畢業(yè)設(shè)計（論文）移動龍門吊起吊裝置設(shè)計

1、<p>　　湖 南 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué)</p><p>　　全日制普通本科生畢業(yè)設(shè)計</p><p>　　移動龍門吊起吊裝置設(shè)計</p><p>　　LONGMEN MOBILE HOIST LIFTING DEVICE DESIGN</p><p>　　湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院全日制普通本科生畢業(yè)設(shè)計</p><p>

2、;<b>　　誠 信 聲 明</b></p><p>　　本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)設(shè)計是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，進行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產(chǎn)權(quán)爭議。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體在文中均作了明確的說明并表示了謝意。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。</p>&l

3、t;p><b>　　畢業(yè)設(shè)計作者簽名：</b></p><p>　　年 月 日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘 要………………………………………………………………………………………1</p><p>　　關(guān)鍵詞……………………………………

4、…………………………………………………1</p><p>　　1 前言………………………………………………………………………………………2</p><p>　　2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀…………………………………………………………………………4</p><p>　　3 起吊機構(gòu)的設(shè)計…………………………………………………………………………5</p><p

5、>　　3.1 起吊機構(gòu)的原理………………………………………………………………………5</p><p>　　3.2 起吊機方案的確定……………………………………………………………………5</p><p>　　3.3 鋼絲繩的選擇…………………………………………………………………………6</p><p>　　3.4 滑輪主尺寸的計算…………………………………………

6、…………………………7</p><p>　　3.5 卷筒部件的設(shè)計及校核………………………………………………………………7</p><p>　　3.5.1 卷筒的設(shè)計及校核…………………………………………………………………7</p><p>　　3.5.2 卷筒中心軸的計算及校核…………………………………………………………9</p><p>

7、　　3.5.3 卷筒中心軸鍵的校核………………………………………………………………10</p><p>　　3.5.4 卷筒中心軸軸承的校核……………………………………………………………11</p><p>　　3.6 吊鉤的設(shè)計與校核……………………………………………………………………11</p><p>　　3.6.1 吊鉤主要尺寸………………………………………

8、………………………………11</p><p>　　3.6.2 吊鉤的校核…………………………………………………………………………11</p><p>　　3.7 橫梁的設(shè)計……………………………………………………………………………12</p><p>　　3.8 起吊電動機……………………………………………………………………………13</p><

9、p>　　3.8.1 起吊電動機的工作原理……………………………………………………………13</p><p>　　3.8.2 起吊電動機的選擇…………………………………………………………………13</p><p>　　3.8.3 起吊電動機發(fā)熱條件的校核………………………………………………………14</p><p>　　3.9 起吊減速器的設(shè)計………………………

10、……………………………………………14</p><p>　　3.10 起吊制動器的設(shè)計…………………………………………………………………14</p><p>　　3.10.1 起吊制動器的工作原理…………………………………………………………14</p><p>　　3.10.2 起吊制動器的選擇………………………………………………………………15</p>

11、<p>　　4 移動機構(gòu)的設(shè)計 ………………………………………………………………………15</p><p>　　4.1 移動機構(gòu)方案的確定 ………………………………………………………………15</p><p>　　4.2 車輪的設(shè)計及校核 …………………………………………………………………15</p><p>　　4.3 車輪中心軸校核 …………………

12、…………………………………………………15</p><p>　　5 結(jié)論 ……………………………………………………………………………………17</p><p>　　參考文獻 …………………………………………………………………………………18</p><p>　　致 謝 …………………………………………………………………………………19</p>&

13、lt;p>　　移動龍門吊起吊裝置設(shè)計</p><p>　　學(xué) 生：張 岳</p><p><b>　　指導(dǎo)老師：全臘珍</b></p><p>　　(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，長沙 410128)</p><p>　　摘 要：移動式龍門吊是一種應(yīng)用非常廣泛的起重機械，它常用于工地、碼頭和工廠中重型貨物的起升和轉(zhuǎn)

14、移。本設(shè)計主要任務(wù)是對起吊機構(gòu)、移動機構(gòu)和自鎖機構(gòu)的設(shè)計。采用許用應(yīng)力法和計算機輔助設(shè)計法進行設(shè)計。設(shè)計過程先用估計的門式起重機各結(jié)構(gòu)尺寸數(shù)據(jù)對起重機的強度、疲勞強度、穩(wěn)定性、剛度進行粗略的校核計算，待以上因素都達到材料的許用要求后，畫出龍門吊小車結(jié)構(gòu)圖，然后計算出移動小車功率和起吊機構(gòu)功率，再用此功率來選擇電動機。以電機功率和額定起重重量作為技術(shù)參數(shù)來計算和選擇聯(lián)軸器、軸承和其他部件。若未通過，再重復(fù)上述步驟，直到通過。同時在設(shè)計中參

15、考了各種資料, 文獻 來完成此次設(shè)計. 本設(shè)計方案通過反復(fù)斟酌, 認(rèn)真討論, 反復(fù)校核, 力求設(shè)計合理。</p><p>　　關(guān)鍵詞:移動龍門起重機; 起吊裝置; 吊鉤; 移動小車</p><p>　　Longmen Mobile Hoist Lifting Device Design</p><p>　　Student: Zhang Yue</p>

