【導(dǎo)讀】撰寫的成果作品。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。關(guān)學(xué)位論文管理部門或機(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。以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。1．確定門座起重機(jī)各工作機(jī)構(gòu)和金屬結(jié)構(gòu)的型式；立回轉(zhuǎn)支承的模型，并對(duì)其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。5．完成回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的建模及虛擬裝配。因此，對(duì)門座起重機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行研究，以期在提高門座起重機(jī)設(shè)計(jì)效。率的同時(shí)，得到更加優(yōu)秀的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，提高整機(jī)的工作性能。雷克斯一德馬格、馬尼托瓦克和日本的神鋼等這些生產(chǎn)廠家為代表。們?cè)诖髧嵨划a(chǎn)品上安裝了全球定位系統(tǒng)，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，具有廣泛的代表性。一定的差距，但是日本產(chǎn)品具有很高的制作精細(xì)化程度，仍然值得我們學(xué)習(xí)和效仿。機(jī)大型化、高速化和專用化的要求日益迫切。起重機(jī)全數(shù)字化控制驅(qū)動(dòng)，可編程控制，故障自診斷及數(shù)據(jù)管理。

　　

【正文】 機(jī)的實(shí)際情況，按剛性支腿進(jìn)行輪壓計(jì)算比較適合。 圖 輪壓計(jì)算示意圖 由于本次設(shè)計(jì)的門座起重機(jī)門架中心與起重機(jī)的旋轉(zhuǎn)中心重合為一，所以各支點(diǎn)的支承反力計(jì)算式為： 124 4 0. 5 0. 5A x yV G G M L M K? ? ? ? (216) 124 4 0. 5 0. 5B x yV G G M L M K? ? ? ? (217) 124 4 0. 5 0. 5C x yV G G M L M K? ? ? ? (218) 124 4 0. 5 0. 5D x yV G G M L M K? ? ? ? (218) 式中： 1G — 起重機(jī)非回轉(zhuǎn)部分的自重（ N）； 2G — 起重機(jī)回轉(zhuǎn)部分的的自重（ N）； xM — 合力矩 M （ g f tM M M M? ? ?其中重力矩 2gM G e??，風(fēng)力引起力矩 fM ，貨物偏擺引起力矩 tM ）沿 X 軸的分力矩， cosxMM ??? （ N）； yM — 合力矩 M沿 Y軸的分力矩， sinxMM ??? ； e — 起重機(jī)回轉(zhuǎn)部分（工作狀態(tài)時(shí)包括吊重，非工作狀態(tài)時(shí)吊重）重心到旋轉(zhuǎn)中 35 心的距離（ m）； ? — 臂架與 X 軸的夾角（176。）； L — 軌距（ m）； K — 基距（ m）； a — 軌道平面的對(duì)角線 AC 的長(zhǎng)度（ m）。 輪壓計(jì)算的過程見表 。 36 表 輪壓計(jì)算 參數(shù) 工作狀態(tài) 非工作狀態(tài) 工況 1 工況 2 工況 3 非回轉(zhuǎn)部分 G1(N) 915000 915000 915000 回轉(zhuǎn)部分 G2(N) 3458000 3458000 3458000 總重（ N) 4393000 4393000 4393000 軌距 L（ m） 基距 K (m） a (m） e (m） t（ m） 0 0 0 臂架夾角Φ（176。） 