汽車起重機(jī)設(shè)計(jì)說明書

中國礦業(yè)大學(xué)2009屆畢業(yè)生設(shè)計(jì)第1頁1概述1.1起重機(jī)械的用途、工作特點(diǎn)及其在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的地位起重機(jī)械是用來對(duì)物料進(jìn)行起重、運(yùn)輸、裝卸或安全等作業(yè)的機(jī)械設(shè)備。它在國民經(jīng)濟(jì)各部門都有廣泛應(yīng)用，起著減輕體力勞動(dòng)、節(jié)省人力、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和促進(jìn)生產(chǎn)過程機(jī)械化的作用。例如，一個(gè)現(xiàn)代化的大型港口，每年的吞吐量有幾千萬噸乃至上億噸，被運(yùn)送的物料品種繁多，有成件物品，也有散料材料或液態(tài)材料。為了盡快地完成如此繁重的裝卸任務(wù)，如不采取成套的起重運(yùn)輸設(shè)備，那是不可想象的。碼頭邊上，吊車林立，成了現(xiàn)代化港口的重要特點(diǎn)。因此說，起重機(jī)械在現(xiàn)代化的生產(chǎn)過程中絕決不是可有可無的輔助工具，而是合理組織生產(chǎn)的必不可少的生產(chǎn)設(shè)備。起重機(jī)械在搬運(yùn)物料時(shí)，經(jīng)歷上料、運(yùn)送、卸料和回到原處的過程，有時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，有時(shí)停轉(zhuǎn)，所以它是一種間歇?jiǎng)幼鞯臋C(jī)械。通常，起重機(jī)械由三大部分構(gòu)成：工作機(jī)構(gòu)、金屬結(jié)構(gòu)、動(dòng)力裝置與控制系統(tǒng)。所謂工作機(jī)構(gòu)是指起重機(jī)械的機(jī)械傳動(dòng)部分而言，常見的有起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和變幅機(jī)構(gòu)，通常稱為“起重機(jī)四大機(jī)構(gòu)”。它是為實(shí)現(xiàn)起重機(jī)不同運(yùn)動(dòng)要求而設(shè)置的。依靠這四個(gè)機(jī)構(gòu)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)，可以使起重機(jī)在所需的任何指定位置進(jìn)行上料與卸料。輕小型的起重設(shè)備以及升降機(jī)一般只有起生動(dòng)作，只需一個(gè)工作機(jī)構(gòu)。1.2起重機(jī)械發(fā)展簡史及發(fā)展動(dòng)向1.2.1起重機(jī)械的發(fā)展簡史據(jù)史料記載，公元前5000-4000年的新石器時(shí)代末期，為埋葬和紀(jì)念死者而修筑石棺和石臺(tái)時(shí)，我國古代勞動(dòng)人民已能開鑿和搬運(yùn)巨石。公元前1765-1760年，我國的商朝時(shí)代出現(xiàn)了桔槔，這是一種利用簡單杠桿、提水容器和配重組成的汲水工具。它利用杠桿平衡原理，借助配重，大大減輕了人們的體力勞動(dòng)。到了公園前1115-1079年之間，又發(fā)明了轱轆，它是一種將垂直運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并具有省力效果的提水工具，它已具有現(xiàn)代起升機(jī)構(gòu)的基本特點(diǎn)。世界聞名的古埃及金字塔是人類文明的象征。其上的大石塊、石碑和雕像的重量，有的甚至達(dá)1000t。據(jù)記載，當(dāng)時(shí)采用的起重運(yùn)輸工具為滾子、斜面和杠桿，均用人力驅(qū)動(dòng)。具有幾個(gè)工作機(jī)構(gòu)又可進(jìn)行復(fù)合運(yùn)動(dòng)的起重機(jī)最早出現(xiàn)于公元1490-1550年之間，在阿格里高拉的著作中對(duì)此曾有描述。這是一臺(tái)人力驅(qū)動(dòng)的并可進(jìn)行起升、變幅和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的木制起重設(shè)備。蒸汽機(jī)的出現(xiàn)，推動(dòng)了第一次工業(yè)革命，起重機(jī)械也因之有了較大發(fā)展。1827年，出現(xiàn)了第一臺(tái)用蒸汽機(jī)驅(qū)動(dòng)的固定式回轉(zhuǎn)起重機(jī)，從此結(jié)束了起重機(jī)采用人力驅(qū)動(dòng)的歷史。在工業(yè)發(fā)展中，電力驅(qū)動(dòng)的出現(xiàn)是起重機(jī)械蓬勃發(fā)展的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。1880年，出現(xiàn)了第一臺(tái)電力驅(qū)動(dòng)的載客升降機(jī)。1885年，制成了電力驅(qū)動(dòng)的回轉(zhuǎn)起重機(jī)，此后制成了電力驅(qū)動(dòng)的橋式起重機(jī)和門座起重機(jī)等。二次世界大戰(zhàn)結(jié)束至今已有數(shù)十年。這期間，新產(chǎn)品、新材料、新工藝不斷出現(xiàn)。例如：由于自動(dòng)焊接新技術(shù)的出現(xiàn)，箱型結(jié)構(gòu)的橋式起重機(jī)越來越受到人們的歡迎；由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的推廣應(yīng)用，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)（CAD）和輔助制造（CAM），使起重機(jī)的整機(jī)布置更趨優(yōu)化，基本部件加緊湊耐用；由于自控技術(shù)和數(shù)顯技術(shù)的廣泛普及，使起重機(jī)的控制和安全保護(hù)裝置大為改善，保證了操作的安全性和可靠性。我國的起重機(jī)械制造行業(yè)起步較晚，原有的基礎(chǔ)比較薄弱，與工業(yè)先進(jìn)的國家相比，差距不小。但是，經(jīng)過建國40年來的不斷發(fā)展，目前的差距明顯縮小，已經(jīng)建立自己的起重機(jī)研究部門、生產(chǎn)廠和專業(yè)人才培養(yǎng)的高等學(xué)校，并能夠批量生產(chǎn)各種類型的起重機(jī)械，不僅初步滿足了國內(nèi)市場(chǎng)的需求，部分產(chǎn)品還打入了國際市場(chǎng)。1.2.2起重機(jī)械今后的發(fā)展動(dòng)向近年來，隨著建設(shè)工程規(guī)模不斷擴(kuò)大，起重安裝工程量越來越大，尤其是現(xiàn)代化大型石油、化工、冶煉、電站以及高層建筑的安裝工作逐年增多。因此，對(duì)起重機(jī)，特別是大功率的起重機(jī)的需求日益增加。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新技術(shù)、新材料、新結(jié)構(gòu)、新工藝在起重機(jī)上得到廣泛應(yīng)用。所以這些因素都有力地促進(jìn)了起重機(jī)的發(fā)展。根據(jù)國內(nèi)外現(xiàn)有起重機(jī)的產(chǎn)品和技術(shù)資料的分析，近年來起重機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾方面。①廣泛采用液壓技術(shù)由于液壓傳動(dòng)具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、能無極調(diào)速、操縱輕便、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)和工作安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，近年來國內(nèi)外各種類型的起重機(jī)廣泛的采用了液壓傳動(dòng)。我國的主要研制成功并實(shí)際應(yīng)用的有3、5、8、12、20、65、80、125、160、200、250、320、400等噸級(jí)的伸縮臂液壓起重機(jī)。國外液壓起重機(jī)在品種和產(chǎn)量方面都有較大的發(fā)展，特別是大噸級(jí)的液壓起重機(jī)發(fā)展非常迅速。100噸級(jí)以上大型桁架臂式汽車起重機(jī)也開始采用液壓傳動(dòng)。目前國外已有400噸級(jí)的液壓汽車起重機(jī)。隨著液壓技術(shù)和液壓元件的發(fā)展，液壓起重機(jī)將會(huì)獲得進(jìn)一步發(fā)展。②通用型起重機(jī)以中小型為主，專業(yè)起重機(jī)向大型大功率發(fā)展為了提高建設(shè)工程的裝卸和安裝作業(yè)的機(jī)械化程度，起重機(jī)的發(fā)展仍是以輕便靈活的中小型起重機(jī)為主。目前國外普遍采用10-40噸級(jí)的起重機(jī)。從數(shù)量上看，中小噸位的占多數(shù)，因此國外很重視改進(jìn)、提高中型（16-40噸級(jí)）液壓起重機(jī)的性能。但為了滿足大型石油、化工、冶煉設(shè)備和高層建筑大型板材、構(gòu)件的安裝，國內(nèi)外已生產(chǎn)了一些100-1000噸級(jí)的大型、特大型輪胎式起重機(jī)，履帶起重機(jī)和各類型的塔式起重機(jī)。目前超過100噸級(jí)的輪胎式起重機(jī)品種逐漸增多。從發(fā)展情況看，大型或特大型起重機(jī)以發(fā)展桁架臂式起重機(jī)為主；而伸縮臂式液壓起重機(jī)，由于受伸縮臂的重量和行駛狀態(tài)下的長度的限制，它的發(fā)展有待技術(shù)和材料的進(jìn)一步研究。由于大型電站、大型高爐、化工建設(shè)和高層建筑的需要，塔式起重機(jī)的起重量、幅度、工作速度和起升高度都有了大幅度的提高。③重視“三化”，逐步過度采用國際標(biāo)準(zhǔn)目前各國在發(fā)展工程起重機(jī)新產(chǎn)品的過程中都很重視“三化”（標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化）。一些國家對(duì)起重機(jī)制定了國家標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了起重量系列。有些國家起重量雖然沒有統(tǒng)一的規(guī)定，但各制造廠自成系列，注意采用通用零部件，為生產(chǎn)和使用提供有利條件。一些國家按起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)橋、轉(zhuǎn)向橋以及中心回轉(zhuǎn)接頭等，不論用于汽車起重機(jī)還是輪胎起重機(jī)，一律進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化，使一種部件可以用在兩種類型不同類型的起重機(jī)上。此外，還可采用一些措施使一種部件可以用到起重量大小不同的起重機(jī)上，如設(shè)計(jì)系列化吊臂、小起重量起重機(jī)的主臂可作為大起重量起重機(jī)的副臂、小起重量液壓起重機(jī)的基本臂可作為大起重量起重機(jī)的二節(jié)臂等。有的國家設(shè)計(jì)時(shí)要求相近噸級(jí)的起重機(jī)基本部件通用化，如10-16t、24-40t、65-100t的起重機(jī)主副起升機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等完全通用。我國對(duì)輪胎式起重機(jī)和塔式起重機(jī)分別制定了基本參數(shù)系列，統(tǒng)一了產(chǎn)品型號(hào)和等級(jí)，1983年制定了汽車起重機(jī)和輪胎起重機(jī)基本參數(shù)（JB1375-83）以及起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB3811-83）為了發(fā)展新品種、增加產(chǎn)量、提高產(chǎn)品質(zhì)量和滿足現(xiàn)代化專業(yè)生產(chǎn)的要求，起重機(jī)的“三化”水平將進(jìn)一步提高。目前世界上許多國家，不僅重視制定本國的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，而且非常重視采用國際標(biāo)準(zhǔn)（ISO）。有的國家甚至廢除了本國國家標(biāo)準(zhǔn)而直接采用ISO標(biāo)準(zhǔn)。