50t20t双梁桥式起重机 毕业设计说明书.doc

摘 要本文首先介绍了起重机的概念和分类，以及在国内外的发展概况。接着对桥式起重机的特点、分类以及构造进行了详细的叙述。并且对所设计的起升机构进行了三维建模和有限元分析。其中，本次设计的起重机为50t/20t双梁桥式起重机，主要用于各车间分段生产线和钢材堆场等处。桥式起重机本身作横向移动，车架上的绞车作纵向移动，吊在绞车上的吊钩作垂向移动，三个方向的运动的合成才能使起重机起作用。本课题主要对50t/20t双梁桥式起重机的主起升机构、副起升机构、主起升机构卷筒组及滑轮组、副起升机构卷筒组及滑轮组、卷筒、滑轮、轴等进行设计。设计过程中查阅了大量的国内外的相关资料，所做的设计运用了大量的专业课程知识。通过确定传动方案，选择滑轮组和吊钩组，选择合适的钢丝绳，计算滑轮的主要尺寸，确定卷筒尺寸并验算其强度，选择合适的电动机、减速器、制动器和连轴器，使得起重设备运行平稳，定位准确，安全可靠，性能稳定。关键字：桥式起重机； 减速器； 制动器； 联轴器； 卷筒 abstractthis paper firstly introduces the concept and classification of the crane, as well as the developments at home and abroad. then the cranes characteristics, classification and structure are analyzed in detail. and the design of the hoisting mechanism has 3d modeling and finite element analysis. among them, the design of the crane is the 50t / 20t double beam bridge crane, mainly used in the workshop section production line and steel yard. bridge crane itself is used to do lateral movement; winch frame is used to do longitudinal movement, the hook which hanging in the winch is used to do vertical movement, the movement in three directions makes the crane function well.the main topic of the 50t / 20t double girder overhead traveling crane is the main lifting mechanism, auxiliary lifting mechanism, the main lifting mechanism for drum group and a pulley block, auxiliary lifting mechanism of reel group and pulley, pulley shaft, drum, and other design.the process of the design was accessed to a large number of domestic and international relevant information; the design used a large number of professional courses. firstly, by determining the transmission scheme, selecting the pulley and hook group, choosing the right