毕业设计（论文）-双梁悬挂过轨桥式起重机设计（全套图纸）.pdf

双梁悬挂过轨桥式起重机设计说明书双梁悬挂过轨桥式起重机设计说明书 目录 摘要摘要 . 3 Abstract . 4 第一章绪论第一章绪论 . 5 1.1 课题的来源与研究的目的与意义.5 1.2 双梁悬挂过轨桥式起重机的方案分析.5 1.2.1 结构分析.6 1.2.2 机械结构总体方案与布局.7 1.3 课题研究的内容.8 1.3.1 Solidworks 设计基础.9 1.3.2 草图绘制.10 1.3.3 基准特征，参考几何体的创建.11 1.3.4 拉伸、旋转、扫描和放样特征建.12 1.3.5 工程图的设计.13 1.3.6 装配设计.14 第二章机械结构的设计第二章机械结构的设计.17 2.1 起升机构的设计 . 18 2.1.1 起升电动机的选型计算 . 18 2.1.2 圆柱齿轮减速器的选型计算 . 18 2.1.3 卷筒选型计算. 19 2.1.4 浮动轴的设计计算 . 19 2.1.5 联轴器的选型计算 . 20 2.1.6 钢丝绳的选型计算 . 21 2.1.7 制动器的选型计算 . 22 2.2 行走小车的机构的设计 . 23 2.2.1 小车行走电机的选型计算 . 24 2.2.2 传动齿轮的设计计算 . 25 2.3 锁紧机构的选型计算 . 25 第三章第三章 各部分强度的校核各部分强度的校核.26 3.1 浮动轴强度的校核 . 26 3.2 齿轮强度的校核 . 27 第四章第四章 结构设计及三维建模结构设计及三维建模 . 28 4.1 起升电机的三维建模 . 29 4.2 减速器的三维建模 . 29 4.3 挂钩的三维建模 . 30 4.4 双梁悬挂过轨桥式起重机的三维建模 . 31 第五章第五章 主要零件的有限元分析主要零件的有限元分析 . 32 5.1 浮动轴的有限元分析 . 33 结论结论 . 34 致谢致谢 . 35 参考文献参考文献 . 36 全套图纸，加 153893706 摘 要 桥式起重机是桥架在高架轨道上运行的一种桥架型起重机，又称天车。桥 式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，起重小车沿铺设在架上 的轨道横向运行，构成一矩形的工作范围，就可以充分利用桥架下面的空间吊 运物料，不受地面设备的阻碍。桥式起重机广泛地应用在室内外仓库、厂房、 码头和露天贮料场等处。桥式起重机可分为普通桥式起重机、简易梁桥式起重 机和冶金专用桥式起重机三种。 普通桥式起重机一般由起重小车、桥架运行机桥架金属结构组成。起重小 车又由起升机构、小车运行机构和小车架三部分组成。起升机构包括电动机、 制动器、减速器、卷筒和滑轮组。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放下，以升降重物。小车架是支托和安装起升机构和小车 运行机构等部件的机架，通常为焊接结构。起重机运行机构的驱动方式可分为 两大类：一类为集中驱动，即用一台电动机带动长传动轴驱动两边的主动车轮； 另一类为分别驱动、即两边的主动车轮各用一台电动机驱动。中、小型桥式起 重机较多采用制动器、减速器和电动机组合成一体的“三合一”驱动方式，大起 重量的普通桥式起重机为便于安装和调整，驱动装置常采用万向联轴器。起重 机运行机构一般只用四个主动和从动车轮，如果起重量很大，常用增加车轮的 办法来降低轮压。当车轮超过四个时，必须采用铰接均衡车架装置，使起重机 的载荷均匀地分布在各车轮上。桥架的金属结构由主梁和端梁组成，分为单主 梁桥架和双梁桥架两类。单主梁桥架由单根主梁和位于跨度两边的端梁组成， 双梁桥架由两根主梁和端梁组成。主梁与端梁刚性连接，端梁两端装有车轮， 用以支承桥架在高架上运行。主梁上焊有轨道，供起重小车运行。桥架主梁的 结构类型较多比较典型的有箱形结构、四桁架结构和空腹桁架结构。箱形结构 又可分为正轨箱形双梁、偏轨箱形双梁、偏轨箱形单主梁等几种。 本文先对 SolidWorks 软件作出简介，对此三维软件作出一系列的说明，而后 对双梁悬挂过轨桥式起重机设备进行介绍，并结合 SolidWorks 软件，将二者融会贯 通。通过 SolidWorks 软件设计，从二维的 AUTOCAD 零件图纸，到三维的 SolidWorks 整个设备，大大地提高了设计的效果和效率，避免了工程师们在现实中出现的错误， 切切实实地展现出三维软件的强大性能。 