【導(dǎo)讀】本文首先介紹了起重機的概念和分類，以及在國內(nèi)外的發(fā)展概況。式起重機的特點、分類以及構(gòu)造進行了詳細(xì)的敘述。并且對所設(shè)計的起升機構(gòu)進。行了三維建模和有限元分析。機，主要用于各車間分段生產(chǎn)線和鋼材堆場等處。橋式起重機本身作橫向移動，成才能使起重機起作用。機構(gòu)卷筒組及滑輪組、副起升機構(gòu)卷筒組及滑輪組、卷筒、滑輪、軸等進行設(shè)計。通過確定傳動方案，選擇滑輪組和吊鉤組，選擇合適的鋼絲繩，計算。動器和連軸器，使得起重設(shè)備運行平穩(wěn)，定位準(zhǔn)確，安全可靠，性能穩(wěn)定。

　　

【正文】 Q G DM k M k mi ???? （ 417） ? ? ??? ???? = m 選用 2YWZ — 400/50 制動輪，其額定制動力矩 1000eZM N m? ；制動輪直徑 mmDz 400? ；制動器重量 kgGz 97? 。 聯(lián)軸器 的選取 高速軸的計算扭矩： 8 ???? nMM eljs ? （ 418） ? 式中： 2?? 等效系數(shù)，查 [2]表 2— 7得 ?n 安全系數(shù)，查表 2— 21 得 elM —— 相應(yīng)于機構(gòu)的電動機額定力矩?fù)Q算到高速軸上的力矩。 1609 7 5 9 7 5 9 7 . 5600eel NM N mn? ? ? ? 由表查得 YZR— 250M1— 8 電動機軸端為圓柱形， d=90mm, mml 180? . 由附表查得 QJR— D— 335— 16— Ⅲ PW 減速器高速軸端為圓柱形， d=100mm, mml 180? 。從 [1] 中查得選用 CLZ 3 聯(lián) 軸 器 ， 最 大 允 許 扭 矩 ? ?m ax 3150M N m? ，飛輪矩? ?220 .1 2lGD kg m? ，重量 kgGl ? 減速器浮動軸的軸端為圓柱形 mmd 60? ， mml 110? ，電動機浮動軸的軸端為圓柱形 mmd 60? ， mml 140? 雙梁橋式起重機畢業(yè)設(shè)計說明書 27 從 [1]表中選用一個帶制動輪的直徑為 400mm 的聯(lián)軸器。最大允許扭矩 ? ?m ax 8000M N m? ，飛輪矩 ? ?228 .5 3zGD kg m?，重量 kgGz 109? 。 高速浮動軸的計算 ① 疲勞計算：軸受脈動扭轉(zhuǎn)載荷，其等效扭矩： eI MM 1?? （ 419） 式中： 21?? —— 等效系數(shù) eM —— 相應(yīng)于機構(gòu)工作類型的電動機額定力矩傳至計算軸的力矩 1975 nNM ee ? 72030975? ? 由此， 1 2 40 .6 3 81 .2 6IeM M N m?? ? ? ? 由上節(jié)選擇聯(lián)軸器中，已確定浮動軸端直徑為 90mm，因此扭 轉(zhuǎn)應(yīng)力為： WMIn ?? （ 420） ?? 2/ cmkg? 許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力： ? ? 110 12 nkk ??? ?? ? （ 421） 軸 材 料 用 45 鋼 ， 2/6000 cmNb ?? ； 21 /1 3 2 cmNb ??? ?? ；2/1 8 0 cmNss ?? ?? 。 xmK K K? —— 考慮零件幾何形狀和零件表面狀況的應(yīng)力集中。 xK —— 與零件幾何形狀有關(guān)，對于零件表面有急劇過度和開鍵槽及緊配合區(qū)段， ~?xK mK —— 與零件表面加工光潔度有關(guān)，對于▽ 5， ~?mK ；▽ 3，雙梁橋式起重機畢業(yè)設(shè)計說明書 28 ~?mK 。 