wire rope pulley, calculating the main dimensions, determining the reel size and checking its strength, choosing the appropriate motor, reducer, brake and shaft coupling. all used to achieve the lifting equipment running smoothly, locating accurately, safety and reliability, technical performance and stability.key words: crane; reducer; brakes; coupling; reel目 录 1 绪论11.1 选题意义11.1.1 起重机的概述11.1.2 起重机的国内外发展状况21.2 设计内容31.3 设计参数31.4 设计目的31.5 设计要求32 设计方法与实施方案52.1 起重机结构介绍52.2 起升结构52.3 运行机构52.4 传动方案的确定63 主起升机构设计83.1 滑轮组的选取83.2 钢丝绳的选取93.3 确定滑轮主要尺寸103.4 卷筒的选取113.5 电动机的选取123.6 算电动机的发热条件133.7 标准减速器的选取133.8 起升速度和实际所需功率的验算143.9 减速器输出轴强度校核143.10制动器的选取153.11联轴器的选取153.12高速浮动轴的计算164 副起升机构设计194.1 滑轮组的选取194.2 钢丝绳的选取204.3 确定滑轮主要尺寸214.4 卷筒的选取214.5 电动机的选取234.6 验算电动机发热条件244.7 标准减速器的选取244.8 起升速度和实际所需功率的验算254.9 减速器输出轴强度校核254.10 制动器的选取264.11 联轴器的选取264.12 高速浮动轴的计算275 起升机构三维建模及钢丝绳的维护305.1 起升机构三维建模305.2 钢丝绳的维护316 重要结构有限元分析336.1 有限元分析简介336.2 主起升机构浮动轴有限元分析336.3 副起升机构浮动轴有限元分析346.4 吊钩有限元分析36致 谢39附 录40 391 绪论1.1 选题意义1.1.1起重机的概述双梁桥式起重机是一种以提高劳动生产率为主的重要物品搬运设备，主要适应车间的物品搬运、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5500t，一般10t以上。起重机有主、副两套起升机构； 300t以上的起重机，一般有三套起升机构。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式滑轮组，重物在升降过程中没有水平移动，起升过程平稳可靠，且钢丝绳的安装和更换也很容易。相应的卷绕装置采用单层卷筒，有与钢丝绳接触面积较大，单位压力低的优点。起重机是起升、搬运和输送物料及产品的机具，是国民生产各部门提高劳动生产率、生产过程机械化不可或缺的机械设备。起重机械对于提高工程机械各生产部门的机械化，缩短生产周期和降低生产成本，都起着非常重要的作用。如图1-1所示：图1-1 双梁桥式起重机工作现场1.1.2 起重机的国内外发展状况双梁桥式起重机是现代工业在实现生产过程机械化、自动化，改善物料搬运工作，提高劳动生产率必不可少的重要机械设备。它对于发展国民经济，改善人们的物质文化生活都起着非常重要的作用。在我国科学技术不断发展的基础上，这些年来我国独立设计的起重机不仅可以满足国内的需要，而且可以部分出口。双梁桥式起重机用于高层建筑的施工，上万吨级或几十万吨级的大型船只的建造，火箭和导弹的发射，大型电站的施工和安装，大型重件的装卸和搬运等。它不仅可以作为辅助的生产设备，完成原料、半成品的装卸和搬运，进行机电设备、船体分段的吊运与安装，而且也是一些生产过程及工艺操作中的必需的装备。