50吨汽车起重机设计

1、PAGE 理工大学学士学位论文要图的加qq1771924625PAGE PAGE 52沈阳理工大学学士学位论文摘要随着经济建设的迅速发展，我国的基础建设力度正逐渐加大，道路交通，机场，港口，水利水电，市政建设等基础设施的建设规模也越来越大，市场汽车起重机的需求也随之增加。本文通过对徐工50吨汽车起重机主臂进行研究，进一步进行主臂设计，通过计算对主臂的三铰点、主臂的长度、及每节臂的长度、液压缸尺寸进行确定，选择零部件，确定主臂伸缩方式及主臂内钢丝绳的缠绕方法，通过UG软件对主臂进行三维建模。关键词：50吨吨汽车起起重机、主臂设设计、三三铰点、伸缩方方式、三三维建模模AbsttracctWithh

2、 thhe rrapiid ddeveeloppmennt oof eeconnomiic cconsstruuctiion, Chhinaas inffrasstruuctuure is graaduaallyyincrreasse tthe inttenssityy, rroadd trrafffic, aiirpoortss, pportts, watter connserrvanncy andd hyydroopowwer, muuniccipaal cconsstruuctiion of inffrasstruuctuure succh aas tthe scaale of conn

3、strructtionn iss allso groowinng, craane truuck craane marrkett deemannd wwithh thhe iincrreasse. Bassed on thee Xuu Goong 50 tonns oof ttrucck ccranne bboomm sttudyy, ffurttherr booom dessignn, bby ccalcculaatinng tthe maiin aarm of thee thhreee hiingees, thee maain armm leengtth, andd thhe llenggt

4、h of eacch aarm, hyydraauliic ccyliindeer ssizee iddenttifyy, sseleect Parrts andd coompoonennts, iddenttifyy thhe mmainn teelesscoppic armm annd tthe booom iin tthe wayy off wiindiing roppe mmethhod, UGG sooftwwaree onn thhe mmainn arrm ffor thrree-dimmenssionnal moddeliing. Keeywoordss: 550-tton t

5、ruuck craane，thee booom dessignn，thhe tthreee hhingge ppoinnts ，strretcchinng，tthreee-ddimeensiionaal mmodeelinng目录1绪论11.1起起重机械械的工作作特点及及其在公公民经济济中的作作用11.2国国内汽车车起重机机的发展展概况和和发展趋趋势21.2.1国内内汽车起起重机的的发展概概况21.2.2国内内汽车起起重机的的发展趋趋势31.3国国外汽车车起重机机的发展展概况及及发展趋趋势41.3.1国外外汽车起起重机的的发展概概况41.3.2国外外汽车起起重机的的发展趋趋势61.4 UGG软

6、件的的介绍771.5本本课题内内容及重重要意义义882 550吨汽汽车起重重机的主主要技术术参数和和工作级级别992.1 500吨汽车车起重机机的主要要技术参参数92.2 500吨汽车车起重机机的工作作级别1123 550吨汽汽车起重重机主臂臂尺寸的的确定1663.1 吊臂臂根部绞绞点位置置的确定定1163.2 吊臂臂各节尺尺寸的确确定1773.3 变幅幅液压缸缸绞点的的确定193.4 吊臂臂截面的的选择及及截面尺尺寸确定定2214 主主臂伸缩缩机构的的设计计计算244.1 臂架架伸缩机机构的驱驱动形式式2244.2 臂架架伸缩液液压缸的的计算及及选择264.2.1 缸筒内内径选择择2264.

7、2.2 活塞杆杆直径264.2.3 缸筒壁壁厚及外外径计算算2285 零零部件的的选择3305.1 钢丝丝绳的计计算和选选择3005.1.1 钢丝绳绳结构形形式的选选用3005.1.2 升起用用钢丝绳绳直径的的计算305.1.3 主臂伸伸缩用钢钢丝绳的的计算选选用3115.2 滑轮轮及滑轮轮组的选选择3115.2.1 构造和和材料的的选用325.2.2 升起用用滑轮尺尺寸的确确定及选选用3225.2.3 滑轮组组的选择择333绪论1.1起起重机械械的工作作特点及及其在国国民经济济中的作作用起重机械械式用来来对物料料进行起起重、运运输、装装卸和安安装作业业的机械械。它可可以完成成靠人力力无法完完

8、成的物物料搬运运动作，以减轻轻人们的的体力劳劳动，提提高生产产效率，在工厂厂、车站站、矿山山、港口口、建筑筑工地、仓库、水电站站等多个个领域的的部门中中得到了了广泛的的应用，随着生生产规模模日益扩扩大，特特别式现现代化、专业化化的生产产需求，各种专专门用途途的起重重机相继继产生，在许多多重要的的部门中中，不仅仅式生产产过程中中的辅助助机械，而且已已成为生生产流水水作业生生产线上上不可缺缺少的重重要机械械设备它它的发展展对国民民经济建建设起着着积极的的促进作作用。起重机式式一种循循环的，间歇运运动的，短程搬搬运物料料的机械械，一个个工作循循环，一一般包括括上料，运送，卸料及及回到原原位的过过程，

9、即即取物装装置从取取物地点点，由起起升机构构吧物料料提起，由运行行回转或或变幅机机构把物物料移位位，然后后物料在在指定的的地点下下放，接接着进行行相反的的动作，使取物物装置回回到原位位，以便便进行下下一步的的工作循循环，在在两个工工作循环环之间一一般由短短暂的停停歇。起起重机工工作时，各机构构经常是是处于启启动，制制动，正正向，反反向，等等相互交交替的运运动状态态之中。在高层建建筑，冶冶金，化化工，电电站等大大型项目目的建设设中，需需要吊装装和搬运运的工程程量日益益增多，其中不不少组合合件的吊吊装和搬搬运重量量达到几几百吨。因此必必须选用用一些大大型的起起重机进进行诸如如锅炉及及厂房设设备的吊

