畢業(yè)設(shè)計初稿教材

1、 LGRT35輪胎起重機(jī)設(shè)計開發(fā)（回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計開發(fā)） LGRT35輪胎起重機(jī)總體設(shè)計開發(fā)（回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計開發(fā)）摘要 汽車起重機(jī)包含了許多重要的機(jī)構(gòu)，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是汽車起重機(jī)的重要機(jī)制。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是由回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置和一個合理布局和合理安排回轉(zhuǎn)支承?？上鄬τ谙碌妆P和360度旋轉(zhuǎn)推動汽車起重機(jī)汽車部，從而擴(kuò)大工作領(lǐng)域，達(dá)到物料在水平面內(nèi)移動的目標(biāo)。 因此本次畢業(yè)設(shè)計主要是設(shè)計LGRT35輪胎起重機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的整體方案。在整個設(shè)計過程中我主要考慮的因素以及涉及計算的內(nèi)容有：各力矩與載荷工況的計算以及校核，回轉(zhuǎn)齒輪參數(shù)，回轉(zhuǎn)支撐的選型，制動器的選擇和馬達(dá)的型號確定，并且最關(guān)鍵的是減速器的計算設(shè)計等方面的

2、確定。 此次所設(shè)計的LGRT35輪胎起重機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)能夠使得其上車與下車通過回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的相互攜接從而使得整機(jī)回轉(zhuǎn)輕便，進(jìn)行循環(huán)工作運(yùn)行自如，滿足市場需求，又提高了汽車起重機(jī)的工作能力。關(guān)鍵詞：汽車起重機(jī)；回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；減速器1LGRT35 overall tire crane design development(turning mechanism design and development)ABSTRACTCrane contains many important institutional system in which the turning mechanism is an important

3、 working body truck crane.Slewing rotation by the rotary drive unit and rational layout and reasonable arrangements for the two supporting means constitute the entire architecture.On the part of its can make the truck crane chassis 360 degrees relative to the 

4、off the rotary motion, thus expanding the working area, to achieve material moving in the horizontal plane to.This graduation design is mainly to design a set of suitable for LGRT35 Tire crane slewing mechanism scheme。Factors in t

5、he design process I mainly considered and involves the calculation of the content：Calculation of the torque and the load and check,The rotary support and motor set,And the key is to determine the reducer design calculation.LGRT35 Tire crane

6、 slewing mechanism the design can make the car and get off through the rotary mechanism connected to each other and makesthe rotary light,Work cycle can also run smoothly and meet the needs of the market，Improve the automobile cra

7、ne.Key words: Truck crane;Slewing mechanism;Retarder目錄1 緒論· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 1 1.1 汽車起重機(jī)

8、分類· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·1 1.2 汽車起重機(jī)行業(yè)現(xiàn)狀· · · · · · · · · · · · · ··

9、; · · · · · · · · ·2 1.3單級行星機(jī)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)動力學(xué)模型· · · · · · · · · · ·· · · · · · · ·32 方案設(shè)計· · · · · · · · · · · &#

10、183; · · · · · · · · · · · · · · · · · · 5 2.1 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)組成· · · · · · · · · · · · · · · · · ·· · · · 

11、3; ·· · · ·6 2.2回轉(zhuǎn)支承裝置···················· · ·····7 2.3回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置· · · · · · · · · · · ·

12、· · · · · · ·· · · · · · · · ·7 2.4回轉(zhuǎn)制動器· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·

13、; · ·8 2.5回轉(zhuǎn)減速器· · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·· · · · · · · · 83 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計計算· · · · · · · · · ·

14、 · · · · · · · · · · ·· · · · · · 10 3.1工況與載荷· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · &#

15、183; · · ·10 3.2回轉(zhuǎn)支承裝置的型號選擇· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 14 3.3回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)阻力矩計算公式· · · · · · · · ·· · · · · &

16、#183; · · ·17 3.3.1摩擦阻力矩計算· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 17 3.3.2坡道阻力矩計算· · · · · · · · · · · ·

17、 · · · · · · · · · · ·18 3.3.3風(fēng)力阻力矩計算· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·193.3.4慣性阻力矩計算· · · · ·

18、 · · · · · · · · · · · · · · · · · · 19 3.3.5回轉(zhuǎn)阻力矩合力矩計算· · · · · · · · · · · · · · · ·· · · · 20 3.4回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動馬達(dá)的選

19、型· · · · · · · · · · · · · · · · · · ·· · · 20 3.5回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)制動器選擇· · · · · · · · · · · · · · · · · · ·

20、; · · · · · 22 3.6 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)減速器設(shè)計· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 234總結(jié)· · · · · · · · · · · 

21、3; · · · · · · · · · · · · · · ·· · ·· · · · 28參考文獻(xiàn)· · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·

22、 · · · · · · · · · · · · 29致謝· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·· · &#

23、183;· · · 30附錄 A: 開題報告附錄 B：英文文獻(xiàn)翻譯及原文1 緒論隨著中國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，國家基礎(chǔ)建設(shè)的需求越來越大，需要起吊物品的質(zhì)量、體積和起升高度也都越來越大，靈活度也越來越高，輪式起重機(jī)越來越顯示其在起吊能力上的優(yōu)越性，所以市場需求迅速上升，引起了各國際知名廠商的重點(diǎn)關(guān)注，國內(nèi)起重機(jī)行業(yè)也興起輪式起重機(jī)開發(fā)熱潮。1.1 起重機(jī)分類 按起重機(jī)自身的結(jié)構(gòu)形式，常見起重機(jī)分為輪式起重機(jī)、履帶式起重機(jī)、塔式起重機(jī)等，另外行車、龍門吊、正面吊等也屬于起重機(jī)產(chǎn)品。 1.1.1 汽車起重機(jī) 通常是把裝在專用底盤或著通用載重汽車底盤上的起重機(jī)稱為汽車起重機(jī)；其

