【正文】 編入） 6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論 7）參考文獻 8）致謝 9）附錄（對論文支持必要時） ：理工類設(shè)計（論文）正文字數(shù)不少于 1 萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字數(shù)不少于 萬字。 、圖表要求： 1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符 合要求，無錯別字，不準請他人代寫 2）工程設(shè)計類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計算機繪制，所有圖紙應(yīng)符合國家技術(shù)標(biāo)準規(guī)范。它主 要用來吊運成件物品，配備適當(dāng)?shù)蹙吆笠部傻踹\散狀物料和液態(tài)物料。 各機構(gòu)經(jīng)常處于起動、制動和正反方向運轉(zhuǎn)的工作狀態(tài)。臂架型起重機包括塔式起重機、門座起重機、浮游起重機、自行式 起重機、由桅桿和臂架組成的桅桿起重機、沿墻壁運行的壁行起重機和裝在船舶甲板上的 甲板起重機等；橋架型起重機包括橋式起重機、龍門起重機、運載橋和纜索起重機等。由于人力資源有限 以及人力的局限性，在很多人力無法完成搬運的時候，我們更多的會想起用一種機器代替 人力，起重設(shè)備就孕育而出。但如何發(fā)展大起重量的起重機、提高 電氣設(shè)備的可靠性和使用壽命逐步成為研究熱點。到如今，吊車的種類、外形和結(jié)構(gòu)越來越多樣化，用途越來越細化，已經(jīng)形成了一個單獨的產(chǎn)業(yè)。 歐洲作為工程起重機的發(fā)源地，輪式起重機生產(chǎn)技術(shù)水平最高。其中，全路面起重機、履帶起重機以中大噸位為主；緊湊型輪胎起重機則以小噸位為主；汽車起重機一般為通用底盤組裝全地面上車，即以改裝為主。 美國工程起重機行業(yè)的技術(shù)水平相對落后于歐洲。目前該地區(qū)主要生產(chǎn)輪胎起重機、履帶式起重 機、全路面起重機和汽車起重機。 日本作為二戰(zhàn)后崛起的經(jīng)濟強國，輪式起重機開發(fā)生產(chǎn)雖然起步較晚（起步于 20 世紀 70 年代），但是發(fā)展速度很快，很受亞太市場歡迎。如日本多田野通過收購德國法恩底盤公司，發(fā)展全路面技術(shù)。其中，越野輪 胎起重機的產(chǎn)量最大，汽車起重機的 產(chǎn)量次之，呈減少趨勢，全路面起重機的產(chǎn)量最少， 呈上升趨勢。產(chǎn)品 特點是技術(shù)水 平和性能較高，但可靠性落后于歐美。以前的吊車也已經(jīng)滿足不了工廠和社會的要求了，為此，吊車 業(yè)的改革和技術(shù)創(chuàng)新勢在必行。吊車創(chuàng)新理論、方法與技術(shù)研究的宗旨是從吊車 作為特種設(shè)備所要求的安全性和可靠性的工作目標(biāo)出發(fā)，在特定技術(shù)性、經(jīng)濟性約束條件 下，創(chuàng)造性地完成吊車的創(chuàng)新設(shè)計，使其在滿足用戶交貨期和性能要求的前提下做到技術(shù) 性與經(jīng)濟性最佳搭配。進一步開展物料搬運機械的載荷變化規(guī)律、 動態(tài)特性、疲勞特性和可靠性的試驗研究；推廣采用優(yōu)化設(shè)計、可靠性概率設(shè)計、極限狀 態(tài)設(shè)計、虛擬樣機設(shè)計、 CAD/CAE 設(shè)計等現(xiàn)代設(shè)計方法。