大摆锤驱动头动力学建模与仿真研究.pdf

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1、与开发DOI：10．3969／J．issn．1009-9492．2015．11．004大摆锤驱动头动力学建模与仿真研究宋伟科，单宇佳，赵欣(中国特种设备检测研究院，北京100029)摘要：存正常满载丁况和极限偏载工况条件下，利用虚拟仿真技术对典型旋转类游乐设施一大摆锤驱动头进行了动力学仿真分析研究，考虑了转盘旋转对驱动头回转支承的影响，更加真实的获取了大摆锤驱动头部分的运动学和动力学特性。在此基础上进行了驱动轴疲劳强度计算，为大摆锤的结构优化设计提供了理论基础。关键词：大摆锤驱动头；动力学仿真；疲

2、劳分析；设计优化中图分类号：TP391．9文献标识码：A文章编号：1009—9492(2015)11—0016—05ResearchonLargePendulumDrivingUnitDynamicModelingandSimulationsS0NGWei—ke．SHANYu—jia。ZHA0Xin(ChinaSpecialEquipmentInspectionandResearchInstitute，Beijing100029，China)Abstract：Toobtainthemoredeta

3、ileddynamiccharacteristicsoflargependulumincomplexworkingconditionandanalyzeitsfailuremode，thispaperputsforwardthedynamicsimulationofafull-toadandpart—loadlargependulumconsideringtheinfluenceontheslewingbearingbecauseoftherotationofgondola．Therefore，t

4、hesubmittedsimulationobtainsthemoreauthentickinematicanddynamiccharacteristicsoflargependulumdrivingunit．Thereafter，thefatiguesafetycalculationofdriveshafthasbeendone，whichprovidesthebasefi)roptimizingthedesignoflargependulum．Keywords：largependulumdri

5、vingunit；dynamicsimulation；fatigueanalysis；designoptimization0引言摆锤运动学及动力学仿真分析，并在此基础上开展大摆锤作为一种典型的旋转类大型游乐设了减速机驱动轴的疲劳寿命计算。通过仿真分析和施，目前已成为国内增长速度最快、数量最多、理论计算，获得大摆锤动力头部分的运动学和动年载客最大的大型游乐设施之一。由于其复杂运力学特性，为后续的结构优化设计提供理论基础。动形式和高位驱动方式，大摆锤存在的潜在事故1大摆锤拓扑结构分析与建模JXL险也是

6、最多的。为了获得大摆锤驱动头事故发生根据大摆锤的结构原理、运行特点及实际分的本质原因，对大摆锤驱动头部分进行系统的动析的需要，对大摆锤的结构进行简化，分析各部力学分析研究势在必行。由于其复杂的运行形式，分连接关系，建立其多体系统拓扑结构，如图传统理论计算方法无法充分考虑各种复杂工况对设1。图1中，方框表示动力学分析时的零件，方框备性能的影响，因此很难准确的进行运动学和动力之问的连线表示零件之间的连接关系，Fixed为固学计算。本文在分析大摆锤运行特点、运动拓扑结定副，两零件之间不发生相对运动；Re

7、volution为构和动力学模型的基础上，利用虚拟样机技术，采旋转副，两零件之间只能沿一个给定轴线相对转用Pro／E维建模和ADAMS建模方法，建立大摆动；Spherical为球面副，两零件之间只有三个方锤整机动力学模型。在满载运行工况条件进行了大向的相对转动，无相对位移。国家质检总局科技计划项目(编号：2014QK255)收稿日期：2015—05—28丑盈(与开发s一～3加6(4)表4回转支承不同工况动力学特性仿真结果r，扭矩方面：按减速机额定输出扭矩计算。一1一。一，1K～(5)+。由公式(1

8、)可得，减速机驱动轴的弯矩组合由上述仿真结果可以看出，由于偏载作用，疲劳强度安全系数为S=1．78≥1．73。由疲劳计算导致载荷量减小，惯性力减小，从而导致z向受可知，该驱动轴疲劳强度满足安全规范要求，理力相应减小。而对于回转支承力矩，由于转盘旋论上为无限寿命。转作用，导致回转支承在不同时间所受力矩变动4结论明显，力矩量值变化不大。本文在分析大摆锤拓扑结构基础上，通过动通过对大摆锤满载和偏载运行工况的运动力学仿真获取了大摆锤驱动头部分在满载和偏载学和动力学仿真研究可以获知设备的运动