汽車起重機設計畢業(yè)論文

摘要隨著經濟建設的迅速發(fā)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OLIDWORK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AbstractWiththerapiddevelopmentofeconomicconstruction,China'sinfrastructureisgraduallyincreasetheintensity,roadtraffic,airports,ports,waterconservancyandhydropower,municipalconstructionofinfrastructuresuchasthescaleofconstructionisalsogrowing,cranetruckcranemarketdemandwiththeincrease.BasedontheXuGong50tonsoftruckcraneboomstudy,furtherboomdesign,bycalculatingthemainarmofthethreehinges,themainarmlength,andthelengthofeacharm,hydrauliccylindersizeidentify,selectPartsandcomponents,identifythemaintelescopicarmandtheboominthewayofwindingropemethod,SOLIDWORKSsoftwareonthemainarmforthree-dimensionalmodeling.Keywords:50-tontruckcrane，theboomdesign，thethreehingepoints，stretching，three-dimensionalmodeling目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"摘要 I\o"CurrentDocument"ABSTRATE I.I.\o"CurrentDocument"1緒論 1.起重機械的工作特點及其在國民經濟中的作 用 1 國內汽車起重機的發(fā)展概況和發(fā)展趨 勢 2 國內汽車起重機的發(fā)展概.況 2 國內汽車起重機發(fā)展趨.勢 3 國外汽車起重機發(fā)展概況及發(fā)展趨...勢 4 國外汽車起重機發(fā)展概.況 4 國外汽車起重機發(fā)展趨.勢 5 TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"SOLIDWORK軟件的介紹 6…本課題內容及重要意義 7 \o"CurrentDocument"250噸汽車式起重機的主要技術參數和工作級.別 8.50噸汽車式起重機的主要技術參...數 8 50噸汽車起重機的工作級.別 1...0 \o"CurrentDocument"3 50噸汽車起重機主臂尺寸確實定 1.3..吊臂跟部鉸點位置確實.定 1..3 吊臂各節(jié)尺寸確實定 1..4 變幅液壓缸鉸點確實定 1..5 吊臂截面的選擇及截面尺寸確..定 1..7 4 主臂伸縮機構的設計計算 1.9..臂架伸縮機構的驅動形.式 1..9 臂架伸縮液壓缸的計算及選..擇 2..0 缸筒內徑計算 2...0 活塞桿直徑 2..1 缸筒壁厚及外徑計算 2..3 5 零部件的選擇 24...鋼絲繩的計算和選擇 2..4 鋼絲繩結構形式的選用 2..4 起升用鋼絲繩直徑的計.算 2...4 主臂伸縮用鋼絲繩的計算選..用 2..5 滑輪及滑輪組的選擇 2..5 構造和材料的選用 2..5 起升用滑輪尺寸確實定及選..用 2..6 滑輪組的選擇 2...7 6 主臂的三維建模及裝配 2.8..基本臂的建模 2..9..基本臂臂箍的建模 2..9..理繩器的建模 3...2..變幅缸支撐座建模 3..4..基本臂的總裝配 3..6...主臂建?？傃b配 3...7..TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"結論 4.2\o"CurrentDocument"致謝 4.3\o"CurrentDocument"參考文獻 4.4\o"CurrentDocument"附錄A 4.\o"CurrentDocument"附錄B 5.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式用來對物料進行起重、運輸、裝卸和安裝作業(yè)的機械。它可以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，特別式現(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發(fā)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，其中不少組合件的吊裝和搬運重量到達幾百噸。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。通常采用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，無論式裝載設備器材，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，而且地理條件特殊，施工季節(jié)性強，工程本身又很復雜，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，在水電工程中還采用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，起重機在未來的國家建設當中，還將起到更大的作用。國內汽車起重機的發(fā)展概況和發(fā)展趨勢1.2.1國內汽車起重機的發(fā)展概況中國的汽車式起重機誕生于上世紀1的0年代，經過了近30年的發(fā)展，期間有過3次主要的技術改良，分別為70年代引進蘇聯(lián)的技術8，0年代引進日本的技術9，0年代引進德國的技術。但是總體來說，中國的汽車式起重機產業(yè)始終走著自主創(chuàng)新的道路，有著自己清晰的發(fā)展脈絡，尤其是進幾年，中國的汽車式起重機產業(yè)取得了長足的發(fā)展，雖然與國外相比還有一定的差距，但是這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已經完好，能夠滿足現(xiàn)實生產的要求。在不久的將來，我國的汽車式起重機行業(yè)一定會發(fā)展成為一個發(fā)展穩(wěn)定，市場化程度高的成熟產業(yè)。許多專家認為，高速發(fā)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，基本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)在到達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。中國汽車式起重機已經大量使用C可編程集成控制技術，帶有總線接口的液壓閥塊，液壓馬達，油泵等控制和執(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)控制性能的調整，大幅度簡化控制系統(tǒng)，減少液壓元件，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，具備了實現(xiàn)故障自動診斷，遠程控制的能力。