【正文】 文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的成果。 作者簽名： 日 期： 學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的研究成果。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學位論文作者完全了解學校有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 ：任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。起重機的工作特點 是作間歇性運動，即在一個工作循環(huán)中取料、運移、卸 載等動作的相應(yīng)機構(gòu)是交替工作的。隨 著我國機械化的發(fā)展，中、大型機械設(shè)備越來越多的運用于各行各業(yè)。 第 1 章 吊車的歷史 吊車的歷史 中國古代灌溉農(nóng)田用的桔槔是臂架型起重機的雛形； 14 世紀，西歐出現(xiàn)人力和畜力驅(qū)動的轉(zhuǎn)動臂架型起重機； 19 世紀前期，出現(xiàn)了橋式起重機；起重機的重要磨損件如軸、齒輪和吊具等開始采用金屬材料制造，并開始采用水力驅(qū)動；到了 19 世紀后期，蒸汽 驅(qū)動的起重機逐漸取代了水力驅(qū)動的起重機； 20 世紀20 年代開始，由于電氣工業(yè)和內(nèi)燃機工業(yè)的迅速發(fā)展，以電動機或內(nèi)燃機為動力裝置的各種起重機基本形成。該地 區(qū)的工程起重機械業(yè)主要生產(chǎn)全地面起重機、履帶式起重機和緊湊型輪胎起重機，也生產(chǎn)少量汽車起重機。不過近年來，美國工程起重機 械業(yè)通過收購和合并手段，得以蓬勃發(fā)展。此外，日本還通過收購手段更新 生產(chǎn)技術(shù)。主要生產(chǎn)企業(yè)包括多田野、加藤、神鋼、日立和小松等。 吊車創(chuàng)新設(shè)計的理論、方法與工具是基于現(xiàn)代設(shè)計理論和方法，應(yīng)用微電子、信息、 管理等現(xiàn)代科學技術(shù)，以提高產(chǎn)品質(zhì)量、用戶滿意的價格和造型、提高產(chǎn)品的功能、縮短 產(chǎn)品開發(fā)周期為目的而進行的相應(yīng)工作。 （ 2）向自動、智能和信息化，向成套、系統(tǒng)和規(guī)?；l(fā)展。從 60 年代起，開始了新產(chǎn)品、新部件的開 發(fā)設(shè)計與實驗研 究工作，從而使設(shè)計從仿制和經(jīng)驗設(shè)計逐 漸走向?qū)嶒炑芯亢陀嬎惴治鲭A 段。沒有形成合理的設(shè)計人員梯隊，產(chǎn)品仍然是幾十年不變樣，目前仍以照抄照搬為生存方式，沒有自己的知識產(chǎn)權(quán)，只是在應(yīng)付低價拿來的合同。通過專家系統(tǒng)的應(yīng)用，極大 地推進了創(chuàng)新設(shè)計的進程，并且利用系統(tǒng)論和信息論等現(xiàn)代計算機應(yīng)用技術(shù)研究成果，使得吊車的創(chuàng)新設(shè)計開始向智能化方向發(fā)展。它的種類有很多： （ 1）按鋼絲繩繩股數(shù)量的不同可分為單股和多股。在其重機械中，以六股和八股的鋼絲繩應(yīng)用較多。金屬芯鋼絲繩，強度較大，能承受橫向重壓，并可在較高溫度下工作，但是鋼絲繩太硬，不易彎曲。 同向捻鋼絲繩表面平整，比較柔軟，易于彎曲。交互捻鋼絲繩性能與同向捻鋼絲繩相反，雖然耐用程度較差，但使用比較方便，故多用于起重機和滑輪組上的吊裝工作。在此簡易吊車中，運用了一組簡單的滑輪組裝置：一 個定滑輪和一個動滑輪。 現(xiàn)已知 d= 毫米， 由冶金工業(yè)出版社出版的 《機械零件設(shè)計手冊》 第二版中 冊表 247 查得，屬于輕級的，取 e=16， 則 取滑輪的直徑 120 毫米 。 計算卷筒的功率 卷 N =PV 式中 P——— 卷筒鋼絲繩的拉力，此例為 最大 P =3910N； u——— 卷筒鋼絲繩的線速度，此例為吊鉤運動速度的 2 倍 u=046 米 /秒。 因為三相交流異步電動機（特別是鼠籠式感應(yīng)電動機）具有結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，價 格便宜和維護方便等優(yōu)點，所以應(yīng)用廣泛。