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湖南农业大学全日制普通本科生毕业论文（设计）中 期 检 查 表学 院： 工学院 学生姓名张岳学 号200940614106年级专业及班级2009级机械设计制造及其自动化(1)班指导教师姓名全腊珍指导教师职称教授论文（设计）题目移动龙门吊起吊装置设计毕业论文（设计）工作进度已完成的主要内容尚需解决的主要问题1、资料查找工作已经完成，已找到所需资料；2、方案确定工作完成，已经确定了所有设计方案，并逐步实施所选方案；3、部分零件的选择已经完成，并已对部分零件进行了计算和校核；1、总体方案中的主要参数的设计与计算；2、主要工作部件的设计，并对主要零件分析计算和校核；3、撰写1.01.5万字间的设计说明书；4、绘制主要零件和装配图纸；指导教师意见 签名： 年 月 日 检查小组意见 组长签名： 年 月 日 注：1.此表可用黑色签字笔填写，也可打印，但意见栏必须相应责任人亲笔填写。2.此表可从教务处网站下载中心下载。湖南农业大学全日制普通本科生毕业论文（设计）任务书学生姓名张岳学 号200940614106年级专业及班级2009级机械设计制造及其自动化(1)班 指导教师及职称全腊珍教授学 院工学院2012 年12月3 日填 写 说 明一、毕业论文（设计）任务书是学校根据已经确定的毕业论文（设计）题目下达给学生的一种教学文件，是学生在指导教师指导下独立从事毕业论文（设计）工作的依据。此表由指导教师填写。二、此任务书必需针对每一位学生，不能多人共用。三、选题要恰当，任务要明确，难度要适中，份量要合理，使每个学生在规定的时限内，经过自己的努力，可以完成任务书规定的设计研究内容。四、任务书一经下达，不得随意更改。五、各栏填写基本要求。（一）毕业论文（设计）选题来源、选题性质和完成形式：请在合适的对应选项前的“”内打“”，科研课题请注明课题项目和名称，项目指“国家青年基金”等。（二）主要内容和要求：1工程设计类选题明确设计具体任务，设计原始条件及主要技术指标；设计方案的形成（比较与论证）；该生的侧重点；应完成的工作量，如图纸、译文及计算机应用等要求。2实验研究类选题明确选题的来源，具体任务与目标，国内外相关的研究现状及其评述；该生的研究重点，研究的实验内容、实验原理及实验方案；计算机应用及工作量要求，如论文、文献综述报告、译文等。3文法经管类论文明确选题的任务、方向、研究范围和目标；对相关的研究历史和研究现状简要介绍，明确该生的研究重点；要求完成的工作量，如论文、文献综述报告、译文等。（三）主要中文参考资料与外文资料：在确定了毕业论文（设计）题目和明确了要求后，指导教师应给学生提供一些相关资料和相关信息，或划定参考资料的范围，指导学生收集反映当前研究进展的近13年参考资料和文献。外文资料是指导老师根据选题情况明确学生需要阅读或翻译成中文的外文文献。（四）毕业论文（设计）的进度安排：1设计类、实验研究类课题实习、调研、收集资料、方案制定约占总时间的20%；主体工作，包括设计、计算、绘制图纸、实验及结果分析等约占总时间的50%；撰写初稿、修改、定稿约占总时间的30%。2文法经管类论文实习、调研、资料收集、归档整理、形成提纲约占总时间的60%；撰写论文初稿，修改、定稿约占总时间的40%。六、各栏填写完整、字迹清楚。应用黑色签字笔填写，也可使用打印稿，但签名栏必须相应责任人亲笔签名。毕业论文（设计）题目移动龙门吊起吊装置设计选题来源结合科研课题 课题名称：生产实际或社会实际 其他 选题性质基础研究 应用研究 其他题目完成形式毕业论文 毕业设计 提交作品，并撰写论文主要内容和要求1、起吊机构设计2、移动机构设计 3、锁紧机构设计要求：1、最大起吊重量5t。2、安全可靠，操作方便。3、完成3张A0图纸（折合），并要求CAD绘制。4、撰写设计说明书，文字在1.01.5万字间，条理清楚，计算有据，格式按湖南农业大学全日制普通本科生毕业论文（设计）规范化要求。5、设计说明书的内容包括：课题的目的、意义、国内外动态；研究的主要内容；总体方案的拟定和主要参数的设计计算；传动方案的确定及设计计算，主要工作部件的设计；主要零件分析计算和校核；参考文献，鸣谢。注：此表如不够填写，可另加附页。主要中文参考资料与外文资料1 张纪真.机械制造工艺标准应用手册M.第1版.北京:机械工业出版社,19972汪恺主.机械制造基础标准应用手册M.第1版.北京: 机械工业出版社,1997.5 3 李小明.机械加工新工艺新技术窍门精选10000例M.青海:青海科技出版社,20064 Vallance Doughtie著. 陈近朱 ,全永昕合译. 机械原件设计M.1952.9 5 戴起勋. 机械零件结构工艺性300例M.北京:机械工业出版社,2003.10 6 辛一行. 现代机械设备设计手册M, 第1版.北京:机械工业出版社,1996.12 7 赵松年, 佟杰新, 卢秀春. 现代设计方法M.西安: 西安交通大学出版社 1999.10 8 孟宪铎主.机械可靠性设计M.北京:冶金工业出版社,1999.9 9 吴宗泽. 机械设计禁忌500例M. 北京:机械工业出版社 ,1997. 10 联邦德国R.柯勒. 机械设计方法学M .广东:华南理工大学出版社2005.1 11 约翰A.纽厄尔,霍尔布鲁克,L.霍顿.精巧机构设计实例M.北京:中国铁道出版社,1987. 12 梁崇高.