【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 是舉升支座與車架連接位置（從此視圖看，實(shí)際連接情況請(qǐng)參照下第 4 章中實(shí)體模型圖），舉升液壓缸在向上舉升的過程中，整個(gè)液壓缸會(huì)繞此點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，從而使得舉升角隨時(shí)間變大。 圖中 B點(diǎn)為舉升液壓缸處于最小形成處時(shí)，車廂與舉升液壓缸活塞小頭連接位置處所在位置，即舉升角約為 0?時(shí)車廂與舉升液壓缸活塞小頭連接處所處的位置（圖中∠ AOB不可能完全為 0?，線段 BO 與水平方向成一定角度，由于此角度不大并且當(dāng)舉升液壓缸處在最小位移處時(shí)車廂是水平置于車架上方位置的，故可近似認(rèn)為舉升機(jī)構(gòu)的初始舉升角為 0?） 圖中 B 點(diǎn)為當(dāng)舉升液壓缸舉升到最大位移處即當(dāng)舉升角為最大舉升角時(shí) 車廂與舉升液壓缸活塞小頭連接處的位置。 由舉升機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)原理結(jié)合圖 31可知，舉升機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)大概可以描述為其活塞小頭由B 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到 B 點(diǎn)， 且舉升角由 0?運(yùn)動(dòng)到最大舉升角 max? 的過程 。 A 點(diǎn)位置不變，液壓缸可看作在 A點(diǎn)處繞車架旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 根據(jù)各點(diǎn)位置關(guān)系，可利用 CAD畫出各點(diǎn)位置。如圖 32 所示，從而在 CAD 圖中測(cè)量出 B與 B 間距離，即為液壓缸最大行程。計(jì)算公示及過程在 中有詳細(xì)說明。 第 10 頁(yè) 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 圖 31 舉升機(jī)構(gòu)三點(diǎn)位置示意圖 根據(jù)已知數(shù)據(jù)，查閱各方資料，并結(jié)合時(shí)下比較常見的優(yōu)選設(shè)計(jì)方案， 可以 將舉升機(jī)構(gòu) 設(shè)計(jì) 為如上圖 31所示結(jié)構(gòu)，舉升液壓缸借助舉升支座連接在車架上，并且在圖 A點(diǎn)處與舉升支座以銷軸（也 有稱之為鉸軸）連接，在液壓缸活塞與車廂連接的 39。B 處亦設(shè)計(jì)為銷軸連接，此鏈接方式與液壓缸選擇的型號(hào)所規(guī)定的連接方式有關(guān)，在 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 11頁(yè) 圖 32 自卸車中置直推式舉升機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)圖 舉升機(jī)構(gòu)液壓油缸的受力分析與參數(shù)選擇 油缸總行程 L 總行程 L應(yīng)滿足最大舉升角 max? 的設(shè)計(jì)要求?？傂谐?L可以根據(jù)余弦定理解出： 22 m a x 2 139。 2 39。 c o s( )L O A O B O A O B L??? ? ? ? ? ? ? ? （ 31） 式中： OA= 22ab? 1 arctan ab? ? 2210210()a r c ta n L b b ab??? ? ??? 第 12 頁(yè) 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 01239。 cos( )bOB ??? ? 若按照 選題中要求選擇位置點(diǎn)，并按照規(guī)定尺寸原尺寸繪制 CAD圖，則 OA 距離、 39。OB距離及 1? 、 1L 就能夠從所繪制的 CAD圖中直接標(biāo)注得出其長(zhǎng)度 。 由該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)見圖的CAD圖（圖 32 為其截屏圖片）得： 1326OA mm? 39。 1113OB mm? 1 ? ?? 1 184L mm? 上式中 O為 車廂旋轉(zhuǎn)鉸點(diǎn)， A 點(diǎn)為油缸與車廂連接位置點(diǎn)， B 與 39。B 點(diǎn)分別為 車廂在原始位置及被舉升到最大位置處時(shí)與車廂的鉸接點(diǎn)。 將數(shù)據(jù)代入 上式中，可得油缸總行程 1 2 4 0 4 9 2 1 8 4L m m?? 由于在 HSG 系列油缸中油缸的最大行程只能取一些 固定 值，故 在本次設(shè)計(jì)中 取1100L mm? 