汽车随车起重机设计【9张图/10500字】【优秀机械毕业设计论文】
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汽车
起重机
设计
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优良
机械
毕业设计
论文
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文档包括:
说明书一份，39页。10500字。
任务书一份。
开题报告一份。
实习报告一份。
图纸共9张，如下所示
A0-总装图.dwg
A0-起升机构.dwg
A1-减速箱箱体.dwg
A1-回转机构.dwg
A2-卷筒.dwg
A3-大齿轮.dwg
A3-端盖.dwg
A3-齿轮轴I.dwg
A3-齿轮轴II.dwg
目 录
1 起升机构的设计……………………………………………………………1
1.1 起升机构的基本参数计算…………………………………………1
1.1.1传动方案 ……………………………………………………1
1.1.2基本参数的计算 ……………………………………………1
1.2 钢丝绳的设计与选用 ……………………………………………3
1.3 滑轮及滑轮组设计 ………………………………………………4
1.3.1 选材与材料…………………………………………………4
1.3.2 滑轮直径D …………………………………………………5
1.3.3 绳最大偏角…………………………………………………5
1.3.4 滑轮轴设计…………………………………………………5
1.3.5 滑轮轴承的设计与校核……………………………………6
1.4 吊钩的设计与选用 ………………………………………………6
1.4.1 选材…………………………………………………………6
1.4.2 构造…………………………………………………………6
1.4.3 吊钩挂架……………………………………………………6
1.4.4 横梁…………………………………………………………6
1.5 卷筒设计 …………………………………………………………7
1.5.1 名义直径……………………………………………………7
1.5.2 卷筒的长度…………………………………………………7
1.5.3 卷筒厚度……………………………………………………8
1.5.4 卷筒强度校核………………………………………………8
1.6 减速器设计 ………………………………………………………8
1.6.1 总传动比及其分配…………………………………………8
1.6.2 传动装置的运动参数计算…………………………………8
1.6.3 齿轮设计……………………………………………………9
1.6.4 棘轮设计……………………………………………………15
1.6.5 轴的设计……………………………………………………16
2 起重臂的设计………………………………………………………………25
2.1 三铰点设计…………………………………………………………25
2.2 起重臂设计…………………………………………………………26
2.2.1 起重臂基本参数计算与选用 ………………………………26
2.2.2 起重臂的形状及主要计算参数 ……………………………27
3 回转机构的设计……………………………………………………………32
3.1 回转支承的选用……………………………………………………32
3.1.1 简介 …………………………………………………………32
3.1.2 载荷计算 ……………………………………………………32
3.1.3 阻力矩计算 …………………………………………………33
3.1.4 校核 …………………………………………………………34
3.1.5 回转减速机输出扭矩 ………………………………………34
3.2 回转减速器的选用…………………………………………………35
3.3 支腿反力的计算……………………………………………………36
参考文献 ………………………………………………………………………37
设计总结 ………………………………………………………………………38
致谢 ……………………………………………………………………………39
摘 要
6.3吨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6.3吨随车起重机上首次采用了伸缩臂型结构，并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
Abstract
6.3Truck Mounted Crane (abbreviation TMC) belongs to boom-Crane .It combines the advantages .So it can greatly decrease labor intensity, increase working I use flexible boom in TMC for the first time and have a optimization design. This product has features of compact structure, easy operation. It is suitable for wide use in traffic transportantion,dock warehouse and all small-sized industries for goods loading loading and unloading and long distance transportation. Its main content includes the following aspects:
The design for winch mechanism The winch mechanism consists of hydraulic motor, reducer, ratchet wheel stop and winch drum.Reducer lowers the speed of hydraulic motor for driving the winch drum to wind or unwind the load hoisting wire rope. When working, the motor drives reducer and bring along winch drum rotation, then the wire rope is wound or unwound ,the load will be lift or lowered through pulley block system. Lifting or lowering of the load will be controlled by the rotation direction of the motor. Ratchet wheel stop is used to stop the motion of the drum, holding the load in the air.
The design of boom The boom adopts flexible type and box-shaped structure.Cylinder bodies are fitted on the boom. There are slide supports at outsides of every section of booms. The working range of TMC can outsides of every are fitted on the boom.There are slide supports at outsides of every section of booms. The working range of TMC can be realized by the extension or retraction of cylinder body. It uses different steel products in different positions for decrcasing boom’s weight and fully developing steel products’ function.
The design of swing mechanism Swing mechanism contains swing bearing and swing driver, the same is, no-oil lubricated bearings, worm-and-wheel steering gear and gydraulic motor. This structure has the advantages of light weight, reliable force on it and smooth action. It can make the load transported in the horizontal plane.
