買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 摘   要  本文主要針對機車振動平臺裝置及其控制進行設計，通過 先分析機車振動平臺的運動特性及運動方式確定其主要參數，包括液壓缸的推力， 帶傳動帶輪的位置 ； 根據主參數和設計要求進行 液壓缸，控制系統的設計及選用。本設計的機車振動臺共有三大部分，包括機架部分，液壓部分，和控制部分。本課題主要模擬機車的顛簸情況，為振動試驗搭建測試平臺 。該項目的研發具有重要的現實意義和工程應用價值。  關鍵詞 ：振動平臺，液壓缸， 機架， 控制  買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 n of of to of a of of s 文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 目   錄  1 緒論 內外基本情況 前存在問題 成設計的方案及主要措施  機車振動平臺的總體設 計 動臺介紹 動臺分類  種類型振動臺的性能比較和選擇原則 車振動平臺的主要設計參數  總體設計及計算 壓缸的選用 動機的選擇  帶的設計及計算  控制 系統的設計 制系統總體設計及選擇 ， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 緒論  隨著軌道交通發展的日益成熟，越來越多的機車將被投入使用，期間不僅對機車的制造生產有較高的質量要求，還包括對生產完畢，投入使用之前的機車的運行測試。由于軌道資源的有限，無法將新的機車投入軌道線路進行測試，所以機車的測試平臺成為了必不可少的一個檢測工具。本設計的機車振動臺共有三大部分，包括機架部分，液壓部分，和控制部分。本課題主要模擬機車 在 顛簸情況下的行駛狀況 ，為振動試驗搭建測試平臺 。該項目的研發具有重要的現實意義和工程應用價值。  內外基本情況  機車振動平臺裝置的種類特點： 機車運行中的振動 ,不僅影響其動力學性能和結構強度 ,而且還影響電機、電器設備的使用壽命及工作可靠性。 液壓式振動臺主要用于機車車輛、汽車、船舶等行業的各類儀器、儀表，零部件的耐振試驗和可靠性試驗。該系統運用模塊化設計技術，采用進口電液伺服閥，油源由專業廠家制造，高可靠性。使用頻率低、推力大、承載能力強。 工業發達國家的 液壓式振動臺 較早、 比如 德國、美國 、加拿大、日本  其特點有：  1）開發多品種、多功能、高質量及高 精確度 的 液壓振動臺 。  2）迅速發展 磁力振動臺以及低頻振動臺 ，不斷改進和革新控制方式 及其精確程度。   3）重視采用新技術、新工藝、新結構，加快標準化、系列化、通用化發展速度 。  4）更新設計理論，提高可靠性，延長使用壽命。  6）進一步改進液壓系統。  慕尼黑滾動振動試驗臺 :1970年由于高速列車的發展德國實施了輪軌研究計劃，將車輛一軌道動力學和輪軌系統結合考慮。 1977年，慕尼黑滾動振動試驗臺作為軌道模擬器  主實驗室條件下進行試驗 。該滾動振動試驗臺用旋轉的軌道輪代替無限長的  軌道，軌道輪由電液伺服液壓激振器驅動，并在幾個自由度上可以施加激振。試驗臺可以測試車輛 。 系 統處于不同動力學條件下和不同的軌道幾何參數下的動力學性能。  日本東京滾動振動試驗臺 ： 該試驗臺隸屬于日本鐵道技術研究所 (，最初的試驗臺于 1957 年完成，并在數項研究發展計劃中發揮了重要作用，比如新干線列車的高速轉向架開發、貨車脫軌研究等，并在該領域國際交流合作方面買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 也作出了重要貢獻。 30年后由于未來鐵道車輛發展的需要該試驗臺被更新，新的試驗臺于 1989年底投入使用，該試驗臺最高可進行速度達 500km/別地，該試驗臺可以對每個軌道輪施加橫向、垂向及縱向的激振 。  