。 在 CAD 中建模， 各點(diǎn)相對(duì)位置坐標(biāo)值 如下表 31所示 ： 表 31 A O B B X 坐標(biāo) 0 Y 坐標(biāo) 0 油缸舉升力 P 油缸推力 P對(duì)貨廂翻轉(zhuǎn)中心 O產(chǎn)生的舉升力矩 pM 與舉升總質(zhì)量 wm 對(duì) O點(diǎn)的阻力矩wM 應(yīng)取得平衡。即 : pwMM? （ 32） 油缸舉升力矩 sinpM P OA ?? 最大舉升阻力矩 iw w wM m X?? 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 13頁(yè) 代入式 32得 ： si n iwwP OA m X?? ? ? ? 所以，油缸舉升力： siniwwXPmOA ???? 式中： wm — 舉升總質(zhì)量，本設(shè)計(jì) 中為 3t， 即為 3000kg iwX — 質(zhì)心至翻轉(zhuǎn)中心水平坐標(biāo)，它是隨車廂舉升角 ? 變化的函數(shù)， 0c os( )iwX O C ??? ? ?，當(dāng) 0 0???時(shí)， iwX 為最大值， ? — 油缸軸心線與底座 OA之夾角，在舉升過程中 ? 為變量，因此油缸舉升力也隨之成為變量 。 上述質(zhì)心至翻轉(zhuǎn)軸中心的水平坐標(biāo)是歲車廂舉升角變化而變化的函數(shù)。實(shí)際上，在舉升開始階段由于各鉸鏈支點(diǎn)靜摩擦力矩較大，所以車廂的最大阻力矩發(fā)生在車廂即將被舉起時(shí)刻，為最大值，此時(shí)的 P 為最大值。 對(duì)直推式舉升機(jī)構(gòu)進(jìn)行受力分析和設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，還應(yīng)考慮力矩比，即當(dāng)任意一節(jié)伸縮油缸套筒將要伸出時(shí)，舉伸機(jī)構(gòu)提供的舉伸力矩與阻力矩之比。 油缸直徑的確定 油缸直徑的選取需先確定自卸車液 壓系統(tǒng)的額定壓力，額定壓力過低，則元件需較大型；額定壓力過高，則元件成本、性能要求過高。一般低速載貨汽車取額定壓力為160 2/kgf cm 的級(jí)別。 該清掃車車廂裝滿垃圾重量為 3t 油缸推力與油缸直徑的關(guān)系式為： 214dPp?? （ 33） 式中： p — 液壓系統(tǒng)最大工作壓力，根據(jù)要求取 p =16MPa。 將式 (4— 6)代入 (45)即可求出油缸直徑： 第 14 頁(yè) 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 s iniiwwdXpmOA? ???? 得： 1 4s iniwwXmdO A p???? ? ? ? （ 34） 由以上式子可確定該伸縮式油缸直徑取為 缸徑 D=100mm。 車廂在舉升過程中，重力臂逐步伸長(zhǎng)，舉升力矩逐步減少，舉升質(zhì)量的阻力矩不斷減小； 隨著油缸活塞不斷向外伸出， 貨物 慢慢卸下，貨物重心也后移，阻力矩已變小，油壓比初始舉 升時(shí)低。 在此設(shè)計(jì)中，暫不考慮由于貨物卸下所導(dǎo)致的車廂重心位置的變化，認(rèn)為車廂重心始終在車廂的幾何中心處。 液壓缸型號(hào)的確定及其必要參數(shù)簡(jiǎn)介 液壓缸型號(hào)確定 根據(jù)以上分析，選擇液壓缸型號(hào)如表 32所示： 表 32 型號(hào) 缸徑 （ D）（ mm） 桿徑 （ d）（ mm） 最大行程 （maxL ）（ mm） HSG100/dE 100 70 1250 注：型號(hào) HSG100/dE 中 HSG 表示為 工程用液壓缸， 100表示其缸徑為 100mm， d為其桿徑 此液 壓缸桿徑 d 可以根據(jù)需要選定 ， 在 此次設(shè)計(jì)中， 由于已經(jīng)求出缸徑 100D mm? ，液壓缸最大行程 1100L mm? ，在 HSG100/dE 型號(hào)中，只能選取行程速比 2?? ，此時(shí)桿徑為 70d mm? ，最大行程 max 1250L mm? ，如上表 32 所示 。 HSG 型工程用液壓缸是液 壓系統(tǒng)中作往復(fù)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。液壓能通過液壓缸轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，可實(shí)現(xiàn)主機(jī)中規(guī)定的各項(xiàng)動(dòng)作的自動(dòng)控制。主要用于工程機(jī)械、起重、運(yùn)輸機(jī)械及工程車輛液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中。 以銷軸連接的該型號(hào)液壓缸大致如下圖 34所示 ，此為標(biāo)準(zhǔn)件。 