关键词关键词：双梁悬挂过轨桥式起重机；液压缸；Silidworks；设备。 absraote Pneumatic manipulator is a automated devices that can mimic the human hand and arm movements to do something，aslo can according to a fixed procedure to moving objects or control tools. It can replace the heavy labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working environments to protect the personal safety, Therefore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic energy sectors. This article is mainly of the pneumatic manipulator the overall design, and pneumatic design. This mechanism of manipulator includes cylinders and claws and connectors parts, it can move according to the due track on the movement of grabbing, carrying and unloading. The pneumatic part of the design is primarily to choose the right valves and design a reasonable pneumatic control loop, by controlling and regulating pressure, flow and direction of the compressed air to make it get the necessary strength, speed and changed the direction of movement in the prescribed procedure work. It can replace the heavy labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working environments to protect the personal safety, Therefore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic .The principle, technical pare- maters, transmiting system and main parts structure of mincing ma- chine were introduced. The productingcapacity was analysed.Keywords Mincing machine Holds plate Cutting blade Transfer auger. This paper discusses the meat processing machinery - crusher working principle, main technical parameters, transmission system, the typical parts of the structure design and production capacity analysis. Small twisted paper broken machine for ordinary home, not only can be used for minced meat, can also be used with crushed peanuts, crushed ice, spices and other food, small power requirements, powered by the motor drive, reasonable structure design, can meet the family kitchen generally meat food consisting mainly of minced required. Key word: pneumatic manipulator；cylinder；pneumatic loop；Four degrees of freedom. 