我國政府也提出：全面加強(qiáng)采用國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，是我國實(shí)行開放政策和提高產(chǎn)品質(zhì)量的一項(xiàng)重大措施，只有這樣，才能盡快縮短我國產(chǎn)品質(zhì)量水平與世界先進(jìn)水平的差距，才能改變我國產(chǎn)品質(zhì)量的落后面貌。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）設(shè)有若干個(gè)技術(shù)委員會(huì)，其中與起重機(jī)行業(yè)直接有關(guān)的技術(shù)委員會(huì)為TC-96起重機(jī)、起重設(shè)備和挖掘設(shè)備委員會(huì)。該委員會(huì)下設(shè)有4個(gè)分技術(shù)委員會(huì)：TC-96/SCI起重機(jī)設(shè)計(jì)程序分技術(shù)委員會(huì)；TC-96/SC2起重機(jī)術(shù)語分技術(shù)委員會(huì)。該TC-96/SC3起重機(jī)鋼絲繩選擇分技術(shù)委員會(huì)；TC-96/SC4起重機(jī)試驗(yàn)方法分技術(shù)委員會(huì)。該TC-96技術(shù)委員會(huì)已先后制定了《起重設(shè)備-分類》ISO4301-1980;《起重機(jī)-風(fēng)載荷的估算》ISO4302-1981；《起重機(jī)的試驗(yàn)規(guī)范和程序》ISO4301-1981；《流動(dòng)式起重機(jī)-穩(wěn)定性的估算》ISO4305-1981；《起重機(jī)-鋼絲繩的選擇》ISO4308-1981等標(biāo)準(zhǔn)。④發(fā)展一機(jī)多用產(chǎn)品為了充分發(fā)揮起重機(jī)的作用，擴(kuò)大其使用范圍，有的國家在設(shè)計(jì)起重機(jī)時(shí)重視了產(chǎn)品的多用性。例如在工作裝置設(shè)計(jì)方面，除了使用吊鉤外，還設(shè)計(jì)了配備有電磁吸盤、抓斗、拉鏟和木料抓取器等取物裝置；有的還設(shè)計(jì)成用于建筑基礎(chǔ)工程中，如裝設(shè)鉆孔裝置和掀動(dòng)打樁裝置等的一機(jī)多用產(chǎn)品。又如在整機(jī)設(shè)計(jì)方面，近年來出現(xiàn)了自行塔式起重機(jī)，即汽車或輪胎塔式起重機(jī)和履帶塔式起重機(jī)以代替固定式或軌道式塔式起重機(jī)。這種類型的塔式起重機(jī)是在原來輪胎式或履帶式動(dòng)臂起重機(jī)的基礎(chǔ)上更換或改裝吊臂而成的。⑤采用新技術(shù)、新材料、新結(jié)構(gòu)、新工藝為了減輕起重機(jī)的自重，提高起重性能，保證起重機(jī)高效可靠的工作，各國都非常重視采用新技術(shù)、新材料、新結(jié)構(gòu)和新工藝。新技術(shù)的應(yīng)用除前述的廣泛采用液壓傳動(dòng)外，有的起重機(jī)還采用液力傳動(dòng)。由于液力變矩器與發(fā)動(dòng)機(jī)恰當(dāng)匹配，可使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩自動(dòng)地適應(yīng)行駛條件，并采用動(dòng)力換擋變速箱、液壓轉(zhuǎn)向裝置以減輕司機(jī)的操作強(qiáng)度。為了防止起重機(jī)超載以至傾翻，近年來研制了電子式起重力矩限制器。這是一種較為完善的安全裝置。當(dāng)載荷接近額定起重量時(shí)，自動(dòng)發(fā)出警報(bào)信號(hào)；當(dāng)超載時(shí)，力矩限制器自動(dòng)切斷起重機(jī)工作機(jī)構(gòu)以保證起重機(jī)整機(jī)穩(wěn)定安全。采用新技術(shù)特別是電子技術(shù)更加完善操作條件，是國外發(fā)展機(jī)械的一個(gè)普遍傾向，即所謂機(jī)電一體化。起重機(jī)也不例外。為了進(jìn)一步改善司機(jī)操作環(huán)境，除司機(jī)室要坐得寬敞、視野良好、保溫隔熱和隔聲外，還裝置有遠(yuǎn)距離聯(lián)系設(shè)備和工業(yè)電視設(shè)備等。由于鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，合金鋼強(qiáng)度不斷提高，為起重機(jī)減輕自重，特別是吊臂自重創(chuàng)造了極為有力的條件。國外在20世紀(jì)80年代就能出現(xiàn)400噸、500噸級(jí)的輪胎式起重機(jī)，可能由于采用了高強(qiáng)度低合金鋼。國外有的采用了極限強(qiáng)度達(dá)700-900N/mm^2的高強(qiáng)度合金鋼制作箱型伸縮臂。桁架式吊臂普遍采用高強(qiáng)度鋼管。支退橫梁及底架大梁采用高強(qiáng)度易焊合金鋼。為了減輕起重機(jī)的自重，除了采用高強(qiáng)度的鋼材外，在結(jié)構(gòu)形式方面的改進(jìn)也是十分重要的。設(shè)計(jì)進(jìn)行合理的箱型吊臂引起了各國的重視。近年來，輪胎式起重機(jī)出現(xiàn)了盆形底座，起重機(jī)的上車通過回轉(zhuǎn)支撐安裝在盆形底座上，從盆形底座上在對(duì)角方向安裝四個(gè)輻射式（可擺動(dòng)）支腿，吊重負(fù)荷經(jīng)由盆形底座直接傳遞給支腿，而起重機(jī)底盤只承受行駛時(shí)的自重。這樣，起重機(jī)可設(shè)計(jì)的輕一些，此外，還有一些其它措施，如設(shè)計(jì)多節(jié)支腿橫梁加大起重機(jī)支撐寬度以提高起重機(jī)性能等。新材料、新結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，促使各國采用各種新的加工工藝，國外為了擴(kuò)大高強(qiáng)度鋼材的應(yīng)用，非常重視高強(qiáng)度鋼的焊接工藝等技術(shù)的研究。1.3起重機(jī)械的簡介1.3.1起重機(jī)械的概念工程起重機(jī)和工程機(jī)械一樣，是真正具有中國特色的名稱與概念。我國的工程起重機(jī)主要包括塔式起重機(jī)、汽車起重機(jī)、履帶式起重機(jī)、施工升降機(jī)、橋式起重機(jī)、門式起重機(jī)、門座起重機(jī)、輪胎起重機(jī)、桅桿式起重機(jī)和纜索式起重機(jī)等。我國工程機(jī)械在國內(nèi)已經(jīng)發(fā)展成了機(jī)械10大行業(yè)之一，我國也要進(jìn)入了工程機(jī)械生產(chǎn)大國之列。工程機(jī)械用途廣泛，市場(chǎng)遍布國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門，其中主要有交通運(yùn)輸、能源、原材料、農(nóng)林水利、城鄉(xiāng)發(fā)展以及現(xiàn)代化國防六大領(lǐng)域。工程機(jī)械是保證各種工程建設(shè)實(shí)現(xiàn)高速化、高質(zhì)量和低成本的重要手段。隨著我國深化改革、擴(kuò)大開放和發(fā)展社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)等一系列重大政策的貫徹實(shí)施，工程機(jī)械行業(yè)在技術(shù)水平、科研條件、品種數(shù)量、產(chǎn)品質(zhì)量、專業(yè)化生產(chǎn)程度、生產(chǎn)規(guī)模、出口創(chuàng)匯、用戶服務(wù)、企業(yè)組織結(jié)構(gòu)優(yōu)化、高等教育以及人才培養(yǎng)諸方面，均獲得了很大進(jìn)步，在國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域和國防現(xiàn)代化建設(shè)中正發(fā)揮著舉足輕重的作用。我國已經(jīng)成為世界貿(mào)易正式成員大國，這為工程機(jī)械的更大發(fā)展提供了新的機(jī)遇。有人認(rèn)為工程機(jī)械與建筑機(jī)械、筑路機(jī)械和水利工程機(jī)械等是機(jī)械工業(yè)中并列的不同行業(yè)，這些看法是不對(duì)的。從行業(yè)發(fā)展歷史看，“工程機(jī)械”是真正具有中國特色的名稱。概括的說，凡是土方工程、石方工程、流動(dòng)起重裝卸工程、人貨升降輸送工程和各種建筑工程的綜合機(jī)械化施工以及同上述工程相關(guān)的工業(yè)生產(chǎn)過程機(jī)械化作業(yè)所必須的機(jī)械設(shè)備，都成為工程機(jī)械。工程機(jī)械的用途分為施工和作業(yè)，這是兩個(gè)不同的概念。所謂施工，是針對(duì)工程機(jī)械在各種建設(shè)工程中的工作而言，一旦工程完成了，工程機(jī)械走也就撤走了。所謂作業(yè)，是針對(duì)工程機(jī)械在工業(yè)生產(chǎn)過程中的工作而言。工程機(jī)械產(chǎn)品的分類，是根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作對(duì)象和主要用途三重標(biāo)準(zhǔn)劃分的，分類、組、系列、基型、規(guī)格五個(gè)層次。工程起重機(jī)（械）（constructioncraneandliftingequipment）又成建筑起重機(jī)械，依據(jù)《建筑機(jī)械與設(shè)備通用術(shù)語》（GB/T7920.1-1996）定義為：建筑工程中，用于在一定空間范圍內(nèi)進(jìn)行提升和搬運(yùn)機(jī)械作業(yè)的機(jī)械或設(shè)備。工程起重機(jī)（械）屬于十九類建筑機(jī)械與設(shè)備（JG/T5093-1997建筑機(jī)械與設(shè)備產(chǎn)品分類與型號(hào)）中的第二類。起重機(jī)械（liftingappliances）依據(jù)《起重機(jī)械名次術(shù)語——起重機(jī)械類型》（GB/6947.1-1986）定義一種間歇、重復(fù)工作方式，通過起重吊鉤或其它吊具起升、下降，或升降與搬運(yùn)與運(yùn)移重物的機(jī)械設(shè)備。上述兩定義中的“工程”和“建筑”應(yīng)該廣泛地理解，同時(shí)考慮機(jī)械與機(jī)器、機(jī)構(gòu)與機(jī)器、設(shè)備與機(jī)器概念上的差異，工程起重機(jī)同樣具有施工和作業(yè)兩方面的用途，給出如下概念。工程起重機(jī)（engineeringcrane）為一種間歇、重復(fù)工作方式，通過起重吊鉤或其它吊具起升、下降，或升降與運(yùn)移重物的機(jī)器設(shè)備。工程起重機(jī)是一種間歇?jiǎng)幼鞯陌徇\(yùn)設(shè)備，主要用作垂直運(yùn)輸，并兼作短距離水平運(yùn)輸。其工作特性是周期性的，也就是以重復(fù)的工作循環(huán)來完成提升、轉(zhuǎn)移、回轉(zhuǎn)及多種作業(yè)兼作的吊裝工作。工程起重機(jī)的作用主要表現(xiàn)在減輕工人的繁重體力勞動(dòng)，加快施工與作業(yè)進(jìn)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低施工與作業(yè)成本、提高質(zhì)量等方面。1.3.2起重機(jī)械的分類起重機(jī)的品種很多，因此分類方法也很多，主要有一下幾種分類分法。①按起重機(jī)的構(gòu)造分類橋架型起重機(jī)（overheadtypecrane）、纜索起重機(jī)（cablecrane）、臂架型起重機(jī)（jibtypecrane）。②按起重機(jī)的取物裝置和用途分類吊鉤起重機(jī)（hookcrane）、抓斗起重機(jī)（grabbingcrane）、電磁起重機(jī)（magnet）、冶金起重機(jī)（metallurgycrane）、堆垛起重機(jī)（stackingcrane）、集裝箱起重機(jī)（containercrane）、安裝起重機(jī)（erectioncrane）、救援起重機(jī)（salvagecrane）。③按起重機(jī)的移動(dòng)方式分類固定式起重機(jī)（fixedbasedcrane）、運(yùn)行式起重機(jī)（travelingcrane）、爬升式起重機(jī)（climbingcrane）、便攜式起重機(jī)（portablecrane）、隨車式起重機(jī)（lorrycrane）、輻射式起重機(jī)（radialcrane）。