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控制，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，并到達各種工況的程度控制和自動伸縮，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發(fā)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提高，也得到了國際擁護的高度肯定，由于產品使用標準，用戶的專業(yè)素質較高，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)的發(fā)展打下了良好的基礎。1.2.2國內汽車起重機發(fā)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發(fā)需展要，做的事情還很多由，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。只有這樣才能從市場中獲得養(yǎng)分和活力使自己生存，在生存中發(fā)展，在發(fā)展中壯大。主要的發(fā)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，要形成大中小完整系列，增多產品數量，使生產規(guī)模不斷的擴展?！?〕增大起重力矩。目前我國生產的汽車式起重機大多5是0噸以下的中小噸位的起重機大，噸位生產的很少而，，隨著社會的發(fā)展，對機動靈活的大型起重機械的需求越來越這大都，是汽車式起重機發(fā)展的養(yǎng)分，所以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發(fā)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，已經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，這些都為未來起重機的發(fā)展找清了方向?！?〕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，而是去模仿別人生產的成品，沒有發(fā)展方向和競爭力。未來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所。以各大汽車式生產企業(yè)應該努力打造自己的品牌，從而使自己發(fā)展壯大?！?〕開創(chuàng)自我空間占領市場。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，占領市場。國外汽車起重機發(fā)展概況及發(fā)展趨勢1.3.1國外汽車起重機發(fā)展概況目前世界上約有百余家企業(yè)生產汽車起重機，但著名的也就右十余家，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，生產，銷售各種噸位的起重機萬余臺。汽車起重機的市場主要集中在東亞、北美和歐洲。東亞約占銷售40量%，的北美和歐洲各約占20%。國外汽車起重機發(fā)展的主要特點可以歸納為：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，其產品主要特點為：全地面起重機占主導地位，約占市場份額80的%。大噸位產品為主，利勃海爾公司占銷售額的齊80%式100噸以上的產品。技術先進，及時采用世界最新的技術成果。專用配套件多，這以為歐洲發(fā)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，其產品主要特點有：越野汽車起重機占主導地位，約占%^80%,其次為輪式起重機，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，大量采用通用配套件，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1995年又被美國格魯夫公司收購1。990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發(fā)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)的發(fā)展造成了很大的影響。目前國外的起重機企業(yè)主要是生產大噸位的起重而機且，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)在已經到達規(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，很多企業(yè)的品牌在用戶的心中已經打上了堅實的烙印，這也使的國外起重機的繼續(xù)發(fā)展占有了更大的優(yōu)勢。1.3.2國外汽車起重機發(fā)展趨勢〔1〕設計、制造的電腦化、自動化近年來，隨著電子電腦的廣泛應用許，多國外起重機制造商從應用起重機輔助設計系統(tǒng)〔CAD〕提高到應用電腦進行起重機的模塊設計。起重機采用模塊單元化設計，不僅是一種設計方法的改革，而且將影響整個起重機行業(yè)的技術、生產和管理水平，老產品的更新?lián)Q代，新產品的研制速度都將大大加快。對起重機的改良，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?！?〕起重機控制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，多數采用轉角碼盤，齒輪鏈，激光頭與鋼板孔帶來保證，定位精度通常為±皿，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良，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)也應用微處理進行控制和監(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這械種，系統(tǒng)包括在控制者身上的控制器，和安裝在起重機上的接收器，控制器具有電磁輻射發(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)省人力，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，采用無線電信號型的防撞裝置，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50%小，到最后切斷電機電源，將大車制動?！?〕新材料、新工藝的應用。由于鋼鐵工業(yè)新技術的應用，剛剛質量得以提高，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，更好的方向發(fā)展。在機加工方面，大量采用少切削的精密鑄件，尤其是鋁合金鑄件見多，加工設備大量采用高精度，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。國外起重機的未來發(fā)展之路是走向專業(yè)化，標準化，和系列化，只有這樣才能最快的制造和裝配出品種多樣化的產品1.4solidworkS欠件的介紹美國SolidWorks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AD/CAE/CAM/PD系統(tǒng)，公司主導產品是世界領先水平的OlidWork軟件。