便攜式小型雙桅桿升降平臺(tái)設(shè)計(jì)
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便攜式小型雙桅桿升降平臺(tái)設(shè)計(jì)
目錄
1. 國內(nèi)外升降平臺(tái)的發(fā)展形勢(shì) 1
1.1國外升降平臺(tái)的發(fā)展形勢(shì) 1
1.2國內(nèi)升降平臺(tái)的發(fā)展形勢(shì) 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 雙桅桿升降平臺(tái)的應(yīng)用及其受力分析的討論 3
2.1雙桅桿升降平臺(tái)的二種結(jié)構(gòu)形式 3
2.2 雙桅桿升降平臺(tái)機(jī)構(gòu)的位置參數(shù)計(jì)算 4
2.3雙桅桿升降平臺(tái)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力參數(shù)計(jì) 6
2.4 針對(duì)性比較小實(shí)例： 6
2.5雙桅桿升降平臺(tái)機(jī)構(gòu)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(tái)板與叉桿的設(shè)計(jì)計(jì)算 20
3.1確定叉桿的結(jié)構(gòu)材料及尺寸 20
3.2橫軸的選取 22
4 升降平臺(tái)基于三維虛擬制造與運(yùn)動(dòng)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(dǎo)向軸 25
4.1.5連接桿 25
5.1.6平臺(tái) 26
5.1.7機(jī)座 26
5.2 裝配 27
4.3 仿真 27
4.3.1工作表 27
4.3.2運(yùn)動(dòng)曲線 28
4.3.3創(chuàng)建連桿 28
4.3.4創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)副 28
5 雙桅桿升降平臺(tái)數(shù)學(xué)模型的建立 29
5.1 雙桅桿升降平臺(tái)簡(jiǎn)介 29
5.2 升降平臺(tái)的模塊劃分 30
5.3 升降平臺(tái)數(shù)學(xué)模型分析 30
5.3.1虛位移原理 30
5.3.2單桿的運(yùn)動(dòng)分析 31
結(jié) 論 35
致 謝 36
參考文獻(xiàn) 37
摘 要
長期以來升降平臺(tái)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(jī)制造成本高，而且當(dāng)產(chǎn)品制出后，經(jīng)常會(huì)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(yīng)用美國公司進(jìn)行升降平臺(tái)單體虛擬制造和運(yùn)動(dòng)仿真的過程。利用對(duì)建立的升降平臺(tái)單體的各零部件三維實(shí)體模型進(jìn)行約束和連接裝配，形成升降平臺(tái)單體整體裝配，然后通過軟件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，仿真結(jié)果表明，可以利用該仿真平臺(tái)對(duì)升降平臺(tái)進(jìn)行性能和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析，這種方法提高了升降平臺(tái)設(shè)計(jì)的效率和準(zhǔn)確性，具有一定的實(shí)用價(jià)值，為將來樣機(jī)實(shí)驗(yàn)奠定了基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞：虛擬樣機(jī)技術(shù)；仿真；升降平臺(tái)
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)外升降平臺(tái)的發(fā)展形勢(shì)
1.1國外升降平臺(tái)的發(fā)展形勢(shì)
對(duì)垂直運(yùn)送的需求與人類的文明一樣久遠(yuǎn)，最早的升降平臺(tái)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(dòng)力方式。
古希臘時(shí)，阿基米德開發(fā)了經(jīng)過改進(jìn)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(dòng)物乘坐原始的升降平臺(tái)到達(dá)羅馬大劇場(chǎng)中競(jìng)技場(chǎng)的高度。
中世紀(jì)的紀(jì)錄包括無數(shù)拉升升降裝置的人和為孤立地點(diǎn)進(jìn)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升降平臺(tái)。這個(gè)修道院位于距離地面大約61米高的山頂上，提升機(jī)使用籃子或者貨物網(wǎng)，運(yùn)送人員與貨物上下。
1203年，位于法國海岸邊的一座修道院的升降平臺(tái)安裝于使用一個(gè)巨大的踏輪，由毛驢提供提升的動(dòng)力，通過把繩子纏繞在一個(gè)巨大的柱子上，負(fù)重就被提升了起來。
18世紀(jì)，機(jī)械力開始被用于升降平臺(tái)的發(fā)展。1743年，法國路易十五授權(quán)在凡爾賽的私人宮殿安裝使用平衡物的人員升降平臺(tái)。
1833年，一種使用往復(fù)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(jī)”的用皮帶牽引的升降平臺(tái)安裝在英國的一家工廠。
1846年，第一部工業(yè)用水壓式升降平臺(tái)出現(xiàn)。然后其他動(dòng)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(gè)棘輪機(jī)械裝置，在紐約貿(mào)易展覽會(huì)上展示了安全升降平臺(tái)?！?/p>
1889年，埃菲爾鐵塔建塔時(shí)安裝了以蒸汽為動(dòng)力的升降平臺(tái)，后改用電梯。
1892年，智利阿斯蒂列羅山的升降設(shè)備建成，直到現(xiàn)在，15臺(tái)升降平臺(tái)仍然使用著110多年前的機(jī)械設(shè)備。