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 15頁(yè) 圖 34 以銷軸連接液壓缸簡(jiǎn)圖 HSG100/dE 型液壓缸必要參數(shù)簡(jiǎn)介 參照?qǐng)D 34 所示符號(hào)標(biāo)識(shí)該型號(hào)液壓缸 的具體參數(shù)值如下表 33所示： 表 33 D缸徑 ? d 1d R b sL 1M 6L 7L 8L 1LS? 速比 ? 2 100 127 50 55 70 50或 GE50ES 60 60 27 2M ? 65 7282? 50 340360SS?? 第 16 頁(yè) 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 基于 ADAMS 對(duì) 舉升機(jī)構(gòu) 仿真分析 ADAMS 軟件及其功能 概述 ADAMS，即 機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué) 自動(dòng)分析 (Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)，該軟件是 美國(guó) MDI公司 (Mechanical Dynamics Inc.)開發(fā)的虛擬樣機(jī)分析軟件。目前 ， ADAMS已經(jīng)被全世界各行各業(yè)的數(shù)百家主要制造商采用。根據(jù) 1999年 機(jī)械系統(tǒng) 動(dòng)態(tài)仿真分析軟件國(guó)際市場(chǎng)份額的統(tǒng)計(jì)資料， ADAMS軟件銷售總額近八千萬美元、占據(jù)了 51%的份額 ,現(xiàn)已經(jīng)并入美國(guó) MSC公司。 ADAMS 軟件概述 ADAMS 軟件使用交互式圖形環(huán)境和零件庫(kù)、約束庫(kù)、力庫(kù)，創(chuàng)建完全參數(shù)化的機(jī)械系統(tǒng)幾何模型，其求解器采用多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論中的拉格朗日方程 方法，建立系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程，對(duì)虛擬機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析，輸出位移、速度、加速度和反作用力 曲線 。 ADAMS 軟件的仿真可用于預(yù)測(cè)機(jī)械系統(tǒng)的性能、運(yùn)動(dòng)范圍、碰撞檢測(cè)、峰值載荷以及計(jì)算有限元的輸入載荷等。 ADAMS一方面是虛擬樣機(jī)分析的 應(yīng)用軟件 ，用戶可以運(yùn)用該軟件非常方便地對(duì)虛擬機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析。另一方面，又是虛擬樣機(jī)分析開發(fā)工具，其開放性的程序結(jié)構(gòu)和多種接口，可以成為特殊行業(yè)用戶進(jìn)行特殊類型虛擬樣機(jī)分析的二次開發(fā)工具平臺(tái)。 ADAMS軟件由基本模塊、擴(kuò)展模塊、接口模塊、專業(yè)領(lǐng)域模塊及 工具箱 5類模塊組成，如表 41所示。用戶不僅可以采用通用模塊對(duì)一般的機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行仿真，而且可以采用專用模塊 針對(duì)特定工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的問題進(jìn)行快速有效的建模與仿真分析。 表 41 ADAMS軟件模塊 基本模塊 用戶界面模塊 ADAMS/View 求解器模塊 ADAMS/Solver 后處理模塊 ADAMS/PostProcessor 擴(kuò) 液壓系統(tǒng)模塊 ADAMS/Hydraulics 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 17頁(yè) 展模塊 振動(dòng)分析模塊 ADAMS/Vibration 線性化分析模塊 ADAMS/Linear 高速動(dòng)畫模塊 ADAMS/Animation 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析模塊 ADAMS/Insight 耐久性分析模塊 ADAMS/Durability 數(shù)字化裝配回放模塊 ADAMS/DMU Replay 接口模塊 柔性分析模塊 ADAMS/Flex 控制模塊 ADAMS/Controls 圖形接口模塊 ADAMS/Exchange CATIA專業(yè)接口模塊 CAT/ADAMS Pro/E接口模塊 Mechanical/Pro 專業(yè)領(lǐng)