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单轨 抓斗 起重机 设计 说明书 仿单 cad

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39 (2003) 472475of 50093, on on E is in E is AM a of of a as an E, by a in a of a 2003 to A in is of in as it is to a a or a In is to to in of a of a AD to to 5. E of an or is on a is RE of a of Y. 2. to a an by AM RE in as It is as 3:(i) a of AD of in a is in a be in to a AD of a is it is AD be E be to AD E be as a is of as 5:(i) of is by 3/$ 2003 09243)00513 39 (2003) 472475 4731. E.(of is in to of of a A AD be in to of 1 E. E be on E E in of of a of a as an E C is in a It of to a 2), it is a of as as to of as an to 2. D of E is a is T C, a C of is AM UM 0.2 on T 3 E. E of a in a on 3. . 39 (2003) 4724754. NC of of of of of MM is a in 1,2. of MM UM a is MM a 5 mm a mm in mm in 4a). is to of In to to mm of On 600 of of a is a a of a 4. of MM of of in Y at of of of of a a to of of a be of be be of a of of a of AD is AM of of in of AD is In be is is 2of of is a of to is a in to as as .2 is NC of AD of is C a is by C AD 4 C of of 5 AD of of 5. AD of of 39 (2003) 472475 4754. on E E in of a a of of a as an C a RE is an of a RE is an to a a a to Y. F. on of of in 122, 1997, 741746.2 H. Y. S. on of 9,Xi619, 1999, 618620.3 Q. H. Y. R. to (1996) 47(4 H. 1996. 5 Y. Y. X. of J. 24 (4) (1999) 4246 (研究逆向工程中的应用工程技术 摘要 根据对以往研究逆向工程（ 技术，可再生能源工程中的应用进行了探讨性的论文。稀土应用环境是建立与坐标测量机（ 软件。以核心柴油发动机的进气为例，阐述了可再生能源的过程，从对象的数字化， 量数据是通过使用三维坐标测量机扫描获得的物理对象。通过处理测量数据，作者成功地建立了模具和加工模具 型，并获得了一个好 成绩。 关键词 :逆向工程设计、产品开发、模具 当 今，竞争压力已经到了，在快速的产品 设计和优化 需求围绕 在产品开发周期。简短 的 产品开发时间是 要 强烈满足需求， 随着 制造业的全球化造成的活动和市场需求的变化。在如航空航天，汽车，造船工程领域和药品，这是难以建立型 的 现有的产品，具有自由曲面或雕塑表面。在这种情况下，逆向工程（ 一个有效的方法能大大降低产品开发循环。 这个过程是指在设计师的收购 产品的设计理念 ,从数字化的身体模型 ,建立了 型实现 向 物理模型 的靠近 。该模型可以创造重用性、修改和优化 5。由再保险技术几何形状的零件或产品。 在此基础上测量数据是由 一个完整的和复杂的 型是创造的。有两个关键技术、如下。数字化的物理模型和创作的计算机辅助设计 (型。 2. 