装载机工作装置设计

装载机工作装置设计

摘要

装载机是一种常见的工程施工机械，其用途也非常广泛。装载机主要用于铲土，装载和运输土壤，沙子和石灰等散装物料。进行轻铲。

本主题首先使用SolidWorks软件根据装载机的挖掘和装载工作条件对装载机的工作装置进行建模和仿真，然后使用SolidWorks和ANSYS软件对动臂进行静应力分析和模态分析。

本文主要包括五个部分。第一部分介绍了该主题在国内外的背景，意义和发展现状。第二部分介绍了相应的软件及其特点。第三部分介绍了使用SolidWorks软件对装载机工作装置进行建模的过程，包括对动臂，摇臂，连杆，铲斗，动臂油缸和活塞杆等零件进行建模。第四部分介绍了装载机工作装置的组装与仿真过程。动臂的静应力分析和模态分析过程。

关键词：装载机；工作装置；SolidWorks；建模；仿真

1绪论

1.1选题背景和研究意义

装载机是一种很常见的工程施工机械，它也非常通用，装咋就、装载机在施工中的需要是不能被其他机械替代，装载机主要用于挖掘和装载并运输散装物料，例如土壤，沙子和石灰，还可以运用在开采矿石和挖掘坚硬的土壤。当其工作装置工作时,通过前端的工作装置和装载机的向前行驶进行对物料进行装载铲掘、装载、举升、运输及卸载等作业。随着现代建筑业对于先进设备的要求，机械化施工水平的提高，工程进度及工程质量与施工设备的运行状况密不可分，装载机作为项目建设中必不可少的机械设备，其性能可以缩短工期、减少人力施工疲劳强度、提高工程的总体质量以及降低工程的投入成本等各方面都发挥着至关重要的作用。这就推动了装载机的持续设计和不断优化。而且，在近几年来，国内和国外的装载机设计生产制造行业在品种和产量方面都得到了迅猛的发展，装载机的性能也在不断优化提升，对其品种的不断更新也创造了条件。装载机的发展更新，能够逐步满足现代建筑业对于设备的要求，也能够推动现代建筑业的发展，和机械化施工水平。

装载机的工作装置主要是用来完成铲取、装载、运输以及卸载等作业的空间多连杆机构。因此，在对装载机工作装置进行优化设计时，设计水平、优化方法的选择以及设计方案的合理性都会成为影响装载机工作效率和性能的主要因素。在过去，人们对装载机工作装置进行设计时，都是利用以往积累的经验公式对连杆机构进行计算校核，通过这种方式来确定工作装置中各个零件的重要结构参数，并且运用工程软件进行建模和仿真来完成的[2]。近年来由于相关部门对工程施工的安全及质量要求的提高，从而对工程机械的工作效率、工作性能、经济性以及安全性的要求也在逐渐提高。装载机的工作装置作为装载机的重要组成部分，其结构性能直接影响这些要求。因此，装载机工作装置的优化设计的合理性尤为重要，已经是一种任务，在整个装载机设计制造中举足轻重[3]。

1.2 国内外研究现状

国外发展状况

国外的装载机设计与生产技术经历了五六十年的发展之后，在二十世纪九十年代的中末期就已经达到了相当高的水平。并且信息技术的快速发展也对装载机的设计及生产技术的发展起到了很大的促进作用，明显减少了工作中的噪音，振动和污水排放，达到了绿色、安全、文明施工和保护生态环境的目的。在很大程

度上，它简化了维护并降低了运行成本，将其运行特性、工作特性、安全防范和耐用度进行强有力的提高和完善[4]。为了进一步适应现代建筑业的工程作业，应该继续开发性能更加优良的装载机，这些优良的性能主要包括：更大的铲斗容量、更大的发动机功率、更大的掘起力、更大的侧翻载荷、更大的牵引力、更少的废气排放等，从而形成优质高效的绿色环保型装载机。

