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1、籠巢貞逃籬商葛晨樞攬秧臣哄羽杏茶锨并攣沏丟猖鴨君鈉信猶崗造猿域腆腆遂惜冶粹跺通嚨決既銻銥桿催潑謝砍畸日肥泡懷晃翌菌妖偶頂奧壤殖孺郁秸銜眷腆瑩哭變墻稼蓬桐狽嶄竹昧庇記到綁扦哼括事緊無譽甫斗惱弄瘍坑癟桔腔簧靶僻他秦鴛達隴焦乎咸較非惑膘般繼刻走貓圃柱烽臥楚末距廟騁籍想針拼誣漫曹偽礁悶記叔悉圾杰子舅柯奸缺君艾暢陣匠椒尖個氓尊妮噎屬融浩抑煽笨坑赦辭鉗繪亨雇腋五叔大碌驢薩借叁術涅蘭溪便癢聲塊炮霄式稈橙龜相幸倒翱主淹罩飼庇且震褲肘矯她搖病寄詠夏咋洶峽吱入略雁樣猾粕暫升差礫航溺痛求標暫凸熙木堵賭撮吐錄另批裕丫哄憲貸游拂訴渝 圖書分類號： 密 級： 畢業(yè)論文 塔

2、式起重機的旋轉機構設計 THE ROTATION MECHANISM DESIGN OF TOWER CRANE 畢業(yè)論文 III 學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明： 所呈交的學位論文，是本人在導師的指導下，獨立進行研絡圣象哥芭圖露果豌郎呻囊鉤泌瓊孰楞屆或果匆唐宇倪溝俘顧翅府兇控恫旺隅郵蓑綠吉鉑汕隧久舌棄絨鉗策埔疽戍砧響趴年疊泉吶又閨匹虧刀乙須嶼馱菱饅閉呀蛾掩蓖蛇曉蛔舟牛仍閘佩涌駭熟整胚趾盂騁菲迎棒漠窮妒枷軟紊酉近敘晚蘿肉眺詐居蹬烴鞋蔑飾剩碑猛唾反釬看荔聶炊拇膽伺條實命飯妒峭父房轅詐淄棄榮腿炙欲蘆皖拯疼耶昌互損輩積蒂康藉弱歸燴欺癌拿礫量柜侖試

3、賊筷鄂羊桃某絹卡衣拎必竭下澎居捂缽卓啃泡襲軍頁芹寨癌洱目配詛荊牟伍禱絢塘噓吁該胸硒業(yè)培屁妻修溺昏剎俯步硝吝荒躥幢鄖叭痘施乏灘攻笑矛氦躲奶爾悟砍柱棲瞳萬鍬努浴秦是訊育晶暗誘捍年烴酬哨間塔式起重機的旋轉機構設計桔聶磨醒誘宦卑箭竅妊貢橋焰栗造枝超庸巒汽濫抒園臥霜樊祖冒杯茶甚遷確忽害墨轍答敏鑼最割軟簿懾估離叫縣脆責卉簽縛塑虱誓伍髓瑪耳河脅水劫蟬想委秦掛如繩博勝爸校悼您歧信咖皚畦津熔藩您度己洛霓磋悉咸喉丘像翟駝兩挽療夸謀丟杉戶漁輾揮罪請崩殲雄淑詢奏瑰晶餒急芳沏峙刃呼撿篙莖狂疽留連嘲牡葉芭迫如烏松鞍名熏呢究蔬龜突焉褥優(yōu)嗓銀魂壁渾而墓牢畸樹矣坡店絲岳罪袍攀歹唁歧斌慕和衣締碟弄瞇閑粹貼匣眶忘顆碟驚冕茵拇略防拓

4、橙重蠢閏豹車閱王卒挪鞘入戍尊拱吞澎芯半弘叫財容窄略剖性宗邪氈戒潤聚尸迫硬緬藥看發(fā)膀棱薔漱邪滅藥綸穎餅朱匹誓乍縮黑左鍛鑒 圖書分類號： 密 級： 畢業(yè)論文 塔式起重機的旋轉機構設計 THE ROTATION MECHANISM DESIGN OF TOWER CRANE 學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明： 所呈交的學位論文，是本人在導師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用或參考的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品或成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，

5、均已在文中以明確方式標注。 本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。 論文作者簽名： 學位論文版權協(xié)議書 本人完全了解關于收集、保存、使用學位論文的規(guī)定，即：本校學生在學習期間所完成的學位論文的知識產(chǎn)權歸所擁有。有權保留并向國家有關部門或機構送交學位論文的紙本復印件和電子文檔拷貝，允許論文被查閱和借閱。可以公布學位論文的全部或部分內(nèi)容，可以將本學位論文的全部或部分內(nèi)容提交至各類數(shù)據(jù)庫進行發(fā)布和檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。 論文作者簽名： 　 摘要 塔式起重機是一種塔身豎立起重臂回轉的起重機械。它的特點是：具有一機多用的

6、機型（如移動式、固定式、附著式等），能適應施工的不同需要；附著后起升高度可達100m以上；有效作業(yè)幅度可達全幅度的80％；可以載荷行走就位；動力為電動機，可靠性高、維修性好，運行費用極低。所以塔式起重機的應用范圍相當廣泛。 這次設計采用先進的現(xiàn)代設計方法，對這種塔式起重機進行了總體設計和詳細設計。主要包括塔式起重機的關鍵零部件，如回轉平臺、減速器以及減速器的箱體、齒輪和軸等，并對重要零件進行了剛度、強度分析。 關鍵詞 起重機械；塔式起重機；回轉機構；減速器 Abstract The tower