90年代初，國際微機市場發(fā)生了根本性的變化，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AD軟件。為了開發(fā)世界空白的基于微機平臺的三維系統(tǒng)，1993年PTC公司的技術副總裁與V公司的副總裁成立SolidWorks公司，并于1995年成功推出了SolidWork軟件，弓I起世界相關領域的一片贊嘆。在idWorks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X操作系統(tǒng)的工作站AD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SAD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idWork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，創(chuàng)造了CAD行業(yè)的世界紀錄并購后的SolidWorks以原來的品牌和管理技術隊伍繼續(xù)獨立運成為CAD行業(yè)一家高素質的專業(yè)化公司。功能描述⑴、TopDown（自頂向下的設計〔2〕、DownTop（自下向上）的設計〔3、、配置管理〔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INTERNE啲協(xié)同工作仃3〕動畫功能—imator1.5本課題內容及重要意義課題內容：學習solidwork軟件，能熟練應用軟件進行建模，并進行裝配。通過計算確定基本參數，對各節(jié)臂的尺寸進行確定，對臂的鉸點進行確定。主臂運動方案確實定，大臂采用形式，伸縮方式以及鋼絲繩繞線方式等。在solidworks環(huán)境下進行機械結構設計，建立噸汽車起重機的基本臂的三維模型課題重要意義：近年來，隨著社會的發(fā)展，社會生活中對起重機的需求越來越大，所以起重機的研發(fā)越來越緊迫，由于汽車式起重機轉場靈活，從而方便快捷，所以進幾年我國的汽車式起重機發(fā)展很快。但是，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發(fā)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20%左右，由于車輛自重的減小，使車輛采用盡可能少的軸數〔尤其是大噸位起重機〕，這樣，大大簡化了車輛的結構，成本降低，同時提高了起重機的作業(yè)能力及使用經濟性，所以，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很大沖擊，因此，對我國的汽車式起重機的生產者來說是一個嚴峻的考驗?；颈凼瞧鹬貦C的最主要的部件，它的優(yōu)劣直接關系到起重機的性能，所以加大對汽車式起重機的基本臂結構設計的研究，努力創(chuàng)新和借鑒外國經驗是當務之急。50噸汽車式起重機的主要技術參數和工作級別50噸汽車式起重機的主要技術參數起重機的技術參數表征起重機的作業(yè)能力，汽車式起重機的主要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起重機技術性能的依據?！?〕起重量起重機起吊重物的質量稱為起重量，通喪表示，單位為tg或to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、前方三個基本作業(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、不用支腿吊臂種駛況。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橋、或輪對轉向架〕的承載能力。如上所術，由于汽車式起重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。次設計的是）0噸汽車式起重機的主臂所以取起重量為Q=50to〔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。如果取物裝置能下落到地面或軌面以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。此時總起升高度軌面以上的起升高度2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在變各化種，臂長和不同臂架仰角時可得相應的起升高度曲線。車式起重機起升高度的選擇按作業(yè)要求而定確定起升高度時，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確實定是根據起重機作業(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，如表所示，，/最米主臂范圍為32/24最米〕，及徐工生產的0噸汽車起重機的參考值，選擇起升高度為基本臂作業(yè)米，最

長主臂作業(yè)32米。圖2.1所示為汽車起重機起升高度圖。〔3〕幅度汽車式起重機和輪胎式起重機技術參數宦取出捫妲t石十F》幣肌頃it金5：Kt>⑴-璋卓晉曲K王誓0(Tn)3乩15.C5.5JO■l.5/(51.015-010.5&711s.0/L-37；_—■—-盡對B<S.Q>1訊0純0l￡QT,S代.Ji!3/9.013b5/15iraj]*gU.31/S-0IDtvDJ:L030-022.0M.O/S.0IV10js.a/17t.0/]-FfiIS/1&i2<<i)a,aM(1乩3他5urnip,o/M孤IE/L.E」a/ii.7iOL?.V)X41.0站N9.0/7.D22/17洙0/23—2一詼/>"08it.I/U.aE)3.0轉*3Q.Q9.5/7,?sa/i43細G/3&2.gJ22..m*-0S&C7-叮3.li75,04出0乳5jrfL021/2031L(V陰監(jiān)5/監(jiān)辟曲7Z2JbR3-3(4ft}Sfi.O￡0-Did.o/i..o2E/34跖tk/932,74/2.7AJ/Hr740<l1k9)2.0120.075,t；:】一啊.9坤畑4乩0/403.fl/3.03S/2J5U(1：,?)X?E50.n斷011,0/9-?12/24?佔.1-19/>-I-34, 7A95-0IL !8軒SBW'-[)/553m鵡1胡.?/3J-i畛機刼.fr)&024t>.0叭0O-0；IL』38/?73,J.33/3.434D/37.7Jco3l03UDl0IIS.012.E40眥0/3.61/4^!/125 .3.0朋乩0 fiza,o13.0■12idola/3.75/4扎1/2肛臉1— R 汽車起重機起升高度圖

