毕业设计（论文）-便携式小型双桅杆升降平台设计.docx

便携式小型双桅杆升降平台设计目录1 .国内外升降平台的发展形势1Ll国外升降平台的发展形势1L2国内升降平台的发展形势21.3课题研究的目的意义及主要内容21.3.1 课题研究的目的意义21.3.2 课题研究的主要内容32双桅杆升降平台的应用及其受力分析的讨论32.1双桅杆升降平台的二种结构形式32.2双桅杆升降平台机构的位置参数计算42.3双桅杆升降平台机构的动力参数计42.4针对性比较小实例：42.5双桅杆升降平台机构中分析42.5.1问题的提出：52. 5.2两种布置方式的分析和比较：53台板与叉杆的设计计算62.1 确定叉杆的结构材料及尺寸83. 2横轴的选取94升降平台基于三维虚拟制造与运动仿真104. 1建模105. 1.1支撑杆106. 1.2长横杆1041.3短横杆111. 1.4导向轴114. L5连接杆125. L6平台126. 1.7机座127. 2装配138. 3仿真149. 3.1工作表1410. .2运动曲线1411. 3.3创建连杆1412. 3.4创建运动副145双桅杆升降平台数学模型的建立1513. 1双桅杆升降平台简介1513.1 降平台的模块划分1613.2 降平台数学模型分析175.3.1虚位移原理165.3.2单杆的运动分析20结论21致谢22参考文献23长期以来升降平台的研制一直采用传统的方法，它的生产周期长，物理样机制造成本高，而且当产品制出后，经常会出现部件、零部件之间相互干涉，而无法装配等问题。本文介绍了应用美国公司进行升降平台单体虚拟制造和运动仿真的过程。利用对建立的升降平台单体的各零部件三维实体模型进行约束和连接装配，形成升降平台单体整体装配，然后通过软件进行运动仿真，仿真结果表明，可以利用该仿真平台对升降平台进行性能和结构设计分析，这种方法提高了升降平台设计的效率和准确性，具有一定的实用价值，为将来样机实验奠定了基础。关键词：虚拟样机技术；仿真；升降平台Abstract:Sincelongagotheelevatordevelopmentalwaysusestraditionalthemethod,itsproductioncycleislong,thephysicalprototypeproductioncostishigh,moreoverafterproductgenerating,canappearbetweenfrequentlythepart,thesparepartinterferesmutually,butisunabletoassembleandsoonthequestions.ThisarticleintroducedsoftwarecarriesontheelevatormonomerhypothesizedmanufactureandthemovementsimulationprocessusingAmerican.CarriesontherestraintandtheconnectionassemblyusingGUtotheestablishmentelevatormonomervarioussparepartsthreedimensionalfull-scalemockup,formstheelevatormonomerwholeassembly,theninductsthrohconnectionsoftwaretocarryonthemovementsimulation,thesimulationresultindicated,Thismethodenhancedtheefficiencyandtheaccuracywhichtheprecisionplanterdesigns,hascertainpracticalvalue,willbethefutureprototypeexperimenthaslaidthefoundation.Keyword:Virtualprototyping;simulation;Elevat1 .