【正文】 通過(guò)本次設(shè)計(jì)，也是我學(xué)習(xí)了很多關(guān)于工程機(jī)械的知識(shí)，同時(shí)也看到了自己的不足，這也促使我在以后的工作中，也要努力的學(xué)習(xí)知識(shí)，全面的掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的技能，為自己的未來(lái)大好基礎(chǔ)。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，在查閱資料之后，首先對(duì)起重機(jī)主臂所需要設(shè)計(jì)的部分進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算得出了三鉸點(diǎn)的位置數(shù)值，各節(jié)臂的長(zhǎng)度值，液壓缸的主要尺寸；并根據(jù)計(jì)算選取了滑輪、鋼絲繩等主要部件；設(shè)計(jì)了主臂的伸縮機(jī)構(gòu)，確定它的工作原理。 變幅缸支撐座模型圖中：1橫板、2側(cè)支板3外套4中間支板5堵板、6蓋板、7中間套、8中間支板 9側(cè)支板10外套2 變幅缸支撐座爆炸視圖 基本臂的總裝配 上述建模已經(jīng)將基本臂的主要部件建立，再對(duì)其余部件進(jìn)行建模，即完成零部件的建模過(guò)程，其余部件建模比較簡(jiǎn)單，不在這里進(jìn)行描述。 理繩器的建模圖中：1左上滑塊、2基本臂中箍、3左下滑塊4右上滑塊、5右下滑塊圖66基本臂臂箍爆炸視圖 理繩器的建模理繩器被固定在基本臂的最上端，與基本臂臂箍緊密相連，主要作用是，在起重機(jī)工作時(shí)，鋼絲繩伸縮與理繩器相接觸，并且在理繩器的滾筒上滾動(dòng)，減少鋼絲繩在工作時(shí)的磨損，對(duì)鋼絲繩起到了保護(hù)的作用，是起重機(jī)主臂上必不可少的部分。下面對(duì)建模過(guò)程中主要部件的建模過(guò)程及方法給予介紹，由于每節(jié)臂的建模過(guò)程由很多相似之處，所以以基本臂的建模為例，再附加其它主要部件的建模。當(dāng)在零部件之間建立參考關(guān)系時(shí)，模型將完全相關(guān)聯(lián)，對(duì)參考零部件所做的改變會(huì)使其它零部件相應(yīng)更新。自下而上設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是：（1） 由于零部件式獨(dú)立設(shè)計(jì)的，它們的相互關(guān)系及重建行為更為簡(jiǎn)單。 滑輪組的選擇由鋼絲繩依次繞過(guò)若干動(dòng)滑輪和定滑輪而組成的裝置稱為滑輪組，滑輪組根據(jù)功能可分為增速滑輪組和省力滑輪組。將數(shù)值帶入式（）得出起升用滑輪414mm。 鋼絲繩出入鋼絲繩繩槽的偏角過(guò)大時(shí)（＞5176。參見文獻(xiàn)〔1〕可知，選擇鋼絲繩直徑為d=13mm，公稱抗拉強(qiáng)度為1700 N/，最小破斷拉力為113KN。最大靜拉力S的確定 采用單連滑輪組最大工作靜拉力 （） 式中：—起升載荷，=+，為額定起升載荷，為取物裝置的重力，由文獻(xiàn)〔1〕可知，=，即=。本機(jī)構(gòu)所需鋼絲繩為繞經(jīng)滑輪和卷筒，故選擇線接觸鋼絲繩。將上述數(shù)值代入式（）可得，=25mm。將上述值代入式（）進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算，式（）成立，即滿足強(qiáng)度要求。歐拉公式為： ()式中：E—材料的彈性模數(shù)，對(duì)鋼而言，E=MPa。表41 缸桶內(nèi)徑選擇表810121620253240506380100125160200250320400 活塞桿直徑 （1）計(jì)算活塞桿直徑d一般按液壓缸往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度比計(jì)算，公式如下： （） 式中：D—液壓缸直徑 往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度比，選擇=2。