受電弓綜合之機(jī)械原理

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1、機(jī)械原理設(shè)計(jì)之受電弓機(jī)構(gòu)綜合設(shè)計(jì)題目：受電弓機(jī)構(gòu)綜合機(jī)電一體化二班羅庚（20087687）目錄一、設(shè)計(jì)題目1.1設(shè)計(jì)題目簡(jiǎn)介……………………………………1.2設(shè)計(jì)要求和有關(guān)數(shù)據(jù)……………………………………1.3設(shè)計(jì)任務(wù)……………………………………二、運(yùn)動(dòng)方案的設(shè)計(jì)………………………………2.1運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)一……………………………………2.2運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)二……………………………………2.2運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)三……………………………………三、運(yùn)動(dòng)方案比較選擇………………………………3.1運(yùn)動(dòng)方案系統(tǒng)穩(wěn)定的比較………………………3.2機(jī)構(gòu)的

2、自由度的比較……………………………………3.3機(jī)構(gòu)的組成結(jié)構(gòu)比較……………………………………四、運(yùn)動(dòng)方案分析……………………………………4.1機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖分析……………………………………4.2模型簡(jiǎn)單計(jì)算…………………………………4.3模型的改進(jìn)……………………………………4.4模型尺寸的確定……………………………………4.5模型仿真分析……………………………………五對(duì)此機(jī)構(gòu)的評(píng)價(jià)……………………………………六參考文獻(xiàn)……………………………………一、設(shè)計(jì)題目1.1設(shè)計(jì)題目簡(jiǎn)介如圖所示，是從垂直于電力機(jī)車行使速度的方向看上去，受電

3、弓的弓頭的最低和最高位置。理想的情況是以車體為參照系時(shí)，弓頭沿垂直于車頂?shù)姆较蛑本€上升、下降，最低400mm，最高1950mm。1.2設(shè)計(jì)要求和有關(guān)數(shù)據(jù)1)在弓頭上升、下降的1550mm行程內(nèi)，偏離理想化直線軌跡的距離不得超過100mm。2)在任何時(shí)候，弓頭上部都是整個(gè)機(jī)構(gòu)的最高處。3)只有一個(gè)自由度，用風(fēng)缸驅(qū)動(dòng)。4)收弓后，整個(gè)受電弓含風(fēng)缸不超出虛線所示1400×400mm區(qū)域。5)在垂直于機(jī)車速度的方向，最大尺寸不超過1400mm。6)最小傳動(dòng)角大于或等于40°。1.3設(shè)計(jì)任務(wù)1.、提出可能的運(yùn)動(dòng)方案，然后進(jìn)行方案分析評(píng)比，

4、選出一種運(yùn)動(dòng)方案進(jìn)行機(jī)構(gòu)綜合；2、設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)中各機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸，繪制機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖；3.???用軟件（VB、MATLAB、ADAMS或SOLIDWORKS等均可）對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，并畫出輸出機(jī)構(gòu)的位移、速度、和加速度線圖。4.?圖紙上繪出最終方案的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖（可以是計(jì)算機(jī)圖）并編寫說明書。一、運(yùn)動(dòng)方案的設(shè)計(jì)利用我們已學(xué)的知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)構(gòu)使受電弓達(dá)到理想的運(yùn)動(dòng)軌跡。就是讓弓頭部位成近似于直線的運(yùn)動(dòng)。2.1運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)一如圖所示，當(dāng)動(dòng)力風(fēng)缸拉動(dòng)繩子運(yùn)動(dòng)時(shí)，D點(diǎn)向右運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，在重力與動(dòng)力的平衡作用下才能使弓頭慢慢的向上運(yùn)

