本次毕业设计是对机械专业学生在毕业前的一次全面训练，目的在于巩固和扩大学生在校所学的基础知识和专业知识，训练学生综合运用所学知识分析和解决问题的能力。是培养、锻炼学生独立工作能力和创新精神的最佳手段。毕业设计要求每个学生在工作过程中，要独立思考，刻苦钻研，有所创新、解决相关技术问题。通过毕业设计，使学生掌握塔式起重机的总体设计、变幅机构的设计、变幅小车的设计和计算等内容，为今后步入社会、走上工作岗位打下良好的基础。

2、毕业设计（论文）课题任务内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：

（1）设计任务：

①总体参数的选择（QTZ40级别）

②结构形式

（2）总体设计

①主要技术参数性能

②设计原则

③平衡重的计算

④塔机的风力计算

⑤整机倾翻稳定性的计算

（3）变幅机构的设计和计算

①变幅机构的形式

②确定卷筒尺寸

③选择电动机、减速器、制动器、联轴器

④验算实际变幅速度

⑤验算起、制动时间

⑥电动机发热验算

⑦卷筒强度的计算

（4）变幅小车的设计

① 变幅小车的形式

② 变幅小车的强度计算

（5）设计要求

① 主要任务：学生应在指导教师指导下独立完成一项给定的设计任务，编写符合要求的设计说明书，并正确绘制机械与电气工程图纸，独立撰写一份毕业论文，并绘制有关图表。

② 知识要求：学生在毕业设计工作中，应综合运用多学科的理论、知识与技能，分析与解决工程问题。通过学习、钻研与实践，深化理论认识、扩展知识领域、延伸专业技能。

③ 能力培养要求：学生应学会依据技术课题任务，完成资料的调研、收集、加工与整理，正确使用工具书；培养学生掌握有关工程设计的程序、方法与技术规范，提高工程设计计算、图纸绘制、编写技术文件的能力；培养学生掌握实验、测试等科学研究的基本方法；锻炼学生分析与解决工程实际问题的能力。

④ 综合素质要求：通过毕业设计，学生应掌握正确的设计思想；培养学生严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风；在工程设计中，应能树立正确的生产观、经济观与全局观。

⑤ 设计成果要求：

1）凡给定的设计内容，包括说明书、计算书、图纸等必须完整，不得有未完的部分，不应出现缺页、少图纸现象。

2）对设计的全部内容，包括设计计算、机械构造、工作原理、整机布置等，均有清晰的了解。对设计过程、计算步骤有明确的概念，能用图纸完整的表达机械结构与工艺要求，有比较熟练的认识图纸能力。对运输、安装、使用等亦有一般了解。

3）说明书、计算书内容要精练，表述要清楚，取材合理，取值合适，设计计算步骤正确，数学计算准确，各项说明要有依据，插图、表格及字迹均应工整、清楚、不得随意涂改。制图要符合机械机械制图标准，且清洁整齐。

4）对国内外塔式起重机情况有一般的了解，对各种塔式起重机有一定的分析、比较能力。

其他各项应符合本资料有关部分提出的要求。

3、毕业设计（论文）成果要求（包括图表、实物等硬件要求）：

① 计算说明书一份

内容包括：设计任务要求的选型、设计计算内容、毕业实习报告等。作到内容完整，论证充分（包括经济性论证），字迹清楚，插图和表格正规（分别进行统一编号）、批准，字数要求不少于2万字；撰写中英文摘要；提倡学生应用计算机进行设计、计算与绘图。

② 图纸一套

不少于四张零号图纸量

4、主要参考文献：

【1】董刚　李建功　潘风章主编　《机械设计》（第3版）　北京：机械工业出版社　1998

【2】张质文，虞和谦等.起重机设计手册.北京：中国铁道出版社.1997.

【3】《机械设计手册》（第1卷）（新版）机械设计手册编委会编著　

北京：机械工业出版社　2004.8

【4】《机械设计手册》（第2卷）（新版）机械设计手册编委会编著　

北京：机械工业出版社　2004.8

【5】成大先主编《机械设计手册》（第4版）北京：化学工业出版社　2002

【6】顾迪民主编《工程起重机》（第2版）北京：中国建筑工业出版社　1988

【7】刘品主编《互换性与测量技术基础》（第2版）哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社　2001

【8】徐灏主编《机械设计手册》（第2版）　北京：机械工业出版社　2000

【9】曹双寅主编《工程结构设计原理》　南京：东南大学出版社　2002

【10】刘鸿文主编《材料力学》（第4版）高等教育出版社

【11】《QTZ400塔式起重机使用说明书》

【12】张青张瑞军编著《工程起重机结构与设计》北京：化学工业出版社，2008.7

【13】中华人民共和国国家标准GB/T　13752-92　《塔式起重机设计规范》　北京：中国标准出版社　1993

【14】范俊祥主编《塔式起重机》中国建材工业出版社

【15】许镇宇、邱宣怀主编：《机械零件》人民教育出版社

【16】刘佩衡主编《塔式起重机使用手册》北京：机械工业出版社，2002

【17】中国建设部《钢结构设计规范》 2003.12

【18】黄靖远龚剑霞贾延林《机械设计学》北京工业出版社，2002

【19】safety on construction sites 著者American Society of civil Engineers.Task Committee on Crane Safety on Constructions Sites 中图分类号：TH21-36

【20】孙在鲁著《塔式起重机应用技术》北京：中国建材工业出版社，2003.5

【21】SAE crane standards manual 著者Backham 中图分类号：TH21-65

5、本毕业设计（论文）课题工作进度计划：

起迄日期工作内容

2013.3.25-2013.3.28

2013.3.29-2013.4.13

2013.4.14-2013.4.20

2013.4.21-2013.5.15

2013.5.16-2013.6.5

2013.6.6-2013.6.19

2013.6.20-2013.6.21

熟悉整理资料

方案选择及总体设计

绘制总图

变幅机构、变幅小车的设计

绘制变幅机构、变幅小车装配图

绘制零件图纸

准备论文及答辩

摘要

塔式起重机是为了满足高层建筑施工、设备安装而设计的新型起重运输机械，本次设计的塔式起重机为水平臂架，小车变幅，上回转自升式多用途塔机。该机能够随建筑高度的升高而加升，具有占地面积小和拆装方便等优点，塔机上部能借助于液压顶升机构，根据施工的建筑物的增高而相应地升高，使司机操作方便，视野宽并始终保持高清晰。

本设计的题目是QTZ40塔式起重机—变幅系统的设计，主要设计理念是通过参照同类塔式起重机进行设计。此次设计的QTZ40塔式起重机形式为上回转液压顶升自动加节，固定式高度为30米，在附着状态下可达到100米，其工作幅度为40米。本机性能先进，结构合理，操作使用安全可靠．其主要特点是起重高度大，工作幅度宽。