即，用兩個(gè)液壓缸加兩個(gè)滑輪組的伸縮方式。（1）順序伸縮：指吊臂在伸縮過(guò)程中，各節(jié)伸縮臂必須按一定先后順序，完成伸縮動(dòng)作。同時(shí)在槽形截面中，滑塊的布置能使伸縮臂在滑塊上自動(dòng)對(duì)中，減少了回轉(zhuǎn)切向平面內(nèi)的側(cè)向間隙饒度，這可以大大改善吊臂的受力情況。矩形的箱形截面的最危險(xiǎn)處為四角焊縫處，該處應(yīng)力最大，也是最容易產(chǎn)生應(yīng)力集中的地方，為了改善應(yīng)力狀況最號(hào)選用其它形式。 的值是根據(jù)實(shí)際的情況而定，在設(shè)計(jì)中，大體是所設(shè)計(jì)的鉸點(diǎn)應(yīng)位于基本臂工作長(zhǎng)度的中點(diǎn)處，由利于起重機(jī)的受力分布，使支點(diǎn)能夠達(dá)到最大的作用效果。因?yàn)殂q點(diǎn)離滾道面的距離式構(gòu)造所定，一般取=。 因此前后兩節(jié)臂由這樣的關(guān)系 =+ca （）從式36可知，=++a =++a 將上述兩式代入式（），可得。若假設(shè)為臂頭滑輪中心離基本臂端面的距離，則基本臂結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度加上即為基本臂的工作長(zhǎng)度。吊臂根部鉸點(diǎn)離回轉(zhuǎn)平面的高度為==式中：——為回轉(zhuǎn)支承裝置的高度，= 。、 —根部鉸點(diǎn)和頭部滑輪軸心離吊臂基本截面軸心的距離，并帶有正負(fù)號(hào)，在中心線以下者為正，以上為負(fù)。 起重機(jī)的載荷狀態(tài)及其名義載荷譜系數(shù)載荷狀態(tài)名義載荷譜系數(shù)說(shuō)明—輕很少起升額定載荷，一般起升輕微載荷—中有時(shí)起升額定載荷，一般起升中等載荷—重經(jīng)常起升額定載荷，一般起升重載荷—特重頻繁的起升額定載荷(3) 起重機(jī)工作級(jí)別的確定劃分起重機(jī)的工作級(jí)別，示為了對(duì)起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了合理的基礎(chǔ)，它能使起重機(jī)勝任它需要完成的工作任務(wù)，起重機(jī)的工作級(jí)別使根據(jù)起重機(jī)的利用等級(jí)和起重機(jī)的載荷狀態(tài)而確定，根據(jù)《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》中，起重機(jī)工作級(jí)別的劃分，可以確定，此汽車式起重機(jī)的工作級(jí)別為A4。 由于本設(shè)計(jì)為50噸，參見《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》不同類型起重機(jī)使用壽命表，可知Y=13年。m。 工作循環(huán)次數(shù)除了可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，還可根據(jù)下式進(jìn)行計(jì)算： （3）幅度旋轉(zhuǎn)臂架式起重機(jī)處于水平位置時(shí)，回轉(zhuǎn)中心線與取物裝置中心線垂直之間的水平距離稱為幅度（R）。參見表1，Q=50t，R=3m,此次設(shè)計(jì)的汽車式起重機(jī)的起重力矩為M=QR=503=150t參見《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》汽車式起重機(jī)技術(shù)參數(shù)表，∕（米），最長(zhǎng)主臂范圍為32∕24（米），及徐工生產(chǎn)的50噸汽車起重機(jī)的參考值，最長(zhǎng)主臂作業(yè)32米。此次設(shè)計(jì)的是50噸汽車式起重機(jī)的主臂，所以取起重量為Q=50t。起重機(jī)的起重參數(shù)通常是以額定起重量表示的。通過(guò)計(jì)算確定基本參數(shù)，對(duì)各節(jié)臂的尺寸進(jìn)行確定，對(duì)臂的鉸點(diǎn)進(jìn)行確定。因此軟件可對(duì)許多不同的應(yīng)用再利用。