 　 IV挡 前进(后退) 　 最大卸载高度 mm 3030 卸载距离(最大卸高时) mm 1100 轴距 mm 3427 轮距 mm 2150 最小离地间隙 mm 485 转向角 ° ±35 最小转弯半径 轮胎外侧 mm 6450 铲斗外侧 mm 7720 外形尺寸 长 mm 7939 宽 铲斗外侧 mm 2956 轮胎外侧 mm 2750 高 mm 3410 工作提升霎时间 提升 S 6.5 下降 S 2.5 卸料 S 3 合计 S 12 轮胎型号 　 23.5-25 2.3 装载机工作装置设计要求 装载机作业时工作装置应能保证：当转斗油缸闭锁、动臂油缸举升或降落时，连杆机构使铲斗上下平动或接近平动，以免铲斗倾斜而撒落物料；当动臂处于任何位置、铲斗绕动臂铰点转动进行卸料时，铲斗倾斜角不小于45°，卸料后动臂下降时又能使铲斗自动放平，保证各个杆件在运动过程中不存在干涉。保证必要的卸载角、卸载高度和卸载距离。为避免产斗中的物料撒出要求产斗作“平移运动”，即需要限制产斗口的倾角控制在15°以内为好。 装载机的工作机构属于连杆机构，设计中要特别注意防止各个工况出项机构相互干扰、“死点”、“自锁”和“机构撕裂”等现象，各处的转角不得小于10°；在满足中和工作性能的前提下，尽可能增大机构的倍力系数，减小工作机构的前悬、长度和高度，以提高装载机载各种工况下的稳定性和司机的视野。 2.4 铲斗设计 铲斗是工作装置的重要组成部件，工作条件恶劣，时常承受很大的冲击载荷及剧烈的磨削，其结构形状及尺寸参数对插入阻力、掘起阻力和生产率有着很大的影响。土方工程用装载机铲斗结构，其斗体常用低碳、耐磨、高强度钢板焊接制成，切削刃采用耐磨的中锰合金钢材料，侧切削刃和加强角板都用高强度耐磨钢材料制成。铲斗切削刀的形状分为四种。齿形的选择应考虑插入阻力、耐磨性和易于更换等因素。齿形分尖齿和钝齿，轮胎式装载机多采用尖形齿，而履带式装开机多采用钝形齿。斗齿数目视斗宽而定，斗齿距一般为150-300mm。斗齿结构分整体式和分体式两种，中小型装载机多采用整体式，而大型装载机由于作业条件差、斗齿磨损严重，常采用分体式。分体式斗齿分为基本齿和齿尖两部分，磨损后只需要更换齿尖。 2.4.1 铲斗设计要求 铲斗设计要求满足：(1)插入和掘起阻力小，作业效率高；(2)具有足够的强度、刚度和耐磨性；(3)适应铲装不同种类和重量的物料，备有不同结构形式和斗容的铲斗。 2.4.2 铲斗结构形式的选择 通常铲斗由切削刃、斗底、侧壁及后斗壁组成。轮式装载机的铲斗断面形状一般为“U”形，用钢板焊接而成，常见的铲斗结构如图2-2所示。 (a)直线形斗刃铲斗 (b)V形斗刃铲斗 (c)直线形带齿铲斗 (d)弧形带齿铲斗 图2-2 常见的铲斗结构 铲斗由斗底、侧壁、斗刃及后壁等部分组成。如图2-3所示。 图2-3 轮式装载机铲斗结构 铲斗切削刃的形状根据所铲装物料的不同，通常分为直线形和非直线形（V形或弧线形）两种。直线形切削刃结构简单，具有良好的平地性能，适用于装重度不超过16KN/ ，并且堆积比较松散的物料。非直线形切削刃（装载机多用V形）中间突出，在铲斗插入料堆，且对中性好，但平地性能和装满系数均不如直线形切削刃铲斗。 装有斗齿的铲斗在铲斗插入力分布在几个斗齿上，使每个斗齿形成很大的比压，因此，具有良好的铲斗和掘起性能，适用于装载堆积物料密实的物料及块度较大的岩石。斗齿可以延长切削刃的使用寿命，同时磨损后也易于快速更换。 2.4.3 铲斗基本参数的确定 (1) 铲斗的宽度B=3m； (2) 铲斗回转半径R：指铲斗与动臂铰接点至切削刃之间的距离。 图2-4 铲斗尺寸参考 根据公式： (2-1) 式中： ——额定斗容量，由设计任务给定(M3)； ——铲斗内侧宽度(M)； ——铲斗斗底长度系数， ； 一—后斗壁长度系数， ； ——挡板高度系数， ； ——斗底和后斗壁直线间的圆弧半径系数， ； ——挡板与后斗壁间的夹角，选择 时应使侧壁切削刃与挡板的夹角为90°； ——张开角， 。 (2-2) EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 式中： ——铲斗侧壁切削刃的厚度 取 ， b——铲斗的外侧尺寸，根据设计资料有 代入数据： =2956mm ， =1.5， =2.7 ， =1.2， =0.14， = ， ， =0.40得， 斗底长度Lg是指由铲斗切削刃到斗底与后斗壁交点的距离： (2-3) 后斗壁长度 是指出后斗壁上缘到与斗底相交点的距离 (2-4) 挡板高度 ： (2-5) 铲斗圆弧半径 ： (2-6) 根据经验公式可计算出铲斗与动臂铰销距斗底的高度: (2-7) 2.5 斗容的计算 铲斗的斗容量是装载机的整体阐述之一，可以根据铲斗的几何尺寸确定。 2.5.1 平装斗容 铲斗平装的几何斗容可按下式(2—10)确定。 对于装有挡板的铲斗： （2-8） 根据有关计算有 （2-9） S——铲斗横断面面积，如图2—5中所示阴影面积; ——铲斗内壁宽(m); a——挡板高度(m)； b——斗刃刃口与挡板最上部之间的距离(m)。 2.5.2 额定斗容(堆装斗容) 铲斗堆装的额定斗容 是指斗内堆装物料的四边坡度均为1：2，此时额定斗容可按下式确定(图2—5) （2-10） 式中 c——物料堆积高度，m。 物料堆积高度C可由作图法确定(图2—5)：在铲斗内堆积堆积物料的四边坡度均为1:2，再由M点作直线MN与CD垂直，将MN垂线向下延长，与斗刃刃口和挡板最下端之间的连线相交，此交点与料堆尖端之间的距离即为物料堆积高度C。 图2-5 额定容量铲斗的横截面 （2-11） 铲斗斗容的误差率 （2-12） 所以铲斗的设计合格[1]。 2.6 工作装置连杆系统设计 装载机工作装置的连杆系统决定了装载机的众多性能参数，如铲斗的自动放平、机构运动的平稳性等。 2.6.1 工作装置连杆机构的类型 综合国内、外轮式装载机的工作装置形式，主要有7种类型的连杆机构。按工作机构的构件数不同，可分为三杆，四杆，五杆，六杆和八杆连杆机构。按输入杆和输出杆的转向是否相同又分为正转和反转连杆机构。 (1)正转八杆机构 正转八杆机构如图2-6,此机构在转斗油缸大腔进油时转斗铲取，所以掘起力较大；各构件尺寸配置合理时，铲斗具有较好的举升平动性能；连杆系统传动比较大，铲斗能获得较大的卸载角和卸载速度，因此卸载干净，速度快；正转八杆机构的主要缺点是机构复杂，不易实现铲斗自动放平[7]。 图2-6 正转八杆机构 (2)转斗油缸前置式正转六杆机构 转斗油缸前置式正转六杆机构见图2-7。其优点是转斗缸直接与摇臂相连接，该工作机构由两个平行四杆机构组成，铲斗平移性较好。结构简单，司机视野较好。缺点是转斗时油缸小腔进油，铲掘力相对较小；连杆机构传力比小，使得转斗缸活塞行程较大，转斗缸加长；由于转斗缸前置，使得工作装置的整体重心外移，增大了工作装置的前悬量，影响整机的稳定性和行驶时的平稳性；铲斗不易实现自动放平。 图2-7 转斗油缸前置式正转六杆机构 （3）转斗油缸后置式正转六杆机构 转斗油缸后置式正转六杆机构见图2-8。