本设计书主要包括三部分：第一部分是QTZ40塔式起重机总体方案的选择及总体设计计算过程；第二部分是变幅机构的设计与计算：包括变幅机构的形式、确定卷筒尺寸、选择电动机、减速器、制动器、联轴器；验算实际变幅速度验算起、制动时间；电动机发热验算；卷筒强度的计算；第三部分是变幅小车的设计：包括变幅小车的形式、变幅小车的强度计算。

关键词：QTZ40塔式起重机总体设计：变幅系统

ABSTRACT

Tower cranes are to meet high-rise construction building, equipment installation and design as a new type machinery of lifting transport. The design of Tower crane is horizontal boom, trolley luffing, on the back or decanted from the tower-type multi-purpose machines . To the building of the height of the rise and add up, this crane covers an small area and open a convenient advantages of the tower on top of the department have the promotion, according to the construction of buildings improves and correspondingly increase, the driver is easy to operate with wide and remained high.

The design of the topic was QTZ40 tower crane-minus its finite luffing system design. My design concept is refered to similar crane under design QTZ40 crane. There are many forms, the design form for the promotion and hydraulic automatic increase in fixed for 30 meters in height, which can achieve 100, the rate is 40 meters. The crane have good performance, logical structure and operation of using safe ． Its main characteristics are lifting a great job in the wide ．

This design mainly includes three parts: the first is the QTZ40 tower crane overall scheme selection and overall design calculation process;

The second part is to become the design and calculation of Trolley travelling:Include to become a form of organization, certain book tube size, choose electric motor, decelerate a machine, make a machine, allied stalk machine;Check to calculate to physically become speed to check to start to calculate and make time;The electric motor has fever to check to calculate;The calculation of book tube strength;The third part is to become the design of a small car:Include to become a form of small car and become the strength calculation of a small car.

Keywords: QTZ40 tower crane The total design：luffing system

第1章前言1

1.1塔式起重机概述1

1.2塔式起重机的发展趋势1

第2章总体设计2

2.1 概述2

2.2确定总体设计方案2

2.2.1 选择确定总体参数 2

2.2.2工作机构20

2.2.3安全保护装置 28

2.3 总体设计设计总则30

2.3.1 整体工作级别30

2.3.2 机构工作级别30

2.3.3 主要技术性能参数31

2.4 平衡重的计算31

2.5 起重特性曲线33

2.6 塔机风力计算 35

2.6.1工作工况Ⅰ 35

2.6.2工作工况Ⅱ 39

2.6.3非工作工况Ⅲ41

2.7 整机的抗倾覆稳定性计算44

2.7.1工作工况Ⅰ 45

2.7.2工作工况Ⅱ 46

2.7.3非工作工况Ⅲ47

2.7.3非工作工况Ⅳ48

2.8 固定基础稳定性计算49

第3章变幅机构的设计和计算 51

3.1变幅机构的形式 51

3.2 确定卷筒的尺寸51

3.2.1 卷筒的名义直径51

3.2.2 多层绕卷筒相关参数计算52

3.3. 选择电动机、减速器、制动器、联轴器 53

3.3.1选择电动机53

3.3.2 选择减速器 54

3.3.3 变幅机构制动器的选择54

3.3.4变幅机构联轴器的选择 55

3.4. 验算变幅速度57

3.5验算起、制动时间验算57

3.6电动机发热校验 59

3.7 校验卷筒强度60

第4章变幅小车的设计61

4.1 变幅小车的形式61

4.2 变幅小车的设计61

4.2.1绳索牵引式小车构造及其驱动方式61

4.2.2 运行小车牵引力计算63

4.2.3牵引绳最大张力66

4.2.4 选择牵引绳67

4.2.5 牵引卷筒计算67

毕业设计小结71

致谢 72

参考文献 74

第1章前言

1.1 概述

塔式起重机是我们建筑机械的关键设备，在建筑施工中起着重要作用，我们只用了五十年时间走完了国外发达国家上百年塔机发展的路程，如今已达到发达国家九十年代末期水平并跻身于当代国际市场。

QTZ40型塔式起重机简称QTZ40型塔机，是一种结构合理，性能比较优异的产品，比较国内同规格同类型的塔机具有更多的优点，能够满足高层建筑施工的需要，可用于建筑材料和预制构件的吊运和安装，并能在市内狭窄地区和丘陵地带建筑施工。高层建筑施工中，它的幅度利用率比其他类型起重机高，其幅度利用率可达全幅度的80%。

QTZ40型塔式起重机是400kN·m上回转自升式塔机。上回转自升塔式起重机是我国目前建筑工程中使用最广泛的塔机，几乎是万能塔机。它的最大特点是可以架得很高，所以所有的高层和超高层建筑、桥梁工程、电力工程，都可以用它去完成。这种塔式起重机适应性很强，所以市场需求很大。

1.2 发展趋势

塔式起重机是在第二次世界大战后才真正获得发展的。在六十年代，由于高层、超高层建筑的发展，广泛使用了内部爬升式和外部附着式塔式起重机。并在工作机构中采用了比较先进的技术，如可控硅调速、涡流制动器等。进入七十年代后，它的服务对象更为广泛。因此，幅度、起重量和起升高度均有了显著的提高。

就工程起重机而言，今后的发展主要表现在如下几个方面：①整机性能：由于先进技术和材料的应用，同种型号的产品，整机重量要轻20%左右；②高性能、高可靠性的配套件，选择余地大、适应性好,性能得到充分发挥；③电液比例控制系统和智能控制显示系统的推广应用；④操作更方便、舒适、安全，保护装置更加完善；⑤向吊重量大、起升高度、幅度更大的大吨位方向发展。

第2章总体设计

2.1 概述

总体设计是毕业设计中至关重要的一个环节，它是后续设计的基础和框架。只有在做好总体设计的前提下，才能更好的完成设计。它是对满足塔机技术参数及形式的总的构想，总体设计的成败关系到塔机的经济技术指标，直接决定了塔机设计的成败。

1.遵循“三化”：即零件标准化、产品系列化、部件通用化。

2.采用“四新”：即新技术、新结构、新材料、新工艺。

3.满足“三好”：即好制造、好使用、好维修。

制定设计总则以后，便可以编写设计任务书，在调研的基础上运用所学的知识，确定总体设计方案，保证设计的成功。

总体设计指导各个部件和各个机构的设计进行，一般由总工程师负责设计。在接受设计任务以后，应进行深入细致的调查研究，收集国内外的同类机械的有关资料，了解当前的国内外塔机的使用、生产、设计和科研的情况，并进行分析比较，制定总的设计原则。设计原则应当保证所设计的机型达到国家有关标准的同时，力求结构合理，技术先进，经济性好，工艺简单，工作可靠。