再如冶炼金属工业生产中的炉料筹办、加料、钢水浇铸、脱模取锭等，必需依靠起重机进行生产作业。据统计，在国内的冶炼金属、煤炭部门的机械设备总数量中，起重运输机械约占45%。起重机是机械化作业的重要的物质基础，是大多数工业企业中主要的固定资产。对于工矿企业、建筑施工工地、海洋开发、车站库场、港口码头、宇宙航行等部门，起重机已成为主要的生产力要素，在生产中进行着高效的工作，组成合理批量生产和机械化流水作业的基础，是现代化生产的重要标志之一。欧洲是起重机的发源地，其技术水平和生产能力也较高。随着科学技术的进步和生产规模的扩大，不仅起重机零部件的质量在不断提高，同时也减少制造过程的劳动量，降低成本。还有为了减少减速器在安装时的调整工作量，很多厂商采用了直接悬挂到卷筒或车轮轴上的减速器。此外，还有采用圆盘制动器等一系列改进措施。随着生产规模的扩大，自动化程度的提高，起重机正经历着一场巨大的变革。正向大型化、模块化、专业化、轻型化、组合化、多样化发展。目前世界上发达国家已经进入了新的科学技术革命时代，而我国仍然处在生产技术落后，起点低，人力资源得不到充分的发挥，相对于发达国家还存在一定的距离。我们应当在学习国外先进技术的同时不断提高自己，加快我国的社会主义现代化建设。由于我国起重机械起步较晚，虽然技术水平上有了长足的发展和进步，但是与国际先进水平相比，还存在着一定差距。产品性能一般。产品性能是设计、制造、安装、维护使用的综合反映。产品开发能力较弱。制造工艺水平较低。产品检测水平不完善。配套件供应和质量问题较大。产品技术标准更新滞后、实施乏力。基于以上我们需要对此进行进一步的研究。1.2 设计内容本次设计的起重机为50t/20t双梁桥式起重机，主要用于各车间分段生产线和钢材堆场等处。桥式起重机本身作横向移动，车架上的绞车作纵向移动，吊在绞车上的吊钩作垂向移动，三个方向的运动的合成才能使起重机起作用。本课题主要对50t/20t双梁桥式起重机的主起升机构、副起升机构、主起升机构卷筒组及滑轮组、副起升机构卷筒组及滑轮组、卷筒、滑轮、轴等进行设计。在小车起升机构中，有主起升和副起升的计算，其中分别都包括了滑轮组的选择，钢丝绳的选择和校核，卷筒的计算，吊钩的选择，电动机的选择和校核，减速器的计算，制动器的选择，联轴器的选择等等。要求起重设备运行平稳，定位准确，安全可靠，技术性能稳定。1.3 设计参数1.主起升机构：额定起重量50t，最大起升高度18m，起升速度16m/min，工作级别m62.副起升机构：额定起重量20t，最大起升高度20m，起升速度18m/min，工作级别m53.小车运行机构：小车轨距2.5m，运行速度40m/min，工作级别m54.大车运行机构：大车轨距22m，运行速度40m/min，工作级别m51.4 设计目的毕业设计是我们大学生大学期间最重要的实践环节，可以培养我们综合分析和解决本专业的一般工程技术问题的独立工作能力，拓展和深化我们的知识。培养我们树立正确的设计思想，设计构思和创新思维，掌握工程设计的一般程序规范和方法。培养我们树立正确的设计思想和使用技术资料、国家标准等手册、图册工具书进行设计计算，数据处理，编写技术文件等方面的工作能力。培养我们进行调查研究，面向实际，面向生产，面向工人和技术人员学习的基本工作态度，工作作风和工作方法。在这次设计中我主要负责双梁桥式起重机起升机构设计。完成主、副起升机构的设计和计算，培养了我独立工作的能力和团队合作的精神。1.5 设计要求以钢铁企业中关键设备桥式起重机为课题，重点开展起升机构的设计，使我们在起重机结构设计、受力分析、选材、cad制图、以及资料检索、英文翻译等方面获得综合训练，为缩短工作适应期奠定坚实的基础。主要要求如下：1.设计的起重机符合国家标准规范，满足主要技术参数；2.设计切实可行,机构和零部件的选择恰当实际。3.设计严谨求实，保证设计结论的可靠性和实效性。2 设计方法与实施方案2.1 起重机结构介绍此次设计的起重机为双梁桥式起重机，主要由主起升机构、副起升机构、小车运行机构、小车架、桥架运行机构、桥架金属结构组成。