24、特點(diǎn)：（1）行駛速度高，機(jī)動性一般；（2）采用專用或通用底盤，適宜在公路行駛；（3）作業(yè)性能高，結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜；（4)噸位區(qū)間為：3300t；（5）正常作業(yè)的輔助時間少，作業(yè)幅度和高度可隨需要變換。 1.1.2 越野輪胎起重機(jī) 將起重機(jī)的作業(yè)部分安裝在專門的自行輪胎底盤上，具備有良好越野性能的起重機(jī)統(tǒng)稱為越野輪胎起重機(jī)。其特點(diǎn)：（1）雖然行駛速度較慢，但機(jī)動靈活性好，整機(jī)尺寸小，通過性好；（2）采用特制底盤，行駛作業(yè)同為一個駕駛室，可全輪驅(qū)動和轉(zhuǎn)向，更可越野行駛；（3）作業(yè)性能高，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，價格稍貴，比汽車起重機(jī)貴15%；（4）噸位區(qū)間為：5150 t；（5）作業(yè)輔助時間少，作業(yè)高度和幅

25、度可隨時變換。 1.1.3全路面起重機(jī) 全地面起重機(jī)底盤為越野型底盤，多橋驅(qū)動，全橋轉(zhuǎn)向，油氣懸掛。既能在公路上行駛，又具備良好的越野性能。其特點(diǎn)：（1）采用特制底盤，油氣懸掛，可全輪驅(qū)動和轉(zhuǎn)向，可越野行駛；（2）行駛速度較高，機(jī)動靈活性好，行駛舒適性好；（3）作業(yè)性能高，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，價格最貴，比汽車起重機(jī)貴40%；（4）噸位區(qū)間為：51 000T以上；（5）作業(yè)輔助時間少，作業(yè)高度和幅度可隨時變換。 1.1.4隨車起重機(jī) 隨車起重機(jī)是將起重作業(yè)部分裝在載重貨車上的一種起重機(jī)。其特點(diǎn)：（1）行駛速度高，機(jī)動靈活；（2）將作業(yè)裝置安裝在重型卡車上，集裝卸、運(yùn)輸于一體；（3）作業(yè)性能較差，價格較低

26、；（4）噸位區(qū)間在360t。1.2 起重機(jī)行業(yè)現(xiàn)狀 1.2.1國外起重機(jī)行業(yè)現(xiàn)狀 近20年來世界工程起重機(jī)行業(yè)發(fā)生了很大變化。RT（越野輪胎起重機(jī)）和AT（全地面起重機(jī)）產(chǎn)品的迅速發(fā)展，打破了原有產(chǎn)品與市場格局，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展及市場激烈競爭沖擊下，導(dǎo)致世界市場進(jìn)一步趨向一體化。目前世界工程起重機(jī)年銷售額已超過100億美元。主要生產(chǎn)國為美國、德國、日本等，世界頂級公司有10多家，世界市場主要集中在北美、歐洲和亞洲。美國的產(chǎn)品主要是輪胎起重機(jī)、履帶式起重機(jī)、全路面起重機(jī)和汽車起重機(jī)。代表企業(yè)主要有特雷克斯公司、格魯夫公司等。其特點(diǎn)是技術(shù)較先進(jìn)、性能較高、可靠性高，其中汽車底盤技術(shù)領(lǐng)先于歐洲，產(chǎn)品主要銷

27、往美洲地區(qū)和亞太地區(qū)。特雷克斯是全球第三大工程機(jī)械設(shè)備制造商。目前旗下?lián)碛?0多個品牌。起重機(jī)械產(chǎn)品包括隨車起重機(jī)、汽車起重機(jī)、全路面起重機(jī)、塔吊等。2004 年實(shí)現(xiàn)銷售收入50億美元，約占全球市場份額的5.8。該公司目前起重機(jī)產(chǎn)品主要有3090t汽車起重機(jī)，33800t全路面起重機(jī)，923t隨車起重機(jī)等。歐洲產(chǎn)品主要是全地面起重機(jī)占統(tǒng)治地位。其代表企業(yè)是利勃海爾，產(chǎn)品技術(shù)先進(jìn)、性能高、可靠性高，產(chǎn)品銷往全球。日本主要產(chǎn)品是汽車起重機(jī)、履帶起重機(jī)、越野輪胎起重機(jī)和全路面起重機(jī)。其中，越野輪胎起重機(jī)的產(chǎn)量最大，汽車起重機(jī)的產(chǎn)量次之，呈減少趨勢，全路面起重機(jī)的產(chǎn)量最少，呈上升趨勢。其代表企業(yè)有多田