第一章 绪论 机械工业是国民的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用 消费品的产业。不论是传统产业，还是新兴产业，都离不开各种各样的机械装 备，机械工业所提供装备的性能、质量和成本，对国民经济各部门技术进步和 经济效益有很大的和直接的影响。机械工业的规模和技术水平是衡量国家经济 实力和科学技术水平的重要标志。因此，世界各国都把发展机械工业作为发展 本国经济的战略重点之一。 机械工程的服务领域广阔而多面，凡是使用机械、工具，以至能源和材料 生产的部门，都需要机械工程的服务。概括说来，现代机械工程有五大服务领 域：研制和提供能量转换机械、研制和提供用以生产各种产品的机械、研制和 提供从事各种服务的机械、研制和提供家庭和个人生活中应用的机械、研制和 提供各种机械武器。 不论服务于哪一领域，机械工程的工作内容基本相同，主要有： 建立和发展机械工程的工程理论基础。例如，研究力和运动的工程力学和流体 力学；研究金属和非金属材料的性能，及其应用的工程材料学；研究热能的产 生、传导和转换的热力学；研究各类有独立功能的机械元件的工作原理、结构、 设计和计算的机械原理和机械零件学；研究金属和非金属的成形和切削加工的 金属工艺学和非金属工艺学等等。 研究、设计和发展新的机械产品，不断改进现有机械产品和生产新一代机 械产品，以适应当前和将来的需要。 机械产品的生产，包括：生产设施的规划和实现；生产计划的制订和生产 调度；编制和贯彻制造工艺；设计和制造工具、模具；确定劳动定额和材料定 额；组织加工、装配、试车和包装发运；对产品质量进行有效的控制。机械制 造企业的经营和管理。机械一般是由许多各有独特的成形、加工过程的精密零 件组装而成的复杂的制品。生产批量有单件和小批，也有中批、大批，直至大 量生产。销售对象遍及全部产业和个人、家庭。而且销售量在社会经济状况的 影响下，可能出现很大的波动。因此，机械制造企业的管理和经营特别复杂， 企业的生产管理、规划和经营等的研究也多是肇始于机械工业。 机械产品的应用。这方面包括选择、订购、验收、安装、调整、操作、维 护、修理和改造各产业所使用的机械和成套机械装备，以保证机械产品在长期 使用中的可靠性和经济性。 机械产品的应用。这方面包括选择、订购、验收、安装、调整、操作、维 护、修理和改造各产业所使用的机械和成套机械装备，以保证机械产品在长期 使用中的可靠性和经济性。 研究机械产品在制造过程中，尤其是在使用中所产生的环境污染，和自然资 源过度耗费方面的问题，及其处理措施。这是现代机械工程的一项特别重要的 任务，而且其重要性与日俱增。机械的种类繁多，可以按几个不同方面分为各 种类别，如：按功能可分为动力机械、物料搬运机械、粉碎机械等；按服务的 产业可分为农业机械、矿山机械、纺织机械等；按工作原理可分为热力机械、 流体机械、仿生机械等。另外，机械在其研究、开发、设计、制造、运用等过 程中都要经过几个工作性质不同的阶段。按这些不同阶段，机械工程又可划分 为互相衔接、互相配合的几个分支系统，如机械科研、机械设计、机械制造、 机械运用和维修等。 这些按不同方面分成的多种分支学科系统互相交叉，互相重叠，从而使机 械工程可能分化成上百个分支学科。例如，按功能分的动力机械，它与按工作 原理分的热力机械、流体机械、透平机械、往复机械、蒸汽动力机械、核动力 装置、内燃机、燃气轮机，以及与按行业分的中心电站设备、工业动力装置、 铁路机车、船舶轮机工程、汽车工程等都有复杂的交叉和重叠关系。船用汽轮 机是动力机械，也是热力机械、流体机械和透平机械，它属于船舶动力装置、 蒸汽动力装置，可能也属于核动力装置等等。 19 世纪时，机械工程的知识总量还很有限，在欧洲的大学院校中它一般还 与土木工程综合为一个学科，被称为民用工程，19 世纪下半叶才逐渐成为一个 独立学科。进入 20 世纪，随着机械工程技术的发展和知识总量的增长，机械工 程开始分解，陆续出现了专业化的分支学科。这种分解的趋势在 20 世纪中期， 即在第二次世界大战结束的前后期间达到了最高峰。 