越障式多功能重载拆装机械设计及分析

发布时间：2017-07-29 04:18

  本文关键词：越障式多功能重载拆装机械设计及分析

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【摘要】：越障式多功能重载拆装机械是国家“神光Ⅲ”项目主机装置终端光学组件辅助工装及靶室维护分系统急需的一种设备。特殊的靶场环境与工作任务不仅要求该设备要具有越障、功能多样化、重载、高精度等特点，还要求其具有高可靠性。同时拆装机械的整机尺寸、自重及其结构的强度、刚度、稳定性等也必须满足相关苛刻要求。因此，研究设计一型符合全部功能要求的越障式多功能重载拆装机械是必要且急迫的，本课题研究工作正是在此背景下重点展开的。 越障式多功能重载拆装机械设计及分析的主要研究内容包括以下几个方面：作业流程设计、总体方案设计、机构和结构设计、运动学分析、关键零部件有限元静力分析等。 根据现场环境，完成了90°、77°、64°三组物理诊断设备拆装作业流程设计；基于功能要求及总体设计指标，考虑到整机尺寸、自重等因素，确定了拆装机械总体方案及各组成部分方案；借助Pro/E，AutoCAD等软件完成了拆装机械结构和机构设计，得到了整机三维模型以及大量二维图纸；继而完成了车体倾覆力矩等相关计算校核。 对拆装机械升降机构进行简化，建立了相关模型并获得了相关几何关系等式；建立了适当的绝对坐标系与相对坐标系，借助Mathematica软件推导出了名义分析点E的齐次变换矩阵及其绝对坐标表达式，从而利用Matlab得到相关曲线以及名义分析点E空间分布示意图，验证了该表达式的准确性以及拆装机械的可达性满足要求。 对升降平台及升降机构作用力进行分析，，得到了各作用力表达式及其变化曲线，确定了拆装机械的最危险工况；利用ANSYS软件，建立了最危险工况下拆装机械关键部件的有限元模型，并对其进行了有限元静力分析；根据静力分析结果，完成了拆装机械关键部件的强度和刚度校核工作。 简要介绍了拆装机械生产制造情况，并完成了拆装机械的强度稳定性试验及其行走试验，检测得到了相关数据，验证了拆装机械结构满足设计及功能要求。
【关键词】：拆装机械 方案确定 结构设计 运动学分析 有限元分析
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH122
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题来源及研究的背景及意义9
• 1.2 相关机械设备国内外发展现状及分析9-13
• 1.2.1 起重机械发展现状及分析9-11
• 1.2.2 机械手发展现状及分析11-12
• 1.2.3 光学组件拆装设备发展现状及分析12-13
• 1.3 本课题所用现代机械设计方法简介13
• 1.4 本课题的主要研究内容13-15
• 第2章 越障式多功能重载拆装机械设计15-38
• 2.1 引言15
• 2.2 总体设计指标15-16
• 2.3 拆装机械作业流程设计16-20
• 2.3.1 90°物理诊断设备拆装作业流程设计16-17
• 2.3.2 77°物理诊断设备拆装作业流程设计17-19
• 2.3.3 64°物理诊断设备拆装作业流程设计19-20
• 2.4 拆装机械方案设计20-25
• 2.4.1 拆装机械总体方案设计20-21
• 2.4.2 拆装机械组成部分方案设计21-25
• 2.5 拆装机械结构设计25-36
• 2.5.1 越障式车设计26-30
• 2.5.2 工作装置设计30-34
• 2.5.3 大行程驱动装置设计34
• 2.5.4 拆装机械相关计算及校核34-36
• 2.6 本章小结36-38
• 第3章 越障式多功能重载拆装机械运动学分析38-48
• 3.1 引言38
• 3.2 拆装机械运动学建模38-44
• 3.2.1 坐标系建立描述38-39
• 3.2.2 运动学方程建立39-44
• 3.3 拆装机械运动学求解与分析44-47
• 3.3.2 名义分析点绝对坐标求解44-45
• 3.3.3 名义分析点相关速度求解45-46
• 3.3.4 名义分析点空间分布求解46-47
• 3.4 本章小结47-48
• 第4章 越障式多功能重载拆装机械关键部件力学分析48-60
• 4.1 引言48
• 4.2 关键部件作用力分析48-53
• 4.2.1 升降平台作用力分析48-50
• 4.2.2 升降机构作用力分析50-53
• 4.3 关键部件有限元建模53-55
• 4.3.1 有限元建模简介53-54
• 4.3.2 关键部件有限元建模54-55
• 4.4 关键部件有限元静力分析55-59
• 4.4.1 有限元静力分析简介55-56
• 4.4.2 关键部件模型组装及分析56-59
• 4.5 本章小结59-60
• 第5章 越障式多功能重载拆装机械样机试验60-66
• 5.1 引言60
• 5.2 拆装机械样机60-63
• 5.2.1 越障式车61
• 5.2.2 工作装置61-62
• 5.2.3 大行程驱动装置62
• 5.2.4 配重62-63
• 5.3 拆装机械样机相关试验及检测63-65
• 5.3.1 强度稳定性试验63-64
• 5.3.2 行走试验64-65
• 5.4 本章小结65-66
• 结论66-67
• 参考文献67-71
• 致谢71

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本文编号：587461