④按起重機(jī)工作機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)方式分類手動(dòng)式起重機(jī)（manualcrane）、電動(dòng)起重機(jī)（electriccrane）、液壓起重機(jī)（hydrauliccrane）、內(nèi)燃起重機(jī)（dieselcrane）、蒸汽起重機(jī)（steamcrane）。⑤按起重機(jī)使用場(chǎng)合分類車間起重機(jī)（workshopcrane）、機(jī)器房起重機(jī)（machinehousecrane）、倉庫起重機(jī)（warehousecrane）、儲(chǔ)料起重機(jī)（storageyardcrane）、建筑起重機(jī)（buildingcrane）、工程起重機(jī)（constructioncrane）、港口起重機(jī)（portcrane）、船廠起重機(jī)（shipyardcrane）、壩頂起重機(jī)（damcrane）、船用起重機(jī)（shipboardcrane）。⑥按起重機(jī)回轉(zhuǎn)能力分類回轉(zhuǎn)起重機(jī)（slewingcrane）、非回轉(zhuǎn)起重機(jī)（non-slewingcrane），回轉(zhuǎn)起重機(jī)又有全回轉(zhuǎn)起重機(jī)（full-circleslewingcrane）和非全回轉(zhuǎn)起重機(jī)（limitedslewingcrane）兩種。⑦按起重機(jī)的支撐方式分類支撐起重機(jī)（supportedcrane）、懸掛起重機(jī)（underslungcrane）。1.3.3起重機(jī)械的組成及作用為了能正常工作，各種類型的起重機(jī)通常都是由工作機(jī)構(gòu)、金屬機(jī)構(gòu)、動(dòng)力裝置與控制系統(tǒng)四部分組成的。這四部分的組成及其作用分述如下。工作機(jī)構(gòu)工作機(jī)構(gòu)是為了實(shí)現(xiàn)起重機(jī)不同的運(yùn)動(dòng)要求而設(shè)置的。眾所周知，要使一個(gè)重物從某一位置運(yùn)動(dòng)到空間任一位置，則此重物不外乎要做垂直運(yùn)動(dòng)和兩個(gè)水平方向的運(yùn)動(dòng)。起重機(jī)要實(shí)現(xiàn)重物的這些運(yùn)動(dòng)要求，必須設(shè)置相應(yīng)的工作機(jī)構(gòu)。不同類型的起重機(jī)，其工作機(jī)構(gòu)稍有差異。例如，廠房內(nèi)使用的橋式起重機(jī)和露天貨場(chǎng)使用的龍門起重機(jī)，要使重物實(shí)現(xiàn)三個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，則設(shè)有起升機(jī)構(gòu)（實(shí)現(xiàn)重物垂直運(yùn)動(dòng)）、小車運(yùn)行和大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)（實(shí)習(xí)重物沿兩個(gè)水平方向的運(yùn)動(dòng)）；而對(duì)于輪胎式起重機(jī)、履帶式起重機(jī)和塔式起重機(jī)，一般設(shè)有起升機(jī)構(gòu)、變副機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和行走機(jī)構(gòu)。依靠起升機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)重物的垂直上下運(yùn)動(dòng)，依靠變副機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)重物的兩個(gè)水平方向的移動(dòng)，依靠行走機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)重物的起重機(jī)所能及的范圍內(nèi)做任意空間運(yùn)動(dòng)和使起重機(jī)轉(zhuǎn)移工作場(chǎng)所。金屬結(jié)構(gòu)起重機(jī)的吊臂、回轉(zhuǎn)平臺(tái)、人字架、底架（車架大梁、門架、支腿橫梁等）和塔式起重機(jī)的塔身等金屬結(jié)構(gòu)是起重機(jī)的重要組成部分。起重機(jī)的各工作機(jī)構(gòu)的零部件都是安裝或支撐在這些金屬結(jié)構(gòu)上的。起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)是起重機(jī)的骨架，它承受起重機(jī)的自重以及作業(yè)時(shí)的各種外載荷。組成起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的構(gòu)件較多，其重量通常占有整機(jī)重量的一半以上，耗鋼量大。因此，起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)，對(duì)減輕起重機(jī)自重、提高起重性能、節(jié)約鋼材、提高起重機(jī)的可靠性都有重要意義。動(dòng)力裝置與控制系統(tǒng)動(dòng)力裝置是起重機(jī)的動(dòng)力源，是起重機(jī)的最重要的組成部分。它在很大程度上決定了起重機(jī)的性能和構(gòu)造特點(diǎn)。不同類型的起重機(jī)由不同類型的動(dòng)力裝置組成。輪胎式起重機(jī)和履帶式起重機(jī)的動(dòng)力裝置多為內(nèi)燃機(jī)，可由一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)對(duì)上下車各工作機(jī)構(gòu)供應(yīng)動(dòng)力；對(duì)于大型汽車起重機(jī)，有的上下車各設(shè)一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)，分別供應(yīng)其中機(jī)構(gòu)（起升、變幅、回轉(zhuǎn)）的動(dòng)力和行走機(jī)構(gòu)的動(dòng)力；塔式起重機(jī)以及相對(duì)固定在港口碼頭、倉庫料場(chǎng)上工作的一些輪胎起重機(jī)的動(dòng)力裝置是外接電源的電動(dòng)機(jī)。起重機(jī)的控制系統(tǒng)包括操縱裝置和安全裝置。動(dòng)力裝置是解決起重機(jī)做功所需要的能量。有了這個(gè)能源，就能使起重機(jī)各機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)?？刂葡到y(tǒng)則是解決各機(jī)構(gòu)怎樣運(yùn)動(dòng)的問題，如動(dòng)力傳遞的方向，各機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)速度的快慢，以及使機(jī)構(gòu)突然停止等。相應(yīng)于這些運(yùn)動(dòng)要求，起重機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)有離合器、制動(dòng)器、停止器、液壓傳動(dòng)中的各種操縱閥，以及各種類型的調(diào)速裝置和專用的安全裝置等部件。通過這些控制系統(tǒng)創(chuàng)造的條件，改變起重機(jī)的運(yùn)動(dòng)特性，以實(shí)現(xiàn)各機(jī)構(gòu)的啟動(dòng)、調(diào)速、改向、制動(dòng)和停止，從而達(dá)到起重機(jī)作業(yè)所要求的各種動(dòng)作。1.4起重機(jī)簡介1.4.1起重機(jī)的概念起重機(jī)是在一定范圍內(nèi)垂直提升和水平搬運(yùn)重物的多動(dòng)作起重機(jī)械，又稱吊車。它主要用來吊運(yùn)成件物品，配備適當(dāng)?shù)蹙吆笠部傻踹\(yùn)散狀物料和液態(tài)物料。起重機(jī)的工作特點(diǎn)是作間歇性運(yùn)動(dòng)，即在一個(gè)工作循環(huán)中取料、運(yùn)移、卸載等動(dòng)作的相應(yīng)機(jī)構(gòu)是交替工作的。各機(jī)構(gòu)經(jīng)常處于起動(dòng)、制動(dòng)和正反方向運(yùn)轉(zhuǎn)的工作狀態(tài)。1.4.2起重機(jī)的組成機(jī)構(gòu)起重機(jī)一般是由工作機(jī)構(gòu)、金屬結(jié)構(gòu)、動(dòng)力裝置與控制系統(tǒng)組成。①工作機(jī)構(gòu)工作機(jī)構(gòu)是為實(shí)現(xiàn)起重機(jī)不同的運(yùn)動(dòng)要求而設(shè)置的，一般包括以下四大機(jī)構(gòu)：起升機(jī)構(gòu)——升降重物的機(jī)構(gòu)。它是起重機(jī)的最主要的機(jī)構(gòu)，任何一種起重機(jī)械，都有這種機(jī)構(gòu)。運(yùn)行機(jī)構(gòu)——使起重機(jī)械或起重小車行走的機(jī)構(gòu)?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)——使起重機(jī)械的回轉(zhuǎn)部分在水平面內(nèi)，繞回轉(zhuǎn)中心線轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。變幅機(jī)構(gòu)——使起重機(jī)械臂架傾角變化，改變幅度的機(jī)構(gòu)。②金屬結(jié)構(gòu)金屬結(jié)構(gòu)是起重機(jī)械的骨架，主要用來支承工作機(jī)構(gòu)、承受自身重力和作業(yè)時(shí)的外載荷。③動(dòng)力裝置和控制系統(tǒng)動(dòng)力裝置是驅(qū)動(dòng)起重機(jī)械運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力設(shè)備。它在很大程度上決定了起重機(jī)的性能和構(gòu)造特點(diǎn)。一般為電動(dòng)機(jī)或內(nèi)燃機(jī)?？刂葡到y(tǒng)包括操縱裝置和安全裝置。各機(jī)構(gòu)的起動(dòng)、調(diào)速、改向、制動(dòng)和停止，都是通過操縱控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。1.4.3起重機(jī)的種類起重機(jī)通常按結(jié)構(gòu)分為臂架型起重機(jī)和橋架型起重機(jī)。臂架型起重機(jī)包括門座起重機(jī)（如圖1-1）、塔式起重機(jī)（如圖1-2）、浮游起重機(jī)、自行式起重機(jī)、由桅桿和臂架組成的桅桿起重機(jī)、沿墻壁運(yùn)行的壁行起重機(jī)和裝在船舶甲板上的起重機(jī)等。圖1-1門座起重機(jī)圖1-2塔式起重機(jī)橋架型起重機(jī)包括橋式起重機(jī)（如圖1-3）、龍門起重機(jī)。起重機(jī)的型式很多，但其主要組成部分都包括起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，以及金屬結(jié)構(gòu)等。圖1-3橋式起重機(jī)1.4.4起重機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)起重機(jī)的主要發(fā)展趨勢(shì)是：研制更合理的金屬結(jié)構(gòu)、機(jī)構(gòu)和零部件，以減少金屬消耗量；發(fā)展大起重量的起重機(jī)；提高工作速度、擴(kuò)大調(diào)速范圍；研究結(jié)構(gòu)振動(dòng)問題；提高金屬結(jié)構(gòu)和電氣設(shè)備的可靠性和使用壽命；改善司機(jī)操作的條件，自動(dòng)化控制程度和擴(kuò)大遠(yuǎn)距離控制系統(tǒng)的使用范圍尤其是把它們應(yīng)用到作業(yè)頻繁的倉庫堆垛起重機(jī)和環(huán)境惡劣的冶金起重機(jī)上。1.5起重機(jī)技術(shù)目前在國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r1.5.1目前國外①起重機(jī)械大型化為了提高一次吊裝的重量，目前國外，尤其是西方發(fā)達(dá)國家都在大力發(fā)展大型起重機(jī)。據(jù)有關(guān)資料顯示，目前自行式起重機(jī)的額定起重量最大達(dá)到2000噸，自升式龍門桅桿起重機(jī)高度達(dá)到100米，額定起重量達(dá)到1000噸。隨著起重機(jī)設(shè)計(jì)理論的發(fā)展和材料、制造工藝、控制技術(shù)等的發(fā)展，將來還會(huì)有更大型的起重機(jī)問世。