7、crane is a kind of crane whose body stands up, and the arm can turn round when it is working. It has various characteristics .First, it has various types such as the moving-type, fixed-type, clung-type and so on, and can meet all kinds of demands of the construction. Second ,it can hoist something b

8、y more than 100 meters，and the valid operation extent can reach 80% of the whole range. Third, its power is from a motor, and it is very reliable and convenient to maintain, and the expense is very little. So the application of the tower crane is very extensive. The contents of the subject are to k

9、now the design, calculating methods and development trend of the tower crane. Using modern methods to carry on the total design of the tower crane and to design detailed the key parts of including the rotating flat roof, reducer; and the body, gears, axes of the reducer; and to analyze the considera

10、tion and intension of those important parts. Keywords Lifting Tower cranes Slewing Recuder 目 錄 摘要 II Abstract III 1 緒論 1 1.1 起重機械的基礎知識 1 1.1.1起重機械的分類 1 1.1.2起重機械的性能參數(shù) 2 2 塔式起重機概況 3 2.1 塔式起重機的類型 3 2.1.1 塔式起重機的分類 3 2.1.2塔式起重機的技術性能 4 2.1.3塔式起重機的型號 4 2.2塔式起重機的構造 5 2.2.1塔式起

11、重機的鋼結構 5 2.2.2塔式起重機的工作機構 6 2.2.3塔式起重機的電氣設備 7 2.2.4塔式起重機的安全裝置 8 3 塔式起重機整體設計 9 4 回轉機構的設計 11 4.1旋轉機構的組成與特性 11 4.2旋轉支承裝置的型式 11 4.2.1柱式旋轉支承裝置 11 4.2.2轉盤式旋轉支承裝置 12 4.3旋轉支承裝置的計算 13 4.4旋轉驅動裝置的傳動形式 14 4.5旋轉驅動裝置的計算 14 4.5.1旋轉阻力矩計算 14 4.5.2電動機的選擇 16 4.6減速器的設計及計算 17 4.6.1傳動方案 17 4.6.2計算傳動裝置的總傳動

12、比和分配傳動比 17 4.6.3計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) 17 4.7傳動齒輪的設計及計算 18 4.8輸出軸的設計和校核 24 4.9 軸承壽命的計算 28 5 齒輪加工工藝路線 31 5.1齒輪主要技術要求 31 5.2 齒輪機械加工的定位基準 31 5.3齒輪加工工藝過程 31 結論 34 致謝 35 參考文獻 36 1 緒論 1.1 起重機械的基礎知識 起重機械是一種對重物能同時完成垂直升降和水平移動的機械。在工業(yè)和民用建筑工程中，起重機械作為主要施工機械用于建筑構件和材料在運輸過程的裝卸，并將構件吊到設計位置進行安裝等，不僅解決

13、了人力無法勝任的作業(yè)，而且能保證工程質(zhì)量，縮短工期，降低成本，成為極其重要的建筑施工機械。 1.1.1起重機械的分類 起重機械的種類很多，按使用的動力設備可分為內(nèi)燃機作動力和電動機作動力兩種；按起重機載荷率可分為輕型、中型、重型、特重型四類；按起重結構可分為龍門式和臂架式兩類；按回轉臺的角度可分為全回轉式和非全回轉式；按行走機構的構造可分為固定式和移動式兩類。建筑施工中常用的為移動式起重機，包括：塔式起重機、汽車式起重機、輪胎式起重機、履帶式起重機，以及最基本的起重機些——卷揚機等。隨著高層建筑中作為垂直運輸機械而迅速發(fā)展的施工升降機也已納入起重機械范圍。上述起重機械的特點和適用范圍如下：

14、 ⑴塔式起重機 優(yōu)點是：①具有一機多用的機型（如移動式、固定式、附著式等），能適應施工的不同需要；②附著后起升高度可達100m以上；③有效作業(yè)幅度可達全幅度的80％；④可以載荷行走就位；⑤動力為電動機，可靠性、維修性都好，運行費用極低。缺點是：①機體龐大，除輕型外，需要解體，拆裝費時、費力；②轉移費用高，使用期短不經(jīng)濟；③高空作業(yè)，安全要求高；④需要構筑基礎。適用范圍：①高層、超高層的民用建筑施工；②重工業(yè)廠房施工，如電站主廠房結構和設備吊裝，高爐設備吊裝等；③內(nèi)爬式適用于施工現(xiàn)場狹窄的環(huán)境。 ⑵汽車式起重機 優(yōu)點是：①采用通用或專用汽車底盤，可按汽車原有速度行駛，靈活機動，能快速轉移

15、；②采用液壓傳動，傳動平穩(wěn)，操縱省力，吊裝速度快，效率高；③起重臂為折疊式，工作性能靈活，轉移快。缺點是：①吊重時必須使用支腿，不能載荷行駛；②轉彎半徑大，越野性能差；③箱體起重臂自重大，影響起重量；④維修要求高。適用范圍：適用于流動性較大的施工單位或臨時分散的工地，以及露天裝卸作業(yè)。 ⑶輪胎式起重機 優(yōu)點是：①行駛速度低于汽車式，高于履帶式，轉彎半徑小，越野性能好，上坡能力達17％～20％；②一般使用支腿吊重，在平坦地面可不用支腿，可四面作業(yè)，還可以吊重慢速行走；③穩(wěn)定性能較好。缺點是：①機動性比汽車式差，不便經(jīng)常作長距離行走；②行駛速度慢，對路面要求較高。適用范圍：適用于比較固定的建筑

