汽车随车起重机设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 1 - 摘 要 随车起重机属于架型起重机，它将起重和运输相结合，不仅节省劳动力，而且极大的减小了工作强度、提高了工作效率。本次毕业设计在 对起重机臂进行了优化设计。它具有结构紧凑、易于操作的特点，可广泛用于交通运输、港口、仓库、以及所有中小型工业货物装卸与远距离运输之中。 本文主要内容如下： 起升机构设计 起升机构包括液压马达、减速机、棘轮停止器和卷筒。减速机用来降低液压马达驱动速度，卷筒用于绕进或放出钢丝绳。机构工作时，液压马达驱动减速机，减速机的低速轴带 动卷筒，将钢丝绳卷上或放出，经过滑轮组系统使载荷实现上升或下降，其升降由马达的旋转方向而定，通过棘轮停止器实现制动。 起重臂设计 起重臂采用伸缩式、箱形结构。箱形结构内装有伸缩油缸，臂的每个外节段内装有滑块支座，因此起重机的变幅可通过液压缸实现。为了减轻吊臂自重，充分发挥钢材的作用，吊臂的不同部位采用不同强度的钢材。 回转机构设计 回转机构由回转支承装置和回转驱动装置组成。即一对脂润滑的回转支承装置、蜗轮旋杆减速机和液压马达。这种结构自重轻、受力合理、运行平稳，可以使机构在水平面内运输货物。 关键词 : 随车起重机 ;起升机构 ;起重臂 ;回转机构 ;回转支承 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 2 - to It So it MC a of It is in of of to or is or be or or of be by of is to of in of on at of of MC of on at of of MC be by or of It in s of of on it It in 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 3 - 目 录 1 起升机构的设计 1 起升机构的基本参数计算 1 动方案 1 本参数的计算 1 钢丝绳的设计与选用 3 滑轮及滑轮组设计 4 材与材料 4 轮直径 D 5 最大偏角 5 轮轴设计 5 轮轴承的设计与校核 6 吊钩的设计与选用 6 材 6 造 6 钩挂架 6 梁 6 卷筒设计 7 义直径 7 筒的长度 7 筒厚度 8 筒 强度校核 8 减速器设计 8 传动比及其分配 8 动装置的运动参数计算 8 轮设计 9 轮设计 15 的设计 16 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 4 - 2 起重臂的设计 25 三铰点设计 25 起重臂设计 26 重臂基本参数计算与选用 26 重臂的形状及主要计算参数 27 3 回转机构的设计 32 回转支承的选用 32 介 32 荷计算 32 力矩计算 33 核 34 转减速机输出扭矩 34 回转减速器的选用 35 支腿反力的计算 36 参考文献 37 设计总结 38 致谢 39 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 5 - 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 6 - 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 7 - 1 起升机机构设计 升机构的基本参数计算 动方案 起升机构是起升货物并使它产生 升 降运动的机构，它是起重机中最主要和最基本的机构。本设计采用液压起升机构，简图如下所示： 油马达经过减速后，驱动滚筒旋转，使钢丝绳绕进卷筒或由卷筒放出，从而使吊钩升降。卷筒的正反向转动是通过改变马达的转向达到的，而机构运动的停止或使货物保持在悬吊状态是依靠棘轮停止器来实现的。 本参数的计算 (1)起升速度，由已知得 (2)钢丝绳速度： V 绳 V 升 a：滑轮组倍率 ， a=6 V 绳 12 6=72m/3)钢丝绳速度（按缠绕时第三层计算）： n 卷 V 绳 （ D+4+d） = 40160 10723 =： 卷筒直径 d： 钢丝绳直径 2 3 5 7 7 86 6 11 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 8 - (4)初步选定减速比为 i 马达转速 n 马 n 卷 i 000r/5)卷筒扭矩（按最大计算） M 卷 S D 9 d 2 卷 S：钢丝绳单绳拉力 ,取标准值 卷 ：卷筒的效率 ， 卷 (160+6 10) 10 2 4106)马达扭矩： M 马 =M 卷 (i ) = 