关 键 词：

18 桥式起重机 设计 机械 部分 部份 说明书 仿单 cad

资源描述：

内容简介：

关于装载 适应 性 神经模糊系统的有两足 行 走的机器人 的 零 刻点弹道造型 D. 要： 对于制造机器人来说 两足动 物的体系结构 高度适用于 它们 工作在人的环境里 ， 因为这样 将使 机器人避免障碍 变成 一项相对 的 容易的任务 。 然而，在走 动 的机制 中 介入 复杂动力学 ， 这 使得 制作 这样 的 机器人 的 控制 系统变成了 一项富 有 挑战性 的 任务。 机器人脚部的 零刻点 (道 是机器人行走时的稳定性的重要保障 。 如果 在 线 测量那 么就 将 使为机器人稳定行走创造条件成为可能， 而且通过运用标 准的 据是通过两足行走机器人实时测量出来的，在这之后在通过一套适应性神经模糊系统（ 其造型。 测量了在水平基准面的自然行走和在带 有 10 度倾斜面的上下行走。通过改变模糊系统的成员作用和结果输出部分的规则，使得 型的表现最优化。由 示的优秀表现 意味着它不仅可以运用于模型机器人的运动，还可以运用于控制真正的机器人。 1 介绍 两足动物结构是 对 走 动 的机器人的最多才多艺的设定 之一 。两足动物 结构 ， 使机器人即使在有台阶或障碍 等 的环境里也具备和人几乎同样的可支 配的机械装置。 然而，介入的动力学是高度非线性，复杂和不稳定的。 因此，它是 引入模仿人体行走的最大的困难 。 模仿人体行走是一个可观的研究领域（ 1） 。与产业机器人 的 操作器 相 比，一个走 动 的机器人和地面之间的 相 互作用是复杂的。 在 这 种 相 互作用 的 控制 上 零 刻点 (2概念 被 证明是有用的 。在 弹道 的帮助下 机器人 的 脚 在步行期间的行动是受其稳定性信息的诱导的 。使用们可以 整合 两足的机器人的走的 模 式 并用实际机器人示范行走行为。 因此， 定了 一个 两足的机器人的动态稳定性。 表地面反作用力被采取发生 的点 。 使用机器人的模型 ， 地点可以被计算。然而， 值指标与计算值价值指标之间有很大偏差也是有可能的 ，这是因为 物理参量的偏差在数学模型和实际机器之间。 因此，实际 尤其是在它作为稳定行走的控制参数时。 在这项工作中，实际 机器人将在 水平基准面和 10度倾斜面上 被测试 。 一个适应 性 神经模糊 系统 (被用于控制一个复杂 的 真正的有两足的走 动 机器人 ，以便于 其能应用与控制中。 2有两足的走 动 机器人 机器人的设计 我 们设计了并且 制造 了 如 图 1所 示的有两足的走 动 机器人。 机器人有 19 联接。 机器人的关键 尺寸如图 1所示 08重量约为 1700 g， 包括 个别 电池 。 通过使用铝制结构使 机器人的重量减到 了 最小。 每一个联接都由一个遥控装置控制，这个遥控装置 包括 一个直流 马达、齿轮和一个简单的控制器。每一台 遥控装置都安装在联接结构上 。 这个结构保证机器人是稳定的 (即不会容易 跌倒 )并且给 了 机器人 一个人类的外型 。 我们的机器人系统结构 如图 2所示 。 机 器人 能在平面或小斜度面以 步，每步 48速度行走。 机 器人的 配置如表一所示。 机器人的 行走动作如图 36所 示。 图 3、 4分别为 机器人 在平面行走时正视图和侧视图。图 5是 机器人沿着倾斜 面 向下 步行的 快照，而图 6是 机器人沿着倾斜 面向上步行 的快照。 行动时 联 接的 位置如 图 。 被测量的 从 这 十 个 自由 ( 如图 的 数据得到 的 。 二个自由 度被分配到臀部和脚腕 ， 每个膝盖 分配一个自由度 。 使用这些连接角，一个循环走的样式 就会 体 现出来 。 我们的机器人能连续地走，无需跌倒。 在 附录 里总结了 我们的机器人的四步行动的连接角。 在一 个 机器 人脚 部的 道 是步行的稳定的一个 重要 标准。 在许多研究中， 通过使用机器人模型和连接处的编码器传出的信息用计算机计算出来的 。然而，我们使用 更直接的方法，使用了机器人脚部上的传感器测量的数据。 在 机器人 脚 部的作用 之下 地 面 的 反作用力 的分布 是复杂的。 然而，如图 ，在脚的脚底 的任意点 作用力都 可以 用 力量 N 和 前在任意时候代 的力 表。 的压力的中心，并且关于这点的地面运用的片刻是零。 换句话说，在地面上的点 0刻没有沿轴的组分 ， 平行与地面的点 1， 7。 图 9 说明 了 使用的传感器和他们的在 机器人 脚的脚底的安置 情况 。 用于我们的实验的力量传感器的种类是 201传感器 8。 他们附 在 构成脚的脚底板材的四个角落。 传感器信号由一个 10 测量在实时被执行。 脚 压力通过求和力量信号得到。 使用传感器数据计算实际 使用 (1)，计算 位置 脚 坐标 框架的 式中 每 媒介的传感器位置。 这些是在图 细说明 。 在 图形中 ， O是位于低左手角落左脚 坐标 框 架的起源。 实 验性结果 如图 1116所 示。 图 11， 13和 15显示 的是走动机器人在平面和 10度倾斜面的四步走动的 际 图 12， 14和 16显示了机器人运用图 11， 13 和 15 的准确 标的单步行走情况。 如弹道所显示， 在于实线显示的一个长方形领域 。 因此， 器人 脚 部相关的，因此 机器人是稳定的。 3 模 在许多 科学 问题 中，通往他们答案的实质性的一步就是在他们的实验下建立（数学）模型 。 建模 的重要 性体现在 是建立被观察 物和 可变物之间的经验 性 的关系。 机器人步行介入的复杂动力学 使 做机器人控制 系统变为 一项富挑战性 的 任务。 然而，如 果高度非线性和复杂动力学可以 被 严密地 建模，之后他的模型 可以用于机器人的控制。 另外， 建模 ， 甚至能用于机器智能控制与干扰、噪声的最小化处理。 糊建模技术近些年已经成为一项活跃的研究领域，因为它在复杂的，不清楚的 ，不明确的系统中依然能有出色的表现，而这些时候常规的数学建模很难给出让人满意的答案 9。