此處取 K=2? = ?—— 考慮材料對應(yīng)力循環(huán)不對稱的敏感系數(shù)，對碳鋼，低合金鋼 ?? 。 1n —— 安全系數(shù)，取 1 ? 因此 ? ? ? ?0 2 1 3 2 02 .6 0 .2 1 .6k? ?? ? 2/ cmN? 故 ? ?kn 0?? ? 通過。 ② 靜強度計算：軸的最大扭矩 jcIIII MM ?? （ 422） 2 5 1 .8 1 0 3 .6 Nm? ? ? 式中： cII? —— 動力系數(shù)，查表得 2?cII? ； jM —— 按額定起重量計算軸受靜力矩由上節(jié)計算得 N m? 最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力： 23m a x / 3 0 3 6 0 cmNWM II ????? （ 423） 許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力： ? ? IIsII n?? ? （ 424） 2/1 1 2 8 0 0 cmN?? 由此得： ? ?II?? ?max 故合適。 浮動軸的構(gòu)造如圖 45 所示，中間軸徑 ? ?1 5 ~ 1 0 6 5 ~ 8 0d d m m? ? ?， 取1 70d mm? 。 圖 45 副起升浮動軸的構(gòu)造簡圖 雙梁橋式起重機畢業(yè)設(shè)計說明書 29 圖 46 副起升浮動軸三維模型 雙梁橋式起重機畢業(yè)設(shè)計說明書 30 5 起升機構(gòu)三維建模 及鋼絲繩的維護 起升機構(gòu)三維 建模 圖 51 起升 機構(gòu)三維圖 三維繪圖軟件 UG 對主起升機構(gòu)進行 三維建模 過程如下： 首先 繪制出主起升機構(gòu)各部分的零件圖，包括吊鉤組、滑輪組、卷筒組、電動機、制動器 、減速器 等部分的三維零件 圖。 每個零件圖都是先在草圖平面建立 二維輪廓圖，然后通過旋轉(zhuǎn)、拉伸等操作完成三維建模。 在繪制吊鉤時，比較復(fù)雜，但是 UG 強大的曲面功能很好的實現(xiàn)吊鉤的繪制。先在草圖平面建立 吊鉤的輪廓，然后用曲面功能進行填充，完成吊鉤的三維建模 ，雙梁橋式起重機畢業(yè)設(shè)計說明書 31 如圖 52 所示： 圖 52 吊鉤三維圖 完成起升機構(gòu)各部分的三維圖后，再對其進行裝配，先將每個部件裝配完畢后，再進行總 裝。 每 個部件 用不同的顏色表示用以區(qū)分，從下往上可以很清晰的 看到吊鉤組、滑輪組、卷筒組、電動機、制動器和減速器。按照以上步驟順利的完成了起重機起升部位的三維建模，便于更直觀的了解起升部位的結(jié)構(gòu)。 鋼絲繩的維護 鋼絲繩的安全 可靠 性是人們十分關(guān)心的問題，因鋼絲繩的安全 可靠 性 而發(fā)生 事故 的情況 時有發(fā)生，所以對于起重機鋼絲繩的失效研究以及如何使用和維護鋼絲繩就顯得十分重要。鋼絲繩是起重機械的重要零部件之一，探討提高起重機鋼絲繩使用與維護水平的方法，可以不斷提高企業(yè)生產(chǎn)安全 的水平 。 鋼絲繩是 雙梁橋式 起重 機 的重要零 部件之一，具有彈性好、強度高、過載能力強、能承受沖擊、在工作中不會 發(fā)生 突然斷裂等特點 ，因而 被廣泛應(yīng)用于起重機械、吊掛物雙梁橋式起重機畢業(yè)設(shè)計說明書 32 品、起重運輸、捆綁作業(yè)及纜索起重機械與架空索道的索引索和承載索上，用 于 變幅繩、起升繩、牽引繩、吊裝繩等。