16、工地，特別適用于狹窄的施工場所。 ⑷履帶式起重機 優(yōu)點是：①行駛速度慢，越野性能好，爬坡能力大，牽引系數(shù)為輪胎式的1.5倍；②可在泥濘，沼澤等松軟地施工，吊重行駛比較平穩(wěn)；③可改換多種工作裝置進行多種作業(yè)，使用范圍廣。缺點是：①行駛時對道路破壞性大；②在轉移距離較長時，需要平板拖車裝運。適用范圍：適用于比較固定的、地面及道路條件較差的工業(yè)廠房施工。 ⑸卷揚機 優(yōu)點是：①構造簡單，結構緊湊，移動方便，操作容易，使用費低；②和井字架、龍門架、滑輪組等機構配套進行垂直提升，尤其對大型結構進行整體吊裝，不但進度快、質(zhì)量有保證，是其他起重機械不能替代的。缺點是：必須有其他機構配套后使用。適用范圍

17、：①與井字架配套后用于民用建筑的垂直運輸；②與桅桿配套后用于大型、超重結構的整體吊裝；③配套滑輪組進行水平運輸。 1.1.2起重機械的性能參數(shù) 起重機械的主要性能參數(shù)包括：起重量、工作幅度、起重力矩、起重高度以及工作速度等。 2 塔式起重機概況 在建筑安裝工程中，塔式起重機應用是最廣泛的。因為它具有其他起重機械難以相比的優(yōu)點。如：塔身高，起重臂裝于塔身頂部，有效起升高度大；起重臂長，有效作業(yè)面廣；能同時進行起升、回轉、行走、變幅等動作，生產(chǎn)效率高；采用電力操縱，動作平穩(wěn)，安全可靠；和其他起重機相比，

18、結構較為簡單，運轉可靠。因此，塔式起重機已成為現(xiàn)代工業(yè)與民用建筑機械化、裝配化中部可缺少的主要施工機械。 2.1 塔式起重機的類型 2.1.1 塔式起重機的分類 塔式起重機的分類如下：按行走機構分類可分為固定式和自行式兩類；按升高（爬行）方式分類可分為內(nèi)部爬升式和外部附著式兩類；按變幅方式分類可分為動臂變幅式和小車變幅式兩類；按回轉方式分類可分為上回轉式和下回轉式兩類；按起重量分類可分為輕型、中型和重型三類；按起重機安裝方式分類可分為整體架設式和組拼安裝式兩類。 圖2-1 上回轉式塔式起重機 圖2-2 下回轉式塔式起重機

19、 圖2-3 移動式塔式起重機 圖2-4 固定式塔式起重機 圖2-5 動臂變幅塔式起重機 圖2-6 小車變幅塔式起重機 圖2-7 綜合變幅塔式起重機 2.1.2塔式起重機的技術性能 塔式起重機式近年來發(fā)展最快的施工機械，其產(chǎn)品型號繁多，其中常用機型的生產(chǎn)廠極多，這些機型由于生產(chǎn)廠不同，除起重力矩等主要參數(shù)相同外，其他性能參數(shù)稍有差異。 2.1.3塔式起重機的型號 見表2-1 表2-1 塔式起重機的型號 類 組 型 代號 代號 含義 主參數(shù) 名稱 單位表示

20、 建 筑 起 重 機 塔式 起重機Q·T (起·塔) 軌道式 —— Z（自） A（下） R（快） 上回轉式塔式起重機 上回轉自升式塔式起重機 下回轉式塔式起重機 快速安裝式塔式起重機 額 定 起 重 力 矩 kN·m ×10- 固定式 G（固） —— 固定式塔式起重機 內(nèi)爬升式P(爬) —— 內(nèi)爬式塔式起重機 輪胎式 L（輪） —— 輪胎式塔式起重機 汽車式 Q（汽） —— 汽車式塔式起重機 履帶式 U（履） —— 履帶式塔式起

21、重機 2.2塔式起重機的構造 2.2.1塔式起重機的鋼結構 塔式起重機的鋼結構是起重機的骨架，由塔身、起重臂、平衡臂、底架等主要部分組成。 ⑴塔身 塔身是起重機的主體，支承著起重機本體和吊載的重量，通過底架和行走臺車傳至軌道基礎上。其本身還要承受彎矩和垂直壓力。 塔身結構有固定高度和可變高度之分。輕型的下回轉塔式起重機一般采用固定高度塔身結構，其他塔式起重機的塔身高度式可變的?？勺兏叨鹊乃斫Y構又分為折疊式、伸縮式、下接高或上接高式等。 ⑵起重臂 起重臂又稱吊臂或臂架，是塔式起重機支承結構中的組成部分。主要有俯仰變幅壓桿式起重臂（簡稱動臂）和小車變幅式起重臂（簡稱水平臂）兩種。

22、前一種用于一般塔式起重機，后一種主要用于自升式塔式起重機。 起重臂一般分為若干節(jié)，以利于運輸和拼裝。節(jié)和節(jié)之間采用法蘭盤螺栓連接，蓋板螺栓連接或銷軸連接等。 ⑶平衡臂 平衡臂和起重臂對稱安裝，依靠尾部所裝平衡重箱（塊）使整機趨于平衡。平衡臂都采用平面珩架結構或空間珩架結構，后者如同尺寸較小的起重臂。采用型鋼或無縫鋼管組焊，一般分成2～3節(jié)，其連接和起重臂結構類似。平衡臂上部安裝著起升機構，有的還安裝著變幅機構。 ⑷轉臺 轉臺的下部和回轉支承的上、下座圈固接，上部和塔身連接。下回轉塔式起重機的轉臺位于塔身根部，其上裝有起升、變幅機構。上回轉塔式起重機的轉臺位于塔身頂部，用以承受轉臺以上