②起重工藝方法聯(lián)合化起重機(jī)械大型化受到起重機(jī)設(shè)計(jì)理論的發(fā)展和材料、制造工藝、道路承載能力、使用率、運(yùn)行和維護(hù)成本等一系列因素的限制，不可能無限增大。利用多臺(tái)較小起重機(jī)聯(lián)合吊裝大型設(shè)備或結(jié)構(gòu)，是起重技術(shù)發(fā)展的重要方向。利用多臺(tái)起重機(jī)聯(lián)合吊裝大型設(shè)備或結(jié)構(gòu)，可以最大限度地降低施工成本，提高工程進(jìn)度，但吊裝工藝復(fù)雜，對(duì)各起重機(jī)之間的相互協(xié)調(diào)要求較高，僅靠人工指揮協(xié)調(diào)，很難達(dá)到要求。所以目前國際上在發(fā)展多臺(tái)起重機(jī)聯(lián)合吊裝的同時(shí)，還在大力發(fā)展智能化控制、操作技術(shù)。③控制、操作技術(shù)智能化采用計(jì)算機(jī)對(duì)起重機(jī)的受力狀態(tài)如傾覆力矩、應(yīng)力與變形等進(jìn)行正確的操作，采用計(jì)算機(jī)對(duì)起重工程的全部工藝工程進(jìn)行控制、操作，可以準(zhǔn)確地協(xié)調(diào)各起重機(jī)相互之間的關(guān)系，協(xié)調(diào)起重機(jī)、輔助裝置與設(shè)備之間的工藝動(dòng)作，以便整個(gè)吊裝工藝過程能嚴(yán)格按預(yù)先設(shè)計(jì)的工藝步驟進(jìn)行，減小失誤的幾率；對(duì)于多吊點(diǎn)的設(shè)備或構(gòu)件，尤其是大型結(jié)構(gòu)，采用計(jì)算機(jī)對(duì)其受力狀態(tài)、變形等進(jìn)行監(jiān)控，可以防止設(shè)備、構(gòu)件、大型結(jié)構(gòu)在吊裝過程中因變形而損壞。1.5我國起重技術(shù)有著悠久的發(fā)展歷史，如長城、故宮的修建、歷代故都鐘樓的巨大鑄鐘和上百噸的雕像等的運(yùn)輸與吊裝，都凝聚著我國勞動(dòng)人民的智慧。但是，我國的現(xiàn)代起重技術(shù)起步較晚，僅幾十年時(shí)間。在短短的幾十年時(shí)間里，由于廣大科技工作者和工程技術(shù)人員的努力，使我國的現(xiàn)代起重技術(shù)得到了長足的發(fā)展。在起重機(jī)方面，20世紀(jì)70年代我國普遍采用獨(dú)腳式桅桿、卷揚(yáng)機(jī)和幾噸、十幾噸的小型自行式起重機(jī)，今天已擁有目前亞洲最大的1250噸的自行式起重機(jī)，1000噸的自升式龍門桅桿起重機(jī)，2000噸的大型浮式起重機(jī)以及其他一系列的起重機(jī)械。在吊裝工藝和方法方面，廣大建設(shè)者們創(chuàng)造了許多優(yōu)秀的整體吊裝工藝方法，完成了大量的吊裝工程。控制、操作技術(shù)智能化也開始在我國應(yīng)用，如采用多臺(tái)連續(xù)液壓千斤頂聯(lián)合吊裝大型結(jié)構(gòu)時(shí)，多臺(tái)連續(xù)液壓千斤頂之間的協(xié)調(diào)，就采用了計(jì)算機(jī)控制技術(shù)。1.6汽車起重機(jī)行業(yè)現(xiàn)狀及前景展望1.6自行式動(dòng)臂起重機(jī)是起重機(jī)中應(yīng)用較廣泛的一種類型，按行走裝置的構(gòu)造不同，可分為汽車式起重機(jī)、輪胎式起重機(jī)和履帶式起重機(jī)三種。其中，汽車起重機(jī)(如圖1-4)是在通用或?qū)Ｓ幂d貨汽車底盤上裝上起重工作裝置及設(shè)備的起重機(jī)。它的通過性好、機(jī)動(dòng)靈活、行駛速度大，可快速轉(zhuǎn)移，到達(dá)目的地能馬上投入工作等優(yōu)點(diǎn)。因此，它特別適用于流動(dòng)性大、不固定的工作場(chǎng)所。汽車起重機(jī)以其快速、靈活、高效、便捷、裝卸運(yùn)輸合二為一的優(yōu)勢(shì)被越來越多的用戶所認(rèn)識(shí)并接受，不僅在交通運(yùn)輸、電信電力、油田碼頭、市政園林、計(jì)量檢測(cè)、市政作業(yè)、石油開采、鐵路吊裝等傳統(tǒng)行業(yè)上大顯身手，還被廣泛應(yīng)用于消防、軍隊(duì)、非開挖作業(yè)、工程搶險(xiǎn)等行業(yè)，顯示出其越來越廣泛應(yīng)用領(lǐng)域和無可比擬的實(shí)用價(jià)值。圖1-4汽車起重機(jī)1.6（1）國外汽車起重機(jī)發(fā)展情況由于國外勞動(dòng)力成本很高，強(qiáng)調(diào)工作效率，施工中基本不采用人工裝卸。汽車起重機(jī)以使用靈活、技術(shù)成熟等特點(diǎn)，在國際市場(chǎng)有著廣闊的市場(chǎng)前景。目前，國外汽車起重機(jī)已形成了產(chǎn)品功能多元化、品種系列化、性能(機(jī)電液氣)一體化等多方位多體系的產(chǎn)品構(gòu)成，除用于普通起重作業(yè)外，還廣泛用于高空作業(yè)、橋梁維修、高空架線及檢測(cè)等行業(yè)。日本和韓國的汽車起重機(jī)生產(chǎn)較為發(fā)達(dá)，產(chǎn)品主要以伸縮臂結(jié)構(gòu)為主，其中日本多田野(TADANO)年產(chǎn)量已超過6000臺(tái)。（2）國內(nèi)汽車起重機(jī)行業(yè)概況我國汽車起重機(jī)行業(yè)起步于上世紀(jì)70年，于近十年內(nèi)有了長足的進(jìn)步。目前國內(nèi)生產(chǎn)汽車起重機(jī)的主要廠家有10家左右，其中主要有徐工汽車起重機(jī)公司、石家莊煤礦機(jī)械廠、湖南浦沅集團(tuán)有限公司、山西長治清華機(jī)械廠、牡丹江專用汽車制造有限公司、廣林特裝車（錦州）有限公司、大漢、江環(huán)、獨(dú)霸等。徐州徐工汽車起重機(jī)有限公司在消化吸收國外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上生產(chǎn)的汽車起重機(jī)，并于2005年在行業(yè)內(nèi)率先推出第二代汽車起重機(jī)產(chǎn)品，產(chǎn)品技術(shù)目前處于行業(yè)領(lǐng)先水平，特別在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、人機(jī)工程、產(chǎn)品配套、汽車大梁保護(hù)等方面引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。其產(chǎn)品批量出口非洲、南美、東南亞、中東等國家和地區(qū)。近兩年來，依靠技術(shù)創(chuàng)新取得了較快發(fā)展，以33%的市場(chǎng)占有率在國內(nèi)處于領(lǐng)先地位，成為我國隨車起重機(jī)行業(yè)的后起之秀。湖南浦沅集團(tuán)是國內(nèi)生產(chǎn)工程機(jī)械的大型企業(yè)，汽車起重機(jī)也只是其子產(chǎn)品系列，該企業(yè)憑借著中聯(lián)重科強(qiáng)大的技術(shù)研發(fā)能力，使其汽車起重機(jī)產(chǎn)品在行業(yè)中享有一定的知名度，不僅在湖南、湖北銷售良好，在新疆和相關(guān)省份地區(qū)也有較強(qiáng)的滲透能力。除了傳統(tǒng)汽車起重機(jī)生產(chǎn)企業(yè)外，近年來，一些國外汽車起重機(jī)企業(yè)紛紛與國內(nèi)企業(yè)合資生產(chǎn)隨車起重機(jī)，如錦州重型機(jī)械股份有限公司與韓國廣林特裝車株式會(huì)社組建的合資公司，其產(chǎn)品主要特點(diǎn)是作業(yè)半徑大，起升高度高，價(jià)格介于進(jìn)口與國產(chǎn)之間，主要面對(duì)國內(nèi)外一些高端用戶。除此之外，以徐州利福特、湖南大漢、江環(huán)、獨(dú)霸等為代表的民營、個(gè)體企業(yè)，這支以民營、個(gè)體企業(yè)為主的新生力量正在此行業(yè)中大顯身手，占據(jù)一席之地。作為一個(gè)新興的行業(yè)，汽車起重機(jī)行業(yè)與國家宏觀調(diào)控、產(chǎn)業(yè)政策以及各種市場(chǎng)環(huán)境有著千絲萬縷的聯(lián)系。由于行業(yè)技術(shù)壁壘比較小，門檻較低，2005年以來一批民營、個(gè)體企業(yè)逐步進(jìn)入行業(yè)，再加上來自外部的跨國公司對(duì)行業(yè)的入侵，加快并購、合資的步伐，使整個(gè)汽車起重機(jī)行業(yè)面臨重新洗牌的局面。1.6表1：1999-2005年汽車起重機(jī)市場(chǎng)需求量及2008年預(yù)測(cè)盡管面臨著內(nèi)憂外患，但近年來隨著產(chǎn)品技術(shù)水平不斷更新和功能的不斷完善，國內(nèi)汽車起重機(jī)行業(yè)取得了長足的進(jìn)步，2005年行業(yè)銷售總量在2000臺(tái)左右，2006年市場(chǎng)需求仍將平穩(wěn)發(fā)展。隨著我國汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，汽車起重機(jī)前景亦非常樂觀。在此基礎(chǔ)上，此次設(shè)計(jì)主要針對(duì)汽車起重機(jī)上的汽車起重裝置，進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)與計(jì)算，使其設(shè)計(jì)最優(yōu)化，結(jié)構(gòu)合理化，工作節(jié)能化和效益最大化。2.汽車起重裝置設(shè)計(jì)的可行性分析及方案確定2.1可行性分析可行性研究是運(yùn)用多種學(xué)科的知識(shí)，尋求使投資項(xiàng)目達(dá)到最好經(jīng)濟(jì)效益的綜合研究方法。它的任務(wù)是以市場(chǎng)為前提，以技術(shù)為手段，以經(jīng)濟(jì)效益為最終目標(biāo)，對(duì)擬建的投資項(xiàng)目，在投資前期，系統(tǒng)地論證該項(xiàng)目的必要性、可行性、有效性和合理性，做出對(duì)項(xiàng)目可行性的評(píng)價(jià)。總結(jié)為三點(diǎn)：技術(shù)適用性、經(jīng)濟(jì)合理性、建設(shè)上的可能性。在設(shè)計(jì)汽車起重機(jī)之前，有必要對(duì)其設(shè)計(jì)可行性進(jìn)行一定的分析，鑒于所學(xué)知識(shí)所限，下面僅對(duì)技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)可行性進(jìn)行簡單的說明。2.1.1技術(shù)可行性的分析我國自古就有借助實(shí)物來提升物體的起重機(jī)的雛形。經(jīng)過了很長時(shí)期的發(fā)展，我國的起重機(jī)行業(yè)有了長足的發(fā)展，起重機(jī)的種類日益繁多，再借助不斷發(fā)展的新興科學(xué)技術(shù)手段，各種各樣的起重機(jī)能夠滿足不同場(chǎng)合的需求，以最少的經(jīng)濟(jì)投入實(shí)現(xiàn)最大的使用價(jià)值。世界上其它國家的起重機(jī)行業(yè)也發(fā)展極其迅速，其中以歐洲和日本為主。我國汽車起重機(jī)行業(yè)起步于上世紀(jì)70年代，在多種起重機(jī)不斷發(fā)展更新的基礎(chǔ)上，于近十年內(nèi)有了長足的進(jìn)步。隨著我國加入WTO，各種新技術(shù)不斷涌入，我們也不斷借鑒了他國起重機(jī)設(shè)計(jì)制造的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，用于彌補(bǔ)自身起重機(jī)行業(yè)發(fā)展的不足，起到了很好的效果。我國汽車起重機(jī)正朝著大型化、多功能化和智能化的方向發(fā)展。安裝汽車起重機(jī)的底盤已不再局限于箱式貨車底盤，越來越多的重型平板車也安裝了大噸位汽車起重機(jī)，以滿足其自裝卸大型貨物的需要。汽車起重機(jī)的作業(yè)裝置也不再局限于吊鉤，各種高空作業(yè)平臺(tái)、抓具、夾具、吊籃、螺旋鉆、板叉、裝輪胎機(jī)械手、拔樁器等已逐漸被采用。隨著汽車起重機(jī)的噸位越來越大，對(duì)安全控制、操作方便舒適性的要求也越來越高，智能化也已被提上日程。