2.2 确定总体设计方案

QTZ40塔式起重机是上回转液压自升式起重机。尽管其设计型号有各种各样，但其基本结构大体相同。整台的上回转塔机主要由金属结构，工作机构，液压顶升系统，电器控制系统及安全保护装置等五大部分组成。

2.2.1 金属结构

塔式起重机金属结构部分由塔顶，吊臂，平衡臂，上、下支座，塔身，转台等主要部件组成。对于特殊的塔式起重机，由于构造上的差异，个别部件也会有所增减。金属结构是塔式起重机的骨架，承受塔机的自重载荷及工作时的各种外载荷，是塔式起重机的重要组成部分，其重量通常约占整机重量的一半以上，因此金属结构设计合理与否对减轻起重机自重，提高起重性能，节约钢材以及提高起重机的可靠性等都有重要意义。

1. 塔顶

自升塔式起重机塔身向上延伸的顶端是塔顶，又称塔帽或塔尖。其功能是承受臂架拉绳及平衡臂拉绳传来的上部载荷，并通过回转塔架、转台、承座等的结构部件或直接通过转台传递给塔身结构。

自升式塔机的塔顶有直立截锥柱式、前倾或后倾截锥柱式、人字架式及斜撑式等形式。截锥柱式塔尖实质上是一个转柱，由于构造上的一些原因，低部断面尺寸要比塔身断面尺寸为小，其主弦杆可视需要选用实心圆钢，厚壁无缝钢管或不等边角钢拼焊的矩形钢管。人字架式塔尖部件由一个平面型钢焊接桁架和两根定位系杆组成。而斜撑式塔尖则由一个平面型钢焊接桁架和两根定位系杆组成。这两种型式塔尖的共同特点是构造简单自重轻，加工容易，存放方便，拆卸运输便利。

塔顶高度与起重臂架承载能力有密切关系，一般取为臂架长度的1/7-1/10，长臂架应配用较高的塔尖。但是塔尖高度超过一定极限时，弦杆应力下降效果便不显著，过分加高塔尖高度不仅导致塔尖自重加大，而且会增加安装困难需要换用起重能力更大的辅助吊机。因此，设计时，应权衡各方面的条件选择适当的塔顶高度。

本设计采用前倾截锥柱式塔顶，断面尺寸为1.36m×1.36m。腹杆采用圆钢管。塔顶高6.115米。塔冒用无缝钢管焊接而成，顶部设有连接平衡臂拉杆和吊臂拉杆的铰销吊耳，以及穿绕起升钢丝绳的定滑轮，顶部应装有安全灯和避雷针。其结构如图2-1所示：

图2-1 塔顶结构图

2. 起重臂

1）构造型式

塔式起重机的起重臂简称臂架或吊臂，按构造型式可分为：小车变幅水平臂架；俯仰变幅臂架，简称动臂；伸缩式小车变幅臂架；折曲式臂架。

小车变幅水平臂架，简称小车臂架，是一种承受压弯作用的水平臂架，是各式塔机广泛采用的一种吊臂。其优点是：吊臂可借助变幅小车沿臂架全长进行水平位移，并能平稳准确地进行安装就位。因此此次设计采用小车变幅水平臂架。

小车臂架可概分为三种不同型式：单吊点小车臂架，双吊点小车臂架和起重机与平衡臂架连成一体的锤头式小车臂架。单吊点小车变幅臂架是静定结构，而双吊点小车变幅臂架则是超静定结构。幅度在40m以下的小车臂架大都采用单吊点式构造；双吊点小车变幅臂架结构一般幅度都大于50m。双吊点小车变幅臂架结构自重轻，据分析与同等起重性能的单吊点小车变幅臂架相比，自重均可减轻5%-10%。小车变幅臂架拉索吊点可以设在下弦处，也可设在上弦处，现今通用小车变幅臂架多是上弦吊点，正三角形截面臂架。这种臂架的下弦杆上平面均用作小车运行轨道。

2）分节问题

臂架型式的选定及构造细部处理取决于塔机作业特点，使用范围以及承载能力等因素，设计时，应通盘考虑作出最佳选择，首先要解决好分节问题。

小车臂架常用的标准节间长度有6、7、8、10、12m五种。为便于组合成若干不同长度的臂架，除标准节间外，一般都配设1~2个3~5m长的延接节，一个根部节，一个首部节和端头节。端头节构造应当简单轻巧，配有小车牵引绳换向滑轮、起升绳端头固定装置。此端头节长度不计入臂架总长，但可与任一标准节间配装，形成一个完整的起重臂。本次设计选用标准节长度为6m，另加上2m长的延接节。

参考文献

【1】董刚　李建功　潘风章主编　《机械设计》（第3版）　北京：机械工业出版社　1998

【2】张质文，虞和谦等.起重机设计手册.北京：中国铁道出版社.1997.

【3】《机械设计手册》（第1卷）（新版）机械设计手册编委会编著　

北京：机械工业出版社　2004.8

【4】《机械设计手册》（第2卷）（新版）机械设计手册编委会编著　

北京：机械工业出版社　2004.8

【5】成大先主编《机械设计手册》（第4版）北京：化学工业出版社　2002

【6】顾迪民主编《工程起重机》（第2版）北京：中国建筑工业出版社　1988

【7】刘品主编《互换性与测量技术基础》（第2版）哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社　2001

【8】徐灏主编《机械设计手册》（第2版）　北京：机械工业出版社　2000

【9】曹双寅主编《工程结构设计原理》　南京：东南大学出版社　2002

【10】刘鸿文主编《材料力学》（第4版）高等教育出版社

【11】《QTZ400塔式起重机使用说明书》

【12】张青张瑞军编著《工程起重机结构与设计》北京：化学工业出版社，2008.7

【13】中华人民共和国国家标准GB/T　13752-92　《塔式起重机设计规范》　北京：中国标准出版社　1993

【14】范俊祥主编《塔式起重机》中国建材工业出版社

【15】许镇宇、邱宣怀主编：《机械零件》人民教育出版社

【16】刘佩衡主编《塔式起重机使用手册》北京：机械工业出版社，2002

【17】中国建设部《钢结构设计规范》 2003.12

【18】黄靖远龚剑霞贾延林《机械设计学》北京工业出版社，2002

【19】safety on construction sites 著者American Society of civil Engineers.Task Committee on Crane Safety on Constructions Sites 中图分类号：TH21-36