起升机构包括电动机、制动器、减速器、卷筒组和滑轮组。该起重机上设有主、副起升机构。主、副吊钩可单独起吊，也可配合起吊。本次设计的是主、副起升机构，它们是桥式起重机的重要组成部分。在本次毕业设计中，将详细的对双梁桥式起重机主、副起升机构进行一系列的设计。2.2 起升结构该起重机上设有主、副起升机构。主、副吊钩可单独起吊，也可配合起吊。起升机构设有旋转式和重锤式双重限位开关。如图2-1所示：图2-1 桥式起重机起升机构图2.3运行机构起重机的运行机构的驱动方式分为集中驱动和分别驱动。本次设计的双梁桥式起重机属于大型起重机，为了便于操作，采用两侧分别驱动，万向联轴器与主动平衡架连接。如图2-2所示：图2-2 桥式起重机运行机构图2.4 传动方案的确定在进行桥式起重机小车起升机构设计前，要先确定合理的传动方案。桥式起重机小车，因起升重量、起升速度和起升高度等设计参数的不同，有多种传动方案。在这些方案中大体可分为闭式传动和开式传动两种。1）闭式传动（图2-3）在图2-3 a和b中，电动机与减速器之间采用一带制动轮的弹性柱销联轴器或带制动轮的全齿联轴器直接连接；而在图2.4c中，电动机与减速器之间采用一中间轴，轴的一端联有半齿联轴器，另外一段则联有带制动轮的半齿联轴器。像这种在两个半齿联轴器之间没有外支座的中间轴，除允许径向和角度有微量偏移外，由于可沿轴向稍微串动，因此，称它为浮动轴。1-电动机 2-带制动轮的弹性柱销联轴器或全齿联轴器 3-制动器4-减速器 5-全齿联轴器 6-轴承座 7-卷筒 8-带制动轮的半齿联轴器 9-中间浮动轴10-半齿联轴器图2-3 闭式传动的起升机构构造型式2）开式传动在电动机与减速器之间，除减速器外还有开式齿轮传动。这种构造型式适用于起升速度较低的情况，如我国生产的大起升重量的桥式起重机（q80tf）的起升机构多采用这种型式。由于开式齿轮传动适用于圆周速度较低的情况工作，因此都将其放在靠近卷筒的最后一级传动中。在这类机构中，电动机与圆柱齿轮减速器的联接型式与上一类起升机构是完全相同的。本次设计的是50t/20t双梁桥式起重机，所以因选用闭式的传动方案。具体型式如图2.4c所示。3 主起升机构设计3.1 滑轮组的选取滑轮组是绳索和一定数量的定滑轮与动滑轮的组合体，多作为起升机构中的一个组成部分，但也可单独作为起重装置使用。按照布置宜紧凑的原则，决定采用如图2.4的传动方案。如图3.1所示，采用了双联滑轮组。图3-1主起升滑轮组和吊钩结构简图由q=50t，查表3-1取滑轮组倍率m=4承载绳分支数z=2m=8由表可查50t吊钩组两滑轮间距a=690mm，自重=1050kg选择滚动轴承，查表得滑轮组效率=0.97表3-1 桥式与龙门式起重机常用的起升机构滑轮组倍率起重量q（t）358（10）12.51620325080100125160200250倍率123333445666883.2 钢丝绳的选取桥式起重机几乎都用钢丝绳来起升重物的，钢丝绳之所以会被广泛的 利用，其特点在于：1） 机构简单，自重轻。2）磨损程度及钢丝断线可以从外面发现。3) 寿命长，安全可靠，工作时无噪声。4）由于钢丝的绕制方法可以保持它的弹性，增强了耐磨冲击性。起重机用钢丝绳多用双捻钢丝绳，即先将钢丝捻成股，再将各股捻成绳，因其中部有一柔软的芯子，挠性较好，制造工艺也不太复杂，而应用广泛。钢丝绳有多种构造形式，一般优先采用线接粗钢丝绳，在有腐蚀性的环境中工作时，应采用镀锌钢丝绳。根据起重机的额定起升重量，选择双联起升机构滑轮组倍率为4，钢丝绳缠绕方式如图3-2所示。