搖臂式行車設(shè)計(jì)【全套CAD圖紙+畢業(yè)答辯論文】

買文檔送全套 紙 Q 號(hào)交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資料 科 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計(jì)） 題目 ： 搖臂式行車設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 工學(xué)院 姓 名： 劉斌 學(xué) 號(hào)： 20101160 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 年 級(jí)： 2010 級(jí) 指導(dǎo)教師： 李濤 職 稱： 助理實(shí)驗(yàn)師 二 0 一四 年 五 月 買文檔送全套 紙 Q 號(hào)交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資料 目 錄 摘要 . 1 . 2 1 前言 . 6 2 設(shè)計(jì)計(jì)算 . 7 工字梁的選取 . 7 工字梁的受力分析 . 7 工字梁的最大轉(zhuǎn)矩 . 8 字梁的剛度計(jì)算 . 12 2 2 工字梁與立柱連接主軸設(shè)計(jì)計(jì)算 . 13 軸的材料選擇 . 13 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 13 軸上零件的定位 . 13 軸的結(jié)構(gòu)工藝性 . 14 軸的尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算： . 14 軸的強(qiáng)度校核 . 16 確定個(gè)軸段的直徑 . 17 3 電葫蘆的選擇 : . 17 4 開式齒輪的選取 . 18 5 軸承的校核選用 . 18 6 回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置選擇 . 18 . 19 8 機(jī)座的固定 . 20 參考文獻(xiàn) . 21 致謝 . 22 買文檔送全套 紙 Q 號(hào)交流 414951605 1 摘要 搖 臂 式行車 又稱立柱式 搖 臂起重機(jī)，起重量在 125千克至 5000 千克 ， 是由電葫蘆、搖臂驅(qū)動(dòng)裝置、搖臂和立柱構(gòu)成。立柱下面底座由地腳螺栓安定在混泥土上，由電機(jī)帶動(dòng)減速驅(qū)動(dòng)裝置使搖臂回轉(zhuǎn)，電動(dòng)葫蘆在工字鋼上作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)作業(yè)。它的特點(diǎn)有：自重輕、梁長(zhǎng)、起重量大，安裝、操作、維修方便。它們完全獨(dú)立， 是一種很好的工作崗位起重機(jī)，并適用于各種場(chǎng)合的貨場(chǎng)和裝卸平臺(tái)。立柱占地面積小。對(duì)于提升空間非常小的情況下也可以獲得相當(dāng)大的起重高度。 關(guān)鍵詞 :搖臂式、立柱式、起重機(jī) 買文檔送全套 紙 Q 號(hào)交流 414951605 2 is 25is of an is in by a in Its is an is of is 25is of an in is an is of 文檔送全套 紙 Q 號(hào)交流 414951605 3 買文檔送全套 紙 Q 號(hào)交流 414951605 4 買文檔送全套 紙 Q 號(hào)交流 414951605 5 買文檔送全套 紙 Q 號(hào)交流 414951605 6 1 前言 起重機(jī)是一種間歇運(yùn)動(dòng) ,回收機(jī)械。工作周期 :從獲取獲取設(shè)備的項(xiàng)目 ,然后線性運(yùn)動(dòng)到目標(biāo)位置項(xiàng) ,然后反向運(yùn)動(dòng) ,使取設(shè)備回原位 ,然后下一個(gè)周期。起重機(jī)械一般通過提高機(jī)制 (物品上下運(yùn)動(dòng) )、運(yùn)行 (起重機(jī)械 )、變幅機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(移動(dòng)項(xiàng)目級(jí)別 ),再加上焊接機(jī)制 ,動(dòng)力裝置 ,操縱和控制的重要輔助設(shè)備。上下一定范圍內(nèi)搬運(yùn)重物的起重機(jī)械更多的行動(dòng) ,也稱為起重機(jī)。