利用 PRO/E 行為建模創建裝載機工作裝置的參數化三維模型，模型的創建參照運動骨架，對裝載機工作裝置進行運動仿真。利用 PRO/E 分析功能確定目標函數及各參數約束條件，對工作裝置進行優化分析，從而達到設計所需的要求，并對裝載機油缸進行空載及負載的受力分析。PRO/E 的仿真及優化分析功能具有控制簡單，可視化程度高，降低設計成本，提高生產效率等優點。

　　隨著我國經濟的飛速發展，帶動了工程機械的發展，其中裝載機是工程機械中用途最為廣泛的一種，它主要用于土壤、砂石等散裝物的鏟裝，也可以用于對礦石、硬土的輕度挖掘作業，換裝不同的輔助工作裝置，還可以進行推土、吊裝、木料裝卸等不同作業。由于裝載機的多用途性使的國內裝載機產量逐年增加，但國內技術水平參次不齊，導致整體水平不高，但隨著三維設計軟件的使用，如 PRO/E 設計軟件，使的產品開發在設計之初便可以避免錯誤，同時還可以通過對其進行運動及力學分析來進一步的優化產品，達到我們的設計要求，這是二維軟件所不具備的。

　　裝載機工作裝置是裝載機的核心部件，它主要由動臂、鏟斗、連桿、動臂油缸、翻轉油缸組成，它是實現鏟挖及裝載物料的機構，其設計水平的高低直接影響整體性能，如工作效率及作業質量等，所以利用 PRO/E 軟件的優化功能對工作裝置進行優化可以很好的提高設計的準確性，避免不必要的錯誤。

　　優化設計(optimal design)是根據最優化原理及方法綜合各方面的因素，以人機配合方式或自動探索方式，把機械設計及數學規劃理論及方法相結合，借助計算機尋求最優化的方案及最優化的參數，來滿足設計要求。下面利用PRO/E 的優化功能，對 50 裝載機的工作裝置進行優化分析設計。

1、工作裝置虛擬樣機模型的建立

　　1.1、運動骨架的建立

　　要對裝載機的工作裝置進行優化，實際上優化的最終是各結構件間的絞接點的位置尺寸，而各構件的形狀尺寸則影響較小。因此在行為建模過程中，要保證各絞接點位置的正確性，各構件的形狀尺寸可以簡化表示。利用 PRO/E 中 top-down 的設計方法，創建工作裝置的運動骨架，通過運動骨架可以獲取機械組件的概念設計。在創建實際的組件元件前，可以在運動骨架中測試設計的基本結構和運動。在運動骨架中，根據各鉸接點的位置創建各構件的主體骨架，以便為實體模型的創建作參考，并且在主體骨架中定義各骨架的連接關系。圖 1 為運動骨架中裝載機工作機構各鉸接點的位置尺寸及鏟鉸接點代號。

圖1 骨架模型中各絞接點的位置尺寸

　　1.2、結構件模型的創建

　　利用 PRO/E 的行為建模功能來創建各構件，構件的創建都需要以主體骨架為參照。只要改變骨架模型的尺寸，則實體模型中的各構件的尺寸自動改變，而且裝配關系不會發生改變，這就縮短了設計的周期。圖 2為參照骨架模型所創建的實體模型。

圖2 構件裝配圖

5、結語

　　通過利用 PRO/E 的 top-down 設計，對裝載機工作裝置進行了運動仿真及優化，比傳統的設計方法有更快的速度和更快高的精確度，可以對現有的機構的特征進行分析、獲得重要數據，大大的縮短了產品設計周期，提高了生產效率。