汽車起重機主臂的設計論文

1、101/108摘 要 隨著經濟建設的迅速進展，我國的基礎建設力度正逐漸加大，道路交通，機場，港口，水利水電，市政建設等基礎設施的建設規(guī)模也越來越大，市場汽車起重機的需求也隨之增加。本文通過對徐工50噸汽車起重機主臂進行研究，進一步進行主臂設計，通過計算對主臂的三鉸點、主臂的長度、及每節(jié)臂的長度、液壓缸尺寸進行確定，選擇零部件，確定主臂伸縮方式及主臂內鋼絲繩的纏繞方法，通過SOLID WORKS軟件對主臂進行三維建模。關鍵詞：50噸汽車起重機、主臂設計、三鉸點、伸縮方式、三維建模Abstract With the rapid development of economic constructio

2、n, Chinaincrease the intensity, road traffic, airports, ports, water conservancy and hydropower, municipal construction of infrastructure such as the scale of construction is also growing, crane truck crane market demand with the increase. Based on the Xu Gong 50 tons of truck crane boom study, furt

3、her boom design, by calculating the main arm of the three hinges, the main arm length, and the length of each arm, hydraulic cylinder size identify, select Parts and components, identify the main telescopic arm and the boom in the way of winding rope method, SOLID WORKS software on the main arm for

4、three-dimensional modeling. Keywords: 50-ton truck crane，the boom design，the three hinge points ，stretching，three-dimensional modeling目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc201942775 摘 要 PAGEREF _Toc201942775 h I HYPERLINK l _Toc201942776 ABSTRATE PAGEREF _Toc201942776 h II HYPERLINK l _Toc201942777 1緒論

5、 PAGEREF _Toc201942777 h 1 HYPERLINK l _Toc201942778 1.1起重機械的工作特點及其在國民經濟中的作用 PAGEREF _Toc201942778 h 1 HYPERLINK l _Toc201942779 1.2國內汽車起重機的進展概況和進展趨勢 PAGEREF _Toc201942779 h 2 HYPERLINK l _Toc201942780 1.2.1國內汽車起重機的進展概況 PAGEREF _Toc201942780 h 2 HYPERLINK l _Toc201942781 1.2.2國內汽車起重機進展趨勢 PAGEREF _To

6、c201942781 h 3 HYPERLINK l _Toc201942782 1.3國外汽車起重機進展概況及進展趨勢 PAGEREF _Toc201942782 h 4 HYPERLINK l _Toc201942783 1.3.1國外汽車起重機進展概況 PAGEREF _Toc201942783 h 4 HYPERLINK l _Toc201942784 1.3.2國外汽車起重機進展趨勢 PAGEREF _Toc201942784 h 5 HYPERLINK l _Toc201942785 1.4solid works軟件的介紹 PAGEREF _Toc201942785 h 6 HYP

7、ERLINK l _Toc201942786 1.5本課題內容及重要意義 PAGEREF _Toc201942786 h 7 HYPERLINK l _Toc201942787 250噸汽車式起重機的要緊技術參數和工作級不 PAGEREF _Toc201942787 h 8 HYPERLINK l _Toc201942788 2.150噸汽車式起重機的要緊技術參數 PAGEREF _Toc201942788 h 8 HYPERLINK l _Toc201942789 2.250噸汽車起重機的工作級不 PAGEREF _Toc201942789 h 10 HYPERLINK l _Toc2019

8、42790 350噸汽車起重機主臂尺寸的確定 PAGEREF _Toc201942790 h 13 HYPERLINK l _Toc201942791 3.1吊臂跟部鉸點位置的確定 PAGEREF _Toc201942791 h 13 HYPERLINK l _Toc201942792 3.2吊臂各節(jié)尺寸的確定 PAGEREF _Toc201942792 h 14 HYPERLINK l _Toc201942793 3.3變幅液壓缸鉸點的確定 PAGEREF _Toc201942793 h 15 HYPERLINK l _Toc201942794 3.4吊臂截面的選擇及截面尺寸確定 PAGER

9、EF _Toc201942794 h 17 HYPERLINK l _Toc201942795 4主臂伸縮機構的設計計算 PAGEREF _Toc201942795 h 19 HYPERLINK l _Toc201942796 4.1臂架伸縮機構的驅動形式 PAGEREF _Toc201942796 h 19 HYPERLINK l _Toc201942797 4.2臂架伸縮液壓缸的計算及選擇 PAGEREF _Toc201942797 h 20 HYPERLINK l _Toc201942798 4.2.1缸筒內徑計算 PAGEREF _Toc201942798 h 20 HYPERLINK

10、 l _Toc201942799 4.2.2活塞桿直徑 PAGEREF _Toc201942799 h 21 HYPERLINK l _Toc201942800 4.2.3缸筒壁厚及外徑計算 PAGEREF _Toc201942800 h 23 HYPERLINK l _Toc201942801 5零部件的選擇 PAGEREF _Toc201942801 h 24 HYPERLINK l _Toc201942802 5.1鋼絲繩的計算和選擇 PAGEREF _Toc201942802 h 24 HYPERLINK l _Toc201942803 5.1.1鋼絲繩結構形式的選用 PAGEREF

11、_Toc201942803 h 24 HYPERLINK l _Toc201942804 5.1.2起升用鋼絲繩直徑的計算 PAGEREF _Toc201942804 h 24 HYPERLINK l _Toc201942805 5.1.3主臂伸縮用鋼絲繩的計算選用 PAGEREF _Toc201942805 h 25 HYPERLINK l _Toc201942806 5.2滑輪及滑輪組的選擇 PAGEREF _Toc201942806 h 25 HYPERLINK l _Toc201942807 5.2.1構造和材料的選用 PAGEREF _Toc201942807 h 25 HYPERL