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R〕。幅度的最小值Rmax和最大值Rmin根據作業(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女口圖2.1所示。參見表.1,此次汽車式起重機的幅度=3m〔4〕起重力矩起重力矩是臂架類起重機主要技術數據之一，它等于額定起重I其相對應的工作幅度的乘積，艮IM二QXR,起重力矩一般用?m為單位。參見表，Q=50t,R=3m,此次設計的汽車式起重機的起重力矩為二QXR=50X3=150t?m。同時參見表可知，基本臂起重力矩150t?m,最長主臂的起重力矩為5t?m。50噸汽車起重機的工作級別〔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)是從準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，是起重機分級的基本參數之一。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影響。工作循環(huán)次數除了可根據經驗確定，還可根據下式進行計算：Q=3600€Y€Q=3600€Y€B€H3600€13（年）€300（天）x8（小時）300（秒）=3.74x105（次）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《起重機設計手冊》不同類型起重機使用壽命表，如表3所示，可知Y=13年。—起重機一年中的工作天數，B=300天?！鹬貦C每天工作小時數，取8小時?！鹬貦C一個工作循環(huán)的時間，設定為00秒。根據以上計算所得出的數據Q=3.74x105（次）參見《起重機設計手冊起重機利用等級表如表2.2所示，可以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。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U0€104U55€105經常中等的使用U1€104U61€105不經常繁忙使用U2€104不經常使用U72x105U3€105U84€105繁忙的使用U 4 1€105經常清閑的使用U 9 14x105表2.3幾種不同類型的起重機的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E機〔專用底盤〕或起重量〔t〕小于161116^4012>40?10013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別A、A12301 2-A、A、A3 4 525A、A6720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基本參數，它說明起重機的主要機構—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Q之比，令一1max個是實際起升載趁的作用次數N1，與工作循環(huán)次數之比。1此次設計根據實際情況及汽車式起重機實際的使用情可根據表2.4選擇K=0.125即Q很少吊起額定載荷，一般起吊輕載荷。表24起重機的載荷狀態(tài)及其名義載荷譜系數攵

載荷狀態(tài)名義載荷譜系數說明Q輕1很少起升額定載荷，般起升輕微載;Q中2有時起升額定載荷，一般起升中等載;Q—重3經常起升額定載荷，一般起升重載荷Q—特重 d 頻繁的起升額定載何(3)起重機工作級別確實定劃分起重機的工作級別，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，起重機的工作級別使根據起重機的利用等級和起重機的載荷狀態(tài)而確定，根據《起重機設計手冊》中，起重機工作級別的劃分，2.如5所表示，可以確定，此汽車式起重機的工作級別為。起重機工作級別的劃分載荷狀態(tài)名義載荷譜系%利用等級U0U1U2U3U4U5U6U7U8U9Q—輕1AiA2A3A4A5A6A7A8Q—中2AiA2A3A4A5A6A7A8Q—重3AiA2A3A4A5A6A7A8Q—特重4A2A3A4A5A6A7A850噸汽車起重機主臂尺寸確實定主臂尺寸的確實定包含以下的的內容一：、吊臂根部鉸點位置確實定二，、吊臂各節(jié)尺寸確實定三、變幅液壓缸鉸點確實定，四、截面的選擇及截面尺寸確實定。由于此次5設0噸計汽的車式起重機的起升高度為32米，選擇吊臂的節(jié)數為5。起重機吊臂節(jié)數最大起升咼度(m)10—1516—1920—2930—40吊臂節(jié)數＜32—33—44—5吊臂跟部鉸點位置確實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7 (H?b)7 (H?b)-h(e-e)sin,l= 0 1 w cos,(9.854?1.5)-2.4sin56。二10.8€m)3.1〕從而得出二m。0式中：H—基本臂的起升高度H=m。b—吊頭距滑輪組的最短距離,e、e—根部鉸點和頭部滑輪軸心離吊臂基本截面軸心的距離，并帶有正負號，在中01心線以下者為正，以上為負。由于-e)cos,此項數值較小，所以在計算時可以01不計。h—根部鉸點離地距離，參見徐州重型值，取h=2.4n。,一吊臂仰角，其值小于最大仰角=80°，即0'二amax。即,'=56°。max吊臂根部離鉸點的距離e二/cos,'-R-(e-e)sin,'二10.8xcos56-3二1.73(m) 〔3.2〕0 min0 1得出吊臂根部離鉸點的距離。所以取距離^m。吊臂根部鉸點離回轉平面的高度為0h=h-h-h=2?4—0?16—1?4二021式中：h 為回轉支承裝置的高度h=。22h——為起重機汽車底盤的高度h=。將最大起升高度1帶入公式得出主吊臂最大長度。3.3〕, (H?b)-h(e-e)sin, (32+T.5)-2.4”「3.3〕/ = 0 1 = =37.5max cos, sin56°式中：H1—最長主臂作業(yè)長度H1=32n。a,5，b,h同上。吊臂各節(jié)尺寸確實定TOC\o"1-5"\h\z主吊臂的最長長度是由基本臂結構長度和外伸長度所組成。max i\o"CurrentDocument"即l二/o+/+/+/+/二/o+(/'+a)+(/'+a)+(/'+a)+(/'+a) 〔3.4〕max123451 22 33 4 4 5 5式中l(wèi)'、l'、、l'、l'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，2 3 4 5即l'。則外伸長度二l-1二l'+a,a、a、a、a為二，三，四，五節(jié)臂縮回后外漏部分2 3 2 3 4 5的長度，在計算時取同一數值L咪〕。假設假設a為臂頭滑輪中心離基本臂端面的距則基本臂結構長度加上即為基本臂的工oo作長度。l=lo+a=l+ao1o1o而a=a+a+a+a=〔K—1。ao2345將上式帶入式〔3.4〕可得l=l-〔K-1〕a+〔K-1〕lmaxo=lo+〔K-1〕l'+〔K-1〕a=l+〔K-1〕l' 〔3.5〕1o即 37.5=10.8〔+5-1〕l'從中可以得出=6.675〔m〕。式中：K-為吊臂的節(jié)數。從而得出外伸長度為l-1=l'+a=5〔m〕。23在第i節(jié)臂退回后，除外露部分長度外，在前節(jié)i-1〕節(jié)臂中的長度加上伸出后仍在前i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'+1”〕，假設第i節(jié)臂的結構長iii度為lo，則ilo=l'+l''+a=l+l'' 〔3.6。iiiii搭接長度應該短些，以減輕吊臂重量。但是，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，搭接部分要根據實際經驗和優(yōu)化設計而定，一般為伸縮臂外伸長度1/的4—1/5。