16、<p>　　Tutor: Quan Lazhen</p><p>　　(Institute of Technology, Hunan Agricultural University, Changsha, 410128)</p><p>　　Abstract: Mobile gantry crane is a kind of widely used hoisting machin

17、ery, it is commonly used on site, docks and factories of heavy cargo lift and transfer. The main task of this design is the design of the hoisting mechanism, moving mechanism and a self-locking mechanism. Using a design

18、by stress m- ethod and computer aided design method. Design first with the size of the structure of gantry crane esti- mates of crane strength, fatigue strength, stability, rigidity for rough calcu</p>

19、<p>　　Keywords: Longmen mobile cranes; Lifting devices; Lifting hook; Mobile robot</p><p><b>　　1 前言</b></p><p>　　自有人類文明以來，物料搬運變成了人類活動的重要組成部分。中國古代灌溉農(nóng)田用的桔是臂架型起重機的雛形。1世紀(jì)，西歐出現(xiàn)了人力

20、和畜力驅(qū)動的轉(zhuǎn)動臂架型起重機。公元前10年，古羅馬建筑師維特魯維斯曾在其建筑手冊里描述了一種起重機械。這種機械有一根桅桿，桿頂裝有滑輪，由牽索固定桅桿的位置，用絞盤拉動通過滑輪的纜索，以吊起重物。有些超重機械可用兩根桅桿，構(gòu)成人字形，把吊起物橫向移動，但幅度很小，操作也十分吃力。到15世紀(jì)，意大利發(fā)明了轉(zhuǎn)臂式超重機，才解決這個問題。這種超重機有根傾斜的懸臂，臂頂裝有滑輪，既可升降又可旋轉(zhuǎn)。但直到18世紀(jì)，人類所使用的各種超重機械還都是以

21、人力、畜力為動力的，在超重量、使用范圍和工作效率上很有限。18世紀(jì)中后期，英國瓦特改進和發(fā)明蒸汽機之后，為超重機械提供了動力條件。1805年，格蘭工程師倫尼為倫敦船塢建造了第一批蒸汽超重機。1846年，英國的阿姆斯特朗把新堡船塢的一臺蒸汽超重機改為水力超重機。19世紀(jì)前期，出現(xiàn)了橋式起重機；起重機的重要磨損件如軸、齒輪和吊具等開始采用金屬材料制造，并開始采用水力驅(qū)動。19世紀(jì)后期，蒸汽驅(qū)動的起重機逐漸取代了水力驅(qū)動的起重機。20世紀(jì)2&

22、lt;/p><p>　　起重機屬于起重機械的一種，是一種作循環(huán)、間歇運動的機械。一個工作循環(huán)包括：取物裝置從取物地把物品提起，然后水平移動到指定地點降下物品，接著進行反向運動，使取物裝置返回原位，以便進行下一次循環(huán)。通常起重機械由起升機構(gòu)(使物品上下運動)、運行機構(gòu)(使起重機械移動)、變幅機構(gòu)和回轉(zhuǎn)機構(gòu)(使物品作水平移動)，再加上金屬機構(gòu)，動力裝置，操縱控制及必要的輔助裝置組合而成。</p><p

23、>　　起重機主要包括起升機構(gòu)、運行機構(gòu)、變幅機構(gòu)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)和金屬結(jié)構(gòu)等。起升機構(gòu)是起重機的基本工作機構(gòu)，大多是由吊掛系統(tǒng)和絞車組成，也有通過液壓系統(tǒng)升降重物的。運行機構(gòu)用以縱向水平運移重物或調(diào)整起重機的工作位置，一般是由電動機、減速器、制動器和車輪組成。變幅機構(gòu)只配備在臂架型起重機上，臂架仰起時幅度減小，俯下時幅度增大，分平衡變幅和非平衡變幅兩種。回轉(zhuǎn)機構(gòu)用以使臂架回轉(zhuǎn)，是由驅(qū)動裝置和回轉(zhuǎn)支撐裝置組成。金屬結(jié)構(gòu)是起重機的骨架，主要

24、承載件如橋架、臂架和門架可為箱形結(jié)構(gòu)或桁架結(jié)構(gòu)，也可為腹板結(jié)構(gòu)，有的可用型鋼作為支承梁。</p><p>　　在建橋工程中所用的起重機械，根據(jù)其構(gòu)造和性能的不同，一般可分為輕小型起重設(shè)備、橋式類型起重設(shè)備和臂架類型起重設(shè)備三大類。其中一個是輕小型起重機設(shè)備，輕小型起重設(shè)備的特點是輕便、結(jié)構(gòu)緊湊，動作簡單，作業(yè)范圍投影以點、線為主。輕、小型起重設(shè)備，一般只有一個升降機構(gòu)，它只能使重物作單一的升降運動。屬于這一類的有

