【正文】 顯然，風(fēng)阻力矩最大值是當(dāng) ? =? /2 時(shí)，則 MWmax = qf(FQR+? F1L1)=90(5? 2+? ? 1? ? 2? ) =1127(Nm) 慣性引起的回轉(zhuǎn)阻力矩 MP 慣性引起的回轉(zhuǎn)阻力矩有三部分組成：起重物的慣性、吊臂和其他回轉(zhuǎn)部分的慣性以及旋轉(zhuǎn)零件的慣性所引起得阻力矩。 MS=[(Q+q)Rsin?+Gbrsin? ? G1L1sin? ]sin? 式 () 傾斜阻力矩的大小隨轉(zhuǎn)角 ? 的位置而變，式中 R、 r、 L1 分別為起重物、吊臂及回轉(zhuǎn)部分自重的重心離回轉(zhuǎn)中心的距離。 當(dāng)把 M、 GP 合成為一個(gè)偏心的垂直力，偏心距 e=M/G，最大起重力矩時(shí)e=M/GP=169920/89600=(m) 對于滾球式回轉(zhuǎn)支承，當(dāng) e= 時(shí)， N? = GPeke/Do+kHH 由 2e/Do=2 ?,查表 ke=， kH=。 回轉(zhuǎn)支撐裝置的摩擦阻力矩 Mf Mf= N? ? ? Do/2，起動時(shí)摩擦阻力矩最大 Mf=。設(shè)計(jì)中選擇了第二種布置方式。第二種將回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)布置在回轉(zhuǎn)車架上，回轉(zhuǎn)小齒輪帶動大齒輪回轉(zhuǎn)，而大齒圈的滾圈與回轉(zhuǎn)平臺連在一起。第一種將回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)布置在回轉(zhuǎn)平臺上，并隨回轉(zhuǎn)平臺一起繞回轉(zhuǎn)支撐裝置的大齒圈回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)小齒圈即作自轉(zhuǎn)運(yùn)動又作公轉(zhuǎn)運(yùn)動。 由上分析，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用在低速大扭矩馬達(dá)上直接裝上小齒輪，通過小齒輪與大齒圈的嚙合，實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動。低速大扭矩液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速在 0～ 100 轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，因此可以直接 在馬達(dá)軸上裝上回轉(zhuǎn)小齒輪，若馬達(dá)輸出扭矩滿足不了回轉(zhuǎn)阻力矩的要求，則需要適當(dāng)放大扭矩。 此回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用液壓傳動，而回轉(zhuǎn)馬達(dá)有高速和低速之分。 (三 )回轉(zhuǎn)小齒輪。 (二 )回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的機(jī)械傳動裝置。它是整機(jī)的傳動分流裝置中的一個(gè)傳動元件，在機(jī) 械傳動中是某根軸，在電力傳動中是電動機(jī)，在液壓傳動中是液壓馬達(dá)。只有特定的起重機(jī)上，才設(shè)有非全回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)或干脆不設(shè)有回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，在需要時(shí)用行走機(jī)構(gòu)來調(diào)整空間位置。 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的類型 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)將整個(gè)回轉(zhuǎn)平臺（包括吊臂、起升機(jī)構(gòu)等）在回轉(zhuǎn)支承裝置上作全回轉(zhuǎn)。 [??? ]=32. 3 MPa。 其對稱循環(huán)應(yīng)力 ??? =0. 25P/ (2A1) =( ?46327)/[2? ? ()2]=(MPa) 對稱循環(huán)的許用應(yīng)力為 :[ ??? ] =0. 38 ??? /n?? 式中： ??? =340MPa 為調(diào)制處理后的徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 40Cr 在 ?106 循環(huán)次數(shù)內(nèi) (即回轉(zhuǎn)支撐裝置工作十年的循環(huán)次數(shù) )的許用疲勞極限。 回轉(zhuǎn)支撐聯(lián)接螺栓計(jì)算 螺栓拉力計(jì)算： 螺栓最大拉力 P=(4M)/(Dun)? Gp/n =(4? 169920)/(? 18)? 