徐州徐工汽車起重機(jī)有限公司在消化吸收國外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上生產(chǎn)的汽車起重機(jī)，并于2005年在行業(yè)內(nèi)率先推出第二代汽車起重機(jī)產(chǎn)品，產(chǎn)品技術(shù)目前處于行業(yè)領(lǐng)先水平，特別在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、人機(jī)工程、產(chǎn)品配套、汽車大梁保護(hù)等方面引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。其產(chǎn)品批量出口非洲、南美、東南亞、中東等國家和地區(qū)。近兩年來，依靠技術(shù)創(chuàng)新取得了較快發(fā)展，以33%的市場(chǎng)占有率在國內(nèi)處于領(lǐng)先地位，成為我國汽車起重機(jī)行業(yè)的后起之秀。不僅為整個(gè)單位創(chuàng)利豐厚，也為我國乃至全世界積累了起重機(jī)設(shè)計(jì)、制造和生產(chǎn)的寶貴經(jīng)驗(yàn)?？偨Y(jié)多家企業(yè)，可見我國汽車起重機(jī)在技術(shù)方面有如下性能優(yōu)勢(shì)：整機(jī)性能：由于先進(jìn)技術(shù)和新材料的應(yīng)用，同種型號(hào)的產(chǎn)品，整機(jī)重量要輕20%左右。隨著結(jié)構(gòu)分析應(yīng)用和先進(jìn)設(shè)備的使用，結(jié)構(gòu)形式更加合理；

②高性能、高可靠性的配套件，選擇余地大、適應(yīng)性好,性能得到充分發(fā)揮；③電液比例控制系統(tǒng)和智能控制顯示系統(tǒng)的推廣應(yīng)用；

④操作更方便、舒適、安全，保護(hù)裝置更加完善；

⑤向吊重量適中、起升高度、幅度相當(dāng)?shù)闹行嵨环较虬l(fā)展。雖然汽車起重機(jī)有不少的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，但也不能將我國汽車起重機(jī)目前的不足之處視而不見，其中有如下不足的方面：①品種少、產(chǎn)量低。②起重力矩小，技術(shù)水平低。③安全裝置不齊全，操作不方便。④功能單一。⑤外形不美觀。由以上可見，在汽車起重機(jī)的技術(shù)方面，我們需要不斷的改進(jìn)和創(chuàng)新，我國及世界其他國家都日趨成熟和完善，發(fā)展起來有了強(qiáng)有力的技術(shù)基礎(chǔ)，遇到的技術(shù)障礙也相應(yīng)地容易消除?；谝陨细鼽c(diǎn)，本次論文也有了繼續(xù)深入的必要，在汽車起重機(jī)大量參考資料的基礎(chǔ)上，才得以飽滿充實(shí)，而不會(huì)顯得空洞無力。2.1.2經(jīng)濟(jì)可行性的分析以前，建筑施工單位較常采用大型的起重設(shè)備，例如：橋式起重機(jī)、龍門起重機(jī)、塔式起重機(jī)等大型起重設(shè)備。購買時(shí)花費(fèi)大量的財(cái)力，施工時(shí)不僅體積龐大，占用太多的空間，而且在運(yùn)行中要花費(fèi)大量的人力和油耗，即便以上幾點(diǎn)都不成大問題，也很難滿足工程上的特定要求，很難高效的完成限期的工作。而汽車起重機(jī)恰恰彌補(bǔ)了這一系列的不足，它體積小，重量輕，耗油量小，使用起來更加地靈活方便，購買時(shí)的成本僅是那些大型起重機(jī)的幾分之一，甚至是十幾分之一，大大降低了總成本，從而使企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益得到了保障。在市場(chǎng)上，汽車起重機(jī)2005年1-10月已銷售1483臺(tái)，同比增長7.3%。上半年由于有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的變化，一大批汽車起重機(jī)產(chǎn)品更換底盤，影響了生產(chǎn)和銷售。徐州徐工汽車起重機(jī)有限公司是我國最大的汽車起重機(jī)生產(chǎn)企業(yè)，1-10月已銷售汽車起重機(jī)494臺(tái)，市場(chǎng)占有率約33%。合資企業(yè)廣林特裝車(錦州)有限公司銷售汽車起重機(jī)100臺(tái)，已打開了國內(nèi)市場(chǎng)。國外汽車起重機(jī)在起重機(jī)產(chǎn)品中占的比例很大，我國目前僅占10%，可以預(yù)見汽車起重機(jī)的發(fā)展空間是很大的。從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上進(jìn)行可行性分析能夠看出，有條件也有必要對(duì)現(xiàn)今的汽車起重機(jī)進(jìn)行改造和創(chuàng)新，尤其是對(duì)汽車起重機(jī)上的隨車起重裝置進(jìn)行進(jìn)一步的更新勢(shì)在必行。下面就從汽車起重機(jī)的方案著手，對(duì)其進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)改造。2.2汽車起重裝置方案確定汽車起重裝置（如圖2-1）是安放在載貨汽車上面的一種附加起重設(shè)備。圖2-1汽車起重裝置外形圖它屬于臂架型起重裝置，其運(yùn)行支承裝置采用汽輪胎，可以在無軌路面上行駛，與其他起重裝置比較，汽車起重裝置把起重和運(yùn)輸功能結(jié)合起來，不僅節(jié)省勞動(dòng)力，而且節(jié)約能源、減少費(fèi)用，也由于設(shè)計(jì)和制造汽車起重裝置技術(shù)的進(jìn)步，使其生產(chǎn)有了較大的發(fā)展。它主要服務(wù)于港口、機(jī)場(chǎng)、建筑工程、橋梁、隧道工程和國防工程等，是國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中必不可少的一種高效、快捷、方便的裝卸機(jī)械。汽車起重裝置在搬運(yùn)物料時(shí)，經(jīng)歷上料、運(yùn)送、卸料和回到原處的一系列過程，有時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，有時(shí)停轉(zhuǎn)，是一種間歇?jiǎng)幼鞯臋C(jī)械。它通常由四部分構(gòu)成：工作機(jī)構(gòu)、金屬機(jī)構(gòu)、動(dòng)力裝置與控制系統(tǒng)。工作機(jī)構(gòu)指機(jī)械傳動(dòng)部分，常見的有：起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和變幅機(jī)構(gòu)。它們是為了實(shí)現(xiàn)起重裝置不同運(yùn)動(dòng)要求而設(shè)置的，依靠這四個(gè)機(jī)構(gòu)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)，可以使起重裝置在所需的任何指定位置進(jìn)行上料和卸料。由于設(shè)計(jì)時(shí)間和必要性的限制，此次設(shè)計(jì)僅就起升機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和變幅機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)其進(jìn)行分析與計(jì)算。2.2.1起升機(jī)構(gòu)圖2-2起升機(jī)構(gòu)起升機(jī)構(gòu)用于實(shí)現(xiàn)貨物的升降，它是任何起重裝置必不可少的部分，是起重裝置中最重要、最基礎(chǔ)、最核心的部分。起升機(jī)構(gòu)工作的好壞，直接影響到整臺(tái)起重裝置的工作性能。起升機(jī)構(gòu)（如圖2-2）主要由取物裝置、鋼絲繩卷繞系統(tǒng)、制動(dòng)裝置、減速裝置、驅(qū)動(dòng)裝置以及安全裝置等部分。其中不少零件采用標(biāo)準(zhǔn)通用零件。從發(fā)動(dòng)機(jī)到各工作裝置間的動(dòng)力傳動(dòng)，有機(jī)械傳動(dòng)、電力傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)三種形式。機(jī)械傳動(dòng)的傳動(dòng)零件都是剛體，傳動(dòng)可靠，效率高，但整個(gè)傳動(dòng)裝置復(fù)雜、笨重。電力傳動(dòng)型式中的機(jī)械零件數(shù)量少，總體布置方便，操縱輕便，調(diào)速性好。但整個(gè)傳動(dòng)裝置需要電動(dòng)機(jī)數(shù)量多，重量大，價(jià)格貴。液壓傳動(dòng)調(diào)速方便，傳動(dòng)平穩(wěn)，操縱方便，結(jié)構(gòu)簡單，重量輕。但傳動(dòng)效率較低。但對(duì)于隨車起重機(jī)來說是較合適的傳動(dòng)類型。故起升結(jié)構(gòu)采用液壓馬達(dá)—減速機(jī)—卷筒的傳動(dòng)方案。電動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸器同傳動(dòng)效率較高的漸開線圓柱齒輪減速器相連接，減速器的輸出軸上裝有卷筒，它通過鋼絲繩和吊鉤相聯(lián)。這種結(jié)構(gòu)緊湊、易于實(shí)現(xiàn)。起升時(shí)，馬達(dá)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，摩擦片被松開，卷筒順時(shí)針旋轉(zhuǎn)放下貨物；制動(dòng)時(shí)，馬達(dá)停止旋轉(zhuǎn)，卷筒依靠自重順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，使二級(jí)齒輪軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，摩擦片被壓緊，棘爪頂住棘輪，卷筒停止轉(zhuǎn)動(dòng)，重物懸吊不動(dòng)。吊鉤的升降靠馬達(dá)改變轉(zhuǎn)向來實(shí)現(xiàn)。2.2.2回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)（如圖2-3）是使起重裝置的回轉(zhuǎn)部分相對(duì)于非回轉(zhuǎn)部分實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)的裝置。回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括回轉(zhuǎn)支承裝置和回轉(zhuǎn)驅(qū)裝置?；剞D(zhuǎn)支承裝置為圖2-3回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)起重機(jī)的回轉(zhuǎn)部分提供穩(wěn)固的支撐，并將來自回轉(zhuǎn)部分的載荷傳遞給基礎(chǔ)構(gòu)件?；剞D(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置的作用是繞起重機(jī)的垂直軸線在水平平面內(nèi)沿圓弧弧線移物品。當(dāng)起升、變幅和回轉(zhuǎn)三個(gè)機(jī)構(gòu)配合動(dòng)作時(shí)，就可以把所起吊的貨物在起重機(jī)幅度所能達(dá)到的范圍內(nèi)任意移動(dòng)，從而擴(kuò)大了作業(yè)范圍。此次設(shè)計(jì)采用滾動(dòng)軸承式單排四點(diǎn)接觸式回轉(zhuǎn)支承裝置。它由兩個(gè)座圈組成，結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，尺寸小，能同時(shí)承受軸向力、徑向力和傾覆力矩。此次設(shè)計(jì)采用液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，由于低速大扭矩馬達(dá)成本高，使用可靠性不如高速液壓馬達(dá)，且其結(jié)構(gòu)緊湊，所以，設(shè)計(jì)采用：高速液壓馬達(dá)--蝸輪蝸桿減速機(jī)--小齒輪--回轉(zhuǎn)支承。液壓驅(qū)動(dòng)的小起重量的起重裝置，通過液壓回路和換向閥的相應(yīng)機(jī)能，可以使回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)不裝制動(dòng)器，同時(shí)保證回轉(zhuǎn)部分在任意位置上停止并避免沖擊。2.2.3變幅機(jī)構(gòu)變幅機(jī)構(gòu)用以改變從取物裝置中心線到起重機(jī)回轉(zhuǎn)中心線之間的水平距離。其主要部分是起重臂。起重臂是汽車起重裝置的主要受力構(gòu)件，吊臂的設(shè)計(jì)合理與否，直接影響汽車起重裝置的承載能力、整機(jī)穩(wěn)定性和自重。