將各種物料搬運機械 單機組合為成套系統(tǒng)，使生產(chǎn)設(shè)備與物料搬運機械有機結(jié)合，即通過計算機對物料搬運系要生產(chǎn)企業(yè)為馬尼托瓦克公司，特點是技術(shù)較先進、統(tǒng)進行動態(tài)模擬仿真，尋求最佳匹配組合，并將這類自動、智能的設(shè)備納入到系統(tǒng)的多級 計算機信息控制與管理網(wǎng)絡(luò)，并配有自監(jiān)測、自診斷維護裝置。以前多是以模仿原蘇聯(lián)的設(shè)計為主， 憑借設(shè)計者的經(jīng)驗，產(chǎn)品設(shè)計的局限性很大。到了 80 年代，隨著寶鋼等一些超大型企業(yè)對國外起重機的引進及與國外進行聯(lián)合設(shè) 計、國內(nèi)制造等形式的采用，開始在國內(nèi)引入了一些國際上的先進技術(shù)與設(shè)計方法。 但是，中國吊車設(shè)計領(lǐng)域仍存在不少問題，主要是大多中小企業(yè)對設(shè)計研究分析不夠，資金投入少，人員培訓(xùn)工作跟不上發(fā)展的需要，一直沒形成開發(fā)新產(chǎn)品或更新老產(chǎn)品的設(shè)計和應(yīng)變能力，對引進的先進技術(shù)和產(chǎn)品，沒有從設(shè)計的角度進 行消化，更沒有能力進行再創(chuàng)新工作。為數(shù)不多的幾個大型企業(yè)則在創(chuàng)新設(shè)計中快速發(fā)展，使得國內(nèi)吊車設(shè)計能力和水平逐步與國外的先進設(shè)計縮短了距離。電氣設(shè)計采用ED等先進設(shè)計手段，引入定子調(diào)壓和變頻調(diào)速， PLC參與系統(tǒng)控制，采用了大量高新傳感元器件，實現(xiàn)了定位準確，操控方便，其安全可靠性也逐步提高。 第二章工作機構(gòu)的設(shè)計 2 工作機構(gòu)的設(shè)計 這里的工作機構(gòu)是指吊車的起升機構(gòu)，即包括卷筒、滑輪和鋼絲繩。鋼絲繩拉力強度高，耐磨損，是起重工作中最常用的繩索之一。單股鋼絲繩剛性較大，不易撓曲。這種鋼絲繩可以通過直徑較小的滑輪或卷筒工作。 （ 2）按鋼絲繩繩芯材料的不同可分為纖維芯（如用劍麻、棉紗等制成）、石棉芯和金屬芯三種。用石棉芯的鋼絲繩，除了比較柔軟，容易彎曲外，還可適應(yīng)在較高溫度下工作，但是也不能承受橫向重壓。 （ 3）按鋼絲繩的搓捻方向不同可分為右同向捻，左同向捻，右交互捻，左交互捻和混合捻等幾種。相鄰兩股鋼絲的捻向相反，則稱為混合捻。它與滑輪槽接觸面積大，單位面積的壓力小， 磨損也小，比交互捻鋼絲繩耐用。其次，同向捻鋼絲繩還易于扭結(jié)、糾纏，給工作帶來不便，故一般只用于拖拉繩和牽引裝置上，不宜用于起重機和滑輪組的吊裝工作。 綜上所述，此例決定采用纖維芯的交互捻鋼絲繩。 標(biāo)記示范為： 卷筒和滑輪的選擇 卷筒在吊車中起到省力的作用。動滑輪可以省一半的力，而定滑輪可以改變力的方向。 人民經(jīng)過長期的實踐，對于卷筒和滑輪直徑的計算，現(xiàn)已總結(jié)成了經(jīng)驗公式： 式中 D卷筒和滑輪的名義直徑，即槽底直徑，毫米； d鋼絲繩直徑，即繩的外接圓直徑，毫米； e由鋼絲繩用途和工作類型決定的系數(shù)?？紤]到提升速度和傳動比的要求，取卷筒的直徑為 200 毫米。要設(shè)計這種機動絞車，就要知道 工作機構(gòu)在提升最大重量時所需要的功率，并由此選擇電動機，設(shè)計傳動裝置。 則 卷 N =3910180。在設(shè)計中，主要根據(jù)所需電動機的輸出功率、工 作條件及經(jīng)濟要求，從產(chǎn)品目錄中選擇其類型、結(jié)構(gòu)形式、容量（功率）和轉(zhuǎn)速、并確定 其型號。尤其在中小功率，無須調(diào)速而又長期帶動穩(wěn)定 或變動載荷的設(shè)備中用得較多。 