89600/18=46327 (N) 螺栓計(jì)算拉力 Pca1==? 46327=81071 (N) 螺栓直徑計(jì)算 d1=(4Pca1/? [ ??? ])1/2 式 () 式中 [ ??? ]= ??? /n+1 材料選用 40Cr 調(diào)制處理， ??? =900MPa，安全系數(shù) n+1，按 GB381186 取 1. 5， d1=[(4? 81071)/(? ? 900? 106/)] 1/2 =(m) 查表得：螺栓公稱直徑 20mm 疲勞破壞驗(yàn)算： 當(dāng)回轉(zhuǎn)支撐工作時(shí)，各螺栓中的力是變化的，此時(shí)材料的許用應(yīng)力要比靜許用應(yīng)力小 ，但比對稱循環(huán)時(shí)的許用應(yīng)力大。 25A 單排四點(diǎn)球回轉(zhuǎn)支撐，其參數(shù)如下： 鋼球直徑 d= m 滾柱長度 L= m 螺栓孔個(gè)數(shù) n=18 內(nèi)螺栓中心圓直徑 Du= m 滾道中心圓直徑 D0 = m 鋼球個(gè)數(shù) n1=86 鋼球之間的隔離寬度 b= m 接觸角 ? =450 螺栓直徑 d1=0. 020 m 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 齒數(shù) Z=118 回轉(zhuǎn)支撐強(qiáng)度驗(yàn)算 計(jì)算額定靜容量 Co：座圈材料采用 50Mn，滾道表面硬度 HRC=55，查表得應(yīng)力系數(shù)f0= 公斤 /毫米 2 。 根據(jù)以上載荷計(jì)算和分析，初選 JB230084系列 QWC所以在選 用 01系列單排球式回轉(zhuǎn)支撐應(yīng)注意選擇較大鋼球的規(guī)格。 系列單排球式回轉(zhuǎn)支承是 1984 年原機(jī)械部推出的以軸承編號為基準(zhǔn)的回轉(zhuǎn)支承系列。 因此，從節(jié)約成本和資源出發(fā)， HS 系列應(yīng)該盡可能不用。以前，國內(nèi)生產(chǎn)的回 轉(zhuǎn) 支承的主要型式是交叉滾柱式， 后來 生產(chǎn)單排球式回轉(zhuǎn)支承以后，交叉滾柱式回轉(zhuǎn)支承被取代，為了保持主機(jī)的安裝尺寸不受影響，設(shè)計(jì)了外形及安裝尺 寸與原來交叉滾柱式回轉(zhuǎn)支承完全相同但內(nèi)部結(jié)構(gòu)改為單排球式的 HS 系列單排球式回轉(zhuǎn)支承。 2)單排回轉(zhuǎn)支撐系列的選擇 在國內(nèi)，目前單排球式回轉(zhuǎn)支承有 3個(gè)系列的尺寸規(guī)格： HS 系列， Q 系列和 01 系列。當(dāng)傾覆力矩高于 160 噸米時(shí)應(yīng)該優(yōu)先考慮選用三排柱式回轉(zhuǎn)支承 。 由經(jīng)驗(yàn)和計(jì)算可知： 相同外形尺寸的回轉(zhuǎn)支承 , 單排球式的承載能力高于交叉滾柱式和雙排球式。由于沿臂架變幅平面內(nèi) (ZX 平面 )的力矩大，而在與臂架變幅平面垂直平面內(nèi) (ZY 平面 )的水平力和力矩 較小，在合成時(shí) ZY 平面內(nèi)的力和力矩可不考慮，把載荷合成為垂直力 GP，力矩 M 和水平力 H得： GP=KPQ+Gb+G1 式 () M=KPQR+GbLb? G1L1+P1h+W1h+W2hW 式 () H=W1+ W2 +P1? Prcosr 式 () 式中 K 為超載系數(shù) K=(1+ ?? ),汽車起重機(jī)上離心力和風(fēng)力引起的力矩一般占起升載荷引起的力矩 10%左右，則： M=KPQR+GbLb? G1L1 式 () 同時(shí)水平力 H一般遠(yuǎn) 遠(yuǎn)不到 10%的 GP ,取 H=0. 1G。 由于回轉(zhuǎn)部分的重心靠近回轉(zhuǎn)中心，可忽略 P1 P22的作用。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 6 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 工況及載荷 回轉(zhuǎn)支承裝置承受回轉(zhuǎn)平臺上的全部載荷，作用在回轉(zhuǎn)支承裝置上的垂直力有臂架自重 Gb，上車其它部分重量 G1和起升載荷 PQ，以及相應(yīng)的沖擊 或動載作用。 G2為動臂、吊臂、伸縮臂的質(zhì)心位置。 靜穩(wěn)定性校核計(jì)算 按 ZBT 5900187《隨車起重運(yùn)輸車技術(shù)條件》，計(jì)算載荷如下表所示： 表 52載荷 表中： F— 由主臂架和小臂的自身質(zhì)量折算的載荷?？紤]到上述兩力不可能同時(shí)發(fā)生，而且后一種力對傾覆產(chǎn)生的副作用更大，故將 PH列入上面的公式。 結(jié)合前面分析綜合考慮場地傾斜、風(fēng)載荷及慣性力對工作中的起運(yùn)車穩(wěn)定性的影響，作出受力分析圖，如圖 53 所示。 =4958(N) 風(fēng)載荷 P w由風(fēng)載體形系數(shù) C，風(fēng)壓值 q及迎風(fēng)面積 A 決定。 