卷 轴承 3 开齿 闭齿 卷 ：卷筒效率 , 轴承 ：轴承传动效率 , 开齿 ：开式齿轮传动效率 闭齿 ：闭式齿轮传动效率 =马=马达转速、扭矩选用 马达 量： r 转速 100r/200r/大输出扭矩 64N/7) 由马达转速，得出油泵的容量： Q=马 n 马 ：马达转速 已知为 3000r/达排量 , r 马容 ：马达容积效率 ,=8)重物提升功率 N 重 =V 升 Q 起 =12 6300 60=9)油泵驱动功率 N 泵 =N 重 = 卷 轮组 减 马总 泵总 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 9 - 卷 ：卷筒效率 , 轮组 ：滑轮组效率 , 轮 ：导向轮效率 , 减 ：减 速机效率 , 马总 ：马达总效率 , 泵总 ：油泵总效率 ,： = 泵 = =10)发动机转速 ,标准值 n 发 =2600r/11)泵的排量 发 =r Q：油泵容量 = 容 ： 容积效率 =由泵的排量、驱动功率选用： 泵 量 2ml/r 丝绳的设计与选用 钢丝绳受力复杂，内部应力难以计算。设计规范规定，可按钢丝绳在工作状态下的最大静拉力计算，其公式为： d = c a d：钢丝绳最小直径 mm c：选择系数。它的取值与机构工作级别和钢丝绳抗拉强度有关 c = 4 n：安全系数 由工作级别（ 取 n=4.5 k：钢丝绳绕制折减系数，一般取 k= b：钢丝绳的抗拉强度 b=1850N/w：钢丝绳充满系数，为绳断面积与毛面积之比 ,计算得 w=c = =文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 10 - s = s：最大单绳拉力 （ N） Q：起升重量 63000N a：滑轮组倍率 a = 6 ：滑轮组效率 0 5 0 0 0 d= d=10标准圆整选取：钢丝绳 6 9370光 钢丝绳在使用时需要与其他承载零件连接以传递载荷。 本设计采用楔形套筒法，查取选用： 楔 10# 套 10# 形接头 10# 轮及滑轮组设计 型与材料 采用 艺性好，易于加工、价廉，对钢丝绳寿命有利。采用单联滑轮组，它结合导向滑轮使用，倍率为 6，这样可以用较小的拉力吊起较重的物品。如图所示单联滑轮组展开的情况。考虑到滑轮组的效率： S= S：单绳拉力 a：滑轮组倍率 6 z ：滑轮组的效率 z =)1(1 ：采用滚动轴承时为 z =) S= 630006文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 11 - 轮直径 D 为了提高绳的寿命，必须降低绳经过滑轮时的弯曲应力的挤压应力，因此滑轮直径不有过不小。 D （ h 1） d d：钢丝绳直径 ,d=10mm h：与机构工作级别和钢丝绳有关的系数 取 18 D （ 18 1） 10=170用绳槽断面 绳最大偏角 0 钢丝绳进出滑轮绳槽的偏斜角不能过大，否则会增加钢丝绳阻力，加快钢丝绳和滑轮的磨损，严重时，还可能使钢丝绳 跳槽。因此一般情况下 0=4 6 。本设计取绳槽两侧面夹角 2 =35 45 取 0=5 ； 2 = 45 平衡滑轮直径 70 滑轮轴设计 采用 45 钢，滑轮组工作时只承受弯矩，是心轴。 2S1162S74+2S32148 = 2116+74+32)148 =33158N S 3158N A 74 2 S 42=1525 对固定心轴，载荷无变化时 = 0=95N/d= d=515253 55 轮轴承的设计与校核 各轴承受力相同均匀为 2S=用轴承圆柱滚子 32511E，校核： 轮n60106 310 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 12 - = =7339h 合格 钩的设计与选用 材 吊钩的断裂可能 导 致重大的人身及设备事故，因此吊钩的材料要求没有突然断裂的危险，从减轻吊钩重量出发，要求吊钩的材料具有足够的强度。本吊钩采用 造 采用锻造的单钩，制造与使用方便，梯形断面，受力情况合理。度等级 吊钩挂架 采用长型号钩组，吊钩支承在单独的滑轮轴上。为了便于工作，吊钩应能绕垂直轴线和水平轴线旋律，为此吊钩螺母与横梁之间采用止推轴承，吊钩尾部的螺母压在其上。吊钩横梁的轴端与定轴挡板相配处形成环形槽，容许横梁转动。推力球轴承选：核： 0 0：安全系数 ,为 2 a=90的推力轴承 a=63000N 6300=126格 梁 只受弯矩，不受转矩的心轴，采用 45 钢 63000=31500N a 31500 1482 =23310= 43 132 a 为 ： 50120 =321203 (1 164533 = 2331000164533 =买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 13 - h=30mm h =30354 630003 =45 取 50筒设计 本设计采用多层绕卷筒，其容绳量大。