此种机构与转斗缸前置式相比，机构前悬较小，传动比较大，活塞行程较短；有可能将动臂、转斗缸、摇臂和连杆机构的中心线设计在同一平面内，从而简化了结构，改善了动臂和铰销的受力状态。缺点是：转斗缸与车架的铰接点位置较高，影响了司机的视野；转斗时油缸小腔进油，掘起力相对较小。 图2-8 转斗油缸后置式正转六杆机构 （4）转斗油缸后置式反转六杆机构 转斗油缸后置式反转六杆机构见图2-9.这种机构有如下优点：转斗油缸大腔进油时转斗，并且连杆系统的倍力系数能设计成较大值，所以获得较大的掘起力；恰当地选择各构件尺寸，不仅能得到良好的铲斗平动性能，而且可以实现铲斗的自动放平；结构紧凑，前悬小，司机视野好。缺点是摇臂和连杆布置在铲斗与前桥之间的狭窄空间，容易发生构件相互干涉。 图2-9 转斗油缸后置式反转六杆机构 （5）正转四杆机构 正转四杆机构见图2-10。 该机构结构最为简单，易于设计成铲斗举升平动；前悬较小。缺点是铲掘转斗时油缸小腔作用，输出力较小；连杆机构的传力比难以设计成较大值，所以铲掘力相对较小；转斗缸行程较大，油缸结构较长；铲斗卸载时，活塞杆易与铲斗底部相碰，减小了卸载角；机构不易实现铲斗自动放平。 图2-10 正转四杆机构 （6）正转五杆机构 正转五杆机构见图2-11。为克服正转四杆机构卸载时活塞杆易于斗底相碰的缺点，在活塞杆与铲斗之间增加一根短连杆，从而使正转四杆机构变成正转五杆机构。其缺点正如正转四杆机构。 图2-11 正转五杆机构 （7）动臂可伸缩式三杆机构 这种机构的插入工况是靠动笔伸出实现的，它解决了靠机器行走插入易使轮胎磨损严重的问题；卸载时可伸出动臂，以获得较大的卸载高度和卸载距离；而运输工况可缩回动臂，以减小前悬。缺点是既不能实现铲斗平动，又不能实现铲斗自动放平，结构也比较复杂。 综上分析，反转六杆工作机构优点较多，能比较理想的满足铲、装、卸作业要求，所以它得到了广泛运用。所以如前所述，在本次设计中，也将采用反转六连杆机构。 2.6.2 工作装置动臂设计及举升油缸布置 动臂按纵向中心线形状可简单的分为曲线形与直线型两种。曲线形动臂，一般反转式连杆工作装置采用较多，这种结构形式的动臂可以使工作装置的分布更为合理。动臂断面形状可分为单板型、双板型、工字型和箱型数种。单板动臂结构简单、工艺性好、但强度和刚度较小，一般用在中、小型装载机上。 由上诉原因本次设计选用动臂的形状结构为：曲线单板形。 (1)动臂参数设计 1) 动臂铰点高度 动臂与车架铰点的高度通常取 （2-13） 已知 由公式2-13得 =1.72 =2050.7(mm) 动臂回转角通常取 初取 2) 动臂长度 铰点位置确定以后，根据以下公式可以求出动臂的长度 公式： （2-14） 式中： ——铲斗最小卸载距离，mm ; ——铲斗回转半径与斗底夹角； ——铲斗最大卸载高度时最大卸载角，通常取 ； ——动臂与车架铰点到装载机前面外廓水平距离，mm； ——最大卸载高度，mm； ——动臂与车架连接铰点的高度，mm。 代入数据得， =2890mm (2)动臂油缸的位置一般有两种方式。图2-12所示为举升油缸立式布置；另一种布置方式为举升油缸卧式布置，即当铲斗处于装载位置时，举升油缸接近水平，如图2-13所示。最近生产的装载机多用后一种布置方式，它是机构优化设计的结果。 图2-12 立式布置 图2-13 卧式布置 1-动臂 2-举升油缸 1-动臂 2-举升油缸 2.7 工作装置连杆机构 轮式装载机工作装置连杆机构的设计任务是确定各连杆的尺寸和相互的位置关系，以满足设计任务中的规定的使用性能及经济技术指标。由于连杆机构尺寸以及销轴位置的相互影响，连杆机构可变性很大，同时又要受结构限制，可变参数很多，因而无法单纯采用理论计算的方法来确定，目前大多数采用图解法并配合统计或类比法加以确定，本次设计采用图解法和类比法对工作装置加以确定。 反转六杆机构如图2-14所示。它由转斗机构和动臂举升机构两个部分组成。 a 插入工况 b 铲装工况 c 最高位置工况 d 高位卸载工况 图2-14 反转六杆机构简图 转斗机构由转斗油缸CD、摇臂CBE、连杆EF、铲斗GF、动臂GBA和机架AD六个构件组成。实际上，它是由两个反转四杆机构组成GFEB和BCDA串联而成。当举升动臂时，若假定动臂为固定杆，则可以把机架AD视为输入杆，把铲斗GF看成输出杆，由于AD与GF转向相反，所以把此机构称作反转六杆机构。 举升油缸主要由动臂举升油缸HM和动臂GBA构成。 若把油缸分解成两个活动构件和一个移动副，则反转六杆机构放入活动构件数为n=8，运动低副数 应用计算机构自由度公式 ，可得其自由度为2。因为油缸均为运动件，所以整个机构有确定的运动。 当举升油缸闭锁时，启动转斗油缸，铲斗将绕G点做定轴运动；当转斗油缸闭锁，举升油缸动作时，铲斗将做复合运动，即一边随动臂对A进行牵引运动，同时有相对动臂绕G点作相对运动。 2.7.1图解法设计尺寸参数 图解法比较直观，易于掌握，是目前工程设计时常用的一种方法。 图解法是在初步确定了最大卸载高度、最小卸载距离、卸载角、轮胎尺寸和铲斗几何尺寸等整机主要参数后进行的，通过在坐标图上确定工况Ⅱ时工作机构的9个铰接点的位置来实现。 （1）动臂与铲斗、摇臂、机架的三个铰接点G、B、A的确定 1) 确定坐标系，画铲斗图如图2-15所示，选取直角坐标系xOy，并选定长度比例尺 把已设计好的铲斗横截面图画在坐标系里，斗尖对准坐标原点O，斗前壁与x轴呈 前倾角。此为铲斗插入料堆时的位置，即工况Ⅰ。 图 2-15 动臂上三铰接点的设计 2) 确定动臂与铲斗的铰接点G 由于G点的x坐标值越小，转斗崛起力就越大，所以G点靠近O点是有利的，但它受斗底和最小离地高度的限制，不能随意减小；而G点的y坐标值增大时，铲斗在料堆中的铲取面积增大，装的物料多，但缩小了G点与连杆铲斗铰接点F的距离，使崛起力下降。 综合考虑各种因素的影响，设计时，一般根据坐标图上工况Ⅰ时的铲斗实际情况，在保证G点y轴的坐标值 =232mm和x轴坐标值尽可能小的而且不与斗底干涉的前提下，我取G点的坐标为(1199,232)。 3) 确定动臂与机架的铰接点A a. 以G点为圆心，使铲斗顺时针转动，至铲斗斗口 与x轴平行为止，即工况Ⅱ。 b. 把已选定的轮胎外廓画在坐标图上。应使轮胎前缘与工况Ⅱ时的铲斗后壁的间隙尽量小些。轮胎中心Z的坐标值应等于轮胎的工作半径 。 (2-15) 式中 —Z点的y坐标值，mm； —轮辋直径，mm； —轮胎宽度，mm； H/ —轮胎断面高度与宽度之比(普通轮胎取1，宽面轮胎取0.83，超宽面轮胎取0.64)； —轮胎变形系数（普通轮胎取0.1~0.16，宽免轮胎取0.05~0.1）。 根据该型号的基本参数可知： =635mm， =596.9mm 代入上式解得： =802.5mm。 c. 根据给定的最大卸载高度 =3030mm，最小卸载距离 =1100mm，以及卸载角 =45°，画出铲斗在最高位置卸载时的位置图，即工况Ⅳ，令此时斗尖为 ，G点位置为 。 