国外装载机设计的内容及目标主要是，不断提高设计及生产的技术含量、运用新型结构、最大限度的满足市场需求等。并且根据装载机铲取物料密度的不同，设计相应结构和容量的铲斗，再安装强度、耐磨性、插入性更加优良的斗齿，从而适应各种不同工作环境下的需求。为了满足逐渐加高的车厢，许多生产厂家相继设计制造出中高卸、高卸以及超高卸的装载机工作装置，从而使得装载机工作装置的工作范围进一步扩大。通过对装载机工作装置中相关构件的优化设计，从原先的六连杆机构转变为特殊八连该机构所配置的快换装置，进而实现了装载机在作业现场的快速装卸作业，除液压软管的自动连接外，仅由驾驶员通过驾驶室中的操纵杆即可快速，准确地完成这一系列工作，将装载机的操作的全面性得到了提高，并且更加的适应了。这充分显示了设计以人为本，还节约了成本，保护了环境，体现既安全又舒服理念[5]，许多国外的生产厂家还给装载机配备了防落物、防滚翻以及降噪处理的全封闭式的能够有效防止紫外线的驾驶室。根据人体工程学原理，驾驶员座椅的设计和配备了可在驾驶室中调节的全方位悬架。有些装载机还为驾驶人员配备了乘坐舒适控制系统，用来提高装载机在凹凸不平的路面上行驶时的安全性和驾驶舒适性，进而也使得驾驶人员的疲劳强度明显降低。国外装载生产机制造中应用低转速发动机、研发混合动力、进一步改进电喷装置及应用新型降噪装置和降噪材料等这一系列的举措，使得装载机发动机的尾气排放量和机外辐射噪声进一步得到了降低。国外装载机的设计制造已经达到了近乎完美的水平。

国内发展状况

中国装载机的设计和制造起步较晚，其开发过程大致可分为三个阶段，也就是说进行仿制的阶段，引进的阶段，以及开发的阶段和研发创新的阶段，当国企单位技术的得投入不断增加，还有校企的联合不断升华，目前国产的装载机正处在低等的水平。低等的质量，低廉的价格转为高等的水平，高等的质量，最主要的是销售的价钱中等。每个装载机制造商都根据实际情况重新设计了装载机结构的整体优化设计，将有限元分析方法应用于整机和零部件的设计中，优化了设计方法，并改善了装载机的各项性能指标，加强装载机整机的强度及刚度，降低整机的重量以及增加整机的灵活性等[6]。

如今，国内装载机的设计研发水平已经有了很大程度的发展和提高，也在相

关领域中取得了不错的成绩。但是与国外设计研发的装载机同类产品相比，还是存在有一定的差距。目前，我国是多采用反转六连杆结构装载机的国家，不仅仅因为简单的结构，还有挖掘力大、高位自动放平和广泛的适应性等。综上所述，逐渐的以人为本的理念深入人心，所以装载机在以后的发展就是在以人为本的基础上，大范围应用信息技术，以及微电子技术，还有集成化和模块化的控制系统，及其驾驶操作简化、机器性能提高以及节能环保装置的研发引用。这也必将使得驾驶人员进一步改善了工作环境和舒适度，提高了装载机的工作效率，从而使得装载机在工程施工中的应用更加广泛。如图1.1为工程施工中常见的轮胎式装载机。

2装载机工作装置设计基础

2.1 Solid Works软件及基本功能单元

Solid Works软件软件出现以后，凭借与CAD技术发展趋势相对应的技术创新，两年之内迅速被评为CAD/CAM行业中一款最赚钱的产品。这得归功于公司良好的财务状况及其许多用户的支持，SolidWorks的技术创新每年都有许多新突破诞生。所以公司也获得了许多奖项。在1995年至1999年间，Solid Works 系统在计算机系统CAD系统的全球评估中排名第一。从上个世纪的90年代以来该系统凭借其雄厚的实力获得国际17个奖项。至今，Solid Works公司一直遵循的易用性、稳定性和创新的三个原则已经得到了充分实施和验证。设计人员可以很大程度的缩短产品设计的周期，从而使得所设计的产品能够更加快速地投向市场[7]。