就此而论我们打算使用 此 系统 为 模 。 模 糊推理系统是 以 模糊集 合理 论 的概念 、模糊的 句和模糊推 理为基础 的一个普遍的计算的框架。 我们将使用 糊模型 ，因为 在这个系统中， 每一个规则都有明显的输出，总体的输出将通过加权平均值给出。这样就避免了计算的费时过程。 当我们考虑在模糊 建模 时的模糊 规则 时发现 ，结果部分可以由一个恒定或一个线性 的 多项式表达。 可以用于模糊系统 的 多项式的不同的形式 如 表 建模 的表现 形式 取决于用于 建模 的 表示 结果 的 多项式的种类。 而且，我们可以 为模糊规则的前期部分的模糊嵌入 拓展 各种各样 单元 作用 (例如三角和高斯 。 这些是为算式贡献可行方法另一个因素 。 多项式的种类 如下是 建模 系统的结构图 如 图 17所 示。 提出的方法 首先用于建模，而后用于控制一个实际的两足结构行走机器人。 为了得到 模糊建模系统的模糊规则，我们必须记录 一个非线性系统，这个系统是通过两足行走机器人的十个输入变量产生的模糊坐标建立的，每个输入变量会产生两个模糊坐标。 模糊 建模的 下： 在式中 规则的 假设部分中起到语言上判断的作用，分别结合输入变量 ， ， 是常数 ,或者 知 结果多项式函数。 如图 18所示， 检定了 一个 是 三角 式 ， 另一个是 高斯 式 。 图 19 是 适应性神经模糊系统体系结构，考虑到让它等同于十输入模糊模型。在这个系统中假设每个输入有两个模糊值与它对应，如图 18所示。 标记 ， 而 这些 标记的 算 的是 某一 确定 的 反作用 力 与总反作用力之和的 比 。关于如何使 量变化 ，我们 使用梯度下降算法或一种递归最小平方的估计算法重复调整前提和结果参量。 然而，我们不使用复杂杂种学习算法，反而使用一般最小平方的估 计算法 并且 只确定 结果多项式函数的 趋势 。 结果 使用 型 大致建成 了。 然后准确性 在中间领域误差（ 被量化了。 足走动机器人的 道建模 ， 通过 运用机器人测量传出的数据。 决于 从我们的机器人输出的 道数据（如附录的图 32 41所示）将用于过程参量。 当三角和高斯 那么相应的 中。我们在图 20 25中绘出了我们的结果。由 0， 22，24 所示分别为水平基准面的行走图， 10 度倾 斜面下行图和 10 度倾斜面上行图。在图 21，23， 25，我们可以看见由 简 而言之，两个膝盖的过程参数可以被忽略。 作为 结果，我们可以减少模糊 规则的维度和从而降低计算负担。 在这种情况下 它对应的 方的误差） 价值在表 4列出。 从 给出的 模仿结果的图和表 中 ，我们能看到从模糊系统 得到 的 我们的行走机器人所测量出的实际 道（如图 11 16 所示）。 展示的高 准确 性能力，意味着 模 和控制一个 实际的两足结构走动 机 器人。 我们现在 把 表现与 三种统计回归模型的数学模型相比较。 对于每个统计回归模型，四个不同案件类型被修建了 。 它们在两种输入下的一般表达式如下： 这里 对 应的 7里被 给出。它 测量第二类型给 坐标 的最佳的结果所有被考虑的走的条件的。 产生的 道和相应的产生它们的第二类型回归模型如图 26 31所示。 我们可以认为， 4个结论 一个实用的装载模糊神经系统的零弹道两足结构走动机器人被展示出来。 道是确保机器人行走稳定性的重要保障。但是地面 复 杂的反作用力使控制变得困难。 我们试图建立过程参数之间的经验的关系 ，并且 通过将其运用于一个两足结构走动机器人来解释经验规律。整个走动过程的 过让一个实际两足结构机器人在水平基准面和斜面行走而获得。 适用性取决于 使用的 模糊的规则的结果部分。 使用 被测量的 然后模仿结果也表示，使用 改善 两足 结构 走 动 机器 人的稳定 性 并且 以有效地用于 建模 ，而且 可以用于 控制 实际 两足 结构 走 动 机器人。 如图 32 41所示。 5鸣谢 这项工作由 韩国科学 和 工程 学 基金会 的基础性研究计划的 第 持 。 6参考 文献 1 F.、 A.、 K.、 A. ： “一项关于两足结构走动机器人的 零 刻点测量的研究 ” 。 关于先进的运动控制 2002年 ，第 431436页。 2 M.、 B.、 D. ： 运动机器人 (3 A.、 M.、 I. ： “ 动态走的机器人 。 先进 机器人 ， 1985年， 第 . 459466页。 4 K.、 M.、 T. ： “ 本田类 人机器人 的 ” 。 际电气电子工程师协会 。 在 机器人技术 和 自动控制 ， 1998 年 ，第 13211326页。 5 ： 减少 两足结构走动机器人 的 干 线 行动的 际电气电子工程师协会 。 在智能机器人和系统， 1998年 ，第 9095页。 6 ： “ 提高 两足结构走动机器人的基本联接的在线 。 国际电气电子工程师协会 。 在机器人 技术 和 自动控制 ， 2000年， 第 . 33533358页。 7 S.、 o， ： 行动平衡过滤 。 欧洲制图 ，第 19卷，第 3日 2000年 。 8 201传感器模型， ， (访问 2004 4月 )。 9 M. ： 神经模糊 系统和它的 建模 和 控制 ， 国际电气电子工程师协会，传感器 .， 1985年， 第 116132页。 10 适应性网络神经 模糊系统 : 国际电气电子工程师协会，传感器 ., 1993, 23, (3), 第 665685页。 7附录 这个附录 总结了 我们 两 足 结构走动 机器人的四步行动 的 连接角。 这些连接角如下。 