行走式小型液压起重机设计

第1页共24页2012届毕业设计说明书行走式小型液压起重机设计(机架和小车设计)系、部：机械工程系学生姓名指导教师：杨国辉职称教授专业：机械设计制造及其自动化班级：机专0904班完成时间：2012.5第2页共24页摘要本课题的目的就是设计一行走式起重机来代替人力实现重物的搬运。行走式小型液压起重机主要有行走系统，电气控制系统和液压控制系统三部分组成。该起重机的工作原理是：将小车底盘作为工作台，电动机，液压系统和吊臂都安装在上面，由遥控装置来控制电动机，通过电动机对液压泵的控制，从而控制液压马达的转速和液压缸的活塞速度，以实现规定的动作。通过任务书中的条件参数，设计计算相关的数据，选择钢丝绳的种类和型号，进而计算出卷筒和滑轮的直径，确定一些其它的标准零部件。在此基础上进行传动装置的设计和计算，完成其进行结构设计，工作主要包括完成了轴的设计、确定了带轮的结构、齿轮的结构、卷筒的结构、滑轮的结构、伸臂杆和支撑杆的结构，绘制了绘制了起重机的总装配图、制动轮装置和卷筒装置的结构图，完成部分零件工作图的设计。关键词：简易起重机；设计计算；结构设计ABSTRACTThepurposeofthispaperistodesignawalkingtypecranetoreplacemanpowertorealizelifting.Walkingtypemainlysmallhydrauliccraneoperatingsystem,electricalcontrolsystemandhydrauliccontrolsystemiscomposedofthreeparts.Thecrane'sworkingprincipleis:asacarchassiswillbeworkingstation,motor,hydraulicsystemandareinstalledonthecraneabove,byaremotecontroldevicetocontrolmotor,thehydraulicpumpthroughthemotorcontrol,inordertocontrolthespeedofhydraulicmotorsandhydrauliccylinderpistonspeed,toachievetherequiredaction.Conditionsthroughtheparametersofthetaskbook,designandcalculationofrelevantdata,selectthetypeandmodelofwirerope,andthencalculatedthediameterofthedrumandpulley,toidentifyanumberofotherpartsofthestandards.Carriedoutonthebasisofgeardesignandcalculation,tocompleteitsstructuraldesign,primarilyincludethecompletionofthedesignoftheshafttodeterminethestructureofthepulley,thegearstructureofthedrumstructure,blockstructure,underandthesupportingbarofthestructure,renderingatotalmappingofthecraneassembly,brakedrumroundofdevicesanddevicestructure,thecompletionoftheworkofsomepartsofthedesignplans.Keyword:simplecablecar;calculation;structuraldesign第3页共24页目录绪论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．031起重机国内外的研究现状2.起重机的发展趋势设计计算部分．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．071．系统工作原理及方案的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．072．转运行机构的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．081)确定机构运行方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．082)车轮与轨道并验算其强度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．083)运行阻力计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．094)选电动机．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．105)验算电动机发热条件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．106)选择减速器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．107)验算运行速度和实际所需功率．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．118)验算起动时间．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．119)按起动工况校核减速器功率．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1210)验算起动不打滑条件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1211)选择制动器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1312)选择高速轴联轴器及制动轮．