10、吊装工作作。通常常采用的的大型起起重机有有龙门起起重机，门座式式起重机机，塔式式起重机机，履带带起重机机，轮式式起重机机以及厂厂房内装装置的桥桥式起重重机等。在公路，桥梁，水利电电力等建建设施工工中，起起重机的的使用范范围更式式极为广广泛，无无论式装装载设备备器材，吊装厂厂房构件件，安装装电站设设备，调调运浇筑筑混凝土土，模板板，开挖挖废渣及及其它建建筑材料料等均需需使用起起重机械械，尤其其式水电电工程施施工，不不但工程程规模浩浩大，而而且地理理条件特特殊，施施工季节节性强，工程本本身又很很复杂，而且吊吊装搬运运的设备备，建筑筑材料量量大品种种多。除除了上面面介绍的的起重机机外，在在水电工工程

11、中还还采用一一些其它它的大型型设备，如缆索索起重机机，浮式式起重机机等，在在电站厂厂房及建建筑物上上安装各各种类型型的起重重机，供供检修机机组，启启闭闸门门，及起起吊拦污污栏之用用，这些些起重机机由大型型龙门起起重机，固定卷卷扬起重重机以及及弧形闸闸门起重重机等。这些专专门用途途的起重重机一般般吨位较较大，如如用起吊吊闸门的的龙门起起重机，和固定定卷扬起起重机，起到了了工程起起重机的的作用，起重机机在未来来的国家家建设当当中，还还将起到到更大的的作用。1.2国国内汽车车起重机机的发展展概况和和发展趋趋势1.2.1国内内汽车起起重机的的发展概概况中国的汽汽车式起起重机诞诞生于上上世纪的的10年代

12、代，经过过了近330年的的发展，期间有有过3次次主要的的技术改改进，分分别为770年代代引进苏苏联的技技术，880年代代引进日日本的技技术，990年代代引进德德国的技技术。但但是总体体来说，中国的的汽车式式起重机机产业始始终走着着自主创创新的道道路，有有着自己己清晰的的发展脉脉络，尤尤其是进进几年，中国的的汽车式式起重机机产业取取得了长长足的发发展，虽虽然与国国外相比比还有一一定的差差距，但但是这个个差距正正在逐渐渐的缩小小。而且且我国目目前在中中小吨位位的汽车车式起重重机的性性能已经经完好，能够满满足现实实生产的的要求。在不久久的将来来，我国国的汽车车式起重重机行业业一定会会发展成成为一个个

13、发展稳稳定，市市场化程程度高的的成熟产产业。 许许多专家家认为，高速发发展的市市场，是是中国汽汽车式起起重机产产业各个个厂商有有利的技技术创新新基础和和环境。近几年年，中国国汽车式式起重机机产业除除了一家家较小的的公司与与日本起起重机品品牌厂家家合资以以外，其其余厂家家一直在在追赶国国外先进进水平的的进程中中，一直直坚持自自主的技技术创新新道路，基本上上没有整整体引进进国外技技术的做做法，也也使的中中国汽车车式起重重、产业在在达到和和接近国国际先进进水平的的同时，在产品品技术上上有明显显的中国国特质。中国汽车车式起重重机已经经大量使使用PLLC可编编程集成成控制技技术，带带有总线线接口的的液压

14、阀阀块，液液压马达达，油泵泵等控制制和执行行元件已已较为成成熟，液液压和电电器已实实现了紧紧密的结结合。可可通过软软件实现现控制性性能的调调整，大大幅度简简化控制制系统，减少液液压元件件，提高高系统的的稳定性性，具备备了实现现故障自自动诊断断，远程程控制的的能力。 当前我我国新一一代汽车车起重机机产品，起重作作业的操操作方式式，大面面积应用用先导比比例控制制，具有有良好的的微调性性能和精精控性能能，操作作力小，不易疲疲劳。通通过先导导比例手手柄实现现比例输输送多种种负荷的的无级调调速，有有效防止止起重作作业时的的二次下下滑现象象，极大大的提高高了起重重作业的的安全性性、可靠靠性和作作业效率率。

15、部分大型型汽车式式起重机机还在伸伸缩臂上上使用了了单缸插插销的伸伸缩技术术，通过过液压销销作用，以单个个液压油油缸可完完成多节节伸臂的的运动，并达到到各种工工况的程程度控制制和自动动伸缩，改变了了以往能能不油缸缸加内部部绳排的的作业方方式，使使起重机机相对更更轻，拓拓展了起起重机向向更高工工作高度度发展的的空间。在走向国国际市场场的过程程中，我我国汽车车式起重重机产业业近几年年品质水水平的快快速提高高，也得得到了国国际拥护护的高度度肯定，由于产产品使用用规范，用户的的专业素素质较高高，出口口产品的的质量反反馈比在在过内有有了明显显的减少少，产品品反映较较好。这这都为中中国汽车车式起重重机行业业

16、的发展展打下了了良好的的基础。1.2.2国内内汽车起起重机发发展趋势势我国的汽汽车式起起重机的的生产企企业要想想在本领领域生存存与发展展，需要要做的事事情还很很多，由由于市场场需求的的增大，也要求求生产企企业不断断创新，在保证证起重机机性能的的基础上上还要不不断开发发出更大大吨位的的新产品品，满足足市场的的需求。只有这这样才能能从市场场中获得得养分和和活力使使自己生生存，在在生存中中发展，在发展展中壮大大。主要的发发展趋势势应该有有以下几几点：（1）扩扩大产品品的品种种。在企业内内部应建建立完善善的产品品研究和和开发体体系，使使产品系系列化，品种齐齐全，要要形成大大中小完完整系列，增多产品品数

