1、 萬方數(shù)據(jù)有設(shè)計輸入ll電動清掃車總體設(shè)計參數(shù)配總體設(shè)計階段建立主模型口始模型建j配基礎(chǔ)設(shè)計階建立模型裝配基準建立模型裝配層次建立模型裝配區(qū)域建立模型裝配約束建立電動清掃車零部件裝配設(shè)計l基礎(chǔ)裝配I書抽有尢擬裝配詳細設(shè)計階段l完成電動清掃車零部件模型及細節(jié)設(shè)計圖1虛擬裝配技術(shù)設(shè)計流程階段,完成初步的總體布局,主要包括:建立電動清掃車主模型空間和進行電動清掃車初步的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)總體布局(圖2。懣簿圖2電動清掃車總布置方案如圖2所示,綜合考慮兩個方案,第二個方案載荷分布更合理,而且考慮到垃圾箱的進出更方便,最終決定采取第二個方案。基礎(chǔ)設(shè)計階段為電動清掃車設(shè)計開發(fā)的主要階段,基本完成電動清掃車的零部件

2、裝配建模設(shè)計,主要包括:電動清掃車零部件模型空間分配(虛擬裝配區(qū)域和虛擬裝配層次的劃分;具體零部件模型定義,包括建立三維實體模型和裝配約束;進行靜態(tài)干涉檢驗,保證電動清掃車零部件三維靜態(tài)模型不發(fā)生干涉。詳細設(shè)計階段則為電動清掃車設(shè)計開發(fā)的完善階段,完成電動清掃車裝配建模的最終設(shè)計。主要包括:完成電動清掃車裝配建模的最終設(shè)計;進行電動清掃車零部件上海汽車2009.05三維模型的最終虛擬裝配;進行動態(tài)干涉檢驗,保證電動清掃車運動無干涉夸2.2小型電動清掃車虛擬裝配技術(shù)應(yīng)用清掃車采用掃吸結(jié)合式的工作原理,與之對應(yīng)的結(jié)構(gòu)件為盤刷系統(tǒng)、滾刷系統(tǒng)和濾清系統(tǒng),在清掃過程中以掃為主,以吸為輔,掃吸結(jié)合,即盤刷

3、首先將垃圾掃到滾刷覆蓋范圍內(nèi),隨后滾刷的旋轉(zhuǎn)運動將垃圾以拋物線的形式拋人車尾,與此同時,風(fēng)機在濾清箱內(nèi)產(chǎn)生負壓,讓垃圾順利進入垃圾箱內(nèi)。在清掃車停止工作后,需要開啟振動電機,讓吸附在濾網(wǎng)上的灰塵振落在垃圾箱中。但由于盤刷的旋轉(zhuǎn)運動,很容易產(chǎn)生二次揚塵現(xiàn)象。為此,在滾刷倉上開了兩個tJ,TL,由風(fēng)機產(chǎn)生的負壓將揚起的塵土吸人滾刷倉。試驗表明,此結(jié)構(gòu)在清掃車工作過程中能很好地克服二次揚塵現(xiàn)象。在電動清掃車研發(fā)的初期階段,要從概念設(shè)計開始,建立電動清掃車主模型空間,劃分主要的部件和機構(gòu),進行產(chǎn)品初步的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)總體布局。主模型可以保證電動清掃車零部件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)完整一致,實現(xiàn)CAD/CAE/CAM系統(tǒng)的

4、高度集成,為協(xié)同設(shè)計和并行工程打下良好的基礎(chǔ),這也是實現(xiàn)自頂向下設(shè)計的前提條件。圖3為電動清掃車主模型。圖3電動清掃車主模型電動清掃車是由具有層次關(guān)系的零部件組成的復(fù)雜系統(tǒng)。在整車虛擬裝配中,一個裝配體可以分解為多個子裝配體和若干個零件,一個子裝45配一覆一一出 翼磊萬方數(shù)據(jù)配體又可以分解為下一層的子裝配體和若干個零件。這個過程實際就是一個自上而下的設(shè)計過程。在電動清掃車結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)用中,通過分級式多叉樹狀結(jié)構(gòu)來描述,即按零部件間設(shè)計的邏輯依附關(guān)系來確定各模型間的父子關(guān)系,從而實現(xiàn)裝配設(shè)計層次的劃分,如圖4所示。清掃奎總成路系統(tǒng)總成車架lH滾刷倉焊接總成刷驅(qū)動機構(gòu)總板連桿機構(gòu)總塑婆豎坌璺壁I重亟