平面连杆机构的计算设计M. 北京:高等教育出版社,1993 13 郁明山.现代机械传动手册M.北京:机械工业出版社,199614 孟宪源.现代机构手册M.北京:机械工业出版社,199415 李继庆,陈作模.机械设计基础M.北京:高等教育出版社,199516 郑文纬.机械原理M.第7版.北京:高等教育出版社,199717 赵志修.机械制造工艺学M.北京:机械工业出版社,198518 张世昌.螺栓夹紧力的控制M. 北京:机械工业出版社,198619 王先逵.精密加工及超精密加工M.北京:兵器工业出版社,199020 王先逵.制造技术的未来J.中国机械工程.1994.521 西南交通大学等.起重机设计手册G.北京：机械工业出版社，200122 周明衡.减速器选用手册M.北京：化学工业出版社.200223 陈道南，盛汉中.起重机设计课程设计指导书M.北京：机械工业出版社，199124 徐格宁.起重输送机金属结构设计G.北京：机械工业出版社，200325 孙恒，陈作模.机械原理（第六版）M.北京:高等教育出版社，200026 管彤贤，潘力行，龚贤.起重机械典型结构图册G.北京：人民交通出版社，199327 AUTOCAD实用教程（2005中文版）M.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社200528 张质文，包起帆等.起重机设计手册G.北京：中国铁道出版社.200129倪庆兴，王殿臣.起重输送机械手册（上册）G.北京：机械工业出版社，2002工作进度安排起止日期主要工作内容2012.11.062012.12.3选题、下达设计任务书2012.12.42013.1.07调研、查找资料、毕业设计开题2013.1.082013.01.25设计方案修订2013.01.262013.03.28设计计算 绘图 2013.03.292013.03.30中期考核2013.04.12013.04.30书写设计说明书，绘图 ，修改2013.05.012013.05.13预审、修改2013.05.142013.05.20答辩要求完成日期：2013 年5 月06 日 指导教师签名： 审查日期：2012 年12 月04 日 专业委员会主任签名： 批准日期：2012 年12 月05 日 学院指导委员会签名（公章）： 接受任务日期：2012 年12 月05 日 学生本人签名： 注：签名栏必须由相应责任人亲笔签名。此表可从教务处网站下载中心下载。湖南农业大学全日制普通本科生毕业论文（设计）开题报告学生姓名张岳学 号200940614106年级专业及班级2009级机械设计制造及其自动化(1)班指导教师及职称全腊珍 教授学 院工学院2013 年 1 月 7 日毕业论文（设计）题目移动龙门吊起吊装置设计文献综述（选题研究意义、国内外研究现状、主要参考文献等，不少于1000字）研究意义：随着国民经济的快速发展，特别是国家加大基础工程建设规划实施，建设工程规模日益扩大，起重安装工程量越来越大，需要吊装和搬运的结构件和机器设备的重量也越来越大，且对起重机的安全性能、效率及耐久性的要求越来越高。按照普遍的构造形式，及港口用龙门吊应满足工艺性好、通用性好及机构安装方便，以便加快施工速度、缩短施工周期的特点，龙门架采用双梁结构，支腿分别采用刚性支腿和柔性支腿，这种结构能够比较好处理功能和技术的要求。通过这次移动龙门吊起吊装置设计，了解设计的基本过程，巩固大学四年以来所学的专业知识，为以后工作打好坚固的基础。本毕业设计的目的是综合运用以前学过的基础理论知识，对整体起重机的主要部分起升机构进行设计，学习设计方法，熟悉零件的工艺性、及其装配和安全技术等方面的知识，培养分析问题解决问题的能力国内外研究现状：由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物料卸载运费所占比例逐渐增加，促使大型或高速起重机的需求量不断增长。起重机已成为自动化生产流程中的重要环节。起重机不但容易操作、维护，而且安全性好，可靠性高，具有优异的耐久性、无故障性、维修性和使用经济性。所以说起重机是各种工程建设中不可缺少的设备，它对减轻劳动强度，节省人力，降低建设成本，提高施工质量，加快建设速度，实现工程施工机械化起着十分重要的作用。中国的起重机械从50年代初建立至今，也形成了一定的生产规模、具备了一定的技术水平、也基本形成了比较完整的设计、生产、销售体系，能基本满足国民经济对该设备的需求，目前国家继续实施的财政政策，拉动着我国基础设施建设的高速展，而起重设备作为国民经济的重要基础设备广泛用于经济建设的各行各业，如冶金、煤炭、化工、电力、交通、和制造等行业，随着现代科学技术的迅速发展。工业生产规模的扩大，作用也越来越大，对起重机械的要求也越来越高，起重机正朝着大型化、高速度、人性化、环保化、通用产品小型化、零部件的规模化和多样化及安全检查制度化与规范性反向发展。目前，国内专业生产大型起重机的厂家很多。其中以中联重科、三一重工、抚挖等公司产品系列较全，市场占有率较高。中联重科在2007年12月宣布实行品牌统一战略后。现已成功开发了50t600t履带式起重机产品系列。作为中国起重机行业的领跑者，徐州重型机械有限公司现在已经形成了以汽车起重机为主导，履带式起重机和全路面起重机为侧翼强势推进的庞大型谱群。国内最具历史的履带式起重机生产企业抚挖现已拥有35t350t的履带式起重机产品系列。