伸縮升降臺伸縮系統(tǒng)設計

27頁 10000字數(shù)+論文說明書+任務書+10張CAD圖紙【詳情如下】

PROE三維圖.zip

任務書.doc

伸縮升降臺伸縮系統(tǒng)設計論文.doc

墊塊.dwg

導向軸.dwg

總體圖.dwg

支撐塊.dwg

支撐桿.dwg

板料.dwg

法蘭墊片.dwg

蓋板.dwg

結構架.dwg

連接塊.dwg

零件圖.dwg

伸縮升降臺伸縮系統(tǒng)設計

目錄

1. 國內(nèi)外伸縮升降臺的發(fā)展形勢 1

1.1國外伸縮升降臺的發(fā)展形勢 1

1.2國內(nèi)伸縮升降臺的發(fā)展形勢 2

1.3 課題研究的目的意義及主要內(nèi)容 3

1.3.1 課題研究的目的意義 3

1.3.2 課題研究的主要內(nèi)容 3

2 伸縮升降臺的應用及其受力分析的討論 3

2.1伸縮升降臺的二種結構形式 3

2.2 伸縮升降臺機構的位置參數(shù)計算 4

2.3伸縮升降臺機構的動力參數(shù)計 6

2.4 針對性比較小實例： 6

2.5伸縮升降臺機構中分析 7

2.5.1問題的提出： 7

2.5.2兩種布置方式的分析和比較： 8

3臺板與叉桿的設計計算 20

3.1確定叉桿的結構材料及尺寸 20

3.2橫軸的選取 22

4 伸縮升降臺基于三維虛擬制造與運動仿真 24

4.1 建模 24

4.1.1支撐桿 24

4.1.2長橫桿 24

4.1.3短橫桿 25

4.1.4導向軸 25

4.1.5連接桿 25

5.1.6平臺 26

5.1.7機座 26

5.2 裝配 27

4.3 仿真 27

4.3.1工作表 27

4.3.2運動曲線 28

4.3.3創(chuàng)建連桿 28

4.3.4創(chuàng)建運動副 28

5 伸縮升降臺數(shù)學模型的建立 29

5.1 伸縮升降臺簡介 29

5.2 伸縮升降臺的模塊劃分 30

5.3 伸縮升降臺數(shù)學模型分析 30

5.3.1虛位移原理 30

5.3.2單桿的運動分析 31

結    論 35

致    謝 36

參考文獻 37

摘    要

    長期以來伸縮升降臺的研制一直采用傳統(tǒng)的方法，它的生產(chǎn)周期長，物理樣機制造成本高，而且當產(chǎn)品制出后，經(jīng)常會出現(xiàn)部件、零部件之間相互干涉，而無法裝配等問題。本文介紹了應用美國公司進行伸縮升降臺單體虛擬制造和運動仿真的過程。利用對建立的伸縮升降臺單體的各零部件三維實體模型進行約束和連接裝配，形成伸縮升降臺單體整體裝配，然后通過軟件進行運動仿真，仿真結果表明，可以利用該仿真平臺對伸縮升降臺進行性能和結構設計分析，這種方法提高了伸縮升降臺設計的效率和準確性，具有一定的實用價值，為將來樣機實驗奠定了基礎。

關鍵詞：虛擬樣機技術；仿真；伸縮升降臺 

                              Abstract:

    Since long ago the elevator development always uses traditional the method, its production cycle is long, the physical prototype production cost is high, moreover after product generating, can appear between frequently the part, the spare part interferes mutually, but is unable to assemble and so on the questions. This article introduced software carries on the elevator monomer hypothesized manufacture and the movement simulation process using American .. Carries on the restraint and the connection assembly using GU to the establishment elevator monomer various spare parts three dimensional full-scale mockup, forms the elevator monomer whole assembly, then inducts throh connection software  to carry on the movement simulation, the simulation result indicated, This method enhanced the efficiency and the accuracy which the precision planter designs, has certain practical value, will be the future prototype experiment has laid the foundation.

