PQS-3-D型汽车专用升降机传动系统的动力学建模及分析

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随着我国城市建设的不断加快和汽车数量的与日俱增，高科技的立体停车库已成为我国停车场所今后发展的趋势。汽车专用升降机作为立体车库的一部分，在停车行业中起着越来越重要的作用。但由于现在普遍采用传统设计的方法，很难保证停车设备的质量，因此立体车库在我国还未得到广泛应用。鉴于这种情况，在新产品的开发过程中迫切需要采用新技术、新方法。本论文就是在这种形势下，响应市场的需求和设计的需要，对PQS-3-D型汽车专用升降机的机械传动系统，采用动力学理论建模方法，进行垂直方向上的建模及分析。本文首先对该升降机的传动系统，采用动力学理论建模方法，考虑了相关主要弹性元件的弹性，建立了该系统在垂直方向上的数学模型。根据传动系统中各零部件在SolidEdge软件中的三维造型，利用SolidEdge软件的物性计算功能，计算出各零件模型的质量、体积、转动惯量等动力学分析计算所需的各类物理属性数据。其次分析了该系统在刚性条件下稳定运行时各构件的运动情况，求得各传动构件的额定速度、额定角速度等。然后建立了PQS-3-D型汽车专用升降机传动系统垂直方向上的拉格朗日动力学方程，并根据厂方给定的轿厢速度、加速度以及跃度的最大值，按照轿厢速度运行的S型曲线反解求得激励矩阵。再利用数值分析软件MATLAB对该动力学模型精确求解，得出厂方需要的升降机从起动阶段至匀速运行一段时间之内，轿厢及其相关传动构件瞬时位移、瞬时速度以及瞬时加速度曲线，并且分析各输出曲线，计算结果与实际情况基本吻合。并将输出的瞬时位移曲线与系统在刚性条件下的位移曲线作比较，求出其两种条件下的位移差值。在此基础上，对影响该传动系统模型垂直方向上振动的参数进行分析。利用解出的时变刚度系数，反解求得额定载荷下的前五阶固有频率，并将它们分析比较，得出低阶固有频率对升降位置不如高阶固有频率敏感的结论；分空载、额定载荷以及125％额定载荷三种情况求出该传动系统的各阶固有频率，并比较这三种情况下的固有频率，得出低阶固有频率受轿厢载荷影响较大的结论。最后对传动轴1，2的扭转刚度系数提出修改建议，并将修改前后两种情况下的动态曲线比较，发现左右对称传动构件的动态特性差异明显减小。考虑到钢丝绳随着轿厢的升降具有的变刚度特性，输出了钢丝绳等效刚度系数随时间变化的曲线。并对轿厢侧钢丝绳，在系统为刚性和弹性两种情况下的动应力做了分析比较。研究结果表明：本文采用的动力学模型和分析方法符合工程实际，不仅为分析PQS-3-D型汽车专用升降机传动系统的动态特性提供了切实可行的方法，而且实现了该汽车升降机传动系统的参数化。该过程的实现，满足了厂方提出的要求，为以后整个产品的改进，不论轿厢速度的提升还是轿厢升降高度的增加，以及整个传动系统的优化设计等方面都奠定了初步的基础。

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作者
付春梅;
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作者单位

苏州大学;

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授予单位苏州大学;
学科机械设计及理论
授予学位硕士
导师姓名顾德裕;
年度 2006
页码
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类 TH211.6;
关键词
立体车库; 汽车专用升降机; 传动系统; 弹性动力学; 动力学建模;

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