d. 以 为圆心，顺时针旋转铲斗，使铲斗口与x轴平行，即得到铲斗最高位置图，即工况Ⅲ。 e. 因为G和 点同在以A点为圆心，动臂AG长为半径的圆弧上，根据上面的计算可以知道动臂长度AG=2890mm，因此，我得到A点坐标为(3445，2060)。 4) 确定动臂与摇臂的铰接点B B点的位置是一个十分关键的参数，它对连杆机构的传动比、倍力系数、连杆机构的布置以及转斗油缸的长度都有很大影响。根据分析与经验，一般取B点在AG连线的上方，过A点的水平线下方，并在AG的垂直平分线上，并在AG的垂直平分线上左侧靠近工况Ⅱ时的铲斗处。相对于前轮胎，B点在其外廓的左上部。通过作图，设计出B点坐标为(1651,1300)。 （2）连杆与铲斗和摇臂的两个铰接点F、E的确定 因为G、B两点已被确定，所以在确定F点和E点实际上是为了最终确定与铲斗相连的四杆机构GFEB的尺寸，如图2-16所示。 图2-16 连杆、摇臂、转斗油缸尺寸设计 确定F、E两点时，既要考虑对机构的要求，又要注意动力学的要求，同时，还要防止前述各种机构被破坏的现象。 1）按双摇杆条件设计四杆机构 令GF为最短杆，BG杆为最长杆，即必有 GF+BG>FE+BE (2-16) 如图2-16所示，若令，GF=a,FE=b,BE=c,BG=d,并将式(2-16)不等号两边同时除以d，经整理上式得下式，即 (2-17) 其中d值由BG确定，即d=1150.7mm。 初步设计时，(2-17)式中各值可按式(2-18)中选取。 K=0.950～0.995 a=(0.3～0.5)d (2-18) c=(0.4～0.8)d 所以得K=0.96，a=462.7mm，c=865.2mm,b=700mm。 2）确定E点和F点的位置 这两点位置的确定要综合考虑如下四点要求： a. E点不可与前桥相碰，并且有足够的最小离地高度； b. 插入工况时，使EF杆尽量与GF杆垂直，这样可获得较大的传动比角和倍力系数； c. 铲装工况时，EF与GF杆的夹角必须小于170°，即传动角不能小于10°，以免机构运动时发生自锁； d. 高位卸载工况时， EF杆与GF杆的传动角也必须大于10°。 具体做法如下： 如图2-17所示，铲斗取工况Ⅰ。分别以B点和G点为圆心，以c和 分别为半径画弧，其交点为E；再分别以G点和E点为圆心，a和b半径画弧，则其交点必为F。在设计时一般使∠EFG不小于70°即可 图 2-17 连接端部铰接点设计 作图所得，在铲装工况下， E点坐标为(2123,497)， F点坐标为(1451,693); 为了防治机构出现“死点”，“自锁”或“撕裂”现象，设计时应满足下列不等式。 工况Ⅱ时： GF+FE>GE (2-19) 工况Ⅳ时： FE+BE>FB (2-20) 检验E与F点位置设计： a.工况Ⅱ时，GF=462.7mm，FE=700mm，GE=815mm，因此满足GF+FE>GE。 b.工况Ⅳ时，FE=700mm，BE=865.2mm，FB=1157mm，因此满足FE+BE>FB。 综上所得，E点与F点设计位置满足要求。 （3）转斗油缸与摇臂和机架的铰接点C和D的确定 在图2-16中，如果确定了C点和D点，就最后确定了与机架连接的四杆机构BCDA的尺寸。C点和D点的布置直接影响到铲斗举升平动和自动放平性能，对掘起力和动臂举升阻力的影响都较大。 1)确定C点 从力的传递出发，显然使摇臂BC长一些有利，那样可以增大转斗油缸作用力臂，使掘起力相应增大。但加长BC段，必将减小铲斗和摇臂的转角比，造成铲斗转角难以满足各个工况的要求，并且使转斗油缸行程过长。初步设计时，一般取 BC≈(0.7～1.0)BE （2-21） 因此，取BC=O.77BE=665.6mm。C点一般取在B点左上方，BC与BE夹角(即摇杆折角)，可取∠CBE=160°，C点运动不与铲斗干扰，其高度不影响司机视野。 2)确定D点 转斗油缸与机架的铰接点D，是根据铲斗由工况Ⅱ举升到工况Ⅲ过程为平动和由工况Ⅳ下降到工况Ⅰ能自动放平这两大要求来确定的。 如图2-16所示，当铰接点G、F(即F2)、E(即E2)、B、C、(即C2)被确定后，则铲斗分别在工况Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ时的C点的位置C1、C2、C3、C4也就唯一的被确定下来。因为铲斗由工况Ⅱ举升到工况Ⅲ或由工况Ⅳ下放到工况Ⅰ的运动过程中，转斗油缸的长度分别保持不变，所以D点必为C2点和C3点连线的垂直平分线与点C1和C4点连线的垂直平分线的交点。 研究证明，D点设计在A点的左下方较好。D的固定坐标为(3016,2045)。 （4）动臂举升油缸与动臂和车架铰接点H点及M点的确定 动臂举升油缸的布置应本着举臂时工作力矩大、油缸稳定性好、构件互不干扰、整机稳定性好等原则来确定。综合考虑这些因素，一般动臂举升油缸都布置在前桥与前后车架的铰接点之间的狭窄空间里。 动臂油缸动臂铰接点一般选在约为动臂长度的1/3处, 且在动臂与车架和铰斗的铲接点的连线上, 以便能安装铰点支座。动臂油缸与车架铰接点, 除应考虑油缸的行程外, 还要使其到地面的距离满足装载机离地间隙的要求， M点往前桥方向靠近是比较有利的。这样做，可使动臂举升油缸在动臂整个举升过程中，举升工作力臂大小的变化往往较小，即工作力矩变化不大，避免铲斗举升最高位置时的举升力不足，因此此时工作力臂往往较小或最小。但是采用底部铰接式油缸时，要使M点前移是比较困难的，它受到前桥的限制，支座布置也比较麻烦。为了克服M点前移的困难，可采用M点上移和H点向G点方向前移的办法使动臂举升油缸几乎呈水平状态。计算证明这样布置也能得到较好的举升特性。最近生产的装载机多用这种布置方式，它是机构优化的结果，所以此处采用举升油缸卧式布置。动臂与水平面角度初选为 因此，取工况Ⅰ时的H坐标为（2218.5，934），M点的坐标为（3566,1371.8）。 经过上述的各步作图，整个工作装置连杆机构的尺寸参数设计完毕。为了进一步检验铲斗的平动质量，在工况Ⅱ、Ⅲ之间选择2个位置进行检验铲斗的转角，所得结果铲斗转角差小于 ，则证明设计合理[1]。 （5）动臂油缸和翻斗油缸行程的计算 根据上面计算所得的各个构件的参数，对机构在不同工况位置作图，如图（2-18）油缸最大长度 mm，最小长度 =1403 mm ＜1.6 （2-22） 符合设计要求。 图2-18 动臂油缸和翻斗油缸行程的计算 由图可知转斗油缸最大长度 1656mm，最小长度1157mm， ＜1.6 （2-23） 符合设计要求。 根据测量得出产斗的最大卸载高度和最小卸载距离符合设计任务的要求。 2.8小结 本章主要应用图解法对装载机工作装置进行设计，这种方法简单直观，易于掌握，是目前工程设计时常用的一种方法。它是在初步确定最大卸载高度、最小卸载距离、卸载角、轮胎尺寸和铲斗几何尺寸等整机主要参数后进行的，通过在坐标图上确定各个工况时工作机构的9个铰点的位置来实现机构的设计，最后得到工作装置各个零部件的基本尺寸，最后在通过各个零部件的尺寸建立机构简图，计算出动臂油缸和翻斗油缸的行程范围，为下一章装载机工作装装置各个零部件的建模做好准备。 