對于灰塵較多或水土飛濺的地方（如磨粉機，碾米機，農(nóng)用機械，礦山機 械等）則必須選用 JO2 型封閉自冷式電動機。當工作機械 （如鼓風機，壓縮機等）轉(zhuǎn)速較高時，一般選用同步轉(zhuǎn)速為 3000 轉(zhuǎn) /分的電動機較為經(jīng)濟。同步 轉(zhuǎn)速為 750 轉(zhuǎn) /分的電動機，只有要求低轉(zhuǎn)速，在功率較大，起動次數(shù)頻繁等情況下才使 用。 圖 電動機的安裝及外形尺寸 確定傳動方案，畫出傳動示意圖 為了獲得 i = 總 的降速比，可以采用標準的兩級圓柱齒輪減速器，按冶金工業(yè)出版 社出版的《機械零件設(shè)計手冊》第二版中冊表 1725 查得，比較接近的只有名義傳動比為 20，減速器高速軸許用功率 1 N = 千瓦，總中心距為 250 毫米，屬于重型減速器。同時考慮到要增加小 帶輪的包角，最后決定采用第二組傳動比。 但是吊車要提升重物，卷筒應(yīng)該逆時針轉(zhuǎn)動才行。 制動器的選擇 此吊車是靠電動機的正反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)提升和卸下重物的。即 表 制動安全系數(shù) 那么被制動的軸要選哪一根好呢？本例中有三根軸，可有三個不同的方案。 傳動機構(gòu)的設(shè)計和計算 帶傳動 已知帶所傳遞的名義功率 N 電 = 千瓦，參考冶金工業(yè)出版社出版的《機械設(shè)計自學 入門》表 74，其具體計算步驟如下： 選取工作情況系數(shù) K 工 =，則計算功率為： 表 方案比較 序 號 方 案 優(yōu) 缺 點 1 電動機轉(zhuǎn)速高，轉(zhuǎn)矩小，制動 力矩也小，可選用小型電磁閘瓦制 動器，制動輪能和小帶輪做成一體， 但缺點是電動機軸懸重較大，更主 要的是制動輪表面線速度較高，在 制動過程中發(fā)熱嚴重，會降低制動 輪帶面的摩擦系數(shù)，影響制動輪的 壽命。 三角膠帶計算長度為 選取 A型帶相近的計算長度 L 計 =2533 毫米，其內(nèi)周長 L 內(nèi) =2500 毫米； 實際中心距 a 應(yīng)為： 驗算小帶輪包角 a1 大于 120 176。已知 1 Z =22， 2 n = 轉(zhuǎn) /分， 2 N = 千瓦，若大，小齒輪選用材料為 45 號鋼，調(diào)質(zhì)處理。因此軸的主要功用是支承回轉(zhuǎn)零件及傳遞運 動和動力。則 取標準直徑為 3 d =45 毫米。 代入上式得到： 然后計算得到： 小齒輪，由于 1 d 頂 〈 160 毫米，做成實心結(jié)構(gòu)，材料用 45 號鋼，正火處理。 卷筒的結(jié)構(gòu) 通常采用圓柱形卷筒，可以做成整體鑄造的、焊接的或組合的三種型式。為了引導(dǎo)繩索，以免鋼絲繩纏繞時互相 摩擦，卷筒的表面做成螺旋槽面。此例， d= 毫米， D 卷 =200 毫米， D 0 = 毫米， h= 毫米， p=8 毫米， R=4 毫米， r= 毫米。 式中 L 0 ———— 卷筒上有螺旋槽部分的有效長度，毫米； H 最大 ———— 最大提升高度， H 最大 =2500 毫米； P———— 卷筒繩槽節(jié)距， P=8 毫米； L 1 ———— 卷筒端部無繩槽部分的長度，可有結(jié)構(gòu)需要決定 L 1 =59 毫米； L 2 ———— 附加長度， 包括固定鋼絲繩所需要的長度和為減少鋼絲繩末端 在卷筒上固定處（接頭）的作用力的必要長度。其中最常用的方法是用 壓板和螺栓進行固接。 升臂桿和支撐桿的結(jié)構(gòu) 升臂桿和支撐桿的尺寸 如圖 所示，由于起升最大高度 2500 H = 最大 毫米，再考慮活動滑輪裝置對起升高度 的影響，估計升臂桿頂端離地面的高度約為 3230 毫米，若升臂桿的傾斜角為 60 176。在 DABN 中，可利用正弦定理求出 : 圖 求升臂桿、支撐桿的長度 在直角三角形 中 根據(jù)強度條件、決定升臂桿的材料和斷面尺寸 根據(jù)力學常識，由圖 可以分析出升臂桿的受力情況。求出桿件 A點和 B點的支反力。其最大彎矩及相應(yīng)的截面位置，根據(jù)材料力學相關(guān)知識可知，最大彎矩在 B之 座處： 若升臂桿選用熱扎方鋼，其材料為 A3，參考冶金工業(yè)出版社出版的《機械設(shè)計自學入 門》表 25，查得許用彎曲應(yīng)力 2 []1500/ s = 公斤 厘米 ，考慮到提升重物開始和停止的瞬間 有沖擊載荷，應(yīng)適當降低許用彎曲應(yīng)力，現(xiàn)取 2 []1000/ s = 公斤 厘米 ，根