QUY350是抚挖2007年推出的国产首台350t履带式起重机，填补了国内350t履带式起重机的产品型谱空白。 而国外专业生产大型起重机厂家很多。其中利勃海尔、特雷克斯-德马格、马尼托瓦克与神钢等公司产品系列较全， 市场占有率较高。利勃海尔公司的产品技术先进、工作可靠，其生产的LR系列履带起重机最大起重量已达1200t。其桁架臂履带式起重机系列在2007年又喜添新品LR1600/2，使其产品型谱更加完善。主要参考文献：1 联邦德国R.柯勒. 机械设计方法学M .广东:华南理工大学出版社2005.1 2 约翰A.纽厄尔,霍尔布鲁克,L.霍顿.精巧机构设计实例M.北京:中国铁道出版社,1987. 3 郁明山.现代机械传动手册M.北京:机械工业出版社,19964 孟宪源.现代机构手册M.北京:机械工业出版社,19945 李继庆,陈作模.机械设计基础M.北京:高等教育出版社,19956 郑文纬.机械原理M.第7版.北京:高等教育出版社,19977 赵志修.机械制造工艺学M.北京:机械工业出版社,19858 王先逵.精密加工及超精密加工M.北京:兵器工业出版社,19909 王先逵.制造技术的未来J.中国机械工程.1994.510 西南交通大学等.起重机设计手册G.北京：机械工业出版社，200111 周明衡.减速器选用手册M.北京：化学工业出版社.200212 陈道南，盛汉中.起重机设计课程设计指导书M.北京：机械工业出版社，199113 徐格宁.起重输送机金属结构设计G.北京：机械工业出版社，200314 孙恒，陈作模.机械原理（第六版）M.北京:高等教育出版社，200015 管彤贤，潘力行，龚贤.起重机械典型结构图册G.北京：人民交通出版社，199316 AUTOCAD实用教程（2005中文版）M.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社200517 张质文，包起帆等.起重机设计手册G.北京：中国铁道出版社.200118倪庆兴，王殿臣.起重输送机械手册（上册）G.北京：机械工业出版社，200219 张纪真.机械制造工艺标准应用手册M.第1版.北京:机械工业出版社,199720汪恺主.机械制造基础标准应用手册M.第1版.北京: 机械工业出版社,1997.5 21 李小明.机械加工新工艺新技术窍门精选10000例M.青海:青海科技出版社,2006研究方案（研究目的、内容、方法、预期成果、条件保障等）研究目的：起重机属于典型的机械产品，根据其使用环境的不同，起重机的设计又具有不同特性，作为毕业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设计能力。毕业设计课题是移动龙门吊起吊装置的设计，通过阅读相关文献，通过学习理论知识完成起升机构的设计和计算，保证设计能增加性能，降低成本，实现安全可靠，操作方便。研究内容：1、起吊机构设计。2、移动机构设计。3、锁紧机构设计。研究方法：1、起吊机构设计：起吊机构是由吊钩、卷筒、配重、减速器、电动机等组成。本起吊机构由电动机提供动力，经过减速器使卷筒运行收拉钢绳来实现吊钩的升降运动。本设计采用类似电梯运行机构的方式增加了配重，使吊钩能够安全平稳节能的起吊重物。并设置了配重的三个运行位置。一个是安全位置即移动龙门吊不工作时配重所达到的最低位置，保证另一头吊钩距地面有一定的安全高度。第二个是保护位置即吊钩下放另一头的配重所能达到的最高位置。第三个是运行位置即保证起吊重物后配重能完全锁死在任意想停止的位置。2、移动机构设计：大车移动可采用轨道和车轮的方式来实现。它主要由车轮、轨道、电动机、减速器、制动器、轴承、联轴器等部分组成。电动机提供动力，由减速器，联轴器等零件连接来实现大车的移动，又由制动器来对大车进行制动和锁死。3、锁紧机构设计：采用某些机械锁死机构，在需要锁紧制动时拉动连杆使其机械锁死机构能够抱死连杆达到制动锁紧的目的。预期成果：1. 完成移动龙门吊起吊装置机械部分的机构分析。2. 完成移动龙门吊起吊装置机械部分的整体设计。3. 完成1.01.5万字间设计说明书。4. 完成3张A0图纸（折合）。条件保障：1. 学院有对这方面进行过比较深入研究的老师与学长。2. 学院有比较齐全的硬件设施，可以提供实验与制作条件。3. 本人有一定的机械设计基础，能独立完成简单机械部分的设计。4. 前人对移动龙门吊起吊装置有比较深入的研究，有一定的参考资料。进程计划（各研究环节的时间安排、实施进度、完成程度等）2012.11.062012.12.03 选题、下达设计任务书2012.12.042013.01.07 调研、查找资料、毕业设计开题2013.01.082013.01.25 设计方案修订2013.01.262013.03.28 设计计算 绘图 2013.03.292013.03.30 中期考核2013.04.012013.04.30 书写设计说明书，绘图 ，修改2013.05.012013.05.13 预审、修改2013.05.142013.05.20 答辩论证小组意见 组长签名： 20 年 月 日专业委员会意见 专业委员会主任签名： 20 年 月 日湖 南 农 业 大 学全日制普通本科生毕业设计移动龙门吊起吊装置设计LONGMEN MOBILE HOIST LIFTING DEVICE DESIGN 学生姓名： 张 岳学 号： 200940614106年级专业及班级: 