【正文】 江蘇師范大學(xué)連云港校區(qū)海洋港口學(xué)院課程設(shè)計報告書課程名稱 單片機(jī)課程設(shè)計 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化班 級 12港口機(jī)械 學(xué) 號 姓 名 指導(dǎo)教師 鄧 睿 2015年06月12日 摘 要在門座式起重機(jī)的設(shè)計過程中，首先綜合介紹了門座式起重機(jī)的特點(diǎn)、分類、結(jié)構(gòu)以及其現(xiàn)況及發(fā)展前景。接下來確定總體方案，畫出門座式起動機(jī)的機(jī)構(gòu)簡圖，并對各個執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主要參數(shù)進(jìn)行計算。在起重機(jī)的重要部分起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計中，重點(diǎn)是確定相應(yīng)噸位的吊鉤、鋼絲繩，卷筒的尺寸計算及電動機(jī)、減速器、制動器等的選擇。最后的門座式起重機(jī)的變幅機(jī)構(gòu)設(shè)計分為臂架設(shè)計和驅(qū)動機(jī)構(gòu)設(shè)計，臂架是采用優(yōu)化設(shè)計的方法來做的，通過Matlab軟件得出結(jié)果。關(guān)鍵詞：門座式起重機(jī)，起升機(jī)構(gòu)，變幅機(jī)構(gòu)，優(yōu)化設(shè)計目 錄第1章 緒論 1 門座式起重機(jī)的綜合評述 1 1 1 2 設(shè)計任務(wù)與設(shè)計要求 2 設(shè)計任務(wù) 2 設(shè)計要求 2第2章 總體方案的確定 4 起重機(jī)總體機(jī)構(gòu)的確定 4 起重機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的確定 5 起升機(jī)構(gòu) 5 變蝠機(jī)構(gòu) 5 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 6 行走機(jī)構(gòu) 6 6 起重量 6 起升高度 6 幅度 7 工作速度 7 工作類型 7 軌距 8 輪壓 8 外形尺寸 8第3章 起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計計算 9 卷繞系統(tǒng) 9 吊鉤的選擇 10 鋼絲繩的計算 11 卷筒的計算 12 卷筒的直徑 12 卷筒的長度 12 卷筒的壁厚及校核 13 電動機(jī)的選擇 13 減速器的選擇 14 靜力矩的計算 15 制動器的選擇 15 起、制動時間的驗(yàn)算 15 起動時間的驗(yàn)算 15 制動時間的驗(yàn)算 16 發(fā)電機(jī)的發(fā)熱驗(yàn)算 16第4章 變幅機(jī)構(gòu)的設(shè)計計算 18 臂架系統(tǒng)的設(shè)計計算 18 19 優(yōu)化模型的簡化 21 設(shè)計變量 23 目標(biāo)函數(shù) 23 約束條件 24 算法與結(jié)論 24 變幅驅(qū)動機(jī)構(gòu) 26 變幅機(jī)構(gòu)的已知參數(shù) 27 傳動效率 28 螺桿等效作用力 29 電動機(jī)功率的確定 30結(jié)論 31參考文獻(xiàn) 32致謝 33附錄 34II湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）第一章 緒論 門座式起重機(jī)是一種重要而又具有代表性的旋轉(zhuǎn)類型運(yùn)動式起重機(jī)，他因具有能讓運(yùn)輸車順利通過的門架結(jié)構(gòu)而得名。門形座架的4條腿構(gòu)成4個“門洞”，可供鐵路車輛和其他車輛通過?，F(xiàn)代門座式起重機(jī)廣泛應(yīng)用于港口、碼頭貨物的機(jī)械化裝卸，造船廠船舶的施工、安裝以及大型水電站工地的建壩工程中，對于減輕繁重的體力勞動，改善工人的操作條件，提高勞動生產(chǎn)率都具有很大的意義，是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程機(jī)械化不可缺少的重要設(shè)備。門座起重機(jī)有各種分類方法，根據(jù)結(jié)構(gòu)型式的不同，可分為不同的類型。以門架的結(jié)構(gòu)型式為主要標(biāo)志，門座起重機(jī)可以分為全門座起重機(jī)和半門座起重機(jī)。以上部旋轉(zhuǎn)部分相對下部運(yùn)行部分旋轉(zhuǎn)的支承裝置的結(jié)構(gòu)型式為主要標(biāo)志，門座起重機(jī)可以分為轉(zhuǎn)柱式門座起重機(jī)、定柱式門座起重機(jī)、大軸承式門座起重機(jī)、轉(zhuǎn)盤式們座式起重機(jī)。根據(jù)用途和使用場合的不同，門座起重機(jī)可以分為港口用門座起重機(jī)、造船用門座起重機(jī)和建筑用門座起重機(jī)。 門座起重機(jī)的構(gòu)造大體上可以分為兩大部分，即上部旋轉(zhuǎn)部分和下部運(yùn)行部分。上部旋轉(zhuǎn)部分相對下部運(yùn)行部分可以實(shí)現(xiàn)整周旋轉(zhuǎn)，它包括壁架系統(tǒng)、人字架、旋轉(zhuǎn)平臺、司機(jī)室等，同時還裝有起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。通過起升、變幅、旋轉(zhuǎn)三種運(yùn)動的組合可以在一個環(huán)形圓柱體空間實(shí)現(xiàn)物品的升降。下部運(yùn)行部分主要由門架和運(yùn)行機(jī)構(gòu)組成。