基于多杆系统的高速辊床研究与优化设计

发布时间：2017-09-08 23:20

  本文关键词：基于多杆系统的高速辊床研究与优化设计

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【摘要】：随着工业现代化的发展,对自动化输送机的需求也日益增多,在汽车制造等行业中,需要一些地面柔性输送系统以提高制造过程的现代化程度,使用辊床输送系统进入汽车制造的焊装、涂装、总装等生产过程,能满足汽车行业的某些特殊需要,其特点及优势是往复式输送机和板式输送机无法替代的。为适应这一需求,本文在参考了国外汽车装焊生产线的基础上,引进、消化、吸收国外先进技术,对多杆系统的高速辊床进行了研究。 首先,介绍了课题的研究背景及其在国内外的发展现状,对论文研究过程中所应用到的理论和方法进行了系统的概述,包括多刚体系统动力学、参数化设计方法、有限元法。 其次,对高速辊床输送系统进行了分析研究,研究了高速辊床输送系统的结构组成以及运动方式、功能实现方式；通过对比几种升降方式,以连杆机构的升降方式为研究对象,分别利用解析法和虚拟样机仿真法,对高速辊床升降机构的运动规律进行研究,借助MATLAB软件进行辅助绘图,分析了升降机构在工作过程中的运动学特性,结果表明两者具有很好的一致性,为进一步对机构的优化设计提供了可靠的基础。 然后,利用参数化设计的方法,对虚拟样机模型进行优化分析,得到了合理的机构位置参数,实现了升降机构的参数化设计；利用ADAMS进行动力学仿真,分析升降机构在运行过程中电机转矩、摇杆速度以及各铰链处载荷,为机构的设计和有限元分析提供了依据。 最后,以升降机构的动力学仿真获得的动态载荷作为有限元分析的边界条件,运用ANSYS对摇杆进行应力应变分析,计算机构随时间变化激励载荷下的响应,得出了最大危险点的应力分布。采用疲劳理论计算构件的疲劳寿命,验证了机构强度和寿命设计的正确性。
【关键词】：输送系统 高速辊床 优化设计 疲劳寿命
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH22
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 致谢8-14
• 第一章 绪论14-22
• 1.1 研究背景、目的及意义14-15
• 1.1.1 研究背景14-15
• 1.1.2 研究目的与意义15
• 1.2 汽车焊接生产线输送方式15-18
• 1.2.1 输送设备分类15-17
• 1.2.2 辊床输送系统的特点及应用17-18
• 1.3 国内外发展概况18-19
• 1.3.1 国外情况18-19
• 1.3.2 国内情况19
• 1.4 本论文研究内容和方法19-22
• 第二章 多杆系统建模及优化方法22-31
• 2.1 多刚体系统动力学基础22-24
• 2.1.1 多刚体系统动力学22
• 2.1.2 建模与求解22-24
• 2.2 参数化设计基础24-26
• 2.2.1 参数化设计概述24
• 2.2.2 参数化设计流程24-26
• 2.3 有限元法26-30
• 2.3.1 有限元理论26-27
• 2.3.2 疲劳理论27-30
• 2.4 本章小结30-31
• 第三章 升降高速辊床输送系统研究31-44
• 3.1 升降高速辊床结构和工作原理31-36
• 3.1.1 底座机构31
• 3.1.2 升降驱动机构31-34
• 3.1.3 水平驱动机构34
• 3.1.4 电气控制系统34-35
• 3.1.5 升降辊床的工作原理35-36
• 3.2 升降高速辊床的设计36-39
• 3.2.1 升降机构的初步设计36-37
• 3.2.2 同步举升机构设计37
• 3.2.3 水平机构的设计37-38
• 3.2.4 控制系统设计38-39
• 3.3 升降机构的运动分析与计算39-43
• 3.3.1 运动学数学模型的建立39-40
• 3.3.2 基于MATLAB的运动学辅助分析40-42
• 3.3.3 基于ADAMS的建模仿真42-43
• 3.4 本章小结43-44
• 第四章 高速辊床升降机构的优化设计与动力学分析44-55
• 4.1 升降机构的参数化建模44-46
• 4.1.1 设计变量44
• 4.1.2 约束条件44-45
• 4.1.3 优化目标45-46
• 4.2 升降机构的优化分析46-49
• 4.2.1 设计研究46-47
• 4.2.2 仿真试验47-48
• 4.2.3 机构优化48-49
• 4.3 升降机构的动力学分析49-54
• 4.3.1 升降机构模型简化49
• 4.3.2 虚拟样机模型的建立49-50
• 4.3.3 升降机构的动力学分析50-54
• 4.4 本章小结54-55
• 第五章 高速辊床传动机构的有限元分析55-63
• 5.1 传动机构瞬态动力学分析55-59
• 5.1.1 瞬态动力学概述55-56
• 5.1.2 瞬态动力学分析过程56-58
• 5.1.3 瞬态动力学分析结果58-59
• 5.2 传动机构疲劳分析59-62
• 5.2.1 疲劳分析方法59-60
• 5.2.2 疲劳分析过程60-62
• 5.2.3 疲劳分析结果62
• 5.3 本章小结62-63
• 第六章 总结与展望63-64
• 6.1 总结63
• 6.2 展望63-64
• 参考文献64-67
• 攻读硕士学位期间发表的论文67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：816926