稀土工作流程 不同于传统的设计理念和方法，可再生能源技术 是与计算机技术相结合的是 一开始 到 现有的设计产品，模型测量技术和 术。稀土已在许多不同 部门应用 ，如汽车，造船，电子和医药。它是常用于 这些方面 例如以下 3： （一） 如果 最终产品的原型是仿照手动， 所以 没有 要求 对 型原型存在，例如油泥模型在汽车行业。 （二）在一个 公司和所有现有的 介绍产品 中 必须为蓝本，以有一个完全数字档案。特别是，在复杂的 型形部分是因为它是仿照很难 用 其 型直接创建。 （三） 复杂形状部件必须检查，可再生能源示范创建一个比较现有的 型。可再生能源的过程主要可以被看作是一个过程链这是由三个主要 方面 如下 5： （一）对象的数字化：三维形状 可以使该 产品获得任何适当的测量方法。 （ 二）测量数据处理： 用三维采集 数据进行处理，以满足需求下面的操作。 （三）创作的 型：一个完整的 型 使 产 品必须建立在以代表所有该产品的有关数据 之中 。 图 示了稀土 的工作流程。整个稀土过程 由 计算机 辅助。 基于上述可再生 能源技术的原理，作者应用 并 设计 和制造再生能源技术 解决 柴油发动 机 的死机 。以核心芯片对柴油发动机 进气道为例，本文介绍了稀土过程， 从对象的数字化，计算机辅助设计 在数控加工模型重建。 入口是柴油发动 机的重要组成部分。 在很大程度上， 它影响柴油机的 特点 。因为入口有 非常复杂的形状（见图 是很 难创建一个入口数字模型，以及制造对 应 口的核心芯片。因此， 作者 采取的 是以 它 在工程应用研究再生能源技术 作为一个例子 。 土环境 可再生能源 的 环境是一个本地区域网络 （ 这是建立两个工 作地点， 两个工作站 ， 三 台 电脑，一个坐 标 测 量 机 （ 和 三数控机床。该硬 件 工作 平台采用水平处置 和 站着操作 个人电脑。主要应 用软件 是 统的 成 测量系统和由 司提 供的 软件。使用的操作系统 是在 作 站着 操作 个人电脑的 T。 图 示了可再生能源 的环境。随着计算机网络 的 应用和 可再生能源过程，即 对象的数字化，加工测量数 据，一个 C 加工，是实现对计算机集成 环境。 具的数字化 一般来说，对 于 三维测量方法几何产品数据 可 分为两类，即触觉测量和光学测量。三坐标测量机是一般的触觉测量设备，是在工业企业广泛使用 1,2。撰文衡量模具的几何形状，并获得通过使用 量数据测量和软件与线性扫描模式的物理模型模具扫描 毫米以上模型在第一个领域复杂地区 1 毫米（见图 多少测量点是由三坐标测量机自动确定根据测量表面的曲率变化对触觉点。为了避免滑，探头开始测量距离在 4 被测量的表面。平均而言有约 1600 测量 点 获 得 一 个扫描曲线。 量数据处理 一个机械跟踪过程的结果是一个结构点和线的大量点序列结构 4。在三坐标测量机的输出数据坐标该探头的中心值和正常向量 X， Y 和 Z 方向在触觉点的位置。此外，对测量数据输出格式不符合的 型建立的要求。因此，人们必须处理测量数据。笔者拥有自主研发的一个方案，以实现转型对测量数据的格式。首先，对测量数据输出格式必须转化为一个可以接受的格式由 成 。然后对测量数据进行对照 多余的必须被过滤掉，并把 处理 当做 一个可视化的方式。数据处理，可直接使用一个模具 型 进行 创建。 造一个模具 型 在创建 两个在 型的建立方法从测量数据使用自由格式的特征造型。一个是所谓的曲线模式 ， 通过这种方式，建造从曲线测量数据生成，然后表面可以创建通过建设曲线网格生成。另一名被称为表面的模式，表面生成的测量数据直接从 2。由于测量数据输出的坐标该探头的中心值，表面产生对于距离的测量数据，抵 消了表面等于探针半径，远离实际面衡量。因此，一要抵消这种表面 ， 表面生成的是通过着色表面分析 表 面，以检查其连续性 和 分析功能与光滑度，以及 表面产生和测量点 之间的错误。米，是可以接受的。 控加工的模具 可以确定的数控加工工艺规划与生成一个应用程序的刀具制造地点。进一步加工 由代码生成，通过数控后 处理。最后，是由数控机床加工工具 进行 图 4显示了数控测量和表面的结果核心重建死于入口，而图 5 显示生成的 型的核心死于入口。 4 结论 根据以往的研究再生能源技 术，作者还探讨了稀土工程应用技术在设计和制造复杂的产品。以一个例子是一个柴油发动机进气道死亡，他们所描述的整个过程，从对象的数字化， 型重建，以数控加工，并已获得了良好的效果。