機(jī)車振動平臺裝置及控制【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 摘   要  本文主要針對機(jī)車振動平臺裝置及其控制進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過 先分析機(jī)車振動平臺的運(yùn)動特性及運(yùn)動方式確定其主要參數(shù)，包括液壓缸的推力， 帶傳動帶輪的位置 ； 根據(jù)主參數(shù)和設(shè)計(jì)要求進(jìn)行 液壓缸，控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及選用。本設(shè)計(jì)的機(jī)車振動臺共有三大部分，包括機(jī)架部分，液壓部分，和控制部分。本課題主要模擬機(jī)車的顛簸情況，為振動試驗(yàn)搭建測試平臺 。該項(xiàng)目的研發(fā)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和工程應(yīng)用價(jià)值。  關(guān)鍵詞 ：振動平臺，液壓缸， 機(jī)架， 控制  買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 n of of to of a of of s 文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 目   錄  1 緒論 內(nèi)外基本情況 前存在問題 成設(shè)計(jì)的方案及主要措施  機(jī)車振動平臺的總體設(shè) 計(jì) 動臺介紹 動臺分類  種類型振動臺的性能比較和選擇原則 車振動平臺的主要設(shè)計(jì)參數(shù)  總體設(shè)計(jì)及計(jì)算 壓缸的選用 動機(jī)的選擇  帶的設(shè)計(jì)及計(jì)算  控制 系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)及選擇 ， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 緒論  隨著軌道交通發(fā)展的日益成熟，越來越多的機(jī)車將被投入使用，期間不僅對機(jī)車的制造生產(chǎn)有較高的質(zhì)量要求，還包括對生產(chǎn)完畢，投入使用之前的機(jī)車的運(yùn)行測試。由于軌道資源的有限，無法將新的機(jī)車投入軌道線路進(jìn)行測試，所以機(jī)車的測試平臺成為了必不可少的一個檢測工具。本設(shè)計(jì)的機(jī)車振動臺共有三大部分，包括機(jī)架部分，液壓部分，和控制部分。本課題主要模擬機(jī)車 在 顛簸情況下的行駛狀況 ，為振動試驗(yàn)搭建測試平臺 。該項(xiàng)目的研發(fā)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和工程應(yīng)用價(jià)值。  內(nèi)外基本情況  機(jī)車振動平臺裝置的種類特點(diǎn)： 機(jī)車運(yùn)行中的振動 ,不僅影響其動力學(xué)性能和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度 ,而且還影響電機(jī)、電器設(shè)備的使用壽命及工作可靠性。 液壓式振動臺主要用于機(jī)車車輛、汽車、船舶等行業(yè)的各類儀器、儀表，零部件的耐振試驗(yàn)和可靠性試驗(yàn)。該系統(tǒng)運(yùn)用模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)，采用進(jìn)口電液伺服閥，油源由專業(yè)廠家制造，高可靠性。使用頻率低、推力大、承載能力強(qiáng)。 工業(yè)發(fā)達(dá)國家的 液壓式振動臺 較早、 比如 德國、美國 、加拿大、日本  其特點(diǎn)有：  1）開發(fā)多品種、多功能、高質(zhì)量及高 精確度 的 液壓振動臺 。  2）迅速發(fā)展 磁力振動臺以及低頻振動臺 ，不斷改進(jìn)和革新控制方式 及其精確程度。   3）重視采用新技術(shù)、新工藝、新結(jié)構(gòu)，加快標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化發(fā)展速度 。  4）更新設(shè)計(jì)理論，提高可靠性，延長使用壽命。  6）進(jìn)一步改進(jìn)液壓系統(tǒng)。  慕尼黑滾動振動試驗(yàn)臺 :1970年由于高速列車的發(fā)展德國實(shí)施了輪軌研究計(jì)劃，將車輛一軌道動力學(xué)和輪軌系統(tǒng)結(jié)合考慮。 1977年，慕尼黑滾動振動試驗(yàn)臺作為軌道模擬器  主實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行試驗(yàn) 。該滾動振動試驗(yàn)臺用旋轉(zhuǎn)的軌道輪代替無限長的  軌道，軌道輪由電液伺服液壓激振器驅(qū)動，并在幾個自由度上可以施加激振。試驗(yàn)臺可以測試車輛 。 系 統(tǒng)處于不同動力學(xué)條件下和不同的軌道幾何參數(shù)下的動力學(xué)性能。  