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平地机的主要用途是大面积平整场地及养路、筑路,在现代化建设中占有十分显著的地位。由于平地机的结构特征,其平整精度和工作效率远比推土机、铲运机高的多,因此近几年来平地机的应用越来越广泛。目前国内开发平地机主要是仿制或引进技术。开发平地机计算机辅助设计软件,对于增强国内企业的自主开发能力,消化国外平地机设计技术有重要作用。
本设计是以柳工生产的PY160型平地机为对象,以VB6.0为编程平台,对该平地机的位置分析和运动仿真进行了研究,获得的主要成果如下:
1.位置分析:根据机构的几何特点确定机构的关键点,分解机构关键部件并在各关键部件的关键点建立各自的坐标系。然后利用部件之间的相互关系及参考初始和终了位置,利用旋转变换和平移变换,计算铲刀的终了位置及铲刀的铲入角。
2.建立三维线框模型:根据PY160型平地机的机构尺寸,用AutoCAD分别绘制平地机主要部件的三维线框模型,并保存为DXF文件格式,便于VB程序读取。
3.运动仿真:先用RDXF3D()和RDXF()函数读入平地机机构的三维模型,并置其在初试位置。利用画面交换原理,当构件尺寸发生变化时,调用位置分析程序BFF(),重绘图形,并显示出来,从而实现模型的运动仿真,真实的模拟平地机的实际运动过程。
4.载荷计算:在运动仿真的基础上,根据载荷形式和机器稳定性要求,可计算平地机各部件在各种工况下所受作用力。先根据载荷形式加载几个较大的载荷,并判断在此载荷下机器的附着力和稳定性,当违反限制条件时,首先将最敏感的力缩小,其它力不变,反复循环逐步进入界内。
5.三视图显示:为了从不同的方向观察平地机实体模型和运动状况,根据机械制图中三视图之间的尺寸对应关系,编制三视图显示程序,使得运动仿真更加直观。