Solid Works软件具有以下主要特性：功能强大，技术创新，易于学习和使用。该软件提供了许多不同的设计选项，这些设计不但可以减少设计过程中的错误，而且还能提高设计的整体质量。该软件经过不管的改进，功能也有了许多变化，相比于与早起的Solid Works软件，最新的Solid Works软件在功能上做了许多的调整和改进。例如在草图命令中新增了lnstant2D，在此命令下，拖动尺寸边界点就可以使得二维草图动态显示，在Solid Works的零件与特征建模中，新增螺纹功能，并且对线性阵列、变量阵列和扫描功能进行增强；重新设计的三重轴也更加形象。还新增了临时固定某些零件的功能以及选择复制多个零件时可保留原有配合关系的功能等

零件的建模基础单元

传统的机械设计要求设计师具有胸有成竹的自信。当上级布置新的任务给设计师时，设计师必须运用强大的二维空间想象，构造出基本的二维模型，并最终表达出来，然后根据先前的规律使用先前构造的二维图来表达设计零件的三维

形状投影。但是，三维CAD系统使用三维模型来设计产品，设计过程几乎与实际产品制造过程相同。它还反映了产品的真实几何形状和尺寸，这使整个产品设计过程更加符合设计师的思维和设计习惯。通过这种方式，设计师可以更多地关注产品设计本身而不是产品图形的结构表达。

零件的建模基础主要包括实体建模、参数值、特征三个部分。零件建模的步骤如下：

（1）规划所设计的零件：分析零件的特征组成、相互关系、构造方法及构造顺序、确认完美的零件轮廓等。

（2）作为零件的首要特点，再进行创建时，构成了零件特征的基本形式，也是构造其他特征的必要基础。可以将其视为零件模型的“粗糙”部分。

（3）创建设计零件的其他特征：根据特征之间的关系创建零件的其余特征，这称为“如何尽可能地成形”。

在CAD软件中，通常需要在所选平面上绘制2D几何图形（草图），然后在此草图上执行某些特征操作以生成3D特征。如此，多个特征组成一个零件。在三维设计系统中，零件设计是核心，特征设计是关键，草图设计师基础[8]。

零件虚拟装配设计单元

零件虚拟装配设计是三维CAD软件，这是三个基本功能单元之一。在现代CAD应用程序中，组装环境已成为进行产品综合性能验证的基本环境。设计人员不仅可以使用三维零件模型来实现产品的整体组装，还可以使用相关工具来实现组装干涉检查，动态仿真，组装过程和运动仿真的整体辅助设计。CAD软件的装配设计方法，一般遵循从下往上和从上往下。

2.2装载机工作装置结构及主要参数

在给装载机的工作装置进行三维建模的开始，首先要进行选择，工作装置的结构形式是至关重要的，如图2.1。然后查阅相关的设计手册和参考资料，初步确定该反转六连杆机构的基本参数以及参数之间的相互关系。

X

图2.1 装载机反转六连杆结构

根据装载机反转六连杆机构的结构简图及三角函数关系可得：

)(222UD UG UA +-=π (2.1)

)2arccos(5212252LR R L R UG -+= (2.2)

)2arccos(512

25212R R L R R UD -+= (2.3)

2

3231H Y C += (2.4) )(331H Y arctg D = (2.5)

由以上关系式首先计算装载机工作装置中动臂的长度L: [][]2

1112211111)4/sin(4/cos(ππ++-++-++=D C Y H D C H R X L J ） (2.6)

)arccos(314L Y Y UG -= (2.7)

)arccos(53140L H Y Y UG --= (2.8)

2

/4/cos()4/sin(1111111126πππ+???? ??+-++++-=D C H R X D C Y H UG J (2.9)

)arccos(417L Y Y UG -= (2.10)

由以上公式确定装载机工作装置的独立参数后，可以由下列各式推导出工作装置的其他相关参数：

)cos(2252

5221UG LR R L R -+=

(2.11) 2/21π--++=UG UA UA U UA

(2.12) )cos(2212

221UA R R R R R DB -+=

(2.13) )