日本東京滾動振動試驗(yàn)臺 ： 該試驗(yàn)臺隸屬于日本鐵道技術(shù)研究所 (，最初的試驗(yàn)臺于 1957 年完成，并在數(shù)項(xiàng)研究發(fā)展計(jì)劃中發(fā)揮了重要作用，比如新干線列車的高速轉(zhuǎn)向架開發(fā)、貨車脫軌研究等，并在該領(lǐng)域國際交流合作方面買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 也作出了重要貢獻(xiàn)。 30年后由于未來鐵道車輛發(fā)展的需要該試驗(yàn)臺被更新，新的試驗(yàn)臺于 1989年底投入使用，該試驗(yàn)臺最高可進(jìn)行速度達(dá) 500km/別地，該試驗(yàn)臺可以對每個軌道輪施加橫向、垂向及縱向的激振 。  美國科羅拉多滾動振動試驗(yàn)臺 ： 該軌道動力學(xué)實(shí)驗(yàn)室隸屬于美國交通部聯(lián)邦鐵路局 (作為研究軌道動力學(xué)的試驗(yàn)工具而設(shè)立。該試驗(yàn)臺基于一套滾動動力學(xué)裝置包括驅(qū)動電機(jī)、調(diào)速輪和軌道輪。該試驗(yàn)臺可以對無動力裝置車輛如貨車、客車等進(jìn)行試驗(yàn)，還可以對自帶動力裝置車輛試驗(yàn)如機(jī)車等進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)臺最高速度可達(dá) 230km/h，并由標(biāo)準(zhǔn)組件組成，可以適用于各種不同尺寸的車輛。  每個試驗(yàn)車輛車輪安放于軌道輪上，每對軌道輪安裝在一根軸上并由之帶動。車輛輪對和軌道輪對滾動接觸即模擬出車輛在軌道上運(yùn)行。軌道輪可以模擬車輛在沒有橫向或垂向的不平順直線軌道上運(yùn)行， 也可以模擬在一定半徑的曲線軌道上運(yùn)行，利用調(diào)速輪試驗(yàn)臺還可以模擬車輛加速或制動的阻力。試驗(yàn)臺可以支持多至四軸轉(zhuǎn)向架的機(jī)車車輛試驗(yàn)，六軸或八軸機(jī)車車輛則可以利用輔助設(shè)備試驗(yàn)。此外，試驗(yàn)臺裝有兩臺電液伺服液壓激振器，對轉(zhuǎn)向架一側(cè)施加橫向恒作用力或橫向激擾，作用在轉(zhuǎn)向架一側(cè)上的每對力可以為“推一推”或者“推一拉”組合作用方式。配合高靈敏度的位移測量設(shè)備和一套電腦，就組成了非常精確、多功能的試驗(yàn)測試裝置，可以將試驗(yàn)車輛的動力學(xué)響應(yīng)進(jìn)行采集、處理并將數(shù)據(jù)加以保存。  加拿大握太華滾動振動試驗(yàn)臺 ： 加拿大握太華國家研究委員 會的滾動振動試驗(yàn)臺被稱為曲線軌道模器。兩對軌道輪裝于一個可變形框架內(nèi)，在模擬曲線軌道試驗(yàn)中轉(zhuǎn)向架被安置于軌道輪上端，兩根軸可以調(diào)節(jié)，產(chǎn)生搖頭角。該試驗(yàn)臺曾被用于優(yōu)化輪對和轉(zhuǎn)向架設(shè)計(jì)，而現(xiàn)在由于鐵道車輛研究重點(diǎn)的轉(zhuǎn)移該裝置已拆除。  國液壓式振動平臺裝置行業(yè)的現(xiàn)狀及前景  我國從 1988年開始，在西南交通大學(xué)牽引動力國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室正式批準(zhǔn)建造滾動振動整車模擬試驗(yàn)臺，并于 1993年初步落成， 1995年起正式承擔(dān)機(jī)車車輛整車滾動振動試驗(yàn)，我國的滾動振動試驗(yàn)臺與德國慕尼黑滾動振動試驗(yàn)臺有很多相似之處，而經(jīng)過 不斷的完善改造，至今己成為世界上試驗(yàn)功能最豐富的滾動振動試驗(yàn)臺之一。最近，我國滾動振動試驗(yàn)臺經(jīng)過改造，可以進(jìn)行多至六軸機(jī)車車輛試驗(yàn)，同時(shí)可以模擬機(jī)車車輛曲線通過，這為全面測試機(jī)車車輛動力學(xué)性能和理論研究提供了試驗(yàn)條件，使我國在高速機(jī)車車輛研制中的試驗(yàn)?zāi)芰_(dá)到了國際領(lǐng)先水平。此外，在我國青島四方所、株洲電力機(jī)車廠都有相關(guān)滾動振動試驗(yàn)臺設(shè)備。整車滾動振動試驗(yàn)臺及比例滾動臺模型都已被證明了是測試車輛動力學(xué)性能強(qiáng)有力的工具，不僅在研究軌道動力學(xué)方面，而且在確認(rèn)模型、預(yù)測裂力學(xué)行為以及開發(fā)新型鐵道車輛方面都可以得到運(yùn) 用。  買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 液壓振動臺由于能真實(shí)地模擬各種試驗(yàn)環(huán)境 ,又具有出力大 ,控制方式靈活 ,有適當(dāng)?shù)念l寬范圍等優(yōu)點(diǎn) ,已愈來愈得到廣泛的應(yīng)用。不論是各種機(jī)電產(chǎn)品在使用和運(yùn)輸條件下的耐振情況 ,大型鍋爐、橋梁、水壩等構(gòu)件在地震時(shí)的耐震情況 ,汽車車輛的道路模擬試驗(yàn) ,航天環(huán)境的模擬試驗(yàn)都使用了 其作為測試環(huán)境安全主要手段。未來的發(fā)展：主要對其高性能，高效率，低成本，可靠性強(qiáng)的設(shè)備。  前存在問題  目前國內(nèi)機(jī)車振動平臺的總體水平與 世界領(lǐng)先國家的差距還較大 ， 幾乎所有高檔 振動臺 仍依賴于進(jìn)口設(shè)備。