3 工作装置的仿真与分析 3.1 Pro/E软件简介 PRO/EWildfire是美国PTC公司最新推出的一套从设计到制造的机械自动化软件[8]。产品设计师可以利用该软件轻松的完成部件、整机模型的装配，并对设计的产品预先进行静态分析、装配干涉检验等操作。Pro/E系统提供了完善的仿真功能，通过对机构实体模型添加运动副、驱动器实现对机构运动速度、轨迹、位移、运动干涉等情况的分析，为机构的设计与检验提供数据支持，使得原来在二维图纸上难以表达和设计的运动变得直观和易于修改[9]。 3.1.1 特点： (1) 参数化设计 Pro/Engineer是第一个引入参数化概念的计算机辅助软件，参数化设计通过尺寸驱动来实现，所谓尺寸驱动，就是指以模型的尺寸来决定模型的形状，一个模型由一组具有一定关联的尺寸进行定义。这一功能特性给工程设计者提供了在设计上从未有过的简易和灵活，可使设计人员从大量的繁重而琐碎的建模工作中解脱出来，从而大大提高设计速度，并减少信息的存储量。 (2) 基于特征 特征的概念最早出现在1978年美国MIT的一篇学士论文CAD中基于特征的零件表示中，至20世纪80年代有关特征建模技术得到广泛关注。特征是一种集成对象，其包含丰富的工程语义，因此，它是最高层次上表达产品的功能和形状信息。 (3) 单一集成数据库 Pro/engineer系统建立在单一数据库的基础上，这一点不同于大多数建立在多个数据库之上的传统CAD系统。所谓单一数据库，就是指工程中的所有数据来自同一数据库，这样可以使不同部门的设计人员同时复制同一个产品，提高了设计效率。 (4) 全数据相关 采用全数据相关，则在设计中任何一处的修改都将反映到整个设计的其他环节中，例如，如果改了工程图中的基本数据，那么实体三维实体模型也将随之发证变化，在加工中的数控加工路径也会自动更新。这将对产品的设计和生成带来很大的方便，大大减轻了设计人员的重复性工作，提高了设计效率[8]。 3.1.2 功能： （1） 特征驱动（例如：凸台、槽、倒角、腔、壳等）； （2） 参数化（参数=尺寸、图样中的特征、载荷、边界条件等）； （3） 通过零件的特征值之间，载荷/边界条件与特征参数之间（如表面积等）的关系来进行设计。 （4） 支持大型、复杂组合件的设计(规则排列的系列组件，交替排列，Pro/PROGRAM的各种能用零件设计的程序化方法等)。 （5） 贯穿所有应用的完全相关性(任何一个地方的变动都将引起与之有关的每个地方变动)。其它辅助模块将进一步提高扩展 Pro/ENGINEER的基本功能[10]。 3.2 装载机工作装置三维实体模型的创建 3.2.1 工作装置零件的三维实体创建 通过Pro/ENGINEER软件，根据计算所得的参数并对ZL50型的工作装置进行现场测量进行设计，最终得到摇臂、动臂、连杆、摇臂液压缸、动臂液压缸、铲斗的三维图形，如图3-1所示。 a. 摇臂的三维图 b. 动臂的三维图 c. 连杆的三维图 d. 摇臂液压缸三维图 e. 动臂液压缸三维图 f. 铲斗三维图 图3-1 工作装置三维零件图 3.2.2 工作装置三维实体组装 (1) 通过Pro/ENGINEER软件，将上面建立的三维零件进行组装，最终得到工作装置的三维图形，如图3-2所示。 图3-2 工作装置三维图 3.3 工作装置动力学分析 在Pro/ENGINEER中对装载机工作装置进行仿真分析是从事装载机工作装置机构设计的工程技术人员非常关心的问题。仿真分析有助于理解和分析工作装置运动时产生的结果，并提供相应的改进设计的信息。在Pro/ENGINEER软件中，运动仿真和动态分析功能集成于机构模块中，包括机械设计和动态分析两方面的分析功能。运动仿真是使用机械设计功能来创建机构，定义特定运动副，创建使其能够运动的伺服电动机，实现机构的运动模拟。并可以观察并分析，可以进行测量位置、速度、加速度等运动特征，可以通过图形直观地显示这些测量值。也可以创建轨迹曲线和运动包络，用物理方法描述运动。动力学分析是使用机械动态功能在机构上定义重力、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，所以本次设计仿真分析主要应用动力学分析。 3.3.1 动力学分析流程 机构动力学是运动学和力学的统称。动力学分析就是根据机构上实际受力情况对机构添加多个建模图元，包括弹簧、阻尼器、力和力矩负载和重力，根据电动机所施加的力及其位置、速度来定义电动机，以检测连接上的力以及点定点和连接轴的速度或加速度[11]。动力学的一般分析流程图如图3-3： 图3-3 机构动力学分析流程图 3.3.2 设置运动环境 根据装载机工作装置的工作情况，共有6种工况，4个连续动作：模拟铲斗铲掘后翻斗过程、运输工况过程、动臂举升过程、铲斗卸料过程、动臂下降过程及动臂下降到铲掘位置是铲斗的自动放平过程。完成以上6个工况共需设置4 种在不同时刻伺服电动机的工作形式，根据图2-18动臂油缸和翻斗油缸行程的计算分别得到动臂油缸和摇臂油缸在插入工况、铲装工况、最高位置工况、高位卸载工况时的长度，计算出动臂油缸和摇臂油缸的伺服电动机的伸缩距离，结合ZL50型装机工作参数中工作提升所需时间，分别计算出动臂油缸和摇臂油缸随时间变化的函数，在伺服电动机设置里面选用类型—轮廓里面设置电动机在不同时间的位置函数，得出摇臂油缸和动臂油缸的位置、速度、加速度的曲线如图3-4此处没有对油缸的运动做深入研究将油缸的运动全部以匀速计算[12]。 在动力学分析时还需要为工作装置设置属性，通过参考文献可知装载机的工作装置选择材料为16Mn刚该材料的密度为7.85g/cm3,并且设置机构的重力加速度的大小和方向，系统默认的重力加速度大小为9806.65mm/s2。 对机构添加相应的要素，如伺服电动机、力/力矩、质量属性等后，就可以对机构进行相应的分析，在Pro/E中提供了五种分析类型：位置、运动学、动态、静态、力平衡。 （1）位置分析：通过伺服电动机带动机构运动，对主体的运动位置进行分析； （2）运动学分析：通过伺服电动机带动机构运动，对其进行运动分析； （3）动态（即动力学分析）：对机构中具有质量的主体，施加转动惯量、外力，对其进行运动分析研究； （4）静态（即静力学分析）：研究稳定状态，力对主体的作用； 根据本次设计任务的要求，此处的分析选用动态分析对其仿真分析[11]。 3.3.3 装载机工作装置的干涉检查 干涉检查的目的是分析装载机工作装置连杆机构可能出现的运动干涉及“死点”位置，这是保证工作装置能正常工作的必要条件。装载机工作装置的干涉问题比较复杂，在其设计中是一个非常棘手的、但又必须加以妥善解决的问题。传统的干涉检查是通过各个杆件的长度，利用各杆件的运动关系计算并画图检查，这使得干涉检查效率低且准确度不高。 利用“ Proe/Engineer”动态模拟自动检测各杆件在运动过程中的干涉问题，效率高，准确度好，解决了传统设计中的难题，使杆件干涉问题在设计过程中得到了有效的解决。