12、INK l _Toc201942808 5.2.2起升用滑輪尺寸的確定及選用 PAGEREF _Toc201942808 h 26 HYPERLINK l _Toc201942809 5.2.3滑輪組的選擇 PAGEREF _Toc201942809 h 27 HYPERLINK l _Toc201942810 6主臂的三維建模及裝配 PAGEREF _Toc201942810 h 28 HYPERLINK l _Toc201942811 6.1差不多臂的建模 PAGEREF _Toc201942811 h 29 HYPERLINK l _Toc201942812 6.1.1差不多臂臂箍的建模

13、 PAGEREF _Toc201942812 h 29 HYPERLINK l _Toc201942813 6.1.2理繩器的建模 PAGEREF _Toc201942813 h 32 HYPERLINK l _Toc201942814 6.1.3變幅缸支撐座建模 PAGEREF _Toc201942814 h 33 HYPERLINK l _Toc201942815 6.1.4差不多臂的總裝配 PAGEREF _Toc201942815 h 35 HYPERLINK l _Toc201942816 6.2主臂建?？傃b配 PAGEREF _Toc201942816 h 36 HYPERLINK

14、 l _Toc201942817 結論 PAGEREF _Toc201942817 h 41 HYPERLINK l _Toc201942818 致謝 PAGEREF _Toc201942818 h 42 HYPERLINK l _Toc201942819 參考文獻 PAGEREF _Toc201942819 h 43 HYPERLINK l _Toc201942820 附錄A PAGEREF _Toc201942820 h 44 HYPERLINK l _Toc201942821 附錄B PAGEREF _Toc201942821 h 56緒論起重機械的工作特點及其在國民經濟中的作用起重機械

15、式用來對物料進行起重、運輸、裝卸和安裝作業(yè)的機械。它能夠完成靠人力無法完成的物料搬運動作，以減輕人們的體力勞動，提高生產效率，在工廠、車站、礦山、港口、建筑工地、倉庫、水電站等多個領域的部門中得到了廣泛的應用，隨著生產規(guī)模日益擴大，特不式現(xiàn)代化、專業(yè)化的生產需求，各種專門用途的起重機相繼產生，在許多重要的部門中，不僅式生產過程中的輔助機械，而且已成為生產流水作業(yè)生產線上不可缺少的重要機械設備它的進展對國民經濟建設起著積極的促進作用。起重機式一種循環(huán)的，間歇運動的，短程搬運物料的機械，一個工作循環(huán)，一般包括上料，運送，卸料及回到原位的過程，即取物裝置從取物地點，由起升機構吧物料提起，由運行回轉或

16、變幅機構把物料移位，然后物料在指定的地點下放，接著進行相反的動作，使取物裝置回到原位，以便進行下一步的工作循環(huán)，在兩個工作循環(huán)之間一般由短暫的停歇。起重機工作時，各機構經常是處于啟動，制動，正向，反向，等相互交替的運動狀態(tài)之中。在高層建筑，冶金，化工，電站等大型項目的建設中，需要吊裝和搬運的工程量日益增多，其中許多組合件的吊裝和搬運重量達到幾百噸。因此必須選用一些大型的起重機進行諸如鍋爐及廠房設備的吊裝工作。通常采納的大型起重機有龍門起重機，門座式起重機，塔式起重機，履帶起重機，輪式起重機以及廠房內裝置的橋式起重機等。在公路，橋梁，水利電力等建設施工中，起重機的使用范圍更式極為廣泛，不管式裝載

17、設備器材，吊裝廠房構件，安裝電站設備，調運澆筑混凝土，模板，開挖廢渣及其它建筑材料等均需使用起重機械，尤其式水電工程施工，不但工程規(guī)模浩大，而且地理條件專門，施工季節(jié)性強，工程本身又專門復雜，而且吊裝搬運的設備，建筑材料量大品種多。除了上面介紹的起重機外，在水電工程中還采納一些其它的大型設備，如纜索起重機，浮式起重機等，在電站廠房及建筑物上安裝各種類型的起重機，供檢修機組，啟閉閘門，及起吊攔污欄之用，這些起重機由大型龍門起重機，固定卷揚起重機以及弧形閘門起重機等。這些專門用途的起重機一般噸位較大，如用起吊閘門的龍門起重機，和固定卷揚起重機，起到了工程起重機的作用，起重機在以后的國家建設當中，還

18、將起到更大的作用。國內汽車起重機的進展概況和進展趨勢國內汽車起重機的進展概況中國的汽車式起重機誕生于上世紀的10年代，通過了近30年的進展，期間有過3次要緊的技術改進，分不為70年代引進蘇聯(lián)的技術，80年代引進日本的技術，90年代引進德國的技術。然而總體來講，中國的汽車式起重機產業(yè)始終走著自主創(chuàng)新的道路，有著自己清晰的進展脈絡，尤其是進幾年，中國的汽車式起重機產業(yè)取得了長足的進展，盡管與國外相比還有一定的差距，然而那個差距正在逐漸的縮小。而且我國目前在中小噸位的汽車式起重機的性能差不多完好，能夠滿足現(xiàn)實生產的要求。在不久的今后，我國的汽車式起重機行業(yè)一定會進展成為一個進展穩(wěn)定，市場化程度高的成

19、熟產業(yè)。 許多專家認為，高速進展的市場，是中國汽車式起重機產業(yè)各個廠商有利的技術創(chuàng)新基礎和環(huán)境。近幾年，中國汽車式起重機產業(yè)除了一家較小的公司與日本起重機品牌廠家合資以外，其余廠家一直在追趕國外先進水平的進程中，一直堅持自主的技術創(chuàng)新道路，差不多上沒有整體引進國外技術的做法，也使的中國汽車式起重機產業(yè)在達到和接近國際先進水平的同時，在產品技術上有明顯的中國特質。中國汽車式起重機差不多大量使用PLC可編程集成操縱技術，帶有總線接口的液壓閥塊，液壓馬達，油泵等操縱和執(zhí)行元件已較為成熟，液壓和電器已實現(xiàn)了緊密的結合。可通過軟件實現(xiàn)操縱性能的調整，大幅度簡化操縱系統(tǒng)，減少液壓元件，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，具

