根據相關設計規范，利用AutoCAD 軟件確定裝載機工作裝置各桿件長度及各桿件鉸接點位置，運用SolidWorks 軟件建立工作裝置的三維模型，并將模型映射到Cosmos motion 插件中進行運動和動力學仿真研究，通過對仿真曲線的分析，可得知所設計裝載機工作裝置的性能響應情況。該設計方法將提高裝載機的設計效率和質量。

1、裝載機工作裝置的設計要求

　　裝載機工作裝置的設計要求滿足如下性能：

　　(1)鏟斗舉升平動性能

　　鏟斗舉升平動性能是指鏟斗裝滿物料在動臂的舉升過程中，為了避免物料散落，要求連桿機構使鏟斗接近平動。在設計中要求鏟斗相對于水平面轉動角度≤10°。

　　(2)鏟斗自動放平性能

　　鏟斗自動放平性能是指鏟斗在最高位置卸載后，鏟斗由最高位置下放到地面時，鏟斗斗底要求與地面重合。

　　(3)高位卸載角度的要求

　　高位卸載角度的要求是指鏟斗在最高位置卸載時，為了使物料正常卸載，鏟斗斗底與水平面的夾角應≥45°。

　　除了以上性能外，由于工作裝置是由桿件構成的連桿機構，為了防止桿件在運動過程中出現死點和自鎖現象，各傳動構件之間傳動角應≥10°。2 各桿件長度及鉸接點位置的確定

　　裝載機的工作裝置主要由鏟斗、動臂、搖臂、連桿以及轉斗油缸和動臂油缸等組成。工作裝置作業過程中有4 種工況：插入工況Ⅰ、鏟裝工況Ⅱ、最高位置工況Ⅲ和高位卸載工況Ⅳ。根據裝載機的工作及相關設計規定要求，確定最大卸載高度、最小卸載距離和高位卸載角等。并采用AutoCAD 確定各桿件的長度及各桿件的鉸接點位置(見圖1)，具體步驟為：

　　(1)以鏟斗斗尖為坐標原點， 確立XOY 坐標系，并繪制鏟斗二維圖形;

　　(2)確定動臂與機架的鉸接點A，G 點是工作裝置在低位工況(即工況Ⅰ和工況Ⅱ)時動臂和鏟斗的鉸接點，G′點是工作裝置在高位工況(即工況Ⅲ和Ⅳ)時動臂和鏟斗的鉸接點。G 和G′點同在以A點為圓心，動臂AG 長為半徑的圓弧上，所以A 點必在GG′的垂直平分線上。A 點的高度越低，整機工作的穩定性越好;

　　(3)連桿與鏟斗和搖臂的2 個鉸接點F、E 的確定。要求連桿與搖臂的鉸接點E 在收斗狀態時不能與前橋相碰，且傳動角不能<10°。當傳動角取20°，最小離地高度取350 mm 時，由作圖知，1 270 mm<BE<1 300 mm，BE=1 280 mm。

圖1 裝載機工作裝置的4 個工作位置

Ⅰ. 插入工況Ⅱ. 鏟裝工況Ⅲ. 最高位置工況Ⅳ. 高位卸載工況

5、結語

　　通過對裝載機工作裝置各桿件的尺寸確定和三維建模以及運動學和動力學仿真分析，輸出了裝載機工作裝置的運動位移和受力曲線，可以有效地分析裝載機工作裝置的性能響應情況，同時為其他類機械設計提供了技術借鑒。利用SolidWorks 軟件進行產品的設計與仿真， 對現代企業節約成本、加快產品投放市場速度具有重要的意義。