在“Proe/Engineer”环境中干涉检查的步骤是：(1)选择“机构”中的“回放”命令。(2)系统弹出“回放”对话框，在结果集中选择运动名称，选择干涉模式的“全局干涉”和“包括面组”选项。(3)单击“播放当前结果集”，进行全局干涉检查分析。如果各杆件在运动中出现干涉，“Proe/Engineer” 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/Engineer ” 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[13]。 3.3.4 装载机工作装置连杆系统分析 在模块中，使用“测量”命令，可创建一个或多个分析测量特征，这类特征用一条或一组曲线表示某个运动的分析结果。产生“测量” 曲线的方法为： 1）选择 “机构”模块中的“测量”命令；"在系统弹出的“测量结果”对话框中，选择“图形类型”为 “测量与时间”，在“结果集”中选择要分析的运动，选择“测量”中的“创建新测量”； 2）在弹出的“测量定义”对话框“类型”中选择要测量的类型，再选定测量的“点或连接轴”，关闭“测量定义”对话框，返回到 “测量结果”对话框； 3）选择要展示的“测量”曲线，可以输出一条测量曲线，也可以在同一个坐标下输出一组测量曲线[13]。 （1）铲斗斗尖的位置分析 为了验算装载机工作装置是否满足设计要求，对铲斗斗尖处一点的位置进行动态测量，其运动曲线如图3-5和图3-6。 图3-5 卸载高度曲线 图 3-6 卸载距离曲线 从图中可以看出在15.5秒时铲斗进行高位卸载工况，此时斗尖距地面的高度为Y方向距离为3068大于3030满足最大卸载高度。Z方向距离为2913.3减去车架到轮胎边缘的距离1728得到该工作装置的最大卸载距离为1186.3大于1100，满足设计要求。 （2）工作装置铰点处运动分析 设计人员可以获悉在该举升力矩的条件下,铲斗运动的加速度是否合适,如果加速度太大则易使铲斗运动过程中撒落物料和使各铰接点的约束力过大,造成销、孔间的研磨和铰死,因此动力学分析将对设计后的产品有一定的预见性,帮助设计人员在设计阶段不断修改设计,使产品的动态性能得到改善。 对装载机工作装置中动臂油缸受力进行分析结果如图3-7和图3-8。 图3-7 动臂油缸受力 图3-8 翻斗油缸受力 对动臂油缸和翻斗油缸受力分析，在工作装置整个运动中的情况，与所设定的初始条件吻合，由于在油缸的速度在设置时没有变化过程所以受力会出现突变，整个曲线与各个工况运动情况一致。 结合设计任务的要求以及装载机工作装置的设计特点，分别测量出连杆与摇臂铰点、摇臂与翻斗油缸活塞杆铰接点、、动臂与前车架铰接点三个关键铰接点的运动仿真分析结果如图3-9、图3-10、图3-11所示。 图3-9 连杆与摇臂铰点分析 图3-10摇臂与翻斗油缸铰点分析 图3-11 动臂与前车架铰点分析 连杆与摇臂铰接点。从图3-9 中可以看出，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，整个曲线与各个工况运动情况一致。从图中可以看到，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，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。 摇臂与翻斗液压缸活塞杆铰接点。从图3-10可见，摇臂在运动过程中，只有在铲斗收斗、翻斗运动时才有相对运动。其中位移曲线表明，翻斗液压缸在举升和下降过程中基本保持锁定状态。另外曲线在一定程度上的倾斜，是为了保证铲斗在举升和下降时保持水平，给连杆一定的补偿，这也与工作装置实际运动状态吻合。 动臂与前车架铰接点。从图3-7可见，动臂在举升和下降时是直线型的。其速度和加速度图中有微小波动，主要是由于铲斗翻转时对动臂产生相互作用力引起的。这些都与实际工作装置相符合。其中动臂的加速度在整个举升运动过程中基本为零[13]。 3.3.5 铲斗运动分析 在装满物料被举升到最高卸载位置的过程中，为了避免铲斗中物料撒出，要求铲斗做近似于平动，即铲斗倾角变化不应大于15°。所以对装载机工作流程中不同时刻切削刃与水平地面的夹角如表3-1所示： 表3-1 时间 0 3.0 4.5 6.0 7.5 9.0 10.5 12.5 14.5 15.5 16.5 18 夹角 -4.8 -4.8 13 48 51 53 56 55.7 1.4 -48 7.3 -8.5 （1）铲斗举升平动分析：时间小于6s时，铲斗转动角度变化较大，有利于铲斗装载物料，在大于6s时，铲斗完成装载，离开料堆，进入举升阶段，这时铲斗几乎保持平动，转角变化不大于8°，这样使铲斗在运动过程中不会由于转动而将物料洒落，符合装作装置的设计要求。 （2）铲斗自动放平分析：使铲斗从高位写字状态下落到插入状态，期间保持转斗油缸长度不变，测量铲斗地面与地面的夹角的变化，即可得到机构的自动放平性能，从上面的数据中可以看到铲斗下落后与地面的夹角为-8.5°，基本达到要求。 （3）最大卸载角检查：根据装载机运动状况得到在15.5秒时有最大卸载角为 ，所以装载机的最大卸载角满足设计要求。 4 ZL50装载机工作装置的有限元分析 在装载机的实际工作过程中, 铲斗经常受偏载作用, 此时工作装置除承受正载外还要受附加弯矩作用, 从而导致铲斗和动臂的变形。在极限偏载作用下该变形对动臂的强度和刚度起着决定性作用。如设计不当将导致工作装置刚度不足而失效。由于工作装置是一个受力比较复杂的空间力学系统, 使用常规方法难以求出动臂各铰孔受力的大小及方向。在处理空间力学系统问题时, 施加于模型上载荷的大小及方向常常人为地简化, 求得的结果与实际存在一定的误差。应用Pro/ MECHANICA 的STRUCTURE 模块很好地解决了上述问题, 通过应用该软件的模块建立装载机工作装置运动学模型, 求解出工作装置各销轴的作用力, 再把该作用力传送到STRUCTURE 模块作为动臂力学模型的载荷来进行动臂的强度分析, 从而精确求解出偏载工况下装载机动臂的应力, 为工作装置的设计提供了科学依据[14]。 4.1 Pro/MECHANICA Structure功能介绍 Pro/MECHANICA Structure是集静态、动态结构分析于一体的有限元模块，能够模拟真实环境为模型施加约束及载荷，计算模型的应力应变、位移等参数，进行静态、模态、翘曲、疲劳、动态响应、振动等分析；通过指定设计参数，能够在给出的变化范围内进行敏感度分析，并借助优化分析为模型寻找最佳参数。在设计阶段就对设计模型进行优化，及时发现错误，提高产品设计质量，降低设计成本，增强产品的市场竞争力[16]。 4.2 工作装置结构受力破坏与力学特征 4.2.1 工作装置的结构 工作装置由铲斗、动臂、横梁、支撑、摇臂、拉杆等组成。各构件之间由铰销联接，有相对转动。