隨車起重運(yùn)輸車建模與仿真研究畢業(yè)設(shè)計(jì)

河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文) 專 業(yè)： 車輛工程 題 目： 隨車起重運(yùn)輸車建模與仿真研究 隨車起重運(yùn)輸車建模與仿真研究摘要： 隨車起重運(yùn)輸車是一種利用液壓元件的舉升及伸縮來(lái)完成貨物的升降、回轉(zhuǎn)、吊運(yùn)的專用汽車，廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸、電力搶修、土木工程等行業(yè)。因此，隨車起重運(yùn)輸車具有廣闊的發(fā)展前景和應(yīng)用價(jià)值。首先，對(duì)隨車起重運(yùn)輸車的車架、貨箱、起重節(jié)臂等主要部件進(jìn)行了建模研究；其次，將其整車模型導(dǎo)入ADAMS中，完成了基本運(yùn)動(dòng)副和驅(qū)動(dòng)的添加；再者，根據(jù)設(shè)計(jì)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)的先后順序?qū)Ω鱾€(gè)運(yùn)動(dòng)部分進(jìn)行時(shí)間函數(shù)編程；最后，分別測(cè)量了關(guān)鍵部位的力、速度、加速度等設(shè)計(jì)參數(shù)的變化曲線。仿真結(jié)果表明，各項(xiàng)參數(shù)滿足設(shè)計(jì)要求。關(guān)鍵詞： 隨車起重運(yùn)輸車 建模 仿真畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 使用授權(quán)說(shuō)明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部?jī)?nèi)容。作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名：日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日指導(dǎo)教師評(píng)閱書指導(dǎo)教師評(píng)價(jià)：一、撰寫（設(shè)計(jì)）過(guò)程1、學(xué)生在論文（設(shè)計(jì)）過(guò)程中的治學(xué)態(tài)度、工作精神 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、學(xué)生掌握專業(yè)知識(shí)、技能的扎實(shí)程度 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和專業(yè)技能分析和解決問(wèn)題的能力 優(yōu) 良 中 及格 不及格4、研究方法的科學(xué)性；技術(shù)線路的可行性；設(shè)計(jì)方案的合理性 優(yōu) 良 中 及格 不及格5、完成畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）期間的出勤情況 優(yōu) 良 中 及格 不及格二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量1、論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格三、論文（設(shè)計(jì)）水平1、論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問(wèn)題的指導(dǎo)意義 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書）所體現(xiàn)的整體水平 優(yōu) 良 中 及格 不及格建議成績(jī)： 優(yōu) 良 中 及格 不及格（在所選等級(jí)前的內(nèi)畫“”）指導(dǎo)教師： （簽名） 單位： （蓋章）年 月 日評(píng)閱教師評(píng)閱書評(píng)閱教師評(píng)價(jià)：一、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量1、論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格二、論文（設(shè)計(jì)）水平1、論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問(wèn)題的指導(dǎo)意義 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書）所體現(xiàn)的整體水平 優(yōu) 良 中 及格 不及格建議成績(jī)： 優(yōu) 良 中 及格 不及格（在所選等級(jí)前的內(nèi)畫“”）評(píng)閱教師： （簽名） 單位： （蓋章）年 月 日河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院2012屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）教研室（或答辯小組）及教學(xué)系意見(jiàn)教研室（或答辯小組）評(píng)價(jià)：一、答辯過(guò)程1、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的基本要點(diǎn)和見(jiàn)解的敘述情況 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、對(duì)答辯問(wèn)題的反應(yīng)、理解、表達(dá)情況 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、學(xué)生答辯過(guò)程中的精神狀態(tài) 優(yōu) 良 中 及格 不及格二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量1、論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格三、論文（設(shè)計(jì)）水平1、論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問(wèn)題的指導(dǎo)意義 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書）所體現(xiàn)的整體水平 優(yōu) 良 中 及格 不及格評(píng)定成績(jī)： 優(yōu) 良 中 及格 不及格（在所選等級(jí)前的內(nèi)畫“”）教研室主任（或答辯小組組長(zhǎng)）： （簽名）年 月 日教學(xué)系意見(jiàn)：系主任： （簽名）年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中文摘要III河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院2012屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文摘要Title The Modeling and Simulation Research of Lorry Loading CraneAbstractThe lorry loading crane is a kind of special purpose vehicle which is used hydraulic elements lifting and stretching to complete promotion, demotion, rotation and lifting of goods. It is widely used in the field of logistic,electrical repairing and construction engineering. And it has a broad development prospects and highly value of using.Firstly, The main components of the vehicle loading crane chassis, containers, lifting arm are modeled . Secondly , put the vehicle model into ADAMS .Thirdly , according to the order of the actual