5、動(dòng)。這里對(duì)各桿的痛重力要求非常高若不能達(dá)到要相應(yīng)的要求，系統(tǒng)將要崩潰。要不把D點(diǎn)直接拉到右邊去了，要不D點(diǎn)位置不變，而整體向右運(yùn)動(dòng)。是不個(gè)不穩(wěn)定的系統(tǒng)，非常不可取。2.2運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)二如圖所示，當(dāng)2桿作為主動(dòng)件，整體結(jié)構(gòu)都會(huì)向上并且向右運(yùn)動(dòng)，此時(shí)7桿的長(zhǎng)度不能改變，則會(huì)讓5和6桿慢慢的在鉸鏈處產(chǎn)生一個(gè)角度，此時(shí)中間四邊形水平對(duì)角線就會(huì)變短。即CD的長(zhǎng)度就會(huì)變短，會(huì)使弓頭上升，且程一直線運(yùn)動(dòng)。因此，這機(jī)構(gòu)可以達(dá)到題目的要求。對(duì)其自由度的分析：P=3N-2L-H這里，n=7、L=10、H=0所以P=3*7-2*10=1滿足題目的自由

6、度為1的要求。因此，此機(jī)構(gòu)滿足題目的基本要求。機(jī)構(gòu)系統(tǒng)也比較的穩(wěn)定，因此可以作為一個(gè)參考機(jī)構(gòu)，供我們比較選擇。2.3運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)三當(dāng)主動(dòng)件1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，整體向右移動(dòng)，且弓頭部位會(huì)程一個(gè)近似于直線的運(yùn)動(dòng)，因此這個(gè)方案簡(jiǎn)單明了的達(dá)到了機(jī)構(gòu)的要求。系統(tǒng)也比較的穩(wěn)定。我們?cè)偎闼淖杂啥龋篜=3N-2L-H這里，n=3、L=4、H=0所以P=3*3-2*4=1滿足題目的自由度為1的要求。一、運(yùn)動(dòng)方案比較選擇3.1運(yùn)動(dòng)方案系統(tǒng)穩(wěn)定的比較機(jī)構(gòu)一不穩(wěn)定。當(dāng)繩子拉過渡時(shí)，整個(gè)受電弓都會(huì)崩潰。機(jī)構(gòu)二、三穩(wěn)定。不管主動(dòng)件怎么運(yùn)動(dòng)，系統(tǒng)都會(huì)穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)。不會(huì)

7、因主動(dòng)件達(dá)到某種程度而不會(huì)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)。因此，機(jī)構(gòu)一不可取。3.2機(jī)構(gòu)的自由度的比較機(jī)構(gòu)一的自由度不為1機(jī)構(gòu)二、三的自由度都為1.都滿足題目的要求因此，機(jī)構(gòu)二三都可以達(dá)到相應(yīng)的要求。3.3機(jī)構(gòu)的組成結(jié)構(gòu)比較機(jī)構(gòu)一、二的基本的構(gòu)件比較多，而且組裝都比較復(fù)雜機(jī)構(gòu)三只有簡(jiǎn)單的三個(gè)構(gòu)件就能達(dá)到受電弓的運(yùn)動(dòng)要求，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)也簡(jiǎn)單。在這方面機(jī)構(gòu)三占有相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)。綜上比較，我們發(fā)現(xiàn)機(jī)構(gòu)三的各方面都要比機(jī)構(gòu)一和機(jī)構(gòu)二都占有優(yōu)勢(shì)，因此，我們可以選擇比較簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)三來作設(shè)計(jì)。四、運(yùn)動(dòng)方案分析4.1機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖分析這是一個(gè)簡(jiǎn)單的平面四桿機(jī)構(gòu)，主動(dòng)

8、件2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，整體向右移動(dòng)，構(gòu)件1則成轉(zhuǎn)動(dòng)加一個(gè)圓弧運(yùn)動(dòng)，這樣就為弓頭部位程一個(gè)近似于直線的運(yùn)動(dòng)打下了基礎(chǔ)，只要將各桿長(zhǎng)計(jì)算出來，則這個(gè)受電弓機(jī)構(gòu)就可以運(yùn)轉(zhuǎn)了。4.2模型簡(jiǎn)單計(jì)算此機(jī)構(gòu)要滿足弓頭沿垂直于車頂?shù)姆较蛑本€上升、下降，最低400mm，最高1950mm。根