28、野、加藤。日本起重機(jī)技術(shù)水平和性能較高，但大噸位落后于歐美。 1.2.2 國內(nèi)起重機(jī)行業(yè)現(xiàn)狀國內(nèi)起重機(jī)行業(yè)主要以汽車起重機(jī)為主，25t及以下機(jī)型占絕大部分，大噸位起重機(jī)迅速發(fā)展，全地面起重機(jī)逐漸成熟。主要有以下幾個廠家進(jìn)行研究和生產(chǎn)：（1）徐州重型機(jī)械股份有限公司。徐州重型機(jī)械廠始建于1943 年。是研制、生產(chǎn)、銷售全液壓汽車起重機(jī)、救災(zāi)搶險消防車輛、工程機(jī)械專用底盤和其它特種工程機(jī)械的專業(yè)化工廠，是徐州工程機(jī)械集團(tuán)的核心企業(yè)。該公司目前年產(chǎn)8000余臺汽車起重機(jī)、8000余臺工程機(jī)械專用底盤和100余臺消防車輛的生產(chǎn)能力。汽車起重機(jī)國內(nèi)市場占有率超50%。產(chǎn)品遠(yuǎn)銷美國、南美等20多個國家和地

29、區(qū)。產(chǎn)品系列；該公司目前主要產(chǎn)品有5130t全液壓汽車起重機(jī)、25300 t全路面汽車起重機(jī)等。（2）長沙中聯(lián)重科浦沅分公司長沙中聯(lián)重科浦沅分公司主要從事汽車起重機(jī)、履帶式起重機(jī)、特種車輛等工程機(jī)械產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。分公司的前身為湖南省浦沅集團(tuán)有限公司。固定資產(chǎn)總額7.55億元，年銷售收入超過16億元。產(chǎn)品系列：該公司目前起重機(jī)產(chǎn)品主要有8300 t汽車起重機(jī)，70 t、160 t 全路面起重機(jī)等。（3）三一重工有限公司三一集團(tuán)有限公司始創(chuàng)于 1989 年。20 年來，三一集團(tuán)秉持“創(chuàng)建一流企業(yè)，造就一流人才，做出一流貢獻(xiàn)”的企業(yè)宗旨，打造了業(yè)內(nèi)知名的“三一”品牌。三一集團(tuán)主業(yè)是以“工程

30、”為主題的機(jī)械裝備制造業(yè)，目前已全面進(jìn)入工程機(jī)械制造領(lǐng)域。主導(dǎo)產(chǎn)品為建筑機(jī)械、路面機(jī)械、挖掘機(jī)械、樁工機(jī)械、起重機(jī)械、非開挖施工設(shè)備、港口機(jī)械、風(fēng)電設(shè)備等全系列產(chǎn)品。其中混凝土機(jī)械、樁工機(jī)械、履帶起重機(jī)為國內(nèi)第1品牌。產(chǎn)品系列：該公司目前起重機(jī)產(chǎn)品主要有8300t汽車起重機(jī)，800t等履帶起重機(jī)等。 1.3單級行星機(jī)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)動力學(xué)模型為了方便地分析問題 ,本文做以下幾點(diǎn)假設(shè):( 1) 內(nèi)齒圈采用剛性支承 ,內(nèi)齒圈的位移為零。( 2) 行星架為剛性體。( 3) 行星輪系采用太陽輪浮動。單級行星輪系如下圖所示 ,由原動機(jī)、太陽輪、行星輪、內(nèi)齒圈、行星架、工作機(jī)等組成。將行星輪的運(yùn)動分解成繞行星輪軸

31、的自轉(zhuǎn)運(yùn)動和繞行星架的公轉(zhuǎn)運(yùn)動。 根據(jù)假設(shè)條件 ,單級行星輪系可以簡化為圖所示的扭轉(zhuǎn)振動模型 ,依牛頓第二定律建立其扭轉(zhuǎn)動力學(xué)方程。圖1.1 支承大齒輪圖1.2單級行星輪示意圖2 方案設(shè)計 2.1回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的組成 回裝機(jī)構(gòu)主要由回轉(zhuǎn)支承裝置以及回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置構(gòu)成?；剞D(zhuǎn)支承裝置起對 整個回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在汽車起重機(jī)上的固定作用，而回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置起動力輸出，驅(qū)動機(jī)構(gòu)運(yùn)動的作用2。見下圖圖2.1回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)1、 滾盤 2、3、5螺栓 4、回轉(zhuǎn)馬達(dá) 6轉(zhuǎn)臺 7下車面 8減速器 9驅(qū)動齒輪 10外座 11滾珠 12內(nèi)座圈 13齒圈 回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置主要由液壓馬達(dá)通過其輸出值軸與轉(zhuǎn)臺內(nèi)座圈嚙合，由于內(nèi) 座圈固定，故可以帶動馬達(dá)

32、本身轉(zhuǎn)動，馬達(dá)固定在外座圈上，于是進(jìn)而帶動外座圈轉(zhuǎn)動， 外座圈為轉(zhuǎn)動圈，通過滾珠相對內(nèi)座圈可以轉(zhuǎn)動，固定在轉(zhuǎn)臺的底部。 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)中心裝有回轉(zhuǎn)密封件，亦稱中心回轉(zhuǎn)接頭?；剞D(zhuǎn)密封件的心軸固定在下車車架上。 轉(zhuǎn)子裝在軸上，并固定與轉(zhuǎn)臺之上，于是上車的旋轉(zhuǎn)就可以帶動轉(zhuǎn)子繞中心軸的旋轉(zhuǎn)。 轉(zhuǎn)子與心軸間有用密封相互隔離的油道及電器用的電刷和滑環(huán)?；剞D(zhuǎn)密封用以溝通上下車間的油路和電路。 回轉(zhuǎn)支承裝置簡稱回轉(zhuǎn)支承。有柱式回轉(zhuǎn)支撐和轉(zhuǎn)盤式回轉(zhuǎn)支撐兩大類?；剞D(zhuǎn)支撐的主要作用是支撐整個回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，于是要承受整個機(jī)構(gòu)對它的徑向力，重力已經(jīng)力矩。 本設(shè)計采用轉(zhuǎn)盤式，主要介紹轉(zhuǎn)盤式。 2.2回轉(zhuǎn)支承裝置 轉(zhuǎn)盤式回轉(zhuǎn)機(jī)