2009级机械设计制造及其自动化（1）班 指导老师及职称：全腊珍 教授 学 院： 工学院湖南长沙提交日期：2013年5月湖南农业大学工学院全日制普通本科生毕业设计诚 信 声 明本人郑重声明：所呈交的本科毕业设计是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 毕业设计作者签名：年 月 日目 录摘 要1关键词11 前言22 国内外研究现状43 起吊机构的设计53.1 起吊机构的原理53.2 起吊机方案的确定53.3 钢丝绳的选择63.4 滑轮主尺寸的计算73.5 卷筒部件的设计及校核73.5.1 卷筒的设计及校核73.5.2 卷筒中心轴的计算及校核93.5.3 卷筒中心轴键的校核103.5.4 卷筒中心轴轴承的校核113.6 吊钩的设计与校核113.6.1 吊钩主要尺寸113.6.2 吊钩的校核113.7 横梁的设计123.8 起吊电动机133.8.1 起吊电动机的工作原理133.8.2 起吊电动机的选择133.8.3 起吊电动机发热条件的校核143.9 起吊减速器的设计143.10 起吊制动器的设计143.10.1 起吊制动器的工作原理143.10.2 起吊制动器的选择154 移动机构的设计 154.1 移动机构方案的确定 154.2 车轮的设计及校核 154.3 车轮中心轴校核 155 结论 17参考文献 18致 谢 19移动龙门吊起吊装置设计学 生：张 岳指导老师：全腊珍(湖南农业大学工学院，长沙 410128)摘 要：移动式龙门吊是一种应用非常广泛的起重机械，它常用于工地、码头和工厂中重型货物的起升和转移。本设计主要任务是对起吊机构、移动机构和自锁机构的设计。采用许用应力法和计算机辅助设计法进行设计。设计过程先用估计的门式起重机各结构尺寸数据对起重机的强度、疲劳强度、稳定性、刚度进行粗略的校核计算，待以上因素都达到材料的许用要求后，画出龙门吊小车结构图，然后计算出移动小车功率和起吊机构功率，再用此功率来选择电动机。以电机功率和额定起重重量作为技术参数来计算和选择联轴器、轴承和其他部件。若未通过，再重复上述步骤，直到通过。同时在设计中参考了各种资料, 文献 来完成此次设计. 本设计方案通过反复斟酌, 认真讨论, 反复校核, 力求设计合理。关键词:移动龙门起重机; 起吊装置; 吊钩; 移动小车Longmen Mobile Hoist Lifting Device DesignStudent: Zhang YueTutor: Quan Lazhen(Institute of Technology, Hunan Agricultural University, Changsha, 410128)Abstract: Mobile gantry crane is a kind of widely used hoisting machinery, it is commonly used on site, docks and factories of heavy cargo lift and transfer. The main task of this design is the design of the hoisting mechanism, moving mechanism and a self-locking mechanism. Using a design by stress m- ethod and computer aided design method. Design first with the size of the structure of gantry crane esti- mates of crane strength, fatigue strength, stability, rigidity for rough calculation, these factors have to be allowable to the material requirements, draw the gantry trolley structure diagram, and then calculates the moving trolley power and lifting mechanism of power, and this power to select the motor. The motor p- ower and rated lifting weight as a technical parameter calculation and selection of couplings, bearings a- nd aother components. If not through the, repeat the above steps, until the. Also in reference to the design of all kinds of information, documents to complete the design. This design scheme through repeated,seri- ous discussion, repeatedly check, strive to design reasonable.Keywords: Longmen mobile cranes; Lifting devices; Lifting hook; Mobile robot 1 前言自有人类文明以来，物料搬运变成了人类活动的重要组成部分。