PH= PQtg? 查有關(guān)起重機(jī)械手冊，一般推薦 ? = 176。 如考慮為重力 ，則 G01= m01g。 m02= m0? ma? mb 式（ ） 式中： ma— 前橋質(zhì)量 mb— 后橋質(zhì)量 ma=520kg, mb=740kg 代入上式可求得： m02=8205kg? 520kg? 740kg=6945kg 考慮汽車底盤 一般以縱向中心線對稱布置，根據(jù)圖 52可求得 m02g 在支腿上的分力m01g。具體見圖 ?可用下式求得 : tg?=CD ABL?? 式 () 圖 51起運(yùn)車最不利工況位置 注： AB— 后懸掛間距 CD— 支腿跨距 OT— 起重臂長 L— 后軸中心至支腿中心距離 O— 起重機(jī)回轉(zhuǎn)中心 AD、 BC— 起運(yùn)車傾覆線 代入數(shù)據(jù) ,上式可以求得： tg? =1/3 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 起運(yùn)車最不利工況位置的整車質(zhì)量 當(dāng)起重機(jī)在側(cè)方起吊載荷時(shí)，汽車車架作為非剛體將產(chǎn)生扭曲變形 .造成整車另一側(cè)支腿翹起。針對此原則，對起重車的工作情況分析如下： 起運(yùn)車起吊時(shí)，支腿伸出以撐實(shí)地面，此時(shí)后輪和兩支腿四支點(diǎn)構(gòu)成傾覆線，由于起運(yùn)車質(zhì)心對傾覆線的穩(wěn)定力矩相應(yīng)較小，當(dāng)起重裝置在整車側(cè)方起吊載荷時(shí)，穩(wěn)定性較差，并且起重機(jī)回轉(zhuǎn)中心相對于汽車縱向中心向左偏移 L1，故起運(yùn)車最不利工位應(yīng)在左側(cè)，當(dāng)起重臂中心線與傾覆線相 交于 P點(diǎn) .即兩線處于相互垂直狀態(tài)時(shí) .整車穩(wěn)定力矩最小，傾覆力矩最大 .整車這時(shí)傾翻的可能性最大。因此，起重機(jī)設(shè)計(jì)要進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算。往往起重機(jī)的結(jié)構(gòu)件（如吊臂、支腿等）和其零件強(qiáng)度還足夠能承受外來載荷 時(shí)，起重機(jī)由于自重不夠而失去穩(wěn)定。具體介紹如 ： 圖 42 整車軸載質(zhì)量分配 前軸軸載質(zhì)量 1)空載 : mk1=[m2L2+m1L1+m4L4+m3L3]/L 式（ ） 2) 滿載 : mm1=[ m2L2+m1L1+m4L4+（ mh+m3） L3] /L 式（ ） 式中 mk1— 空載時(shí)的前軸軸載質(zhì)量 m2— 汽車二類底盤質(zhì)量 m4— 起重臂質(zhì)量 m1— 起重裝置立柱等部件的質(zhì)量 m3— 車廂質(zhì)量 mm1— 滿載時(shí)前軸的軸載質(zhì)量 mh— 裝載貨物的質(zhì)量 L2— 汽車一類底盤質(zhì)心至后軸的距離 L4— 起重臂質(zhì)心至后軸的距離 L1— 立柱質(zhì)心至后軸的距離 L3— 車廂質(zhì)心至后軸的距離 L— 軸距 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 F1— 地面對汽車后軸的作用力 F2— 地面對汽車前軸作用力 m2=6000kg,m4=600kg,m1=1500kg,m3=500kg,mh=6300kg,L2=, L4=,L1=,L3= 帶入得， mk1=(6000? +1500? +600? +500? )/=4859(kg) mm1=[6000? +1500? +600? +(6300+500)? ]/ =5534(kg) 后軸軸載質(zhì)量 空載： mk2=mk? mk1 式（ ） 式中 mk2— 空載時(shí)的后軸軸載質(zhì)量 mK— 汽車整備質(zhì)量 mk =8205kg, mk1=4859kg,得 mk2=8205? 4859=3346(kg) 滿載 : mm2=mm? mm1 式（ ） 式中 mm2— 滿載時(shí)的后軸軸載質(zhì) 量 mm— 汽車最大總質(zhì)量 mm =14400kg, mm1=5534kg, 得 mm2=14400? 5534=8866(kg) 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 5 起重車穩(wěn)定性計(jì)算 起重車最不利工況 起重車在起重作業(yè)時(shí)，由于起吊過重的重物、操作失誤引起的過大慣性力、支撐面的沉陷或過大的風(fēng)力等原因，起重機(jī)往往突然喪失穩(wěn)定甚至傾翻肇事。現(xiàn)以車輛行駛時(shí) .起重臂處在車廂上徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 方為例介紹軸載質(zhì)量的計(jì)算方法。 最高車速 (km/h) 85 最小轉(zhuǎn)彎直徑 (m) 20