由于机械工程的知识总量已扩大到远非个人所能全部掌握，一定的专业化 是必不可少的。但是过度的专业化造成知识过分分割，视野狭窄，不能统观和 统筹稍大规模的工程的全貌和全局，并且缩小技术交流的范围，阻碍新技术的 出现和技术整体的进步，对外界条件变化的适应能力很差。封闭性专业的专家 们掌握的知识过狭，考虑问题过专，在协同工作时配合协调困难，也不利于继 续自学提高。因此自 20 世纪中、后期开始，又出现了综合的趋势。人们更多地 注意了基础理论，拓宽专业领域，合并分化过细的专业。械工程以增加生产、 提高劳动生产率、提高生产的经济性为目标来研制和发展新的机械产品。在未 来的时代，新产品的研制将以降低资源消耗，发展洁净的再生能源，治理、减 轻以至消除环境污染作为超经济的目标任务。 机械可以完成人用双手和双目，以及双足、双耳直接完成和不能直接完成 的工作，而且完成得更快、更好。现代机械工程创造出越来越精巧和越来越复 杂的机械和机械装置，使过去的许多幻想成为现实。 人类现在已能上游天空和宇宙，下潜大洋深层，远窥百亿光年，近察细胞 和分子。新兴的电子计算机硬、软件科学使人类开始有了加强，并部分代替人 脑的科技手段，这就是人工智能。这一新的发展已经显示出巨大的影响，而在 未来年代它还将不断地创造出人们无法想象的奇迹。 人类智慧的增长并不减少双手的作用，相反地却要求手作更多、更精巧、 更复杂的工作，从而更促进手的功能。手的实践反过来又促进人脑的智慧。在 人类的整个进化过程中，以及在每个人的成长过程中，脑与手是互相促进和平 行进化的。 人工智能与机械工程之间的关系近似于脑与手之间的关系，其区别仅在于 人工智能的硬件还需要利用机械制造出来。过去，各种机械离不开人的操作和 控制，其反应速度和操作精度受到进化很慢的人脑和神经系统的限制，人工智 能将会消除了这个限制。计算机科学与机械工程之间的互相促进，平行前进， 将使机械工程在更高的层次上开始新的一轮大发展。 19 世纪时，机械工程的知识总量还很有限，在欧洲的大学院校中它一般还 与土木工程综合为一个学科，被称为民用工程，19 世纪下半叶才逐渐成为一个 独立学科。进入 20 世纪，随着机械工程技术的发展和知识总量的增长，机械工 程开始分解，陆续出现了专业化的分支学科。这种分解的趋势在 20 世纪中期， 即在第二次世界大战结束的前后期间达到了最高峰。 由于机械工程的知识总量已扩大到远非个人所能全部掌握，一定的专业化 是必不可少的。但是过度的专业化造成知识过分分割，视野狭窄，不能统观和 统筹稍大规模的工程的全貌和全局，并且缩小技术交流的范围，阻碍新技术的 出现和技术整体的进步，对外界条件变化的适应能力很差。封闭性专业的专家 们掌握的知识过狭，考虑问题过专，在协同工作时配合协调困难，也不利于继 续自学提高。因此自 20 世纪中、后期开始，又出现了综合的趋势。人们更多地 注意了基础理论，拓宽专业领域，合并分化过细的专业。 综合- 专业分化- 再综合的反复循环，是知识发展的合理的和必经的过程。 不同专业的专家们各具有精湛的专业知识，又具有足够的综合知识来认识、理 解其他学科的问题和工程整体的面貌，才能形成互相协同工作的有力集体。 综合与专业是多层次的。在机械工程内部有综合与专业的矛盾；在全面的 工程技术中也同样有综合和专业问题。在人类的全部知识中，包括社会科学、 自然科学和工程技术，也有处于更高一层、更宏观的综合与专业问题。 1.1课题的来源与研究的目的和意义课题的来源与研究的目的和意义 现代工业双梁悬挂过轨桥式起重机起源于 20 世纪 50 年代初，是基于示教 再现和主从控制方式、能适应产品种类变更，具有多自由度动作功能的柔性自 动化产品。 双梁悬挂过轨桥式起重机首先是从美国开始研制的。 1958 年美国联合控制 公司研制出第一台双梁悬挂过轨桥式起重机。日本是工业双梁悬挂过轨桥式起 重机发展最快、应用最多的国家。自 1969 年从美国引进二种典型双梁悬挂过 轨桥式起重机后，大力研究双梁悬挂过轨桥式起重机的研究。据报道，1976 年 从事双梁悬挂过轨桥式起重机的研究工作的大专院校、研究单位多达 50 多个。 1979 年 120 多个大学和国家研究部门用在双梁悬挂过轨桥式起重机的研究费 用 42%。1979 年日本双梁悬挂过轨桥式起重机的产值达 443 亿日元，产量为 14535 台。其中固定程序和可变程序约占一半，达 222 亿日元，是 1978 年的 二倍。具有记忆功能的双梁悬挂过轨桥式起重机产值约为 67 亿日元，比 1978 年增长 50%。