美國科羅拉多滾動振動試驗臺 ： 該軌道動力學實驗室隸屬于美國交通部聯邦鐵路局 (作為研究軌道動力學的試驗工具而設立。該試驗臺基于一套滾動動力學裝置包括驅動電機、調速輪和軌道輪。該試驗臺可以對無動力裝置車輛如貨車、客車等進行試驗，還可以對自帶動力裝置車輛試驗如機車等進行試驗。試驗臺最高速度可達 230km/h，并由標準組件組成，可以適用于各種不同尺寸的車輛。  每個試驗車輛車輪安放于軌道輪上，每對軌道輪安裝在一根軸上并由之帶動。車輛輪對和軌道輪對滾動接觸即模擬出車輛在軌道上運行。軌道輪可以模擬車輛在沒有橫向或垂向的不平順直線軌道上運行， 也可以模擬在一定半徑的曲線軌道上運行，利用調速輪試驗臺還可以模擬車輛加速或制動的阻力。試驗臺可以支持多至四軸轉向架的機車車輛試驗，六軸或八軸機車車輛則可以利用輔助設備試驗。此外，試驗臺裝有兩臺電液伺服液壓激振器，對轉向架一側施加橫向恒作用力或橫向激擾，作用在轉向架一側上的每對力可以為“推一推”或者“推一拉”組合作用方式。配合高靈敏度的位移測量設備和一套電腦，就組成了非常精確、多功能的試驗測試裝置，可以將試驗車輛的動力學響應進行采集、處理并將數據加以保存。  加拿大握太華滾動振動試驗臺 ： 加拿大握太華國家研究委員 會的滾動振動試驗臺被稱為曲線軌道模器。兩對軌道輪裝于一個可變形框架內，在模擬曲線軌道試驗中轉向架被安置于軌道輪上端，兩根軸可以調節，產生搖頭角。該試驗臺曾被用于優化輪對和轉向架設計，而現在由于鐵道車輛研究重點的轉移該裝置已拆除。  國液壓式振動平臺裝置行業的現狀及前景  我國從 1988年開始，在西南交通大學牽引動力國家重點實驗室正式批準建造滾動振動整車模擬試驗臺，并于 1993年初步落成， 1995年起正式承擔機車車輛整車滾動振動試驗，我國的滾動振動試驗臺與德國慕尼黑滾動振動試驗臺有很多相似之處，而經過 不斷的完善改造，至今己成為世界上試驗功能最豐富的滾動振動試驗臺之一。最近，我國滾動振動試驗臺經過改造，可以進行多至六軸機車車輛試驗，同時可以模擬機車車輛曲線通過，這為全面測試機車車輛動力學性能和理論研究提供了試驗條件，使我國在高速機車車輛研制中的試驗能力達到了國際領先水平。此外，在我國青島四方所、株洲電力機車廠都有相關滾動振動試驗臺設備。整車滾動振動試驗臺及比例滾動臺模型都已被證明了是測試車輛動力學性能強有力的工具，不僅在研究軌道動力學方面，而且在確認模型、預測裂力學行為以及開發新型鐵道車輛方面都可以得到運 用。  買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 液壓振動臺由于能真實地模擬各種試驗環境 ,又具有出力大 ,控制方式靈活 ,有適當的頻寬范圍等優點 ,已愈來愈得到廣泛的應用。不論是各種機電產品在使用和運輸條件下的耐振情況 ,大型鍋爐、橋梁、水壩等構件在地震時的耐震情況 ,汽車車輛的道路模擬試驗 ,航天環境的模擬試驗都使用了 其作為測試環境安全主要手段。未來的發展：主要對其高性能，高效率，低成本，可靠性強的設備。  前存在問題  目前國內機車振動平臺的總體水平與 世界領先國家的差距還較大 ， 幾乎所有高檔 振動臺 仍依賴于進口設備。有一方面原因在于設計方法的落后，國內設 計多采用二維設計，往往會產生干涉或設計錯誤而無法及時發現和解決。若采用三維設計軟件進行輔助設計，能大大提高設計效率，并及時發現錯誤。另外用計算機輔助設計能提高 成性，可用先進設計分析方法進行設計驗證校核。  成課題的方案及主要措施  研：查閱資料、進入企業調研  進入企業實際調研，包括：參觀實際振動臺，觀察振動臺如何拆裝；查閱有  關資料，包括實際圖紙和設計范例，從而從理論到實際結合起來，在設計過程中不斷學習和完善設計思路。  軟件進行機架裝配圖的設計  使用 以跟直觀的發現設計上的疏漏，并加以改正。  買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 機車振動平臺的 總體設計  動臺介紹  振動臺 又稱振動激勵器或振動發生器。