3t車用手動臥式千斤頂設(shè)計(jì)【含8張CAD圖紙+PDF圖】

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(11) 向量 u=u1,u2,unT 響應(yīng)設(shè)計(jì)時(shí)的變量, v=v1,v2,vmT是可變響應(yīng)向量，(9)式中的f是目標(biāo)函數(shù)。為了使設(shè)計(jì)的主導(dǎo)四連桿機(jī)構(gòu)AEDB達(dá)到最佳，設(shè)計(jì)時(shí)的變量可被定義為u= T, (12)可變響應(yīng)向量可被定義為v=x yT. (13)相應(yīng)復(fù)數(shù)3，5，6的尺寸是確定的。目標(biāo)函數(shù)被定義為理想軌跡K和實(shí)際軌跡L之間的一些“有差異的尺寸”f(u,v) =maxg0(y)-f0(y)2, (14)式中x= g0(y) 是曲線K的函數(shù)，x= f0(y)是曲線L的函數(shù)。我們將為系統(tǒng)挑選一定局限性。這種系統(tǒng)必須滿足眾所周知的最一般的情況。 (15) (16)不等式表達(dá)了四連桿機(jī)構(gòu)這樣的特性：復(fù)數(shù)只可能只振蕩的。這種情況： (17)給出了設(shè)計(jì)變量的上下約束條件。用基于梯度的最優(yōu)化式方法不能直接的解決(9)(11)的問題。min un+1 (18)從屬于gi(u,v) 0, i=1,2,l, (19)f(u,v)- un+10, (20)并響應(yīng)函數(shù)hj(u,v)=0, j=1,2,m, (21)式中： u=u1 un un+1T v=v1 vn vn+1T因此，主導(dǎo)四連桿機(jī)構(gòu)AEDB的一個(gè)非線性設(shè)計(jì)問題可以被描述為：min7, (22)從屬于約束 (23) (24) , (25) (26)并響應(yīng)函數(shù)： (27) (28) 有了上面的公式，使得點(diǎn)C的橫向位移和軌跡K之間的有最微小的差別變得可能。結(jié)果是參數(shù)有最理想的值。3.液壓頂升支架的隨機(jī)模型數(shù)學(xué)模型可以用來計(jì)算比如參數(shù)確保軌跡 L 和 K 之間的距離保持最小。然而端點(diǎn)C的計(jì)算軌跡L可能有些偏離，因?yàn)樵谶\(yùn)動中存在一些干擾因數(shù)?？催@些偏離到底合時(shí)與否關(guān)鍵在于這個(gè)偏差是否在參數(shù) 容許的公差范圍內(nèi)。響應(yīng)函數(shù)（27）（28）允許我們考慮響應(yīng)變量v的矢量，這個(gè)矢量依賴設(shè)計(jì)變量v的矢量。這就意味著vh (v)，函數(shù)h是數(shù)學(xué)模型（22）（28）的基礎(chǔ)，因?yàn)樗枋龀隽隧憫?yīng)變量v的矢量和設(shè)計(jì)變量v的矢量以及和數(shù)學(xué)模型中v的關(guān)系。同樣，函數(shù)h用來考慮參數(shù)的誤差值 的最大允許值。 在隨機(jī)模型中，設(shè)計(jì)變量的矢量u=u1,unT可以被看作U=U1,UnT的隨機(jī)矢量，也就是意味著響應(yīng)變量的矢量v=v1,vnT也是一個(gè)隨機(jī)矢量V=V1,V2,VnT v=h(u) (29)假設(shè)設(shè)計(jì)變量 U1,Un 從概率論的觀點(diǎn)以及正常的分類函數(shù)Uk (k=1,2,n)中獨(dú)立出來。主要參數(shù)和 (k=1,2,n)可以與如測量這類科學(xué)概念和公差聯(lián)系起來，比如=,。所以只要選擇合適的存在概率， k=1,2,n (30)式（30）就計(jì)算出結(jié)果。隨機(jī)矢量 V 的概率分布函數(shù)被探求依賴隨機(jī)矢量 U 概率分布函數(shù)及它實(shí)際不可計(jì)算性。因此，隨意矢量 V 被描述借助于數(shù)學(xué)特性，而這個(gè)特性被確定是利用Taylor的有關(guān)點(diǎn) u=u1,unT 的函數(shù)h逼近描述，或者借助被Oblak和Harl在論文提出的Monte Carlo 的方法。3.1 數(shù)學(xué)模型用來計(jì)算液壓頂升支架最優(yōu)化的容許誤差的數(shù)學(xué)模型將會以非線性問題的獨(dú)立的變量 w= (31)和目標(biāo)函數(shù) (32)的型式描述出來。約束條件 (33) , (34)在式（33）中，E是是坐標(biāo)C點(diǎn)的x 值的最大允許偏差，其中 A=1,2,4 (35)非線性工程問題的計(jì)算公差定義式如下： (36)它服從以下條件： (37) , (38) (39)4.有數(shù)字的實(shí)列液壓頂升支架的工作阻力為1600kN。以及四連桿機(jī)構(gòu)AEDB及FEDG 必須符合以下要求：它們必須確保鉸接點(diǎn)C 的橫向位移控制在最小的范圍內(nèi)，它們必須提供充分的運(yùn)動穩(wěn)定性圖2中的液壓頂升支架的有關(guān)參數(shù)列在表1 中。