無論 是 哪一種用途的鋼絲繩，如果在工作中不能正確 的去使用與維護，都有可能在使用過程中發(fā)生鋼絲繩損傷或斷裂，從而 無法達到 它的預(yù)期壽命， 容易引發(fā) 傷亡事故。那么合理 的 使用與維護鋼絲繩，確保使用起重機的 過程中 安全生產(chǎn)，杜絕 意外 事故發(fā)生就非常重要了。 我國起重機的鋼絲大都是從國外進口，在現(xiàn)有技術(shù)不成熟 的情況下，我們應(yīng)當(dāng)重視鋼絲繩的正確使用和維護，從而延長鋼絲繩的使用壽命。 這是我們應(yīng)當(dāng)做的，也是必須做的。在此基礎(chǔ)上 ，我們應(yīng)當(dāng)更加重視科研，提高我國生產(chǎn)鋼絲繩的技術(shù)水平，鞏固我國的 基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，加快我國的社會主義現(xiàn)代化建設(shè)，盡快擺脫我國鋼絲繩依靠從國外進口的局面。 雙梁橋式起重機畢業(yè)設(shè)計說明書 33 6 重要結(jié)構(gòu)有限元分析 有限元分析簡介 用 Solidworks 軟件 對所設(shè)計的起升機構(gòu)的重要零件做簡單的有限元分析 具有重要意義。 有限元分析就是用較簡單的問題代替復(fù)雜問題而求解。這個解不是準(zhǔn)確的解，而是近似解。由于大多數(shù)實際問題難以得到準(zhǔn)確解， 而 有限元分析不僅計算精度 高，而且能分析各種復(fù)雜的形狀，因而成為有效的工程分析手段。 主 起升機構(gòu) 浮動軸有限元分析 通過 對主 起升 機構(gòu)浮動軸施加 18000N 的扭轉(zhuǎn)力，安全系數(shù)達到了 ，符合設(shè)計要求。 位移分布圖如圖 61 所示， 位移最大為 004e? mm,位移最小為 030e? mm。 圖 61 主起升浮動軸受力位移分布圖 雙梁橋式起重機畢業(yè)設(shè)計說明書 34 應(yīng)力分布圖如圖 62 所示 ，最大為 007e? N/m2， 最小為 001e? N/m2。 圖 62 主起升浮動軸應(yīng)力分布圖 副起升機構(gòu)浮動軸有限元分析 通過 對副起升 機構(gòu)浮動軸施加 120xxN 的扭轉(zhuǎn)力，安全系數(shù)達到了 。 符合設(shè)計要求。 位移分布圖如圖 63 所示， 位移最大為 003e? mm，位移最小為 030e? mm。 雙梁橋式起重機畢業(yè)設(shè)計說明書 35 圖 63 副起升浮動軸位移分 布圖 應(yīng)力分布圖如圖 64 所示 ，應(yīng)力最大為 004e? N/m2， 最小為 002e? N/m2。 圖 64 副起升浮動軸應(yīng)力分布圖 雙梁橋式起重機畢業(yè)設(shè)計說明書 36 吊鉤有限元分析 我對 20t 吊鉤施加了 20xx00N 豎直向下的力，安全系數(shù)達到了 。 符合設(shè)計要求。位移分布圖如圖 65 所示， 位移最大為 001e? mm，最小為 030e? mm。 圖 65 吊鉤 受力位移分析圖 應(yīng)力分布圖如圖 66 所示 ，應(yīng)力最大為 004e? ， 最小為 000e? N/m2。 圖 66 吊鉤受力應(yīng)力分析圖 雙梁橋式起重機畢業(yè)設(shè)計說明書 37 設(shè)計總結(jié) 本次畢業(yè)設(shè)計 歷時三 個多月，與以往的課程設(shè)計不可同日而語 ，無論在時間還是任務(wù)量上都明顯的多于本科期間所做的課程設(shè)計。