17、量，使生产产规模不不断的扩扩展。（2）增增大起重重力矩。目前我国国生产的的汽车式式起重机机大多是是1000吨以下下的中小小吨位的的起重机机，大吨吨位生产产的很少少，而随随着社会会的发展展，对机机动灵活活的大型型起重机机械的需需求越来来越大，这都是是汽车式式起重机机发展的的养分，所以增增大其中中力矩迫迫在眉睫睫。（3） 增加起起重机功功能。随着国民民经济的的快速发发展，用用户对汽汽车式起起重机的的使用上上的要求求越来越越多，希希望能够够一机多多用，已已经不仅仅仅是在在搬运重重物时使使用，而而是满足足在不同同环境和和工种的的使用，这些都都为未来来起重机机的发展展找清了了方向。（4）全全力打造造自己

18、的的品牌。目前中国国的汽车车起重机机生产企企业，缺缺少自己己的专业业研究人人员和开开发队伍伍，而是是去模仿仿别人生生产的成成品，没没有发展展方向和和竞争力力。未来来经济的的全球化化以及由由此引发发的一系系列问题题，使得得竞争手手段从传传统的产产品，价价格等层层次转嫁嫁到品牌牌的竞争争上来。所以各各大汽车车式生产产企业应应该 努努力打造造自己的的品牌，从而使使自己发发展壮大大。（5）开开创自我我空间占占领市场场。我国的各各大汽车车式起重重机生产产企业要要不断创创新，大大胆进行行运行急急智的改改革，面面向市场场，结构构优化，人员重重组，引引进设备备，进行行刻苦的的技术研研发，在在不断完完善自我我的

19、前提提下，占占领市场场。1.3国国外汽车车起重机机发展概概况及发发展趋势势1.3.1国外外汽车起起重机发发展概况况目前世界界上约有有百余家家企业生生产汽车车起重机机，但著著名的也也就右十十余家，如美国国的格鲁鲁夫、德德国的利利勃海尔尔、徳马马克、日日本加藤藤、多田田野等。生产的的汽车起起重机品品种有数数百种，90年年代以来来，生产产，销售售各种吨吨位的起起重机万万余台。汽车起重重机的市市场主要要集中在在东亚、北美和和欧洲。东亚约约占销售售量的440%，北美和和欧洲各各约占220%。国外汽汽车起重重机发展展的主要要特点可可以归纳纳为：多多品种生生产，标标准化程程度高和和一机多多用。就分布于于三大

20、市市场的产产品而言言，以德德国为主主的欧洲洲市场，其产品品主要特特点为：全地面起起重机占占主导地地位，约约占市场场份额的的80%。大吨位产产品为主主，利勃勃海尔公公司占销销售额的的70%800%式1100吨吨以上的的产品。技术先进进，及时时采用世世界最新新的技术术成果。专用配套套件多，这以为为欧洲发发展汽车车起重机机的得天天独厚的的条件。 以日本本为主的的东亚市市场和以以美国为为主的北北美市场场，其产产品主要要特点有有：越野汽车车起重机机占主导导地位，约占770%80%，其次次为轮式式起重机机，全地地面起重重机所占占比例较较小。多系列生生产，中中大吨位位居多。注重适应应性和经经济性。在保证证产

21、品性性能和功功能的前前提下，大量采采用通用用配套件件，而不不强调追追赶新技技术，故故产品可可靠性较较好。目前，世世界汽车车起重机机的生产产，从技技术上讲讲，德国国利勃海海尔公司司略占优优势，但但从企业业规模上上讲，美美国格鲁鲁公司居居世界首首位。而而生产量量则是日日本的多多田野和和藤加最最多。市市场总的的趋势式式供大于于求，面面对激烈烈竞争，国外各各大公司司除了纷纷纷增加加投资、扩大生生产、提提高自身身的竞争争能力外外，还通通过联合合或兼并并来提高高在国际际市场的的份额。如19984年年，美国国格鲁夫夫公司收收购了英英国老牌牌企业科科尔斯公公司。119877年，德德国克虏虏伯公司司收购了了格的

22、瓦瓦尔德公公司，称称为当时时德国最最大的起起重机公公司，但但该公司司19995年又又被美国国格鲁夫夫公司收收购。119900年，日日本多田田野兼并并了德国国法恩公公司等。在起重机机行业内内，国外外的大型型汽车起起重机的的发展比比我国迅迅速，在在技术和和运用上上已相当当成熟，目前国国际市场场对汽车车起重机机的需求求在不断断增加，从而使使国外各各大汽车车式起重重机制企企业在生生产中更更多的应应用优化化设计，机械自自动化和和自动化化设备，这对起起重机行行业的发发展造成成了很大大的影响响。目前前国外的的起重机机企业主主要是生生产大吨吨位的起起重机，而且有有完善的的设计体体系，和和一批先先进的研研发人员

23、员，不断断的进行行创新和和完善。国外的的制造企企业现在在已经达达到规模模化的生生产，技技术含量量比较高高，而且且液压技技术和电电子技术术在汽车车起重机机的设计计中也已已广泛的的应用，很多企企业的品品牌在用用户的心心中已经经打上了了坚实的的烙印，这也使使的国外外起重机机的继续续发展占占有了更更大的优优势。1.3.2国外外汽车起起重机发发展趋势势（1） 设计、制造的的计算机机化、自自动化 近年年来，随随着电子子计算机机的广泛泛应用， 许多多国外起起重机制制造商从从应用起起重机辅辅助设计计系统（CADD），提提高到应应用计算算机进行行起重机机的模块块设计。起重机机采用模模块单元元化设计计，不仅仅是一