国内外升降平台的发展形势1.1 国外升降平台的发展形势对垂直运送的需求与人类的文明一样久远，最早的升降平台使用人力、畜力和水力来提升重量。升降装置直到工业革命前都一直依靠这些基本的动力方式。古希腊时，阿基米德开发了经过改进的用绳子和滑轮操作的升降装置，它用绞盘和杠杆把提升绳缠绕在绕线柱上。公元80年，角斗土和野生动物乘坐原始的升降平台到达罗马大剧场中竞技场的高度。中世纪的纪录包括无数拉升升降装置的人和为孤立地点进行供给的图案。其中最著名的是位于希腊的圣巴拉姆修道院的升降平台。这个修道院位于距离地面大约61米高的山顶上，提升机使用篮子或者货物网，运送人员与货物上下。1203年，位于法国海岸边的一座修道院的升降平台安装于使用一个巨大的踏轮，由毛驴提供提升的动力，通过把绳子缠绕在一个巨大的柱子上，负重就被提升了起来。18世纪，机械力开始被用于升降平台的发展。1743年，法国路易十五授权在凡尔赛的私人宫殿安装使用平衡物的人员升降平台。1833年，一种使用往复杆的系统在德国哈尔茨山脉地区升降矿工。1835年，一种被称为“绞盘机”的用皮带牵引的升降平台安装在英国的一家工厂。1846年，第一部工业用水压式升降平台出现。然后其他动力的升降装置紧跟着很快出现了。1854年，美国技工奥蒂斯发明了一个棘轮机械装置，在纽约贸易展览会上展示了安全升降平台。1889年，埃菲尔铁塔建塔时安装了以蒸汽为动力的升降平台，后改用电梯。1892年，智利阿斯蒂列罗山的升降设备建成，直到现在，15台升降平台仍然使用着110多年前的机械设备。目前，瑞士格劳宾登州正在兴建的“圣哥达隧道”是一条从阿尔卑斯山滑雪胜地通往欧洲其他国家的地下铁路隧道，全长57公里，预计2016年建成通车。在距地面大约800米的“阿尔卑斯”高速列车站，将兴建一个直接抵达地面的升降平台。建成后，它将是世界上升降距离最长的一部升降平台了。旅客通过升降平台抵达地面后，便可搭乘阿尔卑斯冰河观光快速列车，两个小时后就能到达山上的度假村了。汽车举升机在世界上已经有了70年历史。1925年在美国生产的第一台汽车举升机，它是一种由气动控制的单柱举升机,由于当时采用的气压较低，因而缸体较大；同时采用皮革进行密封，因而压缩空气驱动时的弹跳严重且又不稳定。直到10年以后，即1935年这种单柱举升机才在美国以外的其它地方开始采用。1966年，一家德国公司生产出第一台双柱举升机，这是举升机设计上的又一突破性进展，但是直到1977这种举升机才在德国以外的其它国家出现。现在双柱举升机在市场上以占据牢固的地位，其销量还在持续增长。它和四柱举升机相比，既有优点1.2 国内升降平台的发展形势国升降机行业从仅能对升降机进行简单的维护、保养，逐步发展成为集研发、生产、销售、安装、服务五位一体的高新科技产业。据统计，2004年底，中国大陆的在用升降机总数已达651794台。有关专家曾表示，我国已超过日本成为世界最大的新装升降机市场。由于房地产业、城市公共建设等产业发展迅速，预计未来10年，我国的升降机市场仍将保持每年20%的递增速度，年平均销售额至少500亿美元。2006年，中国巨大的升降机市场吸引了全世界几乎所有升降机企业的关注，中国国际升降机展在廊坊成功举办，为全球升降机企业展示、交流提供了平台。2006年全球升降机市场销售额为300亿欧元，其中中国市场销售额占33%,在全球销售额中名列前茅。2007年，随着中国房地产业的迅猛发展，升降机市场需求不断扩大，外资品牌主导中国升降机市场，国内品牌保持了发展的强劲势头同时中国升降机产品的结构调整速度加快，20062007中国升降机产量虽然略有波动，但仍保持良好的发展势头。2008年，中国的升降机市场被世界看好，随着中国升降机产业的不断成熟，对升降机技术要求越来越高，升降机价格竞争也越演越烈。2008年4月中国国展升降机展在廊坊盛大开幕，再次为全球升降机企业提供交流发展平台，展会其间各大升降机企业，如：日立、东芝、永大等不仅展出了先进的产品和技术，现场活动也都各具特色，各各方面都彰显升降机行业繁荣景象。