为了增强摇臂、支撑的刚度，在摇臂及支撑之间有筋板连接，在计算时，可以将其视为一体。动臂上铰点与装载机前车架铰接，中部铰点与举臂油缸铰接；摇臂上铰点与翻斗油缸铰接。用Pro/E对其做有限元静力分析中，认为工作装置各铰接处没有相对转动。动臂是工作装置的主要受力部件，其截面形状为矩形；又因其长、宽方向远大于厚度方向，故可以用板壳元对动臂进行离散。横梁截面为箱形，为焊接结构。摇臂和支撑也是焊接结构，其焊接板的截面均为矩形。考虑各构件的厚度远小于其它两个方向的厚度，可以认为均为板类零件。 4.2.2 结构受力与破坏特征 装载机整体结构为对称结构。分析装载机插入、铲起、举升、卸载等的作业过程可知，装载机载初铲时，工作装置受力最大。在整个工作过程中受到的外界载荷为不变载荷，主要是物料的重量以及机构自重。由于物料种类和作业的条件不同，装载机工作时铲斗切削刃并非均匀受载，一般可以简化为两种极端情况：（1）认为载荷沿切削刃均匀分布，并以作用在铲斗切削刃中点的集中载荷来代替均布载荷，称其为对称受载情况；（2）非对称受载情况，由于铲斗偏铲、料堆密集情况不均，使载荷偏于铲斗一侧，通常将其简化为集中载荷作用在铲斗最边缘的斗齿上。这两种处理方法都是偏于安全的。当结构受力超过其极限载荷，材料发生塑性变形直至开裂（焊接部位）或断裂。 4.2.3 外载荷的确定 (1)水平力（即插入阻力）的大小由装载机的牵引力确定 ： Rx=Pkpmax=146KN 式中，Pkpmax为装载机的牵引力。 (2)垂直力（即铲起阻力）在工作装置的参数中可以得到：Ry=160KN 4.2.4 工作装置受力分析 根据文献以转斗掘起偏载工况作为动臂强度计算工况计算工作装置的应力，建立工作装置运动学模型，首先在Pro/ENGINEER 中建立工作装置各部件的三维立体模型以动臂处于最低位置铲斗斗底与地面成5°倾角的计算位置把各部件组装成装配件并将该装配件链接入Pro/E的机构模块 （1）边界条件的施加 边界条件包括两方面：边界载荷和边界约束。取额定装载量，按静力等效的原则将力施加在铲斗尖内移约100mm处中部加载。在初铲转斗时，可认为动臂油缸和翻斗油缸都不动，动臂的两个铰销部位和摇臂的铰销部位无相对移动，使用联合铲取的工况进行加载。在模拟偏载工况时在两动臂缸处施加大阻尼模拟动臂缸闭锁，在距离铲斗内侧壁第一个斗齿处施加垂直力Ry模拟偏载工作装置各部件的受力状况。考虑到铲斗的特殊性，对其变形及破坏不予考虑。 根据圣维南原理，局部载荷不影响远处应力场的分布，可以知道，在铲斗尖部附近所施加的点载荷不会影响除去铲斗外的工作装置的应力分布。所以这种加载方式是可行的[14]。 （2）受力分析 在Pro/E机构中，使用静态分析对上述运动学模型进行运算求解，计算出各销轴所受支座反力的大小及方向应用Pro/MECHANICA 软件的功能把计算结果从机构模块传送到STRUCTURE模块，为工作装置的有限元分析中载荷的添加做好准备。 4.3 主要部件的有限元分析 4.3.1 动臂的有限元分析 动臂是装载机工作装置最重要的构件，其强度状况对工作装置的性能和寿命有直接的影响。如果设计不当，将导致工作装置刚度不足，很快失效。借助Pro/E的有限元分析设计者可以科学合理地对动臂的结构进行优化设计，减少材料用量，降低生产成本。 Proe做有限元分析的基本工作流程如下： 4-1 有限元分析流程图 （1）正常载荷下动臂的有限元分析 打开设计好的动臂零件，进入Pro/MECHANICA，动臂的材质为Q345A，查手册的弹性模量E=206Gpa，泊松比 （取 ）；其拉伸强度 ，屈服点 ，弯曲疲劳极限 [15]。插入动臂正常工况下的机构负荷，并进行边界约束，利用Pro/E的“AutoGEM”自动网格划分得到网格划分，得到离散后动臂强度分析力学模型如图4-1。. 图4-1 动臂网格图 对动臂进行静态分析，动臂应力分布云图如图4-2所示。图4-2表明, 在正常载荷作用下动臂应力危险区出现在动臂与产斗连接的上部,动臂板上表面受拉, 下表面受压, 其应力值为110~230 MPa, 动臂其余部分应力值在70 MPa 左右, 符合设计要求且有足够的强度储备, 足以承受极限偏载所产生的扭矩。 图4-2 正载动臂应力图 （2）极限偏载情况下动臂的受力分析 根据偏载工况的受力情况，插入动臂偏载工况下的机构负荷、进行约束。动臂应力分布云图如图4-3 所示。图4-3表明, 在极限偏载作用下动臂应力危险区出现在受偏载侧, 应力值为410 MPa,超过了材料的屈服极限。 图4-3 偏载动臂应力图 根据寻找发现在动臂与动臂油缸处，和动臂与横梁的连接处均出现较大的应力集中现象，如图4-4所示，认为是由偏载产生的附加转矩以及动臂连接处的尖锐造成的，此处为了改善这两处的的应力情况，分别对两处采用倒圆角功能。得到动臂优化后的三维模型如图4-5所示。 图4-4 偏载集中应力 图4-5 优化的动臂三维图 图4-6 优化偏载动臂应力图 仿照上面动臂的载荷和约束情况，进行动臂偏载静态分析，动臂应力分布云图如图4-6所示。图4-6表明, 在极限偏载作用下动臂应力危险区出现在受偏载侧,该侧动臂板上表面受拉, 下表面受压, 其应力值为220~ 320 MPa, 动臂其余部分应力值在130MPa左右, 符合设计要求且有足够的强度储备。该动臂具有良好的刚性, 横梁面积较大, 足以承受极限偏载所产。 4.3.2 摇臂的有限元分析 由于在实际作业时，摇臂做来回往复运动，所受力大小不断变化并受交变应力作用，受力情况十分复杂，变硬、断裂、开焊、等是主要失效事故，利用有限元分析找出其失效原因，对摇臂进行改进。 根据摇臂的受力情况，并对摇臂进行约束，选用摇臂的材质为Q345A，查手册的弹性模量E=206GP，泊松比 （取 ）；其拉伸强度 ，屈服点 ，弯曲疲劳极限 [15]。插入动臂正常工况下的机构负荷，得到摇臂的应力模型如图4-7。 图4-7 摇臂应力云图 从图中可以看到结构的最大应力为210MP，发生在施加载荷的两端面上和摇臂的弯曲处小于210.7~275.2Mpa的结构材料的弯曲疲劳，可以判断该工作装置摇臂的设计符合工作装置要求。 4.3.3 连杆的有限元分析 装载机工作机构中连杆主要是用来连接摇臂与铲斗的运动，在运动过程中主要受到拉力和压力的交变载荷，由于其结构形式为细长形状，所以在连杆的校核中还需要采用失稳分析，由于装载机在水平铲掘收斗时连杆受力为拉力最为恶劣，所以以该时刻的连杆受力进行有限元分析[1]。 首先对连杆进行约束和载荷，对连杆的一段采用铰接另一端施加沿连杆方向的应力，大小由装载机在掘起工况下静态分析中得到，根据资料连杆材质一般选取Q235A，查手册得到弹性模量 ，泊松比选用 ，抗拉强度 ，屈服点 [15]。首先对连杆进行静态应力分析得到连杆的应力云图4-8。 图4-8 连杆应力云图 从上图中可以看到在连杆的铰接处出现最大应力为711Mpa超过了该材料的极限应力，所以应该对连杆进行优化，可以在Pro/E中新建一个灵敏度分析，然后建立优化分析，对连杆铰接处得外圆进行优化，限制应力小于210Mpa，最终得到摇臂的优化后模型，并进行应力分析得到应力云图如图4-9所示。 