全路面起重機(jī)起重臂主要結(jié)構(gòu)設(shè)計

1、全路面起重機(jī)起重臂主要結(jié)構(gòu)設(shè)計院 部： 機(jī)械工程學(xué)院 學(xué)生姓名：#指導(dǎo)教師：#職稱 教授 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 班 級：#完成時間： 二零一四年五月 摘要隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展，我國的基礎(chǔ)建設(shè)力度正逐漸加大，道路交通，機(jī)場，港口，水利水電，市政建設(shè)等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)規(guī)模也越來越大，市場起重機(jī)的需求也隨之增加。工況的不同也對起重機(jī)的性能要求越來越高，給起重機(jī)設(shè)計者帶來無盡的挑戰(zhàn)。而我國起重機(jī)中汽車起重機(jī)比重達(dá)到80%以上，全地面起重機(jī)比重不高，而全地面起重機(jī)起重能力比汽車起重機(jī)要強(qiáng)，所以全地面起重機(jī)研究是我國起重機(jī)研究的重點(diǎn)。本文通過對全地面起重機(jī)研究，以起重機(jī)起重臂為設(shè)計重點(diǎn)，零件的

2、校核計算及結(jié)構(gòu)設(shè)計，使起重設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)，定位準(zhǔn)確，安全可靠，技術(shù)性能先進(jìn)。并獨(dú)自完成零件圖繪制及起重臂的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計，最后繪制設(shè)計總圖。其主要目的是全路面起重機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理，掌握起重機(jī)的設(shè)計方法，通過學(xué)習(xí)起重機(jī)的設(shè)計方法和步驟，提高我們分析問題和解決問題的能力，將自己所學(xué)的理論知識應(yīng)用到實(shí)際工作生產(chǎn)中，培養(yǎng)實(shí)際動手能力。關(guān)鍵詞：全路面起重機(jī);吊鉤;主臂;支腿設(shè)計摘要Abstract隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展，我國的基礎(chǔ)建設(shè)力度正逐漸加大，道路交通，機(jī)場，港口，水利水電，市政建設(shè)等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)規(guī)模也越來越大，市場起重機(jī)的需求也隨之增加。工況的不同也對起重機(jī)的性能要求越來越高，給起重機(jī)設(shè)計者帶來

3、無盡的挑戰(zhàn)。而我國起重機(jī)中汽車起重機(jī)比重達(dá)到80%以上，全地面起重機(jī)比重不高，而全地面起重機(jī)起重能力比汽車起重機(jī)要強(qiáng)，所以全地面起重機(jī)研究是我國起重機(jī)研究的重點(diǎn)。本文通過對全地面起重機(jī)研究，以起重機(jī)起重臂為設(shè)計重點(diǎn)，零件的校核計算及結(jié)構(gòu)設(shè)計，使起重設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)，定位準(zhǔn)確，安全可靠，技術(shù)性能先進(jìn)。并獨(dú)自完成零件圖繪制及起重臂的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計，最后繪制設(shè)計總圖。其主要目的是全路面起重機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理，掌握起重機(jī)的設(shè)計方法，通過學(xué)習(xí)起重機(jī)的設(shè)計方法和步驟，提高我們分析問題和解決問題的能力，將自己所學(xué)的理論知識應(yīng)用到實(shí)際工作生產(chǎn)中，培養(yǎng)實(shí)際動手能力。With the rapid development

4、 of economy, Chinas infrastructure is gradually increasing, road, airport, port, water conservancy and hydropower, municipal construction and other infrastructure construction scale is also growing, market demand also increases crane. Different working conditions and performance of crane of the incr

5、easingly high demand, endless challenges to the crane designer. But Chinas automobile crane crane in proportion to achieve 80% above, all terrain crane is not high, and all terrain crane lifting capacity is stronger than the automobile crane, so all terrain crane research is the research focus of cr

6、ane in china. In this paper, through the study of all terrain crane, the crane boom is the focus on design, checking calculation and structure design of parts, the hoisting equipment operation is stable, accurate positioning, safe and reliable, advanced technology. And alone and the overall structur

7、e of jib design drawing, finally drawing design drawing. Its main purpose is to structure and working principle of the all terrain crane, master the design method of crane, the design method and steps of learning crane, improve our ability to analyze and solve problems, they will learn the applicati