它是一種利用電動、電液壓、壓電或其他原理獲得機械振動的裝置。其原理是將激勵信號輸入一個置于磁場中的線圈，來驅動和線圈相聯的工作臺。對于不同的測試物和技術指標，應注意選用不同結構和激勵范圍的振動臺。振動臺適用于汽車零部件、電子、家具、禮品、陶瓷、包裝等產品進行相關振動試驗。 更加大型的振動臺可以進行整車振動等。  隨著科技的日益發展振動臺可以 進行更多方向的震動，對于現實生活中的一些問題，可以更好的進行仿真  振動臺的種類很多，主要類型有： 模擬運輸振動試驗臺， 水平 振動臺 , 單向電磁振動臺  ,機械振動試驗臺 , 工頻振動臺 , 低頻振動試驗臺 , 高頻振動試驗臺 。  目前隨著測試及認證行業越來越受到企業以及消費者的重視關于振動臺的測試標準也越來越嚴格化和規范化。比如溫度綜合，濕度綜合等，加上環境因素的振動測試。所以對于振動臺的要求也越來越嚴格。  動臺的分類  目前， 振動臺 已發展成為品種齊全、規格繁多的大系統，可以從不同的角度進行分類。  運動方式分類  （ 1） 單軸 振動臺單軸振動臺 又分為垂向振動臺以及水平振動臺 （見圖 2。該類振動臺一般推力較大，多用于測試產品由于某些突發因素所造成的沖擊以及碰撞。所以該類振動臺的行程較大，以滿足碰撞和沖擊的加速度以及速度。多用來測試產品在一定時間內所發生的多次沖擊后，產品的質量問題。  圖 2單軸振動臺單  買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 （ 2） 見圖 2，其比單軸振動臺多出一到多個個方向的振動。該類振動臺體積較小，多用于測試產品在運輸過程中發生的振動。  由于體積較小所 以測試物品多屬于一些較輕的電子產品比如筆記本電腦，電腦主板等等。 同時該振動臺由于可以多方向的震動，也可以用來做掃頻測試以找出產  品的共振點。  圖 2振動臺  (3) 3軸 6自由度 振動臺  該類振動臺因要模擬機車的行駛過程，所以必須三軸同時振動，且該類振動臺的占地范圍也較大。但該類振動臺的行程較小同時以為是機車行駛的模擬振幅以及頻率不大。多用來測試機車的行駛狀況，以及運輸中物品的顛簸范圍及程度。  圖 23 軸 6 自由度振動臺  買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985  按激振方式分類  （ 1） 機械振動臺  由電機驅動機械結構 產生所需振動的振動臺稱為機械振動臺。機械振動臺主要有直接驅動式和反作用式兩種類型。 （見圖 2 直接驅動式機械振動臺 ：  直接驅動式是由連桿或凸輪等傳動機構直接驅動的振動臺，根據驅動機構的不同又可分成曲柄連桿式、軛架式和凸輪式三種。其頻率由驅動電機轉速控制。其位移振幅一般不隨負載和頻率變化。  反作用式機械振動臺 ：  它是由不平衡質量旋轉產生的激振力驅動的振動臺，其力 F=其中 為轉動角速度。給出了最常見的一種能做垂直振動的雙質量振動臺。有時候需要既能做垂直運動又 能做水平振動，這時可采用三質量振動臺，其中 個小質量運動和大質量的旋轉引起的離心力在水平方向相互抵消。而垂向則疊加，故產生純垂向激振力。則因大質量相位偏移了 180度， 所以 離心力在垂直方向相互抵消，故產生純水平 的振動。  圖 2  機械振動臺  （ 2） 電動振動臺  由固定磁場和位于磁場中并通由交變電流的可動線圈的相互作用所產生的力驅動的振動臺稱為電動振動臺。它主要由電動振動臺、功率放大器和振動控制裝置等所組成。 （ 見圖 2 電動振動發生器典型結構示意圖見圖 5。其中具有工作臺的電 動振動發生器買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 用于振動環境試驗；具有力輸出激振頭的電動振動發生器用于振動特性試驗。  對于小推力情況（ <500N），其固定磁場由永久磁鐵提供，大推力情況則是由  直流線圈提供的。為避免磁場對試件的不良影響，現多采用雙端式交變線圈。  功率放大器用于為激振臺提供所需的電流和電壓。