然而，08年8月受美国次贷危机的影响,全球经济市场出现内需萎缩。在中国本土市场，受房地产下滑，以及各种不利因素影响，直接降低了升降机市场的增幅，中国升降机市场风光大减。中国本土的升降机企业正经受着考验，迎来了中国升降机发展史上第一个严冬，各大、中、小升降机企业为度过这个严冬都做出了最大的努力。这个冬天虽然冷，但对加速中国升降机行业整合，提高企业竞争力，进一步适应国际市场是一种积极的推进。纵观中国升降机业发展历程，升降机企业在飞速发展，不论是技术革新、企业规模、管理方法，中国升降机企业的竞争力在加强。现在的局势正是对中国本地升降机企业最严峻考验，有专家分析，全球金融危机虽然在短期内为中国经济增长带来了负面影响，但长期来看，却不失为一次机遇与挑战并存的战略性转折机会。企业需要理性的思索，并通过提高战略能力来掌控未来。1.3 课题研究的目的意义及主要内容1.3.1 课题研究的目的意义运动仿真是/CAE(ComputerAidedEngineering)模块中的主要部分，它能对任何二维或三维机构进行复杂的运动学分析、动力分析和设计仿真。通过/Modeling的功能建立一个三维实体模型，利用/Motion的功能给三维实体模型的各个部件赋予一定的运动学特性,再在各个部件之间设立一定的连接关系既可建立一个运动仿真模型。/Motion的功能可以对运动机构进行大量的装配分析工作、运动合理性分析工作，诸如干涉检查、轨迹包络等,得到大量运动机构的运动参数。通过对这个运动仿真模型进行运动学或动力学运动分析就可以验证该运动机构设计的合理性，并且以利用图形输出各个部件的位移、坐标、加速度、速度和力的变化情。1.3.2 课题研究的主要内容1、对升降平台工艺结构的设计2、实现升降平台零件的建模3、实现升降平台的装配4、实现注升降平台的运动仿真综合以上所述，本课题主要研究的重点是根据升降平台的三维模型，基于完升降平台的设计及建模过程。并实现相应的运动仿真。在此基础上，对相应的结构进行结构分析，认识并了解相应的机构功能。并确定模具总体参数及机构型式，定位方式和驱动方式，对模具工作部件的设计和计算。2双桅杆升降平台的应用及其受力分析的讨论2.1双桅杆升降平台的三种结构形式本讨论的目的通过分析气液动类的双桅杆升降平台机构特点，论述了设计时应注意的问题及其应用范围。气液动双桅杆升降平台具有制造容易、价格低廉、坚实耐用、便于维修保养等特点。在民航、交通运输、冶金、汽车制造等行业逐渐得到广泛应用。本设计中主要侧重于小型家用式的升降平台。在设计气液动双桅杆升降平台的过程中，一般我们会考虑如下二种设计方案，如简图2T所示：图2-1固定双桅杆机构，通过分析计算可知，平台的升降行程大于导向轴的行程，在应用过程中可以实现快速控制升降的目的，但不足之处是连接杆杆受到横向力的作用，影响密封件的使用寿命。而且连接杆杆所承受的载荷力要比实际平台上的载荷力要大的多。2.2双桅杆升降平台机构的位置参数计算CLSmj3CL(1-COS2/?)172H=cos=TTC(2-1)(2-2)上式中：H任意位置时升降平台的高度；C任意位置时较接点F到较接点G的距离;L支撑杆的长度；I支撑杆固定较支点A到较接点F的距离;T机架长度（A到G点的距离）；连接杆杆与线的夹角。以下相同。将（2-2）式代入（2T）式，并整理得(2-3)(24)乜=勺/_（匕）22CIITC设九二ClCO,=HIH0,代入（2-3）式得犯T2+(2C0)2-Z2172元=7"(三)2在（4）式中，H0升降平台的初始高度；C0导向轴初始长度。双桅杆升降平台机构的运动参数计算：%是F点的绝对速度；是B点绝对速度；电是AB支撑杆的速度；匕是导向轴连接杆平均相对速度；匕是升降平台升降速度。由图3可知:Vf=工V1=VfSin（+尸）=1lSin（O+0）,Vb=CO1L=,ISing+B）V2=Vbcosa=V1LcosaISin(O+B)(25)V2_LcosaV1sin(+尸)在（2-5）式中，V1导向轴连接杆平均相对运动速度；V2升降平台升降速度；支撑杆与线的夹角。