24、种种设计方方法的改改革，而而且将影影响整个个起重机机行业的的技术、生产和和管理水水平，老老产品的的更新换换代，新新产品的的研制速速度都将将大大加加快。对对起重机机的改进进，只需需更改几几个模块块；设计计新的起起重机只只需新的的不同模模块进行行组合，提高了了通用化化程度，可使单单件小批批量的产产品，改改成相对对批量的的模块生生产，能能使较少少的模块块形式，组合成成不同规规格的起起重机，满足市市场的需需求，增增强了竞竞争力。（2）起起重机控控制元件件的革新新与应用用 起起重机的的定位精精度是对对起重机机的重要要要求，多数采采用转角角码盘，齿轮链链，激光光头与钢钢板孔带带来保证证，定位位精度通通常为

25、3，高于11mm的的精度需需另加定定位系统统。在起起重机起起升速度度和制动动器方面面的改进进，则使使用低速速运行的的起重机机吊钩精精确定位位，起重重机的刹刹车系统统也应用用微处理理进行控控制和监监视工作作。 遥遥控系统统用于汽汽车式起起重机及及其他移移动式起起重机械械，这种种系统包包括在控控制者身身上的控控制器，和安装装在起重重机上的的接收器器 ，控控制器具具有电磁磁辐射发发生器，接收器器与作用用在起重重机传动动装置的的操纵机机械的转转换部分分相连。遥控器器的使用用不仅节节省人力力，提高高工作效效率，而而且使操操作者的的工作条条件有所所改善。 起重机机的距离离检测防防撞装置置，采用用无线电电信

26、号型型的防撞撞装置，防撞系系统由三三相系统统组成，用来监监控起重重机前端端行使距距离，一一般首先先发出信信号警示示，接着着将大车车车速减减小到550%，最后切切断电机机电源，将大车车制动。（3） 新材材料、新新工艺的的应用。 由于于钢铁工工业新技技术的应应用，刚刚才质量量得以提提高，在在设计起起重机主主梁强度度时，可可使用较较高的许许用应力力，而不不需要较较高的安安全系数数，以便便减少起起重机材材料用量量，从而而降低设设备的重重量和价价格，起起重机配配套的零零部件的的制造也也得益于于新材料料的不断断产生，使得起起重机向向更轻，更好的的方向发发展。在机加工工方面，大量采采用少切切削的精精密铸件件

27、，尤其其是铝合合金铸件件见多，加工设设备大量量采用高高精度，高效的的加工中中心，数数控自动动机床等等，及保保证了质质量，又又提高了了劳动生生产率，降低了了成本，同时在在机械线线使用机机械代替替人工操操作如焊焊接机械械手和配配用机械械手等。国外起重重机的未未来发展展之路是是走向专专业化，标准化化，和系系列化，只有这这样才能能最快的的制造和和装配出出品种多多样化的的产品1.4 UG软软件的介介绍UG是UUniggrapphiccs的缩缩写，这这是一个个交互式式 HYPERLINK /view/4176.htm CADD/CAAM( HYPERLINK /view/76137.htm 计计算机辅辅助

28、设计计与计算算机辅助助制造)系统，它功能能强大，可以轻轻松实现现各种复复杂实体体及造型型的建构构。它在在诞生之之初主要要基于工工作站，但随着着PC硬硬件的发发展和个个人用户户的迅速速增长，在PCC上的应应用取得得了迅猛猛的增长长，目前前已经成成为模具具行业三三维设计计的一个个主流应应用。 UGG的开发发始于119900年7月月，它是是基于CC语言开开发实现现的。UUG NNX是一一个在二二和三维维空间无无结构 HYPERLINK /view/10755.htm 网网格上使使用自适适应多重重网格方方法开发发的一个个灵活的的数值求求解偏微微分方程程的软件件工具。其设计计思想足足够灵活活地支持持多种

29、离离散方案案。因此此软件可可对许多多不同的的应用再再利用。 一个个给定过过程的有有效模拟拟需要来来自于应应用领域域(自然然科学或或工程)、数学学(分析析和数值值数学)及计算算机科学学的知识识。然而而，所有有这些技技术在复复杂应用用中的使使用并不不是太容容易。这这是因为为组合所所有这些些方法需需要巨大大的复杂杂性及交交叉学科科的知识识。最终终软件的的实现变变得越来来越复杂杂，以致致于超出出了一个个人能够够管理的的范围。一些非非常成功功的解偏偏微分方方程的技技术，特特别是 HYPERLINK /view/2937965.htm 自自适应网网格加密密（addapttiveemesshreefinne

30、meent）和多重重网格方方法在过过去的十十年中已已被数学学家研究究，同时时随着计计算机技技术的巨巨大进展展，特别别是大型型并行计计算机的的开发带带来了许许多新的的可能。 UGG的目标标是用最最新的数数学技术术，即自自适应局局部网格格加密、多重网网格和并并行计算算，为复复杂应用用问题的的求解提提供一个个灵活的的可再使使用的软软件基础础。功能描述述（1）、工业设设计和风风格造型型（2）、产品设设计（3）、仿真、确认和和优化（4）NC加加工（5）模具设设计（6）.开发解解决方案案1.5本本课题内内容及重重要意义义课题内容容：学习UGG软件，能熟练练应用软软件进行行建模，并进行行装配。通过计算算确定

31、基基本参数数，对各各节臂的的尺寸进进行确定定，对臂臂的铰点点进行确确定。主臂运动动方案的的确定，大臂采采用形式式，伸缩缩方式以以及钢丝丝绳绕线线方式等等。在UG环环境下进进行机械械结构设设计，建建立500吨汽车车起重机机的基本本臂的三三维模型型课题重要要意义：近年来，随着社社会的发发展，社社会生活活中对起起重机的的需求越越来越大大，所以以起重机机的研发发越来越越紧迫，由于汽汽车式起起重机转转场灵活活，从而而方便快快捷，所所以进几几年我国国的汽车车式起重重机发展展很快。但是，与国外外汽车式式起重机机相比，国外汽汽车式起起重机技技术得到到了飞速速发展，为了降降低整机机成本，提高性性能，整整机质量量