稀土是一种有效的方法大大降低了产品开发周期，并确保产品质量设计和制造产品具有复杂的表面。可再生能源技术并不复制一个现有的产品，而是获得一个设计概念从现有的物理模型并创建一个完整的数字化产品模型，并进一步优化产品设计。 参考资料 1 Y. F. on of of in 1 22, 1997, 741 746. 2 H. Y. S. on of 9, Xi6 19, 1999, 618 620. 3 Q. H. Y. R. to in (1996) 4 7 ( 4 H. 1996. 5 Y. Y. X. of J. 24 (4) (1999) 42 46 ( 南昌航空大学学士学位论文01绪 论起重机械是用来对物料起重、运输、装卸和安装等作业的机械设备，它在国民经济各部门都有广泛的应用，起着减轻体力劳动、节省人力、提高劳动生产率和促进生产过程机械化的作用。起重机在搬运物料时，经历上料、运送、卸料和回到原处的过程，有时运转，有时停转，是一种间歇动作的机械。通常，起重机械由工作机构、金属结构、动力装置与控制系统等三大部分组成。所谓工作机构是指起重机械的机械传动部分而言，常见的有起升机构、运行机构、回转机构和变幅机构，通常称为“起重机四大机构”。本设计为2t单轨抓斗起重机设计。当起重量不大时，多采用电动单轨起重机。这种起重机的特点是小车可以走到另一跨去，本设计侧重于机械方面的设计。主要机构有：起升机构、运行机构。起升机构用来实现货物的升降，它是任何起重机械不可或缺的一部分，是起重机中最重要与最基本的结构。起升机构工作的好坏将直接影响到整台起重机的工作性能。起重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组成。此外，根据需要还可装设各种辅助装置等。本设计的起重机起升机构采用电动葫芦。电动葫芦结构紧凑，电机轴线垂直于卷筒轴线的电动葫芦采用蜗轮传动装置,宽度方面尺寸大,结构粗笨,机械效率低,加工较难题。其缺点为:长度尺寸大。液压系统为双重控制，溢流调节阀、磁接点压力表均可对压力进行精确的控制。电器控制部门采用了低电压控制，增加了支配系统的平安性。电动葫芦属于轻小型起重设备。它是将电动机、减速机构、卷筒等紧凑地集合成一体的起重机构。它可以单独使用，也可以作为电动单轨起重机、电动单梁或双梁起重机的小车来使用。由于电动葫芦结构非常紧凑，通常由厂家专门生产，价格便宜，从而得到了普遍的应用。电动葫芦可备有小车，以便在工字梁的下翼缘上运行，是吊重在一定范围内移动。钢丝绳电动葫芦工作安全可靠，起升速度较高，故在本设计中被采用。同时，为了减轻自重，减少零件数目，采用了锥形转子电动机。运行机构是使起重机或者载重小车作水平运动。工作性的运行机构用来搬运货物；非工作性的运行机构只是用来调整起重机的工作位置。运行机构有无轨运行和有轨运行之分。本设计采用有轨运行方式。这种方式在专门铺设的钢轨上运行，负荷能力大，运行阻力小。运行装置主要由运行支撑装置运行驱动装置两大部分组成。本设计着重于电动小车的设计。设计过程中，首先要确定总体的设计方案，然后各部件机构、尺寸及相互间的连接方式等，最后对部件中各零件进行校核。2 总体方案确定及基本参数2.1 总体方案确定本设计的单轨抓斗起重机主体由起升机构和运行机构组成。起升机构主要包括电动机、卷筒、减速器三个部分。电动机选择的是锥形转子电动机，此种电动机自身可以实现制动，进而减轻自重，减少零件数目；卷筒选用双联卷筒；减速器选择同轴减速器，这种减速器特点是输出与输入同轴。电动机通电后旋转，从电动机轴输出的扭矩经联轴器传到减速箱，经减速箱三级减速后达到所需的传动比，减速箱带动卷筒转动，使缠绕在卷筒上的钢丝绳随之转动，同时钢丝绳把转动转变为上下方向的移动。钢丝绳通过滑轮组带动抓斗，使抓斗起重机实现下降、张开、抓料、闭合、卸料等一系列的动作，进而完成了整个工作过程。运行机构主要是指电动小车。电动小车在工字钢轨道上来回移动，可以实现物料在两个不同位置的运送，即实现小范围内的物料运送工作。2.基本参数此设计的单轨抓斗起重机涉及到的基本参数有:起重量:是指正常工作时被提升的额定载荷(包括抓斗).设计中的起重量为2t 。起升速度：设计中起升速度为。运行速度：运行速度为。起升高度：设计中的起升高度为20m。工作制度：反映机构使用繁忙程度和载荷特性的参数。本设计中的工作级别：起升为M6，运行为M5。