用于提升項(xiàng)目 ,配備適當(dāng)?shù)臋C(jī)也可以解除后材料和液體材料。起重機(jī)的工作特點(diǎn)是間歇運(yùn)動(dòng) ,采取 在一個(gè)工作循環(huán) ,即材料運(yùn)輸、卸載相應(yīng)機(jī)構(gòu)替代工作。機(jī)構(gòu)通常在啟動(dòng)、制動(dòng)和運(yùn)行工況的積極和消極的方向。 起重機(jī)機(jī)構(gòu)有四類 ,即 :貨物電梯起重機(jī)構(gòu) ,水平運(yùn)動(dòng)機(jī)制 ,是一個(gè)旋轉(zhuǎn)起重機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) ,回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) ,改變回轉(zhuǎn)半徑。 擺臂式起重機(jī)是近年來發(fā)展起來的中小型起重設(shè)備 ,可靠、安全、高效、節(jié)能、節(jié)省時(shí)間和精力 ,靈活的特點(diǎn)。 簡(jiǎn)而言之 ,任何操作空間緊張的場(chǎng)合比傳統(tǒng)設(shè)備的優(yōu)勢(shì) ,廣泛應(yīng)用于各種行業(yè)。 搖臂式行車由回轉(zhuǎn)臂回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置，立柱及電葫蘆組成，立柱下面通過地腳螺栓國(guó)定在混呢圖基礎(chǔ)上，由齒輪嚙合驅(qū)動(dòng)搖臂回轉(zhuǎn)，電葫 蘆在懸臂工字鋼上作左右直線運(yùn)動(dòng)，并起吊重物。如圖 1 買文檔送全套 紙 Q 號(hào)交流 414951605 7 本次設(shè)計(jì)為 柱搖臂式起重機(jī)，起重提升部分選用標(biāo)準(zhǔn)的 電動(dòng)葫蘆，電動(dòng)葫蘆是一種輕小型起重設(shè)備，具有重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，零部件通用性強(qiáng)，體積小，操作簡(jiǎn)便等等優(yōu)點(diǎn)。 動(dòng)葫蘆減速器使用特殊硬化的材料加工硬化制 成，運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)靜小，穩(wěn)定性強(qiáng)，壽命長(zhǎng)久。為有效避免聯(lián)軸器故障，電機(jī)和減速器間的驅(qū)動(dòng)是直連式的。起升電機(jī)是一個(gè)帶有平面盤式制動(dòng)圓柱電動(dòng)機(jī)。電機(jī)和制動(dòng)器的設(shè)計(jì)會(huì)保證高效率、高循環(huán)性的連續(xù)性運(yùn)行。制動(dòng)器是高壽命摩擦和彈力制動(dòng)隔板構(gòu)成。就算在電源斷電的時(shí)候，也具有穩(wěn)定性和自動(dòng)制動(dòng)的作用。摩擦襯墊壽命長(zhǎng)，制動(dòng)系統(tǒng)具有自動(dòng)補(bǔ)償功能。 電動(dòng)葫蘆可以安裝無線遙控 ,遠(yuǎn)程控制的范圍內(nèi)可以容易使用和工作更方便。 由于電動(dòng)葫蘆具有重量輕、體積小、操作方便、外形美觀等特點(diǎn)，擁有獨(dú)特的電機(jī)熱保護(hù)裝置，更具安全性。本次設(shè)計(jì)選用的市場(chǎng)上可購的 號(hào) 2 設(shè)計(jì)計(jì)算 工字梁的選取 本次設(shè)計(jì)已知數(shù)據(jù)：整機(jī)高度 3000臂長(zhǎng) 2500 起升高度： 2500小車行走速度 20m/起升速度 8m/ 工字梁的受力分析 由圖可知工字鋼受力為懸臂梁，工字梁上手下拉重物 G=500臂長(zhǎng)2500圖 2 買文檔送全套 紙 Q 號(hào)交流 414951605 8 圖 2字梁的許用應(yīng)力： 根據(jù)參考文獻(xiàn)【 1】工字梁的材料為 低碳鋼塑性材料， 由公式： ）（ 1 式中： 屈服極限； 安全系數(shù)，一般選（ 通常安全系數(shù)的選取是從安全和經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)，如果安全系數(shù)越大，強(qiáng)度越大，但安全卻不經(jīng)濟(jì)。