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1313)选低速轴联轴器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1414)浮动轴设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．153．运行机构的计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．161)确定回转机构的总体方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．162)轨道直径计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．163)中心枢轴计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．164)选工业车轮．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．174．轮传动设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．181)选定齿轮类型、精度等级及齿数．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．182)按接触强度设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．183)按齿根弯曲强度设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．194)几何尺寸计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．215)验算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21总结及鸣谢．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23绪论第4页共24页起重机是在一定范围内垂直提升和水平搬运重物的多动作起重机械，又称起重机。它主要用来吊运成件物品，配备适当吊具后也可吊运散状物料和液态物料。起重机的工作特点是作间歇性运动，即在一个工作循环中取料、运移、卸载等动作的相应机构是交替工作的。各机构经常处于起动、制动和正反方向运转的工作状态。起重机通常按结构分为臂架型起重机和桥架型起重机。臂架型起重机包括塔式起重机、门座起重机、浮游起重机、自行式起重机、由桅杆和臂架组成的桅杆起重机、沿墙壁运行的壁行起重机和装在船舶甲板上的甲板起重机等；桥架型起重机包括桥式起重机、龙门起重机、运载桥和缆索起重机等。随着我国机械化的发展，中、大型机械设备越来越多的运用于各行各业。由于人力资源有限以及人力的局限性，在很多人力无法完成搬运的时候，我们更多的会想起用一种机器代替人力，起重设备就孕育而出。起重机作为起重设备的一种，它具有操作简单、易于移动、使用灵活方便、适应性强等优点，简易起重机由电动机经带传动和一对开式齿轮传动，将运动和动力传给卷筒，再通过钢丝绳和滑轮组提升重物。但如何发展大起重量的起重机、提高电气设备的可靠性和使用寿命逐步成为研究热点。1.1起重机的历史中国古代灌溉农田用的桔槔是臂架型起重机的雏形；14世纪，西欧出现人力和畜力驱动的转动臂架型起重机；19世纪前期，出现了桥式起重机；起重机的重要磨损件如轴、齿轮和吊具等开始采用金属材料制造，并开始采用水力驱动；到了19世纪后期，蒸汽驱动的起重机逐渐取代了水力驱动的起重机；20世第5页共24页纪20年代开始，由于电气工业和内燃机工业的迅速发展，以电动机或内燃机为动力装置的各种起重机基本形成。到如今，起重机的种类、外形和结构越来越多样化，用途越来越细化，已经形成了一个单独的产业。1.2起重机国内外的研究现状目前，在工程起重机械领域，欧洲、美国和日本处于领先地位。欧洲作为工程起重机的发源地，轮式起重机生产技术水平最高。该地区的工程起重机械业主要生产全地面起重机、履带式起重机和紧凑型轮胎起重机，也生产少量汽车起重机。其中，全路面起重机、履带起重机以中大吨位为主；紧凑型轮胎起重机则以小吨位为主；汽车起重机一般为通用底盘组装全地面上车，即以改装为主。其产品技术先进、性能高、可靠性高，产品销往全球。美国工程起重机行业的技术水平相对落后于欧洲。不过近年来，美国工程起重机械业通过收购和合并手段，得以蓬勃发展。目前该地区主要生产轮胎起重机、履带式起重机、全路面起重机和汽车起重机。主要生产企业为马尼托瓦克公司，特点是技术较先进、性能较高、可靠性能高，其中汽车底盘技术和全路面技术领先于欧洲，产品主要销往美洲地区和亚太地区。日本作为二战后崛起的经济强国，轮式起重机开发生产虽然起步较晚（起步于20世纪70年代），但是发展速度很快，很受亚太市场欢迎。此外，日本还通过收购手段更新生产技术。如日本多田野通过收购德国法恩底盘公司，发展全路面技术。日本工程起重机械业主要生产汽车起重机、履带起重机、越野轮胎起重机和全路面起重机。其中，越野轮胎起重机的产量最大，汽车起重机的产量次之，呈减少趋势，全路面起重机的产量最少，呈上升趋势。主要生产企业包括多田野、第6页共24页加藤、神钢、日立和小松等。产品特点是技术水平和性能较高，但可靠性落后于欧美。我国随车起重机行业从70年代到今天，有了长足的发展和壮大，取得了令国人为之振奋的成绩。但目前在发展过程中所体现的共性是生产规模小、生产不规范，产品中所体现的共性问题是生产规模小、生产不规范和产品质量不稳定等。同时，由于市场竞争的不规范又形成了价格大战，一些企业为了蝇头小利，采用低配置的办法“以小充大，以次充好”，既损害了消费都的权益又扰乱了