另外為了能給人以安全、穩(wěn)定、可靠的感覺，吊臂界面的選擇與外觀設(shè)計(jì)都要合理。臂的形式有直臂式和折臂式兩種。直臂有良好的通過性，它適用于中小噸位輪式的起重裝置。箱形結(jié)構(gòu)制造簡單，具有良好的抗彎和抗扭等優(yōu)點(diǎn)。伸縮油缸與前置式變幅油缸相結(jié)合，使臂架受力合理，變幅范圍更大。在此選用伸縮式直臂箱形結(jié)構(gòu)。3.起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)起升機(jī)構(gòu)是用來使貨物提升或下降的機(jī)構(gòu)，是汽車起重機(jī)中最基本的機(jī)夠。起升機(jī)構(gòu)通常包括：取物裝置、鋼絲繩卷繞系統(tǒng)、制動(dòng)裝置、減速裝置、驅(qū)動(dòng)裝置以及安全裝置等部分，起重不少采用標(biāo)準(zhǔn)通用零件。起升機(jī)構(gòu)的載荷特點(diǎn)：物品起升或下降時(shí)，在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上由鋼絲繩拉力產(chǎn)生的扭矩方向不變，即轉(zhuǎn)矩是單向作用的。物品懸掛系統(tǒng)由撓性鋼絲繩組成，物品慣性引起的附加轉(zhuǎn)矩對(duì)機(jī)構(gòu)影響不大，一般不超過靜轉(zhuǎn)矩的10%，使用抓斗時(shí)則需另行考慮。機(jī)構(gòu)起動(dòng)或制動(dòng)時(shí)間同穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)相比是短暫的。因此，可將穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)時(shí)的起升載荷作為機(jī)構(gòu)的計(jì)算載荷。3.1起升機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方案此次設(shè)計(jì)中采用液壓起升機(jī)構(gòu)，起升機(jī)構(gòu)的簡圖如下：1.液壓馬達(dá)2.一級(jí)閉式齒輪傳動(dòng)3.棘輪停止器4.輸出小齒輪5.開式大齒輪6.卷筒7.鋼絲繩8.吊鉤圖3-1起升機(jī)構(gòu)簡圖液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速通過減速機(jī)傳遞給卷筒,驅(qū)動(dòng)卷筒旋轉(zhuǎn),吊鉤升降，繼而實(shí)現(xiàn)提升或放下重物。卷筒的正反方向轉(zhuǎn)動(dòng)通過改變馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)方向?qū)崿F(xiàn)，而運(yùn)行機(jī)構(gòu)的停止或使貨物處于懸吊狀態(tài)是依靠棘輪停止器來實(shí)現(xiàn)的。3.2起升機(jī)構(gòu)的基本參數(shù)設(shè)定起升參數(shù)：額定起重量Q=8t起升速度起升高度使用場(chǎng)合和工作要求：中小噸位，行駛速度高，機(jī)動(dòng)性好，可根據(jù)工作需要變更工作地點(diǎn)，投入使用時(shí)間短，結(jié)構(gòu)簡單。3.2.1起升速度由已知得3.2.2鋼絲繩速度由公式：，滑輪組倍率，取3代數(shù)得3.2.3卷筒速度（按纏繞時(shí)第三層計(jì)算）：=30/[(210+14)]=D—卷筒直徑d—鋼絲繩直徑3.2.4初步選定減速比i=20.50,則馬達(dá)轉(zhuǎn)速=2400r/min3.2.5卷筒扭矩（按最大計(jì)算）M卷＝S×[D＋6×d]／[2×η卷]S—鋼絲繩單繩拉力—卷筒的效率，取0.9827210.9×[(210+6×14)×10-3]／2×0.98=4081N.m3.2.6馬達(dá)扭矩—卷筒效率—軸承傳動(dòng)效率—開式齒輪傳動(dòng)效率—閉式齒輪傳動(dòng)效率M=＝223.62Nm由馬達(dá)轉(zhuǎn)速、扭矩選用馬達(dá)M-MFB45（結(jié)構(gòu)緊湊，轉(zhuǎn)速高，易于變量，能用多種方式自動(dòng)調(diào)節(jié)流量，適用范圍廣）排量轉(zhuǎn)速100r/min～2400r/min最大輸出扭矩258/N.m3.2.7油泵的容量Q=—馬達(dá)轉(zhuǎn)速—馬達(dá)排量—馬達(dá)容積效率3.2.8重物提升功率3.2.9油泵驅(qū)動(dòng)效率—卷筒效率—滑輪組效率—導(dǎo)向輪效率—減速機(jī)的效率—馬達(dá)總效率—油泵總效率故，0.98×0.95×0.96×0.94×0.87×0.8＝0.5853.2.10發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速3.2.11泵的排量Q—油泵容量—容積效率，取0.93由泵的排量、驅(qū)動(dòng)功率選用：泵YB-B113B排量3.3鋼絲繩的設(shè)計(jì)鋼絲繩是汽車起重機(jī)的重要零件之一。它的使用性能是：具有良好的各方向相同的撓性，使用可靠，無突然斷裂的現(xiàn)象，運(yùn)動(dòng)速度不受限制，平穩(wěn)無噪音，耐沖擊。具有強(qiáng)度高、自重輕、運(yùn)行平穩(wěn)、彈性較好，極少驟然斷裂等優(yōu)點(diǎn)。因此被廣泛用于起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)，也用于牽引及回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中。3.3.1鋼絲繩結(jié)構(gòu)形式的選擇鋼絲繩根據(jù)不同的分法有多種具體種類。其中，按鋼絲捻成股和股捻成繩的方向分為：同向捻—鋼絲繩成股的方向和股捻成繩的方向相同稱為同向捻。如繩股右捻稱為右同向捻，繩股左捻稱為左同向捻。這種鋼絲繩鋼絲之間接觸較好，撓性好、表面比較光滑、鋼絲繩磨損小，使用壽命較長，但有旋轉(zhuǎn)和易松散的趨向。在自由懸吊的起重機(jī)中不宜采用，在不怕松散的情況下有導(dǎo)軌時(shí)可以采用，通常用作牽引繩，不宜作起升繩。交互捻—鋼絲繩成股的方向和股捻成繩的方向相反稱為交互捻。繩右捻股左捻稱右交互捻，繩左捻股右捻稱左交互捻。這種鋼絲繩雖然剛性大，使用壽命短，但不易旋轉(zhuǎn)、松散，使繩和股自行松散的趨勢(shì)相反，互相抵消，克服了同向捻繩的缺點(diǎn)。在起重機(jī)中應(yīng)用廣泛?；旌夏怼摻z繞成股的方向和股捻成繩的方向一部分相同，一部分相反稱為混合捻?；旌夏砭哂型蚰砗徒换ツ淼奶攸c(diǎn)，但此種繩制造工藝復(fù)雜，很少采用。根據(jù)鋼絲繩的構(gòu)造,結(jié)合汽車起重機(jī)的使用條件和要求(如撓性,耐磨性,抗高溫,抗橫向拉力和防腐蝕性等),選擇中間有合成纖維芯（具有較高撓性和彈性，不能耐高溫，不能承受橫向壓力，起重機(jī)中廣泛應(yīng)用。）、交互捻鋼絲繩。（a）(b)(c)(d)(a)右交互捻（ZS）(b)左交互捻(SZ)(c)右同向捻(ZZ)(d)左同向捻(SS)圖3-2鋼絲繩按捻法分類3.3.2鋼絲繩直徑的計(jì)算下面用C值法選擇鋼絲繩的直徑，即根據(jù)鋼絲繩所受的最大工作靜拉力和鋼絲繩的抗拉強(qiáng)度來確定鋼絲繩的直徑。d=c式中，d—鋼絲繩最小直徑（mm）C—選擇系數(shù)，它的取值與機(jī)構(gòu)工作級(jí)別和鋼絲繩抗拉強(qiáng)度有關(guān)S—鋼絲繩最大工作靜拉力(N)，算得為27210.9N①計(jì)算cc=式中，d—鋼絲繩最小直徑（mm）c—選擇系數(shù)。它的取值與機(jī)構(gòu)工作級(jí)別和鋼絲繩抗拉強(qiáng)度有關(guān)Smax—鋼絲繩最大工作靜拉力(N)，算得為27210.9Nw—鋼絲繩充滿系數(shù)，為繩斷面積與毛面積之比，為0.46n—安全系數(shù)由工作級(jí)別（M4）選取4.5k—鋼絲繩繞制折減系數(shù)，選0.85σb—鋼絲繩的抗拉強(qiáng)度，選1850MPac=c=0.089②計(jì)算ss=EQ\F(Q,α×η)s—最大單繩拉力（N）Q—起升重量，80000Na—滑輪組倍率,3η—滑輪組效率,0.98得s=27210.9N③計(jì)算dd=0.089×≈14mm查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》（P8-9）圓整選?。轰摻z繩鋼絲繩在使用時(shí)需要與其他承載零件連接以傳遞載荷。本設(shè)計(jì)采用楔形套筒法，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》8.1-39（P8-32）選用：材料：楔套：ZG270-500楔：HT200公稱尺寸為14mm（鋼絲繩直徑d=14mm）的楔形接頭、楔套、楔的標(biāo)記為：楔形接頭14GB/T5973-1986楔套14GB/T5973-1986楔14GB/T5973-19863.3.3鋼絲繩使用注意要延長鋼絲繩的壽命,在設(shè)計(jì)與使用中應(yīng)考慮以下因素：①提高安全系數(shù)n，可降低鋼絲繩的應(yīng)力；②選用較大的彎曲比（卷筒或滑輪直徑比鋼絲繩直徑），使鋼絲繩避免過分地彎曲，以減少鋼絲繩的彎曲應(yīng)力，但也不能太大，以免使整個(gè)機(jī)構(gòu)尺寸增大；③卷筒與滑輪的材料硬度要適中，硬度過高或過低都會(huì)影響鋼絲繩壽命；④減小鋼絲繩的彎折次數(shù)，即不要使鋼絲繩通過太多的滑輪（選用滑輪型式與倍率時(shí)予以考慮），尤其要避免反向彎折次數(shù)，因?yàn)榉聪驈澱鄣钠茐淖饔帽韧驈澱鄞螅瑫?huì)降低鋼絲繩的壽命；⑤鋼絲繩的維護(hù)保養(yǎng)，應(yīng)定期潤滑防止銹蝕，成卷鋼絲繩開卷時(shí)應(yīng)避免打結(jié)扭曲，切斷時(shí)應(yīng)有防止繩股松散的措施。3.4吊鉤的設(shè)計(jì)3.4.1選材吊鉤裝置是起重機(jī)上應(yīng)用的最普遍的取物裝置。它由吊鉤、吊鉤螺母、推力軸承、吊鉤橫梁、滑輪軸以及拉板等零件組成。吊鉤經(jīng)常受貨載沖擊，為保證吊鉤工作的安全性，盡量避免人身及設(shè)備事故，故應(yīng)要求吊鉤無突然斷裂的危險(xiǎn)，重量要盡量輕，有足夠的強(qiáng)度。查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，表8.1-90(P8-73)，選吊鉤材料為DG20Mn.并主要針對(duì)橫梁進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。3.4.2構(gòu)造采用自由鍛造的帶凸耳的直柄單鉤，制造與使用方便，梯形斷面，受力情況合理。查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，表8.1-84（P8-69）選取鉤號(hào)為：LYD10-MGB/T10051.1-1988,強(qiáng)度等級(jí)為M6。3.4.3吊鉤掛架采用長型號(hào)鉤組，吊鉤支承在單獨(dú)的滑輪軸上。為了便于工作，吊鉤應(yīng)能繞垂直軸線和水平軸線旋律，為此吊鉤螺母與橫梁之間采用止推軸承，吊鉤尾部的螺母壓在其上。吊鉤橫梁的軸端與定軸擋板相配處形成環(huán)形槽，容許橫梁轉(zhuǎn)動(dòng)。圖3-3LYD鍛造直柄吊鉤查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程上機(jī)與設(shè)計(jì)》，表13-5（P135）推力球軸承選：51411GB/T301-1995強(qiáng)度校核：C0=S0×P0﹤C0a式中，S0—軸承靜強(qiáng)度安全系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程上機(jī)與設(shè)計(jì)》，表10.8（P162）取,S0=2P0—對(duì)a=90°的推力軸承P0a=Q=80000NC0a—為182KN代數(shù)，得C0=2×80000=160KN﹤C0a=182KN合格3.4只受彎矩，不受轉(zhuǎn)矩的心軸，采用45鋼R==40000NMc=Ra×EQ\F(l,2)=40000×=29600NmW=其中，=EQ\F(d,D)==0.4583W=(1－0.45834)=162082σ=EQ\F(M,W)==182.6N/mm＜355N/mm＝合格h=30mm，＝35N/mmb==57.14mm取63.5卷筒的設(shè)計(jì)卷筒是在起升機(jī)構(gòu)中用來卷繞繩索并傳遞動(dòng)力的轉(zhuǎn)動(dòng)件。