受电弓机构综合1

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1、机械原理课程设计设计思路和过程很认真，考虑也非常细，用了多种软件并在实验室进行了验证方案，达到了设计目的，效果也非常不错。说明书设计题目：受电弓机构综合专业：2011级工程机械1班设计者：金宗李学号：20116201指导老师：冯鉴2013年12月10日目录一、设计题目：受电弓机构综合11.1设计题目简介11.2设计要求和有关数据11.3设计任务1二、数据收集与设计思路22.1受电弓工作原理22.2受电弓分类22.2.1双臂式22.2.2单臂式32.2.3垂直式42.2.4石津式42.3受电弓主要构成4三、机构

2、选型设计53.1设计方案的要求53.2机构的设计53.2.1方案一：菱形机构53.2.2方案二：平行四边形机构63.2.3方案三：铰链四连杆机构7四、机构尺度综合8五、运动分析105.1驱动方式的确定与计算105.1.1直接型驱动机构105.2运动仿真（ADAMS）135.2.1受电弓弓头的位移曲线图135.2.2受电弓弓头的速度曲线图135.2.3受电弓弓头的加速度曲线图145.3受电弓弓头上升偏离理想直线的位移验证145.4传动角的验证155.5Pro/e建模模型15六、总结15七、收获与体会16参考文献

3、16附录161.利用位移矩阵求解初始位置坐标的Matlab程序16西南交通大学峨眉校区机械原理课程设计一、设计题目：受电弓机构综合1.1设计题目简介如图所示，是从垂直于电力机车行使速度的方向看上去，受电弓的弓头的最低和最高位置。理想的情况是以车体为参照系时，弓头沿垂直于车顶的方向直线上升、下降，最低400mm，最高1950mm。图1-11.2设计要求和有关数据1.在弓头上升、下降的1550mm行程内，偏离理想化直线轨迹的距离不得超过100mm。2.在任何时候，弓头上部都是整个机构的最高处。3.只有一个自由度，

4、用风缸驱动。4.收弓后，整个受电弓含风缸不超出虚线所示1400×400mm区域。5.在垂直于机车速度的方向，最大尺寸不超过1200mm。6.最小传动角大于或等于30°。图1-21.3设计任务1.至少提出两种运动方案，然后进行方案分析评比，选出一种运动方案进行设计；2.设计传动系统并确定其传动比分配。17西南交通大学峨眉校区机械原理课程设计3.图纸上画出受电弓的机构运动方案简图和运动循环图。4.对平面连杆机构进行尺度综合，并进行运动分析；验证输出构件的轨迹是否满足设计要求；求出机构中输出件的速度、加速度；画出机

5、构运动线图。5.用软件（VB、MATLAB、ADAMS或SOLIDWORKS等均可）对执行机构进行运动仿真，并画出输出机构的位移、速度、和加速度线图。6.编写设计计算说明书，其中应包括设计思路、计算及运动模型建立过程以及效果分析等。7.在机械基础实验室应用机构综合实验装置验证设计方案的可行性。二、数据收集与设计思路2.1受电弓工作原理受电弓也称集电弓，是电力机车从接触网受取电能的电气设备，安装在车顶上。因为菱形受电弓的形状从侧面看好像是张开的弓而名。一般可分为单臂弓、双臂弓两种，目前（2012年）常用的是单臂

6、受电弓。（1）升弓：压缩空气经电空阀均匀进入传动气缸，气缸活塞压缩气缸内的降弓弹簧，此时升弓弹簧使下臂杆转动，抬起上框架和滑板，受电弓匀速上升，在接近接触线时有一缓慢停滞，然后迅速接触接触线。（2）降弓：传动气缸内压缩空气经受电弓缓冲阀迅速排向大气，在降弓弹簧作用下，克服升弓弹簧的作用力，使受电弓迅速下降，脱离接触网。2.2受电弓分类受电弓分为四大类：双臂式，单臂式，垂直式和石津式。2.2.1双臂式17西南交通大学峨眉校区机械原理课程设计图2-1双臂式受电弓乃最传统的受电弓，亦可称“菱”形受电弓，因其形状为菱

7、形。但现因保养成本较高，加上故障时有扯断电车线的风险，目前部分新出厂的铁路车辆，已改用单臂式受电弓；亦有部分铁路车辆（例如新干线300系列车）从原有的双臂式受电弓，改造为单臂式受电弓。2.2.2单臂式图2-2除了双臂式，其后亦有单臂式的受电弓，亦可称为“之”（Z）（ㄑ）字形的受电弓。此款受电弓的好处是比双臂式受电弓噪音为低，故障时也较不易扯断电车线，为目前较普遍的受电弓类型。而依据各铁路车辆制造厂的设计方式不同，在受电弓的设计上会有些许差异。17西南交通大学峨眉校区机械原理课程设计2.2.3垂直式图2-3垂直

8、式受电弓，亦可称成“T”字形（亦叫作翼形）受电弓，其低风阻的特性特别适合高速行驶，以减少行车时的噪音。所以此款受电弓主要用于高速铁路车辆。但是由于成本较高，垂直式受电弓已经没有使用（日本新干线500系改造时由垂直式受电弓改为单臂式受电弓）。2.2.4石津式日本冈山电气轨道的第六代社长、石津龙辅于1951年发明，又称为“冈电式”、“冈轨式”。2.3受电弓主要构成1.底架组成；2.阻尼器；3.升弓装置；