目前，瑞士格勞賓登州正在興建的“圣哥達(dá)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(yù)計(jì)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(gè)直接抵達(dá)地面的升降平臺(tái)。建成后，它將是世界上升降距離最長的一部升降平臺(tái)了。旅客通過升降平臺(tái)抵達(dá)地面后，便可搭乘阿爾卑斯冰河觀光快速列車，兩個(gè)小時(shí)后就能到達(dá)山上的度假村了。汽車舉升機(jī)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(tái)汽車舉升機(jī)，它是一種由氣動(dòng)控制的單柱舉升機(jī)，由于當(dāng)時(shí)采用的氣壓較低，因而缸體較大；同時(shí)采用皮革進(jìn)行密封，因而壓縮空氣驅(qū)動(dòng)時(shí)的彈跳嚴(yán)重且又不穩(wěn)定。直到10年以后，即1935年這種單柱舉升機(jī)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(tái)雙柱舉升機(jī)，這是舉升機(jī)設(shè)計(jì)上的又一突破性進(jìn)展，但是直到1977這種舉升機(jī)才在德國以外的其它國家出現(xiàn)?，F(xiàn)在雙柱舉升機(jī)在市場(chǎng)上以占結(jié) 論
在眾多CAD軟件中以其強(qiáng)大的參數(shù)化建模功能及強(qiáng)大的裝配功能，在三維實(shí)體建模領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。在眾多的CAE軟件中ADAMS 以其強(qiáng)大的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)分析功能在眾多工程領(lǐng)域里獲得了廣泛的應(yīng)用。在虛擬樣機(jī)技術(shù)中，則采用強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合的方式，應(yīng)用在各自領(lǐng)域的強(qiáng)大功能，相互補(bǔ)充，形成極強(qiáng)的虛擬樣機(jī)軟件組合。極大的推動(dòng)了虛擬樣機(jī)技術(shù)的發(fā)展。
本次設(shè)計(jì)通過建立升降平臺(tái)機(jī)的三維實(shí)體模型，對(duì)建立的升降平臺(tái)機(jī)單體的各零部件三維實(shí)體模型進(jìn)行約束和連接裝配，形成升降平臺(tái)機(jī)單體整體裝配。用中嵌入的ADAMS進(jìn)行升降平臺(tái)機(jī)單體的動(dòng)力學(xué)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(duì)仿真結(jié)果受力數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比分析，得出升降平臺(tái)測(cè)量數(shù)據(jù)。結(jié)果表明，此方法有助于提高升降平臺(tái)機(jī)的設(shè)計(jì)和產(chǎn)品性能
虛擬仿真設(shè)計(jì)和傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)相比節(jié)省制造實(shí)體樣機(jī)的時(shí)間和費(fèi)用，并可有效縮短樣機(jī)調(diào)試時(shí)間，從而縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期。因此虛擬樣機(jī)技術(shù)是產(chǎn)品研發(fā)的發(fā)展趨勢(shì)，是現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法的趨勢(shì)。
致 謝
首先我要感謝我的指導(dǎo)老師，她在每一個(gè)階段耐心和悉心的教導(dǎo)我，并且嚴(yán)格的要求我，她治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度使我學(xué)習(xí)到除了知識(shí)以外的很多東西。還要感謝農(nóng)機(jī)班的范建民同學(xué)在我運(yùn)動(dòng)仿真處對(duì)我進(jìn)行了關(guān)鍵的指導(dǎo)。
經(jīng)過這四個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，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(shí)間我對(duì)學(xué)過的很多知識(shí)有了進(jìn)一步認(rèn)識(shí)和回顧。另外對(duì)建模和運(yùn)動(dòng)仿真進(jìn)行了一個(gè)初步的學(xué)習(xí)，認(rèn)識(shí)到運(yùn)動(dòng)仿真對(duì)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(xué)，是她給我提供了大學(xué)四年的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，使我在學(xué)到文化知識(shí)和專業(yè)技能的同時(shí)結(jié)識(shí)了眾多的良師益友，這些將是我一生中一筆寶貴的財(cái)富。