3 抓斗计算本次设计采用的是双绳抓斗，主要是双绳抓斗生产率高。双绳抓斗由头部、撑杆、颚板及横梁组成，抓取和卸料动作是利用两个卷筒（起升卷筒与闭合卷筒）与两根钢丝绳（起升绳与闭合绳）来操控的。起升绳系在抓斗头部，闭合绳以滑轮组的形式绕于头部和横梁之间，倍率通常在26之间。3.1 抓斗的几何尺寸抓斗的额定容积：Error! No bookmark name given.抓取物料的容重 ： 3.1.1 抓斗的最大开度难抓取的物料时应取较大的值，易抓取的物料时应取取较小的值。 取3.1.2 抓斗的侧面积及侧面几何形状为了保证给定的抓斗容积V，颚板应有足够的侧面积。根据及物料的性质用以确定抓斗的侧面几何形状。应使侧板上缘的倾斜角大致与物料在运动状况下的自然坡角相等，通常约为3035。通过测量实际设计抓斗的尺寸： 则 侧面积 3.1.3 宽度确定抓斗宽度或的原则：块度比较大及坚实的物料堆 应取较小值；松散物料应取较大值。取Error! No bookmark name given.3.1.4 颚板铰点位置依据以下条件确定：在最大开度时，颚板的切口应是垂直方向，以便于切口插入物料。测量得 校正得 3.1.5 撑杆的长度的确定依据经验公式： 则 实际设计中取 撑杆铰点位置确定：为了使闭合绳的闭合力最小，有利于提高抓取能力，应使抓斗在开闭两种状况下滑轮中心距变动量最大。3.2 滑轮组倍率据“起重机械”表6 - 2取滑轮组倍率为 m=43.3 钢丝绳计算 对于起升机构，；对于开闭机构，。为了满足整机的需要，只计算时钢丝绳的直径。采用滚动轴承，则则导向滑轮效率为 且 按工作级别M6 ，使用抗拉强度 的钢丝绳，则查表钢丝绳标准，选用的钢丝绳。3.4 确定选取滑轮直径闭合绳绕过滑轮的次数是很多的，为了延长钢丝绳的寿命，常选用较大的滑轮，最大可达D=25d 。按工作级别M6，取 则 取滑轮直径 ， 3.5 上下横梁轴线的倾斜角 3.6抓斗强度计算3.6.1颚板的强度计算 颚板是受分布载荷的板，三边固定，一边是自由。最危险的部位在刃口的中央。单位长度弯矩为： 则刃口中央的弯曲应力为 选取材料为 ZGMn13, 查表得 所以合格。3.6.2撑杆强度当抓斗闭合终了瞬间，撑杆所受载荷最大。撑杆材料选取采用号钢。其，撑杆内力为 即 截面最小惯性矩： 查“金属结构”得稳定性系数为则 由 所以 撑杆强度满足要求。3.6.3撑杆铰轴套强度计算验算比压： 则 即撑杆铰轴套处合格。3.6.4颚板铰轴轴套强度计算验算比压：又 则 所以颚板铰轴轴套验算合格。4 起升机构4.1传动比的计算起升机构减速器采用渐开线齿形定轴外啮合三级传动减速器。4.1.1 级速比总速比： 4.1.2 卷筒转速电动机选用型千瓦锥形转子电动机。电动机转速4.2 起升速度按起升结构工作级别M6，查“规范”取卷筒材料采用普通碳素钢 取310mm滑轮组倍率合格4.3机构效率4.3.1减速器总效率取 则 4.3.2抓斗滑轮组的效率 单个滑轮的效率取为 则滑轮组的效率 4.3.3卷筒的效率 取 4.3.4导向滑轮的效率 取 起升结构的总效率 4.4电动机的静功率 查表选取 ，则4.5电动机轴的静扭转力矩4.6制动器的计算 制动器是依靠摩擦副间的摩擦而产生制动作用的4.6.1制动电动机轴需要的静扭转力矩的计算4.6.2制动力矩的计算弹簧工作时的轴向压力 摩擦系数选取 则制动片平均直径： 且夹角 则制动力矩4.6.3制动安全系数计算查“起重机械”表，制动安全系数 故安全。4.6.4制动单位比压力弹簧的工作压力 制动片宽度：所以单位比压力为： 4.6.5轴向吸力定子线包通电过后，圆锥转子在轴向吸力作用下产生移动，打开制动盘后，使载荷产生上升或下降的运动。此轴向吸力应大于弹簧所产生制动力矩的压力和在静载荷下静扭转力矩在弹簧联轴器花键中产生的静摩擦力。圆锥转子轴在轴向吸力作用下带动联轴器相对齿轮长轴有轴向移动。有相对运动的花键尺寸是。则平均半径选取摩擦系数 则则轴向力 4.7起动时间4.7.1电动机额定转矩4.7.2电动机的平均力矩倍数 4.7.3总转动惯量电动机转子轴飞轮矩 联轴节飞轮矩 则起动时间：4.8制动时间 电动机转速为 则制动时间：4.9卷筒装置4.9.1卷筒绳槽底径卷筒材料选用查表得则 卷筒直径选取 其它尺寸： 4.9.2卷筒长度及壁厚其中：又 ，取 则 取 。卷筒壁厚：取 。4.9.3卷筒强度的校核卷筒强度采用，屈服极限为 则钢丝绳卷绕箍紧对卷筒时产生的压应力由，可得钢丝绳卷绕产生的弯曲正应力又 则 弯曲合成应力即 故满足要求。