图 1两足 结构 走 动 的机器人 (所有 尺寸单位为 毫米 ) 图 2机器人系统的结构图 图 3机器人 在水平基准面行走 的正 视 图 图 4与图 3对应的 机器人的 图 5机器人沿带有 10度斜度 图 6机器人沿带有 10度斜 侧视图 的斜坡向下步行的快照 度的斜坡向上步行 图 7由 连接角的表示法构成 的 图 8 图 9力量传感器和他们的安置 十个自由程度 b 安置在 构成 机器人 脚 部 板材 下面的四个角落 图 10传感器位置和 左右脚 的 应用 力 图 11 在机器人的四步行动的实际 准水平面 的 a 图 12一步行动的 1 相 对 应 图 14 一步行动的 3相对应 图 13沿着一个 10度 倾斜的 面向下步行的 机器人的四步行动的实际 a b 图 15沿着一个 10度 倾斜的 面 向上 步行的 机器人的四步行动的实际 a b 图 16一步行动的 5相应 图 17塑造方法的 图 18在与二个模糊的标签的模糊的模型的三角和高斯 F F 图 19与 构 图 20 引起了使用 四步行动的 置与被测量的 数据（ 机器人 在水平基准面行走）的比较 a b 图 21一步行动的引起的 0相 对 应 图 23一步行动的引起的 22 对应 图 22引起了使用 据（ 机器人 在一个 10度斜面向下行走）的比较 a b 24 引起了使用 四步行动的 置与被测量的 数据（ 机器人 在一个 10 度斜面向上行走）的比较 a b 图 25一步行动的引起的 4相应 图 27 一步行动的引起的 6相 对 应 图 26引起了四步行动的 机器人在水平 基准面 上走的 a b 图 28引起了四步行动的 机器人步行沿着向下 10倾斜的 a b 图 29一步行动的引起的 与图 28相应 图 31 一步行动的引起的 0相 对应 图 30引起了四步行动的 机器人 向上 走 10倾斜 的面 a b 图 32我们的机器人的四步行动的连接 角 1 图 33在我们的机器人的四步行动的连接角 2 图 34在我们的机器人的四步行动的连接角 3 图 35在我们的机器人的四步行动的连接角 4 图 36在我们的机器人的四步行动的连接角 5 图 37在我们的机器人的四步行动的连接角 6 图 38在我们的机器人的四步行动的连接角 7 图 39在我们的机器人的四步行动的连接角 8 图 40在我们的机器人的四步行动的连接角 9图 41在我们的机器人的四步行动的连接角 10 表 1机器人规格 尺寸 高： 300宽； 225 3动 11 自由度 19 动力源 2100 行走速度 48 2神经模糊系统运用的不同形式的多项式 输入 多项式 1 2 3 0命令 不变 不变 不变 1命令 直线的 双线性的 三线性的 表 3我们两足结构走动机器人在仿真条件的下和相应的实际的四部走动的 行走条件 度 乐观因素 前提的 果类型 坐标 Y 坐标 0 三角 常量 10 10 高斯 常量 10 10 4我们两足结构走动机器人在仿真条 件的下和相应的实际的四部走动的 行走条件 度 乐观因素 前提的 果类型 坐标 Y 坐标 0 三角 常量 10 10 1命令 10 10 高斯 常量 10 10 1命令 10 10 5我们两足结构走动机器人在仿真条件的下和相应的实际的四部走动的 行走条件 度 统计的 回归模型 坐标 Y 坐标 0 一型 型 型 型 6我们两足结构走动机器人在仿真条件的下和相应的实际的四部走动的 行走条件 度 统计的 回归模型 坐标 Y 坐标 10 一型 型 型 型 7我们两足结构走动机器人在仿真条件的下和相应的实际的四部走动的 行走条件 度 统计的 回归模型 坐标 Y 坐标 10 一型 型 型 型 of a an . A is a to in a a in of a a in s is a s If MP be it to by is in a MP is an at up a 10 of is by of by it be to to 1 he is of a A as a it to in it is to a of is an of 14. In to a is of a 2 to be in of of MP a is to be an of of 16. MP we of a MP of a MP at is to of MP be a of it is be a MP to in MP be if it is to be in a to a In MP a be on a 0 An be to MP to a 2 of e 1. 9 of 80mm 700 g of is by in is by a RC of a DC a of C is in a is a A of is 2. is to at a of 48.4 s on a or an of . of 3 of is on a at is a of a 6 is a of up a of 7. MP is as 7. of to OF to a is to in of in MP MP in a is a of In a of on we a is to on s of is s is at on of to be by a , as 8. MP is of of on by is In on is at of no to 1, 7. on of s of in is a 201 8. to of of by DC a 0in is by it is to MP in 1). fi is at a ri is is a 10. In O is of is at 1116. 