20、備了實現(xiàn)故障自動診斷，遠程操縱的能力。 當前我國新一代汽車起重機產品，起重作業(yè)的操作方式，大面積應用先導比例操縱，具有良好的微調性能和精控性能，操作力小，不易疲勞。通過先導比例手柄實現(xiàn)比例輸送多種負荷的無級調速，有效防止起重作業(yè)時的二次下滑現(xiàn)象，極大的提高了起重作業(yè)的安全性、可靠性和作業(yè)效率。部分大型汽車式起重機還在伸縮臂上使用了單缸插銷的伸縮技術，通過液壓銷作用，以單個液壓油缸可完成多節(jié)伸臂的運動，并達到各種工況的程度操縱和自動伸縮，改變了以往能不油缸加內部繩排的作業(yè)方式，使起重機相對更輕，拓展了起重機向更高工作高度進展的空間。在走向國際市場的過程中，我國汽車式起重機產業(yè)近幾年品質水平的快速

21、提高，也得到了國際擁護的高度確信，由于產品使用規(guī)范，用戶的專業(yè)素養(yǎng)較高，出口產品的質量反饋比在過內有了明顯的減少，產品反映較好。這都為中國汽車式起重機行業(yè)的進展打下了良好的基礎。國內汽車起重機進展趨勢 我國的汽車式起重機的生產企業(yè)要想在本領域生存與進展，需要做的情況還專門多，由于市場需求的增大，也要求生產企業(yè)不斷創(chuàng)新，在保證起重機性能的基礎上還要不斷開發(fā)出更大噸位的新產品，滿足市場的需求。只有如此才能從市場中獲得養(yǎng)分和活力使自己生存，在生存中進展，在進展中壯大。要緊的進展趨勢應該有以下幾點： （1） 擴大產品的品種。在企業(yè)內部應建立完善的產品研究和開發(fā)體系，使產品系列化，品種齊全，要形成大中小

22、完整系列，增多產品數量，使生產規(guī)模不斷的擴展。（2） 增大起重力矩。目前我國生產的汽車式起重機大多是50噸以下的中小噸位的起重機，大噸位生產的專門少，而，隨著社會的進展，對機動靈活的大型起重機械的需求越來越大，這差不多上汽車式起重機進展的養(yǎng)分，因此增大其中力矩迫在眉睫。（3） 增加起重機功能。隨著國民經濟的快速進展，用戶對汽車式起重機的使用上的要求越來越多，希望能夠一機多用，差不多不僅僅是在搬運重物時使用，而是滿足在不同環(huán)境和工種的使用，這些都為以后起重機的進展找清了方向。（4） 全力打造自己的品牌。目前中國的汽車起重機生產企業(yè)，缺少自己的專業(yè)研究人員和開發(fā)隊伍，而是去模仿不人生產的成品，沒有

23、進展方向和競爭力。以后經濟的全球化以及由此引發(fā)的一系列問題，使得競爭手段從傳統(tǒng)的產品，價格等層次轉嫁到品牌的競爭上來。因此各大汽車式生產企業(yè)應該 努力打造自己的品牌，從而使自己進展壯大。（5） 開創(chuàng)自我空間占據市場。我國的各大汽車式起重機生產企業(yè)要不斷創(chuàng)新，大膽進行運行急智的改革，面向市場，結構優(yōu)化，人員重組，引進設備，進行刻苦的技術研發(fā)，在不斷完善自我的前提下，占據市場。國外汽車起重機進展概況及進展趨勢 國外汽車起重機進展概況目前世界上約有百余家企業(yè)生產汽車起重機，但聞名的也就右十余家，如美國的格魯夫、德國的利勃海爾、徳馬克、日本加藤、多田野等。生產的汽車起重機品種有數百種，90年代以來，生

24、產，銷售各種噸位的起重機萬余臺。汽車起重機的市場要緊集中在東亞、北美和歐洲。東亞約占銷售量的40%，北美和歐洲各約占20%。國外汽車起重機進展的要緊特點能夠歸納為：多品種生產，標準化程度高和一機多用。就分布于三大市場的產品而言，以德國為主的歐洲市場，其產品要緊特點為：全地面起重機占主導地位，約占市場份額的80%。大噸位產品為主，利勃海爾公司占銷售額的70%80%式100噸以上的產品。技術先進，及時采納世界最新的技術成果。專用配套件多，這以為歐洲進展汽車起重機的得天獨厚的條件。 以日本為主的東亞市場和以美國為主的北美市場，其產品要緊特點有：越野汽車起重機占主導地位，約占70%80%，其次為輪式起

25、重機，全地面起重機所占比例較小。多系列生產，中大噸位居多。注重適應性和經濟性。在保證產品性能和功能的前提下，大量采納通用配套件，而不強調追趕新技術，故產品可靠性較好。 目前，世界汽車起重機的生產，從技術上講，德國利勃海爾公司略占優(yōu)勢，但從企業(yè)規(guī)模上講，美國格魯公司居世界首位。而生產量則是日本的多田野和藤加最多。市場總的趨勢式供大于求，面對激烈競爭，國外各大公司除了紛紛增加投資、擴大生產、提高自身的競爭能力外，還通過聯(lián)合或兼并來提高在國際市場的份額。如1984年，美國格魯夫公司收購了英國老牌企業(yè)科爾斯公司。1987年，德國克虜伯公司收購了格的瓦爾德公司，稱為當時德國最大的起重機公司，但該公司19

26、95年又被美國格魯夫公司收購。1990年，日本多田野兼并了德國法恩公司等。在起重機行業(yè)內，國外的大型汽車起重機的進展比我國迅速，在技術和運用上已相當成熟，目前國際市場對汽車起重機的需求在不斷增加，從而使國外各大汽車式起重機制企業(yè)在生產中更多的應用優(yōu)化設計，機械自動化和自動化設備，這對起重機行業(yè)的進展造成了專門大的阻礙。目前國外的起重機企業(yè)要緊是生產大噸位的起重機，而且有完善的設計體系，和一批先進的研發(fā)人員，不斷的進行創(chuàng)新和完善。國外的制造企業(yè)現(xiàn)在差不多達到規(guī)?；纳a，技術含量比較高，而且液壓技術和電子技術在汽車起重機的設計中也已廣泛的應用，專門多企業(yè)的品牌在用戶的心中差不多打上了堅實的烙印，

