【正文】 比如在門座式起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)設(shè)計中，里面的電動機(jī)、減速器、制動器等的選擇，每一個我都要經(jīng)過復(fù)雜的查資料，來確定它們的基本參數(shù)，再經(jīng)過比較來確定我需要的電動機(jī)或減速器的類型。 0 . 0 2 9 12s t g 5 4 2 39。但對螺桿傳動要特別注意密封和潤滑，目前都 采用伸縮式密封套管來防護(hù)螺 桿 。 [x]=fmincon(optim2,x0,[],[],[],[],[],[],optim2c) 其 中 x0 對應(yīng)的是內(nèi)層計算的結(jié)果。 x(6)=sqrt((x(11)x(4))^2+(x(12)x(5))^2)。 c(11)=x(9)amx。 c(3)=x(2)25*pi/180。 算法與結(jié)論 以象鼻梁前端點 E 在變幅過程中的落差值最小為目標(biāo)，利用本文算法對門座起重機(jī)變幅機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。 圖 44 簡化后的平面連桿變幅機(jī)構(gòu) 圖中 maxS —— 象鼻梁端點的最大行程 minS —— 象鼻梁端點的最小行程 t —— 人字架頂點 D鉸點的水平距離 h —— 人字架頂點 D鉸點的垂直距離 0H —— 象鼻梁端點矩 x軸的距離 下圖為最大行程時臂架與象鼻梁的狀態(tài)圖： 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 圖 45最大行程時臂架與象鼻梁的狀態(tài)圖 下圖為象鼻梁與鉸點 B 的位置示意圖： 圖 46 象鼻梁與鉸點 B 的位 置示意圖 此外，最大幅度時臂架、象鼻梁與水平線夾角的下線 min? 和 min? 以及象鼻梁前后端長度 L 和 l 比值的選取實際設(shè)計時都有經(jīng)驗取值范圍： min 40 ~ 50? ??? min 8 ~ 30? ??? (0 .3 5 ~ 0 .5 )lL? 由圖 46 可求出象鼻梁端點 E的坐標(biāo)表達(dá)式： c o s c o ss i n s i nEEx R Ly R L????? ? ??? （ 44） 式（ 44）中各變量分別為： 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 m a x m in 0m in m in m in0 m inm inta nc o s ta n s ins ins inSHHLLR?? ? ????????? （ 45） 220 0 022 02a rc c o s a rc t a n ( )R H S L HSR S H?? ? ??? ? ? (46) 0s i na r c s i n RHL?? ?? （ 47） 注意式中（ 45）、（ 46）中 minS 、 maxS 、 S 均取負(fù)值。這主要是因為傳統(tǒng)的優(yōu)化進(jìn)程比較生硬，由于算法的多樣性和實際問題的復(fù)雜性，使優(yōu)化計算在迭代過程中經(jīng)常出現(xiàn)死機(jī)、死循環(huán)、不迭代和假收斂等。 變 幅 系 統(tǒng) 的 優(yōu) 劣 還 決 定 性 地 影 響 整 個 門 座起重機(jī)的使用性能、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。 靜力矩的計算 起升靜力矩為 0() 8 5 0 0 0 1 . 0 3 2 52 2 4 1 4 2 . 4 0 . 8M 9 2 . 3Q G Dj mi Nm?? ?? ? ?? ? ? ? 下降靜力矩為 () 8 5 0 0 0 1 . 0 3 2 502 2 4 1 4 2 . 4M 0 . 8 6 3 . 6Q G Db mi Nm?? ???? ? ? ? ? 制動器的選擇 起升機(jī)構(gòu)制動力矩必須大于由貨物產(chǎn)生的靜力矩，使貨物處于懸吊狀態(tài)時具有足夠的安全裕度。