功率放大器有兩種類型可供選擇，即線性功率放大器和開關功率放大器。線性功放失真小，但熱耗大，效率低（ 40%50%）；而開關功放熱耗小，效率高（ 70%80%），且體積小，失真也不大。  功放與振動臺的耦合方式有兩種，即直接耦合和 變壓器耦合。前者沒有功率損失，頻率范圍寬；后者則可通過變壓器抽頭調節額定電壓和電流，以適應不同試驗要求，但缺點式變壓器有功率損失，并限制了使用頻率范圍。  信號發生器和控制裝置用于為功放提供信號源，它可以根據試驗要求的不同，提供正弦、隨機振動和沖擊信號并通過臺面實測信號的反饋實現實時控制（使臺面振動符合規定要求）。  輔助臺通常為一油膜滑臺，用于實現水平振動。  冷卻裝置用于移去振動臺動圈及功放產生的熱量，有風冷和水冷兩種。風冷無需循環水冷卻裝置，但噪聲大；水冷方式噪聲小，冷卻效率高，但需要建循環冷卻 水塔。  圖 2  電動振動臺  （ 3）液壓振動臺  利用液體壓力產生振動力進行驅動的振動臺稱為液壓振動臺。它由液壓振動發生器、液壓源、伺服閥控制和保護裝置以及振動控制系統組成。典型液壓振動臺分為具有工作臺的液壓振動臺和具有力輸出激勵頭的液壓振動臺。 （見圖 2 伺服閥實際上為一電液放大器，它通常由電磁驅動線圈、控制滑閥和功率滑買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 閥組成。它將輸入電信號轉換成液體壓力、流量及方向變化，驅動液壓缸的活塞運動。該運動由傳感器反饋給伺服閥控制裝置以控制波形滿足預定的要求。液壓  振動臺像電動振動臺一樣，可以實現 正弦、隨機振動和沖擊激勵。此外，它還可以利用多個液壓缸組成多點或多軸向的振動試驗系統。  圖 2 液壓式振動臺  振動頻率大小分類  （ 1） 低頻振動臺  低頻振動臺測試平率范圍多為 00 00這類振動臺 多為液壓振動或機械振動。由于測試頻率較小一般用作公路運輸的測試 ，且液壓振動臺是唯一可以從 0 （ 2）中頻振動臺  其測試范圍 300上及 2000用于發動機，電動機的工作時振動進行測試。  （ 3）高頻振動臺  多為 2000如 飛機機翼，以及導彈飛行過程中的振動  由于其頻率很高所以這類振動臺的數量較少。一般為專業器械的震動做測試。   種類型振動臺的性能比較和選擇原則  以上三種振動臺分為，液壓振動臺，機械振動臺和電磁振動臺 。 （見表 2 買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 表 2種類型振動臺的性能比較  參數  電動振動臺  液壓振動臺  機械振動臺  額定力 /00 510000 50 負載 /000  5000  500 加速度 /(m/1000,典型 1000 1000,典型 100 300,典型 100 頻率 /000 0800 00 失真 /% 25,在某些頻率處可達 25以上  在固有頻率一下  在固有頻率以上  橫向運動 /% 510 20 5 臺面不均勻度 /% 510 25 510 對負載偏信的敏感度  高   低  高  激勵類型  全部   全部   定頻正弦  成本  高  高  低  車振動平臺的主要設計參數  振動平臺 設計的初 始 ，首先需確定有關參數，它們是傳動設計的依據，影響到產品是否能滿足所需要的功能要求，因此，參數擬定是 振動臺 設計中的重要問題。  振動臺 參數有主參數和基本參 數。主參數是最重要的，它直接反映 振動臺 的運動 能力、特性、決定和影響其他基本參數的數值。 根據 設計任務及常用數控機床性能，列出以下參數機車振動平臺 主要設計參數 ，用以方案選定，計算參數也都用以下表格所列參數為主要依據。  