27、這也使的國外起重機的接著進展占有了更大的優(yōu)勢。國外汽車起重機進展趨勢 （1） 設計、制造的計算機化、自動化 近年來，隨著電子計算機的廣泛應用， 許多國外起重機制造商從應用起重機輔助設計系統(tǒng)（CAD），提高到應用計算機進行起重機的模塊設計。起重機采納模塊單元化設計，不僅是一種設計方法的改革，而且將阻礙整個起重機行業(yè)的技術、生產和治理水平，老產品的更新?lián)Q代，新產品的研制速度都將大大加快。對起重機的改進，只需更改幾個模塊；設計新的起重機只需新的不同模塊進行組合，提高了通用化程度，可使單件小批量的產品，改成相對批量的模塊生產，能使較少的模塊形式，組合成不同規(guī)格的起重機，滿足市場的需求，增強了競爭力。（

28、2） 起重機操縱元件的革新與應用 起重機的定位精度是對起重機的重要要求，多數采納轉角碼盤，齒輪鏈，激光頭與鋼板孔帶來保證，定位精度通常為3，高于1mm的精度需另加定位系統(tǒng)。在起重機起升速度和制動器方面的改進，則使用低速運行的起重機吊鉤精確定位，起重機的剎車系統(tǒng)也應用微處理進行操縱和監(jiān)視工作。 遙控系統(tǒng)用于汽車式起重機及其他移動式起重機械，這種系統(tǒng)包括在操縱者身上的操縱器，和安裝在起重機上的接收器 ，操縱器具有電磁輻射發(fā)生器，接收器與作用在起重機傳動裝置的操縱機械的轉換部分相連。遙控器的使用不僅節(jié)約人力，提高工作效率，而且使操作者的工作條件有所改善。 起重機的距離檢測防撞裝置，采納無線電信號型的

29、防撞裝置，防撞系統(tǒng)由三相系統(tǒng)組成，用來監(jiān)控起重機前端行使距離，一般首先發(fā)出信號警示，接著將大車車速減小到50%，最后切斷電機電源，將大車制動。（3） 新材料、新工藝的應用。 由于鋼鐵工業(yè)新技術的應用，剛才質量得以提高，在設計起重機主梁強度時，可使用較高的許用應力，而不需要較高的安全系數，以便減少起重機材料用量，從而降低設備的重量和價格，起重機配套的零部件的制造也得益于新材料的不斷產生，使得起重機向更輕，更好的方向進展。在機加工方面，大量采納少切削的周密鑄件，尤其是鋁合金鑄件見多，加工設備大量采納高精度，高效的加工中心，數控自動機床等，及保證了質量，又提高了勞動生產率，降低了成本，同時在機械線使

30、用機械代替人工操作如焊接機械手和配用機械手等。國外起重機的以后進展之路是走向專業(yè)化，標準化，和系列化，只有如此才能最快的制造和裝配出品種多樣化的產品solid works軟件的介紹美國Solid Works公司是一家專門從事開發(fā)三維機械設計軟件的高科技公司，公司宗旨是使每位設計工程師都能在自己的微機上使用功能強大的世界最新CAD/CAE/CAM/PDM系統(tǒng)，公司主導產品是世界領先水平的Solid Works軟件。90年代初，國際微機市場發(fā)生了全然性的變化，微機性能大幅提高，而價格一路下滑，微機卓越的性能足以運行三維CAD軟件。為了開發(fā)世界空白的基于微機平臺的三維CAD系統(tǒng)，1993年PTC公司

31、的技術副總裁與CV公司的副總裁成立SolidWorks公司，并于1995年成功推出了SolidWorks軟件，引起世界相關領域的一片贊美。在SolidWorks軟件的促動下，1998年開始，國內、外也陸續(xù)推出了相關軟件；原來運行在UNIX操作系統(tǒng)的工作站CAD軟件，也從1999年開始，將其程序移植到Windows操作系統(tǒng)中。由于SolidWorks出色的技術和市場表現(xiàn)，不僅成為CAD行業(yè)的一顆耀眼的明星，也成為華爾街青睞的對象。終于在1997年由法國達索公司以三億一千萬的高額市值將SolidWorks全資并購。公司原來的風險投資商和股東，以原來一千三百萬美元的風險投資，獲得了高額的回報，制造了

32、CAD行業(yè)的世界紀錄。并購后的SolidWorks以原來的品牌和治理技術隊伍接著獨立運作，成為CAD行業(yè)一家高素養(yǎng)的專業(yè)化公司。功能描述（1）、TopDown(自頂向下)的設計（2）、DownTop(自下向上)的設計（3）、配置治理（4）易用性及對傳統(tǒng)數據格式的支持（5）零部件鏡像（6）.裝配特征（7）工程圖（8）eDrawing（9）鈑金設計（10）3D草圖（11）.曲面設計（12）基于INTERNET的協(xié)同工作（13）動畫功能Animator本課題內容及重要意義課題內容：學習solid works軟件，能熟練應用軟件進行建模，并進行裝配。通過計算確定差不多參數，對各節(jié)臂的尺寸進行確定，對臂

33、的鉸點進行確定。主臂運動方案的確定，大臂采納形式，伸縮方式以及鋼絲繩繞線方式等。在solid works環(huán)境下進行機械結構設計，建立50噸汽車起重機的差不多臂的三維模型課題重要意義： 近年來，隨著社會的進展，社會生活中對起重機的需求越來越大，因此起重機的研發(fā)越來越緊迫，由于汽車式起重機轉場靈活，從而方便快捷，因此進幾年我國的汽車式起重機進展專門快。然而，與國外汽車式起重機相比，國外汽車式起重機技術得到了飛速進展，為了降低整機成本，提高性能，整機質量越來越小，在起重性能相同的情況下，自重約比十年前降低了左右，由于車輛自重的減小，使車輛采納盡可能少的軸數（尤其是大噸位起重機），如此，大大簡化了車輛