【20】孙在鲁著《塔式起重机应用技术》北京：中国建材工业出版社，2003.5

【21】SAE crane standards manual 著者Backham 中图分类号：TH21-65

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内容简介：: 河北建筑工程学院本科毕业设计（论文）题目QTZ40塔式起重机总体及变幅系统的设计学科专业机械设计制造及其自动化班级机092班姓名孙立明指导教师李常胜辅导教师河北建筑工程学院毕业设计（论文）任务书课题名称QTZ40塔式起重机总体及变幅机构的设计系：机械工程系专业：机械设计制造及其制动化班级：机092 姓名：孙立明学号： 2009307221 起迄日期： 2013年3月25日 2013年 6月21日设计（论文）地点: 综405 指导教师：李常胜辅导教师：发任务书日期： 2013年3月 5 日 1、毕业设计（论文）目的：本次毕业设计是对机械专业学生在毕业前的一次全面训练，目的在于巩固和扩大学生在校所学的基础知识和专业知识，训练学生综合运用所学知识分析和解决问题的能力。是培养、锻炼学生独立工作能力和创新精神的最佳手段。毕业设计要求每个学生在工作过程中，要独立思考，刻苦钻研，有所创新、解决相关技术问题。通过毕业设计，使学生掌握塔式起重机的总体设计、变幅机构的设计、变幅小车的设计和计算等内容，为今后步入社会、走上工作岗位打下良好的基础。2、毕业设计（论文）课题任务内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：（1）设计任务：总体参数的选择（QTZ40级别）结构形式（2）总体设计主要技术参数性能设计原则平衡重的计算塔机的风力计算整机倾翻稳定性的计算（3）变幅机构的设计和计算变幅机构的形式确定卷筒尺寸选择电动机、减速器、制动器、联轴器验算实际变幅速度验算起、制动时间电动机发热验算卷筒强度的计算（4）变幅小车的设计变幅小车的形式变幅小车的强度计算（5）设计要求主要任务：学生应在指导教师指导下独立完成一项给定的设计任务，编写符合要求的设计说明书，并正确绘制机械与电气工程图纸，独立撰写一份毕业论文，并绘制有关图表。知识要求：学生在毕业设计工作中，应综合运用多学科的理论、知识与技能，分析与解决工程问题。通过学习、钻研与实践，深化理论认识、扩展知识领域、延伸专业技能。能力培养要求：学生应学会依据技术课题任务，完成资料的调研、收集、加工与整理，正确使用工具书；培养学生掌握有关工程设计的程序、方法与技术规范，提高工程设计计算、图纸绘制、编写技术文件的能力；培养学生掌握实验、测试等科学研究的基本方法；锻炼学生分析与解决工程实际问题的能力。综合素质要求：通过毕业设计，学生应掌握正确的设计思想；培养学生严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风；在工程设计中，应能树立正确的生产观、经济观与全局观。设计成果要求：1）凡给定的设计内容，包括说明书、计算书、图纸等必须完整，不得有未完的部分，不应出现缺页、少图纸现象。2）对设计的全部内容，包括设计计算、机械构造、工作原理、整机布置等，均有清晰的了解。对设计过程、计算步骤有明确的概念，能用图纸完整的表达机械结构与工艺要求，有比较熟练的认识图纸能力。对运输、安装、使用等亦有一般了解。3）说明书、计算书内容要精练，表述要清楚，取材合理，取值合适，设计计算步骤正确，数学计算准确，各项说明要有依据，插图、表格及字迹均应工整、清楚、不得随意涂改。制图要符合机械机械制图标准，且清洁整齐。4）对国内外塔式起重机情况有一般的了解，对各种塔式起重机有一定的分析、比较能力。其他各项应符合本资料有关部分提出的要求。3、毕业设计（论文）成果要求（包括图表、实物等硬件要求）：计算说明书一份内容包括：设计任务要求的选型、设计计算内容、毕业实习报告等。作到内容完整，论证充分（包括经济性论证），字迹清楚，插图和表格正规（分别进行统一编号）、批准，字数要求不少于2万字；撰写中英文摘要；提倡学生应用计算机进行设计、计算与绘图。图纸一套不少于四张零号图纸量4、主要参考文献：【1】董刚李建功潘风章主编机械设计（第3版）北京：机械工业出版社1998【2】张质文，虞和谦等.起重机设计手册.北京：中国铁道出版社.1997.【3】机械设计手册（第1卷）（新版）机械设计手册编委会编著北京：机械工业出版社2004.8【4】机械设计手册（第2卷）（新版）机械设计手册编委会编著北京：机械工业出版社2004.8【5】成大先主编机械设计手册（第4版）北京：化学工业出版社2002【6】顾迪民主编工程起重机（第2版）北京：中国建筑工业出版社1988【7】刘品主编互换性与测量技术基础（第2版）哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社2001【8】徐灏主编机械设计手册（第2版）北京：机械工业出版社2000【9】曹双寅主编工程结构设计原理南京：东南大学出版社2002【10】刘鸿文主编材料力学（第4版）高等教育出版社【11】QTZ400塔式起重机使用说明书【12】张青张瑞军编著工程起重机结构与设计北京：化学工业出版社，2008.7【13】中华人民共和国国家标准GB/T13752-92塔式起重机设计规范北京：中国标准出版社1993【14】范俊祥主编塔式起重机中国建材工业出版社【15】许镇宇、邱宣怀主编：机械零件人民教育出版社【16】刘佩衡主编塔式起重机使用手册北京：机械工业出版社，2002【17】中国建设部钢结构设计规范 2003.12【18】黄靖远龚剑霞贾延林机械设计学北京工业出版社，2002【19】safety on construction sites 著者American Society of civil Engineers.Task Committee on Crane Safety on Constructions Sites 中图分类号：TH21-36【20】孙在鲁著塔式起重机应用技术北京：中国建材工业出版社，2003.5【21】SAE crane standards manual 著者Backham 中图分类号：TH21-655、本毕业设计（论文）课题工作进度计划：起迄日期工作内容2013.3.25-2013.3.282013.3.29-2013.4.132013.4.14-2013.4.202013.4.21-2013.5.152013.5.16-2013.6.52013.6.6-2013.6.192013.6.20-2013.6.21熟悉整理资料方案选择及总体设计绘制总图变幅机构、变幅小车的设计绘制变幅机构、变幅小车装配图绘制零件图纸准备论文及答辩教研室审查意见：教研室主任签字：年月日系审查意见：系主任签字：年月日河北建筑工程学院毕业设计（论文）开题报告课题名称QTZ40塔式起重机总体及变幅机构的设计系别：机械工程系专业：机械设计制造及其自动化班级：机092 学生姓名：孙立明学号： 2009307221 指导教师：李常胜课题来源导师课题课题类别工程设计一、论文资料的准备(一) 塔式起重机概述塔式起重机简称塔机，亦称塔吊，起源于西欧。