有一方面原因在于設(shè)計(jì)方法的落后，國內(nèi)設(shè) 計(jì)多采用二維設(shè)計(jì)，往往會產(chǎn)生干涉或設(shè)計(jì)錯誤而無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決。若采用三維設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，能大大提高設(shè)計(jì)效率，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯誤。另外用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)能提高 成性，可用先進(jìn)設(shè)計(jì)分析方法進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)證校核。  成課題的方案及主要措施  研：查閱資料、進(jìn)入企業(yè)調(diào)研  進(jìn)入企業(yè)實(shí)際調(diào)研，包括：參觀實(shí)際振動臺，觀察振動臺如何拆裝；查閱有  關(guān)資料，包括實(shí)際圖紙和設(shè)計(jì)范例，從而從理論到實(shí)際結(jié)合起來，在設(shè)計(jì)過程中不斷學(xué)習(xí)和完善設(shè)計(jì)思路。  軟件進(jìn)行機(jī)架裝配圖的設(shè)計(jì)  使用 以跟直觀的發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)上的疏漏，并加以改正。  買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 機(jī)車振動平臺的 總體設(shè)計(jì)  動臺介紹  振動臺 又稱振動激勵器或振動發(fā)生器。它是一種利用電動、電液壓、壓電或其他原理獲得機(jī)械振動的裝置。其原理是將激勵信號輸入一個置于磁場中的線圈，來驅(qū)動和線圈相聯(lián)的工作臺。對于不同的測試物和技術(shù)指標(biāo)，應(yīng)注意選用不同結(jié)構(gòu)和激勵范圍的振動臺。振動臺適用于汽車零部件、電子、家具、禮品、陶瓷、包裝等產(chǎn)品進(jìn)行相關(guān)振動試驗(yàn)。 更加大型的振動臺可以進(jìn)行整車振動等。  隨著科技的日益發(fā)展振動臺可以 進(jìn)行更多方向的震動，對于現(xiàn)實(shí)生活中的一些問題，可以更好的進(jìn)行仿真  振動臺的種類很多，主要類型有： 模擬運(yùn)輸振動試驗(yàn)臺， 水平 振動臺 , 單向電磁振動臺  ,機(jī)械振動試驗(yàn)臺 , 工頻振動臺 , 低頻振動試驗(yàn)臺 , 高頻振動試驗(yàn)臺 。  目前隨著測試及認(rèn)證行業(yè)越來越受到企業(yè)以及消費(fèi)者的重視關(guān)于振動臺的測試標(biāo)準(zhǔn)也越來越嚴(yán)格化和規(guī)范化。比如溫度綜合，濕度綜合等，加上環(huán)境因素的振動測試。所以對于振動臺的要求也越來越嚴(yán)格。  動臺的分類  目前， 振動臺 已發(fā)展成為品種齊全、規(guī)格繁多的大系統(tǒng)，可以從不同的角度進(jìn)行分類。  運(yùn)動方式分類  （ 1） 單軸 振動臺單軸振動臺 又分為垂向振動臺以及水平振動臺 （見圖 2。該類振動臺一般推力較大，多用于測試產(chǎn)品由于某些突發(fā)因素所造成的沖擊以及碰撞。所以該類振動臺的行程較大，以滿足碰撞和沖擊的加速度以及速度。多用來測試產(chǎn)品在一定時(shí)間內(nèi)所發(fā)生的多次沖擊后，產(chǎn)品的質(zhì)量問題。  圖 2單軸振動臺單  買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 （ 2） 見圖 2，其比單軸振動臺多出一到多個個方向的振動。該類振動臺體積較小，多用于測試產(chǎn)品在運(yùn)輸過程中發(fā)生的振動。  由于體積較小所 以測試物品多屬于一些較輕的電子產(chǎn)品比如筆記本電腦，電腦主板等等。 同時(shí)該振動臺由于可以多方向的震動，也可以用來做掃頻測試以找出產(chǎn)  品的共振點(diǎn)。  圖 2振動臺  (3) 3軸 6自由度 振動臺  該類振動臺因要模擬機(jī)車的行駛過程，所以必須三軸同時(shí)振動，且該類振動臺的占地范圍也較大。但該類振動臺的行程較小同時(shí)以為是機(jī)車行駛的模擬振幅以及頻率不大。多用來測試機(jī)車的行駛狀況，以及運(yùn)輸中物品的顛簸范圍及程度。  圖 23 軸 6 自由度振動臺  買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985  按激振方式分類  （ 1） 機(jī)械振動臺  由電機(jī)驅(qū)動機(jī)械結(jié)構(gòu) 產(chǎn)生所需振動的振動臺稱為機(jī)械振動臺。機(jī)械振動臺主要有直接驅(qū)動式和反作用式兩種類型。 （見圖 2 直接驅(qū)動式機(jī)械振動臺 ：  直接驅(qū)動式是由連桿或凸輪等傳動機(jī)構(gòu)直接驅(qū)動的振動臺，根據(jù)驅(qū)動機(jī)構(gòu)的不同又可分成曲柄連桿式、軛架式和凸輪式三種。