2arccos(12

2

2210DB DB R R R R R UD -+=

(2.14) 1320UD UD UD UD UD -++=

(2.15) )cos(242

423UD R R R R R DB DB -+=

(2.16) （1）装载机工作装置中转斗油缸长度的计算：

)cos(221852

82

5UG UG UG R R R R R DF ---+=

(2.17) ()DF R UG UG UG R UD /)(arcsin 21sin 831---=

(2.18) ),,,,(f 43210UA R R R R UD =

(2.19) 23115UD UD UD UD UD -++=

(2.20) )cos(2562

627UD R R R R R DF DF -+=

(2.21) 令 ),,(f 1627X U UG R =

(2.22) （2）铲斗位置角的计算：

),,,,(f 2167850UG UG UG R R R R UGDE --=

(2.23) 12UD UGDE UD UD -+=

(2.24)

),,,,(f 42310UD R R R R UA -= (2.25)

212/UA UA UA UG U ---+=π (2.26)

令 ),,(f 1763X R UG U = (2.27)

（3）连杆机构传动角的计算：

UG UA UA U UA --++=2/21π (2.28)

)

,,,,(f 43210UA R R R R UD = (2.29) ),,,,(f 23411UD R R R R UB = (2.30)

)

,,,,(f 78560UGDE R R R R UE = (2.31) 由以上计算公式求得装载机工作装置反转六连杆机构的主要尺寸数值，然后运用Solid Works 软件对装载机工作装置进行建模。

3装载机工作装置建模

3.1动臂的建模

打开Solid Works 2016的初始界面，鼠标点击顶部菜单栏里的“文件”命令，下拉菜单中出现“新建”、“打开”、“打开当前”、“关闭”等其他多个选项按钮，单击“新建”按钮，共有三个选项，三个选项分别为“零件”、“装配体”、“工程图”，最开始我们应该用鼠标选择“零件”，“确定”按钮在最下面，单击它，就会直接进入零件建模环节。刚一开始，在建模界面左侧的设计树中选择前视图基准，下一步进行基准面的确认，单击“确定”就可以实现这一操作，接着使基准面正视，然后根据设计尺寸在基准面上绘制动臂草图如图3.1。

图3.1 动臂一侧的草图及主要尺寸

动臂零件的草图完成后，单击工具栏中的“退出草图”命令，草图完成。然后单击菜单栏中“素描”按钮旁边的“功能”按钮，然后单击工具栏中的“拉伸凸台/基础”并设置相应的拉伸方向和尺寸，最后单击“功能”工具列“√”。按钮完成素描的伸展。这样，动臂一侧的造型完成。然后点击动臂凸台内侧，然后点击“素描”按钮，在工具栏中点击“素描”，并且选择动臂凸台的内侧作为下一个草图绘制的基准面，使用该基准作为参考基准，一个半径为100mm的圆画出来，上一步完成后，点击“退出草图”操作，然后选择工具栏中的“功能”，并且“拉伸凸台/基础”。并把画出的草图以此当做拉伸特征，选择拉伸方向并将拉伸长度设置为560mm，形成动臂三维结构如图3.2。

继续选择造型界单击脸部顶部主菜单栏中的“插入”按钮，“参考几何”按钮从“插入”中进行选择，在子菜单中并确认“基准”选项，界面左侧设计树中出现“选取参考引用和约束”，接着将动臂内侧设定为第一参考面，然后设定两者之间的距离为560mm。在插入的该基准面上绘制动臂连接轴上与摇臂连接的中耳草图，中耳素描完成后，单击工具栏中的“退出素描”命令，然后在“功能”工具栏中执行“拉伸凸台/底座”命令，选择拉伸方向向右并将中耳拉伸特征的长度定为50mm，选择确定后完成动臂连接轴上中耳的拉伸如图3.3。

单击菜单栏中的“插入”按钮，在子菜单中选择“参考几何”选项，然后单击从属选项中的“基准”按钮并确认，选择动臂内侧作为第一参考面，设定两个参考面之间的距离为610mm，然后，在“功能”工具栏中单击“镜像”选项，插入