movement function the time programming the various moving parts .Finally, respective to measure the curve of the key parts of the force, velocity, acceleration, and other design parameters. The simulation results show that the parameters to meet design requirements.Keywords： lorry loading crane modeling simulation57河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院2012屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）目 次1 引言111 課題的學(xué)術(shù)背景112 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)413本課題的研究意義和主要內(nèi)容72 隨車起重運(yùn)輸車結(jié)構(gòu)及工作原理82.1 隨車起重運(yùn)輸車結(jié)構(gòu)和分類82.2 隨車起重運(yùn)輸車工作原理103 基于UG的整車模型建立103.1建模軟件UG簡(jiǎn)介103.2 整車模型建立163.3 基于整車的模型裝配213.4 整車模型的導(dǎo)出254 基于ADAMS的運(yùn)動(dòng)仿真264.1仿真軟件ADAMS簡(jiǎn)介264.2 ADAMS軟件模塊簡(jiǎn)介334.3 整車模型仿真分析過(guò)程384.4 整車仿真結(jié)果分析42結(jié) 論49參 考 文 獻(xiàn)50河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院2012屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）1 引言隨車起重運(yùn)輸車，指安裝在汽車底盤或者車架上,在一定工作半徑和工作高度范圍內(nèi)完成垂直吊起和水平搬運(yùn)重物的多動(dòng)作起重專用汽車，又稱隨車吊，屬于搬運(yùn)機(jī)械，它通過(guò)液壓舉升及電機(jī)驅(qū)動(dòng)水平轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)貨物的升降、回轉(zhuǎn)、吊運(yùn)的特種車，可以完成對(duì)貨物的自裝卸任務(wù)【1】。通常將其加載在貨運(yùn)汽車上并廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸、電力、土木建筑等行業(yè)，特別是工業(yè)搬運(yùn)行業(yè)和氣體運(yùn)輸行業(yè)發(fā)揮了其無(wú)可替代的作用【1】【2】。11 課題的學(xué)術(shù)背景專用汽車（special purpose motor vehicle），顧名思義是指那些裝有專用設(shè)備，這里所提到的專用設(shè)備是指那些為了完成預(yù)定的特種作業(yè)，諸如吊運(yùn)、園林修剪、電力搶險(xiǎn)、工程維修等作業(yè)，而在汽車底盤等位置特殊安裝專用設(shè)備，比如專用車廂、專用貨灌等專用裝備，去完成預(yù)定的特殊任務(wù)的汽車。隨著社會(huì)分工的詳細(xì)，和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，專用汽車也得到了飛速的發(fā)展，其的種類和數(shù)量都大大增多。經(jīng)常使用的專用汽車有400余種，在工業(yè)水平發(fā)達(dá)的國(guó)家和地區(qū)其種類可達(dá)到數(shù)千種。為了大規(guī)模生產(chǎn)和設(shè)計(jì)，可以將平時(shí)使用的公路運(yùn)貨汽車進(jìn)行一定的結(jié)構(gòu)改裝，加載一些特殊的裝備，比如貨箱，安全架，運(yùn)輸罐等，就可以達(dá)到專用車的目的。其中，根據(jù)運(yùn)輸?shù)能噹男问?，可以?jiǎn)單的分類如下，罐式、箱式、自卸式、格柵式和架式等型式；又根據(jù)運(yùn)輸?shù)男再|(zhì)和運(yùn)輸貨物的物理狀態(tài)分為液態(tài)灌裝、氣態(tài)灌裝和散裝粉狀或顆粒狀固態(tài)等貨物；根據(jù)運(yùn)輸?shù)奶厥鈼l件，分為保溫、保鮮、冷凍、易燃、劇毒冷藏等【3】。同時(shí)，在轎車需求大的國(guó)家中，在高速公路上常常能見(jiàn)到運(yùn)往各地汽車4S店的大型運(yùn)輸轎車的雙層架式車廂。在我國(guó)，較為常見(jiàn)的專用車包括如垃圾車、環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)車、水泥攪拌車、清掃車、汽車起重機(jī)、警車、消防車、飛機(jī)牽引車、加油車、充電車、救護(hù)車、圖書車、電視轉(zhuǎn)播車、郵政電訊車等。 目前，雖然專用汽車在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用越來(lái)越突出，地位也越來(lái)越高，但是針對(duì)“專用汽車”術(shù)語(yǔ)世界各國(guó)還沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，對(duì)其理解和解釋也不盡相同。其中在美國(guó)和英國(guó)的汽車材料中所定義的特種汽車（Special Type of Vehicle），它包含著客車、平頭貨車、市政送貨車、三輪、大輪貨車、柴油貨車等，也有稱為專用汽車（Special Type of Vehicle），在應(yīng)用的場(chǎng)合主要包括機(jī)場(chǎng)、特殊公路等；在汽車水平發(fā)達(dá)的日本，根據(jù)其自己的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，把在汽車上裝有專用設(shè)備，完成專門工作，諸如泄運(yùn)、消防、建筑、環(huán)衛(wèi)、農(nóng)耕等的汽車稱為專用汽車【4】。我國(guó)根據(jù)本國(guó)的工業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)特色對(duì)“專用汽車”進(jìn)行了自己的標(biāo)準(zhǔn)定義，并規(guī)范于ZBT50004-89中，定義如下：“裝配有專用設(shè)備，具備有專用功能，承擔(dān)有特殊任務(wù)的汽車或者汽車列車” 【5】。在ZBT50004-89標(biāo)準(zhǔn)中，我們較為常見(jiàn)和易于理解的專用車包括倉(cāng)柵汽車、廂式汽車、專用自卸汽車、罐式汽車、超重舉升汽車和特種結(jié)構(gòu)汽車。其中廂式汽車是和其他沒(méi)有太多關(guān)聯(lián)的，相對(duì)獨(dú)立的；超重舉升汽車，它的結(jié)構(gòu)多種多樣，起重汽車根據(jù)貨箱的不同形式可以分為倉(cāng)籠式、柵欄式車廂，根據(jù)運(yùn)輸?shù)呢浳锏男再|(zhì)不同可以分為一般貨物，特種危險(xiǎn)貨物；所謂特種結(jié)構(gòu)汽車，其結(jié)構(gòu)特殊化是其中一個(gè)顯著的特點(diǎn)，平板結(jié)構(gòu)、桁架形結(jié)構(gòu)使其最著名的結(jié)構(gòu)；罐式汽車顧名思義裝有特殊用途的灌，同時(shí)配有工作油缸完成液壓的舉升容器，可以用于運(yùn)輸液體、氣體等特殊用途和特殊作業(yè)的專用汽車；對(duì)于倉(cāng)柵汽車，其車廂和駕駛室是連城一體的，并不是相對(duì)獨(dú)立的，和廂式汽車有著很大的區(qū)別，同時(shí)裝備有專用設(shè)備，用于載運(yùn)貨物或用于專門作業(yè)的專用汽車；專用自卸汽，所具有的獨(dú)特特點(diǎn)是自身有自驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，靠其完成液壓作業(yè)，可以是車廂向下傾斜一定角度，便于貨物依靠自重從而自行卸下的專用汽車【6】。