25、：千斤頂、滑車、手（氣、電）動葫蘆、絞車等。電動葫蘆常配有運行小車與金屬構(gòu)架以擴大作業(yè)范圍。</p><p>　　橋式起重機的特點是可以使掛在吊鉤或其他取物裝置上的重物在空間實現(xiàn)垂直升降或水平運移。橋式起重機包括：起升機構(gòu)，大、小車運行機構(gòu)。依靠這些機構(gòu)的配合動作，可使重物在一定的立方形空間內(nèi)起升和搬運。橋式起重機、龍門起重機、裝卸橋、冶金橋式起 重機、纜索起重機等都屬此類。還有臂架類型起重設(shè)備，臂架式

26、起重機的特點與橋式起重機基本相同。臂架式起重機包括：起升機構(gòu)、變幅機構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)。依靠這些機構(gòu)的配合動作，可使重物在一定的圓柱形空間內(nèi)起重和搬運。臂架式起重機多裝設(shè)在車輛上或其他形式的運輸（移動）工具上，這樣就構(gòu)成了運行臂架式旋轉(zhuǎn)起重機。如汽車式起重機、輪胎式起重機、塔式起重機、門座式起重機、浮式起重機、鐵路起重機等。</p><p>　　隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，特別是國家加大基礎(chǔ)工程建設(shè)規(guī)劃實施，建設(shè)工程規(guī)模日

27、益擴大，起重安裝工程量越來越大，需要吊裝和搬運的結(jié)構(gòu)件和機器設(shè)備的重量也越來越大，且對起重機的安全性能、效率及耐久性的要求越來越高。門式起重機是門架在高架軌道上運行的一種門架型起重機，又稱天車。門式起重機的門架沿鋪設(shè)在兩側(cè)高架上的軌道縱向運行，起重小車沿鋪設(shè)在門架上的軌道橫向運行，構(gòu)成一矩形的工作范圍，就可以充分利用門架下面的空間吊運物料，不受地面設(shè)備的阻礙。 門式起重機廣泛地應(yīng)用在室內(nèi)外倉庫、廠房、碼頭和露天貯料場等處。門式起

28、重機可分為普通門式起重機、簡易粱門式起重機和冶金專用門式起重機三種。 普通門式起重機一般由起重小車、門架運行機構(gòu)、門架金屬結(jié)構(gòu)組成。起重小車又由起升機構(gòu)、小車運行機構(gòu)和小車架三部分組成。 起升機構(gòu)包括電動機、制動器、減速器、卷筒和滑輪組。電動機通過減速器，帶動卷筒轉(zhuǎn)動，使鋼絲繩繞上卷筒或從卷筒放下，以升降重物。小車架是支托和安裝起升機構(gòu)和小車運行機構(gòu)等部件的機架，通常為焊接結(jié)構(gòu)。 起重機運行機構(gòu)的驅(qū)動方式可分為兩大

29、類：一類為集中驅(qū)動，即用一臺電動機帶動長傳動軸</p><p>　　本次設(shè)計課題為5t通用移動式龍門吊機械部分設(shè)計，我在參觀，實習(xí)和借鑒各種文獻資料的基礎(chǔ)上，同時在老師的精心指導(dǎo)下完成。</p><p>　　通過這次移動龍門吊起吊裝置設(shè)計，了解設(shè)計的基本過程，鞏固大學(xué)四年以來所學(xué)的專業(yè)知識，為以后工作打好堅固的基礎(chǔ)。本畢業(yè)設(shè)計的目的是綜合運用以前學(xué)過的基礎(chǔ)理論知識，對整體起重機的主要部分—

30、—起升機構(gòu)進行設(shè)計，學(xué)習(xí)設(shè)計方法，熟悉零件的工藝性、及其裝配和安全技術(shù)等方面的知識，培養(yǎng)分析問題解決問題的能力.</p><p><b>　　2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀</b></p><p>　　由于工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大，生產(chǎn)效率日益提高，以及產(chǎn)品生產(chǎn)過程中物料卸載運費所占比例逐漸增加，促使大型或高速起重機的需求量不斷增長。起重機已成為自動化生產(chǎn)流程中的重要環(huán)節(jié)。起重機不但

31、容易操作、維護，而且安全性好，可靠性高，具有優(yōu)異的耐久性、無故障性、維修性和使用經(jīng)濟性。所以說起重機是各種工程建設(shè)中不可缺少的設(shè)備，它對減輕勞動強度，節(jié)省人力，降低建設(shè)成本，提高施工質(zhì)量，加快建設(shè)速度，實現(xiàn)工程施工機械化起著十分重要的作用。</p><p>　　中國的起重機械從50年代初建立至今，也形成了一定的生產(chǎn)規(guī)模、具備了一定的技術(shù)水平、也基本形成了比較完整的設(shè)計、生產(chǎn)、銷售體系，能基本滿足國民經(jīng)濟對該設(shè)備的

32、需求，目前國家繼續(xù)實施的財政政策，拉動著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的高速展，而起重設(shè)備作為國民經(jīng)濟的重要基礎(chǔ)設(shè)備廣泛用于經(jīng)濟建設(shè)的各行各業(yè)，如冶金、煤炭、化工、電力、交通、和制造等行業(yè)，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展。工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴大，作用也越來越大，對起重機械的要求也越來越高，起重機正朝著大型化、高速度、人性化、環(huán)保化、通用產(chǎn)品小型化、零部件的規(guī)?；投鄻踊鞍踩珯z查制度化與規(guī)范性反向發(fā)展。</p><p>　　目前，國內(nèi)