1, 13 5 of MP of on a up a 0 , 2, 14 6 MP of of MP 11, 13 5. As in in a by a of in s is 3 n an is to of of is to in a of a if be be in of In be in to an in of to in to 9. In we to a to MP is a is on of We in a is a of we in be by a or a of be in . on of in we of as in of to of of as of is 17. to a To we to be is a as i， , Ji in of x1, , , is As 18, Fs is 9 is an 10 is to in is to of 18. of of a s to of s is a or a to we do in in of to MP of a of by F in MP 3241A in as Fs in a in SE . We 2025. MP 20, 22 4 a at a 10 up a 10 21, 23 5, we MP of be As a we of In of SE . we MP is to MP of 1116. of be to a e of in of ci SE 7 x y MP 2631. We a MP 4 at MP of a of MP is an of a 152, 4, 005 We to to by a MP a on a at on of on F of MP MP MP of be to to 3241A 5 by of 6 F., A., K., T., A.: A on 2002, 431436 2 M., B., D., D.: (1990) 3 A., M., Y., I.: of 1985, 459466 4 K., M., Y., T.: 1998, 13211326 5 98, 1998, 9095 6 2000, 33533358 7 S., O., o, 19, 3, 2000 8 201 , (004) 9 T., M.: 1985, 116132 10 1993, 23, (3), 665685 7 in of as 邵阳学院毕业设计 (论文 ) 1 of to u to of of ey to is in in to to of of to 1 of he in in in of is a to of to to go up a an to is to to to to of to to to to is a to 12 125 to 阳学院毕业设计 (论文 ) 2 4,5,613,8,10,1215,16,20,25,32,40,50 is to of a to in 0 6 0 2 ts 0 be to 0 t to to to of to is to in to is to or to to in to at of to to to to at or to so is to to of to to be in in to of of is to to to to go up a of to to to to to of of to go up a is a to to go up a 阳学院毕业设计 (论文 ) 3 it in he to go up in 0 ms a in to in or a to in up to go to to of to he is to of is of is of to to of of is 1 A8 to of of to in of is in in of is to to a to to of to to be 0 of . to of to do 阳学院毕业设计 (论文 ) 4 A is i it is i of i of is , Q a of of 0 104 t 1 104 104 105 105 5 5 105 to 6 1 106 7 2 106 8 4 106 4 106 Q a of 邵阳学院毕业设计 (论文 ) 5 of of he Q 1 is 1125 to to to 2 125 to to to 3 is 15 to to to 4 10 It is to to to of of 邵阳学院毕业设计 (论文 ) 6 he Q of 0 2 4 6 8 1 is 1125 2 4 6 8 125 2 4 6 8 3 is 15 2 4 6 8 10 3 5 7 in in in in to to he to in 1 to in 1 阳学院毕业设计 (论文 ) 7 to he is 1 ar to 3 4 he 6 se or 6 of he is 7 to he is to 8 he is he of to to in is by to do of to to of of is to to to is by to is in of to is to is in to to to or to be a 阳学院毕业设计 (论文 ) 8 to to do of to go up a to is in to to do to a of if of a to in to to it is to to to or of he of in in in to a by in a by a of in is to a a to a of a in to of up to as at is an on of is a a by an is to a in to of 15 to a to a 邵阳学院毕业设计 (论文 ) 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 0 ts 7 10 13 16 19 22 25 28 31 0 16 19 22 25 28 31 34 2 of it in of he is a of a a or to an of a to be is to of to is a in in of 阳学院毕业设计 (论文 ) 10 to to go up a in of to do a 1 d. to a of in in in in a is is of of to of to 0% or to a to to in of is to 阳学院毕业设计 (论文 ) 11 to to go up in to to to or an to in of to to in to of to be to