Key words TruckMounted Crane ；winch mechanism；Boom ；swing mechanism；Swing bearing
- 内容简介：
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湖南工学院 2011 届毕业设计（论文）课题任务书 系： 机械工程系 专业： 机械设计制造及其自动化 指导教师 冯晓康 学生姓名 莫健超 课题名称 汽车随车起重机设计 内容及任务 设计一台 汽车随车起重机 任务 : 拟达到的要求或技术指标 （ 1） 统一要求： 按任务书要求完成规定的任务，撰写设计说明书（论文），一律采 用计算机编辑。内容包括设计的意义与作用、设计方案选择和计算、主要零件的受力分析和强度校核、经济技术分析等。 写出不少于 400 字的中文摘要；至少翻译一篇本专业外文文献（ 10000 个以上印刷符号），并附译文。 需完成不少于 3 张零号图纸的结构设计图 、装配图和零件图， 有折合 1 号图幅以上的图纸用手工绘制，查阅到 10 篇以上与题目相关的文献，按要求格式独立撰写不少于 12000 字的设计说明书。 （ 2）技术指标： 起吊重量： 升速度： v=12m/升高度： 10m 最大工作幅度： 升角 =75 进度安排 起止日期 工作内容 备注 第 4至 5周 第 6至 8周 第 9至 13周 第 14至 15周 第 16周 布置任务，方案设计 设计计算和工艺编制 结构设计和绘图 编写毕业设计说明书 毕业答辩 主要参考资料 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 教研室 意见 年 月 日 系主管领导意见 年 月 日 毕业实习报告 一、实习说明 (1)实习时间： 2011 年 2 月 18 日至 2011 年 2 月 26 日 (2)实习地点： 广州市维度塑料制品有限公司 (3)实习性质：毕业实习 二、实习单位简介 广州 市维度塑料制品有限公司成立于 2007 年，专业生产各类微量塑胶商标、环保矽胶商标、塑胶拉头、电压高周波产品、环保橡胶商标、注塑鞋扣、塑胶工 艺 品、塑胶扣具、塑胶拉头等塑胶产品 产品采用进口原材料，科学配方 ,独特工艺生产，质量通过 证 测和欧洲玩具 安全标准 。同时 , 维度凭借目前国内最先进的辰望自动化点胶设备生产线 , 能在产量加倍提高的同时有效地保证产质量，大大地领先于业内水平。因卓越的品质和交货准时，我们的产品远销欧美等许多国家 以质量求发展、以诚信对待客户 的宗旨，以最优品质、最快的发货期、合理的价格竭诚为您 服务。 三 、 实习环境 实习期间，我在实习工厂的注塑车间 (部门 )工作，注塑部门主要从事于在生产第一线生产并简单加工产品。我被安排在该部门的一个小组工作，该部门有经理 1 名，主管 1 名， 拉长 2 名。车间的各个生产小组有组长 1 名，技术员 1 名，加料员 1 名。每个生产小组有生产员工 10 多名左右。 四、实习过程 (1)了解过程 起初，刚进入车间的时候，车间里的一切对我来说都是陌生的。车间里 的工作环境也不怎么好，呈现在眼前的一幕幕让人的心中不免有些茫然。 第一天进入车间开始工作时，所在小组的组长、技术员给我安排工作任务，分配给我的任务是简单加工一种名叫 商标 ，我按照技术员教我的方法，运用操作工具开始慢慢学着加工该产品，在加工的同时注意操作流程及有关注意事项等。毕业实习的第一天，我就在 这初次的工作岗位上加工产品，体验首次在社会上工作的感觉。在工作的同时慢慢熟悉车间的工作环境。 作为初次到社会上去工作的学生来说，对社会的了解以及对工作单位各方面情况的了解都是甚少陌生的。一开始我对车间里的各项规章制度，安全生产操作规程及工作中的相关注意事项等都不是很了解，于是我便阅读实习单位下发给我们的员工手册，向小组里的员工同事请教了解工作的相关事项，通过他们的帮助，我对车间的情况及开机生产产品、加工产品等有了一定的了解。车间的工作实行两班制 (a、 b 班 )，两班的工作时间段为：早上 8： 30 至晚上 8： 30;晚上 8： 30至早上 8： 30。车间的所有员工都必须遵守该上、下班制度。 (2)摸索过程 对车间里的环境有所了解熟悉后，开始有些紧张的心开始慢慢平静下来，工作期间每天按时到厂上班，上班工作之前先到指定地点等待小组组长集合员工开会强调工作中的有关事项，同时给我们分配工作任务。明确工作任务后，则要做一下工作前的准备工作，于是我便到我们小组的工具存放区找来一些工作中需要用到的相关用具 (比如：胶料袋子、脱模剂、产品标识单等 )。在机台位置上根据员工作业指导书上的操作流程进行正常作业，我运用工作所需的用具将 机器生产出的产品加工包装好，并将加工包装好的产品贴好产品标识单存放在指定的位置。另外在工作中，机器生产出的产品有时会出现异常 (比如：产品出现缺胶、料花、气纹、色差等 )。