33、構(gòu)主要有滾子夾套式以及滾動軸承式兩種1。（ 1） 滾子夾套式回轉(zhuǎn)支承裝置 它由許多圓錐或圓柱形滾子裝在上下兩個環(huán)形軌道之間。固結(jié)在轉(zhuǎn)臺底面的軌道通常在受力大的前后方制成兩段圓弧形。在軌道直徑較小的情況下，一般采用圓錐滾子支撐來減小摩擦與磨損。由于錐形滾子產(chǎn)生軸向力，因此滾子裝在由許多拉桿構(gòu)成的保持架上。 圓柱形滾子支撐用于軌道直徑較大的情況。圓柱形滾子可制成單輪緣或雙輪緣，裝在由槽鋼制成的保持架上。這種保持架應(yīng)該有足夠的強(qiáng)度和剛度。滾子夾套式回轉(zhuǎn)支承裝置已逐漸被滾動軸承式回轉(zhuǎn)支承裝置所取代。圖2.2滾子夾套式回轉(zhuǎn)支承裝置1-轉(zhuǎn)盤； 2-轉(zhuǎn)動軌道； 3-中心軸樞；4-固定軌道； 5-拉桿； 6-

34、滾子；7-反抓滾子。 （2）滾動軸承式回轉(zhuǎn)支承裝置 滾動軸承式回轉(zhuǎn)支撐裝置安裝簡單，結(jié)構(gòu)合理，性能優(yōu)越，能承受回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)對其的三種作用力。所以在汽車起重機(jī)中運(yùn)用十分廣泛。下圖是四種滾動軸承式回轉(zhuǎn)支承類型。圖2.3四種滾動軸承支承裝置1、 單排四點(diǎn)接觸球式回轉(zhuǎn)支承 它由兩個座圈構(gòu)成，結(jié)構(gòu)簡單、重量小。 內(nèi)座圈和外座圈都設(shè)有相同的圓弧形的軌道，鋼珠置于其中，承受回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的作用。這種形式的回轉(zhuǎn)支撐，適應(yīng)于中小型汽車起重機(jī)。2、雙排球式回轉(zhuǎn)支承 這種回轉(zhuǎn)支撐有三個座圈，滾道之間安裝有兩排滾珠以及隔離塊，兩排滾珠的直徑不相同，因此可以適應(yīng)不同的載荷狀況。滾道接觸壓力角比較大(6090之間)，于是可承受很大

35、軸向載荷與傾覆力矩。適用于塔式起重機(jī)和汽車起重機(jī)。3、單排交叉滾柱式回轉(zhuǎn)支承 這種形式的回轉(zhuǎn)支撐只有兩層座圈，座圈之間安裝滾柱，其軸線交叉布置， 因?yàn)闈L柱和滾道間是線接觸，因此承載能力比單排鋼球式高。這種回轉(zhuǎn)支撐精度等級高，加工、安裝都不易，適應(yīng)于負(fù)載小或負(fù)載中等的起重機(jī)。4、三排滾柱式回轉(zhuǎn)支承 它由三個座圈構(gòu)成，上下以及徑向滾道各分開。各層滾道都裝有一排滾柱來承受對應(yīng)的載荷作用，上下滾柱承受軸向力和傾翻力矩，徑向滾道主要承受徑向力。這種回轉(zhuǎn)支撐只要特點(diǎn)是能承受的載荷大，適應(yīng)于重型起重機(jī)。 2.3回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置 回轉(zhuǎn)部分驅(qū)動裝置按驅(qū)動類型可分為電動機(jī)回轉(zhuǎn)裝置與液壓驅(qū)動回轉(zhuǎn)裝置， 考慮到液壓形式運(yùn)

36、用更廣本設(shè)計采用液壓系統(tǒng)驅(qū)動回轉(zhuǎn)裝置。 （1） 高速液壓馬達(dá)帶動行星齒輪減速器。這種形式的回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置在布置上與電動機(jī)布置幾乎相同，另外安裝的由液壓驅(qū)動的制動器能保證回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的制動需求。液壓驅(qū)動的小起重量起重機(jī)，高速液壓馬達(dá)的驅(qū)動型式，在汽車式、輪胎穴扣鐵路起重機(jī)上運(yùn)用廣泛。（2）低速大扭矩液壓馬達(dá)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 低速大扭矩液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速在每分鐘0一100轉(zhuǎn)的范圍內(nèi)，因此，可以直接在油馬達(dá)軸上安裝回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的小齒輪，如馬達(dá)輸出扭矩不滿足傳動要求，可以加裝一級機(jī)械減速裝置。該型式在一些小噸位汽車起重機(jī)上有所應(yīng)用。有的不裝制動器，低速大扭矩液壓馬達(dá)IPI轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以在液壓馬達(dá)輸出軸上加裝制動器。（3）液壓回轉(zhuǎn)