以下相同。2.3双桅杆升降平台机构的动力参数计P是由推力，Q是升降平台所承受的重力载荷。通过分析机构受力情况并进行计算(过程省略)得出：升降平台上升时QrLcosa1“zcosorfsmax,Lcosa-b+fbtanabP=一：-+b+aam+(-+Jr-)(e);(26)/Sln(O+p)222cosa-fsnacosa升降平台下降时QrLcosa7“，cos。fsmax,Lcosa-b+fbtanabP=+b+fbtana+(+)()Isin(a+)222cosa-fsmacosa(2-6)式中，P推力；Q升降平台所承受的重力载荷；f滚动摩擦系数；b载荷Q的作用线到上平板左校支点M的距离。由于滚动轮与导向槽之间为滚动摩擦，摩擦系数很小(f=001),为简化计算，或忽略不计。3台板与叉杆的设计计算台板位于升降平台的最上部，是支撑件的组成部分。汽车能够在升降平台上平稳的停放就是台板起了关键的作用。在进行维修作业之前首先得驶上台板。需要说明的是台板并不是一个简单的钢板，而是在下面有滑道，因为升降平台叉杆臂上有滑轮，滑道的作用就是使滑轮在滑道内来回滑动，使升降平台完成举升和回落动作。下底板也如此，如下图。根据上面汽车尺寸参数，确定台板的长度为2600mm,宽度450mm,材料采用热轧钢板。其形状见图纸。需要说明的是台板并不是一个简单的钢板，而是在下面有滑道，因为升降平台叉杆臂上有滑轮，滑道的作用就是使滑轮在滑道内来回滑动，使升降平台完成举升和回落动作。叉杆是升降平台最主要的举升部件，是主要的受力机构。对其设计的成功与否关系到整个设计工作的成败，选材45号钢，热轧钢板。叉杆的外形图如图所示。3.1确定叉杆的结构材料及尺寸1.对支撑叉杆进行受力分析首先定义每根杆的名称编号,对于杆3、杆4的活动较联接在方向上除了摩擦力没有其它外力，所以可以忽略不计,现在只考虑其竖直方向上的受力就可以了。经过分析杆3的受力情况如图:计算其最大弯矩及轴向力:经力学分析，当升降平台处于最低位置，。=5时,-110.1No所受弯矩最大，如图。计算弯矩，由上图可转化成下图来分析:Psin(a+&)W一CQSa2W；sin+CQSah4图4-2由此图可知，杆1的最大弯矩在C点。经计算当。=5时，%有最大值，即拥有最大弯矩，同样此时也拥有最大的轴向力。首先将。=5,W=9800N,P=11.6W（P与W的关系值根据上述的公式P=.,"os：W求得）代入以上各式，求得的值如下图:aSIn（夕+oc）+1SIn（，-a）14615.4图4-34881.47302.921则。M_=-(-RA+-RB)l=-5U2Nm计算轴向力，商样将辟1的受力分析图再转化为轴向力图分析，如图:经分析计算，CD段受到的轴向压缩力最大，Ta)=54929N。由于刚刚计算出的杆3与杆4的最大弯矩和最大轴向力都小于杆1的值，故不对杆3杆4计算工作应力。计算杆1该状态下的工作应力，设叉杆横截面积A=bh,如图：cT,最大工作应力与O这里取；，即叉杆的横截面为则该状态下的工作应力为“其中，叉杆实际工作应力,一一材料许用应力，二材料的极限应力，对于45号钢，为340MPan安全系数,一般为大于1的值，这里取n=2。根据经验初选h=0.1mo由此式可以看出弯矩对工作应力F的影响较轴向力要显著的多，所以在计算时应以最大弯矩为主要计算对象。杆1所承受的最大工作应力。杆1的C截面拥有最大弯矩，即可以认为C截面拥有最大的工作应力。我们按照最大工作应力来选取合适的叉杆截面。将h=0.1m代入上式：100253. 2横轴的选取选取套联在连接杆杆端部的横轴，根据总体结构布局确定横轴长度需要220mm,由于是单耳环联接，其内径CD=50,横轴的外径也应为50mm,但考虑到二者需要相对滑动，应使横轴的外径略小于50mm,这里取d=48mmo单耳环的宽度值EW=60mmo将叉杆要联接到横轴处的孔进行加长处理，使两者接触面积适当的增大以减小弯曲应力及及剪应力。