34、的結構，成本降低，同時提高了起重機的作業(yè)能力及使用經濟性，因此，同等噸位的銷售價較前十年有大幅下降，對中國國內市場造成了專門大沖擊，因此，對我國的汽車式起重機的生產者來講是一個嚴峻的考驗。差不多臂是起重機的最要緊的部件，它的優(yōu)劣直接關系到起重機的性能，因此加大對汽車式起重機的差不多臂結構設計的研究，努力創(chuàng)新和借鑒外國經驗是當務之急。50噸汽車式起重機的要緊技術參數和工作級不50噸汽車式起重機的要緊技術參數 起重機的技術參數表征起重機的作業(yè)能力，汽車式起重機的要緊技術參數包括起重量、起升高度、幅度、起重力矩等。這些參數表名起重機工作性能和技術經濟指標，它是設計起重機的技術依據，也是生產使用中選擇

35、起重機技術性能的依據。（1）起重量 起重機起吊重物的質量稱為起重量，通常以Q表示，單位為kg或t。起重機的起重參數通常是以額定起重量表示的。所謂額定起重量是指起重機在各種工況下安全作業(yè)所容許的起吊重物的最大質量的值，它是隨著幅度的加大而減小的。帶有吊鉤的起重機的額定起重量不包括吊鉤和滑輪組的自重。汽車式起重機的額定起重量隨著吊臂的方位（側方、后方、前方三個差不多作業(yè)方位）不同而有所變化。汽車式起重機的額定起重量還分支腿全伸、不用支腿吊臂行駛3種情況。起重機吊重行使時，起重臂必須前置。起重機不用支腿作業(yè)和吊重行使時的額定起重量決定于輪胎、車橋（或輪對轉向架）的承載能力。 如上所術，由于汽車式起重

36、機的各種工況比較復雜，考慮的因素較多，額定起重量不只一個時，通常稱額定起重量為最大起重量。此次設計的是50噸汽車式起重機的主臂，因此取起重量為Q=50t。（2）起升高度 起升高度是指從地面或軌道頂面至取物裝置最高起生位置的鉛垂距離（吊鉤取取鉤環(huán)中心），單位為米。假如取物裝置能下落到地面或軌面以下，從地面或軌面至取物裝置最低下放位置間的鉛垂距離稱為下放深度。現(xiàn)在總起升高度H為軌面以上的起升高度h2和 軌面以下的下放深度h3之和，H=h2+h3。 由于汽車式起重機的起升高度隨著臂架仰角和臂架長度變化，在各種臂長和不同臂架仰角時可得相應的起升高度曲線。汽車式起重機起升高度的選擇按作業(yè)要求而定。在確定

37、起升高度時，應考慮配屬的吊具、路基和汽車高度保證起重機能將最大高度的物品裝入車內。 汽車式起重機的最大起升高度的確定是依照起重機作業(yè)要求和起重機總體設計的合理性綜合考慮。參見起重機設計手冊汽車式起重機技術參數表，如表2.1所示，50噸汽車式起重機的差不多臂的范圍為11.09.0（米），最長主臂范圍為3224（米），及徐工生產的50噸汽車起重機的參考值，選擇起升高度為差不多臂作業(yè)9.854米，最長主臂作業(yè)32米。圖2.1所示為汽車表2.1 汽車式起重機和輪胎式起重機技術參數圖2.1汽車起重機起升高度圖（3）幅度旋轉臂架式起重機處于水平位置時，回轉中心線與取物裝置中心線垂直之間的水平距離稱為幅度（

38、R）。幅度的最小值Rmax和最大值Rmin依照作業(yè)要求而定。在臂架變幅平面內起重機機體的最外邊至取物中心鉛垂線之間的距離稱為有效幅度，有效幅度可為正值或副值。汽車式起重機有效幅度通常是指使用支腿工作，臂架位于側向最小幅度時，取物裝置中心鉛垂線至該側兩支腿中心連線的水平距離，它表示汽車式起重機在最小幅度時工作的可能性。汽車式起重機的幅度R如圖2.1所示。參見表2.1，此次汽車式起重機的幅度R=3m。（4）起重力矩起重力矩是臂架類起重機要緊技術數據之一，它等于額定起重量Q和其相對應的工作幅度R的乘積，即M=QR，起重力矩一般用tm為單位。參見表1，Q=50t，R=3m,此次設計的汽車式起重機的起重

39、力矩為M=QR=503=150tm。同時參見表1可知，差不多臂起重力矩為150 tm，最長主臂的起重力矩為85 tm。50噸汽車起重機的工作級不（1） 起重機利用等級 起重機在有效工作期間有一定總工作循環(huán)數，起重機作業(yè)的工作循環(huán)是從預備其吊物品開始到下一次其吊物品為止的過程。工作循環(huán)次數表征起重機的利用程度，是起重機分級的差不多參數之一。確定適當的使用壽命時要考慮經濟，技術和環(huán)境等因素，同時還要考慮設備老化的阻礙。 工作循環(huán)次數除了可依照經驗確定，還可依照下式進行計算： （2.1）式中 : Y起重機的使用壽命以年計算，與起重機的類型、用途、環(huán)境、技術、經濟因素有關。 由于本設計為50噸，參見起

40、重機設計手冊不同類型起重機使用壽命表，如表2.3所示，可知Y=13年。 B起重機一年中的工作天數，取B=300天。 H起重機每天工作小時數，取H=8小時。 T起重機一個工作循環(huán)的時刻，設定為T=300秒。依照以上計算所得出的數據，(次) 參見起重機設計手冊起重機利用等級表，如表2.2所示，能夠選擇起重機的利用等級為，起重機的 使用情況為 ，經常中等的使用。表2.2 起重機利用等級利用等級總的工作循環(huán)次數N起重機使用情況利用等級總的工作循環(huán)次數N起重機使用情況1.65經常中等的使用3.21不經常繁忙使用6.3不經常使用21.254繁忙的使用2.5經常清閑的使用4 表2.3 幾種不同類型的起重機的