37、驅(qū)動機(jī)構(gòu)典型油路 液壓馬達(dá)由換向閥控制旋轉(zhuǎn)方向，雙向緩沖閥是避免回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)起動或制動時產(chǎn)生過高的壓力，使機(jī)構(gòu)動平穩(wěn)。 圖2.4液壓馬達(dá)典型油路1- 液壓馬達(dá)；2- 雙向緩沖閥；3- 換向閥 2.4回轉(zhuǎn)制動器 制動器是具有使運(yùn)動部件（或運(yùn)動機(jī)械）減速、停止或保持停止?fàn)顟B(tài)等功能的裝置。這是一個緩慢或停止機(jī)械運(yùn)動的機(jī)械部件。俗稱剎車、閘。制動器主要由制架、制動件和操縱裝置等組成。回轉(zhuǎn)常常閉制動器制動，常閉制動器經(jīng)常處于關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)身體的工作可用電磁鐵或電力液壓推桿外松。這種制動器可根據(jù)工作需要適當(dāng)控制制動時間或行程，使制動平穩(wěn)，準(zhǔn)確到位。從安全生產(chǎn)的角度，當(dāng)一個機(jī)構(gòu)意外斷電（控制線路停運(yùn)，停運(yùn)線路），

38、在這時將常閉制動機(jī)構(gòu)由于電源和復(fù)位丟失，自動進(jìn)行制動，從而保證旋轉(zhuǎn)機(jī)械安全。因此，起重機(jī)的工作機(jī)構(gòu)應(yīng)采用常閉式制動器。 2.5回轉(zhuǎn)減速器 基本功用是將來自變速器或者萬向傳動裝置的轉(zhuǎn)矩增大，同時降低轉(zhuǎn)速并改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向。主減速器由一對或幾對減速齒輪副構(gòu)成。動力由主動齒輪輸入經(jīng)從動齒輪輸出。它是依靠齒數(shù)少的齒輪帶齒數(shù)多的齒輪來實(shí)現(xiàn)減速的，采用圓錐齒輪傳動則可以改變轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)方向。將主減速器布置在動力向驅(qū)動輪分流之前的位置，有利于減小其前面的傳動部件（如離合器、變速器、傳動軸等）所傳遞的轉(zhuǎn)矩，從而減小這些部件的尺寸和質(zhì)量。8  使用非標(biāo)準(zhǔn)零件和減速器的工作原理和類型減速器減速器是指原動機(jī)

39、與機(jī)器無關(guān)的閉式傳動裝置之間，用來降低轉(zhuǎn)速增大扭矩。減速器由于結(jié)構(gòu)緊湊，傳遞功率范圍大，工作可靠，使用壽命長，效率高，使用和維護(hù)簡單。因此，應(yīng)用非常廣泛。減速器的主要參數(shù)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化和專業(yè)化生產(chǎn)廠。正常情況下，根據(jù)工作要求，根據(jù)傳動比，輸入軸功率和轉(zhuǎn)速，負(fù)荷等，選擇標(biāo)準(zhǔn)減速器；必要時，也可以自行設(shè)計和制造。 減速器的分類：減速器按傳動原理可分為普通減速器和行星減速器兩大類：本回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用二級行星減速器，行星是一種工業(yè)用傳動裝置,目的是通過減小速度來增加系統(tǒng)的輸出扭矩。行星減速機(jī)主要傳動結(jié)構(gòu)為:行星輪,太陽輪,外齒圈.該減速器體積小、重量輕，承載能力高，使用壽命長、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低。具有功率分流

40、、多齒嚙合獨(dú)用的特性。減速器的發(fā)展趨勢： 高水平、高性能。圓柱齒輪普遍采用滲碳淬火、磨齒，承載能力提高4倍以上，體積小、重量輕、噪聲低、效率高、可靠性高。   積木式組合設(shè)計?；緟?shù)采用優(yōu)先數(shù)，尺寸規(guī)格整齊，零件通用性和互換性強(qiáng)，系列容易擴(kuò)充和花樣翻新，利于組織批量生產(chǎn)和降低成本。   型式多樣化，變型設(shè)計多。擺脫了傳統(tǒng)的單一的底座安裝方式，增添了空心軸懸掛式、浮動支承底座、電動機(jī)與減速器一體式聯(lián)接，多方位安裝面等不同型式，擴(kuò)大使用范圍。    2.6回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)方案擬定 本設(shè)計擬采用這種方案:四排球式回轉(zhuǎn)支承回轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)支承，回

41、轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置采用高速液壓馬達(dá)驅(qū)動行星齒輪減速器。3回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計計算 3.1 載荷與工況的計算 3.1.1軸向載荷 對回轉(zhuǎn)起重機(jī)而言，大部分的外載荷都作用于其回轉(zhuǎn)支撐設(shè)備上，根據(jù)承受載荷的情況，主要有來自于垂直方向受到的總軸向力（軸向載荷），水平方向受到的總徑向力（徑向載荷）以及傾翻力矩的作用。就如圖可知各部分的受力情況圖3.1汽車起重機(jī)受力情況圖根據(jù)參考文獻(xiàn)1可知：軸向載荷公式： （3.1）由下表數(shù)據(jù)可知上車部分總質(zhì)量G=10.24t 表3.1LGRT35起重機(jī)上車質(zhì)量分布表起升、回轉(zhuǎn)、變幅回轉(zhuǎn)平臺配重其他吊 臂（包括伸縮機(jī)構(gòu)）3.072t1.741t3.072t2.355t5.760t表3.2