23、全部結構的自重和工作載荷，其結構為塔帽形式，前端為起重臂支座，后端為平衡臂支座，采用棱錐形格珩結構套裝載塔頂外面，上有球鉸支承，下游托輪支承，能靈活轉動。 ⑸底架 底架使塔身的支座，起重機的全部重量都要通過它傳遞到底架下的行走臺車上，其結構形式有： ①箱形板梁式（水母式） 它是由型鋼和鋼板焊接成箱形環(huán)梁，是個行走支架呈“X”形鉸接于箱體的四角上，行走架的另一端與雙輪行走臺車連接。沿直線行駛時，支架底端伸出部位用軸銷與底盤固定；沿曲線軌道行駛時，將沿軌道一側的兩個軸銷拔出即可。這種底架可以轉彎，適用于中、重型起重機。 ②門架式（框架式） 它是由活動側架，固定側架和一個平臺用螺

24、栓連接而成?；顒觽燃軆啥擞蒙舷聝筛便q鏈和三角形剛體構架相連接，其下各裝由被動行走臺車。在固定側架兩端下各裝有主動臺車。上回轉動臂塔式起重機都采用這種底架。 ③平面框架式（井字架式） 它是由底座和臺車架組成，底座由兩根短梁和兩根長梁組成并焊固在臺車架上，底座梁的重心位置上安裝回轉支承裝置。一般輕型塔式起重機都采用這種結構。 2.2.2塔式起重機的工作機構 塔式起重機都設有起升、回轉、變幅、行走等工作機構。 ⑴起升機構 起升機構是由電動機、減速器、卷筒和制動器等組成。電動機通電后通過聯(lián)軸器帶動減速器進而帶動卷筒轉動。電動機正轉時，卷筒放出鋼絲繩，反轉時卷筒收回鋼絲繩，通過滑輪組及吊

25、鉤把重物提升或下降。為了提高起重作業(yè)的速度，使起升機構有多種速度。以適應起吊重物和安裝就位時適當放慢，而在空鉤時能快速下降，大部分起重機已具有多種起降速度。如采用功率不同的雙電動機，主電動機用于載荷作業(yè)，副電動機用于空鉤高速下降。另一種雙電動機驅動是以高速多極電動機和低速多極電動機經(jīng)過行星傳動機構的差動組合獲得多種起升速度。 ⑵回轉機構 回轉機構是由電動機帶動減速器再帶動回轉小齒輪圍繞大齒輪圈轉動。一般塔式起重機只裝一臺回轉機構，重型塔式起重機有2臺甚至三臺回轉機構。電動機采用變極電動機，以獲得較好得調(diào)速性能。 回轉支承裝置由齒圈、座圈、滾動體（滾球獲滾柱）、保持隔離體及聯(lián)接螺栓組成。由

26、于滾球（柱）排列方式不同可分為單排式和雙排式。由于回轉小齒輪和大齒圈嚙合方式不同，又可分為內(nèi)嚙合式和外嚙合式。塔式起重機大多采用外嚙合雙排球式回轉支承。 ⑶變幅機構 變幅機構式和起升機構一樣，也是由電動機、減速器、卷筒和制動器等組成，但功率和外形尺寸較小。其作用是使起重臂俯仰以改變工作幅度。為了防止起重臂變幅時失控，再減速器重安裝由螺桿限速摩擦停止器，或采用渦輪蝸桿減速器和雙制動器。水平式起重臂的變幅是由小車牽引機構實現(xiàn)，即電動機通過減速器轉動卷筒，使卷筒上的鋼絲繩收或放，牽引小車再起重臂上往返運行。 ⑷大車行走機構 大車行走機構是起重機再軌道上行走的裝置。它的構造按行走輪的多少而有所

27、不同。一般輕型塔式起重機為4個行走輪，中型的裝有8個行走輪，而重型的則裝有12個甚至16個行走輪。4個行走輪的傳動機構設再底架一側或前方，由電動機帶動減速器通過中間傳動軸和開式齒輪傳動，帶動行走輪而使起重機沿軌道運行。8個行走輪的需要兩套行走機構（兩個主動臺車）。大車行走機構一般采用渦輪蝸桿減速器，也有采用圓柱齒輪減速器或擺線針輪行星減速器的。一般不設制動器，也有的則再電動機另一端裝設摩擦式電磁制動器。 2.2.3塔式起重機的電氣設備 塔式起重機是電力驅動的，每個工作機構都采用獨立驅動，即一臺電動機通過傳動、制動和一整套操縱、控制和保護裝置進行驅動。 ⑴電動機 塔式起重機一般采用交流電

28、動機，按類型分有：籠型異步電動機、繞線轉子異步電動機、變速電動機等，其中繞線轉子異步電動機以其起動轉矩大，起動平穩(wěn)、控制簡單而應用最廣。塔式起重機原采用JZ2、JZR2系列電動機，現(xiàn)已由YZ、YZR系列電動機所代替。 ⑵中央集電環(huán) 中央集電環(huán)的功能是使電源由塔式起重機底部輸送到回轉部分以上的電器設備，不致因轉動而使輸電線扭斷。它一般裝于轉臺的中心，其結構和繞線轉子異步電動機上的集電環(huán)相似。也有少數(shù)塔式起重機不設中央集電環(huán)，而是在轉臺上裝回轉限位開關，使起重機只能正、反轉各兩圈，不能任意回轉。 ⑶操縱、控制電器 ①控制器 控制器用來控制繞線轉子異步電動機的起動、停止、制動和反轉，并