据记载，第一项有关建筑用塔机专利颁发于1900年。1905年出现了塔身固定的装有臂架的起重机，1923年制成了近代塔机的原型样机，同年出现第一台比较完整的近代塔机。1930年当时德国已开始批量生产塔机，并用于建筑施工。1941年，有关塔机的德国工业标准DIN8770公布。该标准规定以吊载(t)和幅度(m)的乘积(tm)一起以重力矩表示塔机的起重能力。塔式起重机是在第二次世界大战后才真正获得发展的。战后各国面临着重建家园的艰巨任务，浩大的建筑工程量迫切需要大量性能良好的塔式起重机。自塔式起重机在建筑施工中显露身手并逐渐成为工程机械一个重要分支以来，已经有50余年历史，其间利经了曲折复杂的发展阶段。70年代末，由于种种原因，国外塔式起重机制造业陷入了低谷，不少中小工厂纷纷停业或转产，仅少数大厂得以维持。直至80年代末才呈现逐渐复苏态势，1994年为复苏年头，复苏势头最好的国家为德国。据有关资料介绍，在塔机制造业鼎盛的70年代，西德拥有各式塔机48500台，80年代总量减至1/3，而近几年，东西德合并，基建规模扩大，塔机产量上升，现有塔机近40000台，其中半数机龄不足5年。如今世界塔机市场最为红火的地区为东欧和亚太（特别是东南亚）。活跃在塔机市场上的著名产商是；德国的 Liebherr 、Peiner、 Wolff ，法国的 Potain 、BPR,意大利的 Potain-Simma、Comedil 、 Nauva 、 EDILMAC ，西班牙的Comansa ，芬兰的 Betrox ，丹麦的KRLL澳大利亚的Favco。这些大厂为了在国际塔机市场上占有更多份额，莫不注重总结经验，认真分析市场动态，下大力气进行产品的更新和开发(二) 我国塔式起重机的发展在中国塔式起重机的生产与应用已有40多年的历史，历经了一个从测绘仿制到自行设计制造的过程。20世纪50年代，为满足国家经济建设需要，中国引进了前苏联以及东欧一些国家的塔式起重机，并进行仿制。1954年仿制民主德国设计的样机，在抚顺试制成功了中国第一台TQ26型塔式起重机。随后又仿照前苏联样机，研制了15t与25t塔式起重机，这个时期中国生产与使用的塔式起重机的数量都较少。20世纪60年代，由于高层、超高层建筑的发展，广泛使用了内部爬升式和外部附着式塔式起重机，并在工作机构中采用了比较先进的技术，如直流电机调速、可控硅调速、涡流制动器，在回转和运行机构中安装液力偶合器等。在此时期，中国开始进入了自行设计与制造塔式起重机的阶段。1961年，首先在北京试制成功了红旗-11型塔式起重机，它也是中国最早自行设计的塔式起重机。随后，中国又自行设计制造了TQ-6型塔式起重机，至1965年全国已经有生产厂10余家，生产塔式起重机360多台。这些塔式起重机都是下转动臂式，可整体拖运，能满足六层以下民用建筑施工的需要。20世纪70年代，塔式起重机服务对象更为广泛。塔式起重机的幅度、起重量和起升高度均有了显著提高。为了满足市场各方面的要求，塔式起重机又向一机多用方向发展。中国塔式起重机进入了技术提高、品种增多的新阶段。1972年中国第一台下回转的轻型轮胎式轨道两用起重机问世：同年为了北京饭店施工，中国又自行设计制造了QT-10型自升式塔式起重机，该机的起重力矩为1600kNm。这一时期还先后开发了ZT 100、ZT 120、ZT 280等小车变幅自升式塔式起重机、QT-20小车变幅内爬式塔式起重机，QTL 16、TQ 40、TQ 45、TD 25、QTG 40、QTG 60 下回转动臂自行架设快装塔式起重机等，其年产量最高超过900台，标志着中国塔式起重机行业进入一个新的阶段。20世纪80年代，中国塔式起重机相继出现了不少新产品，主要有QTZ 100、QZT 120等自升式塔式起重机，QT 60、QTK 60、QT 25HK 等下回转快装塔式起重机等。这些产品在性能方面已接近国外70年代水平，这一时期的最高年产量达1400台。与次同时，随着改革开放和国际技术交流的曾多，为满足建筑施工的需要，也从国外引进了一些塔式起重机，其中有联邦德国的 Liebherr、法国的Potain 以及意大利的 Edilmac等公司的产品。由于这些塔式起重机制造质量较好，技术性能比较先进，极大地促进了中国塔式起重机产品的设计与制造技术的进步。20世纪90年代以后，中国塔式起重机行业随着全国范围建筑任务的增加而进入了一个新的兴盛时期，年产量连年猛增，而且有部分产品出口到国外。全国塔式起重机的总拥有量也从20世纪50年代的几十台截至2000年约为6万台。现全国有300多个生产厂家，取得生产许可证的有241家；年产量9000台左右：产值超亿元、利税超千万的企业已达十多家。自1992年至今，塔机年出口量均大于进口量均大于进口量，年出口金额均大于进口金额，到目前为止年贸易顺差已达800多万美元，在基本上满足国民经济发展需要的前提下述可以出口创汇。至此，无论从生产规模、应用范围和塔式起重机总量等角度衡量，中国均堪称塔式起重机大国(三) QTZ40型塔式起重机的简单介绍及其市场前景QTZ40塔式起重机是由张家口建筑机械厂设计制造的，该QTZ40自升式塔吊为上回转、水平臂架、小车变幅、液压自升式多用途塔吊。起重力矩400KN.m，最大起重量4T，独立架设时最大起升高度可达29米，加附着最大起升可达120米，最大幅度分46.8米、42米和50米。QTZ40塔式起重机充分利用成组技术、组合设计技术及有限元分析技术，以“塔式起重机微机设计平台”为工具设计的国内最新型的起重运输机械。QTZ40塔吊为水平臂架、小车变幅、上回转液压顶升式起重机。最大有效幅度47m。是该种机型国内唯一达到此幅度的塔机。塔机独立使用时，起升高度27.8m，附着起升高度为120m（2倍率）。该机各项速度指标均达到或优于国家标准。该机自重（不含配重及附着装置）21.46吨，总装机容量25.82KW，该机参数先进，性能优良可靠，造型美观，质量精良，结构简单实用，设有先进的安全装置，维修方便，使用安全，价格合理，是广大中小建筑企业理想的建筑施工机械。QTZ40塔吊布置合理，外型美观，司机室独立侧置，视野好，给操作者创造了良好的工作环境。使用方便，维修简单，是广大建筑施工企业理想的建筑施工机械。具有起升、回转、变幅、顶升四种工作机构，可单独或复合动作，可以获得较高的工作效率。顶升机构用于塔身接高或降塔。起升机构采用多速电机，有快速、中速和慢就位多种速度，充分满足用户各种工况的需要。起重臂可左、右作540度全回转，回转、变幅灵活可靠，起吊就位准确，可满足建筑施工中垂直及水平运输的需要。