因此可按下图分析横轴所受应力：g三11368°三1.89×106mP是均匀分布的，分布距离为60mm,故集度为：°-06，截面O上的最大弯矩为Q=HA=5684ONAf=（XO.8-qx0.03X幽=5402ANm2,截面C和D上的剪力（这里没有考虑剪力与弯矩的正负）。32其弯曲应力为=M-=5402.4=161Mpa<剪应力44对于其它几个销轴，由于所受的应力都小于上述值，在不改变材料的基础上选择直径各为35mm、40mm是完全可以的，这里就不一一校核了。4升降平台制造与运动仿真4.1建模4.1.1支撑杆图5T绘制支撑杆草图,退出草图,拉伸,方向1和方向2均为25mm,选择基准平面，在拉伸方向中间创建一个基准面，右击该平面，插入一草图，绘制并标注，双向拉伸，右击该基准面,插入另一草图，绘制并拉伸该草图，在弹出的拉伸对话框中插入数值得到拉伸体。再次拉伸该草图，选取其反向，在基准面另一侧得到相同的拉伸体。如图5-14. 1.2长横杆图5-2绘制长横杆草图，退出草图，旋转，得到长横杆。如图5-24.1.3短横杆图5-3在前视基准面中绘制短横杆草图，退出草图，旋转，得到短横杆如图5-34.1.4导向轴图5-4绘制导向轴草图，退出草图，绕图中底线旋转，选择截面得导向轴截面视图在-y平面插入草图，绘制草图，拉伸，方向1和方向2均为IOmm,得到导向轴造型。如图5-44.1.5连接杆图5-5绘制连接杆草图,退出草图,旋转。在x-y平面插入草图，绘制草图，拉伸切除，方向1和方向2均完全贯穿。得到连接杆造型。41.6平台图5-6画草图拉伸的一长方体插入基准面，在距离X-Z平面-235mm处插入一个基准面，在此基准面上绘制草图，退出草图，向-y方向拉伸，距离为25mm。选择镜像特征，选取以上得到的体特征，以在X-Z平面内的体侧面，镜像得到。如图5-64.1.7机座图5.1.7绘制基座草图，退出草图，拉伸，距离为100mm。基准平面，选取拉伸体的两个侧面,在这个面的中间平面上创建一个基准面在刚创建的基准面上插入草图，绘制草图，拉伸该草图，在弹出的拉伸对话框中输入数值，得到拉伸体。选取其反向再次拉伸该草图，在基准面另一侧得到相同的拉伸体。如图5.1.74.2装配图5-8建立一个新模型文件，以文件名"zhuangpeitu"保存该文件。打开装配应用模块，开始装配。(1)选择添加组件，插入机座和支撑杆；选择对齐和中心对称，同理将其它支撑杆装配上。(2)选择添加组件，插入长横杆；选择中心装配，使长横杆与支撑杆同心装配；然后再选择对齐装配，使长横杆端面与支撑杆配合。(3)选择添加组件，插入导向轴；选择中心装配；选择配对装配，使其与机座上的支撑同轴心配合以及与侧面重合配合。(4)选择添加组件，插入连接杆；选择中心装配，分别使其与导向轴同心轴配合，与长横杆同轴心配合。(5)右键选择机座使机座显示其草图、基准平面等所有对象，在装配菜单中选择镜像装配。在镜像装配向导中选择下一步，选择四个支撑杆作为要镜像的组件，选择机座中显示的基准面作为镜像面，最后单击完成，完成镜像装配。(6)插入平台，选择中心装配；选择配对装配选择平行装配。完成装配图如图5.1.8。4.3仿真4.3.1工作表图表5T国MicrosoftExcel-工作表在mo!¾J文件®编辑©视图9插入格式工具3数据地)窗口也)帮助81。0q三以W-：宋体12，Al1234_5_67891。II1213151617181?_2£L_M就绪drvJOgO-OOOO-OOOO.OOOO.OOOO.OOOO.OOOO.OOOO.OOO机构驱动<irvJOI7,slider-IE-IO-IE-IOOOO-IE-IOO-IE-IOMSheetl/4.3.2运动曲线图5-24.3.3创建连杆本机构的升降平台运动仿真，需要定义个连杆。（1）机座、支撑坐（固定连杆）、轮杆为第一连杆;（2）支撑杆、短横杆、长横杆为各分别为一连杆；（3）前轮、后轮各为一个连杆；（4）导向轴、连接杆各为一个连杆。