8、on of theoretical knowledge to practical work in production, cultivation of practical ability.關(guān)鍵詞：全路面起重機(jī);吊鉤;主臂;支腿設(shè)計Keywords: all terrain crane; hook; the main arm leg design;目錄全路面起重機(jī)起重臂主要結(jié)構(gòu)設(shè)計11.緒論11.1 起重機(jī)在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的作用與工作特點(diǎn)11.2 全路面起重機(jī)的幾大特點(diǎn)22.全地面起重機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)設(shè)定和工作級別32.2 工作級別的確定32.2.1 初選起重機(jī)整體的工作級別32.2.2 初選起

9、重機(jī)機(jī)構(gòu)的工作級別33.起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計計算43.1 起升機(jī)構(gòu)的構(gòu)成43.1.1 內(nèi)燃機(jī)來驅(qū)動的起升機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)43.1.2 由電動機(jī)驅(qū)動的起升機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)43.1.3 液壓驅(qū)動的起升機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)53.2 液壓驅(qū)動的起升機(jī)構(gòu)布置方式53.3 起升機(jī)構(gòu)的各組成設(shè)計計算53.3.1 鋼絲繩確定53.3.2 滑輪的計算決擇63.3.3 卷筒的設(shè)計及選擇73.3.4 卷筒系列組的確定83.3.5 鋼絲繩和滑輪尺寸的最后調(diào)整93.3.6 起升馬達(dá)的計算93.3.7 液壓泵的精確計算和選擇103.3.8 吊鉤的設(shè)計，計算和決擇114.變幅機(jī)構(gòu)的基本設(shè)計計算144.1 計算變幅力144.1.1 正常作業(yè)時的變

10、幅力144.1.2 得最大變幅力為144.2 計算選用液壓缸144.2.1 液壓缸筒內(nèi)徑的計算144.2.2 計算活塞桿直徑154.2.3 缸筒壁厚度及外徑的計算165.臂架伸縮機(jī)構(gòu)的基本設(shè)計計算185.1 確定臂架伸縮機(jī)構(gòu)的驅(qū)動形式185.2 計算臂架伸縮阻力185.3 臂架伸縮液壓缸的基本計算及選擇195.4 對液壓泵校核以及臂架伸縮時間的計算205.4.1 伸臂運(yùn)動的計算205.4.2 計算縮臂時間21結(jié)論22致謝231.緒論1.1 起重機(jī)在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的作用與工作特點(diǎn)起重機(jī)械是對物料進(jìn)行起重，運(yùn)送，裝卸和裝配作業(yè)的機(jī)械。它能完成靠人力無法做到的物料搬運(yùn)工作，減少人們的體力勞動，提高勞

11、動生產(chǎn)率，在工廠，礦場，車站，港口，工地，倉庫，發(fā)電站等諸多領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。隨著生產(chǎn)規(guī)模日漸擴(kuò)大，尤其是現(xiàn)代化，專業(yè)化的要求，各種專用起重機(jī)相續(xù)誕生，在很多重要的部門，它不僅是生產(chǎn)中的輔助機(jī)械，而且已成為生產(chǎn)線上不可缺少的機(jī)械設(shè)備，它的發(fā)展對國民經(jīng)濟(jì)起著強(qiáng)大的促進(jìn)作用。起重機(jī)是循環(huán)的，間歇性動作的，短程搬運(yùn)東西的機(jī)械。一個工作循環(huán)要包括上料，運(yùn)送，下料與回到原位的過程，就是把取物裝置從取物地點(diǎn)由起升機(jī)把物料提起，再運(yùn)行，回轉(zhuǎn)把物料移位，然后將物料在指定地點(diǎn)下放，然后進(jìn)行相反動作，這樣取物裝置回到原位，就可以進(jìn)行下次的工作循環(huán)。在兩個循環(huán)之間都有少許的停歇。起重機(jī)作業(yè)時，各機(jī)構(gòu)一般處于起