對于一般用途，無特殊要求的工作機械（如機床，鼓風(fēng)機，水泵等）通常選用 J2 或 JO2 型電動機。 對于起動載荷或慣性載荷較大的機械（如連續(xù)運輸機械，壓縮機，錘擊機，柱塞式泵 等），則宜選用 JO3 或 JO2 型電動機。 電動機轉(zhuǎn)速的選擇 同一功率的異步電動機有每分鐘轉(zhuǎn)速為 3000， 1500， 1000， 750 的幾種。 如果工作機械的轉(zhuǎn)速太低（即傳動裝置的總傳動比太大），將導(dǎo)致傳動裝置機構(gòu)復(fù)雜，價 格較高，所以需要全面考慮。它們適應(yīng)性大，供應(yīng)普遍。 電動機功率的選擇 從類型來講，此例宜選用 JZ 型三相異步電動機，因為這類電動機具有較 高的機械強 度及過載能力，能承受經(jīng)常的機械沖擊及振動，轉(zhuǎn)動慣量小，過載能力大，適用于經(jīng)?？? 速起動及機械制動的場合；從轉(zhuǎn)速來講，為了使傳動裝置不至于太復(fù)雜，電動機的轉(zhuǎn)速不 宜太高；從功率來講，若考慮機械傳動的總效率在 h = 總 左右，則所需要電動機的功率 為 i = 總 。 據(jù)以上選擇所得的電動機型號查得相應(yīng)的機座型號，從而可得相關(guān)的安裝尺寸和電動 機的尺寸參數(shù)，電動機選用 B3 式的機座，型號為 JZ116，相關(guān)尺寸參數(shù)如下： A=190， B=140， C=70， D=28， E=60， F=8， G=24， H=112， K=12， AB=245，AC=230， AD=190， HD=265， L=400，單位為 mm。其標(biāo) 記為： 畫出傳動示意圖得到第一個傳動方案，由于減速器的實際傳動比為 ，比要求的 偏大，但又找不到其它更合適的減速器，因此決定自行設(shè)計一個傳動裝置的方案，由帶傳 動和開式齒輪傳動組成，其傳動示意圖如圖 所示。一對嚙合齒輪的傳動比最好不是整數(shù)，這樣有利齒輪均勻磨損。 傳動示意圖 計算效率、驗算電動機的功率 推薦的各類傳動機構(gòu)效率和其它資料，可以得到： 則 因此 這說明前面所選的電動機的功率是足夠的。 各軸的轉(zhuǎn)矩為； 吊車在起重時，卷筒的受力情況如圖 所示，在鋼絲繩最大拉力 P的作用下產(chǎn)生的最打轉(zhuǎn)矩為； 方向為順時針。因此必須使小齒輪給大齒輪施加一 個作用力 F，使大齒輪產(chǎn)生逆時針方向的轉(zhuǎn)矩，并且還要使 M 扭大齒 輪 大于 M 扭卷 ，才能提升 起重物。 現(xiàn)將以上計算 所得數(shù)值列于下表，以備后面進行結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算時使用?？紤]到工作中的必要停止，應(yīng) 設(shè)有一個制動裝置（包括制動器及其附件）。 制動器的選擇是根據(jù)吊車提升最大重物時的制動力矩要大于軸上的最大轉(zhuǎn)矩的原則 進行的。它們的優(yōu) 缺點比較，見表 通過表 三種方案分析，決定采用第三種方案，即以小齒輪軸作為被制動的軸，此 軸的轉(zhuǎn)矩表 可以知道 M 小齒輪等于 ，其制動力矩為： 按冶金工業(yè)出版社出版的《機械零件設(shè)計手冊》第二版中冊表 2444 查得，可選用電 磁閘瓦制動器 JWZ— 200。這個制動器的標(biāo)記為： JWZ200 制動器 ZB11262。 2 卷筒軸轉(zhuǎn)速低，轉(zhuǎn)矩大， 制動力矩也大，高達 M 制≥ 4484≥6726 公斤 3 小齒輪軸轉(zhuǎn)速介于上面兩 者之間，位置也足夠，且布置 均勻，結(jié)構(gòu)緊湊。 ，故合用 。 時，查得 K = 包角 ；