其頻率由驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)速控制。其位移振幅一般不隨負(fù)載和頻率變化。  反作用式機(jī)械振動臺 ：  它是由不平衡質(zhì)量旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的激振力驅(qū)動的振動臺，其力 F=其中 為轉(zhuǎn)動角速度。給出了最常見的一種能做垂直振動的雙質(zhì)量振動臺。有時(shí)候需要既能做垂直運(yùn)動又 能做水平振動，這時(shí)可采用三質(zhì)量振動臺，其中 個小質(zhì)量運(yùn)動和大質(zhì)量的旋轉(zhuǎn)引起的離心力在水平方向相互抵消。而垂向則疊加，故產(chǎn)生純垂向激振力。則因大質(zhì)量相位偏移了 180度， 所以 離心力在垂直方向相互抵消，故產(chǎn)生純水平 的振動。  圖 2  機(jī)械振動臺  （ 2） 電動振動臺  由固定磁場和位于磁場中并通由交變電流的可動線圈的相互作用所產(chǎn)生的力驅(qū)動的振動臺稱為電動振動臺。它主要由電動振動臺、功率放大器和振動控制裝置等所組成。 （ 見圖 2 電動振動發(fā)生器典型結(jié)構(gòu)示意圖見圖 5。其中具有工作臺的電 動振動發(fā)生器買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 用于振動環(huán)境試驗(yàn)；具有力輸出激振頭的電動振動發(fā)生器用于振動特性試驗(yàn)。  對于小推力情況（ <500N），其固定磁場由永久磁鐵提供，大推力情況則是由  直流線圈提供的。為避免磁場對試件的不良影響，現(xiàn)多采用雙端式交變線圈。  功率放大器用于為激振臺提供所需的電流和電壓。功率放大器有兩種類型可供選擇，即線性功率放大器和開關(guān)功率放大器。線性功放失真小，但熱耗大，效率低（ 40%50%）；而開關(guān)功放熱耗小，效率高（ 70%80%），且體積小，失真也不大。  功放與振動臺的耦合方式有兩種，即直接耦合和 變壓器耦合。前者沒有功率損失，頻率范圍寬；后者則可通過變壓器抽頭調(diào)節(jié)額定電壓和電流，以適應(yīng)不同試驗(yàn)要求，但缺點(diǎn)式變壓器有功率損失，并限制了使用頻率范圍。  信號發(fā)生器和控制裝置用于為功放提供信號源，它可以根據(jù)試驗(yàn)要求的不同，提供正弦、隨機(jī)振動和沖擊信號并通過臺面實(shí)測信號的反饋實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制（使臺面振動符合規(guī)定要求）。  輔助臺通常為一油膜滑臺，用于實(shí)現(xiàn)水平振動。  冷卻裝置用于移去振動臺動圈及功放產(chǎn)生的熱量，有風(fēng)冷和水冷兩種。風(fēng)冷無需循環(huán)水冷卻裝置，但噪聲大；水冷方式噪聲小，冷卻效率高，但需要建循環(huán)冷卻 水塔。  圖 2  電動振動臺  （ 3）液壓振動臺  利用液體壓力產(chǎn)生振動力進(jìn)行驅(qū)動的振動臺稱為液壓振動臺。它由液壓振動發(fā)生器、液壓源、伺服閥控制和保護(hù)裝置以及振動控制系統(tǒng)組成。典型液壓振動臺分為具有工作臺的液壓振動臺和具有力輸出激勵頭的液壓振動臺。 （見圖 2 伺服閥實(shí)際上為一電液放大器，它通常由電磁驅(qū)動線圈、控制滑閥和功率滑買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 閥組成。它將輸入電信號轉(zhuǎn)換成液體壓力、流量及方向變化，驅(qū)動液壓缸的活塞運(yùn)動。該運(yùn)動由傳感器反饋給伺服閥控制裝置以控制波形滿足預(yù)定的要求。液壓  振動臺像電動振動臺一樣，可以實(shí)現(xiàn) 正弦、隨機(jī)振動和沖擊激勵。此外，它還可以利用多個液壓缸組成多點(diǎn)或多軸向的振動試驗(yàn)系統(tǒng)。  圖 2 液壓式振動臺  振動頻率大小分類  （ 1） 低頻振動臺  低頻振動臺測試平率范圍多為 00 00這類振動臺 多為液壓振動或機(jī)械振動。由于測試頻率較小一般用作公路運(yùn)輸?shù)臏y試 ，且液壓振動臺是唯一可以從 0 （ 2）中頻振動臺  其測試范圍 300上及 2000用于發(fā)動機(jī)，電動機(jī)的工作時(shí)振動進(jìn)行測試。  （ 3）高頻振動臺  多為 2000如 飛機(jī)機(jī)翼，以及導(dǎo)彈飛行過程中的振動  由于其頻率很高所以這類振動臺的數(shù)量較少。一般為專業(yè)器械的震動做測試。   種類型振動臺的性能比較和選擇原則  以上三種振動臺分為，液壓振動臺，機(jī)械振動臺和電磁振動臺 。 （見表 2 買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 表 2種類型振動臺的性能比較  參數(shù)  電動振動臺  液壓振動臺  機(jī)械振動臺  額定力 /00 510000 50 負(fù)載 /000  5000  500 加速度 /(m/1000,典型 1000 1000,典型 100 300,典型 100 頻率 /000 0800 00 失真 /% 25,在某些頻率處可達(dá) 25以上  在固有頻率一下  在固有頻率以上  橫向運(yùn)動 /% 510 20 5 臺面不均勻度 /% 510 25 510 對負(fù)載偏信的敏感度  高   低  高  激勵類型  全部   全部   定頻正弦  成本  高  高  低  車振動平臺的主要設(shè)計(jì)參數(shù)  振動平臺 設(shè)計(jì)的初 始 ，首先需確定有關(guān)參數(shù)，它們是傳動設(shè)計(jì)的依據(jù)，影響到產(chǎn)品是否能滿足所需要的功能要求，因此，參數(shù)擬定是 振動臺 設(shè)計(jì)中的重要問題。  振動臺 參數(shù)有主參數(shù)和基本參 數(shù)。主參數(shù)是最重要的，它直接反映 振動臺 的運(yùn)動 能力、特性、決定和影響其他基本參數(shù)的數(shù)值。 根據(jù) 設(shè)計(jì)任務(wù)及常用數(shù)控機(jī)床性能，列出以下參數(shù)機(jī)車振動平臺 主要設(shè)計(jì)參數(shù) ，用以方案選定，計(jì)算參數(shù)也都用以下表格所列參數(shù)為主要依據(jù)。  表 2車振動平臺的主要設(shè)計(jì)參數(shù)  名稱  設(shè)計(jì)參數(shù)  工作臺尺寸    工作臺最大縱向行程    工作臺最大橫向行程    買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 續(xù)表 2車尺寸    振動臺振幅    外型尺寸   買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 總體 設(shè)計(jì) 及計(jì)算  壓缸的選用  本段主要根據(jù)工作情況 對液壓缸進(jìn)行設(shè)計(jì)選用，通過最大負(fù)載和工作壓力來確定液壓缸的主要尺寸，液壓缸的主要尺寸包括： 液壓缸內(nèi)徑 D、活塞桿直徑 d、液壓缸缸體長度 l。  （ 1） 水平前后方向的液壓缸的選擇及計(jì)算  1） 液壓缸內(nèi)徑 D 液壓缸內(nèi)徑 通過推動水平前后方向的振動板所需克服的摩擦力來確定液壓缸的最小推力。  再不能減小振動臺的外形尺寸的條件下振動臺臺體 和 板材 所用 的 材料為鋁合金，密度為 ，以竟可能的減輕振動臺，臺面的重量，使液壓缸的性能得到充分發(fā)揮。  前后方向振動板的外形尺寸（長 4500  寬 2000  高 20）（單位  根據(jù)工作情況定測試機(jī)車最大重量為  。   因?yàn)樯虾：０闻c水平線差別不大所以  買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 可求得摩擦力為  取滑動導(dǎo)軌 之間 的摩擦系數(shù) 壓缸推力  即液壓缸 可產(chǎn)生的 推力因大于等于  根據(jù)機(jī)械手冊查表得液壓缸的公稱壓力  液壓缸壓力為 :  所選用的液壓缸為單杠液壓缸。  無桿腔進(jìn)油時(shí)：  有桿腔進(jìn)油時(shí)：  初步回油壓力 ，則公式應(yīng)變?yōu)椋? 無桿腔進(jìn)油時(shí)：  有桿腔進(jìn)油時(shí)：  算得 ，圓整的  2） 活塞桿直徑 d 因?yàn)?振動所需要的 活塞來回速度 相差不大 選取可達(dá)到的最小速比 壓缸的 內(nèi) 徑  買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 所以 活塞桿的直徑  3） 液壓缸缸體長度 L 由液壓缸最大行程、活塞寬度、活塞桿導(dǎo)向套長度、活塞桿密封長度和特               殊要求的其它長度確定  其中活塞的寬度   取 。  導(dǎo)向套滑動面長度  因?yàn)?，故取 。  導(dǎo)向長度 （ 這里  最大行程 ,取 。  所以缸體長度 。  由于活塞桿直徑與缸體長度之比小于 15，所以該液壓缸無須進(jìn)行校核。  （ 2） 水平左右方向的液壓缸的選擇及計(jì)算  1） 液壓缸內(nèi)徑 D 液壓缸內(nèi)徑 通過推動水平前后方向的振動板所需克服的摩擦力來確定液壓缸的最小推力。  因?yàn)樽笥曳较蚝颓昂蠓较蛘駝影逋庑纬叽缁疽恢隆? 買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 所以  即左右方向液壓缸推力  液壓缸推力  即液壓缸 可產(chǎn)生的 推力因大于等于  設(shè)計(jì)液壓缸壓力為 :  所選用的液壓缸為單杠液壓缸。  無桿腔進(jìn)油時(shí)：  有桿腔進(jìn)油時(shí)：  初步回油壓力 ，則公式應(yīng)變?yōu)椋? 無桿腔進(jìn)油時(shí)：  買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 有桿腔進(jìn)油時(shí)：  算得 ，圓整的  2） 活塞桿直徑 d 因?yàn)?振動所需要的 活塞來回速度 相差不大選取可達(dá)到的最小速比 壓缸的 內(nèi) 徑  所以 活塞桿的直徑  3） 液壓缸缸體長度 L 由液壓缸最大行程、活塞寬度、活塞桿導(dǎo)向套長度、活塞桿密封長度和特               殊要求的其它長度確定  其中活塞的寬度   取 。  導(dǎo)向套滑動面長度  因?yàn)?