【正文】 通過本次設計，也是我學習了很多關(guān)于工程機械的知識，同時也看到了自己的不足，這也促使我在以后的工作中，也要努力的學習知識，全面的掌握機械設計的技能，為自己的未來打好基礎。34 / 43約束條件：①強度條件 ][??式中 ——危險點最大應力。 (四)加載及約束處理 吊臂所受的載荷有：吊重、側(cè)載、鋼絲繩在臂頭的拉力、風載、液壓缸作用力及伸縮機構(gòu)鋼絲繩拉力。若是對某些網(wǎng)格形狀不滿意，則可對這部分重新進行劃分，因為重新劃分時，可刪除已有的網(wǎng)格，但不會刪除所指定的屬性。 伸縮吊臂有限元模型建立(一) 實體建模 考慮到吊臂的重量，在解算時由 ANSYS 自動計算。而對于吊臂而言，計算應力、變形的精確模型應為有限元模型 D，即需要建立參數(shù)化有限元分析模型。便可得到旋轉(zhuǎn)平面中吊臂撓度相應計算式。（3）伸縮臂的剛度參數(shù)的計算臨界力：旋轉(zhuǎn)平面的臨界力 ：在旋轉(zhuǎn)平面內(nèi)，臂架為一端固定而另一端自由的壓彎構(gòu)件，ezN臂架側(cè)向變形時，起升繩對臂架有支承作用，故旋轉(zhuǎn)平面的臨界力，按下式計算 E=200Gpa2C31ZLEI）（ ???EZ式中： 由伸縮臂在旋轉(zhuǎn)平面的支承條件決定的長度系數(shù)，此處取 21?由變截面伸縮臂決定的長度系數(shù)；2起升鋼絲繩影響的長度系數(shù)；3第一節(jié)臂（基本臂）的截面慣性矩。最大幅度時起吊的最小起重量是由整機穩(wěn)定性決定的，吊臂的承載能力有富余，不必驗算。??即所得缸筒壁厚為 10mm。將上述數(shù)值再次代入式（） ，進行穩(wěn)定性驗算，計算可知，t510?所得結(jié)果與式（）相符合，可以確定尺寸為 d=140mm 缸筒壁厚及外徑計算液壓缸壁厚 和外徑 由強度條件確定?1D（1）缸筒壁厚的確定 缸筒分為 2 種，當缸筒內(nèi)徑 D 和壁厚 的比值 時，稱為薄壁缸筒，反之?:10D??稱為厚壁缸筒。46dJ??.? L—液壓缸安裝長度，由文獻〔1〕可知，此處選擇為 L= 液壓缸長度l= 米 。表 421 速度比 選擇壓力 MPa ≤10 ～20 ≥20速度比 ? 2表 422 活塞桿直徑尺寸系列4 5 6 8 10 12 14 16 1820 22 25 28 32 35 40 45 5056 63 70 80 90 100 110 125 140160 180 200 220 250 280 320 360（2）強度驗算 活塞桿工作時，一般主要受軸向主要拉壓作用力，因此活塞桿的強度驗算，可按直桿拉壓強度驗算，可按直桿拉壓公式計算， 即 （）??24Fd????式中： 活塞桿內(nèi)應力。12可得 的二次方程式：O （）??21 ()()0O????????????式中： =， =80176。?在 和 確定后，用三角公式求得 的位置，在 中，其邊角關(guān)系為：O1 2O12O?211 1cos????在 中，39。?在圖 中可以看出，只有在基本臂上固定的鉸點 尚未確定。la式中： =+（41）=（m）0l （ + ）+（K1）c=（+）+（41）=（m）39。+ +a= + +c39。設第 i 節(jié)臂的結(jié)構(gòu)長度為 ，則0il= + +a = + （）0il39。但是，太短將搭接部分反力增大了，引起搭接部分吊臂的蓋板或側(cè)板局部失穩(wěn)，同時，也是吊臂的間隙變形增大。若假設 為臂頭滑輪中心離基本臂端面的距離，則基本臂結(jié)構(gòu)長度加上 即為基0a 0a本臂的工作長度。 39。吊臂根部鉸點離回轉(zhuǎn)平面的高度 為0h==?19 / 43式中： ——為回轉(zhuǎn)支承裝置的高度， = 。即 =。設吊臂的工作長度為 lw。以達到對臂架乃至起重機性能的優(yōu)化的目的。下底板做成圓形，是為了提高下底板的抗局部失穩(wěn)的能力，和減少側(cè)板的計算寬度。下底板一般做得比上蓋板厚些，一方面滿足下底板局部穩(wěn)定性的需要，為了減輕自重，吊臂應盡量做成等強度梁。然而，吊臂是一個可以伸縮的階梯梁，目前，除基本臂可以加強外，許多生產(chǎn)廠家將伸縮臂設計成等截面梁，根據(jù)吊臂的受力特點，變截面伸縮臂將使吊臂更輕，性能更強。 吊臂截面的確定對吊臂截面的設計是本次畢業(yè)設計的重點內(nèi)容，因此參閱了國內(nèi)外大量的資料，伸縮吊臂是輪式起重機中至關(guān)重要的部件，其重量一般占整機的 13%~20%，而大型起重機這個比例則更大，這就導致起重機在大幅度下的起重量和大起重量下的起升高度急劇降低。LIEB 班 RR 的 LTM1300 起重臂的截面采用了橢圓形截面，其截面上彎板為大圓弧槽形板，下彎板為橢圓形槽形板，且由下向上收縮，其重量優(yōu)化，抗扭性能顯著，具有固有的獨特穩(wěn)定性和抗屈曲能力。