该机设有起重量限制器、力矩限制器、起升高度限制器、幅度限位器和回转限制器等安全保护装置齐全，灵敏可靠，确保塔机正常工作。另外，还设有休息平台、护栏等安全保护设施。司机室独立侧置，造型美观，视野开阔，内部空间大，操作方便。该机适用性好，广泛用于中高层以下的各类工业与民用建筑和滑模施工的吊装，可用于港口、货场的装卸(四) 起重机变幅机构的简单介绍变幅机构变幅机构变幅机构变幅机构变幅机构的用途是改变起重机的幅度或伸距，即改变吊钩(或抓斗)中心至起重机旋转中心轴线的水平距离，以适应起重机在不同条件下装卸货物。变幅机构按作业要求分为非工作性变幅和工作性变幅两种，按性能要求又可分为非平衡变幅和平衡变幅两种。非平衡变幅就是在臂架摆动时，臂架的重心和物品的重心都要升高或降低，在减少幅度时，需要耗费很大的驱动功率；而在增大幅度时，则引起较大的惯性载荷，影响使用性能。因此，非平衡变幅大多用在桅杆起重机、塔式起重机或流动起重机等非工作性变幅，即不带物的变幅。其变幅的速度较低，一般在1020米份。工作性变幅的起重机在每-I作循环中都要变幅，为提高生产率，节约驱动功率和使操作平衡可靠，需要采用平衡变幅。即应用各种方法使起重机在变幅过程中物品的重心沿水平线或近似水平线移动，而臂架系统的重量由活动平衡重所平衡，两者的合成重心也沿水平线移动。这种起重机的变幅可以较大，用于安装工作时，变幅速度为1035米分：用于装卸作业时，变幅速度为4090米分或更高；小起重量时，取较高速度；大起重量时，取较低速度平衡变幅的臂架系统须与起升绳的卷绕和布置方式同时考虑，根据不同的工作要求合理选择臂架的型式及其杆件尺寸，当臂架摆动时，使起升绳的伸缩补偿吊钩的垂直位移，达到吊钩作水平移动的茸的。根据补偿原理，臂架的型式可分为单臂架系统和组合臂架系统两种。在单臂架系统中，都采用绳索补偿法补偿吊钩的垂直位移，以使吊钩作近似水平移动。根据结构不同，又分滑轮组补偿法、转柱导向滑轮补偿法、平衡滑轮补偿法和平衡卷筒补偿法等四种。其中，平衡滑轮补偿法的结构简单、钢丝绳磨损小，目前在大中起重量门座起重机上应用较多。绳索补偿法都具有一些共同的特点，如钢丝绳长，缠绕的滑轮多，在交幅时钢丝绳要在滑轮上滚移，因而加速了钢丝绳的磨损。但由于钢丝绳长，在起升物品时缓冲性能较好，这能减少结构的振动；同时这类补偿都使用单臂架，重量轻，设计也简单。近年来，随着钢丝绳质量的提高，滑轮组补偿法和平衡滑轮补偿法都应用的较多。若不用伸缩补偿法，便要用组合臂架系统。组合臂架由臂架、象鼻梁和拉杆等组成。起升绳从吊钩引至卷筒时，可以平行或不平行于拉杆轴线或臂架轴线。总的来说，组合臂架系统的显著优点是不需要单臂架那样的补偿滑轮，因此起升绳长度短、卷绕滑轮少、钢丝绳寿命长；其吊钩位移曲线要比单臂架的吊钩位移曲线平滑；吊钩至象鼻梁端点的距离(即悬挂高度)短，且在变幅时基本不变，这有助于减少物品的摆动，改善变幅工作的性能。详细的介绍可以看第二部分变幅机构的方案选型(五) 课题意义通过对该课题的研究，可以对我在本科期间的所学知识进行一个全面的巩固，比如计算机绘图、力学分析、各个机械方面软件的应用，专业语言面描述能力。加强我学以致用的能力。同时也是对我查阅资料能力、外语水平的再一次提高，也扩大了我对本专业领域的了解。并提高我的创新能力、团队精神和沟通能力，树立良好的学术思想和工作作风。二、本课题的目的（重点及拟解决的关键问题）本次毕业设计是对机械专业学生在毕业前的一次全面训练，目的在于巩固和扩大学生在校所学的基础知识和专业知识，训练学生综合运用所学知识分析和解决问题的能力。是培养、锻炼学生独立工作能力和创新精神的最佳手段。毕业设计要求每个学生在工作过程中，要独立思考，刻苦钻研，有所创新、解决相关技术问题。通过毕业设计，使学生掌握塔式起重机的总体设计、变幅机构的设计、变幅小车的设计和计算等内容，为今后步入社会工作岗位打下良好的基础。重点解决包括总体参数的选择，结构形式的确定。然后按照总体设计的要求进行各项参数的计算，包括主要技术参数性能，设计原则，平衡重的计算，塔机的风力计算，整机倾翻稳定性的计算。而关键问题解决在于变幅机构的设计和计算，这里包括选择变幅机构的形式，确定卷筒尺寸，接下来再选择电动机的型号，以及减速器、制动器、联轴器的选择。在这个过程中我们一定要认真选择合适的型号，以免影响后面的设计。接着还要验算实际变幅速度，验算起、制动时间。以及电动机发热验算。卷筒强度的计算。到这里大部分的设计任务基本上已完成，我们要回过头重新看一看，检查一下哪里是否出现错误，及时改正。最后一项任务是变幅小车的设计，包括变幅小车的形式，变幅小车的强度计算。计算过程中要细心，仔细计算每一个结果，确保设计任务符合标准。三、主要内容、研究方法、研究思路主要内容：（1）设计任务：总体参数的选择（QTZ40级别）结构形式（2）总体设计主要技术参数性能设计原则平衡重的计算塔机的风力计算整机倾翻稳定性的计算（3）变幅机构的设计和计算变幅机构的形式确定卷筒尺寸选择电动机、减速器、制动器、联轴器验算实际变幅速度验算起、制动时间电动机发热验算卷筒强度的计算（4）变幅小车的设计变幅小车的形式变幅小车的强度计算研究方法：类比法：参考国内同类型塔式起重机设计；研究思路：对变幅机构进行设计计算（力的分析、强度校核，寿命的预算）1、设计任务总体参数的选择结构形势2、总体设计主要技术参数性能设计原则平衡重的计算塔机的风力计算整体倾翻稳定性计算3、变幅机构的设计和计算变幅机构的形式确定卷筒尺寸选择电动机、减速器、制动器、联轴器验算实际变幅速度验算起、制动时间电动机发热验算卷筒强度计算4、变幅小车设计变幅小车的形式变幅小车的强度计算四、总体安排和进度（包括阶段性工作内容及完成日期）3.21-3.27：熟悉整理资料3.28-4.10：方案选择与总体设计4.11-4.17：绘制总图4.18-5.15：变幅机构、变幅小车的设计5.16-6.5：绘制变幅机构、变幅小车装配图6.6-6.17：绘制零件图纸6.18-6.22：准备论文及答辩五、主要参考文献【1】董刚李建功潘风章主编机械设计（第3版）北京：机械工业出版社1998【2】张质文，虞和谦等.起重机设计手册.北京：中国铁道出版社.1997.【3】机械设计手册（第1卷）（新版）机械设计手册编委会编著北京：机械工业出版社2004.8【4】机械设计手册（第2卷）（新版）机械设计手册编委会编著北京：机械工业出版社2004.8【5】成大先主编机械设计手册（第4版）北京：化学工业出版社2002【6】顾迪民主编工程起重机（第2版）北京：中国建筑工业出版社1988【7】刘品主编互换性与测量技术基础（第2版）哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社2001【8】徐灏主编机械设计手册（第2版）北京：机械工业出版社2000【9】曹双寅主编工程结构设计原理南京：东南大学出版社2002【10】刘鸿文主编材料力学（第4版）高等教育出版社【11】QTZ400塔式起重机使用说明书【12】张青张瑞军编著工程起重机结构与设计北京：化学工业出版社，2008.7【13】中华人民共和国国家标准GB/T13752-92塔式起重机设计规范北京：中国标准出版社1993指导教师意见：指导教师签名：日期：教研室意见：教研室主任签名：日期：系意见：系领导签名：日期：系盖章课题来源：导师课题、社会实践、自选、其他课题类别：工程设计、施工技术、新品开发、软件开发、科学实验、毕业论文。