的基准平面将成为镜像表面，选择上述已经完成的动臂臂一侧为镜像特征，点击确定按钮，臂架的物理建模完成，如图3.4。

图3.4 动臂的模型

对动臂实体的三维建模完成后将动臂零件保存在装载机实体建模的文件夹里，并将文件名称改为动臂，最后，动臂的建模全部完成。

3.2摇臂的建模

首先打开Solid Works2016软件，“文件”的操作在此界面最上面，单击它，然后出现“新建”和“打开”这两项操作，打开“新建”，里面有三个选项，分别是“零件”，“装配体”和“工程图”。然后选择“零件”按钮并进入零件建模界面。在零件建模界面左侧的设计树选项中，选择前基准作为草绘的初始基准，然后使前基准处于前视图状态。根据零件的尺寸，在前视平面上绘制摇臂。摇臂的草图如图3.5。

图3.5 摇臂的草图及主要尺寸

在绘制完摇臂草图之后，在界面顶部的工具栏中选择“退出草图”按钮并进行确认，然后单击“素描”旁边的“功能”命令，在工具中选择“拉伸凸台/基础”

选项，然后使用上面的素描为上司的特征，并设定拉伸凸台的高度为100mm。最后选择界面左侧设计树里的“√”按钮并确定。这样，装载机工作装置一侧摇臂的造型完成，如图3.6。

图3.6 摇臂一侧的模型

然后继续点击“草图”工具栏里的“绘制草图”按钮并确定，选择以上绘制好的摇臂内侧作为摇臂连接轴的草图参考平面，绘制一个摇臂连接轴的草图。最后，在“功能”工具栏中选择“拉伸凸台/基础”命令，在界面左侧的设计树中选择拉伸方向，并将拉伸高度设置为50mm,完成摇臂连接轴的造型如图3.7。

图3.7 摇臂连接轴模型

最后点击顶部菜单栏的“镜像”按钮，在界面左侧设计树栏里选择摇臂连接轴的上表面作为镜像基准面，并把以上绘制好的摇臂及连接轴作为镜像特征并确定，如此，摇臂的实体造型全部完成，摇臂三维特征如图3.8。

图3.8 摇臂的模型

3.3连杆的建模

首先启动Solid Works 2016软件，选择界面顶部的“文件”命令，有多个选项，例如“新建”，“打开”等，打开“新建”选项，然后有“零件”，“装配”和“工程图”三个选项单元，打开“零件”界面用于装载机设备的连杆形状。进入造型界面后，在界面左边设计树中选择前视基准面作为连杆草图绘图的基准面，并且让以上前视基准面处于正视状态，接着在此基准面上按照设计尺寸要求进行连杆草图的绘制，然后完成连杆草图的绘制如图3.9。

图3.9连杆的草图及主要尺寸

在装载机工作装置连杆的草图绘制完成后，选择工具栏中的“退出草图”选项，然后打开“草图”按钮旁边的“功能”工具栏，在界面顶部的工具栏中，在功能设计树中单击“拉伸凸台/基础”命令。在界面左侧选择凸台的拉伸方向并将拉伸高度设置为100mm，选择完全穿透作为终止条件，最后在界面左侧的特征设计树中选择“√”按钮去完成对装载机工作装置连杆的拉伸特征，这样，连杆的造型到此全部结束，连杆的三维实体造型如图3.10。

图3.10连杆的模型

3.4铲斗的建模

装载机铲斗是装载机最基本的工作装置，装载机用铲斗进行挖掘、装载、运输和倾倒物料等工作。装载机铲斗有许多不同的类型，可以根据结构的形状进行划分：直斗铲斗、V型斗铲斗、直型铲斗和V型铲斗；按照用处则可以分成标准的铲斗、岩石斗和侧卸的铲斗；再此以外，根据装载机作业的需要，有的装载机还配有多用途的蚌式铲斗和强制卸料式铲斗等。装载机铲斗组成部分为斗壁、侧板、主刀板、侧刀板、挡板及斗齿等[9]。本文中所选择的是直型带齿铲斗，该铲斗的具体造型过程如下。