智能双梁悬挂过轨桥式起重机约为 17 亿日元，为 1978 年的 6 倍。截止 1979 年，双梁悬挂过轨桥式起重机累计产量达 56900 台。在数量上 已占世界首位，约占 70%，并以每年 50%60%的速度增长。使用双梁悬挂过 轨桥式起重机最多的是汽车工业，其次是电机、电器。预计到 1990 年将有 55 万机器人在工作。 第三代双梁悬挂过轨桥式起重机则能独立地完成工作过程中的任务。它与 电子计算机和电视设备保持联系。并逐步发展成为柔性制造系统 FMS(Flexible Manufacturing system)和柔性制造单元(Flexible Manufacturing Cell)中重要一 环。 随着双梁悬挂过轨桥式起重机的研究制造和应用的扩大，国际性学术交流 活动十分活跃，欧美各国和其他国家学术交流活动开展很多。 1.2 双梁悬挂过轨桥式起重机的方案分析双梁悬挂过轨桥式起重机的方案分析 双梁悬挂过轨桥式起重机主要用在大型的加工车间，特别是流水线上作业的地 方经常用到，例如钢材、一些中的零部件的调运等等场合，都需要用到桥式起重机， 结合具体的工况，一般的双梁悬挂过轨桥式起重机都是用在车间很大，需要调运零 部件很重的场合，所以在这里，我们设计的这款起重机型号为 KSX12.5-3.75A3，端 车分别安装在车间两侧的钢构上的轨道上面，双梁横跨整个车间与端车通过螺栓， 焊接相连。双梁上面分别安装有轨道，这样就便于小车在上面能够横向行走，而端 车是纵向行走，小车横向行走，绞车实现吊钩的升降，这样就全方位地实现了工件 的调运，方便快捷。 1.2.1 结构分析结构分析 本次设计的双梁悬挂过轨桥式起重机主要用于流水线上大且重工件的调运， 桥 式起重机主要由：主梁，端梁，小车，吊钩以及导轨等等零部件组成，其中整个桥 式起重机沿着纵向安装的轨道作纵向往复运动，而安装在主梁上面的小车则沿着横 向安装在主梁上面的轨道作横向往复运动，吊钩则实现工件的垂直升降，其工作区 域为一矩形，运动示意图如下： 1.2.2 机械结构总体方案与布局机械结构总体方案与布局 双梁悬挂过轨桥式起重机主要由：主梁，端梁，小车，吊钩以及导轨等等零部 件组成，其方案布局图如下图所示： 1.3 课题研究的内容课题研究的内容 本论文主要研究运用 SolidWorks 对双梁悬挂过轨桥式起重机进行设计。在设计 过程中，了解 SolidWorks 的各种功能。 SolidWorks 公司成立于 1993 年，由 PTC 公司的技术副总裁与 CV 公司的副总裁 发起，总部位于马萨诸州的康克尔郡（Concord,Massachusetts）内。当初的目标是 希望在每一个工程师的桌面上提供一套具有生产力的实体模型设计系统。从 1995 年 推出第一套 SolidWorks 三维机械设计软件至今已经拥有位于全球的办事处，并经由 300 家经销商在全球 140 个国家进行销售与分销该产品。1997 年，Solidworks 被法 国达索（Dassault Systemes）公司收购，作为达索中端主流市场的主打品牌。 SolidWorks 软件是世界上第一个基于 Windows 开发的三维 CAD 系统。由于技术创新 符合 CAD 技术的发展潮流和趋势，SolidWorks 公司于两年间成为 CAD/CAM 产业中获 利最高的公司。良好的财务状况和用户支持使得 SolidWorks 每年都有数十乃至数百 项的技术创新，公司也获得了很多荣誉。该系统在 1995-1999 年获得全球微机平台 CAD 系统评比第一名。 从 1995 年至今， 已经累计获得十七项国际大奖。 其中仅从 1999 年起，美国权威的 CAD 专业杂志 CADENCE 连续 4 年授予 SolidWorks 最佳编辑奖，以 表彰 SolidWorks 的创新、活力和简明。至此，SolidWorks 所遵循的易用、稳定和创 新三大原则得到了全面的落实和证明，使用它，设计师大大缩短了设计时间，产品 快速、高效地投向了市场。 由于 SolidWorks 出色的技术和市场表现，不仅成为 CAD 行业的一颗耀眼的明 星，也成为华尔街青睐的对象。终于在 1997 年由法国达索公司以三亿一千万美元的 高额市值将 SolidWorks 全资并购。公司原来的风险投资商和股东，以一千三百万美 元的风险投资， 获得了高额的回报， 创造了CAD行业的世界纪录。 并购后的SolidWorks 以原来的品牌和管理技术队伍继续独立运作，成为 CAD 行业一家高素质的专业化公 司。