随着起升高度的增加。起升机构中卷筒的绕绳量相应增加。采用尺寸较小的多层绕卷筒对少机构尺寸是很有利的。其表面做成螺旋绳槽，两边有侧板以防钢丝脱出，二级减速大齿轮与卷旋绳槽，两边有侧板以防钢丝绳脱出，二级减速大齿轮与卷筒连接在一起。 义直径 ： 其名义直径是绳槽底的直径 D1=hd d：钢丝绳直径 10mm h：与机构工作级别和钢丝绳结构有关 ，查表 h=16 6 10=160 卷筒的长度 L= n：卷绕层数 N=5 a：滑轮组倍率 a=6 D：卷筒直径 160：起升高度 10：钢丝绳直径 10=6 10000 10 5（ 160 5 10） = 卷筒厚度 本卷筒为钢卷筒 由经验公式确定 d，考虑到工艺要求， 取 =15 卷筒强度校核 最大拉力为 卷筒箍紧，使卷筒 产生压缩、弯曲和扭转应力，其中压缩应力最大，当 L 3D 时，弯曲和扭转的合成应力不超过压缩应力的买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 14 - 30%，因此弯曲和扭转应力可忽略。 1 =A A：原与卷筒层数有关的系数 , A=2 丝绳最大拉力 P：卷筒节距 ：卷筒厚度 15 y：许用压应力 =153N/ s=230N/ 1=2 128N/达的输出轴和 段通过键相连，马达的输出轴直径为 25，所以取 0：定位轴 7：轴 7：小齿轮 8 2：右轴承定位 3 7：轴承定位的地方 6 05)绘制轴的弯矩和扭矩图 计算轴承反力 H 平面： (=1038 35 71=512N 038 512=516N V 平面： 1t (=2852 35 71=1406N 齿宽中点弯矩 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 23 - H 平面： 12 36=18432 平面： 1406 3650616成弯距： M= 2222 5061618432 M=53868 按弯矩合成强度校核轴的强度由式 9量弯距 22 )( M 为合成弯矩 a：考虑到弯矩大小有变化取 e= 22 )5 9 9 0 3 8 6 8 =64758式 : e= W=0.123=7409 则 e=647587409 =0碳淬火、回火 B=600 N/ 转动轴以 b许用应力 e=70 N/ B,安全 (6)轴承校核 预选左轴承为 208 轴承为 32206 5KN 36 35 B 2 H 平面 2 1面 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 24 - 22R = 22 1406512 =1496N 22R = 22 1446526 =1539N 寿命计算 )(6010 6t 度系数 工作温度 120 取 1 荷系数 中等冲击 取 ：寿命指数 对球轴承 =3 106/(603000)(122800)/(496)3=5872h 106/(603000)(136200)/(539)3=21411h (7)键的校核 马达和小齿轮轴上的键，由马达型号决定 ， 键 25，冲击载荷 P= 2Tdkl = 259904255 P =：根据 整，并考虑到轴承的装配 取 0：上面装有挡盘、棘轮、磨擦 片， 为使轴承定位 ,取 7：为使挡盘定位，便于安装大齿轮 6：左轴承定位，且大齿轮与箱体应 有一段距离 ,取 d 4=97：轴承安装的地方 0：小齿轮 径较小， 取 0 (6)绘制轴的弯矩和扭矩图 计算轴承反力 H 平面： 2323213 )( ll =3679155+1038=6833N 833 3679 1038=2116N V 平面： 32323213 )( ll =10109 2852 =15086N 5086+2852 10109=7829N 求大齿宽中点弯矩 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 26 - H 平面： M 大 H=(l1+=68333679( = 112188 平面： M 大 V=829 53=414937成弯矩： M = 2222 4 1 4 9 3 71 1 2 1 8 8 M 大大=429836轴承处弯矩 H 平面： 3679 233617 平面： 010941922成弯矩： 2222 641 922233 617 M=68311弯矩合成强度校核轴的强度由式 9量弯距 22 )( M 为合成弯矩 a：考虑到弯矩大小有变化取 e 大 = 22 )29836 =6475822 )3 4 8 7 5 8 3 1 1 =714443表 40表面淬火 B=750N/表 转动轴以 b 1为许用应力 70N/式 9 e=1=2=3=53 H 平面 平面 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 27 - W=0.1 e 大 =478065/(63) =27N/ 14443/(03) =14N/7)精确校核轴的强度 a、 轴的细部结构设计 圆角半径：各轴肩处圆角半径均采用 r=满足定位面接触高度 h 23小于孔的倒角的要求。 