中国古代灌溉农田用的桔是臂架型起重机的雏形。1世纪，西欧出现了人力和畜力驱动的转动臂架型起重机。公元前10年，古罗马建筑师维特鲁维斯曾在其建筑手册里描述了一种起重机械。这种机械有一根桅杆，杆顶装有滑轮，由牵索固定桅杆的位置，用绞盘拉动通过滑轮的缆索，以吊起重物。有些超重机械可用两根桅杆，构成人字形，把吊起物横向移动，但幅度很小，操作也十分吃力。到15世纪，意大利发明了转臂式超重机，才解决这个问题。这种超重机有根倾斜的悬臂，臂顶装有滑轮，既可升降又可旋转。但直到18世纪，人类所使用的各种超重机械还都是以人力、畜力为动力的，在超重量、使用范围和工作效率上很有限。18世纪中后期，英国瓦特改进和发明蒸汽机之后，为超重机械提供了动力条件。1805年，格兰工程师伦尼为伦敦船坞建造了第一批蒸汽超重机。1846年，英国的阿姆斯特朗把新堡船坞的一台蒸汽超重机改为水力超重机。19世纪前期，出现了桥式起重机；起重机的重要磨损件如轴、齿轮和吊具等开始采用金属材料制造，并开始采用水力驱动。19世纪后期，蒸汽驱动的起重机逐渐取代了水力驱动的起重机。20世纪20年代开始，由于电气工业和内燃机工业迅速发展，以电动机或内燃机为动力装置的各种起重机基本形成。随着生产规模的扩大，自动化程度的提高，作为物料搬运重要设备的起重机在现代生产过程中应用越来越广，作用愈来愈大，对起重机的要求也越来越高，科学技术的飞速发展，推动了现代设计和制造能力的提高，激烈的国际市场竞争也越来越依赖于技术的竞争。这些都促使起重机的技术性能进入崭新的发展阶段，起重机正经历着一场巨大的变革。起重机属于起重机械的一种，是一种作循环、间歇运动的机械。一个工作循环包括：取物装置从取物地把物品提起，然后水平移动到指定地点降下物品，接着进行反向运动，使取物装置返回原位，以便进行下一次循环。通常起重机械由起升机构(使物品上下运动)、运行机构(使起重机械移动)、变幅机构和回转机构(使物品作水平移动)，再加上金属机构，动力装置，操纵控制及必要的辅助装置组合而成。起重机主要包括起升机构、运行机构、变幅机构、回转机构和金属结构等。起升机构是起重机的基本工作机构，大多是由吊挂系统和绞车组成，也有通过液压系统升降重物的。运行机构用以纵向水平运移重物或调整起重机的工作位置，一般是由电动机、减速器、制动器和车轮组成。变幅机构只配备在臂架型起重机上，臂架仰起时幅度减小，俯下时幅度增大，分平衡变幅和非平衡变幅两种。回转机构用以使臂架回转，是由驱动装置和回转支撑装置组成。金属结构是起重机的骨架，主要承载件如桥架、臂架和门架可为箱形结构或桁架结构，也可为腹板结构，有的可用型钢作为支承梁。在建桥工程中所用的起重机械，根据其构造和性能的不同，一般可分为轻小型起重设备、桥式类型起重设备和臂架类型起重设备三大类。其中一个是轻小型起重机设备，轻小型起重设备的特点是轻便、结构紧凑，动作简单，作业范围投影以点、线为主。轻、小型起重设备，一般只有一个升降机构，它只能使重物作单一的升降运动。属于这一类的有：千斤顶、滑车、手（气、电）动葫芦、绞车等。电动葫芦常配有运行小车与金属构架以扩大作业范围。桥式起重机的特点是可以使挂在吊钩或其他取物装置上的重物在空间实现垂直升降或水平运移。桥式起重机包括：起升机构，大、小车运行机构。依靠这些机构的配合动作，可使重物在一定的立方形空间内起升和搬运。桥式起重机、龙门起重机、装卸桥、冶金桥式起重机、缆索起重机等都属此类。还有臂架类型起重设备，臂架式起重机的特点与桥式起重机基本相同。臂架式起重机包括：起升机构、变幅机构、旋转机构。依靠这些机构的配合动作，可使重物在一定的圆柱形空间内起重和搬运。臂架式起重机多装设在车辆上或其他形式的运输（移动）工具上，这样就构成了运行臂架式旋转起重机。如汽车式起重机、轮胎式起重机、塔式起重机、门座式起重机、浮式起重机、铁路起重机等。随着国民经济的快速发展，特别是国家加大基础工程建设规划实施，建设工程规模日益扩大，起重安装工程量越来越大，需要吊装和搬运的结构件和机器设备的重量也越来越大，且对起重机的安全性能、效率及耐久性的要求越来越高。门式起重机是门架在高架轨道上运行的一种门架型起重机，又称天车。门式起重机的门架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，起重小车沿铺设在门架上的轨道横向运行，构成一矩形的工作范围，就可以充分利用门架下面的空间吊运物料，不受地面设备的阻碍。 门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。门式起重机可分为普通门式起重机、简易粱门式起重机和冶金专用门式起重机三种。 普通门式起重机一般由起重小车、门架运行机构、门架金属结构组成。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、小型门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，大起重量的普通门式起重机为便于安装和调整，驱动装置常采用万向联轴器。 起重机移动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。 