摘要塔式起重机是为了满足高层建筑施工、设备安装而设计的新型起重运输机械，本次设计的塔式起重机为水平臂架，小车变幅，上回转自升式多用途塔机。该机能够随建筑高度的升高而加升，具有占地面积小和拆装方便等优点，塔机上部能借助于液压顶升机构，根据施工的建筑物的增高而相应地升高，使司机操作方便，视野宽并始终保持高清晰。本设计的题目是QTZ40塔式起重机变幅系统的设计，主要设计理念是通过参照同类塔式起重机进行设计。此次设计的QTZ40塔式起重机形式为上回转液压顶升自动加节，固定式高度为30米，在附着状态下可达到100米，其工作幅度为40米。本机性能先进，结构合理，操作使用安全可靠其主要特点是起重高度大，工作幅度宽。本设计书主要包括三部分：第一部分是QTZ40塔式起重机总体方案的选择及总体设计计算过程；第二部分是变幅机构的设计与计算：包括变幅机构的形式、确定卷筒尺寸、选择电动机、减速器、制动器、联轴器；验算实际变幅速度验算起、制动时间；电动机发热验算；卷筒强度的计算；第三部分是变幅小车的设计：包括变幅小车的形式、变幅小车的强度计算。关键词：QTZ40塔式起重机总体设计：变幅系统ABSTRACTTower cranes are to meet high-rise construction building, equipment installation and design as a new type machinery of lifting transport. The design of Tower crane is horizontal boom, trolley luffing, on the back or decanted from the tower-type multi-purpose machines . To the building of the height of the rise and add up, this crane covers an small area and open a convenient advantages of the tower on top of the department have the promotion, according to the construction of buildings improves and correspondingly increase, the driver is easy to operate with wide and remained high.The design of the topic was QTZ40 tower crane-minus its finite luffing system design. My design concept is refered to similar crane under design QTZ40 crane. There are many forms, the design form for the promotion and hydraulic automatic increase in fixed for 30 meters in height, which can achieve 100, the rate is 40 meters. The crane have good performance, logical structure and operation of using safe Its main characteristics are lifting a great job in the wide This design mainly includes three parts: the first is the QTZ40 tower crane overall scheme selection and overall design calculation process; The second part is to become the design and calculation of Trolley travelling:Include to become a form of organization, certain book tube size, choose electric motor, decelerate a machine, make a machine, allied stalk machine;Check to calculate to physically become speed to check to start to calculate and make time;The electric motor has fever to check to calculate;The calculation of book tube strength;The third part is to become the design of a small car:Include to become a form of small car and become the strength calculation of a small car.Keywords: QTZ40 tower crane The total design：luffing system哈尔滨工业大学学报（新系列），2006年第6期三环齿轮减速器的载荷分配系数（LDC）的理论计算和实验研究梁永生，李华敏，李瑰贤（中国，哈尔滨工业大学，机电学院，150001，）摘要：本文中分析了三环齿轮减速器的制造和装配错误. 三环减速器是一种新的传输类型，它的中间环板和侧环板之间的偏心相位差是120o。中间环板的质量与边环板相等或相差180，并且中间环板的质量是边环板的两倍，其影响两侧环之间的载荷分布。主要制造和装配错误包括偏心套偏心误差Em，内齿板Er和输出外齿轮En。本文提出了一种新的理论方法，将用荷载分配系数荷载（LDC），用间隙元法（GEM），一个有限元法（FEM）计算环板的齿根弯曲应力。理论计算和实验研究提出了，测量环板通过粘贴应变计的中间环板内齿轮副的齿根弯曲应力。理论计算与实验结果比较可以发现LDC的两种三环齿轮减速器偏心套之间的相位差是分别是120o和180o。研究表明，理论计算结果与实验研究一致，也就是说，理论计算方法是可行的。