to in of to a . in a a of to to is as s of in of is is to of in or is t of in t of of 5 is or an or an a as s 邵阳学院毕业设计 (论文 ) 12 to to a to or a of to he to to to a a of of is to of in to to vacuu湘潭大学兴湘学院毕业论文（设计）工作中期检查表 系 工程系 专业 机械设计制造及其自动化 班级 机一 姓 名 陈闻 学 号 2006183804 指导教师 陈格平 指导教师职称 教授 题目名称 18吨桥式起重机的设计 机械部分 题目来源 科研 企业 其它 课题名称 18吨桥式起重机的设计 机械部分 题目性质 工程设计 理论研究 科学实验 软件开发 综合应用 其它 资料情况 1、选题是否有变化 有 否 2、设计任务书 有 否 3、文献综述是否完成 完成 未完成 4、外文翻译 完成 未完成 由 学 生 填 写 目前研究设计到何阶段、进度状况： 桥式起重机主要由大车、小车、动力装置和控制系统组成，本文通过给出的设计参数，设计出了吊钩组，滑轮组，选择了合适的钢丝绳，正确的设计出了卷筒并且将钢丝绳正确的固定在卷筒上，重点设计了起升机构、小车运行机构，同时也计算了起重机的主梁，对其安全装置进行了选择和说明，分析了起重机的控制系统。 由 老 师 填 写 工作进度预测（按照任务书中时间计划） 提前完成 按计划完成 拖后完成 无法完成 工作态度（学生对毕业论文的认真程度、纪律及出勤情况）： 认真 较认真 一般 不认真 质量评价（学生前期已完成的工作的质量情况） 优 良 中 差 指导教师（签名）： 陈格平 2010 年 5 月 6 日 建议检查结果 ： 通过 限期整改 缓答辩 系意见： 签名： 周友行 2010 年 5 月 6 日 注： 1、该表由指导教师和学生填写。 2、此表作为附件装入毕业设计（论文）资料袋存档。 湘 潭 大 学 毕业论文（设计）任务书 论文（设计）题目： 18 吨桥式起重机设计 机械部分 学号： 2006183804 姓名： 陈闻 专业： 机械设计制造及其自动化 指导教师： 陈格平 系主任： 一、主要内容及基本要求 最大起升重量： 18 吨 梁跨度： 31500 起升速度： 18 28m 起升机构运行速度 40 45 m 基本要求： 1 根据上述要求，设计桥式起重机； 2 设计计算说明书 1 份； 3 总装配图 1 张，小车装配图 1 张，小车架结构图 1 张， 20t 桥式起重机总电路原理图 1 张； 4 英文资料翻译， 2000 单词左右 二、重点研究的问题 1 结构设计（小车运行 起升机构）； 2 材料选择、主要参数的选择等； 3 各种强度计算和校核（如有未知条件可按通用机械方式自行设定）； 4 总电路电气原理的理解 5 设计和制图表达。 三、进度安排 序号 各阶段完成的内容 完成时间 1 知识准备 1 2 周 2 总体技术方案设计及计算 3 4 周 3 总装配图绘制 5 7 周 4 拆化零件图，详细设计 8 11 周 5 纂写设计计算说明书，准备答辩 12 周 四、应收集的资料及主要参考文献 1 机械设计手册编委会主编，机械设计手册起重运输机械零部件、操作件和小五金 械工业出版社， 2007， 3 2起重机设计手册编写组编，起重机设计手册 1993,3 3 余维张主编，起重机械检修手册 国电力出版社， 1998， 11 4 杨长睽，傅东明主编，起重机械（第 2 版） 械工业出版社， 1992，5 5 机械设计手册编委会主编，机械设计手册联轴器、离合器与制动器 械工业出版社 2007， 2 6 陈道南，盛汉中主编，起重机课程设计 2003,5 7 罗迎社主编，材料力学 2001,7 湘潭大学兴湘学院 毕 业 论 文 题 目： 18 吨桥式起重机设计 机械部分 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 号： 2006183804 姓 名： 陈闻 指导教师： 陈格平 完成日期： 潭大学兴湘学院 毕业论文（设计）评阅表 学号 2006183804 姓名 陈闻 专业 机械设计制造及其自动化 毕业论文（设计）题目： 18 吨 桥式起重机的设计 机械部分 评价项目 评 价 内 容 选题 现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到综合训练的目的； 量是否适当； 研、社会等实际相结合。 能力 合归纳资料的能力； 究方法和手段的运用能力； 论文 （设计）质量 述是否充分，结构是否严谨合理；实验是否正确，设计、计算、分析处理是否科学；技术用语是否准确，符号是否统一，图表图纸是否完备、整洁、正确，引文是否规范； 无观点提炼，综合概括能力如何； 无创新之处。 合 评 价 评阅人： 2010 年 6 月 日 潭大学兴湘学院 毕业论文（设 计）鉴定意见 学 号： 2006183804 学生姓名： 陈闻 专 业： 机械设计制造及其自动化 毕业论文（设计说明书） 32 页 图 表 4 张 论文（设计）题目： 18吨桥式起重机的设计 机械部分 内容提要： 本文通过给出的设计参数，设计出了吊钩组、滑轮组，选择了合适 的钢丝绳正确的设计出了卷筒并且将钢丝绳正确的固定在卷筒上，重点设计了起升机 构、小车运行机构，同 时也计算了起重机的主梁，对其安全装置进行了选择和说明， 分析了起重机的控制系统。设计起升机构时对电动机、制动器、减速器、卷筒和滑轮 组，进行了正确的选择。电动机通过减速器，带动卷筒转动，使钢丝绳绕上卷筒或从 卷筒上放下，以升降重物。小车架是支拖和安装起升机构和小车运行机构等部件的机 架，通常采用“焊接机构”。小车运行机构采用集中驱动，四轮支撑，同时考虑了运 动阻力的计算，制动器的选择以及电动机的过载校验。 