0 45 0 cosΦ 1 1 sinΦ 0 0 重力距 Mg() 18694540 18694540 1943850 風(fēng)力距 Mf() 1639947 1639947 10781009 偏擺力矩 Mt() 1516180 0 0 合力矩 M() 21850667 20334487 12724859 水平 Mx(） 21850667 12724859 垂直 My(） 0 0 反力 Va（ N) 2 Vb（ N) 1967276.68 2293555 Vc（ N) 1967276.68 Vd（ N) 2 海側(cè)輪數(shù) n 18 18 18 陸側(cè)輪數(shù) n 18 18 18 單個(gè)車輪 Pa（ N) 12179 63515 41104 Pb（ N) 109293 127420 80368 37 Pc（ N) 109293 57958 80368 Pd（ N) 12179 41104 注：工況一為工作狀態(tài)下，臂架垂直于運(yùn)行軌道；工況二為工作狀態(tài)下，臂架垂直于軌道平面對(duì)角線 AC；工況三為非工作狀態(tài)下，臂架垂直于運(yùn)行軌道。其中，工況一、工況二重力矩見表 max 33Rm?時(shí)旋轉(zhuǎn)部分滿載重力矩；工況三重力矩見表 min 10Rm? 門機(jī)旋轉(zhuǎn)部分空載時(shí)重力力矩。 工況一、工況二風(fēng)力矩為工作狀態(tài)下門機(jī)最大風(fēng)力矩，工況三風(fēng)力矩為非工作狀態(tài)下門機(jī)最大風(fēng)力矩。工況一、工況二偏擺力矩即 20 151 618 0 N .mtMT ??? ? ? ，工況三偏擺力矩為 0 驗(yàn)算結(jié)論：最大輪壓 Pmax=127420N；最小輪壓 Pmin=，大車輪壓在許用輪壓 250kN范圍內(nèi)。 38 整機(jī)抗傾覆穩(wěn)定性計(jì)算 在自重和外載荷作用下，起重機(jī)本身所具有的抵抗傾覆的能力稱為起重機(jī)的抗傾覆穩(wěn)定性。保證起重機(jī)具有足夠的抗傾覆穩(wěn)定性是設(shè)計(jì)起重機(jī)的基本要求。 進(jìn) 行穩(wěn)定性驗(yàn)算時(shí)采用“力矩法”，這種方法規(guī)定：包括起重機(jī)自重在內(nèi)的各項(xiàng)載荷對(duì)傾覆邊的力矩之和大于或等于零，則認(rèn)為起重機(jī)是穩(wěn)定的。驗(yàn)算工況有：無風(fēng)靜載、有風(fēng)動(dòng)載、突然卸載或吊具脫落、暴風(fēng)侵襲下的非工作狀態(tài) [6]。查《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》，裝卸用門座起重機(jī)的載荷系數(shù)見表 。 表 載荷系數(shù) 系數(shù) 驗(yàn)算工況 自重系數(shù)（ GK ） 載荷系數(shù)（ PK ） 水平慣性力系數(shù) (包括物品 ) iK ） 風(fēng)力系數(shù) ( fK ) 1 0 0 2 1 1 3 0 1 4 0 0 無風(fēng)靜載工況 起升載荷作用線在支承平面以外，處于該起吊重量所允許的最大幅度，臂架垂直于危險(xiǎn)傾覆線，起吊靜載試驗(yàn)載荷或額定載荷，不計(jì)附加載荷和坡度的影響，其抗傾覆穩(wěn)定性校核計(jì)算式為： ? ? ? ?m a x0. 5 0. 5 0G G P QM K P l C K P R l? ? ? ? ?? (219) 式中： QP —— 起升載荷（包括吊具重量（ N） GP —— 起重機(jī)的自重（ N） GK —— 自重系數(shù) PK —— 起重機(jī)的載荷系數(shù) l —— 起重機(jī)的軌距 C —— 最大幅度時(shí)起重機(jī)自重重心到回轉(zhuǎn)中心線的距離 (m)。 39 圖 無風(fēng)動(dòng)載工況 已知： GP =， QP =43t， GK =， PK =， maxR =33m， l =， C =， 則： m a ( ) 5 439 .3 12. 5+ 7 43 33 12. 5 0G G P QM K P l C K P R ltm? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?? （ ）（ ） （ ） 有風(fēng)動(dòng)載工況 臂架垂直于軌道、處于最大幅度位置，起吊額定起重量，軌道前低后高、工作狀態(tài)最大風(fēng)力沿臂架由后向前吹，起重機(jī)上作用著起升、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)起（制）動(dòng)引起的慣性力。