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湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)全日制普通本科生 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 年級(jí)專業(yè)及班級(jí) 2007級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師及職稱 20 年 月 日 填 寫 說 明 一、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書是學(xué)院根據(jù)已經(jīng)確定的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目下達(dá)給學(xué)生的一種教學(xué)文件，是學(xué)生在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下獨(dú)立從事畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作的依據(jù)。此表由指導(dǎo)教師填寫。 二、此任務(wù)書必需針對(duì)每一位學(xué)生，不能多人共用。 三、選題要恰當(dāng)，任務(wù)要明確，難度要適中，份量要合理，使每個(gè)學(xué)生在規(guī)定的時(shí)限內(nèi)，經(jīng)過自己的努力，可以完成任務(wù)書規(guī)定的設(shè)計(jì)研究?jī)?nèi)容。 四、任務(wù)書一經(jīng)下達(dá)，不得隨意更改。 五、各欄填寫基本要求。 （一）畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）選題來源、選題性質(zhì)和完成形式： 請(qǐng)?jiān)诤线m的對(duì)應(yīng)選項(xiàng)前的“（ ）”內(nèi)打“√”，科研課題請(qǐng)注明課題項(xiàng)目和名稱，項(xiàng)目指“國家青年基金”等。 （二）主要內(nèi)容和要求： 1．工程設(shè)計(jì)類選題 明確設(shè)計(jì)具體任務(wù)，設(shè)計(jì)原始條件及主要技術(shù)指標(biāo)；設(shè)計(jì)方案的形成（比較與論證）；該生的側(cè)重點(diǎn)；應(yīng)完成的工作量，如圖紙、譯文及計(jì)算機(jī)應(yīng)用等要求。 2．實(shí)驗(yàn)研究類選題 明確選題的來源，具體任務(wù)與目標(biāo)，國內(nèi)外相關(guān)的研究現(xiàn)狀及其評(píng)述；該生的研究重點(diǎn)，研究的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)方案；計(jì)算機(jī)應(yīng)用及工作量要求，如論文、文獻(xiàn)綜述報(bào)告、譯文等。 3．文法經(jīng)管類論文 明確選題的任務(wù)、 方向、研究范圍和目標(biāo)；對(duì)相關(guān)的研究歷史和研究現(xiàn)狀簡(jiǎn)要介紹，明確該生的研究重點(diǎn)；要求完成的工作量，如論文、文獻(xiàn)綜述報(bào)告、譯文等。 （三）主要參考文獻(xiàn)與外文資料： 在確定了畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目和明確了要求后，指導(dǎo)教師應(yīng)給學(xué)生提供一些相關(guān)資料和相關(guān)信息，或劃定參考資料的范圍，指導(dǎo)學(xué)生收集反映當(dāng)前研究進(jìn)展的近 1－ 3年參考資料和文獻(xiàn)。外文資料是指導(dǎo)老師根據(jù)選題情況明確學(xué)生需要閱讀或翻譯成中文的外文文獻(xiàn)。 （四）畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的進(jìn)度安排： 1．設(shè)計(jì)類、實(shí)驗(yàn)研究類課題 實(shí)習(xí)、調(diào)研、收集資料、方案制定約占總時(shí)間的 20%； 主體工作，包括設(shè)計(jì)、計(jì)算、繪制圖紙、實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析等約占總時(shí)間的 50%；撰寫初稿、修改、定稿約占總時(shí)間的 30%。 2．文法經(jīng)管類論文 實(shí)習(xí)、調(diào)研、資料收集、歸檔整理、形成提綱約占總時(shí)間的 60%；撰寫論文初稿，修改、定稿約占總時(shí)間的 40%。 六、各欄填寫完整、字跡清楚。應(yīng)用黑色簽字筆填寫，也可使用打印稿，但簽名欄必須相應(yīng)責(zé)任人親筆簽名。 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目 便攜式小型雙桅桿升降平臺(tái) 選題來源 （ ）結(jié)合科研課題 課題名稱： （√）生產(chǎn)實(shí)際或社會(huì)實(shí)際 （ ）其他 選題性質(zhì) （ ）基礎(chǔ)研究 （√）應(yīng)用研究 （ ）其他 題目完成形式 （ ）畢業(yè)論文 （√）畢業(yè)設(shè)計(jì) （ ）提交作品，并撰寫論文 主要內(nèi)容和要求 設(shè)計(jì)基本要求： 4V 直流電機(jī) 編寫設(shè)計(jì)說明書，總字?jǐn)?shù)不少于 1萬 5千字；繪制圖紙總面積不少于 2張零號(hào)圖紙，其中必須有總裝圖 1張，及工作零件圖。 注：此表如不夠填寫，可另加附頁。 主要參考文獻(xiàn)與外文資料 1、 鄧召義 ,姚振甫 1實(shí)用機(jī)械電子技術(shù)設(shè)計(jì)手冊(cè) (機(jī)械部分 ) [M ]1北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 , 1210- 12171 工作進(jìn)度安排 起止日期 主要工作內(nèi)容 熟悉課題，收集借閱有關(guān)資料，構(gòu)思總體設(shè)計(jì)方案，展開總體設(shè)計(jì)，完成開題報(bào)告； 繪制升降平臺(tái)的裝配圖 升降平臺(tái)中一些典型零件的設(shè)計(jì)； 翻譯有關(guān)英文資料，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 最終審查、整理、完善畢業(yè)設(shè)計(jì)； 資料打印、整理、裝訂、準(zhǔn)備答辯 要求完成日期： 2011年 5月 10日 指導(dǎo)教師簽名： 審查日期： 2010年 11月 28日 專業(yè)負(fù)責(zé)人簽名： 批準(zhǔn)日期： 2010年 11月 29日 系部負(fù)責(zé)人簽名： 接受任務(wù)日期： 2010年 11月 30日； 學(xué)生本人簽名： 注：簽名欄必須由相應(yīng)責(zé)任人親筆簽名。