鹤式起重机设计说明书

1、机械原理机构分析大作业班级姓名学号目录第一章 工程研究意义第二章 机构分析（机构简图 自由度分析 组成原理）第三章 速度与加速度分析第四章 力分析第五章 结论第一章 工程研究意义起重机能减轻体力劳动，提高工作效率。在国民经济各部门的物质生产和物质流通起着很大的作用。起重机的设计制造，从一个侧面反映了一个国家的工业现代化水平。鹤氏起重机在现代工业中是必不可少的，对鹤氏起重机的研究，有利于我们对大学所学机械原理知识的掌握并运用，对学习和工作有着积极而又深远的意义。第二章 机构分析（机构简图 自由度分析 组成原理）机构简图：自由度分析：活动构件数n=3，低副数目pl=4，高副数目ph=0，自由度F=

2、3n-(2pl+ph)=3x3-(2x4+0)=1组成原理：鹤式起重机学名为四连杆门座式起重机，由四连杆组成，其主体机构是一个双摇杆机构。而F点几乎做水平回转运动。第三章 速度与加速度分析速度分析：已知杆1的角速度为w1，杆AB，BC，CD和CF的长度均可由实际测量得知，则：VC = VCB + VB方向：CD BC AB 大小： ？ ？ w1lAB式中仅有两个未知量，故可用作图法求解。取点p作为速度图极点，作速度图如下图所示，其中pb为点B的速度VB，cb和pc分别表示VCB和VC的方向，两线的交点为c，则pc即为点C的速度VC，bc即为VCB。于是有w3=VC/lCD，w2=VCB/lBC

3、。又：VF = VFB + VB方向：？ FB AB大小：？ w2lFB w1lAB式中仅有两个未知量，故可用作图法求解。取点p作为速度图极点，作速度图如下图所示。其中pb为点B的速度VB，bf为VFB，则pf即为点F的速度VF。加速度分析：aC = aCBn + aCBt + aB = aCn + aCt方向： ？ BC BC AB CD CD大小： ？ w22lBC ？ w12lAB w32lCD ？第二个等号两边仅有两个未知量，故可用作图法求解。取点p作为加速度图极点，作加速度图如下图所示。其中pb为点B的加速度aB，大小为w12lAB，bc为aCBn，大小为w22lBC，cc为aCBt

4、的方向，大小未知。Pc为aCn，大小为w32lCD，cc为aCt的方向，大小未知，但其与cc交于点c，则可求得pc即为点C的加速度aC。从而可得aCBt和aCt的大小。于是有杆2的角加速度2=aCBt/lBC，杆3的角加速度3=aCt/lCD。又：aF = anFB + atFB + aB方向： ？ FB FB AB大小： ？ w22lFB 2lFB w12lAB 式中仅有两个未知量，故可用作图法求解。取点p作为加速度图极点，作加速度图如下图所示。其中pb为点B的加速度aB，大小为w12lAB，bf为anFB，ff为atFB，则pf即为点F的加速度aF。第四章 力分析设已知各构件的尺寸（包括转

5、动副的半径r），接触状况系数k，各运动副中的摩擦因数f，杆1为原动件，设在此时刻在力矩M1的作用下沿w1方向转动，则用图解法可求各运动副中总反力方向线的位置和需加在杆件3上的平衡力矩M3（各构件的重力及惯性力均略去不计）先根据已知条件确定转动副的摩擦圆半径=kfr，并作出各转动副中的摩擦圆（如图中虚线小圆所示）。在不计摩擦时，各转动副中的反力应通过轴颈中心。因M1的方向和w1相同，故力矩M1为驱动力矩。从机构的运动情况知，构件2受压力。又因不计其惯性力和重力，故构件2为二力杆。即构件2在两力FR12和FR32的作用下处于平衡，所以两力应大小相等，方向相反，并作用在同一条直线BC上（图中虚线所示

6、）。在计及摩擦时，总反力应切于摩擦圆，在转动副B处，因构件1,2之间的夹角在逐渐增大，它们的相对角速度w21沿顺时针方向，又因总反力FR12对转动副B点之矩方向应与相对角速度w21方向相反，故FR12应切于此处摩擦圆上方；在转动副C处，因构件2,3之间的夹角在逐渐减小，相对角速度w23沿顺时针方向，总反力FR32对转动副C点之矩方向应与相对角速度w23相反，故知FR32应切于摩擦圆下方。此时构件2仅受FR12和FR32的作用仍处于平衡，故此二力应共线，即计及摩擦时其作用线应同时切于B处摩擦圆的上方和C处摩擦圆的下方。取杆1为分离体，则杆1应在FR21，FR41和驱动力矩M1的作用下平衡。根据力平衡条件可知，FR41=-FR21。又因w14=w1为逆时针方向，故FR41应与FR21平行且对A点之矩方向与w1相反，应切于A处摩擦圆的右边。取杆1的力矩平衡，得FR21= M1/L1取杆3为分离体，则杆3应在FR23，FR43和平衡力矩M3的作用下平衡。根据力平衡条件可知，FR43=- FR23。又因w3为逆时针方向，故FR43应与FR23平行且对D点之矩方向与w3相反，应切于D处摩擦圆的上方。取杆3的力矩