這時(shí)起重機(jī)抗傾覆穩(wěn)定性計(jì)算公式為： ? ? 11 1 210 . 5 c o s s in 0QG G P Q f fPvM K P l C h K F S K P hgt??? ????? ? ? ? ? ? ? ??? ???? ??? (220) 式中： 1h —— maxR 時(shí)起重機(jī)自重的重心高度 (m)； 2h —— maxR 是起重機(jī)迎風(fēng)面的形心高度 (m)； 1v —— 物品起升（或下降）速度 (m/s)； 1t —— 起升機(jī)構(gòu)的起制動(dòng)時(shí)間 (s)； 1fP —— 作用在起重機(jī)上的工作狀態(tài)最大風(fēng)力； ? —— 允許的最大坡角，這里取 ? =0； 40 QF??? —— 偏斜 ??? 時(shí)，由起升載荷 QP 產(chǎn)生的對(duì)臂架端部的拉力 (N)； / cosFP? ??? ??? S —— QF??? 對(duì)傾覆邊的力臂 (m)； ? ? ? ? ? ?m a x 30 .5 ta n c o sS R l h ? ? ? ??? ??? ? ? ? ? ????? 圖 有風(fēng)動(dòng)載工況 已知： GP =， QP =43t， 1fP =， GK =， PK =， fK =1，maxR =33m， l =， C =， 1h =， 2h =， 3h =， 1v =，1t =2s， ? =0， ??? =10176。 ， 則： ? ? 43 43 0. 330. 95 43 9. 3 0. 5 12 .5 0. 37 1. 35 33 .7 5. 45 15 .3 4c os 10 10 244 .4 5 0Mtm???? ? ? ? ? ? ? ? ? ??????? ? ?? 41 突然卸載或吊具脫落工況 處于最小幅度的臂架垂直于軌道，軌道前高后低，工作狀態(tài)最大風(fēng)力沿臂架方向由前向后吹。此時(shí)起重機(jī)吊在空中的物品突然卸載（或吊具脫落），其抗傾覆穩(wěn)定性的計(jì)算公式為： ? ? ? ?1 m in 1 20 .5 sin 0 .5 c o s 039。 39。 39。 39。G G P Q f fM K P l C h K P R l K P h????? ? ? ? ? ? ???? (221) 式 中： 39。C —— 最小幅度時(shí)起重機(jī)重心到回轉(zhuǎn)中心的距離 (m)； 139。h —— 最小幅度時(shí)起重機(jī)重心高度 (m)； 239。h —— 最小幅度時(shí)起重機(jī)迎風(fēng)面形心高度 (m)； 139。fP —— 最小幅度時(shí)作用在起重機(jī)上的工作狀態(tài)最大風(fēng)力。 圖 突然卸載工具 42 已知： GP =， QP =43t， 139。fP =， GK =， PK =， fK =1，minR =10m l =， 39。C =， 139。h =， 239。h =， ? =0， 則： ? ? ? ?0 . 9 5 4 3 9 . 3 0 . 5 1 2 . 5 0 . 6 4 6 0 . 2 4 3 1 0 0 . 5 1 2 . 5 7 . 2 2 7 2 0 . 4 5 62 0 5 1 . 1 6 5 0M tm? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?? 非工作狀態(tài)暴風(fēng)侵襲工況 處于最小幅度的臂架垂直于軌道，非工作狀態(tài)最大風(fēng)力沿臂架方向由前向后吹，此時(shí)起重機(jī)抗傾覆穩(wěn)定性的計(jì)算公式為： ? ? 1 1 20 .5 sin 039。 39。 39。39。 39。G G f fM K P l C h K P h???? ? ? ? ???? (222) 式中： 139。39。fP —— 最小幅度時(shí)作用在起重機(jī)上的非工作狀態(tài)最大風(fēng)力。 圖 非工作狀態(tài)暴風(fēng)侵襲工況 已知： GP =， 139。39。fP =， GK =， fK =， l =， 39。C =， 43 139。h =， 239。