Key word： Virtual prototyping;  simulation ; Elevat 

1. 國內(nèi)外伸縮升降臺的發(fā)展形勢

1.1國外伸縮升降臺的發(fā)展形勢

    對垂直運送的需求與人類的文明一樣久遠，最早的伸縮升降臺使用人力、畜力和水力來提升重量。升降裝置直到工業(yè)革命前都一直依靠這些基本的動力方式。 

　　古希臘時，阿基米德開發(fā)了經(jīng)過改進的用繩子和滑輪操作的升降裝置，它用絞盤和杠桿把提升繩纏繞在繞線柱上。 

　　公元80年，角斗士和野生動物乘坐原始的伸縮升降臺到達羅馬大劇場中競技場的高度。 

　　中世紀的紀錄包括無數(shù)拉升升降裝置的人和為孤立地點進行供給的圖案。其中最著名的是位于希臘的圣巴拉姆修道院的伸縮升降臺。這個修道院位于距離地面大約61米高的山頂上，提升機使用籃子或者貨物網(wǎng)，運送人員與貨物上下。 

　　1203年，位于法國海岸邊的一座修道院的伸縮升降臺安裝于使用一個巨大的踏輪，由毛驢提供提升的動力，通過把繩子纏繞在一個巨大的柱子上，負重就被提升了起來。 

　　18世紀，機械力開始被用于伸縮升降臺的發(fā)展。1743年，法國路易十五授權在凡爾賽的私人宮殿安裝使用平衡物的人員伸縮升降臺。

　　1833年，一種使用往復桿的系統(tǒng)在德國哈爾茨山脈地區(qū)升降礦工。

　　1835年，一種被稱為“絞盤機”的用皮帶牽引的伸縮升降臺安裝在英國的一家工廠。

　　1846年，第一部工業(yè)用水壓式伸縮升降臺出現(xiàn)。然后其他動力的升降裝置緊跟著很快出現(xiàn)了。

　　1854年，美國技工奧蒂斯發(fā)明了一個棘輪機械裝置，在紐約貿(mào)易展覽會上展示了安全伸縮升降臺。　

　　1889年，埃菲爾鐵塔建塔時安裝了以蒸汽為動力的伸縮升降臺，后改用電梯。

　　1892年，智利阿斯蒂列羅山的升降設備建成，直到現(xiàn)在，15臺伸縮升降臺仍然使用著110多年前的機械設備。

　　目前，瑞士格勞賓登州正在興建的“圣哥達隧道”是一條從阿爾卑斯山滑雪勝地通往歐洲其他國家的地下鐵路隧道，全長57公里，預計2016年建成通車。在距地面大約800米的“阿爾卑斯”高速列車站，將興建一個直接抵達地面的伸縮升降臺。建成后，它將是世界上升降距離最長的一部伸縮升降臺了。旅客通過伸縮升降臺抵達地面后，便可搭乘阿爾卑斯冰河觀光快速列車，兩個小時后就能到達山上的度假村了。汽車舉升機在世界上已經(jīng)有了70年歷史。1925年在美國生產(chǎn)的第一臺汽車舉升機，它是一種由氣動控制的單柱舉升機，由于當時采用的氣壓較低，因而缸體較大；同時采用皮革進行密封，因而壓縮空氣驅(qū)動時的彈跳嚴重且又不穩(wěn)定。直到10年以后，即1935年這種單柱舉升機才在美國以外的其它地方開始采用。

1966年，一家德國公司生產(chǎn)出第一臺雙柱舉升機，這是舉升機設計上的又一突破性進展，但是直到1977這種舉升機才在德國以外的其它國家出現(xiàn)?，F(xiàn)在雙柱舉升機在市場上以占據(jù)牢固的地位，其銷量還在持續(xù)增長。它和四柱舉升機相比，既有優(yōu)點

1.2國內(nèi)伸縮升降臺的發(fā)展形勢

國升降機行業(yè)從僅能對升降機進行簡單的維護、保養(yǎng)，逐步發(fā)展成為集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、安裝、服務五位一體的高新科技產(chǎn)業(yè)。據(jù)統(tǒng)計，2004年底，中國大陸的在用升降機總數(shù)已達651794臺。