因此二者需要統(tǒng)一，材料的許用應(yīng)力和安全系數(shù)也不是恒定不變的，隨著科技的發(fā)展及人們對(duì)客觀事物的深入認(rèn)識(shí)，二者應(yīng)選 取的更切合實(shí)際。 因?yàn)槠鹬剡^程中有沖擊載荷的存在，上述二者一般是在靜載荷狀態(tài)下選取的，所以取 = 參考文獻(xiàn)【 1】表 235所以 = 工字梁的最大轉(zhuǎn)矩 由于電葫蘆在工字梁上可以往返運(yùn)動(dòng)，所以工字梁受力有兩個(gè)極限即一個(gè)在最外邊與最里邊。 買文檔送全套 紙 Q 號(hào)交流 414951605 9 （ 1） 電葫蘆在工字梁的最外端時(shí)：工字梁自重先忽略，在選取 工字梁的時(shí)候參數(shù)選取大一個(gè)等級(jí)，補(bǔ)償重力的缺失。 受力如圖 2 圖 2支反力：由梁的整體靜力平衡方程，可得出支反力。 列彎矩方程。取梁的左端 彎矩方程為： )(M X 買文檔送全套 紙 Q 號(hào)交流 414951605 10 繪制彎矩圖：根據(jù)彎矩方程繪出此梁的彎矩圖。如圖 2示：圖 2最大彎矩為： a 紙 Q 號(hào)交流 414951605 11 （ 2） 當(dāng)電動(dòng)葫蘆在最內(nèi)端的時(shí)候，如圖 2 圖 2支反力：由梁的整體靜力平衡方程，可得出支反力。 列彎矩方程。取梁的左端 彎矩方程為： )(M X 繪制彎矩圖：根據(jù)彎矩方程繪出此梁的彎矩圖，如圖 2 2文檔送全套 紙 Q 號(hào)交流 414951605 12 則最大彎矩為： a 1】根據(jù)公式，計(jì)算所要達(dá)到的抗彎截面模量： 3z 2W 由參考文獻(xiàn)【 1】查表可得，選用 16號(hào)工字鋼，其 3141 。 本次設(shè)計(jì)選用 16號(hào)工字鋼。 字梁的剛度計(jì)算 在工程設(shè)計(jì)中，通常按梁的強(qiáng)度條件選擇梁的截面尺寸，然后按梁的剛度進(jìn)行校核，校核梁的剛度的目的，就是要控制梁的變形，使梁的最大撓度或最大轉(zhuǎn)角在規(guī)定的許可范圍內(nèi)，故梁的剛度條件，由參考文獻(xiàn)【 1】得： ww 式中 : w 3式中： 最大撓度； F 工字梁受力； l 懸臂梁的長(zhǎng)度； E 工字鋼彈性模量； I 工字鋼截面慣性矩 工字鋼受力可知當(dāng)工字鋼在外端時(shí)，此梁受力最大，受集中力 G=5力處跨度 l=2500據(jù)工作性質(zhì)規(guī)定 0 0 。 16號(hào)工字鋼 E=200 0 0 故此梁滿足剛度 買文檔送全套 紙 Q 號(hào)交流 414951605 13 2 2 工字梁與立柱連接主軸設(shè)計(jì)計(jì)算 軸是機(jī)械設(shè)備的重要部件之一。在軸的計(jì)算 ,因此 ,不僅考慮軸本身 ,還必須設(shè)計(jì)影響軸向軸部分。軸通過軸承連接列 ,安裝在軸旋轉(zhuǎn)部分軸運(yùn)動(dòng) ,形成了一個(gè)軸軸部分的基礎(chǔ)上。它的主要功能房間支持旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)和權(quán)力轉(zhuǎn)移。 軸的材料選擇 選擇軸 的材料時(shí)除第一要滿足使用要求外，第二考慮材料的加工工藝性及經(jīng)濟(jì)性。軸的材料一般采用碳素鋼和合金鋼，軸的坯一般用軋制圓鋼和鍛件，有的則直接用圓鋼。軸的常用材料為優(yōu)質(zhì)中碳鋼，如 35、 45、 50鋼，其中以 45鋼最為常用。起重設(shè)備載荷大，而且沖擊載荷的存在，因此，在這里應(yīng)工作要求較高選用 45鋼。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要確定出軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本身一定要考慮強(qiáng)度問題，結(jié)構(gòu)的合理性，同時(shí)應(yīng)滿足使用要求。 軸上零件的定位 1)軸上零件的軸向固定 軸端擋圈同 樣也用于固定軸端部件，可以承受較大的軸向力。軸端擋圈可以使用螺釘固定，為了預(yù)防軸端擋圈轉(zhuǎn)動(dòng)造成螺釘松脫，可使用雙螺釘加止動(dòng)墊圈放松等固定方法。 軸向零件在軸向的準(zhǔn)確工作位置是靠一定的軸向固定的方法實(shí)現(xiàn)的?？蛇x用軸肩、軸端擋板、軸承端蓋等來定位。 2）軸上零件的周向固定 周向固定的目的是限制軸上零件與軸發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。