12、動，制動和正向，反向等相互交換的運(yùn)行狀態(tài)之中。在較高層建筑，化工及電站的建設(shè)中，需要吊運(yùn)的工程量日益增多，其中不少物件的吊裝與運(yùn)送量達(dá)幾噸。因此，要選用大型起重機(jī)來進(jìn)行諸如鍋爐與廠房設(shè)備的吊裝作業(yè)。一般采用的大型起重機(jī)就有龍門起重機(jī)，門式起重機(jī)，塔基起重機(jī)，帶式起重機(jī)，輪式起重機(jī)還有廠房里的橋式起重機(jī)等。在道路建設(shè)，橋梁和水利等一些施工中，起重機(jī)的作用無法替代。無論是裝卸設(shè)備，吊裝廠房中的構(gòu)件，安裝電站里設(shè)備，澆注混泥土，制作模板，開挖廢料及其他建筑用料等，都得使用起重機(jī)。尤其是水電工程，不僅其工程規(guī)模浩大，并且其地理?xiàng)l件特殊，施工的季節(jié)性強(qiáng)，工程自生很復(fù)雜，需要吊裝的設(shè)備材料的量大品種又多，

13、所以需要的起重機(jī)數(shù)量以及種類就更多了。除了前面說的起重機(jī)外，在水電建設(shè)中還采用了其他一些特大型起重機(jī)，用來檢修機(jī)組，起合閘門與吊攔污柵的用途。這些用起重機(jī)有：大型的橋式起重機(jī)，龍門式起重機(jī)，固定卷揚(yáng)起重機(jī)與弧型閘門式起重機(jī)。這些有專門用途的起重機(jī)起重噸位大，如用來放起吊閘門的龍門起重機(jī)與固定式卷揚(yáng)起重機(jī)的起重量，我過已起重機(jī)大壩上的門式起重機(jī)等雖然隸屬于發(fā)電站的 固定設(shè)備，但在電站施工階段中，卻可用來安裝機(jī)組，就也起到了工程起重機(jī)的作用。1.2 全路面起重機(jī)的幾大特點(diǎn)全路面起重機(jī)之所以能夠在20世紀(jì)80年代到90年代風(fēng)靡歐洲，甚至保持至今，那是由于高技術(shù)，高性能以及諸多用途等很多優(yōu)勢決定的。全

14、路面起重機(jī)即綜合了汽車起重機(jī)的快速轉(zhuǎn)移和越野型輪胎式起重機(jī)躍強(qiáng)野能力和負(fù)載行使等幾大特點(diǎn)，這種合而為一強(qiáng)大的產(chǎn)品與普通的汽車起重機(jī)之比具有以下幾個優(yōu)點(diǎn)：更加優(yōu)秀的起重重量，較強(qiáng)的躍野性能，可適應(yīng)惡劣工作環(huán)境的要求；結(jié)構(gòu)緊致，重量較輕，外型美觀，又具有良好的行駛性能；其底盤懸掛的方式為氣懸掛，減震效果很明顯，即能根據(jù)地面高低不平，能自動調(diào)平車架，又使爬坡能力更強(qiáng)；而且全輪轉(zhuǎn)向，全架驅(qū)動，還轉(zhuǎn)彎半徑小，又可蟹形行走，使用范圍非常廣泛；還可根據(jù)需要來升高或降低車駕離地高度，以用來提高行駛和通過能力；支腿跨距增大，作業(yè)穩(wěn)定性變好；就可以不受前方區(qū)域的其他限制，且360度全方位作業(yè)等。2.全地面起重機(jī)的

15、主要技術(shù)參數(shù)設(shè)定和工作級別2.1 主要的技術(shù)參數(shù)起重量q：8t； 起升高度h：15m； 自重g: 10t起升機(jī)構(gòu)的運(yùn)行速度：貨物升降速度（以及起升速度）為1 ms吊裝運(yùn)行速度： 2.5ms 回轉(zhuǎn)頻率： 1.2rmin 變幅速度： 0.2ms 主重力矩：M=QR=56tm 最大的爬坡度：20最小拐彎半徑：10.5m 2.2 工作級別的確定 初選起重機(jī)整體的工作級別初選起重機(jī)的利用率等級為U5，載荷狀態(tài)為Q2，由此起重機(jī)的利用等級及載荷狀態(tài)可將起重機(jī)的工作級別確定為A5。 初選起重機(jī)機(jī)構(gòu)的工作級別一臺起重機(jī)中各級機(jī)構(gòu)的工作級別一般不盡相同，但整機(jī)和有金屬結(jié)構(gòu)的工作級別由主要機(jī)構(gòu)（一般是主起升機(jī)構(gòu)）