41、使用等級起重機類型使用壽命（年）汽車起重機（通用汽車底盤）10輪胎起重機和汽車起重機（專用底盤）起重量（t）小于16111640124010013大于10015塔式起重機小于1010等于和大于1016橋式和門式起重機工作級不、30、25、20履帶起重機10門座和鐵路起重機25(2) 起重機的載荷狀態(tài)載荷狀態(tài)是起重機分級的另一個差不多參數，它表明起重機的要緊機構起升機構受載的輕重程度。載荷狀態(tài)與兩個因素有關：一個是實際起升載荷，與額定起升載荷之比，令一個是實際起升載荷的作用次數N1，與工作循環(huán)次數N之比。此次設計依照實際情況及汽車式起重機實際的使用情況，可依照表2.4選擇=0.125，即專門少吊

42、起額定載荷，一般起吊輕載荷。表2.4 起重機的載荷狀態(tài)及其名義載荷譜系數載荷狀態(tài)名義載荷譜系數講明輕0.125專門少起升額定載荷，一般起升輕微載荷中0.25有時起升額定載荷，一般起升中等載荷重0.5經常起升額定載荷，一般起升重載荷特重1.0頻繁的起升額定載荷(3) 起重機工作級不的確定劃分起重機的工作級不，示為了對起重機金屬結構和機構設計提供了合理的基礎，它能使起重機勝任它需要完成的工作任務，起重機的工作級不使依照起重機的利用等級和起重機的載荷狀態(tài)而確定，依照起重機設計手冊中，起重機工作級不的劃分，如表2.5所示，能夠確定，此汽車式起重機的工作級不為A4。表2.5 起重機工作級不的劃分載荷狀態(tài)

43、名義載荷譜系數利用等級輕0.125中0.25重0.5特重1.050噸汽車起重機主臂尺寸的確定主臂尺寸的的確定包含以下的的內容：一、 吊臂根部鉸點位置的確定，二、吊臂各節(jié)尺寸的確定，三、變幅液壓缸鉸點的確定，四、截面的選擇及截面尺寸的確定。由于此次設計的50噸汽車式起重機的起升高度為32米，參見表3.1，選擇吊臂的節(jié)數為5。表3.1 起重機吊臂節(jié)數最大起升高度H(m)1015161920293040吊臂節(jié)數K3233445吊臂跟部鉸點位置的確定吊臂根部鉸點的位置與吊臂長度，起升高度和幅度有關。設吊臂的工作長度為lw。即： （3.1）從而得出=10.8m。式中：H差不多臂的起升高度，H=9.854

44、mb吊頭距滑輪組的最短距離，b=1.5m。、 根部鉸點和頭部滑輪軸心離吊臂差不多截面軸心的距離，并帶有正負號，在中心線以下者為正，以上為負。由于此項數值較小，因此在計算時能夠不計。h根部鉸點離地距離，參見徐州重型的h值，取h=2.4吊臂仰角，其值小于最大仰角=80，即=0.7amax。即=56。吊臂根部離鉸點的距離e （3.2）得出吊臂根部離鉸點的距離e=1.73m。因此取距離e=1.73m吊臂根部鉸點離回轉平面的高度為=2.4-0.16-1.4=0.84m式中：為回轉支承裝置的高度，= 0.16m。 為起重機汽車底盤的高度，=1.4m。將最大起升高度H1帶入公式得出主吊臂最大長度。 （3.3

45、）式中：H1最長主臂作業(yè)長度，H1=32mb，h同上。吊臂各節(jié)尺寸的確定 主吊臂的最長長度是由差不多臂結構長度和外伸長度所組成。即 （3.4） 式中為各節(jié)伸縮臂的伸縮長度，在設計當中，伸縮長度往往取同一數值，即。則外伸長度， 為二，三，四，五節(jié)臂縮回后外漏部分的長度，在計算時取同一數值（a=0.20米）。若假設為臂頭滑輪中心離差不多臂端面的距離，則差不多臂結構長度加上即為差不多臂的工作長度。 =+=+而=+=（K-1）將上式帶入式（3.4）可得=-（K-1）+（K-1） =+（K-1）+（K-1）=+（K-1） （3.5）即 37.5=10.8+（5-1）從中能夠得出=6.675（m）。式中：

46、K-為吊臂的節(jié)數。 從而得出外伸長度為=6.855（m）。 在第i節(jié)臂退回后，除外露部分長度a外，在前節(jié)（i-1）節(jié)臂中的長度加上伸出后仍在前節(jié)臂中的那部分搭接長度，第i節(jié)臂插在前節(jié)臂內的長度為（+），假設第i節(jié)臂的結構長度為，則=+a =+ （3.6） 搭接長度應該短些，以減輕吊臂重量。然而，太短將搭接部分反力增大了，引起搭接部分吊臂的蓋板或側板局部失穩(wěn)，同時，也是吊臂的間隙變形增大。因此，搭接部分要依照實際經驗和優(yōu)化設計而定，一般為伸縮臂外伸長度的1/41/5。 各節(jié)伸縮臂插入前一節(jié)都留有一段距離c，這是結構上的需要，在此距離內要設置伸縮油缸的鉸支座和其它的結構構件，其大小視情況而定，在此

47、次設計中選擇c=0.55 因此前后兩節(jié)臂由如此的關系，=+c-a （3.7）從式3-6可知，=+a =+a 將上述兩式代入式（3.7），可得。+a=+c已知，=，=，從上式可知，后一節(jié)的搭接長度，臂前一節(jié)的搭接長度小一些，因為一般情況下結構空間c臂外露空間a大一些，得出 =+（c-a） （3.8） 此次設計共有5節(jié)臂，其最后一節(jié)的搭接長度為使其等于1/5的外伸長度，現(xiàn)在和差不多得出，則依照式（3.7），吊臂的各節(jié)搭接長度和結構長度分不為，=0.22=0.226.875=1.512（m） =1.22=1.226.875=8.388（m）=0.22+（c-a）=1.862（m） =1.22+（c-