，故取 。  導(dǎo)向長度 （ 這里  最大行程 ,取 。  所以缸體長度 。  由于活塞桿直徑與缸體長度之比小于 15，所以該液壓缸無須進(jìn)行校核。  （ 3） 垂直方向的液壓缸的選擇及計(jì)算  1） 液壓缸內(nèi)徑 D 液壓缸內(nèi)徑 因?yàn)槭谴怪狈较虻恼駝?，所以需?大于振動臺臺體及試件的重力 。  買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 已知加速度最大為 。  所以  第一工作臺，即面積最大工作臺的外形尺寸為（長 5500寬 3000高 50） .(單位 其所 用材料為鋁合金，密度為  所以第一工作臺重量為：  所以總重量  因?yàn)榈撞坑兴?個液壓缸進(jìn)行同時(shí)同方向的振動所以每個液壓缸的推力為：  買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 設(shè)計(jì)液壓缸的工作壓力為  所選用的液壓缸為單杠液壓缸。  無桿腔進(jìn)油時(shí)：  有桿腔進(jìn)油時(shí)：  初步回油壓力 ，則公式應(yīng)變?yōu)椋? 無桿腔進(jìn)油時(shí)：  有桿腔進(jìn)油時(shí)：  算得 ，圓整的  2） 活塞桿直徑 d 因?yàn)?振動所需要的 活塞來回速度 相差不大選取可達(dá)到的最小速比 壓缸的 內(nèi) 徑  所以 活塞桿的直徑  3） 液壓缸缸體長度 L 由液壓缸最大行程、活塞寬度、活塞桿導(dǎo)向套長度、活塞桿密封長度和特               殊要求的其它長度確定  其中活塞的寬度   取 。  導(dǎo)向套滑動面長度  買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 因?yàn)?，故取 。  導(dǎo)向長度 （ 這里  最大行程 ,取 。  所以缸體長度 。  由于活塞桿直徑與缸體長度之比小于 15，所以該液壓缸無須進(jìn)行校核。  所有液壓缸的工作壓力均為  表 3壓缸系數(shù)  液壓缸型號  缸徑(外徑D(活塞桿直徑d(壁厚 (工作壓力 P（  0 95 28 16 00 121 35 80 219 63 平前后方向液壓缸為   水平左右方向液壓缸為   垂直方向液壓缸為 4個   動機(jī)的選擇  因?yàn)闇y試機(jī)車屬于小型機(jī)車，其速度不大。 能、性能好、振動小、噪聲低，壽命長，可靠性高、維護(hù)方便、轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)矩大等優(yōu)點(diǎn)。安裝尺寸和功率等級完全符合 用 殼 防護(hù)等級為 卻防式為 所以選定電動機(jī)為永發(fā)牌三相異步電動機(jī)型號為 額定電壓為 380V，額定頻率為 50  帶的設(shè)計(jì)及計(jì)算  （ 1）電動機(jī)與軸之間的 買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 因?yàn)檫x定電動機(jī)為永發(fā)牌 三相異步電動機(jī)型號為 定電壓為 380V，額定頻率為 50已知其轉(zhuǎn)速為 。  所以其扭矩  確定計(jì)算功率 ，已知 ， ，所需 i=3。有所引用的教材查得工作情況系數(shù) ，則  選取 根據(jù)工作情況系數(shù)和轉(zhuǎn)速選取 帶。  根據(jù)上述情況查表得，主動輪的基準(zhǔn)直徑 為 ，從動輪的基準(zhǔn)直徑為  ，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊查取 。實(shí)際傳動比 與原需求傳動比基本一致。  驗(yàn)算帶的速度  ，  帶的速度合適。  確定 直徑和 傳動中心距  根據(jù)：  。初步確定中心距 。  根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊選取帶的基準(zhǔn)長度 。實(shí)際中心距驗(yàn)算主動輪上的包角  買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 ；  主動輪上包角合適。  計(jì)算 z，由 ； ，查取 ，  所以：  ，即 根  計(jì)算預(yù)緊力 查手冊得 ，則：  算得   計(jì)算在軸上的壓力  表 3 V 帶傳動系數(shù)  名稱  結(jié)果  名稱  結(jié)果  名稱  結(jié)果  帶型  動比  根數(shù)  帶輪基準(zhǔn)直徑  基準(zhǔn)長度   預(yù)緊力  中心距  軸壓力  帶輪 的設(shè)計(jì)  ：根據(jù)教材表查得： ， 。則帶輪寬度： ， 。大帶輪輪轂寬度 L：因?yàn)?，所以取 。  買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 （ 2）兩軸之間的 因兩軸之間所需速度基本一致，故兩軸之間的帶傳動傳動比為 1，即主動輪與從動輪直徑相同。且兩輪的包角均大于 120 度為 180度。  又因?yàn)閮奢S之間間距較大，遠(yuǎn)大于兩輪直徑之和的兩倍。中心距即為兩軸之間的距離為 ，且中心距不可調(diào)整。  