【正文】 文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。 作者簽名： 日 期： 學(xué)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(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū) 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)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(shū)、開(kāi)題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。起重機(jī)的工作特點(diǎn) 是作間歇性運(yùn)動(dòng)，即在一個(gè)工作循環(huán)中取料、運(yùn)移、卸 載等動(dòng)作的相應(yīng)機(jī)構(gòu)是交替工作的。隨 著我國(guó)機(jī)械化的發(fā)展，中、大型機(jī)械設(shè)備越來(lái)越多的運(yùn)用于各行各業(yè)。 第 1 章 吊車的歷史 吊車的歷史 中國(guó)古代灌溉農(nóng)田用的桔槔是臂架型起重機(jī)的雛形； 14 世紀(jì)，西歐出現(xiàn)人力和畜力驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)臂架型起重機(jī)； 19 世紀(jì)前期，出現(xiàn)了橋式起重機(jī)；起重機(jī)的重要磨損件如軸、齒輪和吊具等開(kāi)始采用金屬材料制造，并開(kāi)始采用水力驅(qū)動(dòng)；到了 19 世紀(jì)后期，蒸汽 驅(qū)動(dòng)的起重機(jī)逐漸取代了水力驅(qū)動(dòng)的起重機(jī)； 20 世紀(jì)20 年代開(kāi)始，由于電氣工業(yè)和內(nèi)燃機(jī)工業(yè)的迅速發(fā)展，以電動(dòng)機(jī)或內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力裝置的各種起重機(jī)基本形成。該地 區(qū)的工程起重機(jī)械業(yè)主要生產(chǎn)全地面起重機(jī)、履帶式起重機(jī)和緊湊型輪胎起重機(jī)，也生產(chǎn)少量汽車起重機(jī)。不過(guò)近年來(lái)，美國(guó)工程起重機(jī) 械業(yè)通過(guò)收購(gòu)和合并手段，得以蓬勃發(fā)展。此外，日本還通過(guò)收購(gòu)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(jì)的理論、方法與工具是基于現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法，應(yīng)用微電子、信息、 管理等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，以提高產(chǎn)品質(zhì)量、用戶滿意的價(jià)格和造型、提高產(chǎn)品的功能、縮短 產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期為目的而進(jìn)行的相應(yīng)工作。 （ 2）向自動(dòng)、智能和信息化，向成套、系統(tǒng)和規(guī)?；l(fā)展。從 60 年代起，開(kāi)始了新產(chǎn)品、新部件的開(kāi) 發(fā)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研 究工作，從而使設(shè)計(jì)從仿制和經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)逐 漸走向?qū)嶒?yàn)研究和計(jì)算分析階 段。沒(méi)有形成合理的設(shè)計(jì)人員梯隊(duì)，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(méi)有自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，只是在應(yīng)付低價(jià)拿來(lái)的合同。通過(guò)專家系統(tǒng)的應(yīng)用，極大 地推進(jìn)了創(chuàng)新設(shè)計(jì)的進(jìn)程，并且利用系統(tǒng)論和信息論等現(xiàn)代計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)研究成果，使得吊車的創(chuàng)新設(shè)計(jì)開(kāi)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(jī)械中，以六股和八股的鋼絲繩應(yīng)用較多。金屬芯鋼絲繩，強(qiáng)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(jī)和滑輪組上的吊裝工作。在此簡(jiǎn)易吊車中，運(yùn)用了一組簡(jiǎn)單的滑輪組裝置：一 個(gè)定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪。 現(xiàn)已知 d= 毫米， 由冶金工業(yè)出版社出版的 《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》 第二版中 冊(cè)表 247 查得，屬于輕級(jí)的，取 e=16， 則 取滑輪的直徑 120 毫米 。 計(jì)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(yùn)動(dòng)速度的 2 倍 u=046 米 /秒。 