V 指导教师评语 该同学能较好的运用大学四年所学专业 知识完成毕业设计课程，对待设计 工作认真严谨，设计完成的质量较好，同意其参加毕业设计答辩。 指导教师： 陈格平 2010 年 6 月 5 日 答辩简要情况及评语 答辩小组： 年 月 日 辩委员会意见 答辩委员会主任： 年 月 日 目录 中文摘要 英文摘要 1绪论 1 1 1 1 1 1 1 2设计任务及参数 2 2 2 3吊钩组的设计计算 2 2 2 4滑轮组的设计计算 6 5钢丝绳的选择 8 6卷筒的设计计算 9 7钢丝绳在卷筒上的固定 11 8起升机构的设计计算 12 12 12 9小车运行机构的设计计算 16 16 16 10起重机主梁的设计计算 22 22 11安全装置的选择说明 23 23 23 23 23 23 23 23 24 24 12 18吨桥式起重机的控制系统设计 25 结束语 25 参考文献 26 附录 1 外文资料 28 湘潭大学兴湘学院毕业设计 2 18 吨桥式起重机设计 摘要 桥式起重机是一种提高劳动生产率重要物品搬运设备，主要适应车间物品搬运、设备的安装与检修等用途。我国生产的吊钩电动双梁桥式起重机额定起重范围为 5 500t，一般 10重机有主、副两套起升机构； 300重机还有三套起升机构。 电动双梁起重机由桥架、小车运行机构、大车运行机构和电气设备构成。在系统整体设计中采用传统布局的典型结构，小车运行机构采用集中驱动。起升机构滑轮组采用双联滑轮组，重物在升降过程中没有水平移动，起升过程平稳，且钢丝绳的安装和更换容易。相应的卷绕装置采用单层卷筒，有与钢丝绳接触面积大，单位压力低的优点。在起升机构中还涉及到钢丝绳、减速器、联轴器、电动机和制动器的选择等。小车运行机构中涉及小车轮压计算、小车车轮、小车轨道、减速器、联轴器、电 动机和制动器的选择计算等。 在起重机控制方面，起升机构用主令控制器和磁力控制屏来实现控制，大、小车运行机构用凸轮控制器直接控制。在控制系统设计中，主要针对起升机构、大车运行机构、小车运行机构电路控制系统的设计及保护电路的设计。利用低压电气元件控制起重机，其使用寿命较长，适合车间恶劣环境。 关键词 ：桥式起重机 起升机构 小车运行机构 电气控制系统 is a to s of 500 t, 0 t, of t of of of of or in of of no or of in a of of In in of on of In or of to In of of a 潭大学兴湘学院毕业设计 3 1 绪论 桥式起重机是生产车间、料场、电站厂房和仓库中为实现生产过程机械化和自动化，减轻体力劳动，提高劳动生产率的重要物品搬运设备。它通常用来搬运物品，也可用于设备的安装与检修等用途。桥式起重机安装在厂房高处两侧的吊车梁上，整机可以沿铺设在吊车梁上的轨道纵向行驶，而起重小车又可沿小车轨道（铺设在起重机的桥架上）横向行驶，吊钩则作升降运动。因此，它的工作范围是其所能行驶地段的长方体空间，正好与一般车间形式相适应。 车 大车由桥架和大车运行机构组成。桥架：桥架为起重机的金属结构，一方面支撑小车，允许小车在它上面横向行驶；另一方面又是起重机行走的车体，可沿铺设在厂房上面的轨道行驶。在其两侧的走台上，安装有大车运行机构和电器设备，大车运行机构用来驱动大车行走，大车上一般还有驾驶室，用来操纵起重机和安装各机构的控制设备。桥架主要由主梁和端梁组成。设计时要考虑其强度，刚度和稳定性要求，也应考虑自重和外形尺寸要小，加工制造简单，运输、存放和使用维修方便，成本低等因素。车 小车由起升机构，小车运行机构，小车架和保护装置 等组成。小车架要承受起升载荷和各机构自重，应有足够的强度和刚度，同时又要尽量减轻自重，以降低轮压和桥架受载。小车的电力则由滑线或软电缆引入。设计时要考虑改善零部件的受力情况、减少外形尺寸和自重、安全可靠、工作平稳、装配维修方便等因素。 力装置和控制系统 动力装置是驱动起重机运动的动力设备，它在很大程度上决定了起重机的性能和构造特点，桥式起重机的动力装置一般采用电动机。控制系统包括操纵装置和安全装置。各机构的启动、调速、改向、制动和停止，都通过操纵控制系统来实现。 桥式起重机是一种循环的、间隙动作的、短程搬运机械。一个工作循环一般包括上料、运送、卸料及回到原位的过程，即取物装置从取物地点由起升机构把物料提起，由运行机构把物料移位，然后物料在指定地点下放，接着进行相反动作，使取物装置回到原处，以便进行下一次工作循环。在两个工作循环之间一般有短暂的停歇。起重机工作时，各机构经常处于起动、制动以及正向、反向等相互交替的运动状态之中。湘潭大学兴湘学院毕业设计 2 2 设计任务及技术参数 最大起重量： 18吨 粱跨度： 31500升速度 : 18 28m/升高度 : 14重机运行速度 : 80 95m/升机构运行速度 : 40 45m/ 起重机工作级别 其中载荷状态为 时起升额定载荷 ,一般起升中等载荷 );利用等级为 工作循环次数 N= 6101 ,不经常繁忙使用 ) 起升机构工作级别 中利用等级为 荷状况为 车运行机构工作级别 中利用等级为 荷状 况 车运行机构工作级别 中利用等级为 荷状况 3 吊钩组的选择计算 机构工作级别 :采用双联滑轮组 ,倍率 : m=4 起升质量 : 18 t 起升载荷 : 80起升速度 : 18 8m 初取 0 mV n 吊钩采用倍率 m=4的双联滑轮组 ,故采用长形吊钩组 吊钩用普通的短吊钩 选用吊钩断面为梯形的吊钩 ,其受力情况合理 材料为 20钢 ,机加工前热处理 ,硬度小于或等于 156 湘潭大学兴湘学院毕业设计 3 单钩 D 额Q)( 即 D 18)( =148.4 mm 则由公式 h=150 (因为吊钩断面为梯形，故 h=D) Q 额 ：额定起重量（吨） 1 2和 3 4断面为危险断面，通常垂直断面 3 4取与水平断面 1 2 相同的断面，而最大拉应力约为 1 2 断面的 50% ，故只验算 1 2 面。