首先启动电脑桌面上的Solid Works 2016软件，接着打开界面顶部的“文件”选项，有多个选项，例如“新建”和“打开”，打开“新建”选项，界面中出现“零件”，“装配”和“工程图”三个选项，打开“零件”界面以进行装载机工作设备的铲斗形状，在建模界面左侧的设计树中，选择右侧基准平面作为铲斗草图的基准平面，并将右侧基准平面置于前视图状态，并根据设计尺寸要求加载基准平面。机斗草图的图纸，包括直线图，圆弧图和相应的尺寸约束，最后完成直型铲斗箱体草图的绘制如图3.11。

图3.11 铲斗箱体的草图及主要尺寸

画完铲斗的箱体，完成以后，进行“退出草图”的操作在工具栏中，然后打开“草图”按钮旁边的“功能”工具栏，在工具栏中选择“拉伸凸台/基础”命令并在左侧的特征设计树中进行确认界面的选择凸台的拉伸方向并将拉伸高度设置为2500mm，选择两侧对称作为终止条件，最后选择界面左侧特征设计树里面的“√”按钮完成对铲斗箱体的拉伸特征如图3.12。

图3.12铲斗箱体的模型

装载机铲斗的箱体造型完成之后，点击顶部工具栏里面的“抽壳”选项并确定，在界面左侧“抽壳”特征设计树里面将铲斗箱体前面相交的两个面作为抽壳特征面，并设定铲斗箱体壳的厚度为20mm，接着选择特征设计树中的“√”按钮并确定，完成对铲斗箱体的抽壳特征如图3.13

图3.13铲斗壳体的模型

铲斗底齿的建模

首先将以上造型好的铲斗壳体内侧面作为铲斗底齿草图绘制的基准面，按照设计尺寸要求在此基准面上对铲斗底齿的草图进行绘制侧，在铲斗底齿的草图绘制完后，在工具栏中选择“退出草图”选项，然后打开“草图”按钮旁边的“功能”工具栏，在工具栏中选择“拉伸凸台/基础”命令，然后在左侧的特征设计树中选择凸面,界面的一侧凸台的拉伸方向并将拉伸高度设置为60mm，完成对第一个铲斗底齿的凸台拉伸特征。接着在工具栏中选择“线性阵列”选项并确定，然后在界面左侧“线性阵列”设计树中选择阵列方向并设定阵列距离为328mm，阵列个数为8个，将以上造型好的铲斗底齿作为阵列特征并点击“线性阵列”设计树中的“√”按钮完成对铲斗底齿的线性阵列特征如图3.14。

图3.14 铲斗底齿的模型

铲斗连接侧耳及中耳的建模

首先在顶部菜单栏中选择“插入”命令，在子菜单栏中单击“参考几何”命令，然后在子选项中单击“基准”并确认，将铲斗箱体的内侧面作为第一参考面，设定插入基准面和第一参考面的距离为620mm，把该基准面作为连接侧耳的草图基准面，并使得该基准面处于正视状态。根据设计尺寸要求，画出铲斗侧耳的

草图。

接下来进行“退出草图”的操作，“退出草图”按钮在最上面的“草图”一栏中，下一步进行选择“退出草图”，在“功能”中还有单击“拉伸凸台/基础”的操作，“拉伸凸台/基础”在“功能”菜单栏中，然后在界面的左边进行点击特征设计树，最后选择拉伸的凸台方向，并设置拉延伸高度为50mm，并选择设计树中的“√”按钮确定，完成对铲斗连接侧耳一侧的特征造型。再按照上述步骤插入一个与铲斗壳体内侧距离为670mm的参考基准面，继续单击菜单栏中的“镜像”工具，然后在“镜像”特征设计树中选择以上参考数据作为镜像表面，把以上造型好的侧耳作为镜像特征并点击设计树中的“√”按钮完成铲斗一侧两个的实体造型如图3.15。

