穿梭式汽车车身涂装输送机翻转机构的分析与优化

摘要

近年来，汽车工业的迅猛发展大大带动了涂装技术的发展，在汽车制造过程中，涂装加工是能源消耗以及产生污染最多的环节之一。因此，以节能与降耗为基础的“绿色”车身涂装技术越来越受到各大汽车企业的重视。而涂装的质量、成本以及效率主要由工艺和设备水平决定。穿梭式汽车车身涂装输送机是一种使用于涂装前处理及电泳工艺的输送机械，它能够360°旋转车身，这样不但改善了车身的前处理及电泳质量，减少了对槽液和车身的污染，还降低了设备投资成本。因此穿梭式汽车车身涂装输送机的研究对涂装生产线的节能降耗以及绿色生产具有很重要的意义。
　　本文以穿梭式汽车车身涂装输送机翻转机构为研究对象，介绍了其结构组成与运动原理，建立了运动学和力学计算数学模型，根据理论研究，使用ADAMS构建了穿梭式汽车车身涂装输送机翻转机构的虚拟样机模型，然后进行动力学仿真，总结了整个周期内液压缸负载力的变化以及功率的损耗情况，同时得出了最大负载工况，并以降低液压缸最大负载力为优化目标对液压缸铰点安装位置进行优化，使优化之后的机构大大地降低了能耗，工作更加平稳；利用ANSYS软件建立了穿梭式汽车车身涂装输送机翻转机构有限元模型，根据穿梭式汽车车身涂装输送机工作环境和工作特点，针对不同工况做静力学分析，总结其在典型工况下的静力学特性。以此为基础，利用ANSYS软件中的APDL编程语言对结构优化设计，从而可以节省材料、减少成本，优化结果可以为翻转大臂机构的实际设计提供参考。
　　当前国内大多数汽车企业都是全线进口此类翻转输送设备，所以成本非常高，也不利于我国汽车工业的发展。国内研究此类输送设备还较少，自主研发几乎没有。本课题的研究有助于汽车车身涂装输送机由经验设计到理论设计的转化，给此后新型车身输送设备的研发做下铺垫。

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第一章 绪论

1.1 课题研究背景和意义

1.2 课题简介

1.3 汽车车身涂装输送机国内外研究综述

1.4 课题主要研究内容

第二章 穿梭式汽车涂装输送机翻转机构的结构及分析

2.1 翻转机构的结构组成及工作过程分析

2.2 翻转机构的运动参数与结构参数分析

2.3 液压缸工作负载及功率损耗分析

2.4 翻转大臂机构受力分析

2.5 本章小结

第三章 基于ADAMS的翻转机构动力学仿真与优化

3.1 概述

3.2 建立翻转机构虚拟样机模型与动力学仿真

3.3 基于ADAMS的翻转机构优化设计

3.4 本章小结

第四章 基于ANSYS的翻转机构有限元分析及优化

4.1 概述

4.2 建立翻转机构有限元模型与静力学分析

4.3 基于ANSYS的翻转机构优化设计

4.4 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 结论

5.2 问题与展望

参考文献

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