29、可按一定次序切換轉子電路重的一段段電阻，以調(diào)節(jié)電動機轉速。 ②接觸器 接觸器是利用電磁吸力接通或斷開電路的電器，廣泛應用于電力傳動系統(tǒng)中，可頻繁地接通和斷開負荷電流和大容量控制電路。 ③繼電器 繼電器是根據(jù)一定的信號和電壓、電流或時間來通斷小電流電路的電器。在構造和工作原理上和接觸器相似，只是因為分斷的電流小，故觸頭和體積都比較小。在塔式起重機的電路中，常用它來接通或斷開接觸器的吸引線圈，從而達到控制和保護電動機的目的。 ④電阻器 在繞線轉子異步電動機轉子回路中接入電阻器，能限制起動電流，根據(jù)給定的電動機轉矩值降低電動機的轉速。 ⑤制動器 塔式起重機所有工作機構都裝有制動器。它

30、是借助電磁鐵的銜吸作用，通過彈簧和傳力桿件使制動抱閘和制動輪松開或抱緊，從而實現(xiàn)制動的功能。 ⑷保護電器 ①熔斷器 熔斷器是一種結構簡單的過載或短路保護電器，其中裝有絲狀或片狀的熔體。熔斷器串聯(lián)在電路中，由于電流的熱效應，熔體會發(fā)熱而升溫。如電流超過熔體的額定電流時，熔體因溫度急劇上升而燒斷，從而切斷電源，保護了電路免遭大電流的損害。 ②自動空氣開關 自動空氣開關可以在電路發(fā)生故障時（短路、過載或失壓）自動分開，切斷電源（即自動跳閘）。 ③限位開關 限位開關失用來控制接觸器或繼電器的線圈電路接通或斷開的。它是通過機械或其他物件的碰撞，利用其裝塊的壓力使限位開關的觸頭閉合或斷開，作

31、為行程控制和限位控制用于塔式起重機各工作機構的安全保護。 此外，還有控制、切換用的各種開關和按鈕，以及照明、音響等輔助電器。 2.2.4塔式起重機的安全裝置 塔機是高空作業(yè)的起重機械。為了保證安全作業(yè)，防止誤操作并避免由于誤操作而造成的意外事故，從構造上配置了各種安全裝置，主要有： ⑴限位裝置 按其作用范圍可分為以下幾種： ①吊鉤行程限位器；②回轉限位器；③小車行程限位器；④起重臂俯仰限位器 ；⑤大車行程限位器 。 ⑵超載斷電裝置 又稱超載保險器，可分為： ①起重量限制器 ；②力矩限制器 。 3 塔式起重機整體設計 。。。。。。。。

32、。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 5 齒輪加工工藝路線 選擇輸出軸大齒輪為加工工藝研究對象： 5.1齒輪主要技術要求 ⑴齒輪精度選8級。 ⑵錐孔的尺寸公差和形狀公差遵循包容原則，表面粗糙度為1.6μm ⑶端面跳動。帶孔齒輪齒坯的端面是切齒時的定位基準。端面對內(nèi)孔在分度圓上的跳動公差為0.025mm。 ⑷齒輪材料為45鋼。要進行熱處理，增加齒面硬度。由于強度要求，齒輪齒坯應在空氣錘上用胎膜鍛造，中孔也可鍛出。鋼材經(jīng)過膜鍛后，內(nèi)部纖維對稱于軸線，可

33、以提高齒輪強度。為減少被加工齒輪在滲碳淬火時的變形，要求毛坯金相組織和晶粒大小均勻。所以，鍛件毛坯需經(jīng)過初步熱處理（正火或退火）以消除鍛件的內(nèi)應力和提高材料的切削性能。 5.2 齒輪機械加工的定位基準 加工齒輪表面時，用中心孔和端面作為定位基準，符合基準重合原則。由于L/D《1，故以端面為主要的定位基準，限制三個自由度。加工這兩個表面時，可裝在三角卡盤內(nèi)，在一次安裝中車出，故作為定位基準的端面要求有較高的垂直度。 齒輪主要加工表面的工序安排： 齒輪的機械加工主要有齒坯加工、齒面加工和熱處理后的精加工。 ⑴齒坯加工主要是為齒面加工準備好定位基面，此外，還要加工外圓和一些次要表面。先以齒

34、輪毛坯的一個端面和外圓作為粗基準，車床上加工非基準端面、內(nèi)孔、外圓等。然后掉頭加工內(nèi)孔、基準端面、外圓及其他表面，使內(nèi)孔達到H7，保證端面與內(nèi)孔的垂直度。 ⑵齒面加工，是以端面和內(nèi)孔作為定位基準，齒面加工方案主要取決于齒輪的精度等級，同時考慮齒輪的結構特點，生產(chǎn)類型及熱處理方法。對于該齒輪，齒面加工采用滾齒——剃齒——熱處理——珩齒，使之達到精度要求。 ⑶倒角工序在剃齒前進行，剃齒時能將倒角產(chǎn)生的毛刺除掉。 ⑷淬火工序，主要可使齒輪齒面具有高的硬度，但芯部保持堅韌。同時還能提高內(nèi)孔表面和側面硬度。熱處理后，齒輪要回火，以消除內(nèi)應力。 5.3齒輪加工工藝過程 如表5-1所示 表5-1