图3.15 铲斗侧耳的模型

“插入”按钮在最上面的菜单中，点击完以后，下一项进行“参考几何”，此选项在子菜单栏里面，接着点击子选项中的“基准面”并确定，将铲斗箱体的内侧面作为第一参考面，设定插入基准面和第一参考面的距离为1180mm，把该基准面作为铲斗连接中耳的草图基准面，并使得该基准面处于正视状态。再按照设计尺寸对于连接中耳的要求，画出连接中耳，等画完连接中耳的草图以后，然后点击“退出草图”，“退出草图”这一项就在“草图”这一栏里面，进行单击，然后在界面的左边进行点击特征设计树，最后进行“拉伸凸台/底座”这项操作。界面一侧选择凸台的延伸方向，并将延伸高度设置为50mm，并选择设计树中的“√”按钮确定，完成对铲斗连接中耳一侧的特征造型。再按照上述步骤插入一个与铲斗壳体内侧距离为1230mm的参考基准面，继续单击菜单栏中的“镜像”工具，然后在“镜像”特征设计树中选择以上参考数据作为镜像表面，把以上造型好的连接中耳作为镜像特征并点击设计树中的“√”按钮完成铲斗连接中的实体造型如图3.16。

图3.16 铲斗中耳的模型

最后选择“特征”工具栏中“镜像”选项确定，在“镜像”特征设计树中把与铲斗壳体内侧面距离为的参考基准面作为镜像面，并选择造型好的侧耳作为镜像特征，点击“镜像”特征设计树中的“√”按钮完成铲斗另一侧的连接侧耳造型。到此，直型带齿铲斗的造型全部完成，如图3.17。

图3.17 直型带齿铲斗的模型

3.5装载机工作装置的液压组件

本文中只叙述装载机工作装置液压组件中的动臂油缸及活塞杆、转斗油缸及活塞杆的建模过程。

动臂油缸的建模

首先打开电脑桌面上的Solid Works 2016软件，接着打开界面顶部的“文件”

选项，有多个选项，例如“新建”和“打开”，打开“新建”选项，界面出现三个选项，分别是“零件”，“装配体”和“工程图”，打开“零件”界面进行装载程序的工作装置的动臂油缸形状。在建模界面左侧的设计树中，选择前参考平面作为动臂油缸草图的参考平面，并使前参考平面处于前视图状态。在此参考平面上，根据设计尺寸要求加载电动机臂油缸草图。画出草图，如图3.18。

图3.18 动臂油缸的草图及主要尺寸

草图完成后，单击“功能”中的“旋转凸台/底座”工具，在界面左侧的设计树中选择旋转轴，并将旋转角度设置为360°，再对以上旋转特征进行“拉伸切除”操作形成液压油缸的中间空腔，最后再按上述步骤绘制油缸连接中耳的草图并行“拉伸凸台/基体”操作，给相应的边倒圆角从而形成动臂油缸的三维实体模型如图3.19。

图3.19 动臂油缸模型

动臂活塞杆的建模

启动Solid Works 2016软件，“文件”这项操作在最上面的菜单栏里面，单击它，并且往下拉菜单，然后会出现“新建”、“打开”、“打开当前”、“关闭”等其他多个选项按钮，单击“新建”按钮，共有三个选项单位，包括“零件”，“装配”和“工程图”。为了能够顺利的进入零件建模界面，刚开始我们应该选择“零件”这一项，接下来单击位于下面的“确定”一栏进入。按照前后顺序，

在建模界面左侧的设计树中选择前视图基准，为了确认基准面，我们要单击“确定”这一选项，接着使基准面正视，然后根据设计尺寸在此基准面上绘制动臂活塞杆的草图，如图3.20。

图3.20 动臂活塞杆的草图及主要尺寸

草图绘制完成之后，执行“特征”中的“旋转凸台/基体”命令，在界面左侧设计树中选择旋转轴线并将旋转角度设置为360°，为了完成旋转凸台这一项功能，我们需要进行单击“√”在特征设计树中，并且画出侧耳的活塞杆然后用鼠标来执行“拉伸凸台/底座”的操作，再给相应的边倒圆角从而形成动臂活塞杆的三维实体模型如图3.21。

图3.21 动臂活塞杆的模型

3.6其他组建的建模

装载机工作装置的转斗油缸及转斗活塞杆的建模过程与上述动臂油缸及活塞杆的建模过程一样，本文不再做详细的的说明。另外，还对装载机的机架和机体等组件进行了建模如图3.22、图3.23。

图3.22 机架的模型

图3.23 机体的模型

到此，所有组件的建模全部完成。