按照普遍的构造形式，及港口用龙门吊应满足工艺性好、通用性好及机构安装方便，以便加快施工速度、缩短施工周期的特点，龙门架采用双梁结构，支腿分别采用刚性支腿和柔性支腿，这种结构能够比较好处理功能和技术的要求。本次设计课题为5t通用移动式龙门吊机械部分设计，我在参观，实习和借鉴各种文献资料的基础上，同时在老师的精心指导下完成。通过这次移动龙门吊起吊装置设计，了解设计的基本过程，巩固大学四年以来所学的专业知识，为以后工作打好坚固的基础。本毕业设计的目的是综合运用以前学过的基础理论知识，对整体起重机的主要部分起升机构进行设计，学习设计方法，熟悉零件的工艺性、及其装配和安全技术等方面的知识，培养分析问题解决问题的能力.2 国内外研究现状由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物料卸载运费所占比例逐渐增加，促使大型或高速起重机的需求量不断增长。起重机已成为自动化生产流程中的重要环节。起重机不但容易操作、维护，而且安全性好，可靠性高，具有优异的耐久性、无故障性、维修性和使用经济性。所以说起重机是各种工程建设中不可缺少的设备，它对减轻劳动强度，节省人力，降低建设成本，提高施工质量，加快建设速度，实现工程施工机械化起着十分重要的作用。中国的起重机械从50年代初建立至今，也形成了一定的生产规模、具备了一定的技术水平、也基本形成了比较完整的设计、生产、销售体系，能基本满足国民经济对该设备的需求，目前国家继续实施的财政政策，拉动着我国基础设施建设的高速展，而起重设备作为国民经济的重要基础设备广泛用于经济建设的各行各业，如冶金、煤炭、化工、电力、交通、和制造等行业，随着现代科学技术的迅速发展。工业生产规模的扩大，作用也越来越大，对起重机械的要求也越来越高，起重机正朝着大型化、高速度、人性化、环保化、通用产品小型化、零部件的规模化和多样化及安全检查制度化与规范性反向发展。目前，国内专业生产大型起重机的厂家很多。其中以中联重科、三一重工、抚挖等公司产品系列较全，市场占有率较高。中联重科在2007年12月宣布实行品牌统一战略后。现已成功开发了50t600t履带式起重机产品系列。作为中国起重机行业的领跑者，徐州重型机械有限公司现在已经形成了以汽车起重机为主导，履带式起重机和全路面起重机为侧翼强势推进的庞大型谱群。国内最具历史的履带式起重机生产企业抚挖现已拥有35t350t的履带式起重机产品系列。QUY350是抚挖2007年推出的国产首台350t履带式起重机，填补了国内350t履带式起重机的产品型谱空白。 起重机的发源地是在欧洲，尤其是在德国。目前，除了德国以外。一些北欧的公司的业务规模也很好。目前，国际上门式起重机做的比较好的牌子在中国都有一些市场份额。这些企业是：德国的DEMAG老牌的起重机制造企业，曾经隶属于于世界五百强企业集团，是最近几年先后经历多次拆装重组和收购，使得发展受到影响，但是在业界内仍然被认为是顶级企业。芬兰的Konecranes该企业起源于芬兰的老牌企业Kone公司，最初公司规模和品牌等在欧洲都不是很显著，后来该公司采取积极的财务和发展策略，先后将业界赫赫有名的起重机公司，如：法国的Verlinde、德国的Nova、Swf、Stahl，英国的Morris等纳入囊中。目前公司的销售额是很大的。美国的CM集团美国的CM在最近的数年之中，先后数十次收购，目前是北美最大的工厂起重机械制造商。而国外专业生产大型起重机厂家很多。其中利勃海尔、特雷克斯-德马格、马尼托瓦克与神钢等公司产品系列较全， 市场占有率较高。利勃海尔公司的产品技术先进、工作可靠，其生产的LR系列履带起重机最大起重量已达1200t。其桁架臂履带式起重机系列在2007年又喜添新品LR1600/2，使其产品型谱更加完善。3 起吊机构的设计3.1 起吊机构的原理起升机构的工作原理：起升机构使重物在竖直方向上产生位移。主要由电动机、联轴器、减速器、卷筒、钢丝绳、滑轮组、吊钩等组成。在电动机的带动下通过联轴器和减速器作用使卷筒在一定的速度下运行再带动钢丝绳、滑轮组和吊钩运动，实现重物的上升和下降。3.2 起吊机方案的确定本设计移动龙门吊要按照布置宜紧凑的原则，几经考虑决定采用下图1的方案。这个设计方案在起吊重物时能很的利用电动机的动能，使起吊重物的效率得到了显著的提升。在电动机、减速器和制动器的相互配合下能够有效的调整起吊重物时的速度，使之达到一定稳定的速度。这不仅能保证人身安全，还有利于工人作业。吊钩组才采用滑轮式的结构，该结构可以有效的改善本设计移动龙门吊主梁的受力状况。同时也可以减轻了整个移动龙门起重机的重量。其具体的滑轮式设计方案如图2所示，采用滑轮组来进行重物的起升与下降。1.小车组 2.吊钩组 3.支撑梁 4.车轮图1 移动式龙门吊整图1. car 2. hook group 3.group 4.the wheel support beamFig 1 Mobile whole 1.电动机 2.联轴器 3.减速器 4.卷筒 5.钢丝绳 6.滑轮 7.吊钩图2 起升机构计算简图1. motor 2. coupling 3 .reducer 4 .drum rope hook 5 .wire rope 6 .pulley wire rope 7 .hook pulley wire ropeFig 2 Hosting mechanism calculation diagram3.3 钢丝绳的选择本设计采用单滑轮并使用滚动轴承，所以查参考文献1得到滑轮组的倍率为m=1,滑轮组效率为=0.99。