大型客车三自由度综合试验台结构设计摘要定的。因此，机构具有确定运动的条件是机构的原动件数等于机构的自由度数•若，且大于原动件数，则构件间的运动是不确定的•若，且小于原动件数，则构件间不能运动或产生破坏。从上面的叙述中我们看出，要保证个机构有确定的运动规律必须使机构的自由度，且等于机构原动件数。由空间机构学理论，采用公式可知，空间运动机构的自由度数可由下式计算得出，式中机构的自由度数机构的总构件数第个运动副的约束物体之间的运动副数目运动副级数。由图的三自由度试验台结构简化示意图可知，构件数。所以，由公式可计算出本试验台的自由度，满足试验台横摇纵摇升沉三个自由度要求。第章综合试验台机械台体的设计大客车三自由度综合试验台用来模拟汽车在实际道路上运行时的横摇纵摇和升沉运动。由于试验台支承结构的非对称性，这就要求整个试验台系统的机械结构部分不但要安全可靠，有足够的强度和刚度，还要具有结构简单拆装和维修方便等优点。下面就综合试验台机械台体的设计过程进行详细阐述和分析计算。.综合试验台上平台结构及力学分析大客车三自由度综合试验台是个集机电液为体的综合性试验台，它包括机械部分的设计液压系统的设计以及控制系统的设计。本章将主要进行试验台机械部分的设计，对试验台的摇摆平台进行结构设计结构力学分析运动副及台架底座的结构设计。从综合试验台最终布置方案的结构图中我们可以看出，综合试验台的机械部分由可以进行三自由度运动的上平台若干铰链以及试验台底座等组成。其中进行横摇纵摇和上下运动的上平台我们采用钢结构骨架与钢板焊接的结构形式下平台采用槽钢和钢板焊接的组成形式。对于起支撑作用的液压缸的选型将在第四章中详细进行论述，本章主要进行三自由度试验台的上平台底座各种铰链的设计和计算。上平台的结构及受力分析大客车三自由度综合试验台是模拟大客车在实际路况运行时的运输环境的试验台，其上平台要承受被测试的大客车进行实车试验，所以上平台主要以承载为主，在进行上平台的设计时应以其强度和刚度为主。我们从上平台的强度刚度和转动惯量的角度出发，借鉴国内外现有平台的基础上提出我们的上平台的结构设计方案。我们初选上平台的结构参数为上平台的结构框架是由高度为，腿宽度为，腰厚度为的型槽钢焊接而成。其上面再焊接的花纹钢板。考虑到大客车在总体设计时的宽度小于.，般大客车的轮距均值在左右，其轴距的设计范围为。为了增加上平台的刚度和强度，再在上平台上焊接距横向中心线为的两根横梁，距纵向中心线均为的两根纵梁。图.为上平台的钢骨架焊接结构简图。图为钢骨架所用的槽钢的横截面图。槽钢截面的其它参数为平均腿厚度.，内圆弧半径.，腿端圆弧半径.，轴与轴的间距.。其截面面积为.，理论质量为.。图上平台钢骨架结构件图图槽钢横截面图上平台的静力学和动力学分析之前，为了使计算简化和受力分析的方便，我们给出以下几点假设条件。为了能求出作为支架和执行结构的六个液压缸的所承受到的上平台和负载的力，我们将构成三个三角形支承的三组液压缸简化为如图所示的简化模型，即简化为三个与底座垂直的假想的液压缸。通过求解三个假想的液压缸的受力，然后再将该力分解到每组中的两个液压缸上，就可以求出每个液压缸的受力为了易于对上平台进行受力分析，我们将三组液压缸的支座顶端假想为个点，即在进行受力分析时，暂不考虑上平台底部三个球铰支座的大小对受力分析的影响在计算过程中我们假设由钢骨架和钢板焊接而成的上平台的质量分布均匀，即其质心位置和其重心位置重合，均为其几何中心纵梁在受到作用力时，所有作用力均通过截面弯曲中心，即忽略不计局部扭矩的影响，且作用力沿大梁纵向对称。.上平台的静力学分析以下将分别通过分析上平台在无载有载状态下的载荷分布，来确定液压缸的受到的支反力。当上平台为无载情况下，上平台的质量计算过程如下。由资料可知，如图所示的槽钢的截面面积为.，这种槽钢的理论质量为.。经计算，如图.所示的上平台的钢骨架所用的槽钢的总长度为所以，钢骨架的质量为骨。平台上焊接花纹钢板的体积为钢的密度为.，则焊接钢板的质量为板.。所以整个上平台的质量约为上骨板。为了计算方便，我们将上平台的质量估计为，则上平台自重为。由上面的假设知，上平台的质量分布均匀，则可得上平台的重心位置位于其几何中心点，如图所示。上平台在受到液压缸的支反力分别为，根据牛顿第三定律作用力与反作用力的关系，简化后三个假想液压缸在球形铰链处所受到的平台的作用力分别为，当上平台有负载的情况下求解液压缸所承受的力。根据假设条件，当被测对象大客车作用于上平台时其作用点是相互对称的。由大客车的造型及其各项总体参数，在进行大客车的整车参大型客车三自由度综合试验台结构设计摘要大型,客车,自由度,综合,试验台,结构设计,毕业设计,全套,图纸摘要本设计是大型客车三自由度综合试验台。