　　有關專家曾表示，我國已超過日本成為世界最大的新裝升降機市場。由于房地產(chǎn)業(yè)、城市公共建設等產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，預計未來10年，我國的升降機市場仍將保持每年20%的遞增速度，年平均銷售額至少500億美元。

　　2006年，中國巨大的升降機市場吸引了全世界幾乎所有升降機企業(yè)的關注，中國國際升降機展在廊坊成功舉辦，為全球升降機企業(yè)展示、交流提供了平臺。2006年全球升降機市場銷售額為300億歐元，其中中國市場銷售額占33%，在全球銷售額中名列前茅。

　　2007年，隨著中國房地產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，升降機市場需求不斷擴大，外資品牌主導中國升降機市場，國內(nèi)品牌保持了發(fā)展的強勁勢頭同時中國升降機產(chǎn)品的結構調(diào)整速度加快，2006—2007中國升降機產(chǎn)量雖然略有波動，但仍保持良好的發(fā)展勢頭。

　　2008年，中國的升降機市場被世界看好，隨著中國升降機產(chǎn)業(yè)的不斷成熟，對升降機技術要求越來越高，升降機價格競爭也越演越烈。2008年4 月中國國展升降機展在廊坊盛大開幕，再次為全球升降機企業(yè)提供交流發(fā)展平臺，展會其間各大升降機企業(yè)，如：日立、東芝、永大等不僅展出了先進的產(chǎn)品和技術，現(xiàn)場活動也都各具特色，各各方面都彰顯升降機行業(yè)繁榮景象。

　　然而，08年8月受美國次貸危機的影響,全球經(jīng)濟市場出現(xiàn)內(nèi)需萎縮。在中國本土市場，受房地產(chǎn)下滑，以及各種不利因素影響，直接降低了升降機市場的增幅，中國升降機市場風光大減。中國本土的升降機企業(yè)正經(jīng)受著考驗，迎來了中國升降機發(fā)展史上第一個嚴冬，各大、中、小升降機企業(yè)為度過這個嚴冬都做出了最大的努力。這個冬天雖然冷,但對加速中國升降機行業(yè)整合，提高企業(yè)競爭力，進一步適應國際市場是一種積極的推進。

　　縱觀中國升降機業(yè)發(fā)展歷程，升降機企業(yè)在飛速發(fā)展，不論是技術革新、企業(yè)規(guī)模、管理方法，中國升降機企業(yè)的競爭力在加強?，F(xiàn)在的局勢正是對中國本地升降機企業(yè)最嚴峻考驗，有專家分析，全球金融危機雖然在短期內(nèi)為中國經(jīng)濟增長帶來了負面影響，但長期來看，卻不失為一次機遇與挑戰(zhàn)并存的戰(zhàn)略性轉(zhuǎn)折機會。企業(yè)需要理性的思索，并通過提高戰(zhàn)略能力來掌控未來。

1.3 課題研究的目的意義及主要內(nèi)容

1.3.1 課題研究的目的意義

  運動仿真是/CAE（Computer Aided Engineering）模塊中的主要部分，它能對任何二維或三維機構進行復雜的運動學分析、動力分析和設計仿真。通過/Modeling的功能建立一個三維實體模型，利用/Motion的功能給三維實體模型的各個部件賦予一定的運動學特性，再在各個部件之間設立一定的連接關系既可建立一個運動仿真模型。/Motion的功能可以對運動機構進行大量的裝配分析工作、運動合理性分析工作，諸如干涉檢查、軌跡包絡等，得到大量運動機構的運動參數(shù)。通過對這個運動仿真模型進行運動學或動力學運動分析就可以驗證該運動機構設計的合理性，并且以利用圖形輸出各個部件的位移、坐標、加速度、速度和力的變化情。

結    論

在眾多CAD軟件中以其強大的參數(shù)化建模功能及強大的裝配功能，在三維實體建模領域得到了廣泛應用。在眾多的CAE軟件中ADAMS 以其強大的運動學、動力學分析功能在眾多工程領域里獲得了廣泛的應用。在虛擬樣機技術中，則采用強強聯(lián)合的方式，應用在各自領域的強大功能，相互補充，形成極強的虛擬樣機軟件組合。極大的推動了虛擬樣機技術的發(fā)展。