SolidWorks 三维机械设计软件也成为达索企业中最具竞争力的 CAD 产品。 由于使用了 Windows OLE 技术、直观式设计技术、先进的 parasolid 内核（由剑 桥提供）以及良好的与第三方软件的集成技术。SolidWorks 成为全球装机量最大、 最好用的软件。资料显示，目前全球发放的 SolidWorks 软件使用许可约 28 万，涉 及航空航天、机车、食品、机械、国防、交通、模具、电子通讯、医疗器械、娱乐 工业、日用品/消费品、离散制造等分布于全球 100 多个国家的约 3 万 1 千家企业。 在教育市场上， 每年来自全球4， 300所教育机构的近145， 000名学生通过SolidWorks 的培训课程。 据世界上著名的人才招聘网站检索，与其它 3D CAD 软件相比，SolidWorks 相关 的招聘广告比其它软件的总合还要多，这一事实说明了越来越多的工程师和设计者 使用 SolidWorks 三维软件，越来越多的企业需要 SolidWorks 人才。Solidworks 软 件功能强大，易于操作，界面人性化，技术创新，组件繁多是 SolidWorks 的五大特 点。使得 SolidWorks 三维软件成为目前全球领先的三维 CAD 解决方案。SolidWorks 在设计时能够为用户提供不同的设计方案，通过方案的筛选，工程师能从中选择合 适的方案，从而在设计过程中降低设计的错误以及提高产品质量。在目前市场上所 见到的三维 CAD 解决方案中，SolidWorks 是设计过程比较简便又通俗易懂的软件之 一。它不仅提供如此人性化的系统，同时对每个工程师和设计者，乃至整个机械行 业提供了良好的发展基础。SolidWorks 软件是世界上第一个基于 Windows 开发的三 维 CAD 系统，由于技术创新符合 CAD 技术的发展潮流和趋势，SolidWorks 公司于两 年间成为 CAD/CAM 产业中获利最高的公司。良好的财务状况和用户支持使得 SolidWorks 每年都有数十乃至数百项的技术创新，公司也获得了很多荣誉。该系统 在 1995-1999 年获得全球微机平台 CAD 系统评比第一名；从 1995 年至今，已经累计 获得十七项国际大奖，其中仅从 1999 年起，美国权威的 CAD 专业杂志 CADENCE 连续 4 年授予 SolidWorks 最佳编辑奖，以表彰 SolidWorks 的创新、活力和简明。至此， SolidWorks 所遵循的易用、稳定和创新三大原则得到了全面的落实和证明，使用它， 设计师大大缩短了设计时间，产品快速、高效地投向了市场。由于 SolidWorks 出色 的技术和市场表现，不仅成为 CAD 行业的一颗耀眼的明星，也成为华尔街青睐的对 象。终于在 1997 年由法国达索公司以三亿一千万美元的高额市值将 SolidWorks 全 资并购。公司原来的风险投资商和股东，以一千三百万美元的风险投资，获得了高 额的回报，创造了 CAD 行业的世界纪录。并购后的 SolidWorks 以原来的品牌和管理 技术队伍继续独立运作，成为 CAD 行业一家高素质的专业化公司，SolidWorks 三维 机械设计软件也成为达索企业中最具竞争力的 CAD 产品。 由于使用了 Windows OLE 技术、直观式设计技术、先进的 parasolid 内（由剑 桥提供）以及良好的与第三方软件的集成技术，SolidWorks 成为全球装机量最大、 最好用的软件。资料显示，目前全球发放的 SolidWorks 软件使用许可约 28 万，涉 及航空航天、机车、食品、机械、国防、交通、模具、电子通讯、医疗器械、娱乐 工业、日用品/消费品、离散制造等分布于全球 100 多个国家的约 3 万 1 千家企业。 在教育市场上， 每年来自全球4， 300所教育机构的近145， 000名学生通过SolidWorks 的培训课程。 据世界上著名的人才网站检索，与其它 3D CAD 系统相比，与 SolidWorks 相关的招 聘广告比其它软件的总和还要多，这比较客观地说明了越来越多的工程师使用 SolidWorks，越来越多的企业雇佣 SolidWorks 人才。据统计，全世界用户每年使用 SolidWorks 的时间已达 5500 万小时。 