图 4-9 优化后连杆的应力云图 从图4-9中可以发现最大应力为215Mpa满足材质的要求，并有较大的应力余量，在该静力分析的基础上进行连杆的失稳分析得到连杆的失稳临界值与连杆的受力进行比较，发现优化后的连杆受力满足要求[16]。 图4-10 连杆的失稳变形 4.4 本章小结 本章在对轮式装载机工作载荷进行分析的基础上，利用利用已经建立的工作装置三维模型，应用Pro/E中的机构模块和Pro/MECHANICE中的机构模块直接在Pro/E环境中对轮式装载机的关键部位进行有限元分析，给出分析后的应力云图，并对机构进行优化。 5 总结与展望 5.1 课题总结 轮式装载机是用于装运散料为主的工程机械设备,由于经常工作在各种复杂的工况下,这就要求其具有良好的适应性和可靠性，并且开发周期长、所需费用高，对市场反应慢等问题，本文通过对ZL50轮式装载机的工作装置运用图解法进行详细设计，简单快捷，并且引入了虚拟样机技术，为装载机工作装置的运动和受力进行分析，方便快捷，主要工作包括： (1)对于ZL50轮式装载机工作装置设计采用了类比法，这样可以减轻工作量，并且是较为经济且可靠的。 (2)装载机工作装置的设计最大卸载高度为3068mm，最小卸载距离为 1186.3mm达到了任务书要求的最大卸载高度3030mm和最小卸载距离1100mm的要求。铲斗的额定容量为3 达到了要求。 (3)反转六连杆机构在分析设计时采用图解法，这种图解法简单易懂，布置紧凑。 (4)利用Pro/E对工作装置进行建模，对连杆系统进行分析，工作装置运动平稳、无干涉，动臂从最低位置到最大卸载高度的举升过程中，保证铲斗中的物料无撒落，在卸载后，动臂下放至铲掘位置，铲斗能自动放平。 (5)应对装载机工作装置动臂结构进行动态仿真，以真实地反映装载机的几何形状进而反映出各部件空间位置，有效检测工作装置的各部件是否发生干涉，并及时解决问题。 (6)应用Pro/E中的有限元分析模块对装载机工作装置中的重要零件如动臂、摇臂、连杆结构进行有限元分析，以验证设计的合理性，并对不合理构件进行改进，省去制造样机进行反复实验、修改等环节，大大缩短产品的开发周期．降低产品成本。 通过以上工作，基本完成了装载机工作装置的设计与研究过程。 运用Pro/E软件通过对装载机机构运动仿真的具体实践，实现了运动学、动力学分析及装配干涉、运动协调性的验证。揭示了运动仿真的特点、方法、对象和主要应用范围，论证了仿真运动分析对机构设计的指导作用。特别是仿真测量分析，对获得机构运动位置、速度、运动副之间相互关系及机构零件载荷情况的综合数据有着创造性的重要意义。使设计者能够直接在计算机上修改模型参数，达到机构优化的目的。 5.2 展望 5.2.1装载机工作装置的设计展望 由于轮式装载机属于大型复杂机械，其设计设涉及的知识面比较广，本次设计中只是对工作装置进行了设计与分析，虽然装载机工作装置的结构和性能对装载机的工作性能和工作尺寸有较大影响，但是装载机是由许多部件组合起来的一个有机整体，其整机的性能不仅决定于每个部件的品质，而且主要取决于各部件之间的相互协调，这种相互协调是通过总体设计实现的，所以要设计出好的产品就需要从整体进行考虑设计。所以本课题的研究在整体的设计中就会存在不足之处，主要集中在一下几个方面： (1) 在进行工作机构的仿真过程时对油缸的运动方式没有进行深入研究，不能更好的仿真出工作装置的真实状况。 (2) 在工作装置的设计时主要应用的图解法，该方法简单方便但是设计出来的工作装置会有一定的误差，试凑费时，难以获得最佳设计，在对工作装置中各个铰点的选择大部分应用的是经验终结和类比法，对整个机构的协调性没有进行过多的优化。 (3) 在对工作装置的主要部件进行有限元分析时只是对单个独立零件进行分析，没有对整个机构做分析，在对零件施加边界条件时对油缸的边界条件是使用的大阻尼来模拟油缸封闭还是不能更好的模拟在偏载情况下大臂的受力情况。 最后针对上面的问题和自己的想法，希望轮式装载机工作装置的设计能再有以下方面进行发展： (1) 应用参数化建模，现在的商品化的CAD/CAE/CAM软件都提供了三维参数化设计模型，通过三维软件的二次开法使得装载机的工作装置设计快捷、高效、精确，缩短产品的设计周期，提高设计质量增强产品的市场竞争力； (2) 对动臂等部件的强度计算可以针对工作的实际受力情况，对工作装置进行边界条件设置，使模型与实际的状态更加的接近，然后使用有限元法做应力分析，使设计者科学的对尺寸进行优化，减少材料用量，降低生产成本； (3) 使用ADMAS等软件对装载机工作装置的机构进行优化，可以在软件中将某些部件的某些性能作为优化目标，然后对整个工作装置建模，期中影响优化目标部分进行参数化建模。确定优化目标后，短时间内即可完成工作装置上千万工位的运动及受力分析，很容易实现理想的设计[12]。 5.2.2装载机设计技术前瞻 (1) 轮式装载机在设计时优化各项性能指标，强化结构件的强度及刚度，以使整机可靠性得到提高；优化系统结构，提高系统性能； (2) 利用电子技术及负荷传感技术来实现变速箱的自动换挡及液压变量系统的应用，提高效率、节约能源、降低装载机作业成本； (3) 提高安全性、舒适性；降低噪声和排放，强化环保指标；广泛利用新材料、工艺、新技术，特别是机、电、液一体化技术，提高产品的寿命和可靠性； (4) 同时采用静液压技术，提高传动系统的效率； (5) 采用网络通信技术，在办公室的控制中心监控装载机的作业状态，据此向驾驶员提供基于文字提示的工作装置状态的精确信息。采用声、光、电及数字显示的控制面板，实现装载机工作装置状态的自动报警。最后要最大限度地简化维修，尽量减少保养次数和维修时间，增大维修空间，普遍采用电子监视及监控技术，进一步改善故障诊断系统，提供排除问题的方法[1]。 参考文献 [1] 杨占敏.轮式装载机[M].北京:化学工业出版社,2005:1-105. 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[16] 葛正浩，贾娟娟，杨芙莲．Pro/ENGINEER Wildfire 5.0 工程结构有限元分析[M]．北京：化学工业出版社，2010：177-192． 致谢 经过三个多月的认真钻研与精心设计，在此期间查阅了大批文献和参考资料，进行了设计计算工作，最终完成了本次毕业设计。在此我要衷心地感谢 老师在设计过程中给予我的指导和关心，从选题到实际的设计过程之中，每一个环节都凝聚了曹老师的心血。曹老师严谨的治学态度，实事求是的工作风范，令我由衷的敬佩，曹老师的严谨的工作作风，给我树立了良好的榜样，为我以后走上工作岗位能胜任自己的工作打下了一个很好的基础。还要感谢我们班上同学们对我的支持，他们在我遇到问题的时候都能够全心全意的帮助我，在此，表示深深的感谢！ 