國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展依靠重工業(yè)，重工業(yè)的發(fā)展依靠汽車行業(yè)，因此汽車工業(yè)發(fā)展的快慢程度決定了整個(gè)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展程度，而其中重中之重是而表現(xiàn)在汽車使用和市場(chǎng)流通等多個(gè)中間環(huán)節(jié)，能否大規(guī)模、高效率的利用汽車，利用專用汽車就變的極其重要。能源危機(jī)的加深，行業(yè)分工的精細(xì)，使得社會(huì)對(duì)汽車的運(yùn)輸效率和燃油經(jīng)濟(jì)性，以及各種性能的要求也逐漸增高，因此使汽車運(yùn)輸工具向?qū)Ｓ没l(fā)展成為必然趨勢(shì)【7】。經(jīng)濟(jì)全球化，區(qū)域一體化，帶動(dòng)的的世界各個(gè)國(guó)家和地區(qū)的分工也越來(lái)越細(xì)，其專用汽車(包括各種改裝車)在汽車工業(yè)中都占有舉足輕重的地位。從保有量來(lái)看，各國(guó)對(duì)專用汽車的占有量逐年增加，同時(shí)生產(chǎn)廠家在專用汽車的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售環(huán)節(jié)也大大資金投入，這不僅對(duì)實(shí)現(xiàn)專業(yè)化運(yùn)輸和作業(yè)方面做了極大的貢獻(xiàn)，而且有利于整個(gè)行業(yè)大幅度地提高運(yùn)輸效率、降低運(yùn)輸成本、縮短開發(fā)周期、擴(kuò)大專用汽車的應(yīng)用領(lǐng)域等方面都帶來(lái)了深遠(yuǎn)的影響【8】。 首先，隨車起重運(yùn)輸車的投入使用，結(jié)合了普通運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)輸功能和起重吊車的吊運(yùn)功能，雖然是僅僅是二者的有機(jī)結(jié)合，但是恰恰能體現(xiàn)功能的互補(bǔ)，和資源的有效利用，同時(shí)伴隨著提高了運(yùn)輸效率，在人力方面也大大減少，自然和方面的成本得到了有效扼控制和削減。據(jù)統(tǒng)計(jì)，一臺(tái)載貨量為5噸的集合運(yùn)輸車與同噸位單獨(dú)載貨汽車相比，燃油消耗減少25%，整車損耗減少10%，縮短工時(shí)15%，綜合評(píng)定效率減少 30%【7】【8】。其次，在減少汽車運(yùn)輸途中的故障、天氣因素、安全性方面專用汽車有著顯著優(yōu)勢(shì)。在日常的運(yùn)輸過(guò)程中，往往會(huì)遇到些特殊的貨物，比如易燃、易爆、易碎等方面的貨物，或者劇毒、腐蝕性等對(duì)運(yùn)輸 有著特殊要求的，這時(shí)為了滿足預(yù)期的目的，需要裝配有其專用容器、裝備、敏感震等裝置的專用汽車進(jìn)行運(yùn)輸傳送。糧食危機(jī)已經(jīng)持續(xù)危機(jī)了整個(gè)地球，在這樣一個(gè)運(yùn)輸發(fā)達(dá)的條件下，能否合格、高質(zhì)量、無(wú)浪費(fèi)同時(shí)又能最大限度的保鮮的完成任務(wù)成為了全世界人民關(guān)注的焦點(diǎn)，在這種情況下，專用汽車變發(fā)揮了它無(wú)可替代的作用【9】。同時(shí)發(fā)展專用汽車可以擴(kuò)大汽車生產(chǎn)線，合并成產(chǎn)條件，共用動(dòng)力總成等多方面的節(jié)約優(yōu)勢(shì)。近些年來(lái)，我國(guó)專用車生產(chǎn)和銷售勢(shì)頭迅猛，同時(shí)專用車產(chǎn)品品種日益豐富，具有無(wú)限的升值潛力。今后一段時(shí)間專用汽車產(chǎn)品主要發(fā)展方向是重點(diǎn)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，保持品牌化的同時(shí)大力發(fā)展自主技術(shù)，力爭(zhēng)保持同行業(yè)領(lǐng)先地位。同時(shí)加大國(guó)際技術(shù)交流和人才交流，爭(zhēng)取掌握底盤制造技術(shù)，同時(shí)加大和完善GPS定位、集成技術(shù)、安全監(jiān)控及半掛汽車設(shè)計(jì)應(yīng)用【10】。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們不僅僅在性能上對(duì)特種汽車有了要求，同時(shí)還在追求駕駛時(shí)的感受。在這種背景下，許多專用車生產(chǎn)廠家開始向這方面轉(zhuǎn)型，開始注重汽車的外觀，包括尺寸的合適與否；乘坐和駕駛的舒適性，是否因?yàn)樨涍\(yùn)質(zhì)量的不均勻而帶來(lái)過(guò)多的顛簸；在內(nèi)飾方面，設(shè)計(jì)的也不像往常那么僵硬灰暗，色調(diào)以暖色為主，凸顯人性化、個(gè)性化服務(wù)，同時(shí)加大科技化、運(yùn)動(dòng)化的設(shè)計(jì)理念。此外隨著汽車保有量的增加，環(huán)境污染和能源匱乏的問(wèn)題日益嚴(yán)峻，針對(duì)各國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)要求越來(lái)越嚴(yán)格，汽車廠家為了滿足消費(fèi)者對(duì)專燃油經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的關(guān)注，逐漸加大開發(fā)節(jié)能專用車。這方面，一些國(guó)內(nèi)專用車主要生產(chǎn)廠家廣泛采用先合資后引進(jìn)的戰(zhàn)略，積極研制新型發(fā)動(dòng)機(jī)，高性能發(fā)動(dòng)機(jī)，無(wú)時(shí)無(wú)刻把環(huán)保放在首位。從所有的扼趨勢(shì)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展可以看出專用車生產(chǎn)逐步趨向于專業(yè)化、技術(shù)化，即在功能、結(jié)構(gòu)、外觀上提出了更高，更嚴(yán)格，更科學(xué)化，更人性化的的設(shè)計(jì)方向【10】【11】。12 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)1.2.1 隨車起重運(yùn)輸車簡(jiǎn)介隨車起重運(yùn)輸車，是一種通過(guò)安裝在吊臂處的液壓缸完成貨物的吊運(yùn)，并依靠安裝在汽車底盤上的電機(jī)完成貨物水平移動(dòng)的特種車。【1】。在普通貨運(yùn)卡車的基礎(chǔ)上，動(dòng)過(guò)加裝一些特殊設(shè)備，可以完成一些預(yù)定的特殊作業(yè)，包括電力搶修、土木建筑、貨運(yùn)吊運(yùn)等，特別是工業(yè)搬運(yùn)行業(yè)中發(fā)揮了其無(wú)可替代的作用【3】。此外，對(duì)于一些變形產(chǎn)品，作業(yè)范圍囊括了消防搶險(xiǎn)、軍隊(duì)運(yùn)輸、開挖作煤礦等領(lǐng)域，兼有起重和運(yùn)輸?shù)墓δ?，這樣的專用汽車有廣闊發(fā)展前景和巨大的應(yīng)用價(jià)值的。主要原因有二：首先，隨車起重運(yùn)輸車是結(jié)合了運(yùn)輸車和汽車吊車的各方面功能，各方面的費(fèi)用包括養(yǎng)路費(fèi)，折舊費(fèi)用，維修費(fèi)等等可以省去一大筆開銷；其次，隨車起重車更加節(jié)能環(huán)保，其自重非常的輕，同時(shí)使用變量液壓泵，時(shí)時(shí)刻刻保證發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗保持最低水平，減少溫室氣體和有害氣體的排放【2】。1.2.2 隨車起重運(yùn)輸車國(guó)際現(xiàn)狀近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平的提高，國(guó)際上交通運(yùn)輸行業(yè)有著飛速的發(fā)展，其中重型運(yùn)輸業(yè)也得到了空前的發(fā)展。隨車起重運(yùn)輸車因?yàn)槠溆兄T多的優(yōu)點(diǎn)，在日本、意大利、美國(guó)、德國(guó)等國(guó)家的幾十家公司生產(chǎn)了幾十種規(guī)模和型號(hào)的隨車起重機(jī)。