常用的周向定位零件有鍵、花鍵、銷、緊定螺釘以及過盈配合等。 3）各段軸直徑和長(zhǎng)度的確定 買文檔送全套 紙 Q 號(hào)交流 414951605 14 確定各段軸的直徑時(shí)，可根據(jù)軸所受彎矩初步估算軸所需的直徑。將初步求出直徑作為承受彎矩的軸端最小直徑，然后再按 軸上零件的裝配方案和定位要求，從最小直徑處開始慢慢確定各段軸的直徑。 確定各段軸端的長(zhǎng)度時(shí)，應(yīng)盡量使結(jié)構(gòu)緊湊，同時(shí)也要保證零件所需的裝配和調(diào)整空間。軸的各段長(zhǎng)度主要按照各零件與軸配合部分的軸向尺寸和相鄰零件間必要的空隙來確定的。 軸的結(jié)構(gòu)工藝性 軸的結(jié)構(gòu)工藝性是指軸的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)便于加工和裝配軸上零件，而且生產(chǎn)率高、成本低。軸的結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單，它的工藝性越好。 1） 為了便于軸上零件的裝配，在軸端加工出 倒 角。 2） 同一軸上直徑相近的地方的不同軸端上的鍵槽采用一種規(guī)格的鍵槽截面尺寸，并放在軸的同一母線上。 3）為減少加工刀具種類和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，軸上直徑相近處的倒角應(yīng)盡量采用相同尺寸。 軸的尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算： 已知：軸只承受彎矩，不傳遞轉(zhuǎn)矩。 工字梁： 電動(dòng)葫蘆： 由文獻(xiàn) 【 2】 查得選用 提升重物拉力： 根據(jù)受力分析圖 2 買文檔送全套 紙 Q 號(hào)交流 414951605 15 圖 2字梁與立柱連接軸之間受到一個(gè)拉力 ，則主軸底部受一個(gè)支撐力，如圖 2 1） 彎矩方程： 2)繪制彎矩圖 2 圖 2 買文檔送全套 紙 Q 號(hào)交流 414951605 16 所以： 由參考文獻(xiàn)【 1】公式： 式中： 屈服極限， 45鋼 =360 安全系數(shù)，選取 3 則 =120 由參考文獻(xiàn)【 1】公式：323 所以： 32 得出 選 。 軸的強(qiáng)度校核 參考文獻(xiàn)【 1】由公式： 式中： 最大撓度； 軸的受力； 軸跨度受力長(zhǎng)度； 軸的彈性變量； 軸的截面慣性矩 F=100據(jù)工作性質(zhì)規(guī)定 。 45鋼軸 。 其中： 許可撓度，起重機(jī)連接軸跨度系數(shù)： 代入公式： 買文檔送全套 紙 Q 號(hào)交流 414951605 17 故此梁滿足剛度要求。 取 。 確定個(gè)軸段的直徑 主軸下端安裝圓錐滾子軸承。根據(jù) ,根據(jù)參考文獻(xiàn)【 3】機(jī)械 制圖手冊(cè)，選用圓錐滾子軸承 30208，其尺寸為 ,所以取軸 2段是連接懸臂梁與焊接在一起的法蘭板焊接在一起， 取 3 電葫蘆的選擇 : 電動(dòng)葫蘆是一種特殊的起重設(shè)備 ,安裝在起重機(jī)、龍門起重機(jī) ,電動(dòng)葫蘆體積小 ,重量輕 ,操作簡(jiǎn)單 ,方便使用 ,等 ,用于工礦企業(yè)、倉儲(chǔ)碼頭和其他地方。提升重量平均為 80噸 ,舉升高度是 3 30 米。由電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和卷筒或鏈輪組成 ,分為鋼絲繩電動(dòng)葫蘆 ,電動(dòng)葫蘆鏈條。鏈?zhǔn)诫妱?dòng)葫蘆可分為進(jìn)口和國(guó)內(nèi)兩種 ;鋼絲繩電動(dòng)葫蘆單速升級(jí) D 速提升 ;迷你電動(dòng)葫蘆、起重機(jī)、多功能電梯 。 在這里，根據(jù)工作環(huán)境要求，我們選取 型電動(dòng)葫蘆。 各項(xiàng)參數(shù)如下： 起重量： 升高度： 3m 起升速度： 8m/行速度： 20m/絲繩： 的直徑 ) 運(yùn)行軌道：工字鋼梁型號(hào)為 16 電源：額定電壓為 380 起重電機(jī)： 定功率 轉(zhuǎn)速為 1440r/買文檔送全套 紙 Q 號(hào)交流 414951605 18 4 開式齒輪的選取 選定齒輪的類型及基本參數(shù) 1）選擇直齒圓柱齒輪 2）根據(jù)搖臂式起重機(jī)的工作環(huán)境，確定選用精度等級(jí) 4 3）材料的選擇。