16、的工作級別來確定。在此情況下暫選主起升機(jī)構(gòu)工作級別為M4。 3.起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計計算3.1 起升機(jī)構(gòu)的構(gòu)成在起重機(jī)中，用來提升或下降材料的機(jī)構(gòu)統(tǒng)稱為起升機(jī)構(gòu)，一般有卷揚(yáng)式（又稱卷揚(yáng)機(jī)）。起升機(jī)構(gòu)是起重機(jī)中最核心，最基本的機(jī)構(gòu)。起升機(jī)構(gòu)都由驅(qū)動裝置，鋼絲卷繞系統(tǒng)，取物和安全保護(hù)裝置組成。驅(qū)動裝置包含原發(fā)動機(jī)，聯(lián)軸器，起動器，減速器以及卷筒等部件。卷繞系統(tǒng)包括鋼絲繩，卷筒和幾個滑輪組。取物裝置有吊鉤，抓斗，電磁力吸盤等多種。安全裝置又分超負(fù)荷限制器和起升高度限位器等。起升機(jī)構(gòu)的發(fā)動機(jī)有內(nèi)燃機(jī)，電動機(jī)，液壓裝置三種。 內(nèi)燃機(jī)來驅(qū)動的起升機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)其驅(qū)動力由內(nèi)燃機(jī)由機(jī)械傳動裝置集中傳梯給包括起升機(jī)

17、構(gòu)以及其各個工作機(jī)構(gòu)。其特點(diǎn)是擁有獨(dú)立的能源，激動靈活，特別適用于流動作業(yè)的起重機(jī)。為保障各機(jī)構(gòu)的相互獨(dú)立運(yùn)動，整機(jī)的傳動系統(tǒng)及其復(fù)雜笨重。而且不能逆轉(zhuǎn)，又不能帶載起動，必須靠傳動環(huán)機(jī)構(gòu)的離合器來實(shí)現(xiàn)啟動和換向，因此其調(diào)速困難，目前一般在少數(shù)輪胎式起重機(jī)和鋁帶起重機(jī)中使用。 由電動機(jī)驅(qū)動的起升機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)電動機(jī)驅(qū)動是起升機(jī)構(gòu)最常用的驅(qū)動方式。直流電動機(jī)比較適合起升機(jī)構(gòu)工作要求，但由于很難獲得直流電源，在大型的起重機(jī)上一般通過內(nèi)燃機(jī)和直流發(fā)電機(jī)的組合實(shí)現(xiàn)直流傳動。交流電動機(jī)驅(qū)動卻直接從電網(wǎng)取得交流電源，且電動機(jī)過載能力強(qiáng)又可帶載起動，調(diào)速極方便，操縱又簡單，維護(hù)容易，機(jī)組重量最輕，工作比較可靠，因

18、此在電動起升機(jī)構(gòu)中使用最廣。起重機(jī)用的電動機(jī)與一般長期不斷運(yùn)轉(zhuǎn)的電動機(jī)不同，它要求頻繁的起動與制動，故在起重機(jī)的電動機(jī)上設(shè)計上一般采用JZR（線繞式）和JZ（鼠籠式）的三相交流異變電動機(jī)。與一般交流電動機(jī)比，它的轉(zhuǎn)子又細(xì)又長（這樣其慣性小，短暫過載能力強(qiáng)，起動轉(zhuǎn)矩大）；即使在現(xiàn)代起重機(jī)的設(shè)計規(guī)范中，也一般推薦起重機(jī)上使用YZ及YZR電動機(jī)，其工作效率高，自重小，體積不大，起動力矩大，并且省電。 液壓驅(qū)動的起升機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)由驅(qū)動液壓泵，將作業(yè)油液壓入執(zhí)行機(jī)構(gòu)（液壓馬達(dá)或液壓缸）的機(jī)制動作，通過控制執(zhí)行構(gòu)件輸入的液體流量大小實(shí)現(xiàn)調(diào)速。液壓驅(qū)動的最大優(yōu)點(diǎn)是傳動比例大，能實(shí)現(xiàn)其它發(fā)動機(jī)無法做到的大范圍的