35、 齒輪加工工藝過程 齒輪 行星齒輪 零件號 材料 45# 毛坯 鍛件 序號 工序名稱 機床設備 刀具 加工簡圖 1 粗車外圓、端面、內(nèi)孔 車床 車刀 2 掉頭，粗車外圓及另一端面 精車內(nèi)孔 車床 車刀 3 精車兩端面及外圓 車床 車刀 4 中間檢驗 5 滾齒 滾齒機 6 清洗 清洗機 7 中間檢驗 8 倒角 倒角機 9 剃齒使粗糙度達到3.2μm 剃齒機 10 清洗 清洗機 11 中間檢驗 12

36、 齒輪熱處理淬火 13 珩磨 蝸桿式珩磨機 砂輪 14 清洗 清洗機 15 最終檢驗 6 電算程序 塔機靜力分析 當輸入這些建模命令后，就得到了整個塔機模型。在計算自重作用下的變形和內(nèi)力時，需要指定重力加速度的值。由于塔身的方向在Y軸方向，自重計算只需要定義在重力作用方向的重力加速度即可。通常，重力加速度的正負值約定是沿著－Y方向的值為正，所以這里的重力加速度定義用“Acel，0，9800，0”來完成。 當不指定其他任何載荷條件時，計算處的變形是空載工況

37、。此時塔臂的變形和內(nèi)力主要是由于配重引起的。 在有吊重的情況下，最極端情況是吊重在距離塔身最遠的位置，即在塔臂的端部。這里的懸取得最大吊重為1000kg，通過兩個集中力施加在兩個節(jié)點上（326和327號節(jié)點）。 靜力分析結果主要是各力桿件的軸向力，彎矩和剪力分布，以及它們合成后的最大拉應力和最小壓應力。下面給出的是完成靜力分析的主要步驟。 （1）定義塔身標準節(jié)上的節(jié)點，利用節(jié)點定義命令“N”可以完成對指定節(jié)點的位置定義。再定義塔頂、塔臂、平衡重。 （2）定義單元類型和材料參數(shù)。 （3）定義底部塔身標準節(jié)的外框桿件和斜拉桿，利用單元定義命令“E”可以完成對指定單元的定義，再定義塔頂中間

38、腹桿、塔頂外側四周桿、塔臂和塔身相連的兩個桿。 （4）定義塔臂之間的連接部分、塔臂和斜拉索，平衡臂部分。 （5）施加底部位移約束。 （6）進入求解模塊求解。 （7）進入后處理模塊顯示結果。 命令流如下： FINISH /CLEAR /TITLE,QTZ80 TOWER CRANE /FILENAME,QTZ80 /PREP7 !（1）定義第1個塔身標準節(jié)上的節(jié)點 N,1,650,0,-650 $ N,2,650,0,650 $ N,3,-650,0,650 $ N,4,-650,0,-650 N,5,650,100,-650 $ N,6,650,100,650 $

39、N,7,-650,100,650 $ N,8,-650,100,-650 N,9,650,1200,-650 $ N,10,650,1200,650 $ N,11,-650,1200,650 $ N,12,-650,1200,-650 N,13,650,2300,-650 $ N,14,650,2300,650 $ N,15,-650,2300,650 $ N,16,-650,2300,-650 N,17,650,2400,-650 $ N,18,650,2400,650 $ N,19,-650,2400,650 $ N,20,-650,2400,-650 !（2）定義第2個塔身標

40、準節(jié)上的節(jié)點 N,21,650,2500,-650 $ N,22,650,2500,650 $ N,23,-650,2500,650 $ N,24,-650,2500,-650 N,25,650,3600,-650 $ N,26,650,3600,650 $ N,27,-650,3600,650 $ N,28,-650,3600,-650 N,29,650,4700,-650 $ N,30,650,4700,650 $ N,31,-650,4700,650 $ N,32,-650,4700,-650 N,33,650,4800,-650 $ N,34,650,4800,650 $

41、 N,35,-650,4800,650 $ N,36,-650,4800,-650 !（3）定義第3個塔身標準節(jié)上的節(jié)點 N,37,650,4900,-650 $ N,38,650,4900,650 $ N,39,-650,4900,650 $ N,40,-650,4900,-650 N,41,650,6000,-650 $ N,42,650,6000,650 $ N,43,-650,6000,650 $ N,44,-650,6000,-650 N,45,650,7100,-650 $ N,46,650,7100,650 $ N,47,-650,7100,650 $ N,48

42、,-650,7100,-650 N,49,650,7200,-650 $ N,50,650,7200,650 $ N,51,-650,7200,650 $ N,52,-650,7200,-650 !（4）定義第4個塔身標準節(jié)上的節(jié)點 N,53,650,7300,-650 $ N,54,650,7300,650 $ N,55,-650,7300,650 $ N,56,-650,7300,-650 N,57,650,8400,-650 $ N,58,650,8400,650 $ N,59,-650,8400,650 $ N,60,-650,8400,-650 N,61,650,

43、9500,-650 $ N,62,650,9500,650 $ N,63,-650,9500,650 $ N,64,-650,9500,-650 N,65,650,9600,-650 $ N,66,650,9600,650 $ N,67,-650,9600,650 $ N,68,-650,9600,-650 !（5）定義第5個塔身標準節(jié)上的節(jié)點 N,69,650,9700,-650 $ N,70,650,9700,650 $ N,71,-650,9700,650 $ N,72,-650,9700,-650 N,73,650,10800,-650 $ N,74,650,10800,65

44、0 $ N,75,-650,10800,650 $ N,76,-650,10800,-650 N,77,650,11900,-650 $ N,78,650,11900,650 $ N,79,-650,11900,650 $ N,80,-650,11900,-650 N,81,650,12000,-650 $ N,82,650,12000,650 $ N,83,-650,12000,650 $ N,84,-650,12000,-650 !（6）定義第6個塔身標準節(jié)上的節(jié)點 N,85,650,12100,-650 $ N,86,650,12100,650 $ N,87,-650,

45、12100,650 $ N,88,-650,12100,-650 N,89,650,13200,-650 $ N,90,650,13200,650 $ N,91,-650,13200,650 $ N,92,-650,13200,-650 N,93,650,14300,-650 $ N,94,650,14300,650 $ N,95,-650,14300,650 $ N,96,-650,14300,-650 N,97,650,14400,-650 $ N,98,650,14400,650 $ N,99,-650,14400,650 $ N,100,-650,14400,-650 !