根據(jù)工作情況以及傳動要求可以選定工作代為普通 型，中心距為，帶輪基準(zhǔn)直徑為 ，兩軸之間通過兩組帶傳動連接，已知主動輪所在軸的功率為 ，故每組帶輪所需傳遞的功率為 ，帶的速度等同于軸轉(zhuǎn)動的速度為 。  已知中心距為 ，帶的基準(zhǔn)直徑為 ，  根據(jù)機(jī)械手冊查得帶的基準(zhǔn)長度為 。  根據(jù)電動機(jī)與軸之間帶輪連接的傳動比為 3，  已知電動機(jī)轉(zhuǎn)速為 ，所以軸的轉(zhuǎn)速為 。  已知 ，查得 ， ，                                            。 故選取 根  計(jì)算預(yù)緊力 查手冊得 q=m，則：  買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 算得 N 計(jì)算在軸上的壓力  由于中心距過大，容易引起帶的扇動，所以通過安裝張緊輪來改善。因?yàn)橹鲃虞啅膭虞喼睆较嗤?，故安裝在松邊中心處以調(diào)整。  張緊輪大小為小輪的 80%左右，即  表 3通 B 型 V 帶傳動的主要參數(shù)  名稱  結(jié)果  名稱  結(jié)果  名稱  結(jié)果  帶型  普通 B 傳動比  根數(shù)  帶輪基準(zhǔn)直徑  基準(zhǔn)長度   預(yù)緊力  中心距  軸壓力  帶輪的設(shè)計(jì)根據(jù)教材表查得： 。則帶輪寬度。則帶輪寬度：， 。大帶輪輪轂寬度 L：  因?yàn)?，所以取  買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)  制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)及選擇  本機(jī)車振動平臺 采用 031連接 模轉(zhuǎn)換電路，來控制液壓缸活塞桿的伸縮。通過轉(zhuǎn)換主要輸出的信號控制，液壓缸進(jìn)油和出油的速度及左右腔進(jìn) 油出油。  主要通過 031輸入的數(shù)字量對應(yīng)各模擬量來控制振動臺震動的頻率。  列單片機(jī) 8031 簡介  單片機(jī)  8031 生產(chǎn)廠家： 司  特性： 8031單片機(jī)是 無片內(nèi) 余特性與  圖 4 圖 4031 引腳圖  介  分辨率的 D/微處理器完全兼容。這個 口簡單、轉(zhuǎn)換控制容易等優(yōu)點(diǎn)，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。 D/位輸入鎖存器、 8 位 8位 D/A 轉(zhuǎn)換電路及轉(zhuǎn)換控制電路構(gòu)成。   * 分辨率為 8位；  * 電流穩(wěn)定時(shí)間 ；  * 可單緩沖、雙緩沖或直接數(shù)字輸入；  買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 * 只需在滿量程下調(diào)整其線性度；  圖 4腳圖  、 D/A 轉(zhuǎn)換器的主要參數(shù)  選擇 D/  （ 1）分辨力  是指 D/能產(chǎn)生的最小模擬量增量，及數(shù)字量最低有效位（ 對應(yīng)的模擬值；也可以將數(shù)字量最低位增 1所引起的模擬量增量和最大輸入量的比值稱為分辨力，既分辨力為 （   本機(jī)車振動平臺所使用的 D/一八位的 D/以其分辨力為 。因給定的參考電壓最大值為 5V，所以本 D/  （ 2）轉(zhuǎn)換精度  用來衡量 D/得到模擬量的精確程度，它表 明實(shí)際的輸出模擬值與理論值之間的偏差。  （ 3）線性度  是指 D/數(shù)字輸入值對應(yīng)的各模擬輸出值之間的連線）與理想的轉(zhuǎn)換特性（起點(diǎn)與終點(diǎn)的連線）之間的誤差。  （ 4）建立時(shí)間  是指從數(shù)字量輸入到建立穩(wěn)定的模擬量輸出所需的時(shí)間。微秒，形成最短周期所需 1024微秒，所以其最大頻率為 據(jù)工作情況，本振動臺所需最大頻率設(shè)計(jì)為 300 （ 5）數(shù)據(jù)輸入緩沖能力  當(dāng) D/身不具有數(shù)據(jù)鎖存功能時(shí)，因考慮是否需要在 D/。  （ 6）輸入數(shù)字量  包括碼制、數(shù)據(jù)的格式和寬度等。多數(shù) D/紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 受二進(jìn)制的編碼或 入數(shù)據(jù)的格式大多為并行碼（也有串行碼，如  。  （ 7）輸出模擬量  有電壓和電流兩種方式。多數(shù) D/括本次使用的 需要輸出電壓時(shí)，在電流型 D/出端加一個運(yùn)算放大器和一個反饋電阻即可實(shí)現(xiàn)。  用電路設(shè)計(jì)  位 以直接與單片機(jī)相連。  三種接口方式： 直通方式、單緩沖方式和雙緩沖同步方式。  （ 1）  直通方式：  當(dāng)   方式僅適用于單一 連。  （ 2）  單緩沖方式：若應(yīng)用系統(tǒng)中只有一路 D/然是 多路 轉(zhuǎn)換，但不要求同步進(jìn)行輸出時(shí)，采用單緩沖方式，如圖所示，這既為單緩沖方式連接  的典型連接方式。 如圖 4 4（單緩沖方式）  （ 3）雙緩沖同步方式：  對于多路 D/求同步進(jìn)行 D/A 轉(zhuǎn)換輸出時(shí)必須采用雙緩沖同步方式。 