33、專業(yè)生產(chǎn)大型起重機的廠家很多。其中以中聯(lián)重科、三一重工、撫挖等公司產(chǎn)品系列較全，市場占有率較高。中聯(lián)重科在2007年12月宣布實行品牌統(tǒng)一戰(zhàn)略后?，F(xiàn)已成功開發(fā)了50t~600t履帶式起重機產(chǎn)品系列。作為中國起重機行業(yè)的領(lǐng)跑者，徐州重型機械有限公司現(xiàn)在已經(jīng)形成了以汽車起重機為主導(dǎo)，履帶式起重機和全路面起重機為側(cè)翼強勢推進的龐大型譜群。國內(nèi)最具歷史的履帶式起重機生產(chǎn)企業(yè)撫挖現(xiàn)已擁有35t~350t的履帶式起重機產(chǎn)品系列。QUY350是撫挖2

34、007年推出的國產(chǎn)首臺350t履帶式起重機，填補了國內(nèi)350t履帶式起重機的產(chǎn)品型譜空白。 </p><p>　　起重機的發(fā)源地是在歐洲，尤其是在德國。目前，除了德國以外。一些北歐的公司的業(yè)務(wù)規(guī)模也很好。目前，國際上門式起重機做的比較好的牌子在中國都有一些市場份額。這些企業(yè)是：德國的DEMAG老牌的起重機制造企業(yè)，曾經(jīng)隸屬于于世界五百強企業(yè)集團，是最近幾年先后經(jīng)歷多次拆裝重組和收購，使得發(fā)展受到影響，但是在業(yè)界內(nèi)

35、仍然被認(rèn)為是頂級企業(yè)。芬蘭的Konecranes該企業(yè)起源于芬蘭的老牌企業(yè)Kone公司，最初公司規(guī)模和品牌等在歐洲都不是很顯著，后來該公司采取積極的財務(wù)和發(fā)展策略，先后將業(yè)界赫赫有名的起重機公司，如：法國的Verlinde、德國的Nova、Swf、Stahl，英國的Morris等納入囊中。目前公司的銷售額是很大的。美國的CM集團美國的CM在最近的數(shù)年之中，先后數(shù)十次收購，目前是北美最大的工廠起重機械制造商。</p><

36、;p>　　而國外專業(yè)生產(chǎn)大型起重機廠家很多。其中利勃海爾、特雷克斯-德馬格、馬尼托瓦克與神鋼等公司產(chǎn)品系列較全， 市場占有率較高。利勃海爾公司的產(chǎn)品技術(shù)先進、工作可靠，其生產(chǎn)的LR系列履帶起重機最大起重量已達1200t。其桁架臂履帶式起重機系列在2007年又喜添新品LR1600/2，使其產(chǎn)品型譜更加完善。</p><p><b>　　3 起吊機構(gòu)的設(shè)計</b></p>&

37、lt;p>　　3.1 起吊機構(gòu)的原理</p><p>　　起升機構(gòu)的工作原理：起升機構(gòu)使重物在豎直方向上產(chǎn)生位移。主要由電動機、聯(lián)軸器、減速器、卷筒、鋼絲繩、滑輪組、吊鉤等組成。在電動機的帶動下通過聯(lián)軸器和減速器作用使卷筒在一定的速度下運行再帶動鋼絲繩、滑輪組和吊鉤運動，實現(xiàn)重物的上升和下降。</p><p>　　3.2 起吊機方案的確定</p><p>　　

38、本設(shè)計移動龍門吊要按照布置宜緊湊的原則，幾經(jīng)考慮決定采用下圖1的方案。這個設(shè)計方案在起吊重物時能很的利用電動機的動能，使起吊重物的效率得到了顯著的提升。在電動機、減速器和制動器的相互配合下能夠有效的調(diào)整起吊重物時的速度，使之達到一定穩(wěn)定的速度。這不僅能保證人身安全，還有利于工人作業(yè)。吊鉤組才采用滑輪式的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可以有效的改善本設(shè)計移動龍門吊主梁的受力狀況。同時也可以減輕了整個移動龍門起重機的重量。其具體的滑輪式設(shè)計方案如圖2所示，采

39、用滑輪組來進行重物的起升與下降。</p><p>　　1.小車組 2.吊鉤組 3.支撐梁 4.車輪</p><p>　　圖1 移動式龍門吊整圖</p><p>　　1. car 2. hook group 3.group 4.the wheel support beam</p><p>　　Fig 1 Mobile whol

40、e</p><p>　　1.電動機 2.聯(lián)軸器 3.減速器 4.卷筒 5.鋼絲繩 6.滑輪 7.吊鉤</p><p>　　圖2 起升機構(gòu)計算簡圖</p><p>　　1. motor 2. coupling 3 .reducer 4 .drum rope hook 5 .wire rope 6 .pulley wire rope 7 .hoo

41、k pulley wire rope</p><p>　　Fig 2 Hosting mechanism calculation diagram</p><p>　　3.3 鋼絲繩的選擇</p><p>　　本設(shè)計采用單滑輪并使用滾動軸承，所以查參考文獻[1]得到滑輪組的倍率為m=1,滑輪組效率為η=0.99。</p><p><b&g