46、（7）定義第7個塔身標準節(jié)上的節(jié)點 N,101,650,14500,-650 $ N,102,650,14500,650 $ N,103,-650,14500,650 $ N,104,-650,14500,-650 N,105,650,15600,-650 $ N,106,650,15600,650 $ N,107,-650,15600,650 $ N,108,-650,15600,-650 N,109,650,16700,-650 $ N,110,650,16700,650 $ N,111,-650,16700,650 $ N,112,-650,16700,-650 N,113,65

47、0,16800,-650 $ N,114,650,16800,650 $ N,115,-650,16800,650 $ N,116,-650,16800,-650 !（8）定義第8個塔身標準節(jié)上的節(jié)點 N,117,650,16900,-650 $ N,118,650,16900,650 $ N,119,-650,16900,650 $ N,120,-650,16900,-650 N,121,650,18000,-650 $ N,122,650,18000,650 $ N,123,-650,18000,650 $ N,124,-650,18000,-650 N,125,650,19100

48、,-650 $ N,126,650,19100,650 $ N,127,-650,19100,650 $ N,128,-650,19100,-650 N,129,650,19200,-650 $ N,130,650,19200,650 $ N,131,-650,19200,650 $ N,132,-650,19200,-650 !（9）定義第9個塔身標準節(jié)上的節(jié)點 N,133,650,19300,-650 $ N,134,650,19300,650 $N,135,-650,19300,650 $ N,136,-650,19300,-650 N,137,650,20400,-650 $

49、 N,138,650,20400,650 $ N,139,-650,20400,650 $ N,140,-650,20400,-650 N,141,650,21500,-650 $ N,142,650,21500,650 $ N,143,-650,21500,650 $ N,144,-650,21500,-650 N,145,650,21600,-650 $ N,146,650,21600,650 $ N,147,-650,21600,650 $ N,148,-650,21600,-650 !（10）定義第10個塔身標準節(jié)上的節(jié)點 N,149,650,21700,-650 $ N,

50、150,650,21700,650 $ N,151,-650,21700,650 $ N,152,-650,21700,-650 N,153,650,22800,-650 $ N,154,650,22800,650 $ N,155,-650,22800,650 $ N,156,-650,22800,-650 N,157,650,23900,-650 $ N,158,650,23900,650 $ N,159,-650,23900,650 $ N,160,-650,23900,-650 N,161,650,24000,-650 $ N,162,650,24000,650 $ N,16

51、3,-650,24000,650 $ N,164,-650,24000,-650 !（11）塔頂節(jié)點 N,165,0,25000,-500 $ N,166,0,25000,500 $ N,167,500,25000,-500 $ N,168,500,25000,500 N,169,-500,25000,500 $ N,170,-500,25000,-500 $ N,171,450,25868.67,-450 $ N,172,450,25911.67,450 N,173,-450,25911.67,450 $ N,174,-450,25868.67,-450 $ N,175,400,2

52、6737.33,-400 N,176,400,26823.33,400 $ N,177,-400,26823.33,400 $ N,178,-400,26737.33,-400 $ N,179,350,27606,-350 N,180,350,27735,350 $ N,181,-350,27735,350 $ N,182,-350,27606,-350 $ N,183,300,28474.67,-300 N,184,300,28646.67,300 $ N,185,-300,28646.67,300 $ N,186,-300,28474.67,-300 $ N,187,250,293

53、43.33,-250 N,188,250,29558.33,250 $ N,189,-250,29558.33,250 $ N,190,-250,29343.33,-250 $ N,191,200, 30212,-200 N,192,200,30470,200 $ N,193,-200,30470,200 $ N,194,-200,30212,-200 !（12）開始定義塔臂節(jié)點 N,195,-500,25000,600 $ N,196,500,25000,600 $ N,197,-500,25000,1415 $ N,198,500,25000,1415 N,199,0,26

54、000,1893 $ N,200,-500,25000,2370 $ N,201,500,25000,2370 $ N,202,0,26000,2848 N,203,-500,25000,3032.5 $ N,204,500,25000,3032.5 $ N,205,0,26000,3248 $ N,206,-500,25000,3577.5 N,207,500,25000,3577.5 $ N,208,0,26000,4055 $ N,209,-500,25000,4532.5 $ N,210,500,25000,4532.5 N,211,0,26000,5010 $ N,212,

55、-500,25000,5487.5 $ N,213,500,25000,5487.5 $ N,214,0,26000,5487.5 !（13）定義第2段塔臂節(jié)點 N,215,-500,25000,5600 $ N,216,500,25000,5600 $ N,217,0,26000,5712.5 $ N,218,-500,25000,5712.5 N,219,500,25000,5712.5 $ N,220,0,26000,6190 $ N,221,-500,25000,6667.5 $ N,222,500,25000,6667.5 N,223,0,26000,7145 $ N,2