表 2車振動平臺的主要設計參數  名稱  設計參數  工作臺尺寸    工作臺最大縱向行程    工作臺最大橫向行程    買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 續表 2車尺寸    振動臺振幅    外型尺寸   買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 總體 設計 及計算  壓缸的選用  本段主要根據工作情況 對液壓缸進行設計選用，通過最大負載和工作壓力來確定液壓缸的主要尺寸，液壓缸的主要尺寸包括： 液壓缸內徑 D、活塞桿直徑 d、液壓缸缸體長度 l。  （ 1） 水平前后方向的液壓缸的選擇及計算  1） 液壓缸內徑 D 液壓缸內徑 通過推動水平前后方向的振動板所需克服的摩擦力來確定液壓缸的最小推力。  再不能減小振動臺的外形尺寸的條件下振動臺臺體 和 板材 所用 的 材料為鋁合金，密度為 ，以竟可能的減輕振動臺，臺面的重量，使液壓缸的性能得到充分發揮。  前后方向振動板的外形尺寸（長 4500  寬 2000  高 20）（單位  根據工作情況定測試機車最大重量為  。   因為上海海拔與水平線差別不大所以  買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 可求得摩擦力為  取滑動導軌 之間 的摩擦系數 壓缸推力  即液壓缸 可產生的 推力因大于等于  根據機械手冊查表得液壓缸的公稱壓力  液壓缸壓力為 :  所選用的液壓缸為單杠液壓缸。  無桿腔進油時：  有桿腔進油時：  初步回油壓力 ，則公式應變為：  無桿腔進油時：  有桿腔進油時：  算得 ，圓整的  2） 活塞桿直徑 d 因為 振動所需要的 活塞來回速度 相差不大 選取可達到的最小速比 壓缸的 內 徑  買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 所以 活塞桿的直徑  3） 液壓缸缸體長度 L 由液壓缸最大行程、活塞寬度、活塞桿導向套長度、活塞桿密封長度和特               殊要求的其它長度確定  其中活塞的寬度   取 。  導向套滑動面長度  因為 ，故取 。  導向長度 （ 這里  最大行程 ,取 。  所以缸體長度 。  由于活塞桿直徑與缸體長度之比小于 15，所以該液壓缸無須進行校核。  （ 2） 水平左右方向的液壓缸的選擇及計算  1） 液壓缸內徑 D 液壓缸內徑 通過推動水平前后方向的振動板所需克服的摩擦力來確定液壓缸的最小推力。  因為左右方向和前后方向振動板外形尺寸基本一致。  買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 所以  即左右方向液壓缸推力  液壓缸推力  即液壓缸 可產生的 推力因大于等于  設計液壓缸壓力為 :  所選用的液壓缸為單杠液壓缸。  無桿腔進油時：  有桿腔進油時：  初步回油壓力 ，則公式應變為：  無桿腔進油時：  買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 有桿腔進油時：  算得 ，圓整的  2） 活塞桿直徑 d 因為 振動所需要的 活塞來回速度 相差不大選取可達到的最小速比 壓缸的 內 徑  所以 活塞桿的直徑  3） 液壓缸缸體長度 L 由液壓缸最大行程、活塞寬度、活塞桿導向套長度、活塞桿密封長度和特               殊要求的其它長度確定  其中活塞的寬度   取 。  導向套滑動面長度  因為 ，故取 。  導向長度 （ 這里  最大行程 ,取 。  所以缸體長度 。  由于活塞桿直徑與缸體長度之比小于 15，所以該液壓缸無須進行校核。  （ 3） 垂直方向的液壓缸的選擇及計算  1） 液壓缸內徑 D 液壓缸內徑 因為是垂直方向的振動，所以需要 大于振動臺臺體及試件的重力 。  買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 已知加速度最大為 。  所以  第一工作臺，即面積最大工作臺的外形尺寸為（長 5500寬 3000高 50） .