支撐四桿機(jī)構(gòu) FEDG 可以由矢量 (mm) (40)來確定。四連桿AEDB 可以通過下面矢量關(guān)系來確定。 (mm) 在方程(39)中，參數(shù)d是液壓頂升支架的移動步距，為925mm .四連桿AEDA的桿系的有關(guān)參數(shù)列于表2中。表 1 液壓頂升支架的參數(shù) 表 2 四連桿AEDA的參數(shù)4.1四連桿AEDA的優(yōu)化四連桿的數(shù)學(xué)模型AEDA的相關(guān)數(shù)據(jù)在方程(22)-(28)中都有表述。(圖3)鉸接點(diǎn)C雙紐線的橫向最大偏距為65mm。那就是為什么式(26)為 (41)桿AA與桿AE之間的角度范圍在76.8o和94.8o之間，將數(shù)依次導(dǎo)入公式(41)中所得結(jié)果列于表3中。這些點(diǎn)所對應(yīng)的角都在角度范圍76.8o,94.8o內(nèi)而且它們每個(gè)角度之差為1o設(shè)計(jì)變量的最小和最大范圍是 (mm) (42) (mm) (43)非線性設(shè)計(jì)問題以方程(22)與(28)的形式表述出來。這個(gè)問題通過Kegl et al(1991)提出的基于近似值逼近的優(yōu)化方法來解決。通過用直接的區(qū)分方法來計(jì)算出設(shè)計(jì)派生數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)變量的初始值為 (mm) (44)優(yōu)化設(shè)計(jì)的參數(shù)經(jīng)過25次反復(fù)計(jì)算后是表3 絞結(jié)點(diǎn)C對應(yīng)的x與y 的值角度x初值(mm)y初值(mm)x終值(mm)y終值(mm)76.866.781784.8769.471787.5077.865.911817.6768.741820.4078.864.951850.0967.931852.9279.863.921882.1567.041885.0780.862.841913.8566.121916.8781.861.751945.2065.201948.3282.860.671976.2264.291979.4483.859.652006.9163.462010.4384.858.722037.2862.722040.7085.857.922067.3562.132070.8786.857.302097.1161.732100.7487.856.912126.5961.572130.3288.856.812155.8061.722159.6389.857.062184.7462.242188.6790.857.732213.4263.212217.4691.858.912241.8764.712246.0192.860.712270.0866.852274.3393.863.212298.0969.732302.4494.866.562325.8970.502330.36 (mm) (45) 在表3中C點(diǎn)x值與y 值分別對應(yīng)開始設(shè)計(jì)變量和優(yōu)化設(shè)計(jì)變量。圖 4 用圖表示了端點(diǎn) C開始的雙紐線軌跡 L(虛線)和垂直的理想軌跡K(實(shí)線)。圖4 絞結(jié)點(diǎn)C 的軌跡4.2 四連桿機(jī)構(gòu)AEDA的最優(yōu)誤差在非線性問題(36)-(38),選擇的獨(dú)立變量的最小值和最大值為 (mm) (46) (mm) (47)獨(dú)立變量的初始值為 (mm) (48)軌跡偏離選擇了兩種情況E=0.01和E=0.05。在第一種情況，設(shè)計(jì)變量的理想公差經(jīng)過9次反復(fù)的計(jì)算，已初結(jié)果。第二種情況也在7次的反復(fù)計(jì)算后得到了理想值。這些結(jié)果列在表 4和表5 中。圖 5和圖 6的標(biāo)準(zhǔn)偏差已經(jīng)由Monte Carlo方法計(jì)算出來并表示在圖中(圖中雙點(diǎn)劃線示)同時(shí)比較泰勒近似法的曲線(實(shí)線)。圖5 E=0.01時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)誤差圖6 E=0.05時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)誤差5.結(jié)論通過選用系統(tǒng)的合適的數(shù)學(xué)模型以及采用數(shù)學(xué)函數(shù)，讓液壓頂升支架的設(shè)計(jì)得到改良，而且產(chǎn)品的性能更加可靠。然而，由于理想誤差的結(jié)果的出現(xiàn)，將有理由再考慮一個(gè)新的問題。這個(gè)問題在四連桿的問題上表現(xiàn)的尤為突出，因?yàn)橐粋€(gè)公差變化稍微都能導(dǎo)致產(chǎn)品成本的升高。17