【文章內(nèi)容簡介】 mm行程內(nèi)，偏離理想化直線軌跡的距離不得超過100mm，弓頭擺動的最大角位移不得大于5176。，整個受電弓不超出1400400mm的區(qū)域，在垂直機(jī)車運動方向上，最大尺寸不超過1200mm，最小傳動角大于或等于30176。據(jù)跟這些要求對受電弓尺寸進(jìn)行優(yōu)化。 優(yōu)化圖4受力分析．機(jī)構(gòu)動態(tài)靜力描述，最小傳動角：解得：，因此該機(jī)構(gòu)設(shè)計合理。．2連桿機(jī)構(gòu)的動態(tài)靜力分析描述通過靜力學(xué)平衡方程，求出機(jī)構(gòu)各個運動副的反力和平衡力的方法稱為機(jī)構(gòu)的動態(tài)靜力分析方法。為了對連桿進(jìn)行受力分析，模擬現(xiàn)實的連桿之間的動力源，我們在桿AB上加了一個風(fēng)缸，從而模擬在現(xiàn)實中的連桿受力情況，對各個桿之間的力進(jìn)行分析。．2連桿機(jī)構(gòu)示意圖對于連桿機(jī)構(gòu)， 進(jìn)行機(jī)構(gòu)的動態(tài)靜力分析的順序為： 讓風(fēng)缸對桿BF 一個外力為,利用杠桿原理可以求出點B受到的力為,，其中為風(fēng)缸與桿BF的夾角（圖中沒有標(biāo)出來），測出點A,B出受到的外力的大小以及力的變化曲線，然后再去分析點C,點D,點E受到的力，并且測出他們的變化曲線。．3對點B,點E進(jìn)行運動學(xué)分析 由于點A,點D的坐標(biāo)已知，而且桿AB，桿BE的桿長確定，因此可以求出點B，點E的軌跡方程:因為AB桿是風(fēng)缸直接作用桿件，所以其受力在所有桿件中式最為關(guān)鍵的，故要對其進(jìn)行分析，又因為AB的角速度和角加速度能直接決定受電弓弓頭上升的速度，所以對其角速度和角加速度的分析就顯得尤為重要了。上面可以求出點B的坐標(biāo)點B的速度,對速度再求一次導(dǎo)，可以得到點B的角加速度運用仿真可以在圖中觀察B點角速度。因為在我們的設(shè)計當(dāng)中，要控制點E的線偏移量和角偏移量，要使點E在升弓和降弓的過程當(dāng)中，點E始終在圖中虛線部分的理想軌跡上運動，線偏移量和角偏移量要控制在理想的誤差允許方位內(nèi)，所以很有必要對點E進(jìn)行分析，分析如下：線偏離：弓頭在運動過程中偏離理想軌跡的最大線距離，為了保證受電弓性能的穩(wěn)定性，應(yīng)該保證最大線偏離。可以求出點E的坐標(biāo),然后比較偏離0的大小，線偏離也就是的大小。角偏離：當(dāng)穩(wěn)定在最高點時，隨著列車的高速運動，弓頭也在上下的擺動，為了保證受電弓性能的穩(wěn)定性，應(yīng)該保證最大角偏離。 運用仿真可以在圖中觀察的變化，從而判斷設(shè)計的受電弓的性能是否能夠滿足列車在高速行駛時的性能要求。整個過程同樣采用ADAMS對其進(jìn)行分析在上面的基礎(chǔ)上加上作為電機(jī)，然后對電機(jī)進(jìn)行設(shè)置，每秒鐘轉(zhuǎn)動10176。，轉(zhuǎn)了7秒，分500步進(jìn)行，這樣就可以實現(xiàn)對電機(jī)的運轉(zhuǎn)角度的控制，然后對其進(jìn)行動力學(xué)分析，建模如下： 帶電機(jī)驅(qū)動的運動簡圖 上升到最高點的示意圖上圖中右側(cè)的轉(zhuǎn)動副就是電機(jī)的簡圖，起到提供驅(qū)動力的作用。為了能更好的了解整個過程中的受力情況我們主要對連桿機(jī)構(gòu)中的主動件AB分析，和桿DBE和，鉸鏈點E點進(jìn)行了運動與受力的分析。為了保持弓頭和接觸網(wǎng)之間能良好的接觸，弓頭和接觸網(wǎng)之間必須要存在作用力才能防止因為不確定的震動導(dǎo)致弓頭與接觸網(wǎng)脫離；但是若這個接觸力過大就會加大磨損，不利于控制，所以這個力要嚴(yán)格控制。一般標(biāo)準(zhǔn)要求這個力的大小為分布載荷為20Mpa，我們在進(jìn)行動力學(xué)分析的時候必須考慮進(jìn)去，所以我們在構(gòu)建模型的時候在最上面添加了一個20Mpa的恒力，這樣進(jìn)行的受力分析就更加的真實可信。