(單位 其所 用材料為鋁合金，密度為  所以第一工作臺重量為：  所以總重量  因為底部有四 個液壓缸進行同時同方向的振動所以每個液壓缸的推力為：  買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 設計液壓缸的工作壓力為  所選用的液壓缸為單杠液壓缸。  無桿腔進油時：  有桿腔進油時：  初步回油壓力 ，則公式應變為：  無桿腔進油時：  有桿腔進油時：  算得 ，圓整的  2） 活塞桿直徑 d 因為 振動所需要的 活塞來回速度 相差不大選取可達到的最小速比 壓缸的 內 徑  所以 活塞桿的直徑  3） 液壓缸缸體長度 L 由液壓缸最大行程、活塞寬度、活塞桿導向套長度、活塞桿密封長度和特               殊要求的其它長度確定  其中活塞的寬度   取 。  導向套滑動面長度  買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 因為 ，故取 。  導向長度 （ 這里  最大行程 ,取 。  所以缸體長度 。  由于活塞桿直徑與缸體長度之比小于 15，所以該液壓缸無須進行校核。  所有液壓缸的工作壓力均為  表 3壓缸系數  液壓缸型號  缸徑(外徑D(活塞桿直徑d(壁厚 (工作壓力 P（  0 95 28 16 00 121 35 80 219 63 平前后方向液壓缸為   水平左右方向液壓缸為   垂直方向液壓缸為 4個   動機的選擇  因為測試機車屬于小型機車，其速度不大。 能、性能好、振動小、噪聲低，壽命長，可靠性高、維護方便、轉動轉矩大等優點。安裝尺寸和功率等級完全符合 用 殼 防護等級為 卻防式為 所以選定電動機為永發牌三相異步電動機型號為 額定電壓為 380V，額定頻率為 50  帶的設計及計算  （ 1）電動機與軸之間的 買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 因為選定電動機為永發牌 三相異步電動機型號為 定電壓為 380V，額定頻率為 50已知其轉速為 。  所以其扭矩  確定計算功率 ，已知 ， ，所需 i=3。有所引用的教材查得工作情況系數 ，則  選取 根據工作情況系數和轉速選取 帶。  根據上述情況查表得，主動輪的基準直徑 為 ，從動輪的基準直徑為  ，根據機械設計手冊查取 。實際傳動比 與原需求傳動比基本一致。  驗算帶的速度  ，  帶的速度合適。  確定 直徑和 傳動中心距  根據：  。初步確定中心距 。  根據機械設計手冊選取帶的基準長度 。實際中心距驗算主動輪上的包角  買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 ；  主動輪上包角合適。  計算 z，由 ； ，查取 ，  所以：  ，即 根  計算預緊力 查手冊得 ，則：  算得   計算在軸上的壓力  表 3 V 帶傳動系數  名稱  結果  名稱  結果  名稱  結果  帶型  動比  根數  帶輪基準直徑  基準長度   預緊力  中心距  軸壓力  帶輪 的設計  ：根據教材表查得： ， 。則帶輪寬度： ， 。大帶輪輪轂寬度 L：因為 ，所以取 。  買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 （ 2）兩軸之間的 因兩軸之間所需速度基本一致，故兩軸之間的帶傳動傳動比為 1，即主動輪與從動輪直徑相同。且兩輪的包角均大于 120 度為 180度。  又因為兩軸之間間距較大，遠大于兩輪直徑之和的兩倍。中心距即為兩軸之間的距離為 ，且中心距不可調整。  根據工作情況以及傳動要求可以選定工作代為普通 型，中心距為，帶輪基準直徑為 ，兩軸之間通過兩組帶傳動連接，已知主動輪所在軸的功率為 ，故每組帶輪所需傳遞的功率為 ，帶的速度等同于軸轉動的速度為 。  已知中心距為 ，帶的基準直徑為 ，  根據機械手冊查得帶的基準長度為 。  