【摘要】： 二級(jí)電動(dòng)缸是工業(yè)線性執(zhí)行器的一種,主要實(shí)現(xiàn)將電機(jī)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。電動(dòng)缸在一些歐美發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、自動(dòng)化生產(chǎn)線以及國(guó)防、兵工等行業(yè)。我國(guó)的電動(dòng)缸產(chǎn)品技術(shù)研究起步較晚,目前也主要應(yīng)用于雷達(dá)起豎、慣導(dǎo)技術(shù)、特種車輛以及空間仿真技術(shù)等精密研究領(lǐng)域。但是,當(dāng)前研究和應(yīng)用的電動(dòng)缸多以單級(jí)傳動(dòng)為主,國(guó)內(nèi)許多學(xué)者在多級(jí)電動(dòng)缸發(fā)面也做了大量的研究。對(duì)于一些要求行程較大而缸體安裝尺寸受約束的工作場(chǎng)合,二級(jí)電動(dòng)缸的研究和應(yīng)用將產(chǎn)生重要的實(shí)用價(jià)值和理論意義。 本文從二級(jí)電動(dòng)缸的工作技術(shù)要求出發(fā),以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為基礎(chǔ),理論和特性研究為導(dǎo)向,開展了如下研究工作: (1)提出了一種空心絲杠和滑動(dòng)花鍵副相結(jié)合的二級(jí)絲杠傳動(dòng)方式,對(duì)總體傳動(dòng)方案進(jìn)行設(shè)計(jì); (2)借助MATLAB軟件和優(yōu)化工具箱,采用GA、SUMT等優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,編制MATLAB程序?qū)z杠傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化確定,并對(duì)同步帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算,初步設(shè)計(jì)繪制出二級(jí)電動(dòng)缸裝配結(jié)構(gòu)圖; (3)依據(jù)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)方案和設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)二級(jí)電動(dòng)缸機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)特性、瞬態(tài)起(制)動(dòng)沖擊特性、擾曲值問(wèn)題、機(jī)械傳動(dòng)精度特性、動(dòng)態(tài)特性等方面的初步探討和研究分析,為二級(jí)電動(dòng)缸的進(jìn)一步研究提供理論支持; (4)運(yùn)用Pro/E軟件對(duì)設(shè)計(jì)的二級(jí)電動(dòng)缸零部件進(jìn)行三維建模和實(shí)體裝配,并通過(guò)MECH/PRO接口程序,將三維裝配模型導(dǎo)入ADAMS軟件后建立二級(jí)電動(dòng)缸多剛體仿真模型,進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真分析,分析結(jié)果與得出的相關(guān)特性理論和合成運(yùn)動(dòng)理論一致,證實(shí)了所設(shè)計(jì)的二級(jí)絲杠傳動(dòng)結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的合理性; (5)采用有限單元法,基于ANSYS軟件平臺(tái),對(duì)主絲杠和缸體后蓋分別進(jìn)行模態(tài)和靜力分析,得出主絲杠固有頻率和振型以及后蓋變形應(yīng)力圖,結(jié)果表明:主絲杠避開了電動(dòng)缸往復(fù)工作的激勵(lì)頻率而不會(huì)發(fā)生共振,后蓋的設(shè)計(jì)和選材能夠滿足設(shè)計(jì)功能要求。對(duì)二級(jí)電動(dòng)缸在最大有效行程時(shí)的結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行簡(jiǎn)化,對(duì)其進(jìn)行穩(wěn)定性屈曲分析,分析結(jié)果表明:二級(jí)電動(dòng)缸在設(shè)計(jì)承載要求內(nèi)不會(huì)發(fā)生橫向彎曲失穩(wěn); (6)對(duì)二級(jí)電動(dòng)缸伺服控制系統(tǒng)方案進(jìn)行簡(jiǎn)述,并建立其數(shù)學(xué)模型,利用信號(hào)流程圖和梅森增益公式得出伺服控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù),為伺服控制系統(tǒng)的進(jìn)一步設(shè)計(jì)和研究奠定基礎(chǔ)。
【圖文】：

Fig.1-1 Diagram of technical route1.8 本章小結(jié)本章主要介紹了研究的目的和意義、電動(dòng)缸及二級(jí)電動(dòng)缸的特形式和應(yīng)用領(lǐng)域以及國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀。同時(shí)，鑒于本文采用二級(jí)杠加以簡(jiǎn)要概述。最后，對(duì)本文的主要研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線進(jìn)行6

工作電源:額定電壓直流 24V，，可串聯(lián)；額定工作最大電流小于 30A。具有手動(dòng)輸入端口，端口尺寸□11×11（mm）。安裝方式：兩端鉸支，允許水平和傾斜安裝。電機(jī)保護(hù)：具有類似安全離合器功能或其他形式的機(jī)械安全保護(hù)功能。允許空間安裝尺寸：850mm×220mm×340mm。工作溫度：-20℃～70℃；儲(chǔ)存溫度：-40℃～70℃；防護(hù)等級(jí)：IP65。）工作方式：采用間歇工作制。）使用壽命要求：在正常保養(yǎng)條件下，累計(jì)使用工作時(shí)間不低于 500h。）重量及其他要求：從材料選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮，盡可能減輕重量。動(dòng)方案著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)機(jī)械工業(yè)產(chǎn)品的傳動(dòng)精度、效定性、工作可靠性等要求越來(lái)越高。二級(jí)電動(dòng)缸作為一種工業(yè)線性執(zhí)行器對(duì)缸體尺寸增大的前提下，也需要滿足響應(yīng)快、精度高、穩(wěn)定性好等現(xiàn)代
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：TH139

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 張明;輪式裝載機(jī)前車架的有限元分析[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2589729