计算公式： 121 式中： A 断面面积， A=15840 21e 断面重心坐标， 1e =65 断面形状系数， B = 起升动力系数， 2 =于 20钢，查表得 2/220 ；取安全系数 n=许用应力为： 20 / 20 /169 1 5 8 7 7 7 取 h=200M 2/ h=200 拉板结构尺寸如下图所示，断 面 A A 受拉伸应力，计算如下： 232 /)1 2 02 0 0(2101 8 2 l 2/17 60 其中 为拉板厚度，因拉板材料为 ，查表得屈服极限： 2/240 取安全系数 n=许用拉伸应力为： 2/ 因： l 轴 孔 要 受 挤 压 应 力 ， 则 有 ： 8 0 0 0 j 取安全系数 n=则有 2/ 0 由上可得： 2 取 拉板结构图如下： n= b=200d=120h=100 滑轮组的设计计算 湘潭大学兴湘学院毕业设计 6 采用铸钢滑轮，因为其强度和冲击韧性好，材料选： 2450 材料 2450 A=63B=45S=14C=37R=12=1401 62 r=3m 1 普通滑轮直径的选择： 2 820)1( 查表选取 D=630中： h 与机构工作级别和钢丝绳结构有关的系数，查表取 h=22.4 d 钢丝绳直径， d=20衡轮直径的选择： 4 4 a 吊钩组上滑轮轴的计算 （ 1）吊钩装置简图如下； L=4758125 2） 为作用四个集中载荷受力情况图如下 ： 湘潭大学兴湘学院毕业设计 7 4 1 8 = 30m a x 07878 =10 弯曲应力为： 3m a x 9 0 4 滑轮轴材料为 45 钢， 2/290 则有 ： W 02090434 查手册选取 d=130 3m a x 材料： 45 钢 2/290 d=130 D B C 弯矩图 受力图 湘潭大学兴湘学院毕业设计 8 轴承的圆周速度： m 0m 04 n 工作转数： m 4 0 0 每个滑轮中均采用两个径向滚动轴承，根据滑轮组的选择，查表选用 6226型轴承。查表得，额定静载荷： r 1480 额定动载荷： 650 所选轴承的验算： a x 校核通过 式中 n 为钢丝绳折减系数，取 n= 钢丝绳最小破断拉力，查手册选取 220丝绳的标记选取钢丝绳为 ： 直径 20面钢丝，结构形式为 6 19 西鲁式，湘潭大学兴湘学院毕业设计 9 纤维芯，抗拉强度为 1670 2/右交互捻，最小破断拉力为 220位长度重量147 00/ 标记： 2019S+8918 1996 6 卷筒的设计计算 由于起升高度比较高，根据滑轮倍率和起升速度，采用双联卷筒，标准槽形，用铸造 方式制造，材料为灰铸铁 卷筒直径的定 （ 1）直径确定： D 8 020)120(1 ）（ 查手册选用 径 D=400中： h 与机构级别有关的系数，取 h=20 d 钢丝绳的直径， d=20 2）卷筒的槽形的选择：查手册，选标准槽形，其尺寸如下：槽底半径 R=11距 21 ，表面精度为 1级， 标记为：槽形 12211 19993. 双联卷筒长度及壁厚的 确定 （ 1）卷筒上有螺旋槽部分长 110m a （ = 14000( 式中： a 滑轮组倍率， 4a 0D 卷筒计算直径 2 0204 0 00 最大起升高度， 4000m a x 1Z 固定钢丝绳安全圈数， 31 Z 1P 绳槽槽距， 1P =22 2）双联卷筒长度 L： 32102 ）（ 5 21 8 0 02 ）（ 取 L=2500中： 1L 卷筒两端的边缘长度根据结构取 1L =70L 固定钢丝绳所需长度 622332 3L 中 间 光 滑 部 分 长 度 根 据 钢 丝 绳 允 许 偏 角 3 左右，则有：m i i 1 5 0 91 5 0 9 3 L 取物装置处于上极限时，动滑轮轴线与卷筒轴线的间距 ，取 1500l 由卷筒出来的两根钢丝绳引入悬挂装置的两动滑轮的间距 : 4l =319选卷筒标记为：卷筒 41422112 5 0 0 左 1999 （ 3）卷筒壁厚 确定 对铸铁卷筒，按经验公式初选 ： 湘潭大学兴湘学院毕业设计 10 （ 610） =400+（ 610） =1418 卷筒强度的计算 因卷筒长度 L=2500D=1200计算压应力和弯曲应力。（ 1）压应力的计算卷筒最大压应力在筒壁的内表面， M P 6 2 8 81m a x 压 0 5 ; 满足要求。 （ 3）减速器的验算 最大径向力的验算 2 8 a a x 1 0220 00 许用径向力： 5600 算通过 式中： 电机额定功率； 5 u 电动机台数； u=1 M 电动机过载倍数； M = 电机有关系数；绕线型 H=潭大学兴湘学院毕业设计 14 V 实际起升速度 m ma i d 机构的效率；取 = 起升机构的总载荷； Q= 0 （ 2）电机发热校核 P = 核通过 式中： P 电机允许输出功率，查表取 P=S 稳态平均功率 0 0 03. 制动转矩满足下式要求： = 310 根据 310 ；查表得选取 Z 500/121 型电力液压块式制动器；额定制动转矩 11202240 ；制动轮直径： D=500转动惯量： 20.2 式中： 制动器制动转矩 制动安全系数；取 . 联轴器的选择 （ 1）电机与浮动轴连接处联轴器电机轴端尺寸： d=95锥 ); L=170 浮动轴尺寸 ： d=95 a 5328 式中： T 所传递扭矩计算值 1K 联轴器重要程度系数； 1K =K 角度偏差系数； 3K =1 传动轴最大扭矩； = 72 48595 T 联轴器许用扭矩 根据以上要求，查手册，选用 NT n 6300 m ；转动惯量： 28205.0 T ; 选用合理联轴器标注为： 轴器11595 11595 5272 2002 （ 2）减速器与浮动轴的连接处联轴器浮动轴端尺寸： d=95速器输入轴： d=90L=170D=500 据以上结构尺寸和 T=5328 N m;选取 I 500 型带制动轮的梅花型联轴器；湘潭大学兴湘学院毕业设计 15 2715.3 Z 许用转矩： 9000 N m T =5328 N 标注为 ： I 500 联轴器 10090 10095B/T 5272 2002 （ 1）起重时间计算 查表 推荐起动时间， 1 验通过 式中： 电机允许输出容量； S 工作循环中，负载稳态功率 G 稳态平均系数；取 G=. 