在美国， 包括麻省理工学院 （MIT） 、 斯坦福大学等在内的著名大学已经把 SolidWorks 列为制造专业的必修课，国内的一些大学（教育机构）如哈尔滨工业大学、清华大 学、浙江工业大学、浙江大学、华中科技大学、北京航空航天大学、大连理工大学、 北京理工大学、武汉理工大学等也在应用 SolidWorks 进行教学。Solidworks 软件功 能强大，组件繁多。 Solidworks 有功能强大、易学易用和技术创新三大特点，这使 得 SolidWorks 成为领先的、主流的三维 CAD 解决方案。SolidWorks 能够提供不同 的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。SolidWorks 不仅提供如此 强大的功能，而且对每个工程师和设计者来说，操作简单方便、易学易用。 SolidWorks 在现今社会阶段逐渐广泛应用，并且 SolidWorks 公司对中国市场 重点开发，日后 SolidWorks 应用将会更加完善，更加普遍。通过前文对 SolidWorks 的深入了解后，往后会对 SolidWorks 进行个别应用的分析，如建模，装配，工程图， 力学分析等。 1.3.1 SolidWorks 设计基础设计基础 熟悉 SolidWorks 的工作环境；了解 SolidWorks 的命令，掌握在 SolidWorks 工 作环境中文件的打开、保存、导入等基本操作，掌握三维建模流程。 1.3.2 草图绘制草图绘制 掌握点、直线、矩形、弧度圆等基本图形的绘制方法；掌握样条、文字等高级几 何图形的绘制方法；理解集合约束的概念并在草图绘制中熟练应用几何约束；熟练 应用阵列、实体转换等草图绘制工具；能综合应用各种草图绘制实体和利用草图绘 制工具完成草图绘。 1.3.3 基准特征基准特征-参考几何体的创建参考几何体的创建 清楚明白基于特征的建模方式、 参数化思想等概念； 灵活运用各种建立基准点的 方法；灵活运用各种建立基准轴方法；灵活运用各种建立基准面的方法；灵活运用 坐标系的建立方法；能根据建模需要综合应用各种参考几何体。 1.3.4 拉伸、旋转、扫描和放样特征建模拉伸、旋转、扫描和放样特征建模 灵活运用拉伸特征的概念与建立方法； 灵活运用旋转特征的概念与建立方法； 掌 握扫描特征的概念与建立方法；灵活运用放样特征的概念与建立方法；通过实践能 够准确分析零件的特征，灵活运用拉伸和旋转也正建立三维模型。综合应用扫描、 放样、弯曲、镜向、阵列等特征建立各种实体。 1.3.5 工程图设计工程图设计 灵活运用用户自定义工程图格式文件的方法；灵活运用建立标准三视图，剖视 图，断面图，局部图，辅助视图等方法；灵活运用各种注释的方法。 1.3.6 装配设计装配设计 灵活运用自底向上的装配方法；灵活运用生成装配体爆炸图的方法；灵活运用 SolidWorks 智能装配技术；灵活运用装配体零部件的状态和属性控制，并能够在装 配体中设计子装配体；灵活运用干涉检查；灵活运用自上向下的装配方法；灵活运 用在装配模型工程图中添加零件序号；灵活运用生成装配体材料明细表的方法。 第二章 机械结构的设计 2.1 起起升升机构的设计机构的设计 2.1.1 起升电动机的选型计算起升电动机的选型计算 已知双梁悬挂过轨桥式起重机中，两个端梁，以及主梁，和小车等等零部件的 总重量， 我们取 2000Kg， 挂钩在 Z 方向移动范围为 50mm8000mm， 卷筒直径 d=450mm, min/68.37/628 . 0 2001 . 0 14 . 3 20000102000 mmsmmXXDnV NXmgG = = 具体的电机设计计算如下: N= WG 3.7(KW) G双梁悬挂过轨桥式起重机的调运能力，1000kg/h 传动效率，取 0.75 所以根据 N3.7kw，n1500r/min，查 B1 表 10-4-1 选用 Y112M-4，再查 B1 表 10-4-2 得 Y112M-4 电机的结构如下图所示： 2.1.2 圆柱齿轮减速器圆柱齿轮减速器的的选型选型计计算算 根据以上计算可知，卷筒的转速为 37.68mm/min,则根据公式有： 减速器的总传动比为： 2 1 n n i=588/37.68=15.6，根据相关表格可知，我们选择 ZQ-1000 型的圆柱齿轮减速器， 其需用功力 N=432KW， 传动比 i=15.6， 自重 g=3200KG, 输出最大扭矩 T=118000N。 2.1.3 卷筒选型卷筒选型计计算算 根据工况可知，系统的工作级别为 M2 级，由一下表格可得，卷筒钢丝绳 直径比系数为 e=14。