42、LGRT35起重機(jī)下車質(zhì)量分布表車架發(fā)動機(jī)支腿橋、輪其他4.0001.1202.8804.8003.200 起升動載荷 起升載荷 ：起升載荷是指起升質(zhì)量的重力。起升質(zhì)量包括允許起升的最大物品、取物裝置（下滑輪組、吊鉤、吊梁、抓斗、容器、起重電磁鐵等）以及懸掛撓性件和其他隨同升降的設(shè)備質(zhì)量。起升高度小于50 m 時，起升鋼絲繩的質(zhì)量可以不計。為起升動載系數(shù)。起升狀態(tài)級別相應(yīng)的起升動載荷系數(shù)最小值。按起升狀態(tài)級別設(shè)定的系數(shù)。穩(wěn)定起升速度，與起升機(jī)構(gòu)驅(qū)動控制形式及操作方法有關(guān)，見表4-5。其最高值 發(fā)生在電動機(jī)或發(fā)電機(jī)空載起動（相當(dāng)于此時吊具、物品及完全松弛的鋼絲繩均放置與地面）、且吊具及物品被起升

43、離地時其起升速度以達(dá)到穩(wěn)定起升的最大值。 起升狀態(tài)級別 起升機(jī)構(gòu)驅(qū)動控制不同，武平起升離地時的操作方法有較大的差異，由此表現(xiàn)出起升操作的平穩(wěn)程度和物品起升離地的動力特性也會有較大的差異。起升狀態(tài)分為四個等級，起升離地平穩(wěn)，有輕微沖擊，中度沖擊，較大沖擊與各個級別相應(yīng)的系數(shù)和關(guān)系見下表3.3起升狀態(tài)等級表起升狀態(tài)級別0.170.340.510.681.051.101.151.20圖3.1動載荷模型起重機(jī)起升狀態(tài)級別取，所以為0.51，為1.15。表3.3確定用的穩(wěn)定起升速度值（）起升驅(qū)動型式及操作方法無風(fēng)工作、有風(fēng)工作特殊工作-擬定按計算，所以： 得起升動載系數(shù)已知起升載荷起升動載荷=35

44、15;1.15=40.25t所以軸向載荷載荷起吊重量：Q=35000kg；上車重量：G=10240kg；吊鉤重量:（相對起重量而言可忽略不計)； 3.1.2水平載荷水平載荷公式： （3.2） （注：由于水平載荷較小并且其計算出來的數(shù)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于軸向載荷的 10%，因此在計算校核中可對其忽略不計。）式中；重物上的水平風(fēng)力； 汽車起重機(jī)上車部分上的水平風(fēng)力； 重物離心力； 回轉(zhuǎn)部分上的自重離心力；傾翻力矩： 注：由于實(shí)際經(jīng)驗(yàn)可得離心力 P1 和風(fēng)力 W 所引起的力矩一般為物體重量的 10%左右，因此傾翻力矩可寫成如下公式： （3.3）式中：為起升動載系數(shù)1.15 起重臂桿的重心到回轉(zhuǎn)中心的距離；（1

45、.1m） 工作幅度；（最小工作幅度3m） 起升高度。（最大起升高度10m） 起重機(jī)臂重5.760t 配重3.072t由于文獻(xiàn)中提及水平載荷數(shù)值的較小，因此在實(shí)際計算中可以省去計算而直接對軸向載荷以及傾翻力矩的計算從而對回轉(zhuǎn)支撐型號的選擇。軸向載荷: 傾翻力矩: 3.2回轉(zhuǎn)支撐的型號選擇 根據(jù)對回轉(zhuǎn)支撐類型的了解，此外又結(jié)合對LGRT35汽車起重機(jī)的了解以及實(shí)際工作狀態(tài)的需要，初步選定的系列為單排接觸四點(diǎn)接觸球式回轉(zhuǎn)支承。單排接觸四點(diǎn)接觸球式回轉(zhuǎn)支撐屬于回轉(zhuǎn)支撐裝置中的滾動軸承式回轉(zhuǎn)支撐裝置中的一個類型。其由 2 個座圈合理的布局組合而成，而結(jié)構(gòu)具有緊密型，高度尺寸小型化等都是其與生俱來的優(yōu)點(diǎn)，

46、并且它能同時承受水平力，軸向力以及傾翻力矩的作用，適用于中小型汽車起重機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中，而由于LGRT35輪胎起重機(jī)正是屬于此類輪胎起重機(jī)的范疇內(nèi)，因此單排接觸四點(diǎn)接觸球式回轉(zhuǎn)支撐適合本課題研究的汽車起重機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中。按照靜態(tài)工況選型根據(jù)參考文獻(xiàn)1可知：查閱起重機(jī)設(shè)計手冊1，對于單排接觸四點(diǎn)接觸球式回轉(zhuǎn)支承的靜態(tài)工況公式如下:當(dāng)量軸向載荷: （3.4）當(dāng)量傾翻力矩: （3.5）式中：工況參數(shù)， =1.10 ； K載荷換算系數(shù) 1.225 ； 水平載荷由于涉及到的水平載荷數(shù)值的較小可忽略不計，因此計算如下:選取=45°時：當(dāng)量軸向載荷: 當(dāng)量傾翻力矩: 3.2圖 承載能力曲線圖根據(jù)計算