不得不提的是歐洲，歐洲自古以來(lái)就是重型工業(yè)的發(fā)祥地，在 20世紀(jì)4050年代，隨車起重機(jī)就得到了發(fā)展，其中主要廠商有HIAB（瑞典公司）、FERRARI（意大利公司）、PALFINGER（奧地利公司）、TIRRE（德國(guó)公司）等；日本，這個(gè)東方唯一的一個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家，其汽車產(chǎn)業(yè)自然高舉世界的頂尖水平，因此亞洲生產(chǎn)隨車起重機(jī)廠商主要是日本的廠商，包括加藤、吉野科、村和等大型專用車生產(chǎn)商。上面所提到的各個(gè)國(guó)家的著名企業(yè)都是生產(chǎn)隨車吊的著名公司，各公司都形成了產(chǎn)品功能多元化、品種型號(hào)系列化、機(jī)電液控制一體化的體系。其中，瑞典，北歐的文明國(guó)家，世界福利水平最好的國(guó)家之一，在生產(chǎn)隨車吊方面也做到了世界最早 ，位于瑞典城的希亞伯（HIAB）生產(chǎn)廠，是近六十年來(lái)居世界居龍頭地位的、最富有想象力和創(chuàng)造力的隨車起重機(jī)制造公司。它早在1947年便已經(jīng)生產(chǎn)了世界上第一臺(tái)隨車起重運(yùn)輸車，同時(shí)該公司的海外業(yè)務(wù)拓展方面也做的非常的精通，歐洲的一些主要國(guó)家包括荷蘭、西班牙、丹麥都設(shè)有其分廠，并在世界范圍內(nèi)的60多個(gè)國(guó)家和地區(qū)建立了完備的銷售和服務(wù)體系網(wǎng)絡(luò)；HIAB公司生產(chǎn)的隨車起重運(yùn)輸車以其多種的運(yùn)用形式和工作狀態(tài)而聞名于世界，其中多用途臂式隨車起重機(jī)更是家喻戶曉。此外，HIAB公司還生其他各個(gè)專用作業(yè)的工具用車，包括園林修剪方面的林伐木隨車起重機(jī)、碼頭卸載船用起重機(jī)、鐵路軌道車隨車起重機(jī)。在一些小的方面，公司的設(shè)計(jì)同樣人性化，根據(jù)不同的吊物形式和重量生產(chǎn)了多種抓斗、吊籃、節(jié)臂、液壓缸、機(jī)械臂、鉆頭等，使隨車起重機(jī)除起重作業(yè)外還可完成諸如零散物料裝卸、高空作業(yè)、建筑裝卸等多項(xiàng)工作。意大利，作為世界聞名的發(fā)源地之一，很早就開始使用隨車起重運(yùn)輸車，由于應(yīng)用的廣泛，是現(xiàn)在世界擁有隨車起重運(yùn)輸車制造企業(yè)最多的國(guó)家，共有FEARI、PESCCI、COPRMACH、HEILA等十多家生產(chǎn)廠，且各廠均有自己較完善的系列產(chǎn)品，其生產(chǎn)的產(chǎn)品以吊產(chǎn)量大而聞名。日本，亞洲的汽車工業(yè)的佼佼者，隨車吊方面建立了對(duì)世界該行業(yè)有著深入按意義的新概念和標(biāo)準(zhǔn)，從而更好的評(píng)價(jià)隨車吊的性能。機(jī)械業(yè)與建筑產(chǎn)業(yè)的繁榮，促使日本國(guó)內(nèi)對(duì)于隨車起重機(jī)的大幅度需求。其中加藤、吉野科、村和三家公司是日本隨車起重機(jī)最著名的企業(yè)。三家企業(yè)中，村和生產(chǎn)的直臂式、折臂式兩種隨車起重機(jī)，占據(jù)了本國(guó)和世界的大部分汽車市場(chǎng)。以六邊形斷面特點(diǎn)的直臂式隨車起重運(yùn)輸車，采用全液壓缸伸縮結(jié)構(gòu)，電機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)以3支點(diǎn)方式固定在底盤上，此種支撐方式，大大降低了來(lái)自路面的載荷和不必要的動(dòng)載荷，還配備了柱塞式液壓缸起升機(jī)構(gòu)，能保證順利安全起吊貨物，可以是整車在各種路面上進(jìn)行作業(yè)【12】。對(duì)世界隨車起重運(yùn)輸也啟動(dòng)深遠(yuǎn)影響的是日本企業(yè)率先根據(jù)當(dāng)今的市場(chǎng)需求建立了對(duì)隨車起重機(jī)產(chǎn)品綜合性能評(píng)價(jià)的新指標(biāo)，即美觀、安全、舒適、簡(jiǎn)單。這樣的標(biāo)準(zhǔn)也在不同程度上影響了其他汽車方面。在美觀方面，村和隨車吊的外觀設(shè)計(jì)，達(dá)到了與城市景觀相協(xié)調(diào)呼應(yīng)的效果，外觀采用了帶圓角的造型，與外部環(huán)境和諧一致，以減輕人們過(guò)去對(duì)起重機(jī)的緊壓感。在安全方面，村和隨車起重機(jī)的安全裝置基本上是按照與載貨汽車相同而配置的，最近該公司又推出一種整機(jī)穩(wěn)定性報(bào)警裝置，考慮到在裝載吊運(yùn)貨物的時(shí)候由于支腿承受的力過(guò)大而導(dǎo)致壓潰的危險(xiǎn)情況，可以自行測(cè)定出油缸的內(nèi)腔壓力，然后智能化的修改參數(shù)和伸縮速度，調(diào)整起重壓力角，當(dāng)出現(xiàn)傾翻危險(xiǎn)時(shí)，發(fā)出聲光或語(yǔ)言報(bào)警【12】。在其他的創(chuàng)新方面，村和又開發(fā)了自動(dòng)收鉤裝置，當(dāng)隨車起重運(yùn)輸車水平直線行駛時(shí)，吊鉤水平收緊易于影響駕駛員的視野，帶來(lái)行駛安全隱患，采用了創(chuàng)新設(shè)計(jì)的隨車吊在行駛時(shí)，吊鉤和繩索不會(huì)妨礙駕駛員的視線，對(duì)于全天候工作的起重車，還可大大減少油水飛濺到駕駛室的玻璃上，提高了行駛的安全性【12】。舒適性方面，村和隨車起重機(jī)的全部操作，都可以應(yīng)用位于整車地盤上的安全拉桿完成，操作極其輕便，不會(huì)使操作人員感到疲勞。為了纏身溫馨的工作環(huán)境和寬松的作業(yè)環(huán)境，所對(duì)應(yīng)的各個(gè)按鈕操作諸如升降、伸縮、回轉(zhuǎn)等，均貼有明顯的形象化圖形動(dòng)畫標(biāo)記，而且在回轉(zhuǎn)手柄上切有細(xì)槽，方便了夜間工作；選配裝置中無(wú)線遙也是很人性化的，操作者可一手拿按鈕，另一只手扶重物，最大限度安全準(zhǔn)確地進(jìn)行起重作業(yè)。美國(guó)，作為世界上唯一超級(jí)大國(guó)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展自當(dāng)當(dāng)仁不讓，起中交通運(yùn)輸業(yè)更是在世界汽車業(yè)中占有重要的地位。其大型汽車公司同樣重視隨車起重機(jī)的研發(fā)和生產(chǎn) 。GROVE聞名于世，他所生產(chǎn)的輪式起重機(jī)占據(jù)了世界市場(chǎng)的60%以上；而NATIONALCRANE則是GROVE專門生產(chǎn)隨車起重機(jī)的子公司，世界范圍內(nèi)的直臂式隨車起重機(jī)以NATIONALCRANE著稱，他在近幾年又重點(diǎn)研發(fā)和生產(chǎn)了了鉸接式折臂式起重機(jī)；該公司獨(dú)特的設(shè)計(jì)風(fēng)格充分體現(xiàn)在直臂式隨車起重機(jī)，因?yàn)槠涫菫楹笾檬?，在?duì)貨箱的充分利用方面有著自己的見(jiàn)解，它采用了一種全液壓高支點(diǎn)弧線擺出式斜伸支腿，擺出后成A字形，可以完成極其大的工作半徑跨距，并能在全時(shí)路況內(nèi)完成作業(yè)【12】【13】。1.2.3 隨車起重運(yùn)輸車國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀我國(guó)隨車起重機(jī)的生產(chǎn)起步較晚，到70年代，全國(guó)生產(chǎn)的隨車起重機(jī)產(chǎn)品種類單一，規(guī)模很小。到80年代，隨車起重機(jī)產(chǎn)品的種類及產(chǎn)量均呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，特別是近幾年來(lái)，隨著工業(yè)化程度的提高，以及經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，隨車起重機(jī)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的產(chǎn)銷總量增長(zhǎng)勢(shì)頭更加迅猛。全國(guó)生產(chǎn)隨車起重機(jī)的廠家約有10多家，主要企業(yè)有石家莊煤礦機(jī)械廠、徐州隨車起重機(jī)公司、武漢汽車起重機(jī)廠、山西長(zhǎng)治清華機(jī)械廠、湖南專用汽車制造廠等。其中，石家莊煤礦機(jī)械有限公司是我國(guó)第一個(gè)研發(fā)和生產(chǎn)隨車吊的企業(yè)。