图3-2 主起升机构钢丝绳缠绕方式选用的钢丝绳所受最大拉力： (3-1)主起升机构的工作级别为m6查表3-2取安全系数表3-2钢丝绳的安全系数机构工作级别选择系数c值安全系数钢丝公称抗拉强度（n/mm2）155017001850m1m30.0930.0890.0854m40.0990.0950.0914.5m50.1040.1000.0965m60.1140.1090.1066m70.1230.1180.1137m80.1400.1340.1289整绳破断拉力查表选用钢丝绳因此所选用的钢丝绳直径为d=40mm3.3确定滑轮主要尺寸为了确保钢丝绳具有一定的使用寿命，滑轮的直径应满足：式中系数e为轮绳直径系数比 主起升机构的工作级别为m6 查表3-3取e=22.4表3-3 轮绳直径比系数e机构工作级别em1m816m418m520m622.4m725m828选用mc尼龙滑轮，查表知d=1015mm，r=12.0mm，b=100mm，3.4 卷筒的选取主起升机构工作级别为m6，查表3-4可得筒绳直径比系数e=20表3.4筒绳直径比e机构工作级别em1m314m416m518m620m722.4m825卷筒直径：选用d=830mm，由1查表知绳槽螺距:p=d+(24)mm取p=42mm。卷筒长度： （3-2）取l=3300mm式中： d卷筒的计算直径卷筒壁厚：取卷筒壁的压应力验算： (3-3) 对于zj40mn2，抗压强度极限故强度足够。由于卷筒的长度l3d，尚应计算有弯矩产生的拉应力拉应力公式： （3-4）式中 卷筒断面系数： （3-5） 式中：d卷筒外径，取d=83cm； 卷筒内径，由此可得： 合成应力： （3-6）式中许用拉应力：3.5 电动机的选取计算静功率： （3-7） =166.83kw式中：机构的总效率，取（注：一般规定在初选电动机时取。因，卷筒效率；加速器一般效率为0.94，故对于一般的传动效率取0.80比较合适。）电动机计算功率： 式中：系数由1中表查得，查表选用电动机yzr280m8，其，转速转动惯量3.6算电动机的发热条件则按照等效功率法求得： （3-8）式中：工作类型系数，查表得 系数，查表取由此得则由计算可知，初选电动机满足发热条件。3.7标准减速器的选取卷筒转速： (3-9) 减速器总传动比； (3-10)查表选zq-1000，当中级工作类型时，许用功率；传动比，自重，输出轴允许最大径向载荷，输出最大扭矩；输入轴直径，。3.8起升速度和实际所需功率的验算实际起升速度： 误差： (3-11) 误差在许用范围内，故可行。实际所需等效功率： (3-12) 3.9减速器输出轴强度校核输出轴最大径向力：有1中公式 (3-13)式中：；。最大容许径向载荷。因此输出轴最大扭矩： (3-14)式中：电动机的额定力矩； 电动机最大力矩倍数； 减速器传动效率；，因此 由以上计算可知所选减速器能满足要求。3.10制动器的选取所需静制动力矩： (3-15) =3108.7nm选用600/200制动轮，其额定制动力矩；制动轮直径；制动器重量。3.11联轴器的选取高速轴的计算扭矩： (3-16) 式中：等效系数，查2表27得 安全系数，查表221得 相应于机构的电动机额定力矩换算到高速轴上的力矩。 (3-17)由表查得yzr355l210电动机轴端为圆柱形，d=110mm,.由附表查得qjrd71016pw减速器高速轴端为圆柱形，d=120mm,l=210mm。从1中查得选用clz7联轴器，最大许用扭矩，飞轮矩，重量浮动轴的尺寸为，。从1表中选用一个带制动轮的直径为600mm的联轴器。最大允许扭矩，飞轮矩，重量。3.12高速浮动轴的计算 疲劳计算：轴受脉动扭转载荷，其等效扭矩： （3-18）式中：等效系数 相应于机构工作类型的电动机额定力矩传至计算轴的力矩 （3-19） 由此，由上节选择联轴器中，已确定浮动轴端直径为115mm，因此扭转应力为： （3-20） 许用扭转应力： （3-21）轴材料用45钢，；。考虑零件几何形状和零件表面状况的应力集中。与零件几何形状有关，对零件表面有急剧过度和开键槽及紧配合，与零件表面加工光洁度有关，对于5，；3，。此处取 k=21.3=2.6 考虑材料对应力循环不对称的敏感系数，对碳钢，低合金钢。 安全系数，取因此 故 通过。 