【正文】 現(xiàn)對該裝置主要部件進(jìn)行簡要的工藝分析。 ? 2450]τ[≥32662266?????????????mmddAFA (515) 根據(jù)設(shè)計(jì)與實(shí)際需要取 d=80mm 。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 由于軸與孔壁之間的相對速度很慢，但相互作用力很大。 主軸的設(shè)計(jì) 主軸彎矩的計(jì)算： 根據(jù)平面力系平衡方程，確定主軸兩端所受的力 43 F、F ]16[ ，由上述知NmgFF ????? 圖 57 主軸的受力分析圖 圖 58 主軸的力矩分析圖 根據(jù)平面力系平衡方程，得： 0)(,0 =∑=∑ FMY A (512) 可得： 02 8 2 . 5) 1 9( 1 904214321=++=+FFFFFFF 解得： N2 4 5 0,2 4 5 43 ?? FNF 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 取截面 1— 1： )1196≤≤0( 1 141 X XFM ?? 取截面 2— 2： )1680X(11 96 11 )(2 22242 ?? ???? XFXFM 取截面 3— 3： )2825≤≤(1680 168)()( 3 3132343 X XFXFXFM ?????? 得： m 2 9 3 . 0 N101 1 9 . 6 2 4 5 3m a x ?????M 根據(jù)彎曲強(qiáng)度條件 ][m axm ax σσ ≤= zWM，設(shè)計(jì)主軸的直徑 d，由上述 ][σ =237MPa 得： ?32dπW ]σ[≥233z376m a x?????????zzWdMW由 (513) 為了方便設(shè)計(jì)和實(shí)際需要，取最小直徑 d=18mm。但也應(yīng)當(dāng)注意，在既定條件下，有時(shí)也可選擇強(qiáng)度較低的鋼材，而用適當(dāng)增大軸的截面面積的辦法來提高軸的剛度。由于碳鋼比合金鋼價(jià)廉，對應(yīng)力集中的敏感性較低，同時(shí)也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲強(qiáng)度，故采用碳鋼制造軸尤為廣泛，其中最常用的是 45 鋼。 ED 段主要受彎曲作用， dF 對 ED 段的最大彎矩發(fā)生在 E 處截面。在 AC 段的軸向壓力為： 0 9 5 9 2 3 os 00aAC ???? FF 軸 根據(jù)軸的強(qiáng)度校核條件 ]14[ ： ]σ[≤σ AP= (58) 和前述所知的許用應(yīng)力 MPa237][ ?? 。 圖 55 鉗臂 2的受力示意圖 由正弦定理求得 a 的值： mmaaAC i n i n? i n30s i n0000 === (56) 由下圖 由余弦定理求得 b 的值： 圖 56 鉗臂 2的受力簡圖 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 i nM C 5 1 0 6, 9 2 3 0? i n30s i n, o s30c o sF0Y∑0X∑ r c s i nα? i nCDαs i n?c o s 1 6 .5 8 CD 2 a0m a x0000a000222??????????????????adcdacdFACACFNFFFFFbmmbCDab處所受的最大彎矩為在得：，方程：根據(jù)平面任意力系平衡又由正弦定理得： (57) 鉗臂 2 的受力情況比較復(fù)雜，為了簡化起見，我們?nèi)匀徊捎勉Q臂 1 的計(jì)算方法。 鉗臂的材料的選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，鉗臂的材料的選擇與前述吊臂的材料相同，即都選擇 45 鋼。依據(jù)構(gòu)件的強(qiáng)度 校核公式 ]σ[≤σ AP= ，得：][σmgA≥ (52) 則： 26 ≥ ????A 為了以后的計(jì)算及其他因素的考慮，我們暫取 A= 60 2mm , 另外，確定吊臂的厚度 a=10mm，由此可計(jì)算得出寬度 b=6mm。對于吊臂上端的強(qiáng)度校核，我們等到吊軸的設(shè)計(jì)時(shí)再計(jì) 算。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 從圖 2 中也可以大致的看到夾鉗機(jī)構(gòu)的一些危險(xiǎn)截面，我們在以后在計(jì)算中就重點(diǎn)計(jì)算這些截面和點(diǎn)。 