h =， ? =0， 則： ? ?0 . 9 5 4 3 9 . 3 0 . 5 1 2 . 5 0 . 6 4 6 1 . 1 5 2 . 3 9 2 0 . 4 5 61 1 5 9 . 8 9 0M tm? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?? 由以上計(jì)算結(jié)果可以看出，整機(jī)的抗傾覆穩(wěn)定性校核通過。 第三章 利用 soildworks 建立虛擬樣機(jī) S olidworks 簡(jiǎn)介 Solid Works公司是專業(yè)從事三維機(jī)械設(shè)計(jì)、工程分析和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理軟件開發(fā)和營銷的跨國公司，其軟件產(chǎn)品 Solid Works自 1995年問世以來，以其優(yōu)異的性能、易用性和創(chuàng)新性，極大地提高了機(jī)械設(shè)計(jì)工程師的設(shè)計(jì)效率，在與同類軟 件的激烈競(jìng)爭(zhēng)中已經(jīng)確立了它的市場(chǎng)地位，成為三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件的標(biāo)準(zhǔn)，在全球擁有近 30萬用戶。 SolidWorks可充分發(fā)揮用三維工具進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)的威力，它提供從現(xiàn)有二維數(shù)據(jù)建立三維模型的強(qiáng)大轉(zhuǎn)換工具。 Solid Works能夠直接讀取DWG格式的文件，在人工干預(yù)下，將 AutoCAD的圖形轉(zhuǎn)換成 SolidWorks三維實(shí)體模型。 另一方面 SolidWorks軟件對(duì)于熟悉 Windows的用戶特別易懂易用，它的開放性體現(xiàn)在符合 Windows標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用軟件，可以集成到 SolidWorks軟件中，從而為用戶提供一體化的 解決方案。 SolidWorks軟件的最新版本在設(shè)計(jì)創(chuàng)新、使用方便性和提高整體性能等方面都得到了顯著的加強(qiáng)，包括增強(qiáng)了大裝配處理能力、復(fù)雜曲面造型能力，以及專門為中國市場(chǎng)的需要而進(jìn)一步增強(qiáng)的中國國標(biāo)（ GB）內(nèi)容等。美國 SolidWorks公司可為制造企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)提實(shí)供完整的信息化解決方案 ， 在 CAD/CAE/CAM/CAPP/PDM/ERP等領(lǐng)域?yàn)槠髽I(yè)的信息化建設(shè)提供了完 44 整的、用的解決方案，在航空、航天、鐵道、兵器、電子、機(jī)械等領(lǐng)域擁有廣泛的用戶。 模型的創(chuàng)建 模型的創(chuàng)建以 上安裝環(huán) 的模型的建立來說明。建 模設(shè)計(jì)各尺寸以 CAD 圖形中的尺寸為準(zhǔn)， 上安裝環(huán) 的 CAD 圖形由下圖 61 所示： （ 1） 上安裝環(huán) 的創(chuàng)建 1． 運(yùn)行 SolidWorks，新建零件，進(jìn)入到零件創(chuàng)建窗口。 。此時(shí)，系統(tǒng)要求選擇一個(gè)基準(zhǔn)平面進(jìn)行繪制草圖平面。選擇前視基準(zhǔn)面作為草繪平面。 ，可以看到草繪欄由灰色變?yōu)榭捎谩Ｓ弥本€命令繪制出截面輪廓，用智能尺寸按照?qǐng)D紙尺寸對(duì)草圖進(jìn)行尺寸標(biāo)注。此時(shí)可以看到修改尺寸后，草圖也會(huì)跟著變化，這就是參數(shù)化尺寸驅(qū)動(dòng)，極大地方便了后續(xù)的修改。確定后退出草繪。如圖所示： 45 （ 4） 點(diǎn)擊上面工具欄的特征拉伸，在里面的“深度”參數(shù)欄中輸入拉伸長(zhǎng)度 ，確定就可以完成 上安裝環(huán) 的部分模型。 46 （ 5）創(chuàng)建孔特征