19、無級調(diào)速。且結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)轉(zhuǎn)十分平穩(wěn)，操作也較方便，過載保護(hù)性好。缺點(diǎn)是內(nèi)部元件的制造精度要求特別高，不然液體容易泄漏?，F(xiàn)在液壓驅(qū)動已經(jīng)在流動式起重機(jī)上被廣泛應(yīng)用。綜上所述，故應(yīng)選用液壓驅(qū)動的起升機(jī)構(gòu)。3.2 液壓驅(qū)動的起升機(jī)構(gòu)布置方式圖1 高速液壓馬達(dá)與卷筒布置簡圖1液壓高速馬達(dá) 2制動器3圓柱型齒輪減速器 4卷揚(yáng)機(jī)卷筒如上圖所示，是高速液壓馬達(dá)和圓柱齒輪減速器及卷筒等組成的起升機(jī)構(gòu)，高速液壓馬達(dá)和卷筒的并列布置，是中小噸位液壓驅(qū)動式起重機(jī)最常用的形式。3.3 起升機(jī)構(gòu)的各組成設(shè)計計算 鋼絲繩確定（1）按選擇系數(shù)C計算鋼絲繩直徑，由 (1) 其中，為鋼絲繩直徑（mm）；為選擇系數(shù)（mm/）為鋼

20、絲繩最大吊裝時靜拉力（N）（2）選擇單聯(lián)滑輪故有=14614。04（N）：起升載荷量，；：滑輪組的倍率，取3；：滑輪組的效率，查起重機(jī)設(shè)計手冊表2-2-10故取=0。95；，：為導(dǎo)向滑輪組效率，查起重機(jī)設(shè)計手冊2-2-3應(yīng)取=0。987（3）選擇系數(shù)C的選擇查起重機(jī)設(shè)計手冊表3-1-2選C=0。099 (2)查起重機(jī)設(shè)計手冊表3-1-11初確定鋼絲繩直徑d=12.0，鋼絲油繩工程抗拉強(qiáng)度（）：1550，鋼絲繩破斷裂拉力總和（）（N）： 91500 滑輪的計算決擇（1）滑輪的計算設(shè)滑輪直徑為 (3)：從鋼絲繩中心計算滑輪直徑（mm）；d：鋼絲繩工作直徑（mm）；e：輪繩之間直徑系數(shù)比，查起重機(jī)設(shè)

21、計手冊表3-2-1得取e=18（2）滑輪選擇查得起重機(jī)設(shè)計手冊表3-2-2，表3-2-6，初選滑輪的重要尺寸和基本尺寸(mm)滑輪代號為22.5-110-60,D=225,=265，a=25,b=5.5,R=5.5,=110,B=60,推薦使用軸承型號為276-212，基本尺寸：H=21.5,C=1.0,，得M=8，N=0,S=10 卷筒的設(shè)計及選擇（1）卷筒各基本尺寸的計算 得卷筒直徑D (4)=（16-1）12=180（mm） 其中：d為鋼絲繩直徑；e為卷筒直徑比， 查閱起重機(jī)設(shè)計手冊表3-3-1， 得e=16查閱起重機(jī)設(shè)計手冊表3-3-9，初選取D=350（mm ） 卷筒繩槽半徑R 標(biāo)準(zhǔn)

22、繩槽深度h為 標(biāo)準(zhǔn)繩槽節(jié)距p 由p=d+(24)mm 得p=d+2 故p=14+2=16mm 卷筒有螺旋槽的部分長 (5)=535.95（mm）其中：H為起升高度，取H=12mm；m為滑輪組倍率，取m=3；為卷筒卷繞直徑，取=D+d=364；n為附加安全圈數(shù)，取n=2；t (6)=536+2（180+48）+80=1072 計算卷筒壁厚=16（mm） 計算卷筒繩槽尺寸（mm） 繩槽半徑=，標(biāo)準(zhǔn)槽型=16.0, 卷筒系列組的確定查閱起重機(jī)設(shè)計手冊確定短軸卷筒組系列（8t）圖2 短軸卷筒組起重量：8t；起升高度：16m；鋼絲繩直徑d：14mm；D=350（mm），=306（mm）；=314（mm）