字量輸入所存和 D/紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 轉(zhuǎn)換輸出是分兩步進(jìn)行的，即 鎖存在輸入鎖存器中，然后 每個 實(shí)現(xiàn)同步轉(zhuǎn)換輸出。 如圖  所示，即為一個典型的雙緩沖同步連接方式。  圖 4（ 雙 緩沖 同步 方式）  車振動平臺的控制電路設(shè)計(jì)  根據(jù)工作情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，由于本振動臺工作時(shí)需要 3個方向的液壓缸同時(shí)運(yùn)動 即所需三個 行數(shù)模轉(zhuǎn)換，且需要 使用雙緩沖同步方式進(jìn)行工作。  。本次設(shè)計(jì)所選用的單片機(jī)為 8031，因?yàn)樾枰溄尤齻€ 采用雙緩沖同步方式工作，故在 74和一個譯碼器（ 由 8031，數(shù)據(jù)鎖存器，譯碼器和 3個 組成的 D/ 買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 由圖可見， 1# 連而占有 ， 2# ， 3#。其中 別為 1#， 2#和 3#數(shù)字量輸入控制端口地址，而 。  圖 4車振動平臺的控制電路  買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 壓缸控制方式設(shè)計(jì)  圖中  和 來控制振動臺，則因把 ， 和 分別加入到振動臺的 X， Y 和 振動臺是由 X， 三個方向的液壓缸來驅(qū)動。 設(shè)計(jì)為通過比例閥來控制振動頻率。  電液比例閥是閥內(nèi)比例電磁鐵輸入電壓信號產(chǎn)生相應(yīng)動作，使工作閥閥芯產(chǎn)生位移，閥口尺寸發(fā)生改變并以此完成與輸入電壓成比例壓力、流量輸出元件。閥芯位移也可以以機(jī)械、液壓或電形式進(jìn)行反饋。電液比例閥具有形式種類多樣、容易組成使用電氣及計(jì)算機(jī)控制各種電液系統(tǒng)、控制精度高、安裝使用靈活以及抗污染能力強(qiáng)等多方面優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用領(lǐng)域日益拓寬。近年研發(fā)生產(chǎn)插裝式比例閥和比例多路閥充分考慮到工程機(jī)械使用特點(diǎn)，具有先導(dǎo)控制、負(fù)載傳感和壓力補(bǔ)償?shù)裙δ?。它出現(xiàn)對移動式液壓機(jī)械整體技術(shù)水平提升具有重要意義。特別是電控先導(dǎo)操作、無線遙控和有線遙控操作等方面展現(xiàn)了其良好應(yīng)用前景。  因振動時(shí)需控制液壓缸進(jìn)給的行程，所以輸出電信號送至 3個方向的液壓缸連接有比例閥，通過給定的電信號來控制閥門的開口大小，以控制 油液的流速，來實(shí)現(xiàn)控制振動的頻率。 如圖 4 圖 4液比例閥原理圖  算電路放大器的設(shè)計(jì)  因?yàn)?以需接一運(yùn)算放大器來將電流轉(zhuǎn)換為電壓輸出。  （ 1）  用作單極性電壓輸出 （見 圖 4 買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 在需要單極性模擬電壓的環(huán)境下， 可以 采用圖的接法。  由于 為 D/可得電壓 與輸入數(shù)字量 的關(guān)系為：  電壓 與輸入數(shù)字量  圖 4極性電壓輸出  （ 2）  用作雙極性電壓輸出  在需要雙極性模擬電壓的環(huán)境下，可以采用圖的接法。圖中 數(shù)字  量由 均為運(yùn)算放大器， 通過 電阻反饋到運(yùn)算放大器 輸入端，其他如圖所示。 點(diǎn)為虛擬地，故又基爾霍夫定律可知：  由上式可知，在選用 時(shí)，若輸入數(shù)字量最高位 為 1， 則輸出模擬電  壓 為正；若輸入數(shù)字量最高位為 ， 則輸出模擬電壓 為負(fù)。  圖 4極性電壓輸出  買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 根據(jù)工作情況需要，對以上兩種放大器電路進(jìn)行篩選 ，所選擇的是雙極性輸出放大器。  接線電路  系統(tǒng)連接 電路則是把 8031單片機(jī) 、 3個 D/A 轉(zhuǎn)換器 和三個 電液比例閥 聯(lián)系在了一起。 形成了同過數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量來控制振動臺  圖 4體電路圖  買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 。  開始  設(shè)置波形上升階段  選通 D/A 轉(zhuǎn)換器  地址送 A 啟動 D/A 轉(zhuǎn)換器  調(diào)延時(shí)子程序延時(shí)  若與預(yù)置波形寬度不等繼續(xù)執(zhí)行程序  若波數(shù)與預(yù)置波數(shù)不等繼續(xù)執(zhí)行程序  若時(shí)間與預(yù)置常數(shù)不等繼續(xù)執(zhí)行程序  返回  圖 4時(shí)振動臺進(jìn)行的是類似與模擬沖擊或碰