47、結(jié)果，在上述圖 的承載能力的曲線圖中，可以初步選擇 013.35.1600型號的內(nèi)齒式單排接觸的四點(diǎn)接觸球式回轉(zhuǎn)支承裝置3按動態(tài)工況校核壽命根據(jù)參考文獻(xiàn)11可知：軸向載荷: (3.6)傾翻力矩: (3.7)根據(jù)回轉(zhuǎn)支承的工況系數(shù)表可知：工況系數(shù) =1.35 ；因此，選取=45°時：軸向載荷: 傾翻力矩:根據(jù)承載曲線圖可知，對于回轉(zhuǎn)支撐裝置的型號初步選擇為013.35.1250內(nèi)齒式 單排四點(diǎn)接觸球式回轉(zhuǎn)支承。3.4表 回轉(zhuǎn)支撐具體參數(shù)表基本型號外型尺寸mm安裝孔尺寸mm結(jié)構(gòu)尺寸mm齒輪參數(shù)mm外齒參數(shù)mm內(nèi)齒參數(shù)mm內(nèi)齒式DdHLhbmzz013.35.125013901110110

48、1337116326M24485125113481001090121449.61181048.888014.35.1250141453.21011041.675一般情況下，013.35.1250內(nèi)齒式單排四點(diǎn)的接觸球式回轉(zhuǎn)支承的滾動體采用整體淬硬的 碳鉻軸承鋼，牌號為GCr15或GCr15SiMn鋼制成，而座圈則采用表面淬硬鋼，50CrMnMo材料制成，密封圈采用材料為耐油丁腈橡膠制成，此外滾道表面硬度HRC=5562,其淬硬層厚度在3.5mm以上時，其點(diǎn)接觸應(yīng)力為根據(jù)回轉(zhuǎn)支撐國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，013.35.1250系列的內(nèi)齒式單排四點(diǎn)接觸球式回轉(zhuǎn)支承中的數(shù)字含義依次為： 0球式；1單排；3內(nèi)

49、齒較小模數(shù)；35滾動體直徑（mm） ； 1250滾道中心圓直徑（mm） ；013.35.1250 系列的內(nèi)齒式單排四點(diǎn)接觸球式回轉(zhuǎn)支承主要參數(shù)如下： 其主要的參數(shù)為：鋼球直徑:dw=35mm； 外型尺寸D=1390:mm，d=1110mm；H=110mm安裝尺寸:=1337mm；=1163mm內(nèi)外圓安裝孔直徑:dn1= dn2=26mm;螺栓M24安裝孔個數(shù):n=40；外圈齒數(shù):z=118;內(nèi)齒齒數(shù)z=88大齒輪接觸強(qiáng)度的計算安全系數(shù):1.14; 3.3汽車起重機(jī)回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的回轉(zhuǎn)阻力矩計算由參考文獻(xiàn)1得回轉(zhuǎn)阻力矩公式: (3.8)式中：回轉(zhuǎn)支承裝置的摩擦阻力矩； 坡道的阻力矩； 風(fēng)的阻力矩； 慣

50、性的阻力矩，出現(xiàn)在發(fā)生回轉(zhuǎn)啟動和制動狀態(tài)； 3.3.1摩擦阻力矩的計算摩擦阻力矩公式: （3.9）式中；全部水平滾輪輪壓之和（N）上車與吊臂總質(zhì)量16t 滾道固定，水平滾輪沿滾道作行星運(yùn)動時滾道的平面直徑。 滾球式摩擦的阻力系數(shù)，=0.0050.009（滾動軸承）??；代入具體數(shù)據(jù)可得：當(dāng)水平時（即=90°）摩擦阻力矩 3.3.2坡道阻力矩的計算下圖可以表明坡道阻力矩的形成狀況，因此阻力矩的計算公式為： （3.10）式中:起重機(jī)中回轉(zhuǎn)部件質(zhì)量的重力（N） ；吊鉤130kg 部件的重心到回轉(zhuǎn)中心之間的距離（m） ； 坡道的角度,系數(shù)范圍允許（0.01750.0262）取0.02 ； 起重

51、機(jī)的回轉(zhuǎn)角度（當(dāng)為90°或270°時，此時坡道阻力矩最大）；帶入具體數(shù)據(jù)：圖3.3 坡道阻力矩的示意圖 3.3.3風(fēng)力阻力矩的計算當(dāng)風(fēng)向與臂架處于垂直位置的時候，此時風(fēng)力所產(chǎn)生的阻力矩為最大。風(fēng)力阻力矩計算公式: （3.11）式中: 被吊起重物所承受的風(fēng)力；由風(fēng)壓q與受力面積相乘得到，取q=9 起重機(jī)的回轉(zhuǎn)部分所承受的風(fēng)力; 的作用線到回轉(zhuǎn)中心線之間的距離; -最小工作幅度3m代入具體數(shù)據(jù)可得：（通常情況，假設(shè)重物承受風(fēng)力面積為；吊臂所受風(fēng)力的面積為 。）風(fēng)力的阻力矩:3.3.4慣性阻力矩的計算 慣性阻力矩由繞汽車起重機(jī)回轉(zhuǎn)中心線回轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)慣性阻力矩以及汽車起重機(jī)回轉(zhuǎn)

52、系統(tǒng)本身的慣性阻力矩 ,再加上機(jī)構(gòu)傳動部位慣性阻力矩組成，一般相對很小忽略不計。根據(jù)轉(zhuǎn)動慣量的公式: （3.12）式中: 重物相對于回轉(zhuǎn)中心線引起的轉(zhuǎn)動慣量； 部件圍繞回轉(zhuǎn)中心線引起的轉(zhuǎn)動慣量的和；轉(zhuǎn)動慣量的公式： （3.13）式中：起重機(jī)的回轉(zhuǎn)速度（r/min） ；已知為2.5r/min 起重機(jī)的起動、制動的時間；5s代入具體數(shù)據(jù)可得： 3.3.5回轉(zhuǎn)阻力的合力矩的計算回轉(zhuǎn)阻力的合力矩:3.4回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動馬達(dá)的選型汽車以及輪胎等一些起重機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)一般都采用液壓馬達(dá)驅(qū)動。其主要的技術(shù)參數(shù)是：最高的轉(zhuǎn)速，最低的轉(zhuǎn)速，額定的壓力、最高的壓力以及排量等參數(shù)。根據(jù)液壓馬達(dá)工作的壓力由回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的阻力矩