48、a）=8.738（m）=0.22+2（c-a）=2.212（m） =1.22+2（c-a）=9.088（m）=0.22+3（c-a）=2.562（m） =1.22+3（c-a）=9.438（m）=0.22+4（c-a）=2.912（m） =1.22+4（c-a）=9.798（m）各節(jié)臂長度尺寸的驗算 計算的差不多臂工作長度必須滿足下面的式子，所計算的各節(jié)臂的長度值才能滿足需要， =+（K-1）1.2+（K-1）c=1.2（+）+（K-1）c （3.9）式中： =9.798+0.2（5-1）=10.598（m） 1.2（+）+（K-1）c=1.2（6.675+0.2）+（5-1）0.55=10.

49、45（m） 即式（3.9）成立，所計算各節(jié)臂的長度滿足要求。上述為所計算出的各節(jié)臂的長度尺寸，參考徐州重型50噸汽車起重機設計各節(jié)臂尺寸的確定，最終確定長度為:=9.875（m）、=9.455（m）、 =9.055（m）、 =8.780（m）、 =8.360（m）。變幅液壓缸鉸點的確定 變幅液壓缸的焦點如圖3.1所示，變幅液壓缸根部鉸點（）的位置，一般使其落在回轉支撐裝置的滾道上，從而改變了平臺的受力情況。采納雙作用液壓缸，其鉸點離回轉中心的距離f取決于雙缸間的距離B,可通過下式算得： （3.10）由于回轉支撐裝置D和吊臂寬度B都與起重能力有關，一般取D=(2.12.4)B。則從式3-10得出

50、， m式中：D-起重機底盤直徑，D=2m。從而能夠得出鉸點差不多確定。圖3.1主臂鉸點確定圖圖3.1主臂鉸點確定圖鉸點在求得和差不多確定即=0.84m，e=1.73m，因此認定鉸點差不多確定。因為鉸點離滾道面的距離式構造所定，一般取=0.18m。在圖3.1中能夠看出，只有在差不多臂上固定的鉸點尚未確定。鉸點的取得要滿足下述條件，在變幅缸縮回時， 吊臂位在行駛狀態(tài)，變幅液壓缸長度為最短長度；而當全伸時吊臂位在最大仰角狀態(tài)，液壓缸長度達到最大長度。連接吊臂鉸點（），變幅缸鉸點（）和（），形成或。在中，在中，.面角是與水平線的夾角，它可由下式求得： （3.11） 式中：=0.84m，=0.18m，=

51、1.73m，=0.9m。從而能夠得出：=14.087。 在和確定后，用三角公式求得的位置，在中，其邊角關系為： 在中， 已知，=（1.61.7），并帶入上述2式并消去、，可得的二次方程式， （3.12）式中：=2.71m，=80，=14.087。 的值是依照實際的情況而定，在設計中，大體是所設計的鉸點應位于差不多臂工作長度的中點處，由利于起重機的受力分布，使支點能夠達到最大的作用效果。將上述值帶入式(3.12)得出：=0時，=7.23或1.01， =50時，=4.24或1.73， =40時，=5.59或1.32， 在=40時，比較接近中點值，因此鉸點位置確定為：=40時，=5.59或1.32，

52、在=5.59時，根部鉸點的位置落在前方軌道上，=1.32時，根部鉸點落在后方軌道上。 依照上述計算，汽車起重機鉸點的位置差不多確定。吊臂截面的選擇及截面尺寸確定伸縮吊臂的截面形狀由專門多種，要緊包括：矩形、正梯形、倒梯形、六邊形、槽形、角鋼組合式等。其在總體設計中，高度比一般在1.31.8范圍內，側板一般選用薄鋼板，厚度在3.210范圍內，側板薄一些對減輕吊臂重量極為有效，但必須考慮其局部失穩(wěn)的問題，有的在鋼板上格一段距離扎一條橫向筋，或者在側板受壓區(qū)設置縱向筋，以增加其抗屈曲能力。有的為了減輕重量也可在側板上開大孔，并卷邊加強。下地板一般做的臂上底板后些，一方面能夠使截面中性軸下移，從而減少

53、下底板上的壓縮應力，一方面滿足下底板局部應力的需要，為了減輕自重，吊臂應盡量做成等強度式梁。整個箱形吊臂也可做成頭稍細，根稍粗的棱錐體狀，但大多采納貼加強板的方法來改變截面的面積特性，在局部高應力處采納局部加強板局部加強。矩形的箱形截面的最危險處為四角焊縫處，該處應力最大，也是最容易產生應力集中的地點，為了改善應力狀況最號選用其它形式。梯形截面的橫向抗彎剛度和抗扭剛度比矩形好，正梯形側板的上半部拉應力較大，提高了側板的穩(wěn)定系數：倒梯形的下底板載，能夠幸免下地板的局部失穩(wěn)。吊臂下截面做成圓形或其它折線狀（即槽形和六邊形），差不多上為了提高下底板的抗局部失穩(wěn)的能力，和減小側板的計算寬度，如此一來能

54、夠采納更薄的鋼板，而充分利用鋼板的強度，特不在采納高強度鋼材時。因為高強度鋼板的抗局部失穩(wěn)的能力并不比一般鋼板的能力號，因此，改變局部失穩(wěn)在此顯得更為重要。角鋼組合式截面正像桁架臂炫桿那樣，將材料集中在四各受力最大的角上，同時將焊縫移至中部，大大改善了應力集中現(xiàn)象，該截面工藝復雜，制造成本高。在通過研究計算結果和實際生產表明，吊臂截面上半部分采納矩形，下半部分采納外凸折板形（即槽形）最好。以相同起重能力為條件，以矩形截面為比較標準，將其它截面的截面面積的下降百分比數（即耗鋼量）列于表3.6中表3.6 各種截面形狀的比較表正梯形倒梯形六邊形角鋼組合式槽形20%5%25%24%35%圖3.3 各節(jié)