32、越来越越小，在在起重性性能相同同的情况况下，自自重约比比十年前前降低了了左右，由于车车辆自重重的减小小，使车车辆采用用尽可能能少的轴轴数（尤尤其是大大吨位起起重机），这样样，大大大简化了了车辆的的结构，成本降降低，同同时提高高了起重重机的作作业能力力及使用用经济性性，所以以，同等等吨位的的销售价价较前十十年有大大幅下降降，对中中国国内内市场造造成了很很大冲击击，因此此，对我我国的汽汽车式起起重机的的生产者者来说是是一个严严峻的考考验。基基本臂是是起重机机的最主主要的部部件，它它的优劣劣直接关关系到起起重机的的性能，所以加加大对汽汽车式起起重机的的基本臂臂结构设设计的研研究，努努力创新新和借鉴鉴

33、外国经经验是当当务之急急。50吨汽汽车式起起重机的的主要技技术参数数和工作作级别50吨汽汽车式起起重机的的主要技技术参数数 起重重机的技技术参数数表征起起重机的的作业能能力，汽汽车式起起重机的的主要技技术参数数包括起起重量、起升高高度、幅幅度、起起重力矩矩等。这些些参数表表名起重重机工作作性能和和技术经经济指标标，它是是设计起起重机的的技术依依据，也也是生产产使用中中选择起起重机技技术性能能的依据据。（1）起起重量 起起重机起起吊重物物的质量量称为起起重量，通常以以Q表示示，单位位为kgg或t。起重机机的起重重参数通通常是以以额定起起重量表表示的。所谓额额定起重重量是指指起重机机在各种种工况下

34、下安全作作业所容容许的起起吊重物物的最大大质量的的值，它它是随着着幅度的的加大而而减小的的。带有有吊钩的的起重机机的额定定起重量量不包括括吊钩和和滑轮组组的自重重。汽车式起起重机的的额定起起重量随随着吊臂臂的方位位（侧方方、后方、前方三个个基本作作业方位位）不同而而有所变变化。汽汽车式起起重机的的额定起起重量还还分支腿腿全伸、不用支支腿吊臂臂行驶22种情况况。起重重机吊重重行使时时，起重重臂必须须前置。起重机机不用支支腿作业业和吊重重行使时时的额定定起重量量决定于于轮胎、车桥（或轮对对转向架架）的承承载能力力。 如上所所术，由由于汽车车式起重重机的各各种工况况比较复复杂，考考虑的因因素较多多，

35、额定定起重量量不只一一个时，通常常称额定定起重量量为最大大起重量量。此次次设计的的是500吨汽车车式起重重机的主主臂，所所以取起起重量为为Q=550t。（2）起起升高度度 起起升高度度是指从从地面或或轨道顶顶面至取取物装置置最高起起生位置置的铅垂垂距离（吊钩取取取钩环环中心），单位位为米。如果取取物装置置能下落落到地面面或轨面面以下，从地面面或轨面面至取物物装置最最低下放放位置间间的铅垂垂距离称称为下放放深度。此时总总起升高高度H为为轨面以以上的起起升高度度h2和和 轨面面以下的的下放深深度h33之和，H=hh2+hh3。 由于汽汽车式起起重机的的起升高高度随着着臂架仰仰角和臂臂架长度度变化，

36、在各种种臂长和和不同臂臂架仰角角时可得得相应的的起升高高度曲线线。汽车车式起重重机起升升高度的的选择按按作业要要求而定定。在确确定起升升高度时时，应考考虑配属属的吊具具、路基基和汽车车高度保保证起重重机能将将最大高高度的物物品装入入车内。汽车式起起重机的的最大起起升高度度的确定定是根据据起重机机作业要要求和起起重机总总体设计计的合理理性综合合考虑。参见起重机机设计手手册汽汽车式起起重机技技术参数数表，如如表2.1所示示50吨吨汽车式式起重机机的基本本臂的范范围为111.009.00（米），最长长主臂范范围为33224（米），及徐工工生产的的50吨吨汽车起起重机的的参考值值，选择择起升高高度为基

37、基本臂作作业9.8544米，最最长主臂臂作业332米。图2.1所示示为汽车车起重机机起升高高度图。（3）幅幅度旋转臂架架式起重重机处于于水平位位置时，回转中中心线与与取物装装置中心心线垂直直之间的的水平距距离称为为幅度（R）。幅度的的最小值值Rmaax和最最大值RRminn根据作作业要求求而定。在臂架架变幅平平面内起起重机机机体的最最外边至至取物中中心铅垂垂线之间间的距离离称为有有效幅度度，有效效幅度可可为正值值或副值值。汽车式起起重机有有效幅度度通常是是指使用用支腿工工作，臂臂架位于于侧向最最小幅度度时，取取物装置置中心铅铅垂线至至该侧两两支腿中中心连线线的水平平距离，它表示示汽车式式起重机

38、机在最小小幅度时时工作的的可能性性。汽车车式起重重机的幅幅度R如如图2.1所示示。参见见表2.1，此此次汽车车式起重重机的幅幅度R=3m。（4）起起重力矩矩起重力矩矩是臂架架类起重重机主要要技术数数据之一一，它等等于额定定起重量量Q和其其相对应应的工作作幅度RR的乘积积，即MM=QR，起起重力矩矩一般用用tm为单单位。参参见表11，Q=50tt，R=3m,此次设设计的汽汽车式起起重机的的起重力力矩为MM=QR=5503=1150ttm。同同时参见见表1可可知，基基本臂起起重力矩矩为1550 ttm，最最长主臂臂的起重重力矩为为85 tm。50吨汽汽车起重重机的工工作级别别（1） 起重机机利用等