交流電機(jī)由于能直接自電網(wǎng)取得電流、結(jié)構(gòu)簡單、機(jī)組重量輕、體積小，故在電力傳動的起升機(jī)構(gòu)上被廣泛采用。 卷筒的直徑 卷筒的直徑為 12D e 25 1 32 .5 81 2. 5e d m m? ? ? ? ? 因為卷筒的標(biāo)準(zhǔn)直徑為： 300mm、 400mm、 500mm、 650mm、 700mm、 800mm、1000mm。 5 7 7 0 0S kgf? [ ]39。 這里采用 T 字形截面的鍛造單鉤。 下圖為起升機(jī)構(gòu)簡圖： 圖 31 起升機(jī)構(gòu)示意圖 1減速器； 2制動器； 3聯(lián) 軸器兼制動輪； 4電動機(jī)； 5卷筒； 6鋼繩； 7 導(dǎo)向滑輪； 8導(dǎo)向滑輪及定滑輪組； 9動滑輪組夾套及吊鉤 卷繞系統(tǒng) 卷簡與物品之間通達(dá)撓性件構(gòu)成聯(lián)系，撓性 件 依次通過各卷繞構(gòu)件 (滑輪和卷筒 )，形成卷維系統(tǒng) 。 門座起重機(jī)在工作狀態(tài)最大風(fēng)壓和起重臂處于最不利的 工作位置的條件下，滿載起動或制動時所具有的輪壓稱為工作狀態(tài)的最大輪壓。為使產(chǎn)品安全可靠、經(jīng)濟(jì)耐用，設(shè)計時必須考慮工作類型。 運行速度是指起重機(jī)沿運行軌道的行走速度。當(dāng)起重臂外伸處于最遠(yuǎn)極限位置時，從起重機(jī)旋轉(zhuǎn) 中 心到取物裝置懸吊點之間的 距離 稱為最大幅度；當(dāng)起重臂內(nèi)收處于最近極限位置時，從起重機(jī)旋轉(zhuǎn) 中 心到取物 裝置 懸吊點之間的距離稱為最小幅度 。起重量的單位是噸 (t)。驅(qū)動機(jī)構(gòu)則用來驅(qū)動旋轉(zhuǎn)部分相對于門架實現(xiàn)回轉(zhuǎn)。在擺動臂架式變幅機(jī)構(gòu)中，幅度的改變是靠動 臂 在垂直平面內(nèi)繞其鉸鈾擺動來達(dá)到的。用來改變幅度的機(jī)構(gòu)，稱為起重機(jī)的變幅機(jī)構(gòu)。原動機(jī)的選擇運動，通過卷筒 — 鋼絲繩 — 滑輪組機(jī)構(gòu)變?yōu)榈蹉^的上下運動。為了防止起重機(jī)在風(fēng)力作用下滑行，在運行部分裝有防風(fēng)抗滑裝置 。 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。 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。門架底部裝有行走車輪或運行臺車，運行機(jī)構(gòu)使整臺起重 機(jī)可以沿地面或建筑的軌道運行。 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) 。 32 致謝 18 臂架系統(tǒng)的設(shè)計計算 16 第 4 章 變幅機(jī)構(gòu)的設(shè)計計算 15 制動時間的驗算 14 靜力矩的計算 12 III 卷筒的直徑 7 工作速度 6 幅度 6 門座式起重機(jī)的基本參數(shù) 2 設(shè)計要求 1 門座式起重機(jī)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 1 門座式起 重機(jī)的綜合評述 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 II 目 錄 第 1 章 緒論 6 起重量 15 制動器的選擇 15 起動時間的驗算 以上部旋轉(zhuǎn)部分相對下部運行部分旋轉(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)。為了防止起重機(jī)在風(fēng)力作用下滑行，在運行部分裝有防風(fēng)抗滑裝置 。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。 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； 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 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； 。 