静强度计算：轴的最大扭矩 （3-22） 式中：动力系数，查表得； 按额定起重量计算轴受静力矩由上节计算得 最大扭转应力： （3-23） 许用扭转应力： （3-24） 由此得： 故合适。浮动轴的构造如图3-3所示，中间轴径，取图3-3 主起升浮动轴的构造简图图3-4 主起升浮动轴的三维模型4 副起升机构设计4.1 滑轮组的选取按照布置宜紧凑的原则，决定采用如图2.4的传动方案。如图4-1所示，采用了双联滑轮组。图4-1副起升滑轮组和吊钩结构简图由q=20t，查表3-1取滑轮组倍率m=3承载绳分支数z=2m=6查表选20t吊钩组 图号为t1-362.1508两滑轮间距a=128mm，自重=467kg表3-1 桥式与龙门式起重机常用的起升机构滑轮组倍率起重量q（t）358（10）12.51620325080100125160200250倍率12333344566688选择滚动轴承，查表得滑轮组效率=0.9854.2 钢丝绳的选取起重机用钢丝绳多用双捻钢丝绳，即先将钢丝捻成股，再将各股捻成绳，因其中部有一柔软的芯子，挠性较好，制造工艺也不太复杂，而应用广泛。钢丝绳有多种构造形式，一般优先采用线接粗钢丝绳，在有腐蚀性的环境中工作时，应采用镀锌钢丝绳。根据起重机的额定起升重量，选择双联起升机构滑轮组倍率为4，钢丝绳缠绕方式如图4.2所示。图4-2副起升机构钢丝绳的缠绕方式钢丝绳所受最大拉力： （4-1）副起升机构工作级别为m5查表3-2取安全系数表3-2钢丝绳的安全系数机构工作级别选择系数c值安全系数钢丝公称抗拉强度（n/mm2）154517001850m1m30.0930.0890.0854m40.0990.0950.0914.5m50.1040.1000.0965m60.1140.1090.1066m70.1230.1180.1137m80.1400.1340.1289整绳破断拉力查表选用 钢丝绳。钢丝绳直径d=26mm。4.3 确定滑轮主要尺寸为了确保钢丝绳具有一定的使用寿命，滑轮的直径应满足：式中系数e为轮绳直径系数比 副起升机构的工作级别为m5 查表3-3取e=20表3-3 轮绳直径比系数机构工作级别em1m816m418m520m622.4m725m828选用mc尼龙滑轮，查表知d=510mm，r=10.0mm，b=85mm，。4.4 卷筒的选取主起升机构工作级别为m5查表3-4可得筒绳直径比系数e=18表3.4筒绳直径比e机构工作级别em1m314m416m518m620m722.4m825卷筒直径：查表选用d=460mm。由1查表知绳槽螺距:p=d+(24)mm取p=28mm。卷筒长度： （4-2）取l=2250mm式中：卷筒中央不切槽部分长度，取其等于吊钩组两工作动滑轮的间距，即l=a=87，实际长度在绳偏斜角允许范围内可以适当增减；d卷筒的计算直径。卷筒壁厚：取卷筒壁的压应力验算： （4-3）对于ht300铸铁材料，抗压强度极限故强度足够。由于卷筒的长度l3d，尚应计算有弯矩产生的拉应力拉应力公式： （4-4） 卷筒断面系数： （4-5） 式中：d卷筒外径，取d=46cm； 卷筒内径，由此可得： （4-6） 合成应力： （4-7） 式中许用拉应力：4.5 电动机的选取计算静功率： （4-8） =75.2kw式中：机构的总效率，取0.80 （注：一般规定在初选电动机时取。因，卷筒效率；加速器一般效率为0.94，故对于一般的传动效率取0.80比较合适。）电动机计算功率： （4-9）式中：系数由1中表查得，查表选用电动机yzr280s-8，其，转速转动惯量 4.6验算电动机发热条件 按照等效功率法求得： （4-10）式中：工作类型系数，查表得 系数，查表取由此得则由计算可知，初选电动机满足发热条件。4.7 标准减速器的选取卷筒转速： （4-11） 减速器总传动比； （4-12） 查表选zq-700，当中级工作类型时，许用功率；传动比，自重，输出轴允许最大径向载荷，输出最大扭矩；输入轴直径，。4.8 起升速度和实际所需功率的验算实际起升速度： （4-13） 误差： 误差在许用范围内，故可以。