（3） 新材料、新工藝的應(yīng)用。起重機(jī)采用模塊單元化設(shè)計(jì)，不僅是一種設(shè)計(jì)方法的改革，而且將影響整個(gè)起重機(jī)行業(yè)的技術(shù)、生產(chǎn)和管理水平，老產(chǎn)品的更新?lián)Q代，新產(chǎn)品的研制速度都將大大加快。市場(chǎng)總的趨勢(shì)式供大于求，面對(duì)激烈競(jìng)爭(zhēng)，國(guó)外各大公司除了紛紛增加投資、擴(kuò)大生產(chǎn)、提高自身的競(jìng)爭(zhēng)能力外，還通過(guò)聯(lián)合或兼并來(lái)提高在國(guó)際市場(chǎng)的份額。（3） 技術(shù)先進(jìn)，及時(shí)采用世界最新的技術(shù)成果。我國(guó)的各大汽車式起重機(jī)生產(chǎn)企業(yè)要不斷創(chuàng)新，大膽進(jìn)行運(yùn)行急智的改革，面向市場(chǎng)，結(jié)構(gòu)優(yōu)化，人員重組，引進(jìn)設(shè)備，進(jìn)行刻苦的技術(shù)研發(fā)，在不斷完善自我的前提下，占領(lǐng)市場(chǎng)。目前我國(guó)生產(chǎn)的汽車式起重機(jī)大多是100噸以下的中小噸位的起重機(jī)，大噸位生產(chǎn)的很少，而隨著社會(huì)的發(fā)展，對(duì)機(jī)動(dòng)靈活的大型起重機(jī)械的需求越來(lái)越大，這都是汽車式起重機(jī)發(fā)展的養(yǎng)分，所以增大其中力矩迫在眉睫。部分大型汽車式起重機(jī)還在伸縮臂上使用了單缸插銷的伸縮技術(shù)，通過(guò)液壓銷作用，以單個(gè)液壓油缸可完成多節(jié)伸臂的運(yùn)動(dòng)，并達(dá)到各種工況的程度控制和自動(dòng)伸縮，改變了以往能不油缸加內(nèi)部繩排的作業(yè)方式，使起重機(jī)相對(duì)更輕，拓展了起重機(jī)向更高工作高度發(fā)展的空間。而且我國(guó)目前在中小噸位的汽車式起重機(jī)的性能已經(jīng)完好，能夠滿足現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)的要求。在高層建筑，冶金，化工，電站等大型項(xiàng)目的建設(shè)中，需要吊裝和搬運(yùn)的工程量日益增多，其中不少組合件的吊裝和搬運(yùn)重量達(dá)到幾百噸。 摘 要 隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展，我國(guó)的基礎(chǔ)建設(shè)力度正逐漸加大，道路交通，機(jī)場(chǎng)，港口，水利水電，市政建設(shè)等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)規(guī)模也越來(lái)越大，市場(chǎng)汽車起重機(jī)的需求也隨之增加。因此必須選用一些大型的起重機(jī)進(jìn)行諸如鍋爐及廠房設(shè)備的吊裝工作。在不久的將來(lái)，我國(guó)的汽車式起重機(jī)行業(yè)一定會(huì)發(fā)展成為一個(gè)發(fā)展穩(wěn)定，市場(chǎng)化程度高的成熟產(chǎn)業(yè)。在走向國(guó)際市場(chǎng)的過(guò)程中，我國(guó)汽車式起重機(jī)產(chǎn)業(yè)近幾年品質(zhì)水平的快速提高，也得到了國(guó)際擁護(hù)的高度肯定，由于產(chǎn)品使用規(guī)范，用戶的專業(yè)素質(zhì)較高，出口產(chǎn)品的質(zhì)量反饋比在過(guò)內(nèi)有了明顯的減少，產(chǎn)品反映較好。（3） 增加起重機(jī)功能。 目前世界上約有百余家企業(yè)生產(chǎn)汽車起重機(jī)，但著名的也就右十余家，如美國(guó)的格魯夫、德國(guó)的利勃海爾、徳馬克、日本加藤、多田野等。（4） 專用配套件多，這以為歐洲發(fā)展汽車起重機(jī)的得天獨(dú)厚的條件。如1984年，美國(guó)格魯夫公司收購(gòu)了英國(guó)老牌企業(yè)科爾斯公司。