23、；=322（mm）；=80（mm）；=17（mm）；=390（mm）；=65（mm）；=270（mm）；=1230（mm）；=200（mm）；=1515（mm）；=25（mm）；=60（mm）；=155（mm）；=120（mm）；=250（mm）；=80（mm）； 鋼絲繩和滑輪尺寸的最后調(diào)整因此由起重機(jī)設(shè)計手冊表3-1-12得鋼絲繩改選為：鋼絲繩直徑d=14.0mm；鋼絲繩公稱抗拉伸強(qiáng)度（）：1550，鋼絲破拉裂力總和（）N（不小于）：134000。 由起重機(jī)設(shè)計手冊表3-1-12將滑輪改選為：280-125-65；D=280,=330,a=31,b=7.0,R=7.5,=125,B=65,推

24、薦軸承型號為276-212 起升馬達(dá)的計算（1）起升馬達(dá)所能受的最大扭矩 (7)= 其中： 為動力系數(shù)，=1+0.35v=1.088；：為傳動效率， I為起升減速傳動比，i=21.04；為起升卷筒上鋼絲繩的最外層直徑，=D+d=364；為最大靜拉力，得=14328N（2）液壓馬達(dá)的排液油量 (8)：液壓馬達(dá)效率，=0.92 ，c為液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速 (9)=1670r/min齒輪式與葉片式輸出轉(zhuǎn)矩較小，又不能適于低速傳動，因此，一般采用柱塞式液壓馬達(dá)。柱塞式馬達(dá)有徑向和軸向柱塞馬達(dá)兩種。軸向柱塞馬達(dá)轉(zhuǎn)速范圍寬，扭矩大而且結(jié)構(gòu)緊湊，其徑向尺寸小，轉(zhuǎn)動慣量又小等優(yōu)點(diǎn)，所以選用之。 液壓泵的精確計算和選擇

25、（1）液壓泵的工作壓力為 (10)為液壓馬達(dá)最大工作壓力，；為起升馬達(dá)所最大扭矩，=146.57N.M；為起升馬達(dá)排量（） 為起升馬達(dá)機(jī)械效率，（2）計算液壓泵的流量QpK (11)93.7=122l/minK為系統(tǒng)泄漏系數(shù)，取K=1.3；為液壓馬達(dá)所需最大流量，得=167056.1=93687液壓泵有齒輪泵，葉片泵，柱塞泵三種。對于這類汽車起重機(jī)，液壓系統(tǒng)所需負(fù)載大，功率高，精度要求不大。所以，通常采用齒輪泵。由系統(tǒng)，壓力，流量的需要，8噸汽車起重機(jī)宜選擇40/32型雙聯(lián)齒輪液壓泵，其最高工作壓力達(dá)25Mpa，最高轉(zhuǎn)速達(dá)2500r/min,這兩泵的每秒理論排量分別為40cm3和32cm3 吊

26、鉤的設(shè)計，計算和決擇（1）吊鉤的尺寸=30=84.85mm，取D=85；，取S=64；取，則h=85mm；，取L1=2h，則L1=170mm；（2）尾部羅紋直徑計算確定吊鉤材料選擇DG20Mn，=510Mpa 由公式： (12)故查起重機(jī)設(shè)計手冊表3-4-2得選4號鉤。（3）吊鉤上螺母高度的計算 由公式： (13) 其中： z為螺母的螺紋高度，得z=；t為螺母節(jié)距；d為螺母外徑；為螺母內(nèi)部直徑。 故查閱機(jī)械設(shè)計實(shí)踐表17.1得應(yīng)選擇普通螺紋， 得公稱直徑d=52；節(jié)距p=5；中徑=48.752；小徑（4）吊鉤的抗拉強(qiáng)度計算（截面A-A） (14) 則有：因此得截面A-A安全。（5）吊鉤拉板的抗

27、拉強(qiáng)驗(yàn)算吊鉤拉板只需驗(yàn)算有孔斷面的抗拉強(qiáng)度即可。圖3 吊鉤基本外形和主要尺寸A為水平斷面A-A，因應(yīng)力集中孔邊，其孔內(nèi)側(cè)拉力為最大： (15)：應(yīng)力集中系數(shù)為，算得水平斷面A-A安全。其b.垂直端面B-B，其內(nèi)側(cè)拉應(yīng)力最大：(16)算得水平斷面B-B安全。（6）吊鉤橫梁的強(qiáng)度驗(yàn)算a.吊鉤橫梁其中中間部分應(yīng)按其彎曲強(qiáng)度進(jìn)行演算得： (17) 得橫梁的中間部分安全。b.吊鉤橫粱軸頸部，應(yīng)按平均擠壓力計算，得 (18) 所以， 判斷吊鉤橫梁的軸徑安全。4.變幅機(jī)構(gòu)的基本設(shè)計計算4.1 計算變幅力 正常作業(yè)時的變幅力+=133582.425（n 得最大變幅力為 + = =1419954.34 （N）4

