桥式起重机大车运行机构动态仿真分析

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1、桥式起重机大车运行机构动态仿真分析　　摘要：本文以桥式起重机作为研究对象，并应用ADAMS技术对运动过程进行仿真模拟，其结果既验证了大车运行过程中的动载计算方程，同时也再现其真实的运动情况。此外，使用SolidWorks等大型三维软件及VC++6.0等高级语言程序对其进行建模、编程和模块划分，实现了桥式起重机的参数化设计。　　关键词：桥式起重机；动态仿真；动载；参数化　　中图分类号：TP27文献标识码：A　　0.引言　　桥式起重机是目前工程机械领域里的一个重要类型，在各大行业中均有一席之地。其机构使载重小车或起重机做水平运动，以此完成搬运工作。运用机械创新设计理念和

2、现代机械设计方法，通过三维软件的特征建模和参数化技术对其运行机构同系列产品间存在的相似功能或结构进行二次开发，完成桥式起重机运动模拟，从此实现产品的高效快速发展。桥式起重机的快速二次开发已成为新世纪发展的迫切需求。　　1.桥式起重机运行机构模块划分及系统设计构想　　1.1传动方案分析与模块划分7　　桥式起重机的运作机构由两个运行机构组成，他们分别是传动装置和支承装置，包括大车运行机构和小车运行机构。按照模块化的设计思路对其模块划分，其中起重机运行机构分为单主梁小车运行机构、双梁小车运行机构、分别驱动大车运行机构和集中驱动大车运行机构，而这四大机构又共同构成运行驱动装

3、置和运行支承装置。连轴器、减速器、制动器、电动机等其他零部件主要应用了运行驱动装置，而轨道和车轮组等均衡类装置大部分则涵盖了运行支承装置。　　小车采用单主梁布置，其运行机构可根据支承的形式分为3个支点（水平反滚轮式）和二支点（垂直翻滚轮式）两种。大车运作机构的传动方案分为两类：集中传动以及分别传动。而通过低速集中传动的方式来布置、运行更适合小跨度的运作机构。而在桥式起重机的重用跨度（10.5m～32m）范围内，以分别传动方式为主的布置形式足矣。对于双梁小车，集中驱动往往更合适。由于减速器的布置形式，其传动方案有两种，第一种是把减速器装在两车轮之间，第二种则将减速器安

4、装于小车旁边，两种方案皆可对应其布置形式。　　1.2运行机构参数化设计思路　　参数化设计的基本准则是首先定下传动方案，随后根据初始设计参数进行分析和计算校准，最后再对零部件的选型做抉择。这样做的原因是运行机构传动方案有多种布置形式，并且每一种形式都有着不同型号与规格的同系列零部件。对系列零部件在机构中的运行展开参数化设计，本文是以双梁桥式起重机小车在机构中的一种布置形式为典例，由自下而上的设计思路可知，建立三维模型库，而装配体模型则通过添加配合关系来构造。　　MFC和ATL模板是VisualC++6.0实现COM编程的两种方式。为便于在SolidWorks环境下的使

5、用，本文坚持以基于ATL模板的COM编程来做DLL文件的插件。7　　2.运行机构系列零件模型库　　软件SolidWorks是一种高端参数化设计软件，它的重要特征尺寸驱动能在本次建模中发挥重要作用。有3种途径能在环境下实现通用件、标准件等系列零件的参数化设计，他们分别是：　　（1）SolidWorks提供的API接口函数编程。先由程序语言完成特征创建，使用VC++、VB等编程工具建立三维模型，进而成功完成零件的参数化设计。灵活性与通用性是这种方法的优点，但编程工作量过于繁杂让许多人都旋转放弃这种方法。　　（2）SolidWorks“系列零件设计表”。在插入“系列零件设

6、计表”之前，首先建立零件模型，随后将模型中应用的特征尺寸等参数引入Excel表格中，完成系列零件设计表之后便可生成系列零件。　　（3）新参数模型――添加“配置”。步骤：①添加“配置”，确定项目名称；②实事求是，修改模型，创造出多种风格的设计作品。通过更改各类属性（如模型尺寸）以达到在单一的文件里产生出多个零件和装配体的设计。该方法操作简单，形状或结构较为复杂的产品可以通过该方法建立系列模型。　　在此说明，模型库的建立主要采用配置的方式完成，是根据运行机构中零部件规格型号和形状外观所决定的，换句话说，这样的方法是针对同系列零部件提供不同的产品配置。　　3.桥式起重机大

7、车运行机构运动模拟与仿真试验　　3.1方案确定7　　确立主要性能参数和起重机类型是进行桥式起重机运动模拟的关键。在此，举例：电动双梁桥式起重机。测量并确定跨度S、起升高度H、定起重量G、小车运行速度V1、大车运行速度V2、起升速度V3和起重机工作级别，之后进行起重机的零部件选用和设计。得到计算结果后，通过Solidworks对主要零部件进行装配及三维造型，并建立虚拟样机。随后，再用COSMOSMation对运动轨迹追踪进行运动干涉分析，主要分析运行机构中零部件的力矩、作用力与反作用力、速度、加速度等，从而达到分析装配体模型进行动力学和运动学的目的，并用表格、图形