另外，近年泰安東岳重工機(jī)械有限公司（原泰安起重機(jī)廠）與日本古河UNIC機(jī)械金屬株式會(huì)社合資成立了泰安古河機(jī)械有限公司；常林股份有限公司與奧地利的PALFINGER公司也將開始合作生產(chǎn)隨車起重機(jī)。徐州隨車起重機(jī)公司組建于2001年9月，在消化吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上生產(chǎn)SQ系列伸縮臂式、折疊臂式隨車起重機(jī)，并由航天部定點(diǎn)生產(chǎn)國(guó)防工程專用隨車起重運(yùn)輸裝填車、雷達(dá)車等產(chǎn)品，其產(chǎn)品曾批量出口伊拉克等國(guó)家【12】。近兩年來(lái)，依靠技術(shù)的不斷革新，產(chǎn)品取得了較快發(fā)展。武漢汽車起重機(jī)廠是較早生產(chǎn)隨車起重機(jī)的廠家，其產(chǎn)品為直臂式卷?yè)P(yáng)起重機(jī)，與東風(fēng)、解放及黃河汽車配套，可在汽車底盤的尾部又加裝了10t液壓絞盤，特別適合于電業(yè)部門搶險(xiǎn)與施工需要。湖南專用汽車制造廠始建于1950年，系湖南省機(jī)械行業(yè)重點(diǎn)企業(yè)，是國(guó)家計(jì)委、國(guó)家經(jīng)貿(mào)委和機(jī)械工業(yè)部在全國(guó)唯一定點(diǎn)的隨車起重運(yùn)輸車生產(chǎn)基地。主要產(chǎn)品有隨車起重運(yùn)輸車、自卸車、廂式車、運(yùn)輸加油車、后裝壓縮式垃圾車等【12】。 1.2.4隨車起重運(yùn)輸車現(xiàn)狀的不足及發(fā)展趨勢(shì)隨車起重機(jī)在中國(guó)，從20世紀(jì)70年代開始，世界各地的國(guó)家充分發(fā)展后，我國(guó)和他們無(wú)論從技術(shù)還是發(fā)展速度方面還有不小的差距。這些具體表現(xiàn)在：技術(shù)水平不高，做的隨車起重運(yùn)輸車起重額力矩很小，不能完成大載荷的吊運(yùn)工作，比如我國(guó)自產(chǎn)的隨車起重機(jī)臂絞車主要是受到其自有品牌的汽車底盤的限制，起重力矩等性能指標(biāo)普遍大大低于國(guó)外先進(jìn)產(chǎn)品水平；產(chǎn)品噸位小，范圍狹窄，產(chǎn)能和供銷做的不夠完善，尚未形成大，小完整的系列產(chǎn)品；漂亮的形狀是國(guó)外先進(jìn)的生產(chǎn)廠家的主打的銷售理念，然而隨車起重機(jī)是在我國(guó)的設(shè)計(jì)單調(diào)，著色很一般，沒(méi)有顯現(xiàn)出人文關(guān)懷、個(gè)性化服務(wù)以及體現(xiàn)人與社會(huì)和諧發(fā)展的設(shè)計(jì)理念；不完整的安全裝置，操作不具有足夠的靈活性，起重高度限制和平衡閥，安全閥是僅有的安全保障裝置，然而至于其他一般安全設(shè)備，僅有手動(dòng)操作設(shè)備，隨車起重運(yùn)輸車的發(fā)展較快的國(guó)家已廣泛使用電子技術(shù)的隨車起重機(jī)；伴隨著以上這些我國(guó)隨車起重運(yùn)輸車的發(fā)展?fàn)顟B(tài)和不足可以看到未來(lái)該領(lǐng)域的研究方向和大體趨勢(shì)：在研發(fā)方面加大資金和技術(shù)的投入，特別是政府部門的大力支持；積極引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)和科學(xué)化創(chuàng)新方法，完善我國(guó)生產(chǎn)專用車的產(chǎn)品系列；大膽采用高科技零部件，加強(qiáng)在隨車起重運(yùn)輸車安全和舒適性方面的改進(jìn)。13 本課題的研究意義和主要內(nèi)容1.3.1 本課題的研究意義伴隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及經(jīng)濟(jì)全球化、區(qū)域一體化的不段深入，各行各業(yè)對(duì)自己部門的專用工具也要求越來(lái)越高。其中，交通運(yùn)輸業(yè)更是尤為突出。運(yùn)輸車的運(yùn)輸，吊車的調(diào)運(yùn)，二者的完美結(jié)合孕育了隨車起重運(yùn)輸車：首先，花費(fèi)包括養(yǎng)路費(fèi)，折舊費(fèi)用，維修費(fèi)用等等可以省去一大筆開銷；其次，隨車起重車更加環(huán)保，其自重非常的輕，在運(yùn)輸過(guò)程中消耗更少的燃油，同時(shí)使用變量泵系統(tǒng)，時(shí)刻保證發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗保持最低水平，減少二氧化碳和有害氣體的排放。因此，研究好、生產(chǎn)好隨車起重運(yùn)輸車對(duì)于我國(guó)交通運(yùn)輸行業(yè)的振興，乃至國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展有著不可忽視的意義。1.3.2 本課題的主要內(nèi)容本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是通過(guò)廣泛查閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)資料，了解隨車起重運(yùn)輸車的基本結(jié)構(gòu)，工作原理以及應(yīng)用范圍。根據(jù)任務(wù)書給定的數(shù)據(jù)和要求，應(yīng)用UG建模軟件完成對(duì)整車的建模工作。此后，將總裝的UG模型導(dǎo)入到仿真軟件ADAMS里，完成運(yùn)動(dòng)仿真，并對(duì)其中測(cè)試出的曲線加以說(shuō)明和分析，最終得出整車可行性的結(jié)論。2 隨車起重運(yùn)輸車結(jié)構(gòu)及工作原理2.1 隨車起重運(yùn)輸車結(jié)構(gòu)和分類2.1.1 隨車起重運(yùn)輸車的基本結(jié)構(gòu)隨車起重運(yùn)輸車的主要組成： 圖2.1 隨車起重運(yùn)輸車主要組成1-吊鉤組；2-起重臂；3-變幅油缸II；4-主臂；5-變幅油缸；6-立柱；7-回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；8-基座；9-控制系統(tǒng)；10-支腿機(jī)構(gòu)；11-油箱和安全保護(hù)裝置2.1.2 隨車起重運(yùn)輸車的分類機(jī)械式和液壓式隨車起重運(yùn)輸車是市面上比較常見(jiàn)的、大家公認(rèn)的分類方式，是根據(jù)隨車起重機(jī)的結(jié)構(gòu)類型分類的。因?yàn)橐簤菏诫S車吊具有結(jié)構(gòu)緊湊，方便操作，回轉(zhuǎn)靈活，質(zhì)量小的優(yōu)點(diǎn)，所以它在隨車起重運(yùn)輸方面得到了極大的認(rèn)可。隨車起重運(yùn)輸車的起重節(jié)臂的位置有多種多樣，而貨箱的位置只能位于車體后部，駕駛室的位置位于其前部，因此，根據(jù)二者的相對(duì)位置可將其分為前置、中置和后置三種形式。圖2.2 前置式起重車前置式隨車起重運(yùn)輸車的節(jié)臂安裝在汽車駕駛室和貨箱之間(如圖2.2)。這種型式可因?yàn)槠湟簤焊装惭b在距離發(fā)動(dòng)機(jī)較近的位置，各方面的效率，諸如傳動(dòng)效率有著很大的提高。同時(shí)前置式的隨車起重運(yùn)輸車的優(yōu)勢(shì)是能充分發(fā)揮貨箱面積大并可以保證起重節(jié)臂在最大的伸出長(zhǎng)度內(nèi)能達(dá)到貨箱的所有工作位置，所以這種節(jié)臂布置型式得到了最為廣泛的使用。圖2.3 中置式起重車中置式隨車起重運(yùn)輸車的節(jié)臂安裝在汽車貨箱中間(如圖2.3)。這種位置型式的特點(diǎn)是可基本保持原車的重心位置不變，不會(huì)因?yàn)樗踔匚锏牟煌|(zhì)量而發(fā)生質(zhì)心位置的變化，同時(shí)它起重節(jié)臂較其他形式短，軸荷、整車載荷分配易于滿足設(shè)計(jì)要求，唯一不足的是體現(xiàn)在貨箱中部，因?yàn)楣?jié)臂在此處安裝，使貨箱對(duì)于面積的利用率大大降低，故實(shí)際應(yīng)用不多。圖2.4 后置式起重車后置式隨車起重運(yùn)輸車的調(diào)運(yùn)節(jié)臂安裝在汽車貨箱后部(如圖2.4)。這種布置對(duì)于要求貨箱利用率大得場(chǎng)合尤為合適，同時(shí)在對(duì)于后部附加了需要的掛車的貨運(yùn)車輛，可以完成很好的組合，即組合式卡車、吊車等。