3.5.1卷筒卷筒按繞繩的層次分為單層卷繞單聯(lián)卷筒和多層卷繞雙聯(lián)卷筒。卷筒表面帶有導(dǎo)向螺旋槽，鋼絲繩進(jìn)行單層卷繞。一般情況都采用標(biāo)準(zhǔn)槽，只有當(dāng)鋼絲繩有脫槽危險(xiǎn)時(shí)（例如抓斗起重機(jī)的卷筒和工作中振動(dòng)較大者）才采用深槽。單層繞卷筒表面通常切出螺旋槽，鋼絲繩依次卷繞在槽內(nèi)，使繩索與卷筒接觸面積增大，單位壓力降低。因?yàn)槔K槽節(jié)距大于鋼絲繩直徑，所以避免了鋼絲繩之間的相互摩擦，從而延長了鋼絲繩的使用壽命。在起重高度較高時(shí)，為了縮小卷筒尺寸，可采用表面帶導(dǎo)向螺旋槽或光面卷筒，進(jìn)行多層卷繞，但鋼絲繩磨損較快。這種卷筒適用與慢速和工作類型較輕的起重機(jī)，如汽車起重機(jī)，多采用不帶螺旋槽的光面卷筒，鋼絲繩可以緊密排列，但實(shí)際作業(yè)時(shí)，鋼絲繩排列凌亂，互相交叉擠壓，鋼絲繩壽命降低。目前，多層卷繞卷筒大多數(shù)制成帶有繩槽。第一層鋼絲繩卷繞入卷筒螺旋槽，第二層鋼絲繩以相同的螺旋方向卷繞入內(nèi)層鋼絲繩形成的螺旋溝，鋼絲繩的接觸情況大為改善，延長了使用壽命。多層卷繞卷筒兩端設(shè)擋邊，以防鋼絲繩脫出筒外，其擋邊高度應(yīng)比最外層鋼絲繩高出。多層繞卷筒用于起升高度很大，而卷筒長度又受限制的情況，它的主要缺點(diǎn)是內(nèi)層鋼絲繩受到外層鋼絲繩的擠壓，在卷繞過程中相鄰繩圈之間有摩擦，使繩索壽命降低。此外，在繩索拉力不變時(shí)，載荷力矩隨卷筒上繩索層數(shù)的不同而變化，造成載荷力矩不穩(wěn)定。為改善鋼絲繩在卷筒上的接觸狀態(tài)，提高繩索的壽命，采用切螺旋槽的多層繞卷筒。起重機(jī)大多采用多層繞卷筒，其容繩量大。隨著起升高度的增加。起升機(jī)構(gòu)中卷筒的繞繩量相應(yīng)增加。采用尺寸較小的多層繞卷筒對(duì)小機(jī)構(gòu)尺寸是很有利的。其表面做成螺旋繩槽，兩邊有側(cè)板以防鋼絲脫出，二級(jí)減速大齒輪與卷旋繩槽，兩邊有側(cè)板以防鋼絲繩脫出，二級(jí)減速大齒輪與卷筒連接在一起。3.5卷筒材料一般采用不低于HT20-40牌號(hào)的鑄鐵，特殊需要時(shí)可用鑄鋼ZG25Ⅱ、ZG35Ⅱ或A3鋼板焊成。考慮到工藝要求，本設(shè)計(jì)采用鑄鐵卷筒。3.5①卷筒直徑D卷筒直徑的大小影響鋼絲繩的彎曲程度。為確保鋼絲繩的壽命，卷筒直徑不能太小。按《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，卷筒的最小卷繞直徑：卷筒的槽底直徑（即卷筒名義直徑）D為：查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表8.1-48（P8-38）選D=355mm式中，D—卷筒槽底直徑（mm）—按鋼絲繩中心計(jì)算的卷筒最小卷繞直徑—與機(jī)構(gòu)工作級(jí)別和鋼絲繩有關(guān)的系數(shù),查得為16d—鋼絲繩直徑②卷筒長度L卷筒繩槽尺寸由《起重機(jī)械》表3-12查得由《起重機(jī)械》式3-12（P79）知，式中，H—起升高度11m；—滑輪組倍率，；—卷繞長度；—鋼絲繩直徑；—多層卷繞層數(shù)，代入，得，?、劬硗埠穸辱T鐵卷筒HT20-40,卷筒壁厚由下式?jīng)Q定代數(shù)得，取卷筒強(qiáng)度校核材料為HT20-40,厚度為15mm的卷筒，抗壓強(qiáng)度極限，，抗拉強(qiáng)度極限卷筒長度L與卷筒直徑D的比值小于3時(shí)，彎矩和扭矩的合成應(yīng)力一般不超過壓應(yīng)力的%,所以只計(jì)算壓應(yīng)力是允許的。此時(shí)，卷筒壁內(nèi)表面上最大壓應(yīng)力，由《起重機(jī)械》式3-13（P80）知：式中，—多層卷繞系數(shù)，查《起重機(jī)械》表3-13（P80）??；—應(yīng)力減小系數(shù)，一般取0.75；—鋼絲繩最大靜拉力（N）；—卷筒壁厚（mm）；—卷筒繩槽節(jié)距(mm)；—許用壓應(yīng)力：對(duì)鋼，鑄鐵；代入數(shù)據(jù)，得可知，，故卷筒強(qiáng)度足夠。3.6滑輪組的設(shè)計(jì)滑輪組是改變力和速度的滑輪、繩索系統(tǒng)。它一般作為起升機(jī)構(gòu)的一個(gè)組成部分，但也可以單獨(dú)作為起重裝置使用。3.6.滑輪組按其構(gòu)造型式可分為單聯(lián)滑輪組和雙聯(lián)滑輪組兩種。單聯(lián)滑輪組的特點(diǎn)是繞入卷筒的鋼絲繩為一根，其構(gòu)造簡單，重量輕。雙聯(lián)滑輪組的特點(diǎn)是繞入卷筒的繩索是兩根。它相當(dāng)于兩個(gè)相同單聯(lián)滑輪組的組合裝置。此設(shè)計(jì)中，采用HT150，工藝性好，易于加工、價(jià)廉，對(duì)鋼絲繩壽命有利。采用雙聯(lián)滑輪組，當(dāng)兩邊鋼絲繩拉力有差別時(shí)，可以自動(dòng)平衡。3.6一般當(dāng)物品質(zhì)量時(shí)，分支數(shù)；由已知得Q=8t，故滑輪組倍率a=33.6設(shè)定起升載荷為Q=80000N，設(shè)定為滾動(dòng)軸承型式，查《起重機(jī)械》表3-11（P72），查得：單個(gè)滑輪效率為0.98滑輪組效率為0.99由公式S=EQ\F(Q,α×η)S—最大單繩拉力（N）Q—起升重量，80000Na—滑輪組倍率，3η—滑輪組效率0.99得鋼絲繩最大工作靜拉力：S=27210.9N3.6為了提高鋼絲繩的壽命，必須降低繩經(jīng)過滑輪時(shí)的彎曲應(yīng)力的擠壓應(yīng)力，因此滑輪直徑不能過小。D（h－1）×dd—鋼絲繩直徑h—與機(jī)構(gòu)工作級(jí)別和鋼絲繩有關(guān)的系數(shù)D（18－1）×14D≥2383.6鋼絲繩進(jìn)出滑輪繩槽的偏斜角不能過大，否則增加鋼絲繩阻力，加快鋼絲繩和滑輪的磨損，嚴(yán)重時(shí)，還可能使鋼絲繩跳槽。因此一般情況下γ0=4~6，取5°。本設(shè)計(jì)取繩槽兩側(cè)面夾角2β=35~45，取。4．減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算起升機(jī)構(gòu)的減速器傳動(dòng)采用一級(jí)懸掛閉式減速器與一級(jí)開式齒輪傳動(dòng)相結(jié)合。為了減小尺寸、節(jié)省材料、延長齒輪壽命，本設(shè)計(jì)采用硬齒面。4.1傳動(dòng)裝置的總效率其中分別為傳動(dòng)裝置中的每一傳動(dòng)副、每對(duì)軸承、每個(gè)聯(lián)軸器的效率。經(jīng)查機(jī)械設(shè)計(jì)課程上機(jī)與設(shè)計(jì)，表9-1（P102）:圓柱齒輪傳動(dòng)嚙合效率：齒式聯(lián)軸器效率：卷筒效率：滾動(dòng)軸承效率：則，總效率：4.2確定總傳動(dòng)比及傳動(dòng)比分配已知馬達(dá)轉(zhuǎn)速和卷筒轉(zhuǎn)速，所以總傳動(dòng)比為：。由傳動(dòng)方案可知，傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比等于各級(jí)分傳動(dòng)之積。即：，傳動(dòng)比分配合理，傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、成本低，潤滑條件好。由機(jī)械設(shè)計(jì)課程上機(jī)與設(shè)計(jì)式5.9（P49），傳動(dòng)比要滿足下式：，取式中—高速級(jí)傳動(dòng)比；—低速級(jí)傳動(dòng)比；根據(jù)傳動(dòng)比分配原則分配傳動(dòng)比：，4.3傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算4.3.1各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算第I軸轉(zhuǎn)速第Ⅱ軸轉(zhuǎn)速第Ⅲ軸轉(zhuǎn)速4.3.2各軸功率計(jì)算馬達(dá)功率：第I軸功率第Ⅱ軸功率第Ⅲ軸功率4.3.3各軸扭矩計(jì)算第I軸扭矩第Ⅱ軸扭矩第Ⅲ軸扭矩4.4傳動(dòng)件設(shè)計(jì)計(jì)算4.4.1高速級(jí)傳動(dòng)齒輪設(shè)計(jì)①選擇齒輪材料，確定許用應(yīng)力本設(shè)計(jì)采用硬齒面，采用輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，再進(jìn)行接觸疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算。由于配對(duì)小齒輪齒根薄弱，彎曲應(yīng)力也較大，且應(yīng)力循環(huán)次數(shù)多，所以小齒輪的強(qiáng)度比大齒輪的硬度高些。查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6.2（P75）選小齒輪20CrMnTi滲碳淬火，大齒輪40Cr表面淬火，許用接觸應(yīng)力，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》，式6-6(P79)得：接觸疲勞極限：查機(jī)械設(shè)計(jì),圖6-4（P80）：接觸強(qiáng)度壽命系數(shù)，應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式6-7（P80）得：查《機(jī)械設(shè)計(jì)》，圖6-5（P80）得、：=1.0，接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù)，一般，取則：許用彎曲應(yīng)力，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》，式6-12（P82）,彎曲疲勞極限應(yīng)力，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖6-7（P83），雙向傳動(dòng)乘以0.7得：，彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖6-8（P83）得：彎曲強(qiáng)度尺寸系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖6-9（P83）（設(shè)模數(shù)m小于5mm）彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù)，取則：齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算：確定齒輪傳動(dòng)精度等級(jí)，按，估取圓周速度。參考《機(jī)械設(shè)計(jì)》查表6.7、表6.8（P84）取：Ⅱ組公差組8級(jí)。小輪分度圓直徑，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式6-5（P78）得：齒寬系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6.9（P85），按齒輪相對(duì)軸承非對(duì)稱布置，取小輪齒數(shù)：在硬齒面推薦值中選：大輪齒數(shù)：圓整：取齒數(shù)比：傳動(dòng)比誤差：，誤差在范圍內(nèi)，合適。小輪轉(zhuǎn)矩載荷系數(shù)：使用系數(shù)：查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6.3（P76）得：動(dòng)載荷系數(shù)，由推薦值，取齒向載荷分布系數(shù)，由硬齒面推薦值，取齒間載荷分配系數(shù)，由推薦值，取代入得載荷系數(shù)材料彈性系數(shù)：查《機(jī)械設(shè)計(jì)》，表6.4（P78）得：節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》，圖6.3（P79）（）重合度系數(shù)：由推薦值，取故：mm齒輪模數(shù)，按《機(jī)械設(shè)計(jì)》，表6.6（P82），圓整m=3小輪分度圓直徑圓周速度：，與估取接近。