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装载机是工程机械的重要机种之一,其工作装置设计水平的高低直接影响着装载机的各项工作性能。而传统的分析和设计方法已无法满足这种复杂产品设计的要求。随着杆组理论的广泛应用和CAD技术、优化设计等现代设计方法理论的普及和发展,工程机械的设计正向着新的方向发展,自动化和智能化程度不断提高。
本文应用杆组分析法和参数优化设计方法,对装载机工作装置进行了以下几个方面的研究:
1、对杆组分析法的具体理论进行了阐述,并建立了用杆组分析法进行连杆机构运动分析的数学模型,并以装载机工作装置为例进行了应用分析。运用拆杆分析法对连杆机构进行分析,不仅准确快捷、调用方便,而且对各种不同类型的平面连杆机构都具有通用性。
2、编写了常用的单构件、Ⅱ级杆组(即双杆组)及有源组的运动分析子程序。这样在对具体机构进行运动分析时,只要根据机构结构分析方法对机构进行了正确拆组,剩下的工作就是按拆组的顺序依次调用相应的杆组分析模块和子程序,从而实现了计算程序化,实现了对机构的准确、快捷、方便的分析。
3、对优化设计的具体应用技术,如数学模型的建立、目标函数的选择、约束条件的建立、优化方法的选择等进行了阐述。对优化设计的主要方法进行了比较,确定了装载机工作装置六连杆机构的优化设计方法。并以六连杆机构的平移性为目标函数,利用复合形法对六连杆机构进行了优化设计,优化后的各项性能指标比优化前有所提高。
4、利用Visual C++6.0开发了装载机六连杆机构进行运动分析、受力分析、优化设计及运动仿真软件。利用所开发的软件,对工作装置的运动特性进行动态仿真,不仅可以检验设计方案的合理性,而且可以检验工作装置各构件在运动过程中是否发生干涉、机构参数设计是否合理,为六连杆机构的设计提供了一个有力的工具。