它的起重臂能完成多種作業(yè)形式，諸如在掛車和汽車之間的裝卸。不足的地方是節(jié)臂靠后的安裝形式，影響了整車的在大運(yùn)量下的扭矩和載荷的分配，從而帶來(lái)了輛操縱性變差的缺點(diǎn)【2】。所以這種型式應(yīng)用得也不是很多。2.2 隨車起重運(yùn)輸車工作原理隨車起重運(yùn)輸車的基本工作原理是將汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓能，依靠液壓裝置完成起重運(yùn)輸?shù)亩囗?xiàng)作業(yè)內(nèi)容。其中，支腿伸縮油缸、支腿油缸實(shí)現(xiàn)可靠的地面支撐；變幅油缸I、變幅油缸II、伸縮油缸和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等完成起重臂(主臂和伸縮臂)升降、伸縮臂伸縮和起重臂回轉(zhuǎn)等動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)載荷的升降目的【2】。3 基于UG的整車模型建立隨著科技的不斷進(jìn)步和信息業(yè)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)軟件業(yè)的產(chǎn)品更新和設(shè)計(jì)也越來(lái)越趨向科技化、人性化，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件營(yíng)運(yùn)而生。這些高科技軟件為廣大設(shè)計(jì)研發(fā)人員提供了更完善的機(jī)械設(shè)計(jì)途徑，可以輕松實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜實(shí)體及造型的建立。3.1 建模軟件UG簡(jiǎn)介3.1.1 UG技術(shù)特點(diǎn) 西門子公司是德國(guó)著名的電子產(chǎn)品制造商，其世界著名產(chǎn)品包括西門子手機(jī)，西門子家電等。至于軟件開發(fā)方面，西門子公司同時(shí)結(jié)合了其自動(dòng)化部門和其驅(qū)動(dòng)集團(tuán)的一部分分支機(jī)構(gòu)，共同開發(fā)了一款大型繪圖建模軟件：UG，Unigraphics的縮寫。UG可以根據(jù)用戶的實(shí)際需求和個(gè)性化需求提供多方面的產(chǎn)品支持，包括數(shù)字化造型建模驅(qū)動(dòng)支持，驗(yàn)證準(zhǔn)確性實(shí)際性支持等。它開發(fā)始于20世紀(jì)90年代年，當(dāng)時(shí)隨著計(jì)算機(jī)編程的普及和開發(fā)，C語(yǔ)言得到大范圍應(yīng)用，UG正是在這種環(huán)境下誕生的。最初它僅僅應(yīng)用在大型系統(tǒng)工作站當(dāng)中，但是隨后的十年中，個(gè)人計(jì)算機(jī)業(yè)務(wù)和應(yīng)用的大面積普及，也是的UG在個(gè)人計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域取得的空前的發(fā)展，目前已經(jīng)成為模具行業(yè)建模設(shè)計(jì)的一個(gè)主要應(yīng)用【13】【14】。在計(jì)算機(jī)制造建模分析領(lǐng)域，它是應(yīng)用最為廣泛也是最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助軟件，功能非常的強(qiáng)大，不僅包括涵蓋了產(chǎn)品生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，諸如概念思維、功能分析、工程監(jiān)理、加工制造到產(chǎn)品發(fā)布等過(guò)程。同時(shí)在其他大型的產(chǎn)品制造業(yè)當(dāng)中，也有著至關(guān)重要的應(yīng)用。其中，對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著舉足輕重的汽車航空、通用機(jī)械、造船、電子等行業(yè)領(lǐng)域尤為突出。應(yīng)用的范圍如此之廣，是因?yàn)樵撥浖字魍茖?shí)體建模，這對(duì)于設(shè)計(jì)是十分重要的。此外，曲面的構(gòu)造方法和選項(xiàng)可以完成較為復(fù)雜的模型設(shè)計(jì)也是UG的特色；對(duì)于建模軟件建模的后續(xù)包括出圖的性能、模具的加工選擇還有裝配功能等操作也是大型建模軟件交互式CAD/CAM系統(tǒng)所能夠?qū)崿F(xiàn)的復(fù)雜實(shí)體及造型的建構(gòu)【15】。當(dāng)今的世界是數(shù)字化世界，是信息化占據(jù)了高科技領(lǐng)域通訊和交流平臺(tái)的主導(dǎo)，UG恰恰利用數(shù)字化模型系統(tǒng)來(lái)開發(fā)的，因此可以幫助生產(chǎn)開發(fā)企業(yè)輕松實(shí)現(xiàn)縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，向科學(xué)化經(jīng)營(yíng)管理模型的轉(zhuǎn)化。在UG建模中應(yīng)用最廣泛，流傳最普遍的是其產(chǎn)品設(shè)計(jì)模塊，它在世界范圍內(nèi)的應(yīng)用足以證明其有很高的產(chǎn)品設(shè)計(jì)建造和繪圖功能，這些都可以為后續(xù)的制造和生產(chǎn)提供科學(xué)性、準(zhǔn)確性和直觀性，從而滿足市場(chǎng)的新需求。對(duì)于普通的設(shè)計(jì)建模軟件，往往在某些方面諸如鈑金模塊、外觀造型設(shè)計(jì)、專用塑料件設(shè)計(jì)模塊等是空白的，或者僅僅是部分的設(shè)計(jì)，但是UG優(yōu)于這些設(shè)計(jì)工具，因?yàn)樗粌H提供了上述功能，還別出心裁的創(chuàng)新了線路設(shè)計(jì)系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)仿真和模型處理等專業(yè)應(yīng)用程序。其主要客戶包括：雷諾汽車，通用電氣，大眾汽車，波音公司，洛克希德，寶馬汽車以及美國(guó)、英國(guó)、俄羅斯軍方等政府部門。可以看出幾乎所有的大型發(fā)動(dòng)機(jī)和大部分汽車發(fā)動(dòng)機(jī)都采用UG進(jìn)行設(shè)計(jì)，這無(wú)不例外的說(shuō)明了其他的建模軟件在各個(gè)方面的劣勢(shì)，從側(cè)面反映了大家對(duì)UG功能的滿意和信任，尤其在高端工程領(lǐng)域，特別是軍工領(lǐng)域的特殊性能【15】。下面對(duì)UG中的一系列的功能模塊做一定的簡(jiǎn)介： 模具設(shè)計(jì):之所以在當(dāng)今這個(gè)信息時(shí)代獨(dú)占鰲頭、擊敗了其他的模型設(shè)計(jì)軟的UG，毫無(wú)疑問(wèn)是當(dāng)今較為流行模具設(shè)計(jì)軟件，原因是多方面的，功能強(qiáng)大，應(yīng)用范圍廣等諸多特色。流程對(duì)于磨具設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，是決定模具能否完成既定的任務(wù)和功能的關(guān)鍵所在，步驟尤為關(guān)鍵，重中之重則是分模。分模有兩種：一種是自動(dòng)添加的，另一種是手動(dòng)添加。自動(dòng)分模的過(guò)程如下：確定產(chǎn)品定位，分析位置，使Z軸方向與模型的法平面一致；拉出分型面；使之成為一個(gè)整片體；重新設(shè)置顏色；做箱體包裹整個(gè)產(chǎn)品，用片體分割等【16】。所有的訣竅和特色充分體現(xiàn)在手動(dòng)分模上，不僅效率高，而且此外的其他的分模方式不能充分的發(fā)揮位移坐標(biāo)等多方面命令的計(jì)算。風(fēng)格造型和工業(yè)設(shè)計(jì):若想擁有獨(dú)一無(wú)二的創(chuàng)造性和產(chǎn)品開發(fā)革新的多方面經(jīng)驗(yàn)，UG可以幫助完成工業(yè)設(shè)計(jì)師所必須具備的多方面知識(shí)和專業(yè)技能。利用建模，工業(yè)設(shè)計(jì)師能夠迅速地映射模型，改進(jìn)完善復(fù)雜的產(chǎn)品形狀，此外得天獨(dú)厚的渲染和工具可視化、信息化也在最大程度上滿足設(shè)計(jì)理念的審美要求。