下圖為門座式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)簡圖。起重機(jī)因起動形式的不同，驅(qū)動卷筒的原動機(jī)可為電動機(jī)，可為液壓馬達(dá)，也可為機(jī)械傳動中某一主 動軸。起重機(jī)由于能變幅，這就擴(kuò)大了作用范圍，即有垂直上下的直線作用范圍擴(kuò)大為一個面的作用范圍。 在現(xiàn)代生產(chǎn)中大多要求實現(xiàn)工作性帶載變幅。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的作用是繞起重機(jī)的垂直軸線在水平平面內(nèi)沿圓弧弧線運移物品，當(dāng)旋轉(zhuǎn)與變幅配合動作時，起重機(jī)的服務(wù)范圍將是一個以最小和最大幅度為內(nèi)外半徑的因環(huán)面。門座起重機(jī)起重量的標(biāo)準(zhǔn)系列如下 表 1— 1 表 21 門座式起重機(jī)起重量系列 T 3 5 10 16 25 40 63 100 160 本次設(shè)計的起重量為 80 噸 起升高度（ H） 門座起重機(jī)的起升高度一船是指從運行 軌道 面向上到取物裝置的上極限位置之間的垂直距離。 本次設(shè)計的幅度為 31m65m 工作速度 門座式 起重機(jī) 的 工作速度包括起升速度、變幅速度、旋轉(zhuǎn)速度和運行速度 。單位是米／分 (m／ min)。 根據(jù)我國的生產(chǎn)實踐，按照機(jī)構(gòu)載荷率和工作時間率，超重機(jī)機(jī)構(gòu) 的工作類型分為 輕 級、中 級 、重級和特重組四種 。 門座起重機(jī)的外形尺寸是指起重機(jī)外部的輪廓尺寸，主要包括最小幅度時起重臂最高 點 距軌道頂面的尺寸、最大幅度時起重臂最遠(yuǎn)點距旋轉(zhuǎn)中心線的尺寸、 尾 部旋轉(zhuǎn)半徑 尺寸 ，門架凈空尺寸、司機(jī)空高度以及在一條運行軌道上運行機(jī)構(gòu)臺車的邊緣長度等。 卷繞裝置將卷簡的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成物品的直線運動，并且還改變運動湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 的方向和速度。材料 DG20 優(yōu)質(zhì)低碳鋼（鍛造吊鉤專用材料）。 [ ]SS? ， 故鋼絲繩選擇合理。 取卷筒直徑 1000D mm? 。 為簡化計算 ，下 面所作的功率、力 矩 等計算，是機(jī)構(gòu)的靜力計算，即是假定機(jī)構(gòu)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)時不出現(xiàn)動力現(xiàn)象的狀況出發(fā)來討論的，因而它是有條件的，也 就是說，可以將機(jī)構(gòu)的受裁狀況和應(yīng)力狀態(tài)轉(zhuǎn)化為相對平衡穩(wěn)定的 。 制動力矩 1. 75 63 .6 11 1. 3z h z h bM K M N m? ? ? ? ? 中級工作類型制動器的安全系數(shù) ? 選用 MW200160 型電磁式制動器。 變幅機(jī)構(gòu)的設(shè)計主要包括倆 個部分：臂架系統(tǒng)的設(shè)計計算和變幅驅(qū)動機(jī)構(gòu)的設(shè)計計算。另外，傳統(tǒng)的優(yōu)化方法在優(yōu)化設(shè)計過程中往往需要一個初始方案，該方案的好壞直接影響優(yōu)化過程的收斂速度、優(yōu)化結(jié)果的精度、甚至優(yōu)化設(shè)計的成功率。 設(shè)計變量 由圖（ 44），取設(shè)計變量： m i n m i n 1 2 3 4 5[ , , , , ] [ , , , , ]TTX l t h x x x x x???? 顯然，該設(shè)計變量的選擇使 7 維的平面連桿變幅機(jī)構(gòu)軌跡、尺寸綜合優(yōu)化問題縮減為 5維優(yōu)化問題。 已知