键：棘轮的转盘与轴承之间有双键连接， 选取 14 25 选择危险剖面：大齿轮外既有轴肩又有螺纹 ， 纹为 4 L 中径 b、 计算危险剖面工作应力 a、 m、 a、 m 弯矩 M=M 大 （ / 47806521/=347684N/弯剖面模量 W 与抗扭模量 = 2= 2=14951 6= 6=29902 弯曲应力： = 34768414951 =： =T/4875829902 =： a= =： m=0 扭转应力幅 a 和平均应力幅 m 相等 a=m=2 =、 确定轴材料机械性能 1、 1、 、 弯曲疲劳极限 1 剪切疲劳极限 1 合金钢材料的弯曲应力、扭转应力特性系数 =d、 确定综合影响系数 K=) K=) 轴肩角处有效应 力集中系数 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 28 - 9456 = = B=750N/ 配合处 和 根据 d、 B 配合处 ， 尺寸系数 、 ，由 d=56面状况系数 、 得： = = = = = B=750N/表面加工方法为精车，则综合影响系数 = = = = e、 计算安全系数 S： S=22 （ + m） = 1=（ （ +m） = 1=22 =S 安全 (8)轴承校核 预选左轴承为 32213E ， 02轴承为 32208E， a、 22R = 22 150866833 =16561N 22R 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 29 - = 22 78292116 =8110N b、 寿命计算 31066010 度系数 工作温度 1200 ，取 1 荷系数 中等冲击 ， ：寿命指数 =10/3 =7697h =8522h (9)键的校核 挡盘处双键 25 击载荷 p=4875822 p=85N/ 274N/4) 起升高度计算： 根据几何关系可知：起升高度等于地面距离后铰点的距离与臂后铰点与吊具之间的距离之和。 H= 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 37 - 表 6 起升高度计算结果 (回转 臂长 幅度 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 38 - 3 回转结构的设计 转支承的选用 介 本回转机构采用液压马 达 驱动 。 回转机构 ,由回转支承装置和回转驱动装置两部分组成 。 前者将起重机的回转部分支承在固定部分上 ,后者驱动回转部分相对于固定部分回转。 回转支承装置简称回转支承，它保证起重机回转部分作用于它的垂直力、水平力和倾覆力矩。本设计采用滚动轴承式回转支承装置，起重机回转部分 固定在大轴承的固定座圈上，而大轴承的固定座圈则与底架的顶面相固定。采用单排四点接触式回转支承，它出两个座圈组成，结构紧凑、重量轻、高度尺寸小，内外座圈上的滚道是两个对称的圆弧面，钢球与和倾弧面滚道四点接触，能同时承受轴向力、径向力和倾覆力矩。 由于低速大扭矩液压马达成本高，使用可靠性不如高速液压马达，采用高速液压马达也可以采用结构紧凑、传动比大的蜗轮转动。因此本设计采用：马达一蜗轮、蜗杆减速器一齿轮一回转支承。液压驱动的小起重量起重机，通过液压回路和换向阀的合适机能，可以使回转机构不装制动器，同时保证回转部 分在任意位置上停住，并避免冲击。 