通过这次毕业设计，使自己将四年大学所学的知识进行了系统的归纳和应用，是对所学知识的一次全面的考察与应用，不仅对所学的理论基础知识能够更充分的去理解，同时也将理论和实际相结合起来，培养了自学、查资料、独立思考的能力，为以后的工作、学习和深造打下了良好的基础。在此我还要感谢培养我的母校，在我们设计过程中不断的给我们提供便利，图书馆大量的藏书给予我很大的帮助。 在设计中，虽然查阅了大量的资料，并听取了不少老师和同学的建议，但由于自身的知识水平和认知能力有限，所做的设计中难免有错误和不足之处，在此恳请广大老师和同学们批评指正，提出宝贵的意见，以便我汲取经验教训，加以完善。 最后，在此向本次设计中关心、帮助过我的学校、老师和同学表示诚挚的感谢！ 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芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈 图3-4 动臂和翻斗油缸运动轮廓曲线 � EMBED \* MERGEFORMAT ��� _1234567921.unknown _1234567953.unknown _1234567969.unknown _1234567985.unknown _1234567993.unknown _1234567998.unknown _1234568002.unknown _1234568004.unknown _1234568006.unknown _1234568008.unknown _1234568009.unknown _1234568007.unknown _1234568005.unknown _1234568003.unknown _1234568000.unknown _1234568001.unknown _1234567999.unknown _1234567996.unknown _1234567997.unknown _1234567995.unknown _1234567994.vsd � 建 立 模 型 1.简化模型 2.分配材料 3.模型的理想化 4.施加约束、载荷 5.建立接触区域� 分析模型 建立分析 运行分析 获取结果 定义设计变量 建立敏感度研究 定义参数 指定变化范围� 优化研究 运行并获取结果 建立优化研究 运行并获取结果 升级模型� _1234567989.unknown _1234567991.unknown _1234567992.unknown _1234567990.unknown _1234567987.unknown _1234567988.unknown _1234567986.unknown _1234567977.unknown _1234567981.unknown _1234567983.dwg _1234567984.unknown _1234567982.unknown _1234567979.unknown _1234567980.unknown _1234567978.unknown _1234567973.unknown _1234567975.unknown _1234567976.unknown _1234567974.unknown _1234567971.unknown _1234567972.unknown _1234567970.unknown _1234567961.unknown _1234567965.unknown _1234567967.unknown _1234567968.unknown _1234567966.unknown _1234567963.unknown _1234567964.unknown _1234567962.unknown _1234567957.unknown _1234567959.unknown _1234567960.unknown _1234567958.unknown _1234567955.unknown _1234567956.unknown _1234567954.unknown _1234567937.unknown _1234567945.unknown _1234567949.unknown _1234567951.unknown _1234567952.unknown _1234567950.unknown _1234567947.unknown _1234567948.unknown _1234567946.unknown _1234567941.unknown _1234567943.unknown _1234567944.unknown _1234567942.unknown _1234567939.unknown _1234567940.unknown _1234567938.unknown _1234567929.unknown _1234567933.unknown _1234567935.unknown _1234567936.unknown _1234567934.unknown _1234567931.unknown _1234567932.unknown _1234567930.unknown _1234567925.unknown _1234567927.unknown _1234567928.unknown _1234567926.unknown _1234567923.unknown _1234567924.unknown _1234567922.unknown _1234567905.unknown _1234567913.unknown _1234567917.unknown _1234567919.unknown _1234567920.unknown _1234567918.unknown _1234567915.unknown _1234567916.unknown _1234567914.unknown _1234567909.unknown _1234567911.unknown _1234567912.unknown _1234567910.unknown _1234567907.unknown _1234567908.unknown _1234567906.unknown _1234567897.unknown _1234567901.unknown _1234567903.unknown _1234567904.unknown _1234567902.unknown _1234567899.unknown _1234567900.unknown _1234567898.unknown _1234567893.unknown _1234567895.unknown _1234567896.unknown _1234567894.unknown _1234567891.unknown _1234567892.unknown _1234567890.unknown