4.9.4计算卷筒压绳板和螺钉钢丝绳绳端固定方法：采用压绳板固定压绳板的计算绳尾的拉力 ：按欧拉公式 安全圈数n=2，则，；取每个压绳板的夹持力：压绳板选用圆形槽，则取只有在压绳板与钢丝绳之间和钢丝绳与卷筒之间的接触面上产生足够大的摩擦力，此摩擦力大于或等于钢丝绳在固定处的拉力，才能保证安全。取钢丝绳分离体则 ，又 ，则一个螺钉作用给压绳板的力：即 取n=6， ， 压板夹持力为： 螺钉的强度校核：螺钉选用国标GB70-86，标准件材料选用钢，屈服极限 螺纹内径 则 又 取 ，则故螺钉强度合格。4.9.5弹性联轴器计算1) 弹性联轴器的最大计算扭矩由 ，取得 2) 轮胎圈中间截面的剪切应力;则截面剪切应力： 3) 轮胎圈的扭转角假设在长度内，轮胎圈是一等截面环截面弹性系数：截面的极惯性矩：则4) 轮胎圈的挤压应力i正应力联轴器半体和压板作用给轮胎圈的正压力靠拧紧螺钉得到。在干燥表面，取则 ， ，ii挤压应力又橡胶的挤压许用应力所以 故符合要求。5) 螺钉的强度校核螺钉选用，。材料为钢螺纹内径，螺钉数目 又所以故强度满足。5 起升机构减速箱5.1轴的计算起升机构的减速器各齿轮和齿轮轴在载荷作用下，即由钢丝绳对卷筒产生的力矩的方向始终不变。载荷上升是由电动机通过齿轮传动把载荷起吊上来；载荷下降由电动机反相制动，阻止载荷以重力加速度下降。载荷上升和下降时，作用力方向不变，不以旋转方向的改变而改变，也就是齿轮和齿轮轴的齿是单面啮合。因此，起升减速器的轴在计算时假定扭转应力按脉动循环变化，弯曲应力按对称循环变化。5.1.1轴所传递的扭矩空心轴扭矩： 第三轴额定扭矩：，则第二轴额定扭矩：，第一轴额定扭矩：，则5.1.2第I轴受载及校核对图a,由，得则对图b,可简化如下：由，得 验算轴危险截面：a.I截面： 轴的材料采用20MnTiB,则查表，得，故第I截面合格。b.II截面：，（按齿根圆计算，不考虑应力集中影响） 材料的对称循环的扭转疲劳极限查表，得（按齿根圆直径，不考虑应力集中影响），故第II截面满足要求。c.III截面：III截面只受扭矩作用查表，得（不考虑应力集中影响）， 故第III截面满足要求。5.1.3第II轴校核 和的分力： 由，得 由，得 则 验算轴的危险断面：a.I截面：由，得 查表，得则故I截面满足要求。b.II截面： ； 键槽引起的应力集中，算得齿轮和齿轮轴装配过盈而引起的应力集中，算得取二者中最大值，即 则 扭转应力按脉动循环应力由 查表，得 则 故II截面满足要求。c.III截面：由带圆角的阶梯轴引起的应力集中，由 ， 查表，得 则 查表，得，故III截面满足要求。d.IV截面： ；查表，得，查表，得，则故IV截面满足要求。e.V截面：经分析，V截面受力情况同I截面相似，且两处轴径相等，故截面也满足要求。III轴IV轴校核方法同上，且两轴经校核后，均满足强度要求。5.2齿轮校核以第一对传动齿轮为例5.2.1选择材料及参数材料选用20CrMn，选8级精度的渐开线圆柱齿轮。小齿轮齿数，大齿轮齿数。传动比螺旋角两齿轮都可以采用硬齿面，则HRC=56625.2.2计算切向力起升载荷动载荷系数则动载荷系数由，Z=12500h 则选取，则查表选取载荷系数分度圆上的基本切向力第I轴联轴器的效率为1，滚动轴承的效率为0.99则最大扭矩计算最大切向力由，得查表，得由查得齿间载荷分配系数则轮齿齿面接触强度切向力：同上，轮齿弯曲强度切向力：5.2.3齿面接触强度法向压力角查表，得节点区域系数弹性系数由，得重合度系数螺旋角系数节圆处的计算接触应力： 许用接触耐性应力计算工作硬化系数则所以齿面接触耐久性的安全系数：5.2.4齿面接触静强度计算节圆处的齿面接触最大计算应力：由则齿面接触静强度安全系数查表，得则5.2.5轮齿弯曲强度计算齿形系数查表，得应力修正系数重合度系数螺旋角系数磨损系数则齿根弯曲应力：试验齿轮弯曲疲劳极限应力尺寸系数则许用弯曲疲劳应力 齿轮弯曲静强度计算弯曲最大计算应力齿跟弯曲静强度的安全系数：查表，得则所以弯曲静强度满足要求。6 运行机构运行机构的任务是使起重机或载重小车作水平运动。6.1传动比的计算6.1.1此运行机构减速比（采用二级齿轮减速）每一级传动比为： 总速比：6.1.2走轮转速6.2 运行速度6.3 机构的效率取齿轮传动效率则6.4运行摩擦阻力运行摩擦阻力包括：车轮轴承中的摩擦；车轮的滚动摩擦；以及车轮轮缘与轨道间的附加摩擦阻力。