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平地机是一种以刮土铲刀为主，配有其它多种可换工作装置，在土方工程中进行整形及平整作业的筑路机械。其结构形式以自行式、液压操纵为主，刮土铲刀比推土机推土铲刀具有更大的灵活性，可同时完成铲土、移土及卸土工序，是一种连续作业的多用途的铲土运输机械。工作装置包括回转铲刀、松土耙、前推土板和重型松土器。其外形如图1所示(下图为中联重科生产的PY190平地机外形图)：
图1 PY190平地机外形(主要部件)
1、前机架；2、铲刀摆动油缸；3、摆架总成；4、左(右)升降油缸；5、松土器总成；6、松土器油缸；7、平衡箱总成；8、铲刀；9、回转圈；10、牵引架；11、推土板；12、推土板油缸
在工作装置中，松土耙和推土板主要通过松土器油缸和推土板油缸控制。铲刀为主要工作装置，其运动由回转圈、左(右)升降油缸和铲刀摆动油缸等控制，其作业方式的多样化决定了其运动的复杂性和操作的难度大。因此，在三维建模设计完成后，对其机构进行仿真，其意义在于：
（1）检验机构的运动状态能否达到设计要求；
（2）检验机构在运动过程中，各运动构件之间、运动构件与机架之间是否会互相干涉，从而及时修改，避免在实际装配和试验过程中发现问题。造成不必要的经济损失；
（3）平地机的工作机构具有非常复杂的空间运动。实际上，靠常规试验手段要测出各零部件的运动状态、速度、加速度是非常困难的。而应用I-DEAS软件的仿真分析模块可作到这一点，这对我们进行机构优化设计提供了很好的帮助。
本设计项目采用I-DEAS软件，设计的内容还包括整体外观工艺美术造型设计和结构件的有限元分析等。由于时间关系，本文仅着重讨论平地机机构仿真应用，其他内容将在另外有关报告中阐述。
2 平地机机构仿真运动模型的建立
平地机机构仿真包括工作机构的仿真和平地机驱动机构的运动仿真，其过程为：
（1）完成平地机各大部件中各个零件的实体模型建立。针对平地机零部件比较多的特点，整个建模过程采用TEAM管理，即将平地机各零部件的建模分散到课题组各个成员，并用一台配制比较好的电脑作为服务器，零部件建模完成后入库(check out)并装配起来，进行干涉检查，将检查结果反馈给各部件设计人员，修改后，只需更新库内的部件(Update from library)，最后形成完备的、正确的平地机总装配；
（2）在装配模块中用“Join all”命令将所装配的各部件结合形成一个与装配等同的零件；
（3）在设计模块中建立一个适当的长方体作为“ground”，并装配到平地机总装配中；
（4）在I-DEAS机构设计模块中完成各个所结合零件之间的数据关系。首先“Create ground”，然后在后机架、前桥、平衡箱、前机架与地基之间建立移动副，并将各移动副耦合，设置速度比为1：1。其余的零件与零件之间也用适当的运动副连接。在该运动模型中，共建立了37个运动副，其中包括12个移动副、20个旋转副、4个球绞副和1个接地副。如图2所示：
图2 PY190平地机机构仿真各主要部件数据关系图
（5）平地机驱动机构主要是齿轮传动减速机构和链条传动机构，牵涉到的运动部件数量非常多。为此，共建立了47个运动副，其中旋转副22个、齿轮副13个、耦合12对。其模型和数据关系如图3、图4所示：
图3 后桥三维模型图
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