53、以及液壓馬達(dá)產(chǎn)生的排量所決定：因此，工作壓力公式: （3.14）式中: T回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的阻力矩 ( )； 液壓馬達(dá)的排量 ； 機(jī)構(gòu)的傳動比； 液壓馬達(dá)的機(jī)械效率； 根據(jù)所計算確定的回轉(zhuǎn)阻力矩，利用上式初步選擇液確定壓馬達(dá)的工作壓力；此外，也可以利用所給定的工作壓力來計算液壓馬達(dá)的排量，從而選擇適宜的液壓馬達(dá)。一旦液壓馬達(dá)進(jìn)行初步選定以后，就通過機(jī)構(gòu)最大的回轉(zhuǎn)阻力矩進(jìn)行液壓馬達(dá)過載能力的驗(yàn)算。 液壓馬達(dá)輸出的最大轉(zhuǎn)矩需滿足的條件： （3.15）式中:馬達(dá)的最高工作壓力，所在機(jī)構(gòu)受到液壓系統(tǒng)最大的壓力以及馬達(dá)最高的壓力限制（MPa） ；液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速由液壓系統(tǒng)中的流量以及液壓馬達(dá)排量所決定:因此，液壓馬

54、達(dá)轉(zhuǎn)速的公式： （3.16）式中:Q液壓泵的流量（L/min）; h r液壓馬達(dá)的容積效率;注：液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速不能超過它的最高的轉(zhuǎn)速?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的液壓馬達(dá)的機(jī)械效率為 0.80.85，因此取值為 0.85；由此可知 選擇寧波甬源液壓馬達(dá)有限公司的YHZ50000型號，額定功率50000N·m，最大功率65000N·m，轉(zhuǎn)速010，工作壓力額定18.4MPa最大21.5MPa總排量28687mL/r，馬達(dá)型號1QMJ62-5.0,行星減速器G8制動器開啟壓力2.5MPa，平衡閥開啟壓力2.0MPa 43.7 YHZ系列馬達(dá)型號表根據(jù)選擇的液壓驅(qū)動馬達(dá)型號參數(shù)表可知：由此可見此液壓

55、馬達(dá)型號的最大力矩大于起重機(jī)的回轉(zhuǎn)的阻力矩，因而確定此型號的液壓馬達(dá)設(shè)備符合本次研究的汽車起重機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的所需要求。3.5回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)制動器設(shè)計 3.5.1制動器的制動力矩計算對于能夠使汽車起重機(jī)具有準(zhǔn)確的定位功能， 因此需要在回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)置中裝備有制動器，使其能夠在一定的時間以及行程中停止回轉(zhuǎn)運(yùn)動。制動器的制動力矩公式： （3.17）式中：制動的時間，一般=5s； 總排量； -驅(qū)動馬達(dá)的軸上部件引起的轉(zhuǎn)動慣量（） -驅(qū)動馬達(dá)額定轉(zhuǎn)速由于飛輪所引起的力矩是馬達(dá)主要慣性力矩，因此其他力矩可忽略不計。因此可得液壓馬達(dá)的制動力矩為7123.83N.m，而為了機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性，一般的其起動以及制動的時間不

56、小于34s 為最佳，因而制動的時間定為5s。針齒輪傳動主要尺寸與計算3.6回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)減速器設(shè)計已知參數(shù)：輸入軸轉(zhuǎn)速輸出軸轉(zhuǎn)速，可計算減速器的傳動比，輸入功率采用行星齒輪減速器 3.6.1齒輪的模數(shù)計算 齒輪模數(shù)計算公式公式中字母含義：算數(shù)系數(shù)， =12.1；齒輪副的小齒輪轉(zhuǎn)矩 N.m；使用系數(shù)， =1.5；綜合系數(shù)， =2；行星輪間的載荷分配系數(shù)， =1.1；小齒輪的齒形系數(shù)，YFa1 =2.91；齒輪副的小齒輪的齒數(shù)， =18；齒輪的彎曲疲勞極限，s=300；帶入具體數(shù)據(jù)得：，取計算得一級齒輪齒數(shù)19，45.二級齒輪齒數(shù)27,66. 3.6.2分度圓直徑計算 分度圓直徑的計算公式: 帶入具體數(shù)據(jù)得： 3.6.3齒頂圓直徑計算 齒頂圓直徑的計算公式： 齒頂高計算帶入數(shù)據(jù)得： 3.6.4齒根圓直徑計算齒根圓直徑的計算公式：帶入數(shù)據(jù)可得： 3.6.5中心距計算 中心距計算公式：帶入數(shù)據(jù)得；3.6.6齒輪強(qiáng)度校核太陽輪與行星輪材料選取為20CrNi2MoA，經(jīng)過滲碳淬火的處理，表面硬574HRC。齒面接觸的疲勞極限：太陽輪為Hlim=1450N/mm2 ; 行星輪為Hlim=850N/mm2;齒根彎曲的疲勞極限：太陽輪為Flim=400N/mm2;