產(chǎn)品設(shè)計(jì):最UG所有的功能和應(yīng)用中，利用最全面和廣泛創(chuàng)新的是產(chǎn)品設(shè)計(jì)模塊。為制造設(shè)計(jì)提供了準(zhǔn)確性和直觀性，就要求其具有高性能的產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)和繪圖功能，可以滿足客戶設(shè)計(jì)任何復(fù)雜產(chǎn)品的需要，同時(shí)其它建模的軟件所欠缺的鈑金模塊、專用塑料件設(shè)計(jì)模塊在UG中也可以進(jìn)行深層次的應(yīng)用。仿真和優(yōu)化:對(duì)于建造模型之后的設(shè)計(jì)，為了避免設(shè)計(jì)投產(chǎn)的驗(yàn)證而大大增加無(wú)謂的浪費(fèi)，在UG模塊內(nèi)可以完成數(shù)字化、智能化的仿真分析，包括運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力分析模塊，從而確認(rèn)和優(yōu)化產(chǎn)品避免人力和物理的浪費(fèi)。越早的數(shù)字化利用仿真模塊，產(chǎn)品制造和開發(fā)商可以改善產(chǎn)品質(zhì)量，對(duì)于可行性有了充足的把握，最大程度的減少或消除對(duì)于物理樣機(jī)的昂貴耗時(shí)的設(shè)計(jì)、構(gòu)建。下面再對(duì)UG集成環(huán)境與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)直接相關(guān)的四個(gè)主要的應(yīng)用模塊及功能做簡(jiǎn)單的介紹?；经h(huán)境（Gateway）：其他任何工作模塊的正常運(yùn)行首先是在基本環(huán)境之上建立的。它是啟動(dòng)UG后第一個(gè)模塊。如果系統(tǒng)暫時(shí)處于其他應(yīng)用模塊中，可以隨時(shí)通過(guò)選擇“開始-基本環(huán)境”返回到該模塊。在該模塊可以完成多種可能的設(shè)計(jì)操作，諸如改變顯示部分，分析部分，啟動(dòng)在線幫助，輸出圖紙，執(zhí)行外部程序等。建模（Modeling）：建模是設(shè)計(jì)師將自己腦中的設(shè)計(jì)思維通過(guò)圖紙的形式表現(xiàn)出來(lái)，完成由虛擬向?qū)嶋H轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵步驟，在UG中利用建模模塊，可以更好的完成設(shè)計(jì)師自身思維的表達(dá)，無(wú)論從實(shí)體建模、自由建模還是特征建模，設(shè)計(jì)師可以充分發(fā)揮創(chuàng)造性思維。此外，UG軟件所擅長(zhǎng)的曲線功能和曲面功能對(duì)于人性化的設(shè)計(jì)環(huán)境可以大大幫助設(shè)計(jì)師將主要精力放在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上減少用于熟悉軟件的時(shí)間。裝配：在完成了所有零件的建模工作后，設(shè)計(jì)人員需要將這些雜亂無(wú)章的零件進(jìn)行裝配，從而更加清晰的看出設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤和失誤，以及不能完全表達(dá)的部分。這起重向虛擬裝配發(fā)揮了無(wú)可替代的作用。利用該模塊可以完成平行的、自上而下和自下而上的產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程。在裝配過(guò)程中，還可以隨時(shí)進(jìn)行零部件的設(shè)計(jì)和編輯審查。在裝配過(guò)程中各個(gè)部件的參數(shù)化可以充分反映配對(duì)關(guān)系。體系結(jié)構(gòu)可以決定這種體系結(jié)構(gòu)可以體現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，并在各個(gè)設(shè)計(jì)組之間共享。通過(guò)選擇“開始-建?！边M(jìn)入該模塊。制圖：制圖是制作平面工程圖的過(guò)程，是虛擬轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)的位移途徑。利用該模塊可以實(shí)現(xiàn)工程圖繪制的所有功能。三維圖向二維圖的轉(zhuǎn)化對(duì)于設(shè)計(jì)人員參考實(shí)體至關(guān)重要，因?yàn)槿S圖的直觀是很重要的參考。這其中必須并保證工程圖中的尺寸和相關(guān)視圖在實(shí)體模型改變時(shí)，系統(tǒng)能同步更新改變，減少因?yàn)槿S模型的改變更新二維工程圖所需要的時(shí)間；自動(dòng)視圖布局功能可以快速全面布局二維圖，無(wú)論是正交投影圖反應(yīng)投影關(guān)系，還是軸測(cè)視圖、剖視圖、輔助視圖等。另外，UG還提供了一套基本的標(biāo)注工具，利用模型數(shù)據(jù)，可以自動(dòng)沿用尺寸和公差，大大節(jié)省了標(biāo)注所帶來(lái)的時(shí)間【16】。如ANSI/ASMW、ISO、DIN、JSIS 和我國(guó)的GB等各項(xiàng)繪圖標(biāo)準(zhǔn)，UG工程圖模塊可以總動(dòng)完成并更新，U它也可發(fā)揮其曲線功能直接繪制平面工程圖。通過(guò)選擇“開始-制圖”進(jìn)入該模塊。3.1.2 UG操作界面簡(jiǎn)介UG NX6.0的主要界面沿用了UG先前版本一貫的圖形用戶界面，在此基礎(chǔ)上增加了一些新的特色，總體來(lái)說(shuō)，它的界面在設(shè)計(jì)上簡(jiǎn)單易懂，用戶只要了解各部分的位置和用途，就可以充分運(yùn)用系統(tǒng)的操作功能，給自己的設(shè)計(jì)工作帶來(lái)方便。在Win7平臺(tái)上選擇“開始-所有程序”命令即進(jìn)入歡迎界面。圖3.2 不同工作模塊選擇之后，點(diǎn)擊“新建”按鈕，可以進(jìn)行多種模塊的選擇，包括模型、裝配、外觀造型設(shè)計(jì)等。如圖3.2所示。導(dǎo)航條標(biāo)題欄工作區(qū)工具欄菜單欄坐標(biāo)系資源條圖3.3 界面布置介紹點(diǎn)擊“模型-確定”進(jìn)入建模模塊，如圖3.3所示。該工作界面主要包括：標(biāo)題欄、菜單欄、工具欄、坐標(biāo)系、工作區(qū)等。下面介紹它們的主要功能。標(biāo)題欄：標(biāo)題欄顯示軟件名稱及其版本號(hào)，當(dāng)前正在操作的部件文件名稱。如果對(duì)部件已經(jīng)做了修改，但還沒(méi)有進(jìn)行保存，其后面還會(huì)顯示修改提示信息。菜單欄：菜單欄包含了該軟件的主要功能，系統(tǒng)所有的命令和設(shè)置選項(xiàng)都?xì)w屬到不同的菜單欄下，他們分別是：文件菜單，編輯菜單，視圖菜單，插入菜單，格式菜單，工具菜單，裝配菜單，信息菜單，分析菜單，首選項(xiàng)菜單，窗口菜單和幫助菜單。當(dāng)單擊任何一個(gè)菜單時(shí)候，系統(tǒng)都會(huì)展開一個(gè)下拉式菜單，菜單中包含所有與該功能有關(guān)的命令響應(yīng)。工具條:工具條中的按鈕都對(duì)應(yīng)著不同的命令，而且工具條中的命令都可以以圖標(biāo)的方式形象表示命令的功能，這樣可以免去用戶在菜單中的查找命令的繁瑣工作，方便用戶使用。提示欄：提示欄固定在工作面的左上方，主要用來(lái)提示用戶如何操作。狀態(tài)欄：狀態(tài)欄固定在提示欄的右方，主要用來(lái)顯示系統(tǒng)或圖元狀態(tài)。坐標(biāo)系：坐標(biāo)系表示建模的方為。工作區(qū)：工作區(qū)就是工作的主要區(qū)域，又稱為圖形窗口。資源區(qū)：資源條為用戶提供一種快捷的操作導(dǎo)航工具，它包含了裝配導(dǎo)航器、部件導(dǎo)航器、重用庫(kù)、歷史記錄、系統(tǒng)資料、加工向?qū)У葘?dǎo)航器，用戶通過(guò)導(dǎo)航條可以方便的進(jìn)行操作。3.2 整車模型建立對(duì)于一個(gè)復(fù)雜機(jī)構(gòu)，特別是像隨車起重運(yùn)輸車這種整車結(jié)構(gòu)，其模型建立的的方法一般是先創(chuàng)建多個(gè)零件，然后將這些零件裝配在一起，最后形成整車。綜合全面運(yùn)用UG的各種建模功能進(jìn)行隨車起重運(yùn)輸車工作裝置的零部件建模。