55、臂截面尺寸的確定通過上述所述，選擇所設計的截面形狀為槽形。槽形截面幸免了滑塊支撐在蓋板上或側板正下方時，將產生附加局部彎曲或局部壓縮，對板的穩(wěn)定不利。同時在槽形截面中，滑塊的布置能使伸縮臂在滑塊上自動對中，減少了回轉切向平面內的側向間隙饒度，這能夠大大改善吊臂的受力情況。參見徐工50噸汽車起重機主臂設計尺寸，確定差不多臂尺寸為780圖3.3 各節(jié)臂截面尺寸的確定主臂伸縮機構的設計計算臂架伸縮機構的驅動形式主臂的伸縮機構專門多，能夠從兩種角度進行分類，即按驅動形式的不同，以及各節(jié)臂間的伸縮次序關系不同進行分類。按驅動形式的不同，可分為液壓、液壓機械和人力三種。采納液壓驅動時，執(zhí)行元件選用液壓油缸

56、，利用缸體和活塞桿的相對運動推動，推動下節(jié)臂的伸縮，在設計三節(jié)臂伸縮機構時，為了減輕重量，還能夠利用吊臂之間的伸縮比例，采納鋼絲繩和滑輪組實現(xiàn)第三節(jié)臂的伸縮，以實現(xiàn)第三節(jié)臂的伸縮，這就形成了液壓機械驅動。在某些情況下能夠取消伸縮機構，代之采納人力驅動，或采納推桿和繩索的器件，而輔之以人工安裝插銷等方法伸縮吊臂，這就形成了人力驅動。這幾種方法往往在小于等于三節(jié)臂的情況下使用。 關于擁有三節(jié)或三節(jié)以上的吊臂來講，各節(jié)臂的伸縮方式能夠由不同的選擇，然而，大致能夠分為三類。（1）順序伸縮：指吊臂在伸縮過程中，各節(jié)伸縮臂必須按一定先后順序，完成伸縮動作。（2）同步伸縮：指吊臂在伸縮過程中，各節(jié)伸縮臂同時

57、以相同的形成比例進行伸縮。（3）獨立伸縮：指吊臂在伸縮過程中，各節(jié)臂均能獨立進行伸縮。顯然，獨立伸縮機構，同樣也能夠完成順序伸縮或同步伸縮的動作。在現(xiàn)實中，三節(jié)伸縮臂或三節(jié)以上的伸縮機構，往往式上述幾種伸縮機構的中和，而專門少單獨采納某一種伸縮機構。在三節(jié)伸縮臂時，差不多上采納一個液壓缸加一個滑輪組的同步伸縮機構。超過三節(jié)臂時，常用兩個液壓缸加一個滑輪組的伸縮機構，或采納三各液壓缸的伸縮機構，五節(jié)臂時為兩個液壓缸加兩個滑輪組，或最后一節(jié)的伸縮可用手動的或簡單的插銷式伸縮機構。本次設計的五節(jié)臂伸縮，采納后種方法過于落后，顧采納第一種方法。即，用兩個液壓缸加兩個滑輪組的伸縮方式。圖4.1為50噸汽

58、車起重機主臂設計的兩個液壓缸和兩套鋼絲繩系統(tǒng)組成的同步伸縮機構，圖中液壓缸3的活塞桿與差不多臂由銷軸1相接，液壓缸3的缸體與二節(jié)臂通過銷軸2相接，液壓缸伸出時，直接帶動二節(jié)臂及其余的臂同時伸出，那個時候完成第一次的伸出動作。圖中液壓缸14的活塞桿與二節(jié)臂由銷軸11相接，液壓缸14的缸體與三節(jié)臂由銷軸13相接；鋼絲繩13一端通過銷軸11與二節(jié)臂相接，繞過伸繩滑輪17，另一端通過銷軸16與四節(jié)臂相接；鋼絲繩18一端通過銷軸14與三節(jié)臂相接，繞過伸繩滑輪20，另一端與五節(jié)臂相接。液壓缸2在伸出的過程中，直接帶動三節(jié)臂向前運動，這時由于鋼絲繩13的長度是不變的，導致鋼絲繩13一端變長，另一端也得隨之運

59、動，顧通過滑輪17帶動四節(jié)臂向前運動；四節(jié)臂在向前運動的時候，由于鋼絲繩18的長度是不變的，導致三節(jié)臂也五節(jié)臂之間的距離增大，顧通過伸繩滑輪20，鋼絲繩帶動五節(jié)臂向前運動。上述過程綜合在一起是一個聯(lián)動的過程，彼此相連，同時運動，從而達到了同步伸縮的目的?？s回的過程是通過，回繩滑輪3、7，鋼絲繩5、9的帶動實現(xiàn)的，其過程與吊臂伸繩的過程完全相同。圖4.1 50噸汽車起重機伸縮機構設計圖4.1 50噸汽車起重機伸縮機構設計臂架伸縮液壓缸的計算及選擇缸筒內徑計算主臂液壓缸定為2節(jié)，尺寸形狀可按如下進行設計計算，當主臂仰角為56時，工作幅度為3米時，主臂吊最大載荷Q=50T,現(xiàn)在伸縮缸承受最大壓力T

60、（4.1） 伸縮缸在工作時能夠達到的工作壓力按30MPa計算，依照公式如下 (4.2)式中:D液壓缸的內徑 F最大載荷 P工作壓力可得出，D=159mm,參見表4.1，取D=表4-1 缸桶內徑選擇表810121620253240506380100125160200250320400活塞桿直徑 （1）計算活塞桿直徑d一般按液壓缸往復運動速度比計算，公式如下： （4.3） 式中：D液壓缸直徑 -往復運動速度比，參見表4.2，選擇=2。 可得出：d=113mm；參見表4.3，選擇d=表4.2 速度比選擇壓力MPa1012.52020速度比1.331.462表4.3 活塞桿直徑尺寸系列45681012