28、.2 計算選用液壓缸 液壓缸筒內(nèi)徑的計算 (19) =0.15（m）F-液壓缸負(fù)載力，取F=14199.43N；P-工作壓力，取P=8Mpa 查起重機(jī)設(shè)計手冊中表6-4-11內(nèi)徑為標(biāo)準(zhǔn)值D=160mm。 計算活塞桿直徑（1）計算dd一般由液壓缸做往復(fù)運(yùn)動時速度比計算，即 (20) =79.69（mm）-速度比，查起重機(jī)設(shè)計手冊表6-4-13得： 故d=80（mm）（2）活塞桿抗拉壓強(qiáng)度驗(yàn)算活塞受力時，主要受軸向拉壓力，因此其強(qiáng)度驗(yàn)算按直桿的拉壓公式計算，即 (21) =28.26(Mpa)-活塞桿內(nèi)應(yīng)力；F-液壓缸負(fù)載力；-活塞桿許用應(yīng)力為活塞桿材料的抗拉強(qiáng)度，其中n為安全系數(shù)，一般取 ，選2

29、0號剛=410(MPa)，=82(MPa) 故此活塞桿抗拉壓強(qiáng)度符合要求。（3）缸的穩(wěn)定性驗(yàn)算要控制活塞桿直徑與液壓缸長度之比在1：10以下，否則活塞桿會出現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)，甚至彎曲破壞，對其受壓穩(wěn)定性計算。可把液壓缸看成一個和活塞桿截面端相等的桿件，由歐拉公式算出臨界壓縮載荷F，接著代入壓桿穩(wěn)定公式，進(jìn)行驗(yàn)算。 歐拉公式為： (22) =（N）Mpa； J-活塞桿橫截面擠矩，J=； L-液壓缸安裝長度，由起重機(jī)設(shè)計手冊表6-4-14-長度折算系數(shù)，查起重機(jī)設(shè)計手冊表6-4-14取得=1 其壓桿穩(wěn)定公式為：=1.39 NF F為液壓缸最大負(fù)載力；為安全系數(shù)，通常取3.5-5 故算得液壓缸穩(wěn)定。 缸

30、筒壁厚度及外徑的計算（1）計算缸筒壁厚 (23) =11.71(mm) -液壓缸耐壓試驗(yàn)力，當(dāng)時，=1.5p，其中p為液壓缸的工作壓力；-缸筒的許用應(yīng)力，=，為材料的抗拉強(qiáng)度，其n為安全系數(shù)，一般取5（2）計算缸筒外徑 (24) =160+2 得=183.42(mm) 故由起重機(jī)設(shè)計手冊表6-4-15查得圓整(mm)圖4 液壓缸結(jié)構(gòu)簡圖5.臂架伸縮機(jī)構(gòu)的基本設(shè)計計算5.1 確定臂架伸縮機(jī)構(gòu)的驅(qū)動形式現(xiàn)行臂架伸縮機(jī)構(gòu)的驅(qū)動型式有復(fù)合式，液壓式和機(jī)械式三種。吊臂伸縮機(jī)構(gòu)的主要驅(qū)動型式采用液壓驅(qū)動。要分別設(shè)計相應(yīng)的伸縮液壓缸和油路，才可實(shí)現(xiàn)臂架的各種伸縮方式。故本吊車選用液壓驅(qū)動方式中的獨(dú)立伸縮方式

31、5.2 計算臂架伸縮阻力當(dāng)臂架帶載伸縮時其主要的載荷有：（1）臂架搭接處產(chǎn)生的摩擦力；（2）伸縮臂和貨物在臂架軸線方向的分力；（3）鋼絲繩的分拉力。一般在臂架到達(dá)最大仰角時計算伸臂阻力，在臂架最小仰角時或水平狀態(tài)下是計算伸縮臂阻力的時候。二級伸縮臂在全伸，吊重工狀況下。設(shè)臂架的仰角為，起重臂分支拉力為S，貨物重力及吊具重力為Q，搭接處兩支反力為及，其摩檫力為及，第二節(jié)臂自重為，液壓缸五推力為。當(dāng)縮臂時，起重物品重量分力和起重分支拉力會由阻力變?yōu)橹?。摩檫力為。由的平衡方?聯(lián)立以上方程解得： + + +算得 =265462.81（N）5.3 臂架伸縮液壓缸的基本計算及選擇所有的臂架伸縮液壓缸都