根據電動機與軸之間帶輪連接的傳動比為 3，  已知電動機轉速為 ，所以軸的轉速為 。  已知 ，查得 ， ，                                            。 故選取 根  計算預緊力 查手冊得 q=m，則：  買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 算得 N 計算在軸上的壓力  由于中心距過大，容易引起帶的扇動，所以通過安裝張緊輪來改善。因為主動輪從動輪直徑相同，故安裝在松邊中心處以調整。  張緊輪大小為小輪的 80%左右，即  表 3通 B 型 V 帶傳動的主要參數  名稱  結果  名稱  結果  名稱  結果  帶型  普通 B 傳動比  根數  帶輪基準直徑  基準長度   預緊力  中心距  軸壓力  帶輪的設計根據教材表查得： 。則帶輪寬度。則帶輪寬度：， 。大帶輪輪轂寬度 L：  因為 ，所以取  買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4 控制系統的設計  制系統總體設計及選擇  本機車振動平臺 采用 031連接 模轉換電路，來控制液壓缸活塞桿的伸縮。通過轉換主要輸出的信號控制，液壓缸進油和出油的速度及左右腔進 油出油。  主要通過 031輸入的數字量對應各模擬量來控制振動臺震動的頻率。  列單片機 8031 簡介  單片機  8031 生產廠家： 司  特性： 8031單片機是 無片內 余特性與  圖 4 圖 4031 引腳圖  介  分辨率的 D/微處理器完全兼容。這個 口簡單、轉換控制容易等優點，在單片機應用系統中得到廣泛的應用。 D/位輸入鎖存器、 8 位 8位 D/A 轉換電路及轉換控制電路構成。   * 分辨率為 8位；  * 電流穩定時間 ；  * 可單緩沖、雙緩沖或直接數字輸入；  買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 * 只需在滿量程下調整其線性度；  圖 4腳圖  、 D/A 轉換器的主要參數  選擇 D/  （ 1）分辨力  是指 D/能產生的最小模擬量增量，及數字量最低有效位（ 對應的模擬值；也可以將數字量最低位增 1所引起的模擬量增量和最大輸入量的比值稱為分辨力，既分辨力為 （   本機車振動平臺所使用的 D/一八位的 D/以其分辨力為 。因給定的參考電壓最大值為 5V，所以本 D/  （ 2）轉換精度  用來衡量 D/得到模擬量的精確程度，它表 明實際的輸出模擬值與理論值之間的偏差。  （ 3）線性度  是指 D/數字輸入值對應的各模擬輸出值之間的連線）與理想的轉換特性（起點與終點的連線）之間的誤差。  （ 4）建立時間  是指從數字量輸入到建立穩定的模擬量輸出所需的時間。微秒，形成最短周期所需 1024微秒，所以其最大頻率為 據工作情況，本振動臺所需最大頻率設計為 300 （ 5）數據輸入緩沖能力  當 D/身不具有數據鎖存功能時，因考慮是否需要在 D/。  （ 6）輸入數字量  包括碼制、數據的格式和寬度等。多數 D/紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 受二進制的編碼或 入數據的格式大多為并行碼（也有串行碼，如  。  （ 7）輸出模擬量  有電壓和電流兩種方式。多數 D/括本次使用的 需要輸出電壓時，在電流型 D/出端加一個運算放大器和一個反饋電阻即可實現。  用電路設計  位 以直接與單片機相連。  三種接口方式： 直通方式、單緩沖方式和雙緩沖同步方式。  （ 1）  直通方式：  當   方式僅適用于單一 連。  （ 2）  單緩沖方式：若應用系統中只有一路 D/然是 多路 轉換，但不要求同步進行輸出時，采用單緩沖方式，如圖所示，這既為單緩沖方式連接  的典型連接方式。 如圖 4 4（單緩沖方式）  （ 3）雙緩沖同步方式：  對于多路 D/求同步進行 D/A 轉換輸出時必須采用雙緩沖同步方式。 