因?yàn)槿嘟涣鳟惒诫妱?dòng)機(jī)（特別是鼠籠式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)）具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，價(jià) 格便宜和維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，所以應(yīng)用廣泛。對(duì)于灰塵較多或水土飛濺的地方（如磨粉機(jī)，碾米機(jī)，農(nóng)用機(jī)械，礦山機(jī) 械等）則必須選用 JO2 型封閉自冷式電動(dòng)機(jī)。當(dāng)工作機(jī)械 （如鼓風(fēng)機(jī)，壓縮機(jī)等）轉(zhuǎn)速較高時(shí)，一般選用同步轉(zhuǎn)速為 3000 轉(zhuǎn) /分的電動(dòng)機(jī)較為經(jīng)濟(jì)。同步 轉(zhuǎn)速為 750 轉(zhuǎn) /分的電動(dòng)機(jī)，只有要求低轉(zhuǎn)速，在功率較大，起動(dòng)次數(shù)頻繁等情況下才使 用。 圖 電動(dòng)機(jī)的安裝及外形尺寸 確定傳動(dòng)方案，畫(huà)出傳動(dòng)示意圖 為了獲得 i = 總 的降速比，可以采用標(biāo)準(zhǔn)的兩級(jí)圓柱齒輪減速器，按冶金工業(yè)出版 社出版的《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》第二版中冊(cè)表 1725 查得，比較接近的只有名義傳動(dòng)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(shí)考慮到要增加小 帶輪的包角，最后決定采用第二組傳動(dòng)比。 但是吊車要提升重物，卷筒應(yīng)該逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)才行。 制動(dòng)器的選擇 此吊車是靠電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)提升和卸下重物的。即 表 制動(dòng)安全系數(shù) 那么被制動(dòng)的軸要選哪一根好呢？本例中有三根軸，可有三個(gè)不同的方案。 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算 帶傳動(dòng) 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(jī)械設(shè)計(jì)自學(xué) 入門(mén)》表 74，其具體計(jì)算步驟如下： 選取工作情況系數(shù) K 工 =，則計(jì)算功率為： 表 方案比較 序 號(hào) 方 案 優(yōu) 缺 點(diǎn) 1 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高，轉(zhuǎn)矩小，制動(dòng) 力矩也小，可選用小型電磁閘瓦制 動(dòng)器，制動(dòng)輪能和小帶輪做成一體， 但缺點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)軸懸重較大，更主 要的是制動(dòng)輪表面線速度較高，在 制動(dòng)過(guò)程中發(fā)熱嚴(yán)重，會(huì)降低制動(dòng) 輪帶面的摩擦系數(shù)，影響制動(dòng)輪的 壽命。 三角膠帶計(jì)算長(zhǎng)度為 選取 A型帶相近的計(jì)算長(zhǎng)度 L 計(jì) =2533 毫米，其內(nèi)周長(zhǎng) L 內(nèi) =2500 毫米； 實(shí)際中心距 a 應(yīng)為： 驗(yàn)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(hào)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(yùn) 動(dòng)和動(dòng)力。則 取標(biāo)準(zhǔn)直徑為 3 d =45 毫米。 代入上式得到： 然后計(jì)算得到： 小齒輪，由于 1 d 頂 〈 160 毫米，做成實(shí)心結(jié)構(gòu)，材料用 45 號(hào)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(shí)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(zhǎng)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(wú)繩槽部分的長(zhǎng)度，可有結(jié)構(gòu)需要決定 L 1 =59 毫米； L 2 ———— 附加長(zhǎng)度， 包括固定鋼絲繩所需要的長(zhǎng)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(zhǎng)度。其中最常用的方法是用 壓板和螺栓進(jìn)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(dòng)滑輪裝置對(duì)起升高度 的影響，估計(jì)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(zhǎng)度 在直角三角形 中 根據(jù)強(qiáng)度條件、決定升臂桿的材料和斷面尺寸 根據(jù)力學(xué)常識(shí)，由圖 可以分析出升臂桿的受力情況。求出桿件 A點(diǎn)和 B點(diǎn)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(xué)相關(guān)知識(shí)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(jī)械設(shè)計(jì)自學(xué)入 門(mén)》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(kāi)始和停止的瞬間 有沖擊載荷，應(yīng)適當(dāng)降低許用彎曲應(yīng)力，現(xiàn)取 2 []1000/ s = 公斤 厘米 ，根