实际所需等效功率： （4-14） 4.9减速器输出轴强度校核输出轴最大径向力：有1中公式 （4-15）式中：；。加速器输出轴段的最大容许径向载荷为。因此，通过输出轴最大扭矩： （4-16）式中：电动机的额定力矩； 电动机最大力矩倍数； 减速器传动效率；，因此 由以上计算可知所选减速器能满足要求 4.10 制动器的选取所需静制动力矩： （4-17） =1396.9nm选用400/50制动轮，其额定制动力矩；制动轮直径；制动器重量。4.11 联轴器的选取高速轴的计算扭矩： （4-18） 式中：等效系数，查2表27得 安全系数，查表221得 相应于机构的电动机额定力矩换算到高速轴上的力矩。 由表查得yzr250m18电动机轴端为圆柱形，d=90mm,.由附表查得qjrd33516pw减速器高速轴端为圆柱形，d=100mm,。从1中查得选用clz联轴器，最大允许扭矩，飞轮矩，重量减速器浮动轴的轴端为圆柱形，电动机浮动轴的轴端为圆柱形，从1表中选用一个带制动轮的直径为400mm的联轴器。最大允许扭矩，飞轮矩，重量。4.12 高速浮动轴的计算疲劳计算：轴受脉动扭转载荷，其等效扭矩： （4-19）式中：等效系数相应于机构工作类型的电动机额定力矩传至计算轴的力矩 由此， 由上节选择联轴器中，已确定浮动轴端直径为90mm，因此扭转应力为： （4-20） 许用扭转应力： （4-21） 轴材料用45钢，；。 考虑零件几何形状和零件表面状况的应力集中。 与零件几何形状有关，对于零件表面有急剧过度和开键槽及紧配合区段， 与零件表面加工光洁度有关，对于5，；3，。此处取 k=21.3=2.6 考虑材料对应力循环不对称的敏感系数，对碳钢，低合金钢。 安全系数，取因此 故 通过。静强度计算：轴的最大扭矩 （4-22） 式中：动力系数，查表得； 按额定起重量计算轴受静力矩由上节计算得最大扭转应力： （4-23）许用扭转应力： （4-24） 由此得： 故合适。 浮动轴的构造如图4-5所示，中间轴径，取。图4-5 副起升浮动轴的构造简图图4-6 副起升浮动轴三维模型5 起升机构三维建模及钢丝绳的维护5.1 起升机构三维建模图5-1 起升机构三维图三维绘图软件ug对主起升机构进行三维建模过程如下：首先绘制出主起升机构各部分的零件图，包括吊钩组、滑轮组、卷筒组、电动机、制动器、减速器等部分的三维零件图。每个零件图都是先在草图平面建立二维轮廓图，然后通过旋转、拉伸等操作完成三维建模。在绘制吊钩时，比较复杂，但是ug强大的曲面功能很好的实现吊钩的绘制。先在草图平面建立吊钩的轮廓，然后用曲面功能进行填充，完成吊钩的三维建模，如图5-2所示：图5-2 吊钩三维图完成起升机构各部分的三维图后，再对其进行装配，先将每个部件装配完毕后，再进行总装。每个部件用不同的颜色表示用以区分，从下往上可以很清晰的看到吊钩组、滑轮组、卷筒组、电动机、制动器和减速器。按照以上步骤顺利的完成了起重机起升部位的三维建模，便于更直观的了解起升部位的结构。5.2 钢丝绳的维护钢丝绳的安全可靠性是人们十分关心的问题，因钢丝绳的安全可靠性而发生事故的情况时有发生，所以对于起重机钢丝绳的失效研究以及如何使用和维护钢丝绳就显得十分重要。钢丝绳是起重机械的重要零部件之一，探讨提高起重机钢丝绳使用与维护水平的方法，可以不断提高企业生产安全的水平。钢丝绳是双梁桥式起重机的重要零部件之一，具有弹性好、强度高、过载能力强、能承受冲击、在工作中不会发生突然断裂等特点，因而被广泛应用于起重机械、吊挂物品、起重运输、捆绑作业及缆索起重机械与架空索道的索引索和承载索上，用于变幅绳、起升绳、牵引绳、吊装绳等。无论是哪一种用途的钢丝绳，如果在工作中不能正确的去使用与维护，都有可能在使用过程中发生钢丝绳损伤或断裂，从而无法达到它的预期寿命，容易引发伤亡事故。那么合理的使用与维护钢丝绳，确保使用起重机的过程中安全生产，杜绝意外事故发生就非常重要了。我国起重机的钢丝大都是从国外进口，在现有技术不成熟的情况下，我们应当重视钢丝绳的正确使用和维护，从而延长钢丝绳的使用寿命。