6.4.1车轮轴承中的摩擦 车轮轮压 车轮直径 车轮轴枢直径 车轮轴承摩擦系数选取，又，6.4.2车轮的滚动摩擦车轮前进时，由于车轮与轨道之间的挤压应力的合力偏向运行前方。滚动摩擦系数取6.4.3总摩擦阻力附加阻力系数取（全轮驱动）则6.5电动机容量的初选每组运行驱动机构的静功率为：取，又故所以选取额定功率为1.5kw 的ZYD21-4型锥形转子电动机。6.6走轮轮压6.7 验算起动时间 6.8制动器计算6.8.1制动电动机轴需要的静转力矩由公式得：电动机最小制动行程电动机最小制动时间： 6.8.2制动器制动力矩所选电动机制动环尺寸：，则压力弹簧：工作压力，则6.8.3所选制动片单位比压力6.8.4制动时间 6.9 电动机最大力矩 因此电动机的最大力矩能够克服最大动力。6.10验算电动机打滑6.10.1起动时间打滑验算取附着系数（室内）安全系数，则又则 即6.10.2验算制动时间打滑取制动时，打滑安全系数则 即参考文献1陈道南,盛汉中主编.起重机课程设计.冶金工业出版社,19832起重机设计手册. 机械工业出版社,19803倪庆兴,王焕勇编著.起重机械.上海交通大学出版社,19904黄金新编译.国外轮式起重机.中国建筑工业出版社,19825谭庆昌,赵洪志,曾平主编.机械设计.吉林科学技术出版社,20006徐灏编著.机械设计手册.机械工业出版社,19927徐克晋编著.金属结构.太原重型机械学院,19828谭浩强编著.C程序设计.清华大学出版社,19999侯洪生主编.机械工程图学.科学出版社,200110秦荣荣,崔可维主编.机械原理. 吉林科学技术出版社, 2000聂毓琴11聂毓琴,孟广伟主编.材料力学. 机械工业出版社,200412寇尊权主编.机械设计课程设计. 吉林科学技术出版社,199913甘永立,陈晓华主编.机械精度设计基础.吉林人民出版社,200114王建平,章会珍编.Auto CAD2004机械制作轻松入门.科学出版社,200415机械设计手册编委会.机械设计手册. 机械工业出版社,200416宋景文编著.机械设计.科学普及出版社,1993致 谢经过几个月的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声，作为一个本科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促指导，以及一起工作的同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。 在这里首先要感谢我的导师封立耀老师。封老师平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，从查阅资料到设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计，装配草图等整个过程中都给予了我悉心的指导。我的设计较为复杂烦琐，但是封老师仍然细心地纠正图纸中的错误。除了敬佩封老师的专业水平外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。正是由于他在百忙之中多次审阅全文，对细节进行修改，并为本文的撰写提供了许多中肯而且宝贵的意见，本文才得以成型。 在此特向封立耀老师致以衷心的谢意！向他无可挑剔的敬业精神、严谨认真的治学态度、深厚的专业修养和平易近人的待人方式表示深深的敬意！同时感谢学校领导、辅导员以及代课老师们几年来对我的栽培和教育。谢谢你们。 毕业设计（论文）任务书I、毕业设计(论文)题目： 2吨单轨抓斗起重机设计 II、毕 业设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求：1.5m3单轨抓斗起重机是用来对物料起重、运输、装卸和安装等作业的机械设备，它可以减轻体力劳动、提高劳动生产率或在生产过程中进行某些特殊的工艺操作，实现机械化和现代化。1. 起 重 量： 2. 物料容重： 3起升速度： 4. 运行速度： 5. 起升高度： III、毕 业设计(论文)工作内容及完成时间：1. 查阅相关资料，外文资料翻译（6000字符以上），撰写开题报告 4周2运动及动力参数计算 2周 3总装图设计 3周 4 主要零、部件强度及选用计算 2周5绘制零、部件图 2周6编写设计计算说明书（毕业论文） 2周 7毕业设计审查、毕业答辩 2周 、主 要参考资料：【1】孙桓等主编.