4. 3.4创建运动副（1）_转动副转动副；（2）滑动副（3）平行副（4）固定副轮杆与轮子、支撑杆与长横杆、支撑杆与短横杆、导向轴与机架等共13个轮子与地面、1个导向轴共2个滑动副；短横杆、平台共2个平行副；轮子与地面1个固定副，总共有22个运动副。图5-95双桅杆升降平台数学模型的建立5.1双桅杆升降平台简介双桅杆升降平台的结构形式多种多样，从低起升到高起升，组成剪叉臂杆的数目多，油缸的布置形式多；移动方式有牵引式、自动式、助力式等。从组成方式看，双桅杆升降平台主要由底座、剪臂结构、工作平台三部分组成。双桅杆升降平台的底座一般有三种：一是适合很少移动的固定式底座。这种升降平台稳定性好，一般起升高度较低，承载较大并工作在室内，主要用于生产流水线高度差之间货物运送。根据使用要求，可以配置附属装置，尽最大限度的发挥升降平台的功能，取得最佳的使用效果。5. 2升降平台的模块划分虽然双桅杆升降平台的结构型式多种多样，从低起升到高起升，组成剪叉臂杆的数目多，油缸的布置形式多，但不论型式多复杂，从组成方式来看，双桅杆升降平台主要由底座、起升工作臂和工作平台三部分组成。而起升工作臂总是升降平台钢结构的主体，也是关键的受力件。通过分析将升降平台按油缸推动剪叉数量进行分层，即一油缸推动一副剪叉分为一层，一油缸推动两副剪叉或一油缸推动三副剪叉也可以分为一层，这样分层后就可以将多层升降平台按层进行模块划分，可以简化数学模型的建立及公式推导的方便性。单侧剪叉臂杆按油缸层可看成由一个油缸推一副剪叉的结构；一个油缸推两副剪叉单层的结构；一个油缸推三副剪叉单层的结构，这三种单层型式是最简单的，各种大起升高度复杂的型式都可以在此基础上增加剪叉及油缸数量而得到。因此通过归纳各种形式的升降平台，依对称性按油缸推动剪叉数量可划分为三种基本构件组，即一油缸推一副剪叉（一般都只有单层）为一个构件组；一油缸推两副剪叉（单层或多层）为一个构件组；一油缸推三副剪叉（单层或多层）为一个构件组，这便形成了升降平台结构设计计算的三种核心模块单元。在后面的模型建立及分析过程中，统一将上述三种构件组分别简称为一叉机构、二叉机构和三叉机构。5. 3升降平台数学模型分析双桅杆升降平台的设计主要难点在于正确计算一个油缸所需的最大推力。本论文中通过计算各个运动点的虚位移，利用虚位移原理求解油缸的推力。通过对升降平台进行模块划分并加以分析后，需推导出三种模块油缸的推力公式。在公式的推导工程中，统一选用与底座的固定较接为坐标原点，X轴正向朝右，Y轴正向朝上建立直角坐标系。5. 3.1虚位移原理虚位移原理用功的概念分析系统的平衡问题，是研究静力学平衡问题的一种方法。虚位移是指在某瞬时，质点系在约束允许的条件下，可能实现的某种假想的极微小的位移，它可以是线位移，也可以是角位移。虚位移用符号5表示。虚位移原理是对于具有理想约束的质点系，作用于质点系的所有主动力在任何虚位移中所作虚功的和为零时才能保持其平衡。用虚位移求解力的平衡关键是建立各虚位移之间的关系，常用的有三种方法：1、用作图法求解出各处的虚位移，直接按几何关系确定各有关虚位移之间的关系2、建立坐标系，选定一合适的自变量，写出各有关点的坐标，对各坐标进行变分运算，确定各虚位移之间的关系3、按运动学方法，假设某处产生虚速度，计算各有关点的虚速度。最后对运动方程进行求导用虚位移原理求解机构受力时，首先解除约束而代以约束力，把结构变为机构，把约束力当作主动力，即可用虚位移原理求解。5. 3.2单杆的运动分析因单杆和II级杆组在实际工程中应用最广泛，在此简要介绍单杆和II级杆组数学模型的建立及分析方法。_如图6-4（八）芈之为一构件AB。若已知该构件上A的位置。（工，）、速度与、力，加速度与、力，构件的位置角角速度分、角加速度N则可求出构件M上任一点B的位置/（乙，力）、速度/、力和加速度演、力。