出现上述情况时，要及时告知小组组长、技术员，让他们帮助解决出现的问题，小组长、技术员通过对机器的调节让生产出的产品恢复正常，符合检验的要求。 在工作期间有些产品的加工难度较大。刚开始加工起来还真棘手的，加工效率不高，加工出来的产品质量也不怎么的。让人苦恼的，于是 我便向小组里的员工同事交流，向他们请教简单快速的加工方法与技巧。运用他们介绍的操作方法技巧慢慢学着加工这有难度的产品，从中体会加工产品的效果。同时在加工中选择适合的加工工具，也有利于提高工作的效率。在平时工作过程中也要不断摸索出生产、加工产品的有效方法和技巧。有时在开关机生产、加工产品时，对产品应该怎样包装不明白，此时，我便向员工同事学习，向他们请教正确的加工包装方式，另外也可以询问评管 (质检员 )，按评管提供的要求进行生产、加工包装产品。 (3)实际操作 经过一段时间开机生产、加工包装产品的学 习，我对车间产品的生产、加工包装的整个流程已有了一个较详细的了解与熟悉。对有些常加工的产品也比较熟悉了，对不良产品的识别力也有所提高了，生产、加工产品的效率也在不断提高。上班期间，听从小组长的安排，接受小组长分配的工作任务，在自己的工作区认真地进行作业。当出现一些小的问题和困难时，先自己尝试着去解决，而当问题较大自己独自难以解决时，则向小组长、技术员反映情况，请求他们帮助解决。在他们的帮助下，出现的问题很快就被解决了，我有时也学着运用他们的方法与技巧去处理些稍简单的问题，慢慢提高自己解决处理问题的能力。在解 决处理问题的过程中也不断摸索出解决机器小故障的方法途径。这样从而让我在工作时的自信心不断增强，对工作的积极性也有所提高。 在所开的机器不出现大的故障的情况下，在确保产品质量的基础上尽自己的努力提高工作的效率。尽量让生产出的产品数量达到班产要求的数量，以便完成生产任务。每次下班之前，将自己工作区域内的卫生打扫干净，垃圾放入垃圾袋中并放到相应的位置，把工作桌面和地面上的物品用具收拾摆放好。就这样一天的全部工作内容也就完成了，嘿 !这工作任务也较艰巨的啊 ! 五、实习期工作总结和收获 实习期间，我对实习工厂的 注塑车间 (部门 )生产、加工包装产品的整个操作流程有了一个较完整的了解和熟悉。虽然实习的工作与所学专业没有很大的关系，但实习中，我拓宽了自己的知识识面，学习了很多学校以外的知识，甚至在学校难以学到的东西。 在实习的那段时间，让我体会到从工作中再拾起书本的困难性。每天较早就要上班工作，晚上较晚才下班回宿舍，深感疲惫，很难有精力能再静下心来看书。这更让人珍惜在学校的时光。 此次毕业实习，我学会了运用所学知识解决处理简单问题的方法与技巧，学会了与员工同事相处沟通的有效方法途径。积累了处理有关人际关系问题的经验方法 。同时我体验到了社会工作的艰苦性，通过实习，让我在社会中磨练了下自己，也锻炼了下意志力，训练了自己的动手操作能力，提升了自己的实践技能。积累了社会工作的简单经验，为以后工作也打下了一点基础。 六、致谢 感谢 广州市维度塑料制品有限公司 给了我这样一个实习的机会，能让我到社会上接触学校书本知识外的东西，也让我增长了见识开拓眼界。感谢我所在部门的所有同事，是你们的帮助让我能在这么快的时间内掌握工作技能，感谢我们生产小组组长、技术员，你们帮助我解决处理相关问题，包容我的错误，让我不断进步。此外，我还要感谢 我的实习指导老师 ， 在实习期间指导我在实习过程中需要注意的相关事项。我感谢在我有困难时给予我帮助的所有人。 2011 年 2 月 18 日 星期 五 晴 盼望已久的毕业实习终于要开始了，虽然刚刚过完春节！一大早我就踏上了去广州番禺的车程。初春的天气，暖洋洋的让人很舒服，不过一路颠簸，近 12小时的车程，还是让人很疲惫的。 赶到公司已是晚上 8 点多，接待我的夏经理还没下班，正跟一个老外洽谈业务。看她用英语和老外熟练自然的交流， 各种专业英语脱口而出， 很是羡慕。 突然觉得说英语也很容易，不过，这只是在心里想想，我依然“有口难开”。 晚上 9 点多，客户终于走了，夏经理接着安排了我的住宿。 刚到第一天，就小小的体验了一把公 司紧密的工作节奏，对接下来的实习有点小小的紧张及惶恐，不过没什么，路都是杀出来的！ 晚了！睡觉！ 2011 年 2 月 19 日 星期 六 晴 今天 是实习正式开始的第一天，我被安排在注塑车间实习。 车间主管肖亮很年轻，待人也很热情。我对公司有了第 2 个了解：浓浓的人情味，浓浓的关心。实习第一天，没什么具体的工作任务，就是安排在车间到处参观学习，了解工作流程，了解注意事项。说实话，注塑车间的空气实在不怎么好，像 胶料，气味很刺鼻。 下午，生产组长安排我实际操作，新手上路就是杀手 ，浪费 N 多材料以 后终于让我做出一个勉勉强强的成品，高兴之余略带惭愧。同事告诉我，这是必经的路程，慢慢熟练就好了。 总的来说，实习第一天过得还算满意，公司除了车间环境其他地方都做得很到位，对完成一个月的实习任务还是信心满满的！ 2011 年 2 月 21 日 星期一 晴 广州的天气，没什么晴雨的，都是来得快去得快，让人难以判断。