这是我们应当做的，也是必须做的。在此基础上，我们应当更加重视科研，提高我国生产钢丝绳的技术水平，巩固我国的基础产业，加快我国的社会主义现代化建设，尽快摆脱我国钢丝绳依靠从国外进口的局面。6 重要结构有限元分析6.1 有限元分析简介用solidworks软件对所设计的起升机构的重要零件做简单的有限元分析具有重要意义。有限元分析就是用较简单的问题代替复杂问题而求解。这个解不是准确的解，而是近似解。由于大多数实际问题难以得到准确解，而有限元分析不仅计算精度高，而且能分析各种复杂的形状，因而成为有效的工程分析手段。6.2主起升机构浮动轴有限元分析通过对主起升机构浮动轴施加18000n的扭转力，安全系数达到了2.3，符合设计要求。位移分布图如图6-1所示，位移最大为3.325mm,位移最小为1.000mm。图6-1 主起升浮动轴受力位移分布图应力分布图如图6-2所示，最大为1.922n/m2，最小为3.058 n/m2。图6-2 主起升浮动轴应力分布图6.3 副起升机构浮动轴有限元分析通过对副起升机构浮动轴施加12000n的扭转力，安全系数达到了2.1。符合设计要求。位移分布图如图6-3所示，位移最大为1.105mm，位移最小为1.000mm。图6-3 副起升浮动轴位移分布图应力分布图如图6-4所示，应力最大为1.408n/m2，最小为1.271 n/m2。图6-4 副起升浮动轴应力分布图6.4 吊钩有限元分析我对20t吊钩施加了200000n竖直向下的力，安全系数达到了3.5。符合设计要求。位移分布图如图6-5所示，位移最大为9.951mm，最小为1.000mm。图6-5 吊钩受力位移分析图应力分布图如图6-6所示，应力最大为3.598，最小为1.370 n/m2。图6-6 吊钩受力应力分析图设计总结本次毕业设计历时三个多月，与以往的课程设计不可同日而语，无论在时间还是任务量上都明显的多于本科期间所做的课程设计。在这次毕业设计中，我重温了一遍已经学过的机械原理、机械设计、理论力学、材料力学、机械制图等，而且自主学习了起重机的相关知识，对双梁桥式起重机的构造型式、机构计算以及工作原理都有了初步的了解。在查阅有关资料的过程中，我积累了很多经验，并且熟练的掌握了文献检索的相关程序。在画图的过程中，我重温了以前的cad和ug，使我的电脑绘图功底有了进一步的提高。在整个的设计过程中，我们紧紧跟着指导老师易老师的步伐，使得整个设计过程紧张而且充实，不断的提升自己理论联系实际的能力，锻炼了自己独立思考和解决实际问题的能力。自己在设计的过程中遇到了很多困难，有时遇到的困难自己解决不了难免会很烦躁又很焦急，但是在易老师的精心指导和同学们的互相帮助下，我还是顺利的度过了。我研究生期间选择的方向是工程机械，这次的毕业设计将会为我研究生期间的学习打下了坚实的基础。毕业设计是我们大学期间最后一次作业，也是最重要的一次作业，我们应该尽全力去做好，对我们本科期间所学的知识进行一次检验。在设计过程中我发现了我有很多知识漏洞，在发现漏洞之后，我马上查阅相关资料，让我的知识体系更加完善。在本科期间，我以为自己学的很扎实，结果在毕业设计中还是处处感到所学知识的欠缺，不善于把理论运用于实际。这次毕业设计给了我查漏补缺的良好机会，我很感谢大学的最后有这么一次既艰巨又有意义的毕业设计。这也是我逐步成长的一个过程，告诫我在以后的学习、生活、工作中要不断的学习，提高自己的知识素养。在这次毕业设计中，我养成了细心仔细的好习惯。我对起重机非常感兴趣，这是我选择跟易老师做这个课题的最重要的原因。我深知每一次的实践环节都来之不易，易老师选择这个课题也是经过深思熟虑的，我很珍惜这次机会。他不仅教我们如何去学习，如何去做设计，更教会了我们怎么做一个有责任的人，能够为国家做出贡献的人。因此我在设计的过程中，认真对待每一个过程，虚心接受老师的指导，争取自己最后的毕业设计的成果能够回报老师这么多年来的教导。在以后的学习、生活、工作中，我会用我所学的