汽车起重机主臂的设计

1、PAGE 沈阳理工大学学士学位论文PAGE PAGE 68沈阳理工大学学士学位论文摘要随着经济济建设的的迅速发发展，我我国的基基础建设设力度正正逐渐加加大，道道路交通通，机场场，港口口，水利利水电，市政建建设等基基础设施施的建设设规模也也越来越越大，市市场汽车车起重机机的需求求也随之之增加。本本文通过过对徐工工50吨吨汽车起起重机主主臂进行行研究，进一步步进行主主臂设计计，通过过计算对对主臂的的三铰点点、主臂臂的长度度、及每每节臂的的长度、液压缸缸尺寸进进行确定定，选择择零部件件，确定定主臂伸伸缩方式式及主臂臂内钢丝丝绳的缠缠绕方法法，通过SSOLIID WWORKKS软件件对主臂臂进行三三维

2、建模模。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 thhe rrapiid ddeveeloppmennt oof eeconnomiic cconsstruuctiion, Chhinaas inffrasstruuctuure is graaduaallyyincrreasse tthe inttenssityy, rroadd trrafffic, aiirpoortss, pportts, watter connserrvanncy andd hyydroopowwer, muuniccipaal cconsstruuc

3、tiion of inffrasstruuctuure succh aas tthe scaale of connstrructtionn 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 thhr

4、eee hiingees, thee maain armm leengtth, andd thhe llenggth 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, SOOLIDD WOORKSS sooftwwaree onn thhe mmain

5、n arrm ffor thrree-dimmenssionnal moddeliing. Keeywoordss: 550-tton truuck craane，thee booom dessignn，thhe tthreee hhingge ppoinnts ，strretcchinng，tthreee-ddimeensiionaal mmodeelinng目录TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc201942775 摘要 PAGEREF _Toc201942775 h I HYPERLINK l _Toc201942776 ABSTTRATTE PAGEREF

6、_Toc201942776 h III HYPERLINK l _Toc201942777 1绪论 PAGEREF _Toc201942777 h 11 HYPERLINK l _Toc201942778 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 PAGEREF _Toc201942778 h 1 HYPERLINK l _Toc201942779 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 PAGEREF _Toc201942779 h 2 HYPERLINK l _Toc201942780 1.2.1国内内汽车起起重机的的发展概概况 PAGEREF _Toc2

7、01942780 h 2 HYPERLINK l _Toc201942781 1.2.2国内内汽车起起重机发发展趋势势 PAGEREF _Toc201942781 h 3 HYPERLINK l _Toc201942782 1.3国国外汽车车起重机机发展概概况及发发展趋势势 PAGEREF _Toc201942782 h 4 HYPERLINK l _Toc201942783 1.3.1国外外汽车起起重机发发展概况况 PAGEREF _Toc201942783 h 4 HYPERLINK l _Toc201942784 1.3.2国外外汽车起起重机发发展趋势势 PAGEREF _Toc2019

8、42784 h 5 HYPERLINK l _Toc201942785 1.4ssoliid wworkks软件件的介绍绍 PAGEREF _Toc201942785 h 6 HYPERLINK l _Toc201942786 1.5本本课题内内容及重重要意义义 PAGEREF _Toc201942786 h 7 HYPERLINK l _Toc201942787 250吨吨汽车式式起重机机的主要要技术参参数和工工作级别别 PAGEREF _Toc201942787 h 8 HYPERLINK l _Toc201942788 2.1550吨汽汽车式起起重机的的主要技技术参数数 PAGEREF

9、_Toc201942788 h 8 HYPERLINK l _Toc201942789 2.2550吨汽汽车起重重机的工工作级别别 PAGEREF _Toc201942789 h 10 HYPERLINK l _Toc201942790 350吨吨汽车起起重机主主臂尺寸寸的确定定 PAGEREF _Toc201942790 h 13 HYPERLINK l _Toc201942791 3.1吊吊臂跟部部铰点位位置的确确定 PAGEREF _Toc201942791 h 133 HYPERLINK l _Toc201942792 3.2吊吊臂各节节尺寸的的确定 PAGEREF _Toc20194

10、2792 h 114 HYPERLINK l _Toc201942793 3.3变变幅液压压缸铰点点的确定定 PAGEREF _Toc201942793 h 15 HYPERLINK l _Toc201942794 3.4吊吊臂截面面的选择择及截面面尺寸确确定 PAGEREF _Toc201942794 h 177 HYPERLINK l _Toc201942795 4主臂伸伸缩机构构的设计计计算 PAGEREF _Toc201942795 h 119 HYPERLINK l _Toc201942796 4.1臂臂架伸缩缩机构的的驱动形形式 PAGEREF _Toc201942796 h 19