关键词: 三环齿轮减速器(TRCR);载荷分布系数(LDC); 有限元分析（FEM）; 间隙元法(GEM)中图分类号:TH132.41 文献标识码：A 文章编号：1005-9113（2006）06-0748 - 05。三环齿轮减速器（TRGR）是一个在中国传播的发明, 作为一个传输装置，它的工作基于少齿差速传动的原理。三环的传动结构如图1所示。三环的传输是由两个高速输入轴1与三个偏心轴护套组成，它们之间的相位差分别为120o或180o，一个低速输出轴2，3和三环板内齿轮和输出轴上的外齿轮4组装，所有的轴都是平行的。在本文中，第一种被提到的三环减速器的偏心套之间的偏心相位差是120o,第二种被提到的三环减速器偏心套之间的偏心相位差是180o。三环板组装成高速轴1，在飞机上的话它们和外部齿轮4啮合，它具有大的传动比，两个输入轴可能是有司机分别分离和驱动的。三环齿轮减速器的传动比，如下所示：其中Z4和Z3分别代表三环减速器的外齿轮的齿数和内齿轮齿数图1三环传输的基本图三环齿轮传动具有以下特点：他们的齿廓曲率方向相同，所以在相对正常的曲率和大负荷能力很小；内齿板和外齿轮齿之间的距离很小，所以多齿啮合会增加其承载能力；由于其优良的承载能力和过载能力，它已经广泛的应用在许多相关的领域，如国防，化工，轻工，举重和运输，工程，食品工业和制造工程等。1负载分布和误差分析从图1，我们可以看到每一个内齿板是双曲柄机构，三个内齿板的外齿轮输出轴是在同一时间传动的。理论上，在每个内部齿轮的载荷在任何时间都是相等的，但事实上，由于部分失真和不可避免的制造和装配误差，使得内部各齿轮载荷不平等，也就是说，内齿板之间负荷分布不均衡，这将对其承载能力的影响。三偏心误差是影响三环减速器载荷分布的主要因素，Em，Er和Ew分别代表偏心套，内齿轮和外齿轮的偏心误差。根据啮合传动的几何关系，三偏心误差可以被转换成输出轴上的等效中心误差，ym, yr和yw,他们的最大值可以表示如下: ymmax=Emyrmax=Er/2cosa (2)ywmax=Ew 这里，a代表是啮合角。添加负载平衡机制来补偿部分的错误是一种有效的减少和消除三个错误影响的方法，本文的目的是从理论上用非线性有限元法计算两种三环减速器无负载均衡机制，通过实验研究确认结果。这可能与设计的负载均衡机制提供必要的技术规范。此外，比较和分析了两种三环减速器的载荷分布的能力。外部齿轮轴的三偏心误差造成的等效径向位移Y等于矢量和等效中心误差，它可以表示如下：y=ym+yr+yw (3)事实上，相当于中央的错误的时间周期函数及其相位向量的概率密度分布符合, 他们在任何时候都不相同，因此通过对这三个偏心误差的最大值计算等效中心误差显然是不合适的，通过这三个偏心误差平方和计算等效中心误差是合理的。参考文献 3 的最大浮点值的概率的计算方法，等效径向位移y的最大值表示如下：根据我们的原型HITSH145型三环减速器的设计参数，三偏心误差计算如下：所以等效径向位移的最大值ymax = 0.060mm，换句话说，三偏心误差会导致，无负载平衡的减速机构的外部齿轮中心，产生0.060mm径向位移。2种计算方法：在行星传动的载荷分布系数(LDC)是判定其分布载荷能力的一个重要标准，在一般情况下，它可以被定义为一个行星齿轮的传动减速器上平均负载的最大载荷。对三环减速器，它可以被定义为在环板的平均负荷下的最大负荷率。载荷分布系数 Kp可以表示如下：其中，极值出于这其中的最大值P1max,P2max, Pnmax;P1,P2, Pn代表对环板的平均负荷; P1max,P2max, Pnmax代表对环板的最大载荷; np代表了环板的数量。由于齿根弯曲应力与环板负荷成正比，载荷分布系数 KP可以表示如下：其中，极值出于这其中的最大值1max，2max，nmax；1，2，n代表环板上的平均齿根弯曲应力；1max，2max，nmax代表环板上的最大齿根弯曲应力；np代表了环板的数量。因此，只要环板可以得到齿根弯曲应力，该减速器载荷分布系数 KP可以通过（7）表达有限元法（FEM）结构设计和力学分析时是一种有效的数值分析方法，集成设计工程分析软件（IDEAS）是一种实用的综合设计和分析软件，少齿差减速器和n内齿环板，如图2所示。在图2中的环板的主应力可以通过运用I-DEAS和间隙元法（GEM）得到，载荷和边界约束条件符合实际工况条件。所以这少齿差减速器的载荷分布系数Kp与n内齿圈可以通过（7）表达。图2 n环板少齿差减速器有限元分析图3 实例计算在本文中，将对两种三环载荷分布系数进行计算，第一种三环减速器如图3所示，其有三个厚度相同的相位差为120o内齿环板，传输规格如下： Z1=42, Z2=44,m=3.5mm,h *a=0.8,c*=0.3,x1=1.14mm, x2=1.41mm,b=25mm,da1=159.3mm, df1=147.3mm,da2=157.7mm,df2=171.0mm 根据三环的传动原理，我们可以得知，内部齿轮是一个驱动和外部齿轮是另一个驱动, 因此，图3第一种三环减速器（偏心相位差为120o）边界条件是制约内啮合齿轮的径向运动和外齿轮副及加了扭矩的外齿轮沿切线圆周运动。齿轮啮合是在平面应力问题的范围之内。因此，我们可以采用四节点单元和节点的厚度等于环板的厚度的方法计算齿根弯曲应力。根据传动结构，我们建立的细胞类型，依据细胞大小和材料特性，然后运用啮合模块生成13 156个四节点细胞和13 852个节点，它的有限元分析模型如图4所示，根据以上的误差分析，约束集与解集可以通过运用I-DEAS和间隙元法建立。采用溶液模型计算结果如下所示：1=58.4MPa，2=61.2MPa，3=56.6MPa，4=92MPa 所以我们可以得到Kp= 1.566,其中, i代表各环板的平均应变。图4第一种三环减速器的有限元分析模型第二种三环减速器的是如图5所示的有三个环板，两个侧环板厚度相同，中间的是一侧的两倍厚，且它们之间的相位差是180o。为了克服死点，两个输入轴共同驱动，传输规格如下：Z1=42, Z2=44,m=3.5mm,h *a=0.8,c*=0.3, x1=1.41mm, x2=1.41mm, da1=159.3mm, df1=图5第二种三环减速器（偏心相位差为180o）147.3mm, b1=38mm,da2=157.7mm,df2=171.0mmb2=19mm在本文中，对第二种三环减速器环板上的两个内齿轮采用插齿机同步加工。环板上的两个鞘被精密车床，钻孔和铣凹槽后截切成合适大小。因此，我们认为他们是相同的，可能会加入到一个b *2=2 b 2= 38mm，按照平面应力问题，边界条件和扭矩与第一种三环减速器相同，因此，我们可以采用四节点单元和节点的厚度等于环板的厚度计算齿根弯曲应力。根据传动

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