39、等级 起重重机在有有效工作作期间有有一定总总工作循循环数，起重机机作业的的工作循循环是从从准备其其吊物品品开始到到下一次次其吊物物品为止止的过程程。工作作循环次次数表征征起重机机的利用用程度，是起重重机分级级的基本本参数之之一。确确定适当当的使用用寿命时时要考虑虑经济，技术和和环境等等因素，同时还还要考虑设设备老化化的影响响。 工作循循环次数数除了可可根据经经验确定定，还可可根据下下式进行行计算：（3）幅幅度旋转臂架架式起重重机处于于水平位位置时，回转中中心线与与取物装装置中心心线垂直直之间的的水平距距离称为为幅度（R）。幅度的的最小值值Rmaax和最最大值RRminn根据作作业要求求而定。在

40、臂架架变幅平平面内起起重机机机体的最最外边至至取物中中心铅垂垂线之间间的距离离称为有有效幅度度，有效效幅度可可为正值值或副值值。汽车式起起重机有有效幅度度通常是是指使用用支腿工工作，臂臂架位于于侧向最最小幅度度时，取取物装置置中心铅铅垂线至至该侧两两支腿中中心连线线的水平平距离，它表示示汽车式式起重机机在最小小幅度时时工作的的可能性性。汽车车式起重重机的幅幅度R如如图2.1所示示。参见见表2.1，此此次汽车车式起重重机的幅幅度R=3m。（4）起起重力矩矩起重力矩矩是臂架架类起重重机主要要技术数数据之一一，它等等于额定定起重量量Q和其其相对应应的工作作幅度RR的乘积积，即MM=QR，起起重力矩矩

41、一般用用tm为单单位。参参见表11，Q=50tt，R=3m,此次设设计的汽汽车式起起重机的的起重力力矩为MM=QR=5503=1150ttm。同同时参见见表1可可知，基基本臂起起重力矩矩为1550 ttm，最最长主臂臂的起重重力矩为为85 tm。50吨汽汽车起重重机的工工作级别别（1） 起重机机利用等等级 起重重机在有有效工作作期间有有一定总总工作循循环数，起重机机作业的的工作循循环是从从准备其其吊物品品开始到到下一次次其吊物物品为止止的过程程。工作作循环次次数表征征起重机机的利用用程度，是起重重机分级级的基本本参数之之一。确确定适当当的使用用寿命时时要考虑虑经济，技术和和环境等等因素，同时还

42、还要考虑虑设备老老化的影影响。 工作循循环次数数除了可可根据经经验确定定，还可可根据下下式进行行计算：（2.11）式中 : Y起重机机的使用用寿命以以年计算算，与起起重机的的类型、用途、环境、技术、经济因因素有关关。 由由于本设设计为550吨，参见起起重机设设计手册册不同同类型起起重机使使用寿命命表，如如表2.3所示，可可知Y=13年年。B起重重机一年年中的工工作天数数，取BB=3000天。H起重重机每天天工作小小时数，取H=8小时时。T起重重机一个个工作循循环的时时间，设设定为TT=3000秒。根据以上上计算所所得出的的数据，(次)参见起起重机设设计手册册起重重机利用用等级表表，如表表2.2

43、2所示，可可以选择择起重机机的利用用等级为为，起重重机的 使用情情况为 ，经常常中等的的使用。表2.22起重机机利用等等级利用等级级总的工作作循环次次数N起重机使使用情况况利用等级级总的工作作循环次次数N起重机使使用情况况1.65经常中等等的使用用3.21不经常繁繁忙使用用6.3不经常使使用21.2554繁忙的使使用2.5经常清闲闲的使用用4表2.33几种不不同类型型的起重重机的使使用等级级起重机类类型使用寿命命（年）汽车起重重机（通通用汽车车底盘）10轮胎起重重机和汽汽车起重重机（专专用底盘盘）起重量（t）小于16611164401240100013大于100015塔式起重重机小于10010

44、等于和大大于10016桥式和门门式起重重机工作级别别、30、25、20履带起重重机10门座和铁铁路起重重机25(2) 起重机机的载荷荷状态载荷状态态是起重重机分级级的另一一个基本本参数，它表明明起重机机的主要要机构起升机机构受载载的轻重程度度。载荷荷状态与与两个因因素有关关：一个个是实际际起升载载荷，与与额定起起升载荷荷之比，令一个个是实际际起升载载荷的作作用次数数N1，与工作作循环次次数N之之比。此次设计计根据实实际情况况及汽车车式起重重机实际际的使用用情况，可根根据表22.4选选择=00.1225，即即很少吊吊起额定定载荷，一般起起吊轻载载荷。表2.44起重机机的载荷荷状态及及其名义义载荷

45、谱谱系数载荷状态态名义载荷荷谱系数数说明轻0.1225很少起升升额定载载荷，一一般起升升轻微载载荷中0.255有时起升升额定载载荷，一一般起升升中等载载荷重0.5经常起升升额定载载荷，一一般起升升重载荷荷特重1.0频繁的起起升额定定载荷(3) 起重重机工作作级别的的确定划分起重重机的工工作级别别，示为为了对起起重机金金属结构构和机构构设计提提供了合合理的基基础，它它能使起起重机胜胜任它需需要完成成的工作作任务，起重机机的工作作级别使使根据起起重机的的利用等等级和起起重机的的载荷状状态而确确定，根根据起起重机设设计手册册中，起重机机工作级级别的划划分，如如表2.5所示示，可以以确定，此汽车车式起

