裝載機工作機構的多體系統(tǒng)動力學分析

1、 第 6 期 李楊民等 : 裝載機工作機構的多體系統(tǒng)動力學分析 71 表 4 中: 12 . 36 I2 = 16 . 2 272 . 37 0 , I 5 = 0 0 284 . 73 1 . 16 0 0 0 22 . 51 0 0 0 23 . 67 , I 3 = 8 . 33 0 0 0 44 . 25 0 0 0 9 . 46 0 0 46 . 92 0 9 . 46 0 0 0 0 . 93 . , 16 . 2 0 0 0 2 . 97 0 I4 = 0 2 . 97 0 0 0 , I 6 = 在動力學計算時 ,已知動臂 (B2 體 隨時間而變的力矩 M ( t , 見圖 3

2、 ( a ,由通用的多體動力學分析程序 MB2 DA 輸出了各體的角位移 、 角速度和角加速度 , 各體的 表 4 質量和慣性矩陣 Table 4 Mass and inertia matrix K 2 3 4 5 6 m k/ kg 572 600 46 310 120 質心的位置 、 速度和加速度 , 以及各鉸點處的內力 , 限 I2 I3 I4 I5 I6 于篇幅 ,本文只給出了部分計算結果 。圖 3 ( b 、 3 ( c 、 I k/ kg 3 ( d 為鏟斗質心運動的位置 、 速度和加速度時間歷程 , 設計人員可以獲悉在該舉升力矩的條件下 ,鏟斗運動的加速度是否合適 ,如果加速度太

3、大則易 使鏟斗運動過程中撒落物料和使各鉸接點的約束力過大 ,造成銷 、 孔間的研磨和鉸死 ,因此動 力學分析將對設計后的產品有一定的預見性 ,幫助設計人員在設計階段不斷修改設計 ,使產品 的動態(tài)性能得到改善 。 圖3 動力學計算結果 Fig. 3 Calculation results of dynamics 3 結 論 采用基于 Kane 方程的 Huston 方法 ,層次分明地推導出了裝載機工作機構的多體系統(tǒng)動 © 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 華 南 理 工 大 學

4、 學 報 第 24 卷 72 力學方程 ,同時運用通用的多體系統(tǒng)動力學分析程序 MBDA , 對一實際產品的工作機構進行 了動力學分析 。解決了過去采用常規(guī)的力學方法而難以實現對裝載機工作機構的建模和求解 問題 ,本研究將對提高裝載機工作機構的動態(tài)設計水平有重要參考價值 。 參 考 文 獻 1 Huston R L ,劉又午著 . 多體系統(tǒng)動力學 . 天津 : 天津大學出版社 ,1987 2 李楊民 ,劉又午 . 鉸接式車輛轉向機構的多剛體系統(tǒng)運動學分析與優(yōu)化設計 . 汽車工程 ,1993 (3 :129136 3 李楊民 ,吳洪濤 ,劉又午 . 液壓挖掘機鏟斗機構的多體系統(tǒng)運動學分析 . 建

5、筑機械 ,1993 (2 :1317 4 李楊民 . 多體系統(tǒng)理論和方法及其在工程機械與機器人動力學參數辯識中的應用 : 博士論文 . 天津 : 天津大學 ,1993 D YNAM IC ANAL YSIS FOR A WOR KIN G M ECHAN ISM O F WHEEL LOAD ER L i Y angm i n L i u Youw u ( Dept . of Mechat ronic Engineering , Sout h China U niv. of Tech. Abstract This paper uses Huston met hod based on Kane

6、s equation , and t he dynamic equation of a working mechanism of wheel loader is first derived. By means of compiled multibody system dynamic analysis software MBDA , a working mechanism of wheel loader for a practical product is calculated and analyzed. Meanwhile , new design met hods and viewpoint s are proposed , which has great value for inproving t he dynamic design level of wheel loader. Key words wheel loader ; working mechanism ; mu