根據(jù)所用門座起重機(jī)的工作條件的不同，門架一般可以跨越13條鐵路，其靜空尺寸應(yīng)滿足車輛順利通行要求。門架底部裝有行走車輪或運(yùn)行臺車，運(yùn)行機(jī)構(gòu)使整臺起重機(jī)可以沿地面或建筑的軌道運(yùn)行。為了防止起重機(jī)在風(fēng)力作用下滑行，在運(yùn)行部分裝有防風(fēng)抗滑裝置。門座式起重機(jī)一般通過電纜卷筒或地溝滑觸線供電，采用電力直接驅(qū)動，只有當(dāng)電力供應(yīng)無法解決時才考慮采用蒸汽發(fā)電或柴油發(fā)電等復(fù)合驅(qū)動裝置。門座起重機(jī)具備起重機(jī)的起升、變幅、旋轉(zhuǎn)、運(yùn)行四大機(jī)構(gòu)，是一種具有代表性的典型的起重機(jī)構(gòu)造形式。通過起升、變幅、旋轉(zhuǎn)、運(yùn)行四個機(jī)構(gòu)的協(xié)調(diào)動作（通常是 23個機(jī)構(gòu)同時工作）來實(shí)現(xiàn)物品的升降、轉(zhuǎn)載，并可根據(jù)需要，沿運(yùn)行軌道從一個地點(diǎn)運(yùn)行到另一個工作地點(diǎn)。門座式起重機(jī)是隨著港口事業(yè)的發(fā)展而發(fā)展起來的，1890年,第一次將幅度不可變的固定式可旋轉(zhuǎn)臂架型起重機(jī)裝在橫跨于窄碼頭上方的運(yùn)行式半門座上，成為早期的港用半門座起重機(jī)，隨著碼頭寬度的加大,門座和半門座起重機(jī)并列發(fā)展，并普遍采用俯仰臂架和水平變幅系統(tǒng)。第二次世界大戰(zhàn)后，港用門座起重機(jī)迅速發(fā)展為便于多臺起重機(jī)對同一條船進(jìn)行并列工作,普遍采用了轉(zhuǎn)動部分與立柱體相連的轉(zhuǎn)柱式門座起重機(jī),或轉(zhuǎn)動部分通過大軸承與門座相連的滾動軸承式支承回轉(zhuǎn)裝置,以減小轉(zhuǎn)動部分的尾徑,并采用了減小碼頭掩蓋面的門座結(jié)構(gòu)。在發(fā)展過程中，門座起重機(jī)還逐步推廣應(yīng)用到作業(yè)條件與港口相近的船臺和水電站工地等處。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國門座式起重機(jī)行業(yè)已經(jīng)形成了一定的規(guī)模，市場競爭也越發(fā)激烈。面對競爭與市場的變化和挑戰(zhàn)，近一兩年來，起重機(jī)廠家在擴(kuò)大產(chǎn)能方面投入很大，有的企業(yè)已經(jīng)收到了顯著的效果，市場占有率進(jìn)一步提高。我國門座式起重機(jī)產(chǎn)品的技術(shù)水平在不斷提高，但是與國際水平還有一定距離，擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，提高產(chǎn)量的同時，做到技術(shù)水平的提升，將會為增強(qiáng)我國門座式起重機(jī)行業(yè)的競爭力。我國起重機(jī)工業(yè)有很大的發(fā)展?jié)摿Γ熬昂芎?，但同時我國起重行業(yè)目前存在的幾個突出問題：整體技術(shù)含量偏低，突出表現(xiàn)在產(chǎn)品的品種規(guī)格少，性能、可靠性等指標(biāo)低于發(fā)達(dá)國家同類產(chǎn)品的水平。知名品牌寥寥無幾，能打入國際市場并享有一定聲譽(yù)的知名品牌幾乎沒有。產(chǎn)品低價惡性競爭嚴(yán)重，企業(yè)合理利潤難保，已嚴(yán)重制約企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展。 設(shè)計任務(wù)與設(shè)計要求 設(shè)計任務(wù)門座式起重機(jī)是一種重要而又具有代表性的旋轉(zhuǎn)類型運(yùn)動式，穩(wěn)定性好，適用范圍廣的貨物舉升設(shè)備。其結(jié)構(gòu)包括壁架系統(tǒng)、人字架、旋轉(zhuǎn)平臺、司機(jī)室等，同時還裝有起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。 基本參數(shù)：起重量Q=80t，起升高度H=55m（其中軌上45m，軌下10m），起升速度v=8m/min，機(jī)構(gòu)接電持續(xù)率JC%=25%，起升滑輪組倍率m=4，吊具與鋼絲繩重量取G=5t。 設(shè)計要求主要設(shè)計門座式起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)和變幅機(jī)構(gòu)，要求如下設(shè)計的起重機(jī)能夠滿足使用功能要求，安全可靠，結(jié)構(gòu)合理，操作使用方便；工作機(jī)構(gòu)、傳動及控制方案合理可行；設(shè)計計算正確，標(biāo)準(zhǔn)件及設(shè)備選型合理；圖紙繪制要符合國家標(biāo)準(zhǔn)，布圖合理，圖面整潔、美觀；。第二章 門座式起重機(jī)的總體設(shè)計 起重機(jī)總體機(jī)構(gòu)的確定門座起重機(jī)的構(gòu)造大體上可以分為兩大部分，即上部旋轉(zhuǎn)部分和下部運(yùn)行部分。上部旋轉(zhuǎn)部分相對下部運(yùn)行部分可以實(shí)現(xiàn)整周旋轉(zhuǎn)，它包括壁架系統(tǒng)、人字架、旋轉(zhuǎn)平臺、司機(jī)室等，同時還裝有起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。通過起升、變幅、旋轉(zhuǎn)三種運(yùn)動的組合可以在一個環(huán)形圓柱體空間實(shí)現(xiàn)物品的升降。下部運(yùn)行部分主要由門架和運(yùn)行