46、重重机的工工作级别别为A44。表2.55起重机机工作级级别的划划分载荷状态态名义载荷荷谱系数数利用等级级轻0.1225中0.255重0.5特重1.050吨汽汽车起重重机主臂臂尺寸的的确定主臂尺寸寸的的确定定包含以以下的的的内容：一、 吊臂根根部铰点点位置的确确定，二二、吊臂臂各节尺尺寸的确确定，三三、变幅幅液压缸缸铰点的的确定，四、截截面的选选择及截截面尺寸寸的确定定。由于此此次设计计的500吨汽车车式起重重机的起起升高度度为322米，参参见表33.1，选择吊吊臂的节节数为55。表3.11起重机机吊臂节节数最大起升升高度HH(m)10115161192022930440吊臂节数数K323344

47、5吊臂跟部部铰点位位置的确确定吊臂根部部铰点的的位置与与吊臂长长度，起起升高度度和幅度度有关。设吊臂臂的工作作长度为为lw。即：（3.11）从而得出出=10.8m。式中：HH基本臂臂的起升升高度，H=9.8544m。b吊头头距滑轮轮组的最最短距离离，b=1.55m。、根部部铰点和和头部滑滑轮轴心心离吊臂臂基本截截面轴心心的距离离，并带带有正负负号，在在中心线线以下者者为正，以上为为负。由由于此项项数值较较小，所所以在计计算时可可以不计计。h根部部铰点离离地距离离，参见见徐州重重型的hh值，取取h=22.4m。吊臂仰仰角，其其值小于于最大仰仰角=880，即=0.77amaax。即即=56。吊臂根

48、部部离铰点点的距离离e（3.22）得出吊臂臂根部离离铰点的的距离ee=1.73mm。所以以取距离离e=1.73m。吊臂根部部铰点离离回转平平面的高高度为=2.44-0.16-1.44=0.84mm式中：为回回转支承承装置的的高度，= 0.16mm。为起起重机汽汽车底盘盘的高度度，=11.4mm。将最大起起升高度度H1带带入公式式得出主主吊臂最最大长度度。（3.33）式中：HH1最长主主臂作业业长度，H1=32mm。b，h同同上。吊臂各节节尺寸的的确定主吊臂的的最长长长度是由基基本臂结结构长度度和外伸伸长度所所组成。即（3.4） 式中为各节节伸缩臂臂的伸缩缩长度，在设计计当中，伸缩长长度往往往取

49、同一一数值，即。则则外伸长长度，为二，三，四四，五节节臂缩回回后外漏漏部分的的长度，在计算算时取同同一数值值（a=0.220米）。若假设为为臂头滑滑轮中心心离基本本臂端面面的距离离，则基基本臂结结构长度度加上即即为基本本臂的工工作长度度。=+=+而=+=（KK-1）将上式带带入式（3.44）可得=-（KK-1）+（KK-1）=+（KK-1）+（KK-1）=+（KK-1） （33.5）即 37.5=110.88+（55-1）从中可以以得出=6.6675（m）。式中：KK-为吊吊臂的节节数。 从而得得出外伸伸长度为为=6.8855（m）。 在第ii节臂退退回后，除外露露部分长长度a外外，在前前节（

50、ii-1）节臂中中的长度度加上伸伸出后仍仍在前节节臂中的的那部分分搭接长长度，第第i节臂臂插在前前节臂内内的长度度为（+），假假设第ii节臂的的结构长长度为，则=+aa =+ （3.6） 搭接长长度应该该短些，以减轻轻吊臂重重量。但但是，太太短将搭搭接部分分反力增增大了，引起搭搭接部分分吊臂的的盖板或或侧板局局部失稳稳，同时时，也是是吊臂的的间隙变变形增大大。因此此，搭接接部分要要根据实实际经验验和优化化设计而而定，一一般为伸伸缩臂外外伸长度度的1/41/5。 各节伸伸缩臂插插入前一一节都留留有一段段距离cc，这是是结构上上的需要要，在此此距离内内要设置置伸缩油油缸的铰铰支座和和其它的的结构构

51、构件，其其大小视视情况而而定，在此次次设计中中选择cc=0.55m。 因此前前后两节节臂由这这样的关关系=+c-aa （3.7）从式3-6可知知，=+a=+aa将上述两两式代入入式（33.7），可得得。+a=+c已知，=，=，从上上式可知知，后一一节的搭搭接长度度，臂前前一节的的搭接长长度小一一些，因因为一般般情况下下结构空空间c臂臂外露空空间a大大一些，得出=+（cc-a） （3.8）此次设计计共有55节臂，其最后后一节的的搭接长长度为使使其等于于1/5的外外伸长度度，现在在和已经得得出，则则根据式式（3.7），吊臂的的各节搭搭接长度度和结构构长度分分别为，=0.222=0.226.8875

52、=1.5512（m） =11.222=1.226.8875=8.3388（m）=0.222+（cc-a）=1.8622（m） =1.22+（cc-a）=8.7388（m）=0.222+2（c-a）=2.2212（m） =1.222+2（c-a）=9.0088（m）=0.222+3（c-a）=2.5562（m） =1.222+3（c-a）=9.4438（m）=0.222+4（c-a）=2.9912（m） =1.222+4（c-a）=9.7798（m）各节臂长长度尺寸寸的验算算计算的基基本臂工工作长度度必须满满足下面面的式子子，所计计算的各各节臂的的长度值值才能满满足需要要，=+（KK-1）1.2

53、2+（KK-1）c=11.2（+）+（K-11）c （3.9）式中：=9.7798+0.22（5-1）=10.5988（m） 1.2（+）+（K-11）c=1.22（6.6755+0.2）+（5-1）0.555=110.445（mm）即式（33.9）成立，所计算算各节臂臂的长度度满足要要求。上述为所所计算出出的各节节臂的长长度尺寸寸，参考考徐州重重型500吨汽车车起重机机设计各各节臂尺尺寸的确确定，最最终确定定长度为为:=99.8775（mm）、=9.4555（m）、=9.0555（m）、=88.7880（mm）、=8.3600（m）。变幅液压压缸铰点点的确定定变幅液压压缸的焦焦点如图图3.1