在設(shè)計(jì)時(shí)，由于該夾鉗所夾的是 100k g 板坯，而且鉗口有耐高溫的作用，所以型號定為熱軋扁鋼 20 150 1000 。 采用輔助夾緊裝置可以使起重鉗起吊前在彈簧力作用下能夠獲得較佳的預(yù)夾緊力從而使起重鉗在起吊的一剎那或?qū)τ诳焖偕仙⑾陆禃r(shí)的突然停止，仍能保持足夠的夾持力，以防止起吊物從鉗口滑脫，造成意外事故，它也可以說是一個(gè)安全保險(xiǎn)裝置，它的另一個(gè)作用是在吊運(yùn)完畢 之后，鎖板在操作手柄作用下，起重鉗能順利地張開鉗口以卸下起吊物。對工字鋼、鋼軌等形狀對稱的起吊物，采用雙轉(zhuǎn)動(dòng)鉗板起重鉗，起重夾鉗的結(jié)構(gòu)，對 形狀簡單的鋼板則采用豎式夾持結(jié)構(gòu)的單鉗扳起重鉗。此時(shí)若被吊物已位于鉗口中，若往上拉，夾鉗同樣由自重 ，其結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，鉗口變小則可夾住重物。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 5 100 kg 起重夾鉗主機(jī)的總體設(shè)計(jì) 起重夾鉗設(shè)計(jì)思想 本論文對重力式板坯夾鉗做了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及加工工藝設(shè)計(jì) ,設(shè)計(jì)方案確定如下 : （ 1）根據(jù)夾鉗的使用要求，選擇夾鉗的類型為重力式夾鉗； （ 2）根據(jù)夾鉗的工作要 求，計(jì)算作用在夾鉗各部件上的載荷； （ 3）根據(jù)夾鉗整個(gè)部件的類型，結(jié)構(gòu)和所受載荷 ,分析夾鉗各部件可能的實(shí)效形式 ,從而確定夾鉗各部件的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則； （ 4）根據(jù)夾鉗各部件的工作條件及對夾鉗各部件的特殊要求 (例如高溫或在腐蝕性介質(zhì)中工作等 ),選擇適當(dāng)?shù)牟牧希? （ 5）根據(jù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算 ,確定夾鉗各部件的基本尺寸； （ 6）根據(jù)工藝性標(biāo)準(zhǔn)等原則進(jìn)行夾鉗各部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； （ 7）細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)完成后，必要時(shí)進(jìn)行詳細(xì)的校核計(jì)算，以判定結(jié)構(gòu)的合理性； （ 8）畫出夾鉗各部件的工作圖，并寫出計(jì)算說明書。 Q345，用于船舶、橋梁、車輛、大型鋼結(jié)構(gòu)。 T 12 A ，表示平均含碳量為 %的高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼。其數(shù)字表示鋼的平均含碳量的千分 之幾。 (2)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號用兩位數(shù)字表示。 一、碳鋼牌號的表示方法 (1)碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號由屈服點(diǎn) “屈 ”字漢語拼音第一個(gè)字母 Q、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級符號（ A、 B、 C、 D）及脫氧方法 符號（ F、 b、 Z）等四部分 依次 按順序組成。普通碳素結(jié)構(gòu)鋼又稱普通碳素鋼。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 表 2 各類傳動(dòng)的最大允許速度、轉(zhuǎn)速與傳動(dòng)比（參照值） 傳動(dòng)類型 最大允許速度 最大允許轉(zhuǎn)速 減速傳動(dòng)比 普通平帶傳動(dòng) ≤25 (30 ) ≤3(5) 高質(zhì)量皮革帶傳動(dòng) 35 ～ 40 7 000 ～ 8 000 ≤5 特殊高質(zhì)量的織造的平帶傳動(dòng) 到 60 000 ≤5 鋼帶傳動(dòng) 80 ～ 100 － ≤5 V帶傳動(dòng) 普通 V帶 窄 V帶 25 ～ 30 12 000 ≤8(15 ) 35 ～ 40 15 000 ≤8(15 ) 同步帶傳動(dòng) 50 ～ 