各節(jié)伸縮臂插入前一節(jié)都留有一段距離這是結構上的需要，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，在此次設計中選擇因此前后兩節(jié)臂由這樣的關系0=l0+c-a 〔3.7〕ii€1從式3-6可知，l0=l'+l''+aiiil0=l'+l"+ai€1i€1i€1將上述兩式代入式〔3.7〕，可得。l'+l''+a=l'+l"+cii i€1i€1已知，l'=l'=/'，l=l=l，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,ii€1 ii€1因為一般情況下結構空間臂外露空間a大一些，得出l''=l"+〔c-a〕 〔3.8〕ii€1此次設計共有5節(jié)臂，其最后一節(jié)的搭接長度為吏其等于1/5的外伸長度現(xiàn)在l和l已5max0經得出，則根據式〔3.7〕，吊臂的各節(jié)搭接長度和結構長度分別為，-212X〔m〕 lo22X55l02l+〔c-a〕〔m〕4l02l+〔c-a〕〔m〕4l0=1.22l+2X〔c-a〕〔m〕3l0=1.22l+3X〔c-a〕〔m〕2l0=1.22l+4X〔c-a〕〔m〕14l"2l+2X〔c-a〕〔m〕3l"2l+3X〔c-a〕〔m〕2l"=0.22l+4X〔c-a〕〔m〕1各節(jié)臂長度尺寸的驗算計算的基本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,0l=lo+a〔K-1〕三l+〔K-1〕c=1.2〔l+a〕+〔K-1〕c 〔3.9〕01式中：l〔m〕01.〔2l'+aX〔6.675+0.2〕+〔5-1〕X〔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50型噸汽車起重機設計各節(jié)臂尺寸確實定，最終確定長度為lo=9.875(mk lo=9.455(mk lo=9.055(mk lo=8.780(mk lo=8.3601 2 3 4 5(mk。變幅液壓缸鉸點確實定變幅液壓缸的焦點如圖所示，變幅液壓缸根部鉸點〕的位置，一般使其落在回轉支撐裝置1的滾道上，從而改變了平臺的受力情況。采用雙作用液壓缸，其鉸點離回轉中心取決于

雙缸間的距離B,可通過下式算得:310〕由于回轉支撐裝置和吊臂寬度B都與起重能力有關，一般取=(2.L2.4)E。貝V從式3-10得出，f，0.9x—，0.9x-，0.9m2式中：D-起重機底盤直徑,=2n。從而可以得出鉸,O已經確定。1鉸點O在求得h和e已經確定即h=,e=,所以認定鉸點)已經確定。因為鉸點離滾道面的00距離式構造所定，一般=。在圖3.1中可以看出，只有在基本臂上固定的鉸點尚未確定。鉸;O的取得要滿足下述22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)，液壓缸長度到達最大長度。連接吊臂鉸點，〔變幅缸鉸點O〕和(O〕，12形成AOOO或AOOO'。在AOOO中ZOOO，0+<+a，在OOO'中，ZOOO'，<+a.1 2 1 2 1 2 2 1max 1 2 1 2面角a是OO與水平線的夾角，它可由下式求得：1/h—Ah , .a，tg-1(0 ) 〔3.11〕e+f

式中：h=，€h=，e=，0從而可以得出:a°。在O和O確定后，用三角公式求得的位置，在€OOO中，其邊角關系為：1212OO2，OO2+OO2?2OOOOcos…OOO12211221在€OOO'中，12 O~O2，OO2+OO2-2OaOOcos…O'OO12212121已知，OO,OO，OO=〔1.6?1.7〕OO，并帶入上述式并消去OO、OO7，可1222121212得oO的二次方程式，1223.12〕OO2-3.060O[cos(S+a)-0.35cos(0 +S+a)]xOO+OO2，03.12〕，0 ，0 =80°，a式中：OO=\:(h-€h)2+(e+f)2max1*0maxS的值是根據實際的情況而定，在設計中，大體是所設計的鉸點應位于基本臂工作長度0中點處，由利于起重機的受力分布，使支點能夠到達最大的作用效果。將上述值帶入式3.12得出：S=0時，OO=，2S=50時，OO,2S=40時，OO=5.59或1.32,2在S=40時，比較接近中點值，所以鉸點位置確定為=40時，OO=5.59或1.32在2OO=5.59時，根部鉸點O的位置落在前方軌道上,OO=1.32時，根部鉸點落在后方軌道上。212根據上述計算，汽車起重機鉸點的位置已經確定。吊臂截面的選擇及截面尺寸確定伸縮吊臂的截面形狀由很多種，主要包括：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1.在3?1.8范圍內，側板一般選用薄鋼板，厚度3在.2?10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，一方面可以使截面中性軸下移，從而減少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，但大多采用貼加強板的方法來改變截面的面積特性，在局部高應力處采用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該處處，應力最大，也是最容易產生應力集中的地方，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，可以防止下地板的局部失穩(wěn)。吊臂下截面做成圓形或其它折線狀即槽形和六邊形〕都是為了提高低底板的抗局部失穩(wěn)的能力，和減小側板的計算寬度，這樣一來可以采用更薄的鋼板，而充分利用鋼板的強度，特別在采用高強度鋼材時。因為高強度鋼板的抗局部失穩(wěn)的能力并不比普通鋼板的能力號，所以，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。在經過研究計算結果和實際生產說明，吊臂截面上半部分采用矩形，下半部分采用外凸折板形〔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%通過上述所述，選擇所設計的截面形狀為槽形。槽形截面防止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，這可以大大改善吊臂的受力情況。參見徐工0噸汽車起重機主臂設計尺寸，確定基本臂尺寸熾650。其余各節(jié)臂尺寸，如下列圖所示，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很多，可以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。采用液壓驅動時，執(zhí)行元件選用液壓油缸，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，還可以利用吊臂之間的伸縮比例，采用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。在某些情況下可以取消伸縮機構，代之采用人力驅動，或采用推桿和繩索的器件，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。對于擁有三節(jié)或三節(jié)以上的吊臂來講，各節(jié)臂的伸縮方式可以由不同的選擇，但是，大致可以分為三類?！?〕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?！?〕同步伸縮：指吊臂在伸縮過程中，各節(jié)伸縮臂同時以相同的形成比例進行伸縮?！?