11、9 HYPERLINK l _Toc201942797 4.2臂臂架伸缩缩液压缸缸的计算算及选择择 PAGEREF _Toc201942797 h 20 HYPERLINK l _Toc201942798 4.2.1缸筒筒内径计计算 PAGEREF _Toc201942798 h 200 HYPERLINK l _Toc201942799 4.2.2活塞塞杆直径径 PAGEREF _Toc201942799 h 21 HYPERLINK l _Toc201942800 4.2.3缸筒筒壁厚及及外径计计算 PAGEREF _Toc201942800 h 233 HYPERLINK l _Toc2

12、01942801 5零部件件的选择择 PAGEREF _Toc201942801 h 24 HYPERLINK l _Toc201942802 5.1钢钢丝绳的的计算和和选择 PAGEREF _Toc201942802 h 224 HYPERLINK l _Toc201942803 5.1.1钢丝丝绳结构构形式的的选用 PAGEREF _Toc201942803 h 224 HYPERLINK l _Toc201942804 5.1.2起升升用钢丝丝绳直径径的计算算 PAGEREF _Toc201942804 h 24 HYPERLINK l _Toc201942805 5.1.3主臂臂伸缩用

13、用钢丝绳绳的计算算选用 PAGEREF _Toc201942805 h 225 HYPERLINK l _Toc201942806 5.2滑滑轮及滑滑轮组的的选择 PAGEREF _Toc201942806 h 225 HYPERLINK l _Toc201942807 5.2.1构造造和材料料的选用用 PAGEREF _Toc201942807 h 25 HYPERLINK l _Toc201942808 5.2.2起升升用滑轮轮尺寸的的确定及及选用 PAGEREF _Toc201942808 h 226 HYPERLINK l _Toc201942809 5.2.3滑轮轮组的选选择 PAG

14、EREF _Toc201942809 h 277 HYPERLINK l _Toc201942810 6主臂的的三维建建模及装装配 PAGEREF _Toc201942810 h 288 HYPERLINK l _Toc201942811 6.1基基本臂的的建模 PAGEREF _Toc201942811 h 229 HYPERLINK l _Toc201942812 6.1.1基本本臂臂箍箍的建模模 PAGEREF _Toc201942812 h 29 HYPERLINK l _Toc201942813 6.1.2理绳绳器的建建模 PAGEREF _Toc201942813 h 32 HYP

15、ERLINK l _Toc201942814 6.1.3变幅幅缸支撑撑座建模模 PAGEREF _Toc201942814 h 33 HYPERLINK l _Toc201942815 6.1.4基本本臂的总总装配 PAGEREF _Toc201942815 h 335 HYPERLINK l _Toc201942816 6.2主主臂建模模总装配配 PAGEREF _Toc201942816 h 36 HYPERLINK l _Toc201942817 结论 PAGEREF _Toc201942817 h 411 HYPERLINK l _Toc201942818 致谢 PAGEREF _To

16、c201942818 h 422 HYPERLINK l _Toc201942819 参考文献献 PAGEREF _Toc201942819 h 43 HYPERLINK l _Toc201942820 附录A PAGEREF _Toc201942820 h 444 HYPERLINK l _Toc201942821 附录B PAGEREF _Toc201942821 h 556绪论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

17、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，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

18、，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，

19、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

20、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。国内汽车车起重机机的发展展概况和和发展趋趋势国内汽车车起重机机的发展展概况中国的汽汽车式起起重机诞诞生于上上世纪的的10年年代，经经过了近近30年年的发展展，期间间有过33次主要要的技术术改进，分别为

21、为70年年代引进进苏联的的技术，80年年代引进进日本的的技术，90年年代引进进德国的的技术。但是总总体来说说，中国国的汽车车式起重重机产业业始终走走着自主主创新的的道路，有着自自己清晰晰的发展展脉络，尤其是是进几年年，中国国的汽车车式起重重机产业业取得了了长足的的发展，虽然与与国外相相比还有有一定的的差距，但是这这个差距距正在逐逐渐的缩缩小。而而且我国国目前在在中小吨吨位的汽汽车式起起重机的的性能已已经完好好，能够够满足现现实生产产的要求求。在不不久的将将来，我我国的汽汽车式起起重机行行业一定定会发展展成为一一个发展展稳定，市场化化程度高高的成熟熟产业。 许许多专家家认为，高速发发展的市市场，

22、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机产业业在达到到和接近近国际先先进水平平的同时时，在产产品技术术上有明明显的中中国特质质。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

23、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。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

24、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的发展展打下了了良好的的基础。国内汽车车起重机机发展趋趋势我国的汽汽车式起起重机

25、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

26、多是是50吨吨以下的的中小吨吨位的起起重机，大吨位位生产的的很少，而，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，所以增大大其中力力矩迫在在眉睫。（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