54、1所示，变幅液液压缸根根部铰点点（）的的位置，一般使使其落在在回转支支撑装置置的滚道道上，从从而改变变了平台台的受力力情况。采用双双作用液液压缸，其铰点点离回转转中心的的距离ff取决于于双缸间间的距离离B,可可通过下下式算得得：（3.110）由于回转转支撑装装置D和和吊臂宽宽度B都与起重重能力有有关，一一般取DD=(22.12.44)B。则从式式3-110得出出，m式中：DD-起重重机底盘盘直径，D=22m。从而可以以得出铰铰点已经经确定。图3.1主臂铰点确定图铰点在求求得和已经确确定即=0.884m，e=11.733m，所所以认定定铰点已已经确定定。因为为铰点离离滚道面面的距离离式构造造所定

55、，一般取取=0.18mm。在图3.1中可可以看出出，只有有在基本本臂上固固定的铰铰点尚未未确定。铰点的的取得要满足下下述条件件，在变变幅缸缩缩回时，吊臂位位在行驶驶状态，变幅液液压缸长长度为最最短长度度；而当当全伸时时吊臂位位在最大大仰角状状态，液液压缸长长度达到到最大长长度。连连接吊臂臂铰点（），变变幅缸铰铰点（）和（），形成成或。在中，在中，.面角角是与水平平线的夹夹角，它它可由下下式求得得：（3.111） 式中：=0.84mm，=00.188m，=1.773m，=0.9m。从而可以以得出：=144.0887。 在和确确定后，用三角角公式求求得的位位置，在在中，其其边角关关系为： 在中中，

56、已知，=（11.61.77），并并带入上上述2式式并消去去、，可得得的二次次方程式式， （3.122）式中：=2.771m，=800，=144.0887。的值是根根据实际际的情况况而定，在设计计中，大大体是所所设计的的铰点应应位于基基本臂工工作长度度的中点点处，由由利于起起重机的的受力分分布，使使支点能能够达到到最大的的作用效效果。将上述值值带入式式(3.122)得出：=0时时，=7.223或11.011，=50时时，=44.244或1.73，=40时时，=5.559或11.322， 在=440时，比较接接近中点点值，所所以铰点点位置确确定为：=400时，=5.559或11.322，在=5.5

57、59时，根部铰铰点的位位置落在在前方轨轨道上，=1.32时时，根部部铰点落落在后方方轨道上上。根据上述述计算，汽车起起重机铰铰点的位位置已经经确定。吊臂截面面的选择择及截面面尺寸确确定伸缩吊臂臂的截面面形状由由很多种种，主要要包括：矩形、正梯形、倒梯形形、六边边形、槽槽形、角角钢组合合式等。其在总总体设计计中，高高度比一一般在11.31.88范围内内，侧板板一般选选用薄钢钢板，厚厚度在33.210范范围内，侧板薄薄一些对对减轻吊吊臂重量量极为有有效，但但必须考考虑其局局部失稳稳的问题题，有的的在钢板板上格一一段距离离扎一条条横向筋筋，或者者在侧板板受压区区设置纵纵向筋，以增加加其抗屈屈曲能力力

58、。有的的为了减减轻重量量也可在在侧板上上开大孔孔，并卷卷边加强强。下地地板一般般做的臂臂上底板板后些，一方面面可以使使截面中中性轴下下移，从从而减少少下底板板上的压压缩应力力，一方方面满足足下底板板局部应应力的需需要，为为了减轻轻自重，吊臂应应尽量做做成等强强度式梁梁。整个个箱形吊吊臂也可可做成头头稍细，根稍粗粗的棱锥锥体状，但大多多采用贴贴加强板板的方法法来改变变截面的的面积特特性，在在局部高高应力处处采用局局部加强强板局部部加强。矩形的箱箱形截面面的最危危险处为为四角焊焊缝处，该处应应力最大大，也是是最容易易产生应应力集中中的地方方，为了了改善应应力状况况最号选选用其它它形式。梯形截截面的

59、横横向抗弯弯刚度和和抗扭刚刚度比矩矩形好，正梯形侧侧板的上上半部拉拉应力较较大，提提高了侧侧板的稳稳定系数数：倒梯梯形的下下底板载载，可以以避免下下地板的的局部失失稳。吊吊臂下截截面做成成圆形或或其它折折线状（即槽形形和六边边形），都是为为了提高高下底板板的抗局局部失稳稳的能力力，和减减小侧板板的计算算宽度，这样一一来可以以采用更更薄的钢钢板，而而充分利利用钢板板的强度度，特别别在采用用高强度度钢材时时。因为为高强度度钢板的的抗局部部失稳的的能力并并不比普普通钢板板的能力力号，所所以，改改变局部部失稳在在此显得得更为重重要。角角钢组合合式截面面正像桁桁架臂炫炫杆那样样，将材材料集中中在四各各受

60、力最最大的角角上，同同时将焊焊缝移至至中部，大大改改善了应应力集中中现象，该截面面工艺复复杂，制制造成本本高。在经过研研究计算算结果和和实际生生产表明明，吊臂臂截面上上半部分分采用矩矩形，下下半部分分采用外外凸折板板形（即即槽形）最好。以以相同起起重能力力为条件件，以矩矩形截面面为比较较标准，将其它它截面的的截面面面积的下下降百分分比数（即耗钢钢量）列列于表33.6中表3.66 各种种截面形形状的比比较表正梯形倒梯形六边形角钢组合合式槽形20%5%25%24%35%通过上述述所述，选择所所设计的的截面形形状为槽槽形。槽槽形截面面避免了了滑块支支撑在盖盖板上或或侧板正正下方时时，将产产生附加加局