42、t;　　起升載荷：</b></p><p>　　=5000+400=5400kg （1）</p><p><b>　　鋼絲繩最大靜拉力：</b></p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　按

43、安全系數(shù)n選擇鋼絲繩直徑：（查參考文獻[1]可知n取7）</p><p>　　=2.727×7=19.089kN （3）</p><p>　　查參考文獻[1]選用直徑d=13mm的纖維芯鋼絲繩6×9W+FC。它的鋼絲繩公稱抗拉強度為1470MPa。</p><p>　　

44、3.4 滑輪主尺寸的計算</p><p>　　工作滑輪直徑：（查參考文獻[1]可知e取25）</p><p>　　D≥d×e=325mm （4）</p><p>　　查參考文獻[1]選用D=355mm、=90mm的滑輪。</p><p&g

45、t;　　3.5 卷筒部件的設(shè)計及校核</p><p>　　3.5.1 卷筒的設(shè)計及校核</p><p>　　卷筒的槽底直徑：（查參考文獻[1]可知e取22.4）</p><p>　　D=d(e-1)=13×（22.4-1）=278.2mm （5）</p><p><

46、;b>　　取D為280mm</b></p><p>　　繩槽深度（標(biāo)準(zhǔn)槽）：</p><p>　　H=(0.25～0.4)d=0.4×13=5.2mm （6）</p><p>　　繩槽節(jié)距（標(biāo)準(zhǔn)槽）：</p><p>　　P=d+(2～4)=13

47、+3=16mm （7）</p><p><b>　　卷筒厚度：</b></p><p>　　δ=0.02D+(6～10)=0.02×280+10=15.6mm(選用鑄鐵卷筒) （8）</p><p><b>　　取

48、δ=16mm</b></p><p>　　卷筒長度（單層雙聯(lián)卷筒）：</p><p>　　=69.496mm （9）</p><p><b>　　取=90mm。</b></p><p>　　=2×(90+40+50)+30=3

49、90mm （10）</p><p><b>　　取L=390mm</b></p><p><b>　　卷筒壓應(yīng)力校核：</b></p><p>　　=10.65MPa （11）</p>

50、<p>　　選用灰鑄鐵HT100，它的最小抗拉強度=100MPA</p><p><b>　　許用壓應(yīng)力：</b></p><p>　　[]==23.53MPa （12）</p><p>　　因為＜[]，所以卷筒的抗壓強度滿足。</p>

51、<p><b>　　卷筒拉應(yīng)力校核：</b></p><p><b>　　卷筒的彎矩圖如下：</b></p><p><b>　　圖3 卷筒彎矩圖</b></p><p>　　Fig 3 roll bending moment diagram</p><p>　　由于

52、L＜3D所以由彎矩產(chǎn)生的拉應(yīng)力：</p><p>　　=2.727×90=245.43kNmm （13）</p><p>　　W= ==844220.71 （14）</p><p>　　===2.91MPa

53、 （15）</p><p><b>　　許用拉應(yīng)力：</b></p><p>　　==20MPa （16）</p><p><b>　　合成應(yīng)力：</b></p><p>　　=11.96

54、MPa （17）</p><p><b>　　＜[]</b></p><p><b>　　卷筒強度驗算通過。</b></p><p>　　3.5.2 卷筒中心軸的計算及校核</p><p>　　卷筒中心軸的扭矩與彎矩圖如下

55、：</p><p>　　圖4 卷筒中心軸彎扭矩圖</p><p>　　Fig. 4 drum center axis diagram and bending torque diagram</p><p><b>　　卷筒中心軸受力圖：</b></p><p>　　圖5 中心軸的受力圖</p><p&g

56、t;<b>　　由受力及平衡條件：</b></p><p>　　=2Fr=2×2.727×140=763.56Nm （18）</p><p><b>　　+=2F</b></p><p>　　72F+（72+350）F=（57+350+72

57、）</p><p><b>　　=3.127kN</b></p><p><b>　　=2.327kN</b></p><p>　　確定彎矩與扭矩的分布情況：</p><p>　　T==763.56Nm</p><p>　　=0 =72=225.144Nm</p&

58、gt;<p>　　=0 =57=132.639Nm</p><p>　　危險截面C處的校核：</p><p>　　因為軸的材料選用45號鋼，所以[σ]=60MPa</p><p>　　T=763.56Nm M=225.144Nm D=105mm</p><p>　　W=0.1=1.157×

59、 （19）</p><p><b>　　根據(jù)第三強度理論：</b></p><p>　　==6.88MPa＜[σ] （20）</p><p><b>　　D=95mm處：</b></p

60、><p>　　T=763.56Nm M=42÷72×225.144=131.334Nmm</p><p>　　W=0.1=8.5738× （21）</p><p>　　==9MPa＜[σ]

61、 （22）</p><p>　　所以所選軸符合要求。</p><p>　　3.5.3 卷筒中心軸鍵的校核</p><p>　　該卷筒中心軸鍵的尺寸為28×16×50</p><p>　　鍵的材料選用45號鋼，其許用擠壓應(yīng)力[σ]=20MPa以及許用切應(yīng)力為[]=80MPa。</p><p>　　