梯形截面的上翼緣板窄，下翼緣板寬，截面中性層靠下能發(fā)揮上翼緣板的機械性能，提高腹板的穩(wěn)定性，前部滑塊可接近腹板布置，后部滑塊傳遞給上翼緣板的集中力，因上翼緣板窄，產(chǎn)生的彎曲力矩減小。本次設計的四節(jié)臂伸縮，采用后種方法過于落后，顧采用第一種方法。對于擁有三節(jié)或三節(jié)以上的吊臂來講，各節(jié)臂的伸縮方式可以由不同的選擇，但是，由前面提到的大致可以分為三類。載荷狀態(tài)與兩個因素有關(guān)：一個是實際起升載荷 ，與額定起升載荷1Q之比，令一個是實際起升載荷 的作用次數(shù) N1，與工作循環(huán)次數(shù) N 之比。確定適當?shù)氖褂脡勖鼤r要考慮經(jīng)濟，技術(shù)和環(huán)境等因素，同時還要考慮設備老化的影響。m 為單位。參見《起重機設計手冊》汽車式起重機技術(shù)參數(shù)表，如表 所示，50噸汽車式起重機的基本臂的范圍為 ∕（米） ，最長主臂范圍為 38∕32（米） ，及QAY50 噸汽車起重機的參考值，選擇起升高度為基本臂作業(yè) 米，重機的參考值，選擇起升高度為基本臂作業(yè) 米，最長主臂作業(yè) 38 米。此次設計的是 50 噸汽車式起重機的主臂，所以取起重量為 Q=50t。起重機的起重參數(shù)通常是以額定起重量表示的。臂架是起重機的主要承載構(gòu)件。FAUN）將拔銷裝置置于伸縮機構(gòu)兩側(cè)，結(jié)構(gòu)布置上比較困難，對加工、裝配精度要求高，插拔銷難度相對較大。這種伸縮方式在國內(nèi)最先進，但解決五節(jié)臂以上起重臂的伸縮難度很大。表 列舉了國外一些主要的起重機制造廠商所選用的吊臂截面形狀。LTM1300 起重臂的截面也采用了橢圓形截面，其截面上彎板為大圓弧槽形板，下彎板為橢圓形槽形板，且由下向上收縮，其重量優(yōu)化，抗扭性能顯著，具有固有的獨特穩(wěn)定性和抗屈曲能力。 伸縮臂結(jié)構(gòu)發(fā)展現(xiàn)狀伸縮臂作為輪式起重機的主要受力構(gòu)件，其重量一般占整機的 13%~20%，而其在大型起重機的重量中所占的比例則更大。而生產(chǎn)量則是日本的多田野和藤加最多。在走向國際市場的過程中，我國汽車式起重機產(chǎn)業(yè)近幾年品質(zhì)水平的快速提高，也得到了國際擁護的高度肯定，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)量反饋比在過內(nèi)有了明顯的減少，產(chǎn)品反映較好。在不久的將來，我國的汽車式起重機行業(yè)一定會發(fā)展成為一個發(fā)展穩(wěn)定，市場化程度高的成熟產(chǎn)業(yè)。本課題針對徐工 50t 汽車起重機伸縮機構(gòu)的分析和研究，從而改進汽車起重機的整機性能，降低成本，同時提高了起重機的作業(yè)能力及使用經(jīng)濟性。所以要在保證臂架安全工作的條件下盡量減輕臂架的重量，這對提高整機質(zhì)量和經(jīng)濟性具有很大的現(xiàn)實意義。本人擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，沒有抄襲、剽竊他人成果，由此造成的知識產(chǎn)權(quán)糾紛由本人負責。（請在以上相應方框內(nèi)打“√” ） 目 錄前言……………………………………………………………………… 1摘要……………………………………………………………………… 2 1 緒論 .........................................................................................................................2 國內(nèi)外汽車起重機發(fā)展概況及趨勢 .................................................................2 伸縮臂結(jié)構(gòu)發(fā)展現(xiàn)狀 .........................................................................................4 伸縮臂機構(gòu)形式介紹 .........................................................................................6 本課題內(nèi)容及重要意義 .....................................................................................72 QAY50 汽車起重機主要技術(shù)參數(shù)和工作級別 ............................................7 QAY50 