机械原理. 北京：高等教育出版社，2001【2】濮良贵等主编.机械设计. 北京：高等教育出版社，2001【3】张质文、刘全德主编，起重运输机械.北京：中国铁道出版社，1983【4】张质文主编. 起重机设计手册. 北京: 中国铁道出版社，2001【5】宗武、樊迪民主编.起重机设计计算.北京：北京科技出版社，1988 【6】徐灏主编.机械设计手册（第四版）.北京：机械工业出版社.1991【7】Shigley J E,Uicher J J.Theory of machines and mechanisms.New York:McGraw-Hill Book Company,1980 机械与航空工程 系 机械设计制造及其自动化 专业 班学生（签名）： 日期： 自 2012 年 月 日至 年 月 日指导教师（签名）： 助理指导教师(并指出所负责的部分)： 机械与航空工程 系（室）主任（签名）： 贺红林 附注:任务书应该附在已完成的毕业设计说明书首页。学士学位论文原创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师的指导下独立完成的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含法律意义上已属于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已用于其他学位申请的论文或成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌航空大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 作者签名： 日期：导师签名： 日期：一、选题依据及意义：起重机械师现代工业企业中实现生产过程机械化、自动化、减轻繁重体力劳动、提高劳动生产率的重要工具和设备。随着现代工业的发展、生产规模的扩大以及自动化程度的提高，作为物料搬运重要设备，它在现代化生产过程中的作用越来越大、应用越来越广，如在港口码头和铁路车站，没有起重机械，装卸工作就不能进行；在冶金生产中，起重机械已运用于金属生产的全部过程；现代建筑工程，不能离开起重机械；在农业和林场，最困难、最非礼的工作也由起重机来完成；在核电站中，采用特殊的起重机，用以代替人的操作去担当对人体健康有严重危害的工作。科学技术和生产发展推动了现代设计和制造能力的提高，激烈的国际市场也越来越依赖于技术的竞争，这些都促使国内外各种起重机制造企业不断地完善和发展起重机提高劳动生产率以及增强市场竞争力。二、国内外研究概况及发展趋势：一、国外起重机的特点及发展趋势近年来，随着世界销售市场对起重机械的需求量的不断增加，国外各起重机厂家大多采用优化设计等 现代设计手段以提高设计效率。有关资料表明，美国、德国、日本等一些起重机公司都广泛应用CAD技术，彻底抛弃了传统的图板，并且还与计算机辅助工艺规划（CAPP）和计算机辅助制造(CAM)相衔接，做到了无图化生产。 国外起重运输机械发展到今天，已经到了比较成熟的地步，其结构形式基本上都是经过反复优化设计，并经过实践检验的。随着计算机技术的广泛应用，许多国外起重机制造商应用计算机辅助设计系统(CAD)，以及模块化设计方法，尽量使用标准件设备迅速组合和安装，减少标准件外组合部分的加工制造。组合构件的使用对生产非标准件起重机来讲，有助于减少成本。当前，国外起重机特点和发展趋势有三大特征：1、 系列产品模块化、组合化和标准化 用模块化设计代替传统的整机设计方法，将起重机上基本相同的构件、部件和零件制成有多种用途，有相同联结要素和可以互换的标准模块，通过不同模块的相互组合，形成不同类型和规格的起重机。对起重机进行改进，只需针对某几个模块。设计新型起重机，只需选用不同模块重新进行组合。可使单件小批量生产的起重机改换成具有相当批量的模块生产，是想高效率的专业化生产，企事业的生产组织也可由产品管理变为模块管理。达到改善整机性能，降低制造成本，提高通用化程度，用较少规格的零部件组成多品种、多规格的系列产品充分满足用户需求。据资料介绍，德马克公司的葫芦双梁起重机系列改用模块化设计后，比单件设计其设计费用下降了12%，自重轻，与国内产品相比较，起重量为32t，跨度25m，国内双梁起重机自重46.4t，电动葫芦桥式起重机自重28.3t，而德马克电动葫芦桥式起重机的自重只有18.5t，比国内产品分别轻60%和35%。