则卷筒直径由一下公式可得： mmXedD450) 114(65.34) 1(= 其中，卷筒尺寸图如下： 2.1.4 浮动轴的设计计算浮动轴的设计计算 （1）初步确定轴的直径 mm n p Ad60 3 556 55 1303 0 0 0 = 根据工作条件，取 90=d mm （2）浮动轴受力分析 44.5144 360 1026 . 9 22 5 1 1 = = m t d T F N （3.33） 54.1731062222cos2044.5144cos 1 = oo tgtgFF tr N （3.34） 57.712062222sin2044.5144062222sin = ooo tgtgFF ta N （3）绘制浮动轴的受力简图，如图所示，求支座反力 垂直面支反力： 由 = 0 C M ，得： 0 2 570 32 = arBY FLFLR N L FLF R ar BY 13.629 5 . 761 2/36057.7125 .20254.17312/360 2 3 = + = + = 由 = 0Y ，得： 67.236013.62954.1731=+=+= BYrCY RFR N （3.37） 传动轴的受力简图 水平面支反力： 由 = 0 C M ，得： 0 32 =LFLR tBZ （3.38） 02.1368 5 . 761 5 . 20244.5144 2 3 = = L LF R t BZ N 由 = 0Z ，得： 56.309902.136854.1731=+=+= BZrCZ RFR N （3.39） （4）作弯矩图： 垂直面弯矩 Y M 图： C 点 495.479082 5 . 76113.629 2 =LRM BYCY Nmm （3.40） 水平面弯矩 Z M 图： C 点 675.478035 5 . 20267.2360 2 =LRM BZCZ Nmm （3.41） 合成弯矩M图： C 点 153.676785675.478035495.479082 2222 =+=+= CZCY MMM Nmm （3.42） （5）作转矩 T 图： 6 102 . 3=T Nmm 2.1.5 联轴器联轴器的的选型选型计计算算 根据公式 60 3 750 95 . 4 112 3 nI PI 0Admin=mm 输入轴的最小直径为安装联轴器的直径 12d ，为了使所选的轴直径 12d 与联轴器 的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。联轴器的计算转矩 2caATK T= ，查机械 设计（第八版）表 14-1，由于转矩变化很小，故取 1.3AK = ，则 2caATK T= =1.3X49.24=64012N.Mm 查机械设计课程设计表 14-4，选 Lx3 型弹性柱销联轴器其工称转矩为 1250N.m，而电动机轴的直径为 20mm 所以联轴器的孔径不能太小。取 12d =60mm， 半联轴器长度 L=80mm，半联轴器与轴配合的毂孔长度为 60mm。轴向滚动丝杠副 丝杠轴，选 HL1 型弹性柱销联轴器，其公称转矩为 1250000 .N mm，半联轴器的 孔径 60mm，半联轴器长度 82mm。 2.1.6 钢丝绳的选型计算钢丝绳的选型计算 钢丝绳在工程起重机上使用的非常普遍， 一般由许多高强度钢丝编绕而成。 它首先由单根钢丝绕在一起形成股，然后将其中一些股绕成绳芯，再由其它股 组成的外股围绕绳芯绕成钢丝绳。有些进口钢丝绳内部还包含一个塑料插芯， 通常以塑料涂层的形式经过特殊处理覆盖在绳芯上，重要的钢丝绳则在绳内部 充填适当的润滑剂以减少摩擦。 根据以上工况，计算可得：钢丝绳所承受的最大拉力为： knXX MX QG s 8 . 258 . 932/20000004670 2 =+= + = ，根据起升机构级别，查下表 可得安全系数 K=5， 其中整绳破断拉力NSkF171356=， 查表选取钢丝绳型号 6W(19)- 18- 155- 光- 右交（GB1102- 74),钢丝绳直径 D=20mm。 2.1.7 制制动器动器的的选型选型计计算算 根据系统工况，计算静制动力矩： NX XX X X Mj GQ KzKXMjM 8 . 310785 . 0 1642 524 . 0 )10500500000( 75 . 1 2 = + = + = ， 故 选 用 YWZ-600/200 制动器。 2.2 行走小车行走小车的机构的设计的机构的设计 2.2.1 小车行走电小车行走电机