同時(shí)建模時(shí)采用參數(shù)化建模, 這樣便于模型的修改。底架和支腿不是本次課題的主要研究對(duì)象，因此只是簡(jiǎn)單建模，表達(dá)出了其基本形狀即可。其他零部件嚴(yán)格按照任務(wù)書中的課題要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求和最終成果等）和實(shí)際工作及隨車起重運(yùn)輸車工作裝置的工程圖的尺寸建立三維模型。3.2.1簡(jiǎn)單模型建模舉例針對(duì)一般的建模軟件所欠缺的參數(shù)化建模相比，UG具有很高的這方面的優(yōu)越性，充分體現(xiàn)在其可變的設(shè)置方面。在分析建模、運(yùn)算過(guò)程中，為了更加智能方便的修改模型，只需要將變換參數(shù)值即可。而且還可以由程序自行根據(jù)預(yù)先設(shè)置的可變參數(shù)函數(shù)，自動(dòng)快速的地進(jìn)行一系列的仿真分析。 由于隨車起重運(yùn)輸車工作裝置的零部件較復(fù)雜，現(xiàn)特舉一個(gè)比較簡(jiǎn)單但涵蓋建模功能較為全面的部件，說(shuō)明各個(gè)零部件的具體建模過(guò)程。第一步：打開UG NX 6.0，即可進(jìn)入U(xiǎn)G NX 6.0微機(jī)版的歡迎界面。建立一個(gè)新文件，系統(tǒng)進(jìn)入基礎(chǔ)環(huán)境模塊。該模塊是其他應(yīng)用模塊的基礎(chǔ)平臺(tái)，通過(guò)點(diǎn)擊“起始”下拉菜單中的“建模“命令，系統(tǒng)進(jìn)入建模模塊。第二步：繪制草圖草圖（Sketch）是與實(shí)體模型相關(guān)聯(lián)的二維圖形，若想清楚、快捷的構(gòu)件一個(gè)三維模型，草圖是重中之重，是三維圖能否建造成功的基礎(chǔ)。選擇草圖功能，可以再哎任何的指定平面內(nèi)完成草圖的繪制。在草圖中有 “約束”的概念，顧名思義是通過(guò)添加尺寸和位置約束實(shí)現(xiàn)與特征建模模塊同樣的尺寸，達(dá)到參數(shù)化建模的需求。應(yīng)用草圖工具，用戶可以首先繪制近似的曲線輪廓，而后再添加精確的約束定義后，可以完成表達(dá)設(shè)計(jì)的意圖。如圖3.4所示，首先建立基本的草圖。圖3.4 草圖繪制效果界面建立的草圖后可用實(shí)體造型工具對(duì)草圖進(jìn)行拉伸、掃描、旋轉(zhuǎn)等操作，生成與草圖相關(guān)聯(lián)的實(shí)體模型。完成簡(jiǎn)單的拉伸，出現(xiàn)模型的大體結(jié)構(gòu)，為后續(xù)建模做好準(zhǔn)備。而后考慮到模型可以關(guān)于中間的一個(gè)虛擬平面做對(duì)稱，從而大大簡(jiǎn)化建模過(guò)程，因此可以根據(jù)距離建一個(gè)參考平面，最后用“鏡像“命令完成鏡像操作。具體步驟如下：（1）單擊“成型特征”工具欄中的“拉伸”圖標(biāo)，自動(dòng)彈出“拉伸”對(duì)話框，在下拉列表中選擇“特征曲線”，選中曲線，輸入拉伸數(shù)值和拉伸方向，單擊“確定”，完成操作。（2）考慮到鏡像需要一個(gè)中間平面，即基準(zhǔn)平面。根據(jù)實(shí)際尺寸，計(jì)算虛擬面距離，單擊圖標(biāo)，輸入平面的距離，建立基準(zhǔn)平面，此基準(zhǔn)平面是鏡像體的中間平面。單擊鏡像體圖標(biāo)，自動(dòng)跳出菜單如圖3.5，根據(jù)提示， 圖3.5 鏡像體選擇首先選擇需要鏡像的整個(gè)實(shí)體，然后選著鏡像平面，單擊“應(yīng)用”，完成本次操作。效果如圖3.6所示。圖3.6 基準(zhǔn)平面的建立（3）布爾求和，目的是為了將各個(gè)相對(duì)位置關(guān)系不動(dòng)的或本屬于一個(gè)實(shí)體但分開建模過(guò)程的部件進(jìn)行布爾求和，減少零件數(shù)量，構(gòu)成同統(tǒng)一的實(shí)體，和實(shí)際相符合。完整而全面的對(duì)實(shí)體進(jìn)行布爾求和，對(duì)之后的ADAMS仿真研究提供很大的便捷。因?yàn)樵诜抡孢^(guò)程中若是部件數(shù)太多，而相對(duì)位置又是固定的，有可能造成添加約束繁冗，最終可能使得部件因?yàn)檫^(guò)約束而無(wú)法運(yùn)動(dòng)，是整個(gè)設(shè)計(jì)失敗。完成剩余部分的建模，最后單擊按鈕，根據(jù)系統(tǒng)提示，選擇兩個(gè)實(shí)體，單擊“確定”按鈕，實(shí)現(xiàn)布爾求和運(yùn)算，效果如圖3.7所示。圖3.7 局部模型效果圖3.2.2 主要建模模型展示隨車起重運(yùn)輸車的大體組成包括，車架，貨箱，折臂，伸縮臂，回轉(zhuǎn)裝置，液壓缸，支腿等幾大部分組成，利用UG 的建模模塊建立三維實(shí)體模型。幾大部分建立模型如下：貨箱 圖3.8 貨箱回轉(zhuǎn)底座 圖3.9 回轉(zhuǎn)底座吊鉤臂 圖3.10 吊鉤臂 回轉(zhuǎn)體 圖3.11 回轉(zhuǎn)體支腿 圖3.12 支腿3.3 基于整車的模型裝配裝配模塊是在集成環(huán)境中的一個(gè)重要的應(yīng)用模塊。所謂裝配，就是將之前的所有的零件模型部件進(jìn)行組裝和定位操作的一個(gè)過(guò)程。具體是通過(guò)部件和部件間的建立的相對(duì)位置和約束來(lái)時(shí)實(shí)現(xiàn)的。UG裝配模塊不僅可以參照其它部件進(jìn)行部件和部件關(guān)聯(lián)性設(shè)計(jì)，對(duì)于間隙分析、重量管理等重要操作快速組裝零部件成為產(chǎn)品，而且在裝配中可以顯示具體的位置和實(shí)際關(guān)系或者是否發(fā)生干涉。應(yīng)用很廣泛的爆炸圖，也是在完成裝配后才能實(shí)現(xiàn)的。若想使裝配的零部件進(jìn)行正確的定位和快捷的配，同時(shí)始終保持相對(duì)的位置關(guān)系和關(guān)聯(lián)性，UG同樣可以滿足這些要求。往往會(huì)由于改變了零件圖而不能及時(shí)自動(dòng)的變更裝配圖，但是在UG這種問(wèn)題不會(huì)出現(xiàn)，因?yàn)樗梢噪S時(shí)解決這種不同步的零件設(shè)計(jì)編輯問(wèn)題。通過(guò)修改參數(shù)模型、相對(duì)位置或零件間表達(dá)式從而達(dá)到設(shè)計(jì)方案中預(yù)期的模型。裝配模塊不僅可以是趨于復(fù)雜的零件盒部件變?yōu)橐惑w，實(shí)現(xiàn)整體化、一體化，向更高一級(jí)的產(chǎn)品總裝邁進(jìn)和過(guò)度，同時(shí)可以逆向思維。所謂逆向思維就是根據(jù)總的產(chǎn)品裝配體拆裝成子裝配體或者單個(gè)零件，便于直接加工。在錯(cuò)綜復(fù)雜的裝配關(guān)系中有三種最為常用：自頂向下裝配，是指首先完成設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行預(yù)期的裝配，其次在裝配體區(qū)思考零部件，構(gòu)件零部件，創(chuàng)建所需要的零部件模型，最后再拆成便于加工的子零件和單個(gè)可以直接加工的部件模型；自底向上裝配，是最為常見(jiàn)的裝配方法，也是正向思維所要求的，是在完全符合建模思路的裝配過(guò)程，最后生成裝配部件的裝配方法；混合裝配，混合裝配是集結(jié)了上述兩種裝配方法的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，既可以自上向下進(jìn)行，也可以自下向上進(jìn)行的方法，關(guān)鍵是先創(chuàng)建幾個(gè)主要零部件模型，再將其裝配在一起，然后變裝配變?cè)O(shè)計(jì)其他可能的零部件，即為混和裝配【15】【16】。UG軟件采用的裝配模式是鏈接關(guān)系，一種較其他軟件真實(shí)的虛擬裝配模式，即裝配件中的零件與原零件之間是是一對(duì)一的索引和針對(duì)鏈接關(guān)系，對(duì)原零件的修改會(huì)自動(dòng)反映到裝配件中，也是上面重點(diǎn)突出的虛擬化、自動(dòng)化最高的原則【16】。運(yùn)用UG這種虛擬程度很高但卻不失真實(shí)性的裝配建模，對(duì)于檢查裝配干涉和尺寸沖突有很大的便利之處，為將來(lái)實(shí)際物理裝配的順利進(jìn)行提供可靠依據(jù)。3.3.1 裝配模型展示車架總裝圖3.13 車架總裝回轉(zhuǎn)裝置總裝 圖3.14 回轉(zhuǎn)裝置總裝節(jié)臂總裝圖3.15 節(jié)臂總裝