字量輸入所存和 D/紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 轉換輸出是分兩步進行的，即 鎖存在輸入鎖存器中，然后 每個 實現同步轉換輸出。 如圖  所示，即為一個典型的雙緩沖同步連接方式。  圖 4（ 雙 緩沖 同步 方式）  車振動平臺的控制電路設計  根據工作情況進行設計，由于本振動臺工作時需要 3個方向的液壓缸同時運動 即所需三個 行數模轉換，且需要 使用雙緩沖同步方式進行工作。  。本次設計所選用的單片機為 8031，因為需要鏈接三個 采用雙緩沖同步方式工作，故在 74和一個譯碼器（ 由 8031，數據鎖存器，譯碼器和 3個 組成的 D/ 買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 由圖可見， 1# 連而占有 ， 2# ， 3#。其中 別為 1#， 2#和 3#數字量輸入控制端口地址，而 。  圖 4車振動平臺的控制電路  買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 壓缸控制方式設計  圖中  和 來控制振動臺，則因把 ， 和 分別加入到振動臺的 X， Y 和 振動臺是由 X， 三個方向的液壓缸來驅動。 設計為通過比例閥來控制振動頻率。  電液比例閥是閥內比例電磁鐵輸入電壓信號產生相應動作，使工作閥閥芯產生位移，閥口尺寸發生改變并以此完成與輸入電壓成比例壓力、流量輸出元件。閥芯位移也可以以機械、液壓或電形式進行反饋。電液比例閥具有形式種類多樣、容易組成使用電氣及計算機控制各種電液系統、控制精度高、安裝使用靈活以及抗污染能力強等多方面優點，應用領域日益拓寬。近年研發生產插裝式比例閥和比例多路閥充分考慮到工程機械使用特點，具有先導控制、負載傳感和壓力補償等功能。它出現對移動式液壓機械整體技術水平提升具有重要意義。特別是電控先導操作、無線遙控和有線遙控操作等方面展現了其良好應用前景。  因振動時需控制液壓缸進給的行程，所以輸出電信號送至 3個方向的液壓缸連接有比例閥，通過給定的電信號來控制閥門的開口大小，以控制 油液的流速，來實現控制振動的頻率。 如圖 4 圖 4液比例閥原理圖  算電路放大器的設計  因為 以需接一運算放大器來將電流轉換為電壓輸出。  （ 1）  用作單極性電壓輸出 （見 圖 4 買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 在需要單極性模擬電壓的環境下， 可以 采用圖的接法。  由于 為 D/可得電壓 與輸入數字量 的關系為：  電壓 與輸入數字量  圖 4極性電壓輸出  （ 2）  用作雙極性電壓輸出  在需要雙極性模擬電壓的環境下，可以采用圖的接法。圖中 數字  量由 均為運算放大器， 通過 電阻反饋到運算放大器 輸入端，其他如圖所示。 點為虛擬地，故又基爾霍夫定律可知：  由上式可知，在選用 時，若輸入數字量最高位 為 1， 則輸出模擬電  壓 為正；若輸入數字量最高位為 ， 則輸出模擬電壓 為負。  圖 4極性電壓輸出  買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 根據工作情況需要，對以上兩種放大器電路進行篩選 ，所選擇的是雙極性輸出放大器。  接線電路  系統連接 電路則是把 8031單片機 、 3個 D/A 轉換器 和三個 電液比例閥 聯系在了一起。 形成了同過數字量轉換為模擬量來控制振動臺  圖 4體電路圖  買文檔就送您 紙全 套， Q 號交流 401339828 或 11970985 。  開始  設置波形上升階段  選通 D/A 轉換器  地址送 A 啟動 D/A 轉換器  調延時子程序延時  若與預置波形寬度不等繼續執行程序  若波數與預置波數不等繼續執行程序  若時間與預置常數不等繼續執行程序  返回  圖 4時振動臺進行的是類似與模擬沖擊或碰