100 20 000 ≤10 (20 ) 鏈傳動(dòng) 4 0 8000 ～ 10000 ≤6(10)(滾子 )≤1 5(齒形 ) 6 級精度直齒圓柱齒輪傳動(dòng) 到 20 ＜ 30 000 5(8) 6 級精度非直齒圓柱齒輪傳動(dòng) 到 50 30 000 5(8) 5 級精度直齒圓柱齒輪傳動(dòng) 到 120 30 000 5(8) 蝸桿傳動(dòng) 1 5～ 3 ≤40 (80 ) 摩擦輪傳動(dòng) 15 ～ 25 ≤5(15 ) 綜上所述，從效率、外廓尺寸，質(zhì)量，運(yùn)動(dòng)性能及生產(chǎn)條件等方面來考慮在 500kg 起重機(jī)中選擇 V 帶傳動(dòng)較為合理。但當(dāng)這些條件 一定時(shí)，傳動(dòng)裝置的外廓尺寸和質(zhì)量基本上取決傳動(dòng)的形式。表示傳動(dòng)速度的參數(shù)是最大圓周速度和最大轉(zhuǎn)速。因此，效率低的傳動(dòng)裝置一般不宜用于大功率的傳動(dòng)。 不斷提高傳動(dòng)的效率，就能節(jié)約動(dòng)力，降低運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。選擇傳動(dòng)類型時(shí)所依據(jù)的主要指標(biāo)是：效率高、外廓尺寸小，質(zhì)量小，運(yùn)動(dòng)性能良好及符合生產(chǎn)條件（生產(chǎn)可能性、預(yù)期的生產(chǎn)率及生產(chǎn)成本）等。 根據(jù)已知條件由計(jì)算得知工作機(jī)所需有效功率： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 ???? FvPw (41) 通過電機(jī)機(jī)械手冊查表得 ： 有 40w ～ 60w 的電機(jī)，例如 YS5614 就是一個(gè) 50W的電機(jī)。 100kg 起重機(jī)電機(jī)的選擇 對任何需要配備傳動(dòng)裝置或執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電子設(shè)備而言，電氣傳動(dòng)是最為理想和方 便的一類。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 臂架式起重機(jī)的工作原理 1底座 2電動(dòng)機(jī) 1 3電動(dòng)機(jī) 2 4皮帶輪 5起重滑輪 6吊臂 7吊臂支柱 圖 起重機(jī)總體裝配圖 臂架式起重機(jī)是通過起升機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)貸物的升降，通過擺動(dòng)機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)貸物的水平運(yùn)移。如汽車式起重機(jī)、輪胎式起重機(jī)、塔式起重機(jī)、 門座式起重機(jī) 、浮式起重機(jī)、鐵路起重機(jī)等 [7] 。橋式起重機(jī)的橋架沿鋪設(shè)在兩側(cè)高架上的軌道縱向運(yùn)行，起重小車沿鋪設(shè)在橋架上的軌道橫向運(yùn)行，構(gòu)成一矩形的工作范圍，就可以充分利用橋架下面的空間吊運(yùn)物料，不受地面設(shè)備的阻礙。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 100kg 起重機(jī)種類的選擇與確定 起重機(jī)械按其功能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，大致可以分為下列 4 大類 [7] ： （ 1） 輕、小型起重設(shè)備 輕小型起重設(shè)備的特點(diǎn)是輕便、結(jié)構(gòu)緊湊，動(dòng)作簡單，作業(yè)范圍投影以點(diǎn)、線為主。起升動(dòng)滑輪與鉗銷軸距離變大，夾鉗開始閉合 當(dāng)鉗夾接觸到鋼錠側(cè)面時(shí)，閉合動(dòng)怍停止，立柱不再下降， 啟閉機(jī)構(gòu)繼續(xù)下放鋼繩， 夾鉗裝置便通過鉗銷軸懸掛到起升鋼繩上。兩極啟閉鋼繩由啟閉機(jī)構(gòu)卷筒繞過啟閉動(dòng)滑輪纏繞到起升巷筒上，它們與起升鋼繩有相同的繩繞中徑。這起升機(jī)構(gòu)與啟閉機(jī)構(gòu)也是獨(dú)立的機(jī)構(gòu)，它們可以分別動(dòng)作或 同時(shí)動(dòng)作。 