62、卷筒中心軸鍵處的受力：</p><p><b>　　=2F</b></p><p>　　=2F×=14.54kN</p><p><b>　　鍵所受擠壓應(yīng)力：</b></p><p>　　==10.4MPa＜[σ]

63、 （23）</p><p><b>　　鍵所受剪切應(yīng)力：</b></p><p>　　==36.35MPa＜[] （24）</p><p>　　3.5.4 卷筒中心軸軸承的校核</p><p>　　在卷筒中心軸的兩側(cè)都采用深溝球軸承6018

64、，其軸承的基本額定動載荷為58kN。</p><p><b>　　徑向負荷：</b></p><p><b>　　=3.127kN</b></p><p><b>　　軸向負荷：</b></p><p><b>　　=0N</b></p>&

65、lt;p>　　M7的工作級別的軸承工作時數(shù)為4000h，查參考文獻[1]的6018軸承e=0.23，因為F2/F1＜e，所以取x=1,y=2.7。</p><p><b>　　當(dāng)量動負荷：</b></p><p>　　P=xF1+yF2=13127+2.7×0=3127N （25）&l

66、t;/p><p>　　由公式=可知=1.301 （26）</p><p><b>　　動負荷：</b></p><p>　　C=(C/P)P=1.301×3127=4068.227N<[C] （27）&l

67、t;/p><p>　　所以選用軸承合適。 </p><p>　　3.6 吊鉤的設(shè)計與校核</p><p>　　3.6.1 吊鉤主要尺寸</p><p><b>　　鉤孔直徑：</b></p><p>　　D=（30～35）=35×2.24=78.4mm （Q為額定最大起重量）

68、 （28）</p><p>　　取鉤孔直徑D=80mm。</p><p><b>　　其他尺寸：</b></p><p><b>　　h=D=80mm</b></p><p>　　S=0.75D=0.75×80=60mm</p><p>　　=（2～2.5）h=

69、2.5×80=200mm</p><p>　　=0.5h=0.5×80=40mm</p><p>　　根據(jù)計算結(jié)構(gòu)和起重機的工作級別M7以及最大起重量5t，查參考文獻[1]選用6號鉤。6號鉤的材料牌號為DG20，該6號鉤的抗拉強度為235MPa。</p><p>　　3.6.2 吊鉤的校核</p><p>　　鉤身主要彎曲

70、截面（水平截面）A-A最危險，簡圖如下：</p><p>　　圖6 吊鉤A-A截面</p><p>　　Fig. 6 hook A-A section</p><p>　　截面A-A中，內(nèi)外側(cè)邊界最大應(yīng)力：</p><p>　　==0.5h=40mm</p><p>　　=e+0.5D=40+40=80mm</p

71、><p>　　K===0.072 （29）</p><p>　　=л×0.5h×0.5d=3.14×40×30=376800</p><p>　　===0.184MPa （30）</p><p>　　===0.184MPa （31）</p><p&g

72、t;　　式中為截面A-A形心至截面內(nèi)邊的距離，為截面A-A形心至截面外邊的距離，為截面形心軸線至曲率中心O點的距離，為截面A-A的面積，K為截面A-A的形狀系數(shù)。</p><p>　　因為=≤[]=117.5MPa，所以吊鉤選擇合適。</p><p><b>　　3.7 橫梁的設(shè)計</b></p><p>　　移動龍門起重機橫梁材料這里選擇用工

73、字鋼。</p><p><b>　　工字鋼受力圖如下：</b></p><p><b>　　圖7 工字鋼受力圖</b></p><p>　　Figure 7 steel by trying to</p><p><b>　　工字鋼最小彎矩：</b></p><

74、;p>　　=27×=27×0.9=24.3kN （32）</p><p>　　工字鋼材料選擇Q235，其許用應(yīng)力[]=235MPa。</p><p>　　σ= ≦ （33）</p><p&g

75、t;<b>　　W≥=103.4</b></p><p>　　查參考文獻[1]選用16號工字鋼，該工字鋼主要參為h=160mm，b=88mm，d</p><p>　　=6mm，截面面積為26.131 </p><p>　　3.8 起吊電動機 </p><p>　　3.8.1 起吊電動機的工作原理</p>

76、<p>　　電動機是把電能轉(zhuǎn)換成機械能的一種設(shè)備。它是利用通電線圈（也就是定子繞組）產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場并作用于轉(zhuǎn)子鼠籠式式閉合鋁框形成磁電動力旋轉(zhuǎn)扭矩。電動機主要由定子與轉(zhuǎn)子組成，通電導(dǎo)線在磁場中受力運動的方向跟電流方向和磁感線（磁場方向）方向有關(guān)。電動機工作原理是磁場對電流受力的作用，使電動機轉(zhuǎn)動。</p><p>　　3.8.2 起吊電動機的選擇</p><p>　　在移動龍門吊起

77、吊重物時，重物要在一定的速度下達到一定的高度。這里取重物在上升下降的平均速度為v=15m/min。重物起升最大高度為=2.5m。</p><p>　　P=mgh+0.5m （34）</p><p>　　P=5400(10×2.5+0.5×)

78、 （35）</p><p><b>　　P=13.5KW</b></p><p>　　起重5t的重物所需的功率為13.5KW。</p><p>　　===16.89KW （36）</p><p>　　式中η為

79、機構(gòu)總效率，一般η=0.8～0.9，這里取η=0.8。</p><p>　　查參考文獻[2]選用YZR180L-6，其中（25%）=17KW，n=955r/min。</p><p>　　3.8.3 起吊電動機發(fā)熱條件的校核</p><p>　　根據(jù)等效功率發(fā)求的等效功率為：</p><p>　　=0.85×0.87×13.