在這次畢業(yè)設(shè)計中，我重溫了一遍已經(jīng)學(xué)過的機械原理、機械設(shè)計、理論力學(xué)、材料力學(xué)、機械制圖等，而且自主學(xué)習(xí)了起重機的相關(guān)知識，對雙梁橋式起重機的構(gòu)造型式、機構(gòu)計算以及工作原理都有了初步的了解。在查閱有關(guān)資料的過程中，我積累了很多經(jīng)驗，并且熟練的掌握了文獻檢索的相關(guān)程序。在畫圖的過程中，我重溫了以前的 CAD 和 UG，使我的電腦繪圖功底有了進一步的提高。 在整個的設(shè)計過程中，我們緊緊跟著指導(dǎo)老師易老師的步伐，使得整個設(shè)計過程緊張而且充實，不斷的提升自己理論聯(lián)系實際的能力，鍛煉了自己獨立思考和解決實際問題的能力。自己在設(shè)計的過程中遇到了很多困難，有時遇到的困難自己解決不了難免會很煩躁又很焦急，但是在易老師的精心指導(dǎo)和同學(xué)們的互 相幫助下，我還是順利的度過了。我研究生期間選擇的方向是工程機械，這次的畢業(yè)設(shè)計將會為我研究生期間的學(xué)習(xí)打下了堅實的基礎(chǔ)。 畢業(yè)設(shè)計是我們大學(xué)期間最后一次作業(yè)，也是最重要的一次作業(yè)，我們應(yīng)該盡全力去做好，對我們本科期間所學(xué)的知識進行一次檢驗 。在設(shè)計過程中我發(fā)現(xiàn)了我有很多知識漏洞，在發(fā)現(xiàn)漏洞之后，我馬上查閱相關(guān)資料，讓我的知識體系更加完善。在本科期間，我以為自己學(xué)的很扎實，結(jié)果在畢業(yè)設(shè)計中還是處處感到所學(xué)知識的欠缺，不善于把理論運用于實際。這次畢業(yè)設(shè)計給了我查漏補缺的良好機會，我很感謝大學(xué)的最后有這么一次既艱巨 又有意義的畢業(yè)設(shè)計。這也是我逐步成長的一個過程，告誡我在以后的學(xué)習(xí)、生活、工作中要不斷的學(xué)習(xí)，提高自己的知識素養(yǎng)。 在這次畢業(yè)設(shè)計中，我養(yǎng)成了細(xì)心仔細(xì)的好習(xí)慣 。 我對起重機非常感興趣， 這是我選擇跟易老師做這個課題的最重要的原因。我深知每一次的實踐環(huán)節(jié)都來之不易，易老師選擇這個課題也是經(jīng)過深思熟慮的，我很珍惜這次機會。他不僅教我們?nèi)绾稳W(xué)習(xí)，如何去做設(shè)計，更教會了我們怎么做一個有責(zé)任的人，能夠為國家做出貢獻的人。因此我在設(shè)計的過程中，認(rèn)真對待每一個過程，虛心接受老師的指導(dǎo)，爭取 自己最后的畢業(yè)設(shè)計的成果能夠回報老 師這么多年來的教導(dǎo) 。在以后的學(xué)習(xí)、生活、工作中，我會用我所學(xué)的知識為國家的工程機械做出點貢獻。 雙梁橋式起重機畢業(yè)設(shè)計說明書 38 參考文獻 [1] 王伯平 .互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) [M].機械工業(yè)出版社 .20xx [2] 于勇泗 ,齊民 .機械工程材料 [M].大連理工大學(xué)出版社 .20xx [3] 鄭文緯 ,吳克堅 .機械原理 [M].高等教育出版社 .1997 [4] 濮良貴 ,紀(jì)名剛 .機械設(shè)計 [M].高等教育出版社 .20xx [5] 于駿一 ,鄒青 .機械制造技術(shù)基礎(chǔ) [M].機械工業(yè)出版社 .20xx [6] 賈亞洲 .金屬切削機床概論 [M].機械工業(yè)出版社 .1996 [7] Sores L. 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