標(biāo)準(zhǔn)中心距：齒寬，圓整大輪齒寬小輪齒寬③齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算由《機(jī)械設(shè)計(jì)》，式6-10齒形系數(shù)，查表6.5小輪大輪應(yīng)力修正系數(shù)，查表6.5小輪大輪重合度=/代數(shù)，得重合度系數(shù)故，齒輪其它主要尺寸的計(jì)算大輪分度圓直徑齒根圓直徑齒頂圓直徑4.4.2低速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)①選擇齒輪材料，確定許用應(yīng)力硬齒面小齒輪選用20CrMnTi，滲碳淬火，硬齒面大齒輪選用20CrMnTi，表面淬火，許用接觸應(yīng)力，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》，式6-6（P79）得：接觸疲勞極限：查《機(jī)械設(shè)計(jì)》,圖6-4（P80）：接觸強(qiáng)度壽命系數(shù)，應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式6-7（P80）得：查《機(jī)械設(shè)計(jì)》，圖6-5（P80）得、：=1.13，接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù)，一般，取則：許用彎曲應(yīng)力，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》，式6-12（P82）,彎曲疲勞極限應(yīng)力，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖6-7（P83），雙向傳動(dòng)乘以0.7得：，彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖6-8（P83）得：彎曲強(qiáng)度尺寸系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖6-9（P83）（設(shè)模數(shù)m小于5mm）彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù)，取則：②齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算：確定齒輪傳動(dòng)精度等級(jí)，按，估取圓周速度。參考《機(jī)械設(shè)計(jì)》查表6.7、表6.8（P84）?。孩蚪M公差組8級(jí)。小輪分度圓直徑，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式6-5（P78）得：齒寬系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6.9（P85），按齒輪相對(duì)軸承非對(duì)稱布置，取小輪齒數(shù)：在硬齒面推薦值中選：大輪齒數(shù)：圓整：取齒數(shù)比：傳動(dòng)比誤差：，誤差在范圍內(nèi)，合適。小輪轉(zhuǎn)矩載荷系數(shù)：使用系數(shù)：查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6.3（P76）得：動(dòng)載荷系數(shù)，由推薦值，取齒向載荷分布系數(shù)，由硬齒面推薦值，取齒間載荷分配系數(shù)，由推薦值，取代入得載荷系數(shù)材料彈性系數(shù)：查《機(jī)械設(shè)計(jì)》，表6.4（P78）得：節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》，圖6.3（P79）（）重合度系數(shù)：由推薦值，取故：mm齒輪模數(shù)，按《機(jī)械設(shè)計(jì)》，表6.6（P82），圓整m=5小輪分度圓直徑圓周速度：,與估取接近。標(biāo)準(zhǔn)中心距：齒寬，圓整大輪齒寬小輪齒寬③齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算由《機(jī)械設(shè)計(jì)》，式6-10齒形系數(shù)，查表6.5小輪大輪應(yīng)力修正系數(shù)，查表6.5小輪大輪重合度=/代數(shù)，得重合度系數(shù)故，齒根彎曲強(qiáng)度滿足。齒輪其它主要尺寸的計(jì)算大輪分度圓直徑齒根圓直徑齒頂圓直徑4.5棘輪的設(shè)計(jì)計(jì)算棘輪停止器有棘輪和棘爪組成，棘輪和棘爪多采用外嚙合式，內(nèi)嚙合式，采用較少。為了減小棘輪尺寸，應(yīng)盡可能將棘輪裝在起升機(jī)構(gòu)的高速軸上，以使其所受的轉(zhuǎn)矩最小。通常棘輪用鍵固定在工作機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)軸上，棘爪則空套在機(jī)架的銷軸上。棘輪停止器一般用來作為機(jī)械中防止逆轉(zhuǎn)的制逆裝置或供間歇傳動(dòng)用，在某些低速、手動(dòng)操縱的卷揚(yáng)機(jī)上使用。棘輪為了防止逆轉(zhuǎn)，本設(shè)計(jì)在齒輪軸Ⅱ上安裝棘輪停止器。棘輪的齒形已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，周節(jié)p根據(jù)齒頂圓來考慮，棘輪的齒數(shù)通常在的范圍內(nèi)選取，但有特殊用途時(shí)，可以更少或更多些，齒數(shù)愈多，沖擊愈小，但尺寸越大。設(shè)計(jì)齒形時(shí)，要保證棘爪嚙合性能可靠，通常將棘輪工作齒面做成與棘輪半徑成的夾角，，見圖3-6。圖中：P為棘輪圓周力（N）,，D為棘輪直徑（mm），。本設(shè)計(jì)取=180。棘輪的材料選為Q235，齒數(shù)取為20。圖4-1棘輪4.5.1棘輪齒的強(qiáng)度計(jì)算①棘輪模數(shù)按齒受彎曲計(jì)算來確定：由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，式8.1-16（P8-91），式中，—棘輪的模數(shù)（mm）；—周節(jié)，（mm）；—棘輪軸所受的扭矩—棘輪的齒數(shù)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，見表8.1-126（P8-92），選取20—齒寬系數(shù)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，見表8.1-127（P8-92），取1.5—棘輪齒材料的許用彎曲應(yīng)力，由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，見表8.1-127（P8-92）為100代入數(shù)據(jù)，得圓整，?、诩喣?shù)按齒受擠壓進(jìn)行驗(yàn)算：由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，式8.1-17（P8-92）,式中，—許用單位線壓力（N/mm）,由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，見表8.1-127（P8-92），為35N/mm代入數(shù)據(jù)，得：所以強(qiáng)度滿足要求，驗(yàn)算通過。4.6軸的設(shè)計(jì)計(jì)算從高速軸到低速軸一次命名為Ⅰ軸，Ⅱ軸，Ⅲ軸。4.6.1軸Ⅰ的設(shè)計(jì)計(jì)算①計(jì)算作用在小齒輪上的力小輪轉(zhuǎn)矩軸上小齒輪分度圓直徑圓周力徑向力②初步估算軸的直徑由于做成齒輪軸，材料與小齒輪的相同20CrMnTi滲碳淬火。查《機(jī)械設(shè)計(jì)》，式8-2（P118）得，計(jì)算軸的最小直徑并加大3%以考慮鍵槽的影響，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》，查表8.6（P119）取A=105，則③軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按軸向定位要求確定各軸段直徑和長度軸段1：根據(jù)圓整（按GB/T5014-2003）,考慮實(shí)際情況，取，馬達(dá)的輸入軸和軸段1通過鍵相連。該軸段要裝滾動(dòng)軸承，考慮到軸承承受軸向力、徑向力，選擇深溝球軸承，由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程上機(jī)與設(shè)計(jì)》表13-4（P165），選軸承型號(hào)61909（GB/T276-1994）尺寸,所以。軸段2：定位軸，取軸段直徑，軸段3:為了不影響小齒輪的嚙合，所以選取該軸段直徑,軸段4:該軸為小齒輪，為了更好的固定軸，所以取該軸段直徑,軸段5:為使右軸承能更好的定位，所以取該軸段的直徑,軸段6：該軸段要裝滾動(dòng)軸承，考慮軸承承受軸、徑向力，為了更好的固定軸，選擇圓錐滾子軸承，查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程上機(jī)與設(shè)計(jì)》表13-2（161）選軸承型號(hào)32007(GB/T297-1994)，尺寸d×D×B=35×62×18。所以取該軸段的直徑，軸Ⅰ簡圖b)確定軸承及小齒輪作用力位置如下圖所示，先確定軸承支點(diǎn)位置，查61909軸承，其支點(diǎn)尺寸，因此軸的支撐點(diǎn)到小齒輪載荷作用點(diǎn)距離為，④繪制軸的彎矩圖和扭矩圖：a)求軸承反力：H水平面：代入數(shù)據(jù)計(jì)算得：V垂直面：代入數(shù)據(jù)計(jì)算得：b)求齒輪中點(diǎn)處彎矩H水平面：V垂直面：合成彎矩M：扭矩T：⑤按彎扭合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度：當(dāng)量彎矩，取折合系數(shù),則齒輪中點(diǎn)處當(dāng)量彎矩：彎矩圖、扭矩圖、當(dāng)量彎矩圖如下：由于做成齒輪軸，材料與小齒輪相同20CrMnTi滲碳淬火。查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8.2（P115）查得σb=640N/mm2,由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8.7（P119）查得材料許用應(yīng)力由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式8-4（P119）得軸的計(jì)算應(yīng)力為：該軸滿足強(qiáng)度要求。4.6.2軸Ⅱ的設(shè)計(jì)計(jì)算①作用在大齒輪上的力：齒輪轉(zhuǎn)矩：軸上大齒輪分度圓直徑：圓周力：徑向力：②作用在小齒輪上的力：齒輪轉(zhuǎn)矩：圓周力：徑向力：③初步估算軸的直徑軸Ⅱ與二級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)小齒輪的材料相同，20CrMnTi滲碳淬火。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式8-2（P118）計(jì)算軸的最小直徑并加大3%以考慮鍵槽的影響，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8.6（P119），取，則④軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按軸向定位要求確定各軸段直徑和長度軸段1：根據(jù)圓整（GB/T5014-2003），該軸要裝滾動(dòng)軸承，考慮軸承承受徑向力、軸向力，選擇圓錐滾子軸承，查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程上機(jī)與設(shè)計(jì)》表13-2（P161），選取軸承型號(hào)為32011（GB/T297-1994）,尺寸，所以選取，。軸段2：由于在該軸段安裝擋盤、棘輪、摩擦片，為使軸承定位，所以取，。軸段3：為使擋盤定位，便于安裝大齒輪，所以選取，。軸段4：為使大齒輪很好的固定，選取軸肩固定，所以選取該段直徑，。軸段5：為使軸能更好的定位，該軸段要裝滾動(dòng)軸承，考慮到軸承受軸向力、徑向力，選擇圓錐滾子軸承，查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程上機(jī)與設(shè)計(jì)》表13-2（P161）選擇軸承型號(hào)32018（GB/T297-1994），尺寸,所以取該軸段直徑，軸段6：為使軸更好的固定，選取軸肩固定，所以取該軸肩的直徑，。軸段7：該軸段要安