2、 起重机的大型化、高速化和专用化 出于工业生产规模不断扩大，生产效率日益提高，以及产品生产过程中无聊装卸般运费用所占比例逐渐增加，促使大型或高速起重机的需求量不断增长，起重量越来越大，工作速度越来越高，并对能好和可靠性提出了更高的要求目前试剑石最大的履带起重机为德马克公司生产的CC8800-1TWIN，其最大起重量为3200t；最大的桥式起重机起重量达1200t；生产率达800010000t/h的斗轮堆取料机；自动化立体仓库巷道堆垛机最大的运行速度达400m/min；最大的带式输送机宽达3.2m，输送能力达37500t/h和单机最大输送距离超过30km等。3、起重机性能自动化、智能化/和数字化起重机的跟新和发展，在很大程度上取决于电气传动与控制的改进。将机械技术和电子技术相结合，将先进的计算技术、微电子技术、电力电子技术、光缆技术、液压技术、模糊控制技术应用到机械的驱动和控制系统实现起重机的自动化和智能化。大型高效起重机新一代电器控制装置已发展为全电子数字化控制系统。主要又全数字化控制驱动装置、可编程序控制器、故障诊断及数据管理系统、数字化操作纵给定检测等设备组成。变压变频调速、射频数据通讯、故障自诊监控、吊具防摇的模糊控制、激光查找起吊重物重心、近场感应防碰技术、现场总线技术、载波通讯及控制、无接触供电及三维条形码技术等将广泛得到应用，使起重机具有更高的揉性，以适应多批次少批量的柔性生产模式，提高单机综合自动化水平。二、国内起重机设计现状及存在的问题 1、设计手段不完善、与先进技术结合较少目前，国内起重机还处于传统设计阶段，设计手段欠完善，与先进的技术结合的也比较少。不过近些年来随着设计技术的引进、消化、吸收，有了长足的进步，产品的性能、可靠性、外观都有较大幅度的提高，企业也在不断向大规模、系列化方向发展，但国内的起重机在设计技术水平上与国外还有一定差距，这与国内配套力量薄弱不无关系。所以我们更需要借鉴吸收国外先进技术、采取国际化配套，提高产品起点，并且在设计中结合新的设计理念、方法及手段以满足工业生产方式的转变和用户需求的多样性，以实现产品规模化、系列化合精细化，提高产品生产成本以及质量，增加产品性价比，从而提高企业的核心竞争力。2设计效率太低、通用性较差长期以来，起重机设计利用图板手工设计制图，需要较长的设计周期。而且由于设计及工艺原因，国内制造的起重机交货期约为国外先进企业的两倍，效率较低，远远不能适应市场经济竞争的要求，使企业失掉了不少机遇。一些起重机制造商队与成系列、成批量的通用起重机产品（如550t双梁桥式起重机），为了降低成本，简化生产管理，通用化设计现状只做到对车轮组、滑轮组、卷筒组合联轴器的通用化设计，对于运行机构、小车架，仍只能按不同起重量设计，桥架端则按不同起重量，不同小车轨距多宽设计，对桥式起重机的设计不能使整机与机构、机构与部件、部件与零件之间的参数合理匹配。 3.设计进行类比，工艺水平较低 在起重机的设计过程中，一方面由于其产品相对定型，根据起重机设计手册中推荐的尺寸进行选择，一般工厂设计不做基数按，当有相近参数起重机需求时，则选择类比放大导致截面尺寸变得越来越大，从而起重机的质量、大车驱动机构、厂房基础投资增大，造成很大浪费。随着起重机向大吨位、高参数、低噪声、小振动及轻型化方向的不断发展，原有定型产品越来越不能适应当前要求，市场需要性能优良，经济性好的桥式起重机。另一方面，由于国内企业，普遍缺乏生产技术，工艺水平较低，一些起重机生产企业的工装设备、装配及检测手段比较落后，油漆及焊接工艺不过关，较为粗糙，严重影响了起重机的质量。4.专业化协作水平、通用化设计水平低目前，我国专业化协作目前只做到20%,80%仍靠企业自己设计、制造。一台起重机中只有电动机、减速器、制动器及一些电气元件可外购，其它铆焊件、机加工件、主梁、车轮组、端梁、小车架仍靠企业自行设计，这样需花费大量的时间，影响了起重机的生产周期。5、CAD交互式缺乏最主要的原因是由于对于CAD技术和方法研究比较有限，CAD技术作为一种先进的设计手段和工具逐渐为工程技术人员和设计人员接受和掌握，已经在专业机械设计中发挥着越来越大的作用。然而，随着技术的发展会对CAD技术本身及其应用提出更高更严的要求，国内大型起重机生产企业的CAD设计系统的实际