5、困霸硬蒎蕊主塞圖4電動清掃車裝配結(jié)構(gòu)樹裝配約束管理是電動清掃車設(shè)計開發(fā)中的重要一環(huán),它直接和隨后的靜、動態(tài)干涉檢驗息息相關(guān)。裝配約束管理能確保設(shè)計的模型具有設(shè)計工程師所定義的正確關(guān)系,如平行、共軸或共面等。通過約束管理,可使電動清掃車設(shè)計或改進、改型設(shè)計等重復(fù)過程中零部件模型特定的裝配關(guān)系或約束得以保存,而與對模型所進行的修改無關(guān)。圖5為建立裝配約束后,電動清掃車的總裝配圖。46圖5電動清掃車總裝配圖在電動清掃車盼總裝配完成后,需要進行靜態(tài)和動態(tài)干涉檢驗。在電動清掃車整車設(shè)計中,設(shè)計工作量很大,其間的零部件數(shù)量和種類也很多,因此進行靜態(tài)干涉是非常有必要的第一步。靜態(tài)干涉檢驗是對電動清掃車零部件

6、設(shè)計進行評估,在確定裝配結(jié)構(gòu)和總體設(shè)計后,進行零件細化設(shè)計,在裝配過程中靜態(tài)檢驗零部件之間的干涉、間隙等,并根據(jù)檢驗結(jié)果對零部件進行設(shè)計修改,從而得到正確的設(shè)計。接下來的動態(tài)干涉分析主要步驟是:定義運動機構(gòu)骨架模型;創(chuàng)建運動機構(gòu);添加各種對應(yīng)的運動副;添加固定零部件;根據(jù)需要添加輔助模型;運動仿真;定義相應(yīng)的實體模型到對應(yīng)的骨架;進行相關(guān)分析。通過動態(tài)的干涉分析,可以檢查盤刷、滾刷、垃圾斗進出、驅(qū)動輪轉(zhuǎn)向和車架以及車身之間是否干涉。對發(fā)生干涉的零部件可以在零件模塊下直接進行修改,由于CATIA具有單一的數(shù)據(jù)庫,只要更改3D實體的尺寸值或變更參數(shù),即能立刻改變3D實體的形狀,2D工程圖-的形狀和

7、尺寸也隨之自動做相應(yīng)的變更,進而使清掃車裝配圖即刻也會做出新的變更,直到不再發(fā)生干涉為止。動態(tài)干涉檢驗是對電動清掃車可裝配性進行評估,在產(chǎn)品裝配過程中,根據(jù)零部件的裝配路徑、裝配關(guān)系和約束條件,進行裝配姿態(tài)調(diào)整、修改,對電動清掃車電子樣機進行運動機構(gòu)定義,完成機構(gòu)運動模擬運算,輸出結(jié)果,直至得到正確的設(shè)計。3結(jié)語通過對電動清掃車的虛擬裝配與運動仿真設(shè)計,基本完成結(jié)構(gòu)創(chuàng)建和干涉分析及零部件優(yōu)化,為電動清掃車后續(xù)的動力學(xué)分析、有限元建模及強度模態(tài)分析等計算機分析研究奠定了堅實的基礎(chǔ)。由此可知在產(chǎn)品開發(fā)中運用虛擬裝配技術(shù)可以縮短產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)周期,降低成本,使之能夠快速響應(yīng)市場變化,提高產(chǎn)品的競爭力。上海汽車2009.