27、去模仿仿别人生生产的成品品，没有有发展方方向和竞竞争力。未来经经济的全全球化以以及由此此引发的的一系列列问题，使得竞竞争手段段从传统统的产品品，价格格等层次次转嫁到到品牌的的竞争上上来。所所以各大大汽车式式生产企企业应该该 努力力打造自自己的品品牌，从从而使自自己发展展壮大。（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，人人员重组组，引进进设备，进行刻刻苦的技技术研发发，在不不断完善善自我的的前提下下，占领领市场。国外汽车车起重机机发展概概况及发发展趋势势国外汽车车起重机机发展概概况目前世界界

28、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8

29、0%。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

30、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

31、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

32、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。国外汽车车起重机机发展趋趋势（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

33、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3，高于1mmm的精精度需另另加定位位系统。在起重重机起升升速度和和制动器器方面的的改进，则使用用低速运运行的起起重机吊吊钩精确确定位，

34、起重机机的刹车车系统也也应用微微处理进进行控制制和监视视工作。 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5

35、50%，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，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

36、，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soliid wworkks软件件的介绍绍美国SooliddWorrks公公司是一一家专门门从事开开发三维维机械设设计软件件的高科科技公司司，公司司宗旨是是使每位位设计工工程师都都能在自自己的微微机上使使用功能能强大的的世界最最新CAAD/CCAE/CAMM/PDDM系统统，公司司主导产产品是世世界领先先水平的的SollidWWorkks软件件。90年代代初，国国际微机机市

37、场发发生了根根本性的的变化，微机性性能大幅幅提高，而价格格一路下下滑，微微机卓越越的性能能足以运运行三维维CADD软件。为了开开发世界界空白的的基于微微机平台台的三维维CADD系统，19993年PPTC公公司的技技术副总总裁与CCV公司司的副总总裁成立立SollidWWorkks公司司，并于于19995年成成功推出出了SooliddWorrks软软件，引引起世界界相关领领域的一一片赞叹叹。在SSoliidWoorkss软件的的促动下下，19998年年开始，国内、外也陆陆续推出出了相关关软件；原来运运行在UUNIXX操作系系统的工工作站CCAD软软件，也也从19999年年开始，将其程程序移植植到

38、Wiindoows操操作系统统中。由于SooliddWorrks出出色的技技术和市市场表现现，不仅仅成为CCAD行行业的一一颗耀眼眼的明星星，也成成为华尔尔街青睐睐的对象象。终于于在19997年年由法国国达索公公司以三三亿一千千万的高高额市值值将SooliddWorrks全全资并购购。公司司原来的的风险投投资商和和股东，以原来来一千三三百万美美元的风风险投资资，获得得了高额额的回报报，创造造了CAAD行业业的世界界纪录。并购后后的SooliddWorrks以以原来的的品牌和和管理技技术队伍伍继续独独立运作作，成为为CADD行业一一家高素素质的专专业化公公司。功能描述述（1）、ToopDDown

39、n(自顶顶向下)的设计计（2）、DoownTopp(自自下向上上)的设设计（3）、配置置管理（4）易用性性及对传传统数据据格式的的支持（5）零部部件镜像像（6）.装配配特征（7）工程图图（8）eDrrawiing（9）钣金金设计（10）3DD草图（11）.曲面面设计（12）基于于INTTERNNET的的协同工工作（13）动画功功能Aniimattor本课题内内容及重重要意义义课题内容容：学习soolidd woorkss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

40、，伸缩缩方式以以及钢丝丝绳绕线线方式等等。在sollid worrks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

41、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

42、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

43、。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33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，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

44、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，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

45、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。 汽车式式起重机机的最大大起升高高度的确确定是根根据起重重机作业业要求和和起重机机总体设设计的合合理性综综合考虑虑。参见见起重重机设计计手册汽车式式起重机机技术参参数表，如表2.11所示，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），最长主主臂范围围为32224（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基本臂作作业9.8544米，最长长主臂作作业322米。图2.1所所示为汽汽车表2.1

46、汽车式起重机和轮胎式起重机技术参数图2.1汽车起重机起升高度图起重重机起升升高度图图。（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机在最小小幅

47、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,此此次设计计的汽车车式起重重机的起起重力矩矩为M=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

48、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： （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.

49、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2.22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

50、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

51、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

52、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

53、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K3233445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

54、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=2.4m。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=1.773m。所以取取距离ee=1.773m。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，=1.44m。将最大起起升高度度

55、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=32m。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）+（

56、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（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

57、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-a （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

58、下下结构空空间c臂臂外露空空间a大大一些，得出=+（cc-a） （33.8）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=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） =

59、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）1.22+（KK-1）c=11.2（+）+（K-11）c （3.9）式中： =99.7998+00.2（5-11）=110.5598（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

60、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3.11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