减速器选择 （ 1）减速器传动比确定 取 i =25 上式： 电机额定转速； 921r/ 车轮转速； m 2 l 湘潭大学兴湘学院毕业设计 19 （ 2）减速器选择计算输入功率： 10001 ）（ = =中： Z 运行机构减速器个数； Z=1 因工作级别为 按下式选择：P 式中： K 放大系数；取 K=2 根据 i =25， P=机输入转速 921r/查手册，选用 236 25 P ， L， 1999减速器高速轴许用功率 ： n 传动比： i =25，中心距： 36 联轴器的选择 （ 1）选择联轴器公式： 式中： n 联轴器安全系数； 取 n= 刚性动载系数；取 =n 电机额定转矩 n 509 5 50 电机与浮动轴连接处联轴器选择：电机轴端尺寸， d=48形） ; L=110动轴尺寸， d=50 根据结构尺寸和 c 159 查手册，选用 t 1120 ； 500 转动惯量 21 0 4 6 8.0 c 159 c 159 满足要求标注： 6038 6050 5272 2002 （ 2 ） 低 速 轴 联 轴 器 选 择 选 用 联 轴 器 公 式 ： iT 式中： i 减速器传动比； i =25 机构传动效率； =它同上减速器输出端与浮动轴联轴器选用：减速器低速端尺寸： d=80=130动轴尺寸： d=80据结构尺寸， 选取两个 梅花弹性联轴器； 其中：t 5600 转动惯量 23 2105.0 t 5600 足要求标注： 09080 9080 5272 2002浮动轴与车轮轴的联轴器选用：浮动轴尺寸： d=80车轮轴尺寸： d=65 L=85 据结构尺寸和 选取 梅 花 弹 性 联 轴 器 ； 其 中 转 动 惯 量 ： 湘潭大学兴湘学院毕业设计 20 24 1 0 4 1.0 t 3550 足要求 标注： 8065 8080 5272 2002 动器的选择 制动器安装在电动机轴端，因制动时高速轴能起一部分缓冲作用，以减少制动时冲击制动转矩计算： 12 0 0 0）（ ()( （ 540+2315） 1252000 （=25.4 选用 8型电力液压制动器；其制动转矩： n 40 ；制动轮直径 D=100动惯量： 20 0 7 5.0 因： 5.4 过载校验通过 式中： 电机额定功率； m 平均起动转矩系数；取 m =1.7 m 电机个数； m=1 运行静阻力； 4012 运行速度； 2560000 =s 机构传动效率； =J 机构总转动惯量；计算公式为： 湘潭大学兴湘学院毕业设计 21 )0 1 8 7 2 2 n 22 23 电机转动惯量； 电机轴上制动轮和联轴器的转动惯量； k 其它传动件飞轮矩影响系数； k=1.1 n 电机额定转速； n=921r/ 机构初选起动时间； 4S （ 1）满载上坡时的起动时间 t= 右边 =上式中： 附着系数；取 = 附着安全系数；取 K= 轴承摩擦系数； =d 轴承内径； d=90mm 驱动轮最小轮压； 17500N 打滑侧电机起动转矩； n 80 k 飞轮矩影响系数； k=1.2 a 起动平均 加速度； 2/33.0 制动平均加速度； 2/2.0 z 打滑侧制动转矩； 25.4 小车运行机构布局图 10 起重机主梁的设计计算 主梁材料的选择：选用 力学性能好。 桥式 起重机主梁结构形式及截面尺寸的确定：根据标准选用后，验算是否符合要求。本设计选用箱形结构主梁，其组成由上下盖板及左右腹板焊接而成，断面为封闭的箱形，小车轨道安装在上盖板上。本设计选用了轨道安装在主梁的正中形式。为了防止上盖板变形，在箱形主梁内部，每隔一定间隔加焊了“长加劲板”和“短加劲板”。桥架的刚度由两主梁保证，两主梁外侧，一侧走台上安放大车运行机构，另一侧安放电气设备，走台增加了桥架的整体刚度，便于起重机的维修，但也增大了桥架的自重和对主梁的附加扭矩。在设计中应尽量减少走台的宽度。从主梁受力来考虑，主梁 纵向外形以抛物线为优，但制造费时，故一般将两端做成斜线段式。 主梁桥架载荷的组合情况：由于起重机桥架受力情况复杂，在分析计算过程中，应合理处理。 主梁强度的计算：主要验证危险截面的强度是否满足要求。 端梁的计算：端梁采用压制成型，再焊接成箱形结构，有焊缝和加工工时少，端梁变形小，重量轻，外形美观等优点。选用后进行强度较核。 湘潭大学兴湘学院毕业设计 23 主梁与端梁的连接形式的选择：采用加连接扳用焊接的形式连接，桥架的运输分割位置在端梁的中间区段，接头处的下盖板用连接板螺栓联接，侧面与顶面用角钢法兰联接。有制造简单、装拆方便、成本 低等优点。 司机室的选用：司机室的构造与安装位置，应保证司机有良好的视野，司机室一般与桥架固定，并应安装在无滑线一侧。司机室的结构有敞开式和封闭式两种，若无特殊要求，室温在 1040摄氏度的厂房内工作的一般制成敞开式，在多灰尘和有害气体的场合，露天及高温车间工作的司机室，一般制成封闭式。司机室的内部尺寸一般以满足视线要求为条件，宽度不宜过大，一般取 度不小于 2m，高度不低于 机室内部具体尺寸根据电器设备和工作要求确定 . 司机室的骨架应有足够的强度和刚度，一般有轧制的型 钢和冲压的薄板焊成。地板应用厚 20板离骨架 100形过道处铺以 45板和墙壁内用留有电缆线槽，玻璃窗的玻璃厚度应不小于 5据需要可设置上视窗和下视窗。 11 安全装置的选择说明 电动双梁桥式起重机有相应的电气保护装置以外，还有其他保护装置。 台和栏杆 走台与作业平台的铺设采用具有防滑性能的钢板制成，设置牢固的栏杆，栏杆离铺板的垂直高度不低于 1000铺板约 450部有不低于 70 障板 装在大车和小车的车轮前，用来推开轨道上可能有的障碍物，以利于大车和小车的顺利运行。 车行程限位开关 安装在小车一根轨道两端外侧的主梁盖板上，小车架相应的端梁外侧，固定一根用角钢弯折的撞尺，当小车行至极限位置时，撞尺压