荷计算 (1)垂直载荷 Q+1 K:超载系数 Q:起重量取起重力矩最大时 起重臂重量 车不回转其他部分的重量 290 : 500+410+2903450平载荷 : 因为水平载荷 1,风吹在起重机上的力 物的离心力 转支承的啮合力 于水平力达不到 0%，按 H=10% 45 (2)弯矩 M（倾覆力矩） M=R+ 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 39 - =中： 臂重心到回转中心线距离 取 w W:主臂重心到主臂后铰点距离 ：主臂仰角 0 转中心到吊臂后铰点的距离 上 :上车不回转部分的重量重心到回转中心线距离 3) 偏心距为 e=M/=4) 考虑风力时最大工作载荷 +1=2500+410+290=3200=Qr+ h 5) 静态： =态： =起重机设计手册图 2得型号为 =94， m=8,调质后齿轮圆周力 F=04 N 力矩计算 (1)回转支承装置的摩擦阻力矩力计算 1= N U 转支承装置轨道中心直径 N=e O =3450 f=2)回转平台倾斜引起的阻力矩 r1703)惯性回转阻力矩 g+4 (g) 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 40 - = 34 =t:起动时间 5s (4)风压引起的回转阻力矩： Mn=压值 0N/b:吊臂迎风面积 0.6 1：回转部分迎风面积 1：回转部分形心离回转中心的距离 n=15(=5)回转时最大阻力矩： f+p+170+54656) 额定工况 F 的回转阻力矩 当不计风力，惯性阻力矩和倾斜力矩按 70%计算： M 额 =p)70% =7170+70%=11279 校核 回转支承调质后齿轮所受圆周力为 104N 本设计中 : F= M2d =11279 103/(2 9 48) =104104 合格 转减速机输出扭矩 ： 选用回转减速机速比 i= 40 输出小齿轮 17 回转支承齿数 94 (1)回转机构输出扭矩 M 回 =M 额 /（ 2） =11279/（ 94/17） =2)回转马达的输出扭矩 M 马 =M 回 /i=0=3)回转马达的输出转速 n 马 =n 转 2 40=3 94/17 择马达 高工作压力 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 41 - 最大输出扭矩 644)工作压力 P=22M 马 /（ ） m:马达容积效率 q 马 :马达排量 r P=22 =上背压 10N/=0=转减速机的选用 1. 原动机为发动机 ,每日工作 8 小时 ,工作机构为转台 ,属中等冲击载荷 查表得. 每小时起重次数为 10次，每次运转时间 4分钟 取 3. 小时负载率 小时负荷工作的时间 /60) 100% =40/60 100% 67% 4. 工作环境温度为 30 查表得 5. 减速机型号 6. 风扇冷却 . 按机械强度和热极限强度公式计算输出转矩值 2f 1f 2=25492f 3f 4f52209算结果，机械强度大于热极限强度，故应按 549行选择。 输出轴转速 63/40= /分 8. 由表 16a=160 T=2772 略大于要求值，符合要求 腿反力计算 1. 按最危险的工况考虑，即起重车的大部分车轮被支承缸顶起，整车成为四点状态，则前两个支腿平 均分配载荷 G：整车满载时的重量 k：安全系数 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 42 - 则 =. 垂直缸计算 取缸径 D=80截面积 S= = 802/4 =5024直油缸受的静压力为 P=02 /时要求垂直油缸的最大闭锁压力为 . 垂直缸所需流量计算 Q= (4 ) = 802041) =0s 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 43 - 参考文献 1 杨长骙、傅东明等主编：起重机械（第二版），机械工业出版社， 1989 2 倪庆兴、王焕勇等主编：起重机械上海交通大学出版社， 1990 3 成大先主编：机械设计手岫（第三版），化学工业出版社， 1993 4 成大先主编：机械设计图册，化学工业出版社， 1993 5 杨黎明主编：机械设 计，兵器工业出版社， 1998 6 徐格宁主编：起重运输机金属结构设计，机械工业出版社， 1986 7 东北大学编写组编：机械零件设计手册（第三版），冶金工业出版社， 1995 8 邹慧君主编：机械原理设计院，上海交通大学出版社， 1995 9 章玉麟主编：互换性与测量技术，中国林业出版社， 1992 10 李昌熙、乔石主编：矿山机械液压传动（修订版），煤炭工业出版社， 1992 11 吴相宪等主编：实用机械设计手册，中国矿业大学出版社， 1995 12 大连理工大学工程画教研室编：机械制图（第四版），高等教育出版社， 1993 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 44 - 设计总结 通过这次毕业设计，我 不仅在此项目中学到了技能，更重要的是学到一种分享收获的喜悦，一个小组一个团队要有统一的目标，统一的意见，和一个优秀的领导人，这样才能更有效的完成我们前进中遇到的难题和困难。从学校走