三自由度综合试验台设计的意义在于，利用该设备可以在实验室环境中模拟和再现大客车在实际路况运行时路面激励作用下的姿态角的变化，以此来研究车辆结构特征对稳定性的影响通过大客车的高台侧翻跌落试验，用来进行跌落车辆的变形研究以及乘员保护等方面的试验。在分析平台机械特性和运动特性的基础上，确定了试验台的最终搭建方案。同时对综合试验台进行了必要的机构学方面的验证和运动位置的分析。在此基础上，对综合试验台进行了机械台体部分的设计。并对综合试验台的液压系统进行了设计。结合台架的功能要求和机械部分的设计，本设计对液压系统的元件及辅件进行了计算和选型，并给出了液压系统性能的验算。通过分析本方案可行，亮点是振动油缸与侧翻油缸分体，可以提高试验的效率。关键词大型客车三自由度综合试验台位置分析结构设计台架试验目录摘要第章绪论.国内外三自由度平台的研究现状及意义国外三自由度平台的研究现状国内三自由度平台的研究现状国内外三自由度平台的发展趋势.试验台整体研发思想试验台的设计思想对试验台设计的总体要求.设计的主要内容第章综合试验台布置方案的设计.试验台的结构方案设计综合试验台的初选方案可选方案的分析及比较设计方案的确定.综合试验台结构模型及自由度试验台的结构简化模型自由度的计算第章综合试验台机械台体的设计.综合试验台上平台结构及力学分析上平台的结构及受力分析上平台的静强度分析计算.综合试验台中间台架设计.综合试验台的底座设计第章试验台液压系统的设计.设计液压系统方案.液压泵的确定.电机的选择.组成元件设计阀的选择蓄能器的选择过滤器的选择冷却器的选择压力表压力表开关的选择.液压缸设计运动速度钢筒内径活塞杆直径的的确定液压缸行程计算计算液压缸的工作面积和最大流量.液压系统性能验算液压系统压力损失的验算液压系统总效率计算液压系统发热温升的计算结论致谢参考文献第章绪论进入二十世纪，随着我国高速公路基础设施建设的不断加快，公路里程的不断增加，我国开始步入了个高速物流和快速客运的时代。特别是对于占世界人口约五分之的我国来说，公路客运在我国交通运输系统中所占有的比重越来越大。这样，作为在公路客运中占主导地位的大客车，其研究与开发也受到了国内众多科研院所和企业的高度重视。随着客车制造技术的逐步提高和公路设施条件的不断改善，客车的行驶速度也愈来愈高，客车的安全性也就越来越受到人们的广泛关注。因此，在新车型投入市场之前，对其进行安全性试验和道路激励模拟试验，以保证其具有较高的安全性和较好的操纵稳定性。在这样的前提下，搭建个能进行大客车高台侧翻和模拟道路摇摆激励试验的具有三自由度的综合性试验台架就显得尤为迫切。.国内外三自由度平台的研究现状及意义目前，不同自由度的摇摆台在国内外都有比较广泛的应用，它可以模拟出各种空间运动姿态，可广泛地应用到各种训练模拟器，如飞机模拟器舰艇模拟器海军直升机起降模拟平台坦克模拟器汽车驾驶模拟器地震模拟器仿真机器人三维实现和机器人运动控制以反动感电影娱乐设备等领域。近年来，国内外学者对摇摆及侧翻运动进行了定程度的研究，建立了三自由度模型，仿真分析了悬架剐度阻尼以及汽车结构参数对汽车侧倾角的影响采用静态稳定因子来研究汽车侧翻。国外三自由度平台的研究现状世界上第个摇摆台于年诞生于麻省理工学院仪表实验室，被称作型转台，它存在很多缺点，并没有实用化，但它的诞生为以后的摇摆台研制工作奠定了基础。在此基础上，麻省理工学院叉相继研制成功了型转台。但这些摇摆台并没有应用电液伺服技术，而是采用伺服电机来实现对平台的运动控制。国外在世纪年代，方面液压技术已经成熟，另方面对运动摇摆台提出了系列更高的要求负载大稳定性好动态性能好静态精度高调速比宽等。年，德国借鉴的法国汽车轮胎模型试验装置发明了六自由度并联机构，并作为飞行员模拟器用于训练飞行员，这就是著名的“平台”机构，如图.所示。年，澳大利亚著名机构学专家教授提出可将“平台”并联机构用做并联机器人手臂的主要机构。随后，和．首次将该机构按操作器设计，成功地将机构应用于装配生产线。图六自由度平台结构迄今为止，摇摆台的样机各种各样，包括平面的，空间不同自由度的，不同布置方式的以及超多自由度并串联机构。对于汽车侧翻试验台的研究。年通用汽车公司进行了业内第次侧翻试验，如图.所示，该试验让汽车在米尔福德试验场沿着成定角度的斜坡开动。从此以后，侧翻试验就成为整个汽车行业内的标准。图通用汽车公司业内首次侧翻试验年月以前，通用的室内翻车试验都是在位于密歇根州的试验场进行的，该试验场属于通用安全系统供应商奥托立夫公司。过去三年内，奥托立夫试验场平均每年要进行次侧翻试验，通用工程师们计划在新建成的耗资万美元的通用试验场内将力争把这个数字提高到次。国内三自由度平台的研究现状相比而言，国内无论是液压技术还是转台的研制工作起步都较晚。世纪年代

（图纸） A0-试验台装配图.dwg

（其他） 任务书.doc

（论文） 说明书.doc

（图纸） 液压泵站.dwg