〕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，同樣也可以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，而很少單獨采用某一種伸縮機構在。三節(jié)伸縮臂時，基本上采用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，或采用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，采用后種方法過于落后，顧采用第一種方法。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)組成的同步伸縮圖機構，中液壓缸3的活塞桿與基本臂由銷軸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，這個時候完成第一次的伸出動作。圖中14液壓缸的活塞桿與二節(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1輪7，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2輪0，另一端與五節(jié)臂相接。液壓2缸在伸出的過程中，

直接帶動三節(jié)臂向前運動，這時由于鋼絲的長度是不變的，導致鋼絲繩一端變長，另一端也得隨之運動，顧通過滑輪7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)臂之間的距離增大通過伸繩滑輪0,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，從而到達了同步伸縮的目的?？s回的過程是通過，回繩滑輪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。4.2臂架伸縮液壓缸的計算及選擇4.2.1缸筒內徑計算主臂液壓缸定為節(jié)，尺寸形狀可按如下進行設計計算，當主臂仰角為時，工作幅度為3米時，主臂吊最大載荷=50T,此時伸縮缸承受最大壓力F€1.3Qsin56。二59.4T 〔4.1〕max伸縮缸在工作時能夠到達的工作壓力按Pa計算，根據公式如下式中:D—液壓缸的內徑—最大載荷P—工作壓力可得出，D=159mm參見表4.1，取D=160mm表4-1缸桶內徑選擇表8101216202532405063801001251602002503204004.2.2活塞桿直徑〔1〕計算活塞桿直徑1一般按液壓缸往復運動速度比十算，公式如下：d二D旦 〔〕式中：D—液壓缸直徑,--往復運動速度比，參見表2選擇p=2?？傻贸?d=113mm參見表4.3，選擇d=125mn。表4.2速度比P選擇壓力MPaW1012.5-20三20速度比,2表4.3活塞桿直徑尺寸系列456810121416182022252832354045505663708090100110125140160180200220250280320360〔2〕強度驗算活塞桿工作時，一般主要受軸向主要拉壓作用力因，此活塞桿的強度驗算可，按直桿拉壓強度驗算，可按直桿拉壓公式十算即，

4F,?—兀d2式中：，一活塞桿內應力?！簤焊棕撦d力。［，］—活塞桿材料許用應力,］??，,為材料的抗拉強度材料為45號鋼，故,為n b b600MPan為安全系數，一般取±3?5,n取5。將上述值代入，式〔4.3〕成立，所以強度滿足要求。3〕穩(wěn)定性驗算當活塞桿直徑與液壓缸安裝長度之比1為：10以上時，活塞桿容易出現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)，產生縱向彎曲破壞，這時需要進行受壓穩(wěn)定性計算。計算時吧液壓缸整體看成一個和活塞桿截面相等的桿件，采用歐拉公式計算出臨界壓縮載荷F，再帶入壓桿穩(wěn)定公式進行計算。t歐拉公式為:F )t卩2L式中：E—材料的彈性模數，對鋼而言E=2.1x105MPa。尸活塞桿截面慣性矩，? =1.2X10_5。—液壓缸安裝長度，由文獻1〔可知，此處選擇為二液壓缸長度L=。卩一長度折算系數，由文獻〔可知，卩=1。計算可得F=1.67x106N。t壓桿穩(wěn)定公式為：4.6〕式中：n--安全系數，一般取=3.5。tt將F帶入上式，所得結果與式〔⑷不符合。t參見表4.3,重新選擇活塞桿直徑=140mn。將上述值代入式〔4.3〕進行強度驗算，式4〔.3〕成立，即滿足強度要求。所得F=x105N。將上述數值再次代入式〔⑸，進行穩(wěn)定性驗算，計算可知，所得結果與式t〔4.4,相符合，可以確定尺寸為140mn。4.2.3缸筒壁厚及外徑計算液壓缸壁厚和外徑D由強度條件確定1〔1〕缸筒壁厚確實定缸筒分為2種，當缸筒內徑和壁厚€的比值D:5>10時，稱為薄壁缸筒，反之稱為厚壁缸筒。對薄壁缸筒PD式中：P—液壓缸的耐壓試驗壓力當PV16MPa時，P=1.5P。當P>16MPa時，P=1.25PxxxP為液壓缸工作壓力為0MP&[?]—缸筒材料的許用應力[?]=?b為材料的抗拉強度，材料為5號鋼取Nb?=600MPaN為安全系數，一般取=5。b—缸筒內徑D=160mm將上述數值代入式〔4.6〕可得，€=25mm。此時D:5…6.4，不滿足式？:5>10，所以所求液壓缸不是薄壁缸筒，為厚壁缸筒。對厚壁缸筒4.8〕[[?]+0.4P4.8〕3p_1通過上式求得€=9.13，取整為€=10mm。即所得缸筒壁厚為0mm?！?〕缸筒外徑計算缸筒外徑D為1D…D+2€ 〔4.9〕1所得結果為）=180mm>1通過計算得出液壓缸的基本參數為：缸筒內徑:160mm活塞桿直徑:140mm 缸筒外徑:180mm根據上述數值，參見徐工液壓件廠的伸縮缸技術參數選擇液壓缸的參數如下：缸徑：160,桿徑:140,工作壓力：20Mpa實驗壓力：25Mpa行程：7500。

零部件的選擇鋼絲繩的計算和選擇鋼絲繩的選擇主要包括鋼絲繩結構形式的選用和鋼絲繩直徑確實定。5.1.1鋼絲繩結構形式的選用繞經滑輪和卷筒的工作機構鋼絲繩應選用線接觸鋼絲繩；在腐蝕環(huán)境中采用鍍鋅鋼絲繩。本機構所需鋼絲繩為繞經滑輪和卷筒，故選擇線接觸鋼絲繩。5.1.2起升用鋼絲繩直徑的計算鋼絲繩的直徑i可通過下式計算即(5.1)d€CpS(5.1)式中：c—選擇系數?！摻z繩最大工作靜拉力。選擇系數C確實定與機構的工作級別由關，可通過下式確定。5.2〕式中：n—安全系數，由文獻〔可知，n=5—鋼絲繩捻制拆減系數，一般選取0.82.w—鋼絲繩充滿系數，由下式確定ww—鋼絲繩充滿系數，由下式確定w=全部鋼絲斷面積總和