上周提交的调到注塑机装配车间申请表通过了，今天第一天来车间报道，这是夏经理直接管理的车间 ，就几个装配师傅和一个自动化软件管理的工程师。 嘿嘿，申请到装配车间，一来，更接近我的专业，二来，公司 在广州春季展览会申请到了一个展览机会 我就是奔这个去的。 2011 年 2 月 22 日 星期二 晴 展览会如期举行，我刚来装配车间的第 2 天 脖子上挂上“参展人员”的牌子，感觉无比神气，生平第一次参加这么 大 规模的 展览会，虽然是被安排来打杂的。展厅分为小型机械，皮具，服装等六大区域，大大小小展位 300 多个，是众多厂家和商家的集合。我们的展位在机械区靠前的地方，人流量很大的，我被安排做一些资料整理等杂物。工作之余我一边学习公司产品的 特点，一边向夏经理学习对待客户需要注意的问题及一些业务洽谈的技巧，收益颇多！中午休息期间，我还去其他展位做了参观，了解了许多和我们公司同类产品的一些基本情况，对明天的展厅接待工作信心更足了。现代商场，知己知彼已经是必须的条件。 2011 年 2 月 26 日 星期 六 阴 光阴似箭， 毕业 实习 以接近尾声，回想这 段时间的 忙忙碌碌，往事一点一滴成我心间流过。些许失落和感慨，些许兴奋及期待。但现在充斥我心间的是拼搏奋斗不轻言放弃的激情。 毕业了，我们开始走向社会，而这 次 实习，是我们走出校园，踏入社会的第一步，这个 阶段是我们不如职场的重要过度，是一个人人生的又一重大转折，这个月最终会让我受益终生。 实习虽然苦点，累点，这些对我们年轻人来说都无所谓，重要的是通过实习我们有了收获。实习让我明确了目标，了解了什么是工作，工作是怎么回事，什么样的工作适合自己，以及处理人际关系的更多方法。实习让我对自己全面的了解了一次，对自己职业生涯有了设计规划和调整。 公司的领导，同事都对我很关心，整个实习过程完成的很顺利，尤其是夏经理，教我很多 感谢！ 实习时间是有限的，但我觉得自己从头到脚整体锻造了一遍，不仅进一步巩固了自己课本所 学，更重要的是提高了自己的实践能力及分析问题解决问题的能力，通过 这次 实习，我深深的融入了公司的企业文化中，融入了这个集体里。 马上步入职场， 短暂浓缩 的实习将会是我人生的一个重要起点。最后再次感谢公司领导对我的重视及关心，感谢各位师傅们对我的悉心指导。 湖南工学院 毕业设计（论文）答辩资格审查表 题 目 汽车随车起重机设计 学生姓名 莫健超 学 号 214070314 专 业 机械设计制造及其自动化 指导教师 冯晓康 尊敬的答辩委员会： 我的设计课题是汽车随车起重机设计，从毕业设计任务布置到设计说明说的编写及最终定稿审核，前前后后 11 周的忙碌，毕业设计基本完成。本次设计主要针对汽车随车起重机设计的起升机构，吊臂及回转机构的设计。 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。 主要完成任务：开题报告一份，任务书一份，翻译与设计有关的英文文献一份，设计说明书一份，实习报告及日记一份 现在毕业设计的各项工作已经完成，我向毕业答辩委员会申请进行答辩。 申请人签名： 日期： 2011 届毕业设计说明书 汽车随车起重机设计 院 (系 )、部： 机械工程系 学生姓名： 莫 健 超 指导教师： 冯晓康 职称 副 教授 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 0703班 完成时间： 2011年 6月 湖南工学院毕业设计 (论文 )开题报告 题 目 汽车随车起重机设计 学生姓名 莫健超 班级学号 机本 0703 班 14 号 专业 机械设计制造及自动化 ： 一、设计课题： 汽车随车起重机设计 随车起重机是安放在载货汽车上的一种附加起重设备。它属于臂架型起重机，其运行支承装置采用气轮胎，可以在无轨路面上行走。与其他起重机相比，随车起重机把起重和运输功能结合起来，不仅节省劳动力，而且节约能源、减少费用，也由于设计和制造随车起重机的技术进步，使其生产有了较大的发展。 随车起重机在搬动物料时，经历上料、运送、卸料和回到 原处的过程，是一种间歇动作的机械。 按照设计任务书的要求， 本次设计主要对起升机构、回转机构、起重臂和液压系统进行了分析与计算 二、课题关键问题及难点： 1. 起升机构设计 起升机构是起重机中最重要与基本的部分。其工作的好坏，直接影响到整台机构的工作性能。起升机构主要由驱动装置、传动装置、卷绕系统、取物装置与制动装置等组成。 起升结构采用液压马达一减速机一卷筒的传动方案 。 起重臂是随车起重机的主要受力构件，直接影响着起重机的承载能力、整机稳定性和自重。吊臂是以受弯为主的双向压弯构件，其长度可 以变化。 采用伸缩式直臂箱形结构， 具有良好的抗弯与抗扭刚度等优点。适用于中小吨位轮式的起重机。 回转机构是臂架型起重机的主要工作机构之一，它的作用是使已被升在空间的货物绕起重机的垂直轴线作圆弧运动，以达到在水平面内运输货物的目的。回转机构主要由两部分组成：回转支承装置与回转驱动装置。 4 设计总结 小型起重机以灵巧方便占有市场 ，须操作简单。