轮式装载机虚拟样机设计.doc

济南大学毕业设计

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1前言

1.1工程机械简介

1.11工程机械特点

按国际规定，工程机械定义为“为房屋、工厂、桥梁、公路、铁路等工程建设以及江河疏通、矿山开掘、管线铺设等工程施工提供的生产技术装备。”

工程机械与汽车不同，属于非公路运行车辆，机种繁多、作业范围广，个具特定的作业工况。工程机械作业特点是：广泛的适应性；对特殊功能的应用；作业工况恶劣；品种多、各类机理相差悬殊；一机多用；对配套机种有特殊要求；要求装备防备装置；各机种间配备有成套性；适于组织专业化生产。

1.12工程机械分类

工程机械可以分为十八大类：挖掘机械、铲土运输机械、工程起重机械、工业车辆、电梯与扶梯、压实机械、桩工机械、凿岩机械、气动机械、混凝土机械、钢筋及预应力机械、装修机械、环保市政建设机械，路面机械、线路机械、军用工程机械、工程机械专用零部件、其他专用工程机械等。

1.2装载机简介

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、各种矿石等散状物料，也可对矿石、硬土等作轻度铲挖作业。在道路、特别是在高等级公路施工中，装载机用于路基工程的填挖、沥青混合料和水泥混凝土料场得集料与装料等作业。此外还可以进行推运土壤、刮平地面和牵引其他机械等作业。由于装载机具有作业速度快、效率高、机动性好、操作轻便等优点，因此它成为工程建设中土石方施工的主要机种之一。经常使用在建筑施工的第一现场。

按行走装置的不同，装载机分为轮胎式和履带式两种。

轮胎式装载机由动力装置、车架、行走装置、传动系统、转向系统、制动系统、液压系统和工作装置等组成，其结构简单如图1所示，轮胎式装载机采用柴油机为动力装置，液力变矩、动力换挡变速箱、双桥驱动等组成的液力机械式传动系统(小型轮胎式装载机有的采用液压传动或机械传动)，液压操纵，铰接式车架转向，反转杆机构的工作装置。

图1轮式装载机结构示意图

履带式装载机以专用底盘或工业拖拉机为基础车，装上工作装置并配装原操纵系统而构成，如图2所示。履带式装载机的动力装置也是柴油机，机械式传动系统则采用液压助力湿式离合器或湿式双向液压操纵装箱离合器和装转连杆机构的工作装置。

图2履带式装载机示意图

1.3装载机国内外现状和发展趋势

伴随城市化进程加快，各项基础设施建设的力度不断加大，节省大量人力、物力的轮式装载机被大量应用于人们的日常生活当中，为人类的发展作出了重大贡献。

国产轮式装载机正在从低水平、低质量、低价位、仅能满足功能型向高水平、高质量、中价位、经济实用型过渡，从仿制仿造向自主开发过渡。各主要厂家不断进行技术投入，采用不同的技术路线，在关键部件及系统上技术创新，摆脱目前产品设计雷同，无自己特色和优势的现状，从低水平的无序竞争的怪圈中脱颖而出，成为装载机行业的领先者。

从国内装载机的发展历史现有十几万辆的年产量。今后的发展趋势等方面来看，装载机已是国内工程机械各类产品中少有的能够依靠技术进步最低限度地被国外关键配套部件制约，不断发展壮大，走出国门走向世界的特色产品目前国内装载机的年产量堪称世界第一，各生产企业也在不断刷新各自的产量记录，但从装载机技术创新与进步方面来看，多少年来几乎没有发生本质的变化。

近几年，国外工程机械产品以信息技术为先导，在发动机燃料与电控、液压控制系统、自动操纵、可视化驾驶、精确定位与作业、故障诊断与监控、节能与环保等方面进行了大量的研究，开发出许多新结构（系统）和新产品，提高了工程机械的高科技含量，促进了国内工程机械得到发展。目前世界各国装载机年总产量已达到15万台，美国、日本和西欧是装载机主要生产国家和地区，年产量均在万台以上，其中美国4.6万台，日本2.9万台。世界工程建设机械销售额已达到450亿美元，预计到2000年将达到500亿美元。其中美国占40%，日本占35%，其余为欧盟及其他国家。显然我国仍旧与国际发达水平有着很大的差距。

1.4虚拟样机技术简介

随着全球经济的一体化，工程机械产品市场的竞争日益激烈。为了提高市场竞争力，各企业必须不断缩短新产品的研发周期，提高产品质量、性能，降低开发成本。在这种需求下，以虚拟现实技术为代表的计算机技术不断发展，使虚拟设计逐步成为工程领域一种新的现代化设计手段。简单的说，虚拟样机技术就是用来代替真实的物理样机（模型）的技术。虚拟模型技术的应用贯串在整个设计过程当中，运用虚拟设计的方法，可以用在概念设计和方案论证中，设计师可以把自己的经验与想象结合在计算机里的虚拟模型里，让想象力和创造力充分发挥，在产品设计初期，设计、分析和评估产品的性能，确定和优化物理样机参数，从而降低新产品的开发风险，缩短开发周期，提高产品性能以及设计质量和效率。

2设计要求、内容及方案

2.1设计要