图6.4单杆件和Il级杆组运动分析模型(6-1)(62)(6-3)（八）单构件运动分析模型（b）II级杆组运动分析模型1）位置分析：Xb_XA+I1cos1%=+zSina2）速度分析：将式（2.1）对时四类二次量数，可里BJ勺速度方程为：=JidSina=XA一优（力一Aa）%二%+44cos4二%+4（XB.XA）3）加速度分析：将式（2.2）分别对时间求一次导数，可得B声的加速度方程为:Z=XAy（力（/_Xa）5.33ll级杆组的运动分析如图6.4（b）所示的II级杆组，若巨知.国少、J勺位置J（%a,'a）%（%,治），速度乙、%、/，加速度与、力、）7c,杆长4、4,可求内副B的位置rB（乙，力）、速第、力和加速度/、力,以及构件1、2的位置角4、九,角速度、%,角加速度瓦、。位置分析由图3.4（b）可知两外副A、C的位置之间的距离为：d=J（%cF）2+Uc-%）2（6一4）若d>+"或d<I乙4I,则构件1、2无法装配，此时该11级组不成立。d与4的夹角为：(6-5)y0-arccos(12+J2-f)21Jd与X轴的夹角为：=arctan(yc-%)/(2-XA)(66)构件1的位置角为：4=e+N4(3.7)式中，当A、C、B三点的顺序为逆时针方向时，取装配模式参数N=I,反之取N=1。因B、A在同一构件上，由式(2.1)可得B点的位置方程为：Xb_XA+I1cos1(3.8)%=+4Sina构件2的位置角：%=arctan(y-yc)(-)(3.9)速度分析由同一构件上两色的耍譬系式(2.2)可逑_XB=XAe(%，A)=%_夕2(%_yC)(6-7)(4_，4)=%+夕2(.)(6-8)令：Q=(-)7c)(-)-(-j7a)(-)则：4(-)(-xc)+(yc-yA)(yB-yc)(3.12)2=(xc-xa)xb-xa)+(yc-yAyB-yA)/Q(3.13)将瓦代入式(2.10)和SnL中,尸得点BJ勺理度为：=Z-44Sin4=4-4(%-%)(3.14)%=%+4,COSel=%+o-xa)加速度分析巴同二构抄上两点的四速度关系式J2.j)可得：_xB=8-4(%一力)一仇2(%-8)=%-4(%一打)一，2(4-2)(Rq)%=%+4(XBxa)i(%)=Vc+40-xc)-1(%yc)(6-10)令：F=%-4+9(%g%A)°2(%XC)G=Jc_(%名)_因(Ny。)则：_(6-11)(6-12)(6-13)4=F(xb-xc)+G(y-yc)Q%=F(¾-xa)+G(y-yA)/Q将4代入式(2.15)也(卫6)中，可得点B的加速度为:=4(%-J)-2(-%)%=%+仇(/一/)一十(%一力)5.3.4有源组的运动分析图3.5所示为一缸II级组，其A、B、C均为转动副(A、C为外副，B为内副)，E为有压力源的气液移动副。已知：外副a、C的位置,(XA,y-)、%(%,汽)，速度4、%、c、yc9加速度与、%、/；杆2相对于3的位移s、速度】1口誓一尺寸参数已知。求：内副B的位置5(XJ%)、速度4、%和加速度4、%,以及杆件1、3的位置角4、2,角速度3、2,角加速度瓦、2。位置分析有源II级组的位置矢量方程rB=rA+ABrD+DB(6-14)将上式投影到直角坐标上，经整理可得ABCOSd一SCOSe2-+%a=0(6-15)ABsinl-ssin-yD+=0将上式两个方程经过整理可以消去含的项(6-16)ASina+Bcosq=CA=2AB(yc-yA)式中JB=2ABxc-xa)C=AB2+AC2-S2由三角知识知2tan1-tan2Sini=¾-CoS4=1 +tan2-kl+tan22 