起重机的布局及个机构材料选择很重要， 起重机属于典型的机械产品，根据其使用环境的不同，起重机的设计要具有不同特性作为毕业设计的选题不仅可以检验自己的 机械专业能力还可以考察创新创造能力 。 三、参考文献调研综述 1、此次设计为起重机械 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 四、执行方案 设计参数 起吊重量： 升速度： v=12m/升机构的传动设计方案： 马达 一级闭式此轮 输出小齿轮 滚筒 钢丝绳 吊钩 考虑起重机的承载能力，总机稳定性及吊臂自重，采用箱形结构伸缩式吊臂。 设计参数 起升高度： 10m 最大工作幅度： 升角 = 75 采用滚动轴承式回转支承装置。 回转结构的传动设计方案： 马达 蜗轮、蜗杆减速器 齿轮 回转支承 设计图纸： 1、总装图 1 张； 2、卷筒轴装配图 1 张 3、 起重机构装配图 1 张 4、回转机构装配图 1 张 5、零件图：各非标件零件图。 （图纸量不少于 3 张 五、毕业设计进度安排： 1 布置任务，方案设计 时间 2 周 2 设计计算和工艺编制 时间 3 周 3 结构设计和绘图 时间 5 周 4 编写毕业设计说明书 时 间 2 周 指导教师批阅意见 指导教师 (签名 )： 年 月 日 注：可另附 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 随车起重机上首次采用了伸缩臂型结构，并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 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 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 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 - 1 - 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 - 2 - (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 - 3 - 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 = = - 4 - 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 - 5 - 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 - 6 - = =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 = - 7 - 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 钢丝绳绕上卷筒后，把卷筒箍紧，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 - 8 - 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 - 17 - 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 - 18 - 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 - 20 - 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 - 21 - 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 - 22 - 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 - 23 - = 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 - 31 - 表 6 起升高度计算结 果 (回转 臂长 幅度 - 32 - 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+ - 33 - =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) - 34 - = 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 - 35 - 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
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