起升载荷： =5000+400=5400kg （1）钢丝绳最大静拉力： （2）按安全系数n选择钢丝绳直径：（查参考文献1可知n取7） =2.7277=19.089kN （3） 查参考文献1选用直径d=13mm的纤维芯钢丝绳69W+FC。它的钢丝绳公称抗拉强度为1470MPa。3.4 滑轮主尺寸的计算工作滑轮直径：（查参考文献1可知e取25） Dde=325mm （4）查参考文献1选用D=355mm、=90mm的滑轮。3.5 卷筒部件的设计及校核3.5.1 卷筒的设计及校核卷筒的槽底直径：（查参考文献1可知e取22.4） D=d(e-1)=13（22.4-1）=278.2mm （5） 取D为280mm绳槽深度（标准槽）： H=(0.250.4)d=0.413=5.2mm （6）绳槽节距（标准槽）： P=d+(24)=13+3=16mm （7）卷筒厚度： =0.02D+(610)=0.02280+10=15.6mm(选用铸铁卷筒) （8） 取=16mm卷筒长度（单层双联卷筒）： =69.496mm （9） 取=90mm。 =2(90+40+50)+30=390mm （10）取L=390mm卷筒压应力校核： =10.65MPa （11）选用灰铸铁HT100，它的最小抗拉强度=100MPA许用压应力： =23.53MPa （12）因为，所以卷筒的抗压强度满足。卷筒拉应力校核：卷筒的弯矩图如下：图3 卷筒弯矩图Fig 3 roll bending moment diagram由于L3D所以由弯矩产生的拉应力：=2.72790=245.43kNmm （13） W= =844220.71 （14） =2.91MPa （15）许用拉应力： =20MPa （16）合成应力：=11.96MPa （17） 卷筒强度验算通过。3.5.2 卷筒中心轴的计算及校核 卷筒中心轴的扭矩与弯矩图如下：图4 卷筒中心轴弯扭矩图Fig. 4 drum center axis diagram and bending torque diagram 卷筒中心轴受力图：图5 中心轴的受力图Fig. 5 the central shaft by the attempt由受力及平衡条件： =2Fr=22.727140=763.56Nm （18） +=2F 72F+（72+350）F=（57+350+72） =3.127kN =2.327kN确定弯矩与扭矩的分布情况： T=763.56Nm =0 =72=225.144Nm =0 =57=132.639Nm危险截面C处的校核：因为轴的材料选用45号钢，所以=60MPa T=763.56Nm M=225.144Nm D=105mm W=0.1=1.157 （19）根据第三强度理论： =6.88MPa （20）D=95mm处： T=763.56Nm M=4272225.144=131.334Nmm W=0.1=8.5738 （21） =9MPa （22）所以所选轴符合要求。3.5.3 卷筒中心轴键的校核该卷筒中心轴键的尺寸为281650键的材料选用45号钢，其许用挤压应力=20MPa以及许用切应力为=80MPa。卷筒中心轴键处的受力： =2F =2F=14.54kN键所受挤压应力： =10.4MPa （23） 键所受剪切应力：=36.35MPa （24）3.5.4 卷筒中心轴轴承的校核 在卷筒中心轴的两侧都采用深沟球轴承6018，其轴承的基本额定动载荷为58kN。径向负荷： =3.127kN轴向负荷： =0NM7的工作级别的轴承工作时数为4000h，查参考文献1的6018轴承e=0.23，因为F2/F1e，所以取x=1,y=2.7。当量动负荷： P=xF1+yF2=13127+2.70=3127N （25） 由公式=可知=1.301 （26）动负荷： C=(C/P)P=1.3013127=4068.227NC （27） 所以选用轴承合适。 3.6 吊钩的设计与校核3.6.1 吊钩主要尺寸钩孔直径： D=（3035）=352.24=78.4mm （Q为额定最大起重量） （28）取钩孔直径D=80mm。其他尺寸： h=D=80mm S=0.75D=0.7580=60mm =（22.5）h=2.580=200mm =0.5h=0.580=40mm根据计算结构和起重机的工作级别M7以及最大起重量5t，查参考文献1选用6号钩。6号钩的材料牌号为DG20，该6号钩的抗拉强度为235MPa。3.6.2 吊钩的校核 钩身主要弯曲截面（水平截面）A-A最危险，简图如下：图6 吊钩A-A截面Fig. 6 hook A-A section 截面A-A中，内外侧边界最大应力： =0.5h=40mm =e+0.5D=40+40=80mm K=0.072 （29） =0.5h0.5d=3.144030=376800 =0.184MPa （30） =0.184MPa （31） 式中为截面A-A形心至截面内边的距离，为截面A-A形心至截面外边的距离，为截面形心轴线至曲率中心O点的距离，为截面A-A的面积，K为截面A-A的形状系数。因为=117.5MPa，所以吊钩选择合适。3.7 横梁的设计 移动龙门起重机横梁材料这里选择用工字钢。工字钢受力图如下：图7 工字钢受力图Figure 7 steel by trying to工字钢最小弯矩： =27=270.9=24.3kN （32）工字钢材料选择Q235，其许用应力=235MPa。 = （33） W=103.4 查参考文献1选用16号工字钢，该工字钢主要参为h=160mm，b=88mm，d=6mm，截面面积为26.131 3.8 起吊电动机 3.8.1 起吊电动机的工作原理电动机是把电能转换成机械能的一种设备。它是利用通电线圈（也就是定子绕组）产生旋转磁场并作用于转子鼠笼式式闭合铝框形成磁电动力旋转扭矩。电动机主要由定子与转子组成，通电导线在磁场中受力运动的方向跟电流方向和磁感线（磁场方向）方向有关。电动机工作原理是磁场对电流受力的作用，使电动机转动。3.8.2 起吊电动机的选择在移动龙门吊起吊重物时，重物要在一定的速度下达到一定的高度。这里取重物在上升下降的平均速度为v=15m/min。重物起升最大高度为=2.5m。P=mgh+0.5m （34）P=5400(102.5+0.5) （35） P=13.5KW起重5t的重物所需的功率为13.5KW。=16.89KW （36）式中为机构总效率，一般=0.80.9，这里取=0.8。查参考文献2选用YZR180L-6，其中（25%）=17KW，n=955r/min。3.8.3 起吊电动机发热条件的校核根据等效功率发求的等效功率为： =0.850.8713.5=9.98KW （37）式中k为工作级别系数，因为本设计工作级别为M7，所以取k=0.85。r为系数，根据启动时间与工作时间的比值，查参考文献1可知一般起升机构/=0.1，r=0.87。因为，所以初选电动机满足要求。3.9 起吊减速器的设计减速器是通过齿轮传动使电动机高速轴运动变为卷筒的低速轴运动。卷筒转速： n=152/3.140.28=34.12r/min （38）传动比： =955/34.12=27.9 （39） 查参考文献1选择减速器QJR1000，名义中心距为236mm，许用输出扭矩4500Nm，高速轴许用功率17.6KW，公称传动比=25。 实际起升速度： V=v=15=16.74m/min （40）3.10 起吊制动器的设计3.10.1 起吊制动器的工作原理制动器是具有使运动部件（或运动机械）减速、停止或保持停止状态等功能的装置。是使机械中的运动件停止或减速的机械零件。俗称刹车、闸。制动器主要由制架、制动件和操纵装置等组成。有些制动器还装有制动件间隙的自动调整装置。为了减小制动力矩和结构寸制动器通常装在设备的高速轴上，制动器是通过其中的固定元件对旋转元件施加制动力矩，使后者的旋转角速度降低，达到制动或机械锁死的目的。3.10.2 起吊制动器的选择所需静制动力： 0.85=7.57N （41）式中K=1.75为制动安全系数。查参考文献1选用YWZ2-100/10制动器，质量为22kg。4 移动机构的设计4.1 移动机构方案的确定 本设计移动龙门吊的最大起重量为5t，由于最大起重量和整个移动龙门吊机构本身的重量不重，所以不采用电动机带动而是采用人力推动，由两名工人进行移动龙门吊机构的移动。又因为本设计移动龙门吊需要在地面上自由移动，所以没有采用一般起重机的车轮和钢轨，而是采用了无缘车轮。4.2 车轮的设计及校核车轮最大轮压： =16000N （42）车轮最小轮压： =3500N （43）式中Q为起重机最大起重量，G为起升机构自重。查参考文献1选用无缘车轮DYL-250，其基本尺寸为D=250，B=90，d=70。车轮踏面疲劳计算载荷： =11833.3N （44） 线接触允许轮压： =3.8250901.170.8=80028N （45） 式中为许用线接触应力常数(Nmm)，查参考文献1得=3.8 为车轮与轨道有效接触强度，取=B=90mmC为转速系数，取C=1.17C为工作级别系数，当为M7级时取=0.8 因为，所以线接触局部挤压强度通过校核，所选车轮符合要求。4.3 车轮中心轴校核 车轮中心轴受力情况如下图：图8 车轮中心轴受力图Figure 8 the center of the wheel shaft force其中：=8000N；=16000N =2400N；=4800N 分别作出车轮中心轴在水平面及垂直面上的弯矩图和扭矩图。 水平面上的弯矩图如下：图9 车轮中心轴水平弯矩图Figure 9 the center of the wheel shaft horizontal bending moment diagram =135=324Nm垂直面上的弯矩图如下：图10 车轮中心轴垂直弯矩图Fig. 10 the center of the wheel shaft vertical bending moment diagram=135=1080Nm合成弯矩： M=1127.55Nm 车轮中心轴扭矩图如下：图11 车轮中心轴扭矩图Fig. 11 the center of the wheel shaft torque diagram T=20=1250.34800=180Nm已知车轮中心轴的弯矩和扭矩后可知B点为危险截面，因为轴的材料选用45号钢，所以=60MPa，按第三强度理论校核： W=0.1=1.95 （46） =5.856MPa （47） 所以所选轴合适。5 结论我认为我的这次移动龙门吊毕业设计是我大学里专业学习收获最多的一次，在设计中我系统得复习了许多以前的知识，对我知识体系的
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