起重機主要技術(shù)參數(shù) .............................................................................7 QAY50 汽車起重機的工作級別 .........................................................................93 伸縮臂傳動方案和臂架截面的確定 ............................................................12 伸縮臂傳動方案的確定 ...................................................................................12 伸縮臂架截面的確定 .......................................................................................144 伸縮臂設計計算 .................................................................................................17 起重機伸縮臂尺寸的確定 .......................................17 臂架伸縮液壓缸的計算及選擇 ...................................22 伸縮臂受力計算 ...............................................255 伸縮臂有限元分析 ............................................................................................31 伸縮吊臂有限元模型建立 .......................................32 計算結(jié)果與分析 ...............................................34總結(jié) ..........................................................................................................37致謝 ..........................................................................................................38參考文獻 ..................................................................................................391 / 43汽車起重機伸縮臂系統(tǒng)設計學 生：肖文濤指導老師：譚宗柒三峽大學機械與材料學院摘 要：臂架是起重機的主要承載構(gòu)件。 Structure of boom ；ansys2 / 43前言近年來，隨著社會的發(fā)展，社會生活中對起重機的需求越來越大，但是，與國外汽車起重機相比，國外汽車起重機技術(shù)得到了飛速發(fā)展，所以國內(nèi)起重機的研發(fā)越來越緊迫。1 緒論 國內(nèi)外汽車起重機發(fā)展概況及趨勢 國內(nèi)汽車起重機發(fā)展概況及趨勢中國的汽車式起重機誕生于上世紀的 10 年代，經(jīng)過了近 30 年的發(fā)展，期間有過 3次主要的技術(shù)改進，分別為 70 年代引進蘇聯(lián)的技術(shù)，80 年代引進日本的技術(shù)，90 年代引進德國的技術(shù)。 當前我國新一代汽車起重機產(chǎn)品，起重作業(yè)的操作方式，大面積應用先導比例控制，具有良好的微調(diào)性能和精控性能，操作力小，不易疲勞。東亞約占銷售量的 40%，北美和歐洲各約占 20%。在起重機行業(yè)內(nèi)，國外的大型汽車起重機的發(fā)展比我國迅速，在技術(shù)和運用上已相4 / 43當成熟，目前國際市場對汽車起重機的需求在不斷增加，從而使國外各大汽車式起重機制企業(yè)在生產(chǎn)中更多的應用優(yōu)化設計，機械自動化和自動化設備，這對起重機行業(yè)的發(fā)展造成了很大的影響。西方發(fā)達國家生產(chǎn) 50 噸以上的中、大噸位輪式起重機時，普遍采用單缸插銷形式的伸縮機構(gòu)。5 / 43高強度鋼四板拼焊，腹板薄，制有大量密集重孔，孔邊鑲固，孔之間加筋，自重輕，承載力大，垂直方向及側(cè)向繞度小輪式起重機的伸縮式吊臂是一個雙向壓彎構(gòu)件，除受有整體強度、剛度、穩(wěn)定性的約束外，主要受局部穩(wěn)定性約束，因此把伸縮臂制