鋼絲繩斷面毛面積。通常選取為w=0.46。，--鋼絲繩的公稱抗拉強度，由文獻〕〔可知，,=1850N/mm2。bb將上述值帶入式〔2〕可得C=0.096>最大靜拉力S確實定采用單連滑輪組最大工作靜拉力S=2 〔5.3〕m，€式中：Q—起升載荷,Q=Q+q，Q為額定起升載荷,q為取物裝置的重力，00由文獻1〕可知，qQ，即QX104。0—滑輪組倍率，由文獻〔可知，m=10。€--滑輪組效率，由文獻1〔〕可知，€=0.92。將上述值代入式5〔x104（N）。將式〔5.2〕和式5.3〕所得數值代入式5.1〕可得出鋼絲繩直徑1=。參見文獻1〕可知，可選用鋼絲繩型號為（25—23—185（—1—光一右交出110—74。5.1.3主臂伸縮用鋼絲繩的計算選用當滿載時，大臂仰角為5°,作用在缸的軸向力為：F=-5^=60.31x104N,F由8根sin56°鋼絲繩來承擔〔其中4根拉第4節(jié)臂，其中4根拉第5節(jié)臂〕，每根鋼絲繩繩承受的拉力為7.53x104No參見文獻1〕可知”選擇鋼絲繩直徑為=13mm公稱抗拉強度為700N/mm，最小破斷拉力為13KN。即型號為：6X〔37〕-13-1700-1光-右交GB1102-74滑輪及滑輪組的選擇滑輪用以支撐鋼絲繩，并能改變鋼絲繩的走向，平衡鋼絲繩分支的拉力，組成滑輪組到達省力或增速的目的。5.2.1構造和材料的選用承受負載不大的滑輪，結構尺寸較小〔直徑350mn〕通常做成實體結構，用強度不低于鑄鐵HT200的材料制造。承受大載荷的滑輪，為了減輕重量，多做成筋板帶孔的結構，用強度不低于鑄鐵HT200.球鐵QT40-17和鑄鋼ZG230-45C等材料制造。大型滑輪〔直跆800mm〕由輪緣及帶筋板的輪輻和輪轂焊接而成，單件生產時也易選擇焊接滑輪。鑄鐵滑輪適用于工作級別M4以下的機構，鋼制滑輪用于工作級別以上的機構。滑輪大多裝在滾動軸承上用，尼龍和其它材料做成的滑動軸承也，開始在起重機的滑輪上使用。鋼絲繩出入鋼絲繩繩槽的偏角過大〔爭5°〕，繩槽側壁將受到很大橫向力的作A容易使槽口損壞，使鋼絲繩脫槽，為了減小鋼絲繩的磨損在，滑輪繩槽中可用鋁或聚酰胺作為墊襯材料，這使滑輪構造復雜，只有當鋼絲繩很長，在技術和經濟上要求較高時，才推薦使用。根據上述描述，選擇滑輪的材料為鑄H鐵200滑輪的構造為多筋板帶孔的結構5.2.2起升用滑輪尺寸確實定及選用滑輪的主要尺寸是滑輪直徑輪轂寬度B和繩槽尺寸，滑輪結構尺寸可按鋼絲繩直徑進行選定?！?〕工作滑輪直徑D€exd 〔5.4〕0式中：D—按鋼絲繩中心計算的滑輪直徑〔〕。0—鋼絲繩直徑。e--輪繩直徑比系數與機構工作級別，鋼絲繩結構有關。參見5下.1，表由于機構工作級別沏4,于是選得輪繩直徑比系數為。將數值帶入式〔1。得出起升用滑輅€414mm0〔2。輪轂寬度B一般情況下，〕d 〔〕0式中：d—滑輪軸徑，此處設計為0mn。參照上式取得=54mn。0輪繩直徑比系數機構工作級別eM?M1816M418M520M6M725M28注：①采用不旋轉鋼絲繩時，值應該比機構工作級別高一級的值選取。②對于流動式起重機，建議取18與工作級別無關?！?〕滑輪繩槽尺寸由于選用滑輪為鑄造滑輪，參見文獻）可選用，滑輪繩槽半徑為1.5,外表粗糙度為2級的繩槽斷面，標記為繩槽斷面.5-2ZBJ8006.1-87由此確定起升用滑輪規(guī)格為D=414mmB=54mm繩槽斷面為1.5-2ZBJ8006.1-。0主臂伸縮用滑輪計算即選用主臂伸縮用滑輪的設計與起升用滑輪一致，故按式及式5.2〕確定，滑輪由于受空間的制約在此選擇=12滑輪軸倒=20主臂伸縮用滑輪的規(guī)格為：0DZBJ8006.1—870523滑輪組的選擇由鋼絲繩依次繞過假設干動滑輪和定滑輪而組成的裝置稱為滑輪組，滑輪組根據功能可分為增速滑輪組和省力滑輪組。按照構造特點分為單聯(lián)滑輪組和多聯(lián)滑輪組，汽車起重機的起升機構的滑輪組為單聯(lián)滑輪組與多層繞卷筒配合使用輪組的主要規(guī)格為滑輪組的倍率滑輪組的滑輪配置和滑輪組的效率。滑輪組的倍率和滑輪組的效率在前面已經選取即參照參見文*可（知。分別為n=10€=0.92滑輪組的滑輪配置簡圖如下列斑所示。主臂的三維建模及裝配在設計裝配體時有兩種設計方法：自下而上設或計自，上而下設計。這兩種方法可分別使用，也可以結合起來使用。在自下而上的設計方法中，首先生成單獨的零件，并將其插入空白裝配體文件中，然后根據設計要求，在零部件之間建立一定的配合或者約束條最件終，形成裝配。自下而上設計的優(yōu)點是：（1） 由于零部件式獨立設計的，它們的相互關系及重建行為更為簡單。（2） 使用自下而上設計方法可以使設計人員專注于單個零件的設計工作。（3） 當不需要相對于其它零件建立控制零件大小和尺寸的參考關系時，則此方法較為適用。自上而下設計方法是從裝配體中開始設計工作的，這式兩種設計方法的不同之處。設計人員可以使用一個零件的幾何體來幫助定義另一個零件，或生成組裝零件后，才添加加工特征。從機器設計的角度出發(fā)，應該首選自上而下的設計方法，因為按照傳動設計習慣，只有完成裝配體的設計后，才能根據裝配體中各零部件的功能、用途、相互關系、使用要求、連接方式等展開零部件的設計工作因。此可以將布局草圖作為設計的開端定，義固定的零件位置基，準面等，然后參考這些定義來設計相關零件。在自上而下的裝配體設計中，一般在關聯(lián)裝配體中生成和修改零部件，一般設計技巧如下：（1） 在關聯(lián)裝配體中生成和編輯零部件，可以使用一個零部件的集合特征幫助定義另一個零部件。當在零部件之間建立參考關系時，模型將完全相關聯(lián)，對參考零部件所做的改變會使其它零部件相應更新。（2） 以布局草圖作為設計的開始，來定義固定的零部件位置、基準面等，然后參考這些定義來設計零件。（3） 只能在組裝零部件后添加生成切除或孔特征，因為這些裝配體特征只存在于關聯(lián)裝配體中。（4） 參考起重一個零部件的陣列特征，或通過在裝配體中生成一個陣列，放置多個零部件陣列。（5） 通過一個鏈接重組來合并裝配體零部件。汽車起重機的主臂主要由以下部分組成：基本臂，二節(jié)臂，三節(jié)臂，四節(jié)臂，五節(jié)臂，吊頭架，變幅座等部件組成此。次畢業(yè)設計參照徐工的50噸汽車起重機相關資料及，前面所計算出來的數據，進行建模。設計方法為上述兩種方法的綜合。下面對建模過程中主要部件的建模過程及方法給予介紹，由于每節(jié)臂的建模過程由很多相似之處，所以以基本臂的建模為例，再附加其它主要部件的建模。6.1基本臂的建模基本臂作為其余四節(jié)的主要載體，在主臂的設計中最為重要，基本臂主要由基本臂臂箍，變幅缸支撐座，理繩器等部件組成。6.1.1基本臂臂箍的建模基本臂臂箍在基本臂中的作用是，支撐第臂，并且對第節(jié)臂起導向的作用，主要由基本臂中箍、左上滑塊、右上滑塊、下滑塊組成。5基本臂中上箍基本臂中下箍基本臂前箍基本臂中箍是整個基本臂臂箍的框整個基本臂臂箍在此基礎上進行裝建模過程是通過拉伸凸臺拉、伸切除功能，對基本臂中上箍、中下箍、基本臂前箍和基本臂后箍進行建模，再用相同的方式畫出其它零部件，并且將它們裝配在一起。下列為基本臂中箍的裝配體爆炸圖。左上滑塊是臂箍上端對二節(jié)臂的主要支撐點且起著導向的作用建模過程是通過拉伸切除、拉伸凸臺等功能進行零部件建模，零件建模結束之后，進行裝配。首先將側擋板、下?lián)醢?、后擋板裝配在一起構成上滑塊座，再依次將調整墊、上滑塊、上滑塊固定塊、左上移動板、左上滑塊蓋通過配合關系裝配在一J生成左上滑塊的三維模型下列圖6.3為左上滑塊的爆炸視圖。在上述操作中，基本臂臂箍的主要部件的建模已經結束，以基本臂中箍為基準，進行裝6左上移動板、側擋板2、8下?lián)醢濉?調整墊左上滑塊爆炸視圖下滑塊式臂箍下端對二節(jié)臂的主要支撐點，并且起著導向的作用，建模過程式通過拉伸切除、旋轉凸臺、拉伸凸臺等功能進行零部件建模，先將側支板、底板、加強筋、套、下滑塊座、軸支撐板進行裝配，形成裝配體下滑塊座，在以下滑塊座作為框架，將調整墊板、下滑塊、軸銷裝配在下滑塊座上，形成裝配體下滑塊。下列圖為下滑塊的爆炸視圖。配，形成基本臂臂箍裝配體，如6.5所示?；颈郾酃勘ㄒ晥D如圖6所示。7則支撐檢、8底板、9軸支撐板2、10套、11加強筋圖6.4下滑塊爆炸視圖6.1.2理繩器的建模理繩器被固定在基本臂的最上端，與基本臂臂箍緊密相連，主要作用是，在起重機工作時，鋼絲繩伸縮與理繩器相接觸，并且在理繩器的滾筒上滾動，減少鋼絲繩在工作時的磨損，對鋼絲繩起到了保護的作用，是起重機主臂上必不可少的部分。理繩器主要由滾筒、理繩軸、支架等部件組成。滾筒主要與鋼絲繩接觸，減少鋼絲繩的磨損，由滾筒堵、滾筒軸、平墊圈、卷筒軸等部件組成。如下列圖6.7為卷筒爆炸視圖。