32、將活塞固定在基本臂上，在此方式下缸筒連同伸縮臂都伸縮到位于缸筒全伸后的活塞平衡面內(nèi)缸筒聯(lián)接伸縮臂的銷軸，這種結(jié)構(gòu)可使液壓缸的軸向彎曲計算直接簡化為活塞桿縱向彎曲計算，于此同時還提升了液壓缸的懲載能力。其活塞桿承受壓力縱向彎曲時的臨界力為： (25)-活塞桿的彈性模量，取Mpa；-由活塞桿一端部支承來決定的長度折算系數(shù)，當(dāng)活塞桿兩端鉸支時，取=1；l活塞桿截面慣性矩，在此為液壓缸活塞桿外徑，為液壓缸活塞桿內(nèi)徑。活塞桿一般要做成空心的，空心腔中用來焊接有輸油管，這便能使活塞的實(shí)際承載能力大幅增加。計算活塞桿的允許承載能力為： (26)P= N-安全系數(shù)，取n=23.5；由以上求得的數(shù)值，再查起重機(jī)

33、設(shè)計手冊中表6-4-19應(yīng)選DG型液壓缸：此型號缸徑D=160（mm）；其內(nèi)活塞桿直徑d=90(mm)；最大推力281.48(KN)；最大拉力219.90(KN)；最大移動距離8000（mm）。5.4 對液壓泵校核以及臂架伸縮時間的計算液壓泵所產(chǎn)生額定壓力要保證伸縮油缸當(dāng)產(chǎn)生伸臂和縮臂時所需要的最大推力，而液壓泵流量也應(yīng)滿足臂架伸縮時間和動作穩(wěn)定可靠的要求。 伸臂運(yùn)動的計算a伸縮條件當(dāng)液壓缸伸臂時，油液被壓入液壓缸的活塞腔，這時活塞腔接通油箱，這時由于伸縮油缸的速度比i大，故從活塞桿腔壓出的油量少，油液回油管道中的流速低，壓力反而損失小，所以系統(tǒng)的壓力損失主要在油管路中。 其伸縮條件是：(27

34、) 所以，-最大伸臂時阻力（N）；-液壓泵的額定壓力（Mpa ）；-缸筒的內(nèi)徑和活塞桿外徑（mm）；-油液從液壓泵出油口壓至伸縮液壓缸進(jìn)油腔之間損失的壓力（Mpa ）; -油液從伸縮液壓缸壓出有腔到油箱之間損失的壓力（Mpa ）b伸縮時間為 (28) = =147.9（s）為液壓泵的壓出流量（L/min）；為液壓泵殼的容積效率； D為液壓缸的內(nèi)徑（m）；S為液壓缸所運(yùn)行的行程（m） 計算縮臂時間 (29) = =96.9（s）結(jié) 論通過這次的畢業(yè)設(shè)計，我基本上掌握了全地面起重機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，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(shè)計中，在查閱資料之后，首先對起重機(jī)主臂所需要設(shè)計的部分進(jìn)行計算，計算得出了三鉸點(diǎn)的位置數(shù)值，各節(jié)臂的長度值，液壓缸的主要尺寸；并根據(jù)計算選取了滑輪、鋼絲繩等主要部件；設(shè)計了主臂的伸縮機(jī)構(gòu)，確定它的工作原理。并參照徐工的50噸汽車起重機(jī)的資料，選取截面形狀及尺寸。在上述數(shù)值確定之后，對主臂進(jìn)行三維建模，首先對零部件進(jìn)行建模，之后根據(jù)配合關(guān)系進(jìn)行裝配，在經(jīng)過裝配之后發(fā)現(xiàn)，很多地方出現(xiàn)干涉，從而可以看到，實(shí)際設(shè)計和裝配整機(jī)，還有著一定距離。然而也使