在上面的分析計算中已經(jīng)保證了就對整個運動過程中的傳動角進(jìn)行驗證。為了提高機(jī)械的傳遞效率，對于一些承受短暫高峰載荷的機(jī)構(gòu)，應(yīng)該使最小傳動角在運動過程中大于一個許用傳動角，在我們這里的要求是傳動角時刻大于30176。（也應(yīng)該小于150176。），下面就是對傳動角進(jìn)行的驗證。上圖就是升弓過程當(dāng)中的傳動角的變化曲線圖，從圖中可以看出傳動角的隨著弓頭的不斷升高而不斷增大，但是傳動角的最小值仍然大于30176。，176。，仍然小于150176。，所以在傳動過程當(dāng)中的機(jī)械效率能夠滿足我們設(shè)計的需求。．2連桿機(jī)構(gòu)的動態(tài)靜力通過autocad將受電弓在不同位置時繪制在同一張圖中便于清晰的看出其運動軌跡線： 受電弓多位置變化圖（1）：對主動件桿AB的受力運動分析。在受電弓當(dāng)是在AB桿的帶動下，其他的桿件才會不斷的運動的，因此很有必要對桿AB進(jìn)行受力分析進(jìn)行仿真分析。對AB桿的角速度和角加速度的仿真如下： 桿AB角速度和角加速度曲線圖從圖中可以看出來，隨著弓頭的不斷上升，桿AB的角速度和角加速度不斷地減小，慢慢的趨于穩(wěn)定，也就是在上升的過程當(dāng)中桿AB受到的作用力不斷的減小。在圖中可以看到桿AB在X方向上的速度慢慢的增加，而Y方向上的速度在減少，在X,Y方向上的速度和加速度都在緩慢的減少，但是X方向上減少得比Y方向上要少。（2）對桿CBE進(jìn)行運動分析 桿CBE的位移變化曲線可以看出桿CBE在Y方向上的位移隨著桿向上運動快速增加，而在X方向呈現(xiàn)出緩慢減少的趨勢，這與設(shè)計一樣，減少在X方向偏轉(zhuǎn)，盡量使弓頭在一條豎直線上運動。 在圖中可以看出桿CBE在X方向上的速度和加速度都在減少，而在Y方向上的速度和加速度都在增加。(3)對點E的運動分析可以看出點E隨著弓頭的不斷上升，剛開始的時候收到的力比較大，但是隨著弓頭位置的不斷上升，點E受到的力不斷減少。對點E上升過程當(dāng)中的線偏移量的仿真： 對弓頭的線偏移量的要求是，最大線偏移量要小于100mm，從上圖中我們可以看到弓頭剛開始時隨著弓頭的上升先向理想軌跡線的里面偏移，然后隨著弓頭的上升又向理想軌跡曲線的外面偏移，而且最大偏移量和最小偏移量之差的一半為71mm100mm，滿足我們的設(shè)計要求。點E的角偏移量的仿真： 弓頭的線偏移量與上升量的曲線圖隨著弓頭的上升，點E線偏移量先有緩慢減少的趨勢，慢慢又以一個比較大的速度增加的趨勢，雖然增加的速度增加，但是到最后仍然滿足我們設(shè)計的要求。弓頭水平角移量仿真：上圖片時弓頭上點E的擺角圖線。176。左右，比5176。小的多，說明我們設(shè)計的尺寸在保持弓頭的水平方面起到了很好的效果。5機(jī)構(gòu)建模5．1．1 連桿機(jī)構(gòu) 連桿機(jī)構(gòu)5．1．2 加入平衡桿的受電弓機(jī)構(gòu) 加入平衡桿的受電弓（1）弓頭滑板機(jī)構(gòu)主要構(gòu)建建模過程 使用solidworks2006的草圖繪制，選擇上視基準(zhǔn)面為草圖繪制平面，繪制如下所示的草圖，對生成的草圖一使用拉伸特征，給定深度為100mm。 弓頭滑板草圖使用草圖繪制，選擇前視基準(zhǔn)面為草圖繪制平面，繪制如下草圖，對草圖使用拉伸切除1特征，給定深度100mm。使用草圖繪制，選擇上視基準(zhǔn)面為草圖繪制平面，繪制如下草圖，對草圖使用拉伸切除2特征，給定深度完全貫穿。通過各平面草圖的拉伸與切除，最終得到弓頭滑板如下圖所示。（2）軸主要構(gòu)建建模過程繪制直徑15mm的圓，拉伸長度為280mm。得到軸如下圖所示。（3）平衡桿支架主要構(gòu)建建模過程通過拉伸特征得到兩個厚10mm的圓環(huán)，再通過拉伸與兩圓桿連接，得到連接桿。圓環(huán)倒圓角2mm。得到平衡桿支架如下圖所示。（3）弓頭滑板機(jī)構(gòu)組裝過程將弓頭滑板，軸，平衡桿支架，組裝，