理繩軸靠近基本臂臂箍一端，起到轉動的作用，通過支架與滾筒相連，通過理繩器支座，固定在基本臂上。圖.8為理繩軸爆炸視圖。經過上述的建模，滾筒和理繩軸的模型已經基本建立，繼續(xù)建立支架和理繩器支座的模型后,理繩器的的模型已經建立，理繩器的模型如圖所示。理繩器爆炸視圖如圖10所示。6.1.3變幅缸支撐座建模變幅缸支撐座作為變幅液壓缸與主臂的鉸接在起重機變幅時起著重要的作脛幅缸圖6.11變幅缸支撐座模型支撐座在基本臂上有一固定的最優(yōu)在,設計時，通過計算已經得出這也足已說明它的重要性。變幅缸支撐座主要由側支板、橫板、加強板等幾各部件組成。首先，對各個部件進行建模，最后形成支撐座三維模型圖6.11為變幅缸支撐座的三維模型36.12為變幅缸支撐座的爆炸視圖。6.1.4基本臂的總裝配上述建模已經將基本臂的主要部件建立，再對其余部件進行建模，即完成零部件的建模過程，其余部件建模比較簡單，不在這里進行描述，將上述部件裝配在一起的三維模型如圖所示。圖6.14為基本臂的主要部件的爆炸視圖。其余小部件的裝配在L3中的剖面圖進行表/示O圖6.13基本臂的裝配圖圖6.12變幅缸支撐座爆炸視圖圖6.15基本臂裝配體剖面圖6.2主臂建模總裝配按照基本臂建模的方法依次對其余4節(jié)臂進行建模，并且對吊頭架進行建模將各個臂按照配合關系裝配在一起，形成裝配體，如圖6所示，為50噸汽車起重機主臂的裝配體爆炸圖。

9伸縮缸1前軸、0伸縮缸1后軸、1主軸、2伸縮缸2前軸、3、伸縮缸2后軸圖6.17主臂爆炸視圖由于主臂總裝配圖比較復雜，用上述圖形不能完全表達，現(xiàn)采用剖面的方法，在主臂三維型上確定幾個面，通過該面在三維模型上形成剖面?，F(xiàn)按上述方法確定四個平面，作為所選參考平面。參考面1距主臂后端為000mm的平面參考面2：距主臂后端為000mm的平面參考面3：距主臂左端面為50mm的平面參考面4：距主臂上端面為40mm的平面以上述的參考面為基準，來確定各剖面圖，最終確定剖面圖如圖圖6.1%圖6.20.圖6.21所示，根據實際需要，前兩個為參考面兩端的剖面，后兩個為其中一個較為典型的剖面。圖6.20參考面3所對應剖面圖結論通過本次畢業(yè)設計，基本上掌握了汽車起重機的結構，及其主要的工作原理，并且通過查閱資料和圖紙，鍛煉了自己繪圖以及識圖的能力。在本次畢業(yè)設計中，在查閱資料之后，首先對起重機主臂所需要設計的部分進行計算，計算得出了三鉸點的位置數值，各節(jié)臂的長度值，液壓缸的主要尺寸；并根據計算選取了滑輪、鋼絲繩等主要部件；設計了主臂的伸縮機構，確定它的工作原理。并參照徐工的50噸汽車起重機的資料，選取截面形狀及尺寸。在上述數值確定之后，對主臂進行三維建模，首先對零部件進行建模，之后根據配合關系進行裝配，在經過裝配之后發(fā)現(xiàn)，很多地方出現(xiàn)干預，從而可以看到，實際設計和裝配整機，還有著一定距離。然而也使我看到了三維建模的重要性，它可以使我們縮短生產周期，降低成本，在問題擴大化之前，將其解決，為生產制造提供了前期條件。致謝本次畢業(yè)設計歷時兩個多月，從選題、開題報告的撰寫到查閱相關資料、零件圖建模、裝配體的形成，完成說明書，其間每一過程都得到指導教師石莉老師的悉心指導，石老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設計的每個階段，從開題報告的撰寫到查閱資料，設計草案確實定和修改，中期檢查，后期詳細設計，裝配體的形成等整個過程中都給予了我悉心的指導。我的設計較為復雜煩瑣，但是高老師仍然細心地糾設計中的錯誤。除了敬佩高老師的專業(yè)水平外，她的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此表示誠摯的感謝和由衷的敬意。通過本次設計，也是我學習了很多關于工程機械的知識，同時也看到了自己的不足，這也促使我在以后的工作中，也要努力的學習知識，全面的掌握機械設計的技能，為自己的未來大好基礎。然后還要感謝大學四年來所有的老師，為我們打下機械專業(yè)知識的基礎；同時還要感謝所有的同學們，正是因為有了你們的支持和鼓勵。此次畢業(yè)設計才會順利完成。最后感謝工機械學院和我的母?！蜿柪砉ご髮W四年來對我的栽培。參考文獻張志文.起重機設計手冊.北京：中國鐵道出版社1，997.顧迪民.工程起重機.哈爾濱：中國建筑工業(yè)出版社1，988.孔云鵬.機械設計課程設計.沈陽：東北大學出版社2，000.徐格寧．起重運輸機金屬結構設計．北京：機械工業(yè)出版1社99，7黃迪南solidworks200基礎及其應用北京：化學工業(yè)出版社006.謝永奇solidworks200實例教程北京：清華大學出版社004.，2006．徐克晉．金屬結構．北京：機械工業(yè)出版1社98，2.9?陽平華solidworks200機械設計時尚百例北京：機械工業(yè)出版社2006.附錄A英文原文：FatiguelifepredictionofthemetalworkofatravellinggantrycraneV.A.KopnovP.O.Box64,Eknteriuburg620107,RussianReceived3April1998;accepted29September1998AbstractIntrinsicfatiguecurvesareappliedtoafatiguelifepredictionproblemofthemetalworkofatravelinggantrycrane.Acrane,usedintheforestindustry,wasstudiedinworkingconditionsatalogyard,anstrainmeasurementsweremade.Forthecalculationsofthenumberofloadingcycles,therainflowcyclecountingtechniqueisused.Theoperationsofasampleofsuchcraneswereobservedforayearfortheaveragenumberofoperationcyclestobeobtained.Thefatiguefailureanalysishasshownthatfailuressomeelementsaresystematicinnatureandcannotbeexplainedbyrandoi卯dUS9s.ElsevierScienceLtd.Allrightsreserved.Keywords:Cranes;Fatigueassessment;StraingaugingIntroductionFatiguefailuresofelementsofthemetalworkoftravelinggantrycranesLT62Bareobservedfrequentlyinoperation.Failuresasfatiguecracksinitiateandpropagateinweldedjointsofthecranebridgeandsupportsinthree-fouryears.Suchcranesareusedintheforestindustryatlogyardsfortransferringfull-lengthandsawnlogstoroadtrains,havingaload-fittingcapacityof32tons.Morethan1000cranesofthistypeworkattheenterprisesoftheRussianforestindustry.Theproblemwasstatedtofindtheweakest