2代入式(2.22),整理后可得nn(B+C)tan2-2Atan-(B-C)=0_a±a2+b2-c2=2tan解方程可得6+C当模型中A、B、C三点的顺序为顺时针时，取号，反之，取次时，可以求出xb-xa+ABcosR%f+ABsinq速度分析将位置方程对时间t求号得并投影IJ直多坐如轴上得-ABsinq1+ssin22=xc-xa+scos2ABcos，1-scos22=yc-x+scos02由上式可求出万二(力一汽)(汽%)+(/%)(-)+SS1(XBf)(%-汽)-(%-%)(-)此时，可以求出xb=xa-ABsinx%=%+ABeoSaa加速度分析将速度方程对时间求导并整理得_Aa+A2=B1A4+A2=B2式中.A1=-ABsin1A2=ABcosff1A3=ssin1A4=-scos1Bl=XCxa2s2Sin，2+scosg+ABcosqe；-SCoSa因B2=yc-yA+2s2cos2+ssin2+ABsin1-ssin2由式(2.29)可以求出=B1B4-B2A3AIA4-44此时，可以求出xb=xa-AB(smix+cos612)(6-17)(6-18)“十”号。(6-19)(6-20)(6-21)(6-22)(6-23)(6-24)(6-25)yB-yA-AB(cosix+sin662)在众多CAD软件中以其强大的参数化建模功能及强大的装配功能，在三维实体建模领域得到了广泛应用。在众多的CAE软件中ADAMS以其强大的运动学、动力学分析功能在众多工程领域里获得了广泛的应用。在虚拟样机技术中，则采用强强联合的方式，应用在各自领域的强大功能，相互补充，形成极强的虚拟样机软件组合。极大的推动了虚拟样机技术的发展。本次设计通过建立升降平台机的三维实体模型，对建立的升降平台机单体的各零部件三维实体模型进行约束和连接装配，形成升降平台机单体整体装配。用中嵌入的ADAMS进行升降平台机单体的动力学仿真，解决了模型传递过程了遇到的问题，以及在仿真过程中遇到的各种问题，并对仿真结果受力数据进行了对比分析，得出升降平台测量数据。结果表明，此方法有助于提高升降平台机的设计和产品性能。虚拟仿真设计和传统的机械设计相比节省制造实体样机的时间和费用，并可有效缩短样机调试时间，从而缩短产品的研发周期。因此虚拟样机技术是产品研发的发展趋势，是现代机械设计方法的趋势。致谢首先我要感谢我的指导老师，她在每一个阶段耐心和悉心的教导我，并且严格的要求我，她治学严谨和认真的科学态度使我学习到除了知识以外的很多东西。还要感谢农机班的范建民同学在我运动仿真处对我进行了关键的指导。经过这四个月的毕业设计，看着自己做出自己的东西，一种喜悦和成就感充塞于胸中，这段时间我对学过的很多知识有了进一步认识和回顾。另外对建模和运动仿真进行了一个初步的学习，认识到运动仿真对现在的工业等很多行业的作用。最后感谢我的母校黑龙江八一农垦大学，是她给我提供了大学四年的学习机会，使我在学到文化知识和专业技能的同时结识了众多的良师益友，这些将是我一生中一笔宝贵的财富。参考文献1王裕清，韩成石.液压传动与控制技术.北京:煤炭工业出版社，1997.：2廖嘉璞，液压传动.北京:北京航空航天大学出版社,1997.：3王秀彦，蔡胜利.升降式工作台的液压系统设计.液压传动，1999,3.4魏发孔.，水平驱动剪刀撑乐池升降机的动力性能研究.甘肃工业大学学报,1997.：5管萍，张风池.基于神经网络控制的交流异步电机定位系统,20OL6北京机械工业学院学报,2000,15.7郭华，舞台机械设备控制系统上位机监控软件的实现计算机自动测量与控制，2001,9.8阳宪惠.现场总线技术及应用.北京:清华大学出版社，1999.：9阎士杰，刘北，孙金根.基于PROFlBUS2DP的变频器控制系统.基础自动化，1999,6.10陈在平,赵相宾.可编程序控制器技术与应用系统设计.北京:机械工业出版社，2002.张燕宾.变频调速应用实践.北京.机械工业出版社,2002.：12吴军主编,气动工程手册.北京.国防工业出版社,1995.13樊锦波等,车抗移动式液压举升机的设计计算.机床与液压,2002.：14雷天觉主编,新编液压工程手册.北京.北京理工大学出版社,1998.15美MSe.Softwate著.刑俊问，陶永忠译.MSC.AD-AMS/View.北京:清华大学出版，2004.16 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