對(duì)起重機(jī)的改進(jìn)，只需更改幾個(gè)模塊；設(shè)計(jì)新的起重機(jī)只需新的不同模塊進(jìn)行組合，提高了通用化程度，可使單件小批量的產(chǎn)品，改成相對(duì)批量的模塊生產(chǎn)，能使較少的模塊形式，組合成不同規(guī)格的起重機(jī)，滿足市場(chǎng)的需求，增強(qiáng)了競(jìng)爭(zhēng)力。 由于鋼鐵工業(yè)新技術(shù)的應(yīng)用，剛才質(zhì)量得以提高，在設(shè)計(jì)起重機(jī)主梁強(qiáng)度時(shí)，可使用較高的許用應(yīng)力，而不需要較高的安全系數(shù)，以便減少起重機(jī)材料用量，從而降低設(shè)備的重量和價(jià)格，起重機(jī)配套的零部件的制造也得益于新材料的不斷產(chǎn)生，使得起重機(jī)向更輕，更好的方向發(fā)展。 　　一個(gè)給定過(guò)程的有效模擬需要來(lái)自于應(yīng)用領(lǐng)域(自然科學(xué)或工程)、數(shù)學(xué)(分析和數(shù)值數(shù)學(xué))及計(jì)算機(jī)科學(xué)的知識(shí)。主臂運(yùn)動(dòng)方案的確定，大臂采用形式，伸縮方式以及鋼絲繩繞線方式等。所謂額定起重量是指起重機(jī)在各種工況下安全作業(yè)所容許的起吊重物的最大質(zhì)量的值，它是隨著幅度的加大而減小的。（2）起升高度 起升高度是指從地面或軌道頂面至取物裝置最高起生位置的鉛垂距離（吊鉤取取鉤環(huán)中心），單位為米。（3）幅度旋轉(zhuǎn)臂架式起重機(jī)處于水平位置時(shí)，回轉(zhuǎn)中心線與取物裝置中心線垂直之間的水平距離稱為幅度（R）。m。幅度的最小值Rmax和最大值Rmin根據(jù)作業(yè)要求而定。同時(shí)參見表1可知，基本臂起重力矩為150 t B—起重機(jī)一年中的工作天數(shù)，取B=300天。 起重機(jī)工作級(jí)別的劃分載荷狀態(tài)名義載荷譜系數(shù)利用等級(jí)—輕—中—重—特重3 50噸汽車起重機(jī)主臂尺寸的確定主臂尺寸的的確定包含以下的的內(nèi)容：一、 吊臂根部鉸點(diǎn)位置的確定，二、吊臂各節(jié)尺寸的確定，三、變幅液壓缸鉸點(diǎn)的確定，四、截面的選擇及截面尺寸的確定。由于此項(xiàng)數(shù)值較小，所以在計(jì)算時(shí)可以不計(jì)。 ——為起重機(jī)汽車底盤的高度，=。 =+=+而=+++=（K1）將上式帶入式（）可得=（K1）+（K1） =+（K1）+（K1）=+（K1） （）即 =+（51）從中可以得出=（m）。++a=++c已知，==，==，從上式可知，后一節(jié)的搭接長(zhǎng)度，臂前一節(jié)的搭接長(zhǎng)度小一些，因?yàn)橐话闱闆r下結(jié)構(gòu)空間c臂外露空間a大一些，得出 =+（ca） （） 此次設(shè)計(jì)共有5節(jié)臂，其最后一節(jié)的搭接長(zhǎng)度為使其等于1/5的外伸長(zhǎng)度，現(xiàn)在和已經(jīng)得出，則根據(jù)式（），吊臂的各節(jié)搭接長(zhǎng)度和結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度分別為，===（m） ===（m）=+（ca）=（m） =+（ca）=（m）=+2（ca）=（m） =+2（ca）=（m）=+3（ca）=（m） =+3（ca）=（m）=+4（ca）=（m） =+4（ca）=（m）各節(jié)臂長(zhǎng)度尺寸的驗(yàn)算 計(jì)算的基本臂工作長(zhǎng)度必須滿足下面的式子，所計(jì)算的各節(jié)臂的長(zhǎng)度值才能滿足需要， =+（K1）≥+（K1）c=（+）+（K1）c （）式中：=+（51）=（m） （+）+（K1）c=（+）+（51）=（m） 即式（）成立，所計(jì)算各節(jié)臂的長(zhǎng)度滿足要求。，只有在基本臂上固定的鉸點(diǎn)尚未確定。將上述值帶入式()得出：=0時(shí)，=， =50時(shí)，=， =40時(shí)，=， 在=40時(shí)，比較接近中點(diǎn)值，所以鉸點(diǎn)位