夾鉗在閉臺(tái)時(shí)，原來張開的夾鉗裝置重量支承在啟閉鋼繩上，當(dāng)啟閉機(jī)構(gòu)下放鋼繩耐，啟閉動(dòng)滑輪 3及外部滑塊 2下降，夾鉗裝置的立柱及鉗銷軸因而下降，起升動(dòng)滑輪與鉗銷軸問的距離變大，夾鉗開始閉合 當(dāng)夾鉗尖接觸到鋼錠側(cè)面時(shí)，閉臺(tái)動(dòng)作停止，立柱亦不再下降，啟閉機(jī)構(gòu)繼續(xù)下放鋼繩，夾鉗裝置的重量通過鉗銷軸懸掛在起升鋼繩上，從而產(chǎn)生初始夾緊力。為防止機(jī)構(gòu)在回轉(zhuǎn)刮渣時(shí)過載，機(jī)構(gòu)設(shè)有極限力矩保護(hù)裝置。在實(shí)際工作時(shí)，夾鉗起畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 重機(jī)所夾取的鋼錠品種和規(guī)格是多種多樣的，即使是同一品種和規(guī)格的鋼錠，由于鉗口與鋼錠側(cè)面的接觸位置不同，或夾鉗夾取鋼錠的開度不同，夾緊系數(shù)常常是變化的。在夾鉗自重不變的情況下，夾緊力的大小只與夾鉗的幾何 尺寸、鉗口開度及導(dǎo)向槽的曲線形狀有關(guān)。起升機(jī)構(gòu)動(dòng)作時(shí)，起升動(dòng)滑輪帶動(dòng)上橫粱、立柱及導(dǎo)飴架一起上升。夾鉗的開啟過程就是閉合運(yùn)動(dòng)的逆過程。夾鉗須閉合時(shí)，由啟閉機(jī)構(gòu) 。 [4] 雙銷軸可調(diào)式夾鉗裝置適用于鋼錠尺寸變動(dòng)范圍較大的情況，軸距的調(diào)節(jié)可以用人工，亦可用機(jī)械 前者費(fèi)工費(fèi)時(shí)，且在高溫時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)的勞動(dòng)條件很差，后者可以無級調(diào)距， 但需增加一套傳動(dòng)裝置，結(jié) 構(gòu)較復(fù)雜。為了防止機(jī)構(gòu)在刮渣時(shí)過載， 機(jī)構(gòu)也設(shè)有極限力矩保護(hù)裝置 [4] 。螺桿夾緊式夾鉗裝置的夾鉗鉗桿自重對夾緊力的影響甚小。 為了保持央鉗對鋼錠的穩(wěn)定夾持力， 在開閉機(jī)構(gòu)自 底座上方裝有彈簧裝置，彈簧的壓力越大，夾鉗對鋼錠的夾緊力就越大。 螺桿夾緊式 夾鉗裝置有 4個(gè)起升動(dòng)滑輪 2， 每兩根鋼繩由起升卷筒經(jīng)起升動(dòng)滑輪成對地固定到小車架上的平衡杠桿或平衡輪上。 夾鉗裝置夾持鋼錠的工作可靠性通常用夾緊系數(shù) K表示。相對于國外，我們國家在夾鉗上的研究還是非常有限，特別是在重力式帶卷夾鉗上，很少進(jìn)行系統(tǒng)性的研究。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 在我國，在吊夾裝置、液壓鋼卷夾鉗、重力式板坯夾鉗、電動(dòng)平移式板坯夾鉗等方面進(jìn)行過研究工作。外力輔助式央鉗是靠輔助外力實(shí)現(xiàn)對物料的夾持，不管貨物的尺寸如何，只要輔助設(shè)備工作得當(dāng)，這種夾鉗就能輕易地對其實(shí)現(xiàn)夾緊，它具有操作簡單、生產(chǎn)效率高、夾持力可調(diào)等特點(diǎn)。更主要的是，我國在這一領(lǐng)域從未放棄過自主研發(fā)，而且已經(jīng)具備了相當(dāng)大的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，創(chuàng)造了幾個(gè)蜚聲全球的知名品牌。 進(jìn)出口結(jié)構(gòu)從起重機(jī)的進(jìn)出口結(jié)構(gòu)來看，我國起重機(jī)行業(yè)總體上以出口為主，貿(mào)易順差較大，尤其在亞洲有著非常廣闊的市場。在我國，鋼鐵企業(yè)的技術(shù)缺陷也給下游的工程機(jī)械行業(yè)發(fā)展造成了一定程度的制約，鋼材的硬度、彈性、延展性等質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)直接關(guān)系到技術(shù)能否實(shí) 現(xiàn)。 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)由于技術(shù)能力所限，我國起重機(jī)在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上也不夠完善，難以同國外匹敵。然而，與歐美日等發(fā)達(dá)地區(qū)相比，我們的技術(shù)實(shí)力還是有一 定差距的。 國產(chǎn)起重機(jī)與國外產(chǎn)品的差距 近