一般選用 45鋼，進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理 4）選定齒輪的齒數(shù)。 開式齒輪的傳動(dòng)，由于齒數(shù)主要為磨損失效為是齒輪不知過小，故小齒輪不宜選用過多的齒數(shù)，一般可取 1725,。大齒輪是焊在立柱外端，內(nèi)徑為 200mm。m 是齒輪抗彎能力的重要標(biāo)志，根據(jù)工作環(huán)境的使用要求，選用 m=5。從而選出大齒輪為齒數(shù) 54，分 度圓半徑為 270輪寬度為 B=50 5 軸承的校核選用 本次設(shè)計(jì)中選用滾動(dòng)軸承，與滑動(dòng)軸承相比，滾動(dòng)軸承具有摩擦阻力小，起動(dòng)靈敏，效率高，輪滑簡(jiǎn)便和易于互換等特點(diǎn)，得到廣泛使用。由圖紙可知，軸承既收到軸向力也受到徑向力，所以選用圓錐滾子軸承，它可以同時(shí)承受徑向載荷及軸向載荷，外圈可分離，安裝時(shí)可調(diào)軸承的游隙。 因?yàn)橹鬏S的最小直徑為 40以選用 30208 型的圓錐滾子軸承。 6 回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置選擇 電動(dòng)回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置通常裝在起重機(jī)的回轉(zhuǎn)部分上，電機(jī)進(jìn)過減速器帶動(dòng)最后一級(jí)齒輪相嚙合，以實(shí)現(xiàn) 起重機(jī)回轉(zhuǎn)。在起重機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中常用的是下列三種形式的機(jī)械傳動(dòng)裝置： 立式電動(dòng)機(jī)與蝸輪減速起傳動(dòng) 立式電動(dòng)機(jī)與立式圓柱齒輪減速器傳動(dòng) 立式電動(dòng)機(jī)與行星減速器傳動(dòng) 市場(chǎng)上，搖臂式起重機(jī)采用行星齒輪系減速原理，即第三種形式。這種形式應(yīng)用行星式傳動(dòng)原理，采用擺線針齒嚙合的新穎傳動(dòng)裝置。 擺線針輪減速機(jī)傳動(dòng)買文檔送全套 紙 Q 號(hào)交流 414951605 19 裝置可以分為三個(gè)部分 :輸入部分、減速部分和輸出部分。位錯(cuò)在輸入軸上配備了一個(gè) 180的雙偏心套筒 ,打開偏心套筒配備兩個(gè)稱為滾柱軸承的手臂 ,H 的形成 ,兩個(gè)擺線齒輪中心孔的偏心套筒轉(zhuǎn)臂軸承滾道 ,由一群擺線齒輪和銷 齒輪嚙合圓形排列的針 ,形成齒差 ,內(nèi)嚙合齒輪減速器的機(jī)構(gòu) (為了減少摩擦 ,在小比例的減速機(jī) ,針與針齒齒輪組 )。 這種傳動(dòng)方法的優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)緊湊體積小 ,運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)噪音低 ,使用可靠、壽命長(zhǎng)，設(shè)計(jì)合理維修方便，容易分解安裝。 這種傳動(dòng)分為單級(jí)傳動(dòng)和雙級(jí)傳動(dòng)：?jiǎn)渭?jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比一般為 987，而雙級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比一般為 1217569。 根據(jù)此次設(shè)計(jì)的搖臂式起重機(jī)的工作狀態(tài)：搖臂的轉(zhuǎn)速為 2r/而應(yīng)該選擇雙級(jí)傳動(dòng) E。再根據(jù)其安裝位置，應(yīng)采用立式安裝 L。 最后根據(jù)傳動(dòng)效果要求，電機(jī)選用 額定電壓為 380V 的三相交流電動(dòng)機(jī) ，轉(zhuǎn)速為 1440r/定功率為 4在電機(jī)上加一個(gè)變頻器，從而達(dá)到對(duì)電機(jī)節(jié)能調(diào)速的目的。所以，擺線針輪減速機(jī)的型號(hào)為 3。即 采用時(shí)下比較常用的尼龍塊起到限位、減震的作用。將其與工字梁焊接在一起。尼龍塊的結(jié)構(gòu)如圖： 7其與槽型板連接： 買文檔送全套 紙 Q 號(hào)交流 414951605 20 8 機(jī)座的固定 采用地腳