80、5=9.98KW （37）</p><p>　　式中k為工作級別系數(shù)，因為本設(shè)計工作級別為M7，所以取k=0.85。r為系數(shù)，根據(jù)啟動時間與工作時間的比值，查參考文獻[1]可知一般起升機構(gòu)/=0.1，r=0.87。</p><p>　　因為，所以初選電動機滿足要求。</p><p>　　3.9 起吊減速器的設(shè)計&

81、lt;/p><p>　　減速器是通過齒輪傳動使電動機高速軸運動變?yōu)榫硗驳牡退佥S運動。</p><p><b>　　卷筒轉(zhuǎn)速：</b></p><p>　　n==15×2/3.14×0.28=34.12r/min （38）</p><p><b>　　

82、傳動比：</b></p><p>　　==955/34.12=27.9 （39）</p><p>　　查參考文獻[1]選擇減速器QJR1000，名義中心距為236mm，許用輸出扭矩4500Nm，高速軸許用功率17.6KW，公稱傳動比=25。</p><p><b>　　

83、實際起升速度：</b></p><p>　　V=v=15×=16.74m/min （40）</p><p>　　3.10 起吊制動器的設(shè)計</p><p>　　3.10.1 起吊制動器的工作原理</p><p>　　制動器是具有使運動部件（或運動機械）

84、減速、停止或保持停止?fàn)顟B(tài)等功能的裝置。是使機械中的運動件停止或減速的機械零件。俗稱剎車、閘。制動器主要由制架、制動件和操縱裝置等組成。有些制動器還裝有制動件間隙的自動調(diào)整裝置。為了減小制動力矩和結(jié)構(gòu)寸制動器通常裝在設(shè)備的高速軸上，制動器是通過其中的固定元件對旋轉(zhuǎn)元件施加制動力矩，使后者的旋轉(zhuǎn)角速度降低，達到制動或機械鎖死的目的。</p><p>　　3.10.2 起吊制動器的選擇</p><p

85、><b>　　所需靜制動力：</b></p><p>　　0.85=7.57N （41）</p><p>　　式中K=1.75為制動安全系數(shù)。</p><p>　　查參考文獻[1]選用YWZ2-100/10制動器，質(zhì)量為22kg。</p><p><b>　　4 移動機構(gòu)的設(shè)計<

86、/b></p><p>　　4.1 移動機構(gòu)方案的確定</p><p>　　本設(shè)計移動龍門吊的最大起重量為5t，由于最大起重量和整個移動龍門吊機構(gòu)本身的重量不重，所以不采用電動機帶動而是采用人力推動，由兩名工人進行移動龍門吊機構(gòu)的移動。又因為本設(shè)計移動龍門吊需要在地面上自由移動，所以沒有采用一般起重機的車輪和鋼軌，而是采用了無緣車輪。</p><p>　　4.

87、2 車輪的設(shè)計及校核</p><p><b>　　車輪最大輪壓：</b></p><p>　　==16000N （42）</p><p><b>　　車輪最小輪壓：</b></p><p>　　===3500N

88、 （43）</p><p>　　式中Q為起重機最大起重量，G為起升機構(gòu)自重。</p><p>　　查參考文獻[1]選用無緣車輪DYL-250，其基本尺寸為D=250，B=90，d=70。</p><p>　　車輪踏面疲勞計算載荷：</p><p>　　===11833.3N

89、 （44） 線接觸允許輪壓：</p><p>　　==3.8×250×90×1.17×0.8=80028N （45）</p><p>　　式中為許用線接觸應(yīng)力常數(shù)(N／mm)，查參考文獻[1]得=3.8</p><p>　　為車輪與軌道有效接觸強度，取=B=9

90、0mm</p><p>　　C為轉(zhuǎn)速系數(shù)，取C=1.17</p><p>　　C為工作級別系數(shù)，當(dāng)為M7級時取=0.8</p><p>　　因為＜，所以線接觸局部擠壓強度通過校核，所選車輪符合要求。</p><p>　　4.3 車輪中心軸校核</p><p>　　車輪中心軸受力情況如下圖：</p><

91、;p>　　圖8 車輪中心軸受力圖</p><p>　　Figure 8 the center of the wheel shaft force</p><p>　　其中：==8000N；=16000N</p><p>　　==2400N；=4800N</p><p>　　分別作出車輪中心軸在水平面及垂直面上的彎矩圖和扭矩圖。</p

92、><p>　　水平面上的彎矩圖如下：</p><p>　　圖9 車輪中心軸水平彎矩圖</p><p>　　Figure 9 the center of the wheel shaft horizontal bending moment diagram</p><p>　　=135=324Nm</p><p>　　垂直面上的