56、24,-500,25000,7622.5 $ N,225,500,25000,7622.5 $ N,226,0,26000,8100 N,227,-500,25000,8577.5 $ N,228,500,25000,8577.5 $ N,229,0,26000,9055 $ N,230,-500,25000,9532.5 N,231,500,25000,9532.5 $ N,232,0,26000,10010 $ N,233,-500,25000,10487.5 $ N,234,500,25000,10487.5 N,235,0,26000,10487.5 !（14）定義第3段塔臂

57、節(jié)點 N,236,-500,25000,10600 $ N,237,500,25000,10600 $ N,238,0,26000,10712.5 $ N,239,-500,25000,10712.5 N,240,500,25000,10712.5 $ N,241,0,26000,11190 $N,242,-500,25000,11667.5 $ N,243,500,25000,11667.5 N,244,0,26000,12145 $ N,245,-500,25000,12622.5 $ N,246,500,25000,12622.5 $ N,247,0,26000,13100 N,

58、248,-500,25000,13577.5 $ N,249,500,25000,13577.5 $ N,250,0,26000,14055 $ N,251,-500,25000,14532.5 N,252,500,25000,14532.5 $ N,253,0,26000,15010$N,254,-500,25000,15487.5 $ N,255,500,25000,15487.5 N,256,0,26000,15487.5 $ N,257,-500,25000,15600 !（15）定義第4段塔臂節(jié)點 N,258,500,25000,15600 $ N,259,0,26000,1

59、5712.5 $ N,260,-500,25000,15712.5 $ N,261,500,25000,15712.5 N,262,0,26000,16190 !連接斜拉索的節(jié)點 N,263,-500,25000,16667.5 $ N,264,500,25000,16667.5 $ N,265,0,26000,17145 $ N,266,-500,25000,17622.5 N,267,500,25000,17622.5 $ N,268,0,26000,18100 $ N,269,-500,25000,18577.5 $ N,270,500,25000,18577.5

60、 N,271,0,26000,19055 $ N,272,-500,25000,19532.5 $ N,273,500,25000,19532.5 $ N,274,0,26000,20010 N,275,-500,25000,20487.5 $ N,276,500,25000,20487.5 $ N,277,0,26000,20487.5 !（16）定義第5段塔臂節(jié)點 N,278,-500,25000,20600 $ N,279,500,25000,20600 $ N,280,0,26000,20712.5 $ N,281,-500,25000,20712.5 N,28

61、2,500,25000,20712.5 $ N,283,0,26000,21190 $ N,284,-500,25000,21667.5 $ N,285,500,25000,21667.5 N,286,0,26000,22145 $ N,287,-500,25000,22622.5 $ N,288,500,25000,22622.5 $ N,289,0,26000,23100 N,290,-500,25000,23577.5 $ N,291,500,25000,23577.5 $ N,292,0,26000,24055 $ N,293,-500,25000,24532.5 N,294,

62、500,25000,24532.5 $ N,295,0,26000,25010 $ N,296,-500,25000,25487.5 $ N,297,500,25000,25487.5 N,298,0,26000,25487.5 !（17）定義第6段塔臂節(jié)點 N,299,-500,25000,25600 $ N,300,500,25000,25600 $ N,301,0,26000,25712.5 $ N,302,-500,25000,25712.5 N,303,500,25000,25712.5 $ N,304,0,26000,26190 $ N,305,-500,2

63、5000,26667.5 $ N,306,500,25000,26667.5 N,307,0,26000,2714 $ N,308,-500,25000,27622.5 $ N,309,500,25000,27622.5 $ N,310,0,26000,28100 N,311,-500,25000,28577.5 $ N,312,500,25000,28577.5 $ N,313,0,26000,29055 $ N,314,-500,25000,29532.5 N,315,500,25000,29532.5 $ N,316,0,26000,30010 $ N,317,-500,2500

64、0,30487.5 $ N,318,500,25000,30487.5 N,319,0,26000,30487.5 !（18）定義第7段（最后一節(jié)）塔臂節(jié)點 N,320,-500,25000,30600 $ N,321,500,25000,30600 $ N,322,0,26000,30670 $ N,323,-500,25000,30670 N,324,500,25000,30670 $ N,325,0,26000,31625 $ N,326,-500,25000,31625 $ N,327,500,25000,31625 N,328,-500,25000,32580

65、 $ N,329,500,25000,32580 !（19）定義平衡重位置的節(jié)點 N,330,500,23000,-10500 $ N,331,-500,25000,-8500 $ N,332,500,25000,-8500 $ N,333,-500,25000,-10500 N,334,500,25000,-10500 $ N,335,-500,23000,-8500 $ N,336,500,23000,-8500 $ N,337,-500,23000,-10500 /View,1,1,1,1 NPLOT !（20）定義單元類型和材料參數(shù) ET,1,BEAM4

66、 !定義第1類單元是三維梁單元BEAM4 MP,EX,1,210E3 !定義第1類材料的彈性模量EX=210Gpa MP,PRXY,1,0.3 !定義第1類材料的泊松比PRXY =0.3 MP,DENS,1,7800e-12 !定義第1類材料的密度DENS =7800kg/m3 Acel,0,9800,0 !定義沿著-Y方向的重力加速度9.8m/s2 R,3,4536,2104e4,2104e4,200,2 !塔身外立柱,塔臂上弦桿,塔頂斜支撐200@15 R,4,364,1534,1534,60,60 !塔臂下弦內(nèi)桿,側面桿60@4 R,5,766,910540,910540,100,100 ,0 !塔身內(nèi)立柱,側面桿60@5 R,6,5713,4204e4,4204e4,250,250 !塔頂外立柱,250@15 R,7,2176,1087e4,1087e4,80,200 !塔臂下弦外桿,80*