本次設計通過建立伸縮升降臺機的三維實體模型，對建立的伸縮升降臺機單體的各零部件三維實體模型進行約束和連接裝配，形成伸縮升降臺機單體整體裝配。用中嵌入的ADAMS進行伸縮升降臺機單體的動力學仿真，解決了模型傳遞過程了遇到的問題，以及在仿真過程中遇到的各種問題，并對仿真結果受力數(shù)據(jù)進行了對比分析，得出伸縮升降臺測量數(shù)據(jù)。結果表明，此方法有助于提高伸縮升降臺機的設計和產(chǎn)品性能。

虛擬仿真設計和傳統(tǒng)的機械設計相比節(jié)省制造實體樣機的時間和費用，并可有效縮短樣機調(diào)試時間，從而縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期。因此虛擬樣機技術是產(chǎn)品研發(fā)的發(fā)展趨勢，是現(xiàn)代機械設計方法的趨勢。致謝

首先我要感謝我的指導老師，她在每一個階段耐心和悉心的教導我，并且嚴格的要求我，她治學嚴謹和認真的科學態(tài)度使我學習到除了知識以外的很多東西。還要感謝農(nóng)機班的范建民同學在我運動仿真處對我進行了關鍵的指導。

經(jīng)過這四個月的畢業(yè)設計，看著自己做出自己的東西，一種喜悅和成就感充塞于胸中，這段時間我對學過的很多知識有了進一步認識和回顧。另外對建模和運動仿真進行了一個初步的學習，認識到運動仿真對現(xiàn)在的工業(yè)等很多行業(yè)的作用。

最后感謝我的母校黑龍江八一農(nóng)墾大學，是她給我提供了大學四年的學習機會，使我在學到文化知識和專業(yè)技能的同時結識了眾多的良師益友，這些將是我一生中一筆寶貴的財富。

參考文獻

[1]　王裕清，韓成石. 液壓傳動與控制技術. 北京:煤炭工業(yè)出版社,1997.

[2]  廖嘉璞，液壓傳動. 北京:北京航空航天大學出版社,1997.

[3]　王秀彥，蔡勝利. 升降式工作臺的液壓系統(tǒng)設計. 液壓傳動,1999,3.

[4]  魏發(fā)孔.，水平驅(qū)動剪刀撐樂池升降機的動力性能研究.甘肅工業(yè)大學學報,1997 .

[5]  管萍, 張風池. 基于神經(jīng)網(wǎng)絡控制的交流異步電機定位系統(tǒng),2001.

[6]  北京機械工業(yè)學院學報,2000 ,15.

[7]  郭華，舞臺機械設備控制系統(tǒng)上位機監(jiān)控軟件的實現(xiàn)計算機自動測量與控制,2001 ,9.

[8]  陽憲惠. 現(xiàn)場總線技術及應用.北京:清華大學出版社,1999.

[9]　閻士杰，劉北，孫金根.基于PROFIBUS2DP 的變頻器控制系統(tǒng). 基礎自動化,1999 ,6 .

[10]  陳在平,趙相賓.可編程序控制器技術與應用系統(tǒng)設計.北京:機械工業(yè)出版社,2002.

[11]  張燕賓. 變頻調(diào)速應用實踐.北京.機械工業(yè)出版社,2002.

[12]  吳軍主編,氣動工程手冊.北京.國防工業(yè)出版社,1995.

[13]  樊錦波等,車抗移動式液壓舉升機的設計計算.機床與液壓,2002.

[14]  雷天覺主編,新編液壓工程手冊.北京.北京理工大學出版社,1998.

[15]  [美] MSC.Softwate 著.刑俊問,陶永忠譯.MSC. AD-AMS/View.北京:清華大學出版,2004.

[16]  HU Jun-an ，F(xiàn)ormulation of Neural Network Model for the Auto Lift's Vertical Prop，       

2001.4

[17]  WEI Jian ，ication of PLC in Underground Two-Double Structure Surface Garage，    

2006.11

[18]  CHEN You-nan，HU Jun-an，F(xiàn)ormulation of Neural Network Model for the Auto Lift's Vertical Prop， 2001.4