93、彎矩圖如下：</p><p>　　圖10 車輪中心軸垂直彎矩圖</p><p>　　Fig. 10 the center of the wheel shaft vertical bending moment diagram</p><p>　　=135=1080Nm</p><p><b>　　合成彎矩：</b><

94、/p><p>　　M==1127.55Nm</p><p>　　車輪中心軸扭矩圖如下：</p><p>　　圖11 車輪中心軸扭矩圖</p><p>　　Fig. 11 the center of the wheel shaft torque diagram</p><p>　　T=20μ=125×0.3

95、5;4800=180Nm</p><p>　　已知車輪中心軸的彎矩和扭矩后可知B點為危險截面，因為軸的材料選用45號鋼，所以[σ]=60MPa，按第三強度理論校核：</p><p>　　W=0.1=1.95× （46）</p><p>　　==5.856MPa＜[σ]

96、 （47） </p><p><b>　　所以所選軸合適。</b></p><p><b>　　5 結(jié)論</b></p><p>　　我認(rèn)為我的這次移動龍門吊畢業(yè)設(shè)計是我大學(xué)里專業(yè)學(xué)習(xí)收獲最多的一次，在設(shè)計中我系統(tǒng)得復(fù)習(xí)了許多以前的知識，對我知識體系的鞏固和升

97、華有很大的作用。另一方面，這次設(shè)計也使我深刻認(rèn)識到自己在許多方面的知識缺陷，如零件材料的選用、零件裝配方面遇到困難，通過多次翻看教材和從圖書館借的書籍并在老師的指導(dǎo)下才逐步走出困境。本次畢業(yè)設(shè)計針對移動龍門吊任務(wù)書的要求，在滿足各種參數(shù)要求的前提下，拿出一個具體實際可行的方案，因此我們從實際出發(fā)，認(rèn)真的思考與篩選，經(jīng)過一個多月的努力終于有了現(xiàn)在的收獲?；叵肫饋?，在設(shè)計的過程是痛苦的，但痛苦過后是深深的滿足感和自豪感。</p>

98、<p>　　通過設(shè)計實踐，使我逐步樹立了正確的設(shè)計思想，增強了創(chuàng)新意識和競爭意識，熟悉掌握了機械設(shè)計的一般規(guī)律，培養(yǎng)了我分析和解決問題的能力。通過設(shè)計計算、繪圖以及運用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、設(shè)計手冊等有關(guān)資料，使我進行了全面的機械設(shè)計基本技能的訓(xùn)練。由于我在設(shè)計經(jīng)驗和實踐上經(jīng)驗匱乏，使得此次設(shè)計還存在各種問題和知識上的錯誤，有待進一步改進。在以后的工作以及學(xué)習(xí)中，我一定繼續(xù)加強學(xué)習(xí)以適應(yīng)新時代要求，用知識完善自我，用知識來促使自

99、己事業(yè)的發(fā)展和成功。我相信學(xué)海無涯只要自己努力想學(xué)這些知識對自己都是有幫助的。在此我真心的感謝我的指導(dǎo)老師對我細心的指導(dǎo)，感謝全臘珍老師給我的幫助。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 西南交通大學(xué)等.起重機設(shè)計手冊[G].北京:機械工業(yè)出版社,2001：67-98</p><p>　　[2] 吳宗澤,羅圣

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106、 汪愷主.機械制造基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊[M].第1版.北京: 機械工業(yè)出版社,1997.5 </p><p>　　[23] 李小明.機械加工新工藝新技術(shù)竅門精選10000例[M].青海:青?？萍汲霭嫔?2006</p><p>　　[24] Eker lyas ,Operation and control of a water supply system[J]. ISA Transa

107、ction,2003 </p><p>　　[25] Duan T.The application of fuzzy self-setting paramter controller to variable frequency speed control constant pressure air feeding systrm[J].Electric Machines and Control,2003</p

108、><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計非常感謝我的導(dǎo)師全臘珍教授，在選題及研究過程中都得到了全老師的悉心指導(dǎo)。全老師嚴(yán)謹(jǐn)求實的態(tài)度，踏踏實實的精神，不僅授我以文，而且教我做人，終身受益無窮，。全老師多次詢問研究進程，并為我指點迷津，幫助我開拓研究思路，精心點拔、熱忱鼓勵。在此我衷心感謝全臘珍老師對我的幫助與指導(dǎo)。</p>

109、<p>　　還要感謝論文引用的參考文獻的作者們，他們大量開拓性的工作和成果，為我的畢業(yè)設(shè)計提供了堅實的基礎(chǔ)。</p><p>　　最后，真誠地感謝所有教過我的老師，正是在他們精心的培養(yǎng)、指導(dǎo)、無私的關(guān)懷與幫助下，促使我順利完成了學(xué)業(yè)。各位老師，不僅在學(xué)業(yè)上嚴(yán)格要求我，而且在工作、生活中給予了我無微不至的關(guān)懷和照顧。他們淵博的知識，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，執(zhí)著的敬業(yè)精神、認(rèn)真的教學(xué)作風(fēng)以及高尚的人品，使我受益終