資源目錄里展示的全都有，所見即所得。下載后全都有,請放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑問可加】 摘要 本次設(shè)計在參照同類塔式起重機基礎(chǔ)上，對QTZ40型塔式起重機進行總體設(shè)計及吊臂的設(shè)計。在吊臂設(shè)計工程中，采用了有限元法對其進行分析計算，采用了ANSYS10.0軟件進行分析。 按照整機主要性能參數(shù)，確定各機構(gòu)類型及鋼結(jié)構(gòu)型式，主要確定了吊臂的結(jié)構(gòu)參數(shù)，并按照吊臂端部加載、跨中加載及根部加載三種工況分析。通過對吊臂作適當(dāng)?shù)暮喕瑧?yīng)用ANSYS10.0軟件建立吊臂有限元模型，施加各工況載荷，進行求解，進而可得各工況下各節(jié)點受力情況及各單元所受軸向力、軸向應(yīng)力大小及各工況下吊臂的變形撓度大小，并能演示吊臂加載過程的動畫，清晰的展現(xiàn)了各工況下吊臂的受力性能。 通過修改模型參數(shù)，對不同模型進行分析比較。由比較不同模型在相同工況下的受力狀況及剛度狀況，綜合分析強度和剛度條件，可得出受力最為合理的一組模型參數(shù)，通過對此組參數(shù)下模型進行強度及剛度校核，進而獲得吊臂的最終參數(shù)結(jié)果。 關(guān)鍵詞：QTZ40型塔式起重機 吊臂 有限元分析 ANSYS10.0 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 課題 名稱 QTZ40塔式起重機總體及臂架優(yōu)化設(shè)計 系： 機械工程學(xué)院 專業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 班級： 姓名： 學(xué)號： 起迄日期： 2013年3月25日~ 2013年 6月21日 設(shè)計（論文）地點: 指導(dǎo)教師： 輔導(dǎo)教師： 發(fā)任務(wù)書日期：年3月 5 日 1、畢業(yè)設(shè)計（論文）目的： 畢業(yè)設(shè)計是對機械專業(yè)學(xué)生在畢業(yè)前的一次全面訓(xùn)練，目的在于鞏固和擴大學(xué)生在校所學(xué)的基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識，訓(xùn)練學(xué)生綜合運用所學(xué)知識分析和解決問題的能力。是培養(yǎng)、鍛煉學(xué)生獨立工作能力和創(chuàng)新精神之最佳手段。畢業(yè)設(shè)計要求每個學(xué)生在工作過程中，要獨立思考，刻苦鉆研，有所創(chuàng)新、解決相關(guān)技術(shù)問題。通過畢業(yè)設(shè)計，使學(xué)生掌握塔式起重機的總體設(shè)計、吊臂的設(shè)計、整體穩(wěn)定性計算等內(nèi)容，為今后步入社會、走上工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。 2、畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）： （1） 設(shè)計任務(wù)： ① 總體參數(shù)的選擇（QTZ40級別） ② 結(jié)構(gòu)形式 （2） 總體設(shè)計 ① 主要技術(shù)參數(shù)性能 ② 設(shè)計原則 ③ 平衡重的計算 ④ 塔機的風(fēng)力計算 ⑤ 整機傾翻穩(wěn)定性的計算 （3） 吊臂的設(shè)計和計算 ① 吊臂的形式及尺寸（變截面）（雙吊點） ② 吊臂的強度、穩(wěn)定性及剛度驗算 （4） 設(shè)計要求 ① 主要任務(wù)：學(xué)生應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下獨立完成一項給定的設(shè)計任務(wù)，編寫符合要求的設(shè)計說明書，并正確繪制機械與電氣工程圖紙，獨立撰寫一份畢業(yè)論文，并繪制有關(guān)圖表。 ② 知識要求：學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計工作中，應(yīng)綜合運用多學(xué)科的理論、知識與技能，分析與解決工程問題。通過學(xué)習(xí)、鉆研與實踐，深化理論認(rèn)識、擴展知識領(lǐng)域、延伸專業(yè)技能。 ③ 能力培養(yǎng)要求：學(xué)生應(yīng)學(xué)會依據(jù)技術(shù)課題任務(wù)，完成資料的調(diào)研、收集、加工與整理，正確使用工具書；培養(yǎng)學(xué)生掌握有關(guān)工程設(shè)計的程序、方法與技術(shù)規(guī)范，提高工程設(shè)計計算、圖紙繪制、編寫技術(shù)文件的能力；培養(yǎng)學(xué)生掌握實驗、測試等科學(xué)研究的基本方法；鍛煉學(xué)生分析與解決工程實際問題的能力。 ④ 綜合素質(zhì)要求：通過畢業(yè)設(shè)計，學(xué)生應(yīng)掌握正確的設(shè)計思想；培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)求實的工作作風(fēng)；在工程設(shè)計中，應(yīng)能樹立正確的生產(chǎn)觀、經(jīng)濟觀與全局觀。 ⑤ 設(shè)計成果要求： 凡給定的設(shè)計內(nèi)容，包括說明書、計算書、圖紙等必須完整，不得有未完的部分，不應(yīng)出現(xiàn)缺頁、少圖紙現(xiàn)象。 1） 對設(shè)計的全部內(nèi)容，包括設(shè)計計算、機械構(gòu)造、工作原理、整機布置等，均有清晰的了解。對設(shè)計過程、計算步驟有明確的概念，能用圖紙完整的表達機械結(jié)構(gòu)與工藝要求，有比較熟練的認(rèn)識圖紙能力。對運輸、安裝、使用等也有一定了解。 2） 說明書、計算書內(nèi)容要精練，表述要清楚，取材合理，取值合適，設(shè)計計算步驟正確，數(shù)學(xué)計算準(zhǔn)確，各項說明要有依據(jù)，插圖、表格及字跡均應(yīng)工整、清楚、不得隨意涂改。制圖要符合機械機械制圖標(biāo)準(zhǔn)，且清潔整齊。 3） 對國內(nèi)外塔式起重機情況有一般的了解，對各種塔式起重機有一定的分析、比較能力。 其他各項應(yīng)符合本資料有關(guān)部分提出的要求。 3、畢業(yè)設(shè)計（論文）成果要求（包括圖表、實物等硬件要求）： ① 計算說明書一份 內(nèi)容包括：設(shè)計任務(wù)要求的選型、設(shè)計計算內(nèi)容、畢業(yè)實習(xí)報告等。作到內(nèi)容完整，論證充分（包括經(jīng)濟性論證），字跡清楚，插圖和表格正規(guī)（分別進行統(tǒng)一編號）、批準(zhǔn)，字?jǐn)?shù)要求不少于2萬字；撰寫中英文摘要；提倡學(xué)生應(yīng)用計算機進行設(shè)計、計算與繪圖。 ② 圖紙一套 不少于四張零號圖紙量。 4、主要參考文獻： [1] 哈爾濱建筑工程學(xué)院主編.工程起重機.北京：中國建筑工業(yè)出版社 [2] 董剛、李建功主編.機械設(shè)計.機械工業(yè)出版社 [3] 機械設(shè)計手冊.化學(xué)工業(yè)出版社（5冊） [4] GB/T9462—1999 塔式起重機技術(shù)條件 [5] GB/T13752—1992 塔式起重機設(shè)計規(guī)范 [6] GB5144—1994 塔式起重機安全規(guī)程 [7] 邢靜忠．ANSYS應(yīng)用實例與分析．科學(xué)出版社．2006． [8] 劉坤．ANSYS有限元方法精解．國防工業(yè)出版社．2005． [9]GB/T9462—1999 塔式起重機設(shè)計條件． [10] GB/T13752—1992 塔式起重機設(shè)計規(guī)范． [11] GB/T5144—1994 塔式起重機安全規(guī)程 [12]劉鴻文．材料力學(xué)．北京：高等教育出版社．2002． [13]李柱，徐振高．互換性與測量技術(shù)．北京：高等教育出版社．2002． [14] 張東升．機械零件及建筑機械．重慶：重慶大學(xué)出版社.2003． [15] 現(xiàn)行建筑機械規(guī)范大全．北京：中國建筑工業(yè)出版社.1995． [16] 吳慶鳴，何小新．工程機械設(shè)計．武昌：武漢大學(xué)出版社.2006． [17]劉佩衡．塔式起重機使用手冊．北京：機械工業(yè)出版社.2002． [18] 張質(zhì)文，虞和謙等．起重機設(shè)計手冊．北京：中國鐵道出版社．1997． [19] 顧迪民．工程起重機．北京：中國建筑工業(yè)出版社．1988． [20] 王金諾，于蘭峰．起重運輸機金屬結(jié)構(gòu)．北京：中國鐵道出版社.2002． [21] 張鳳山，董紅光．塔式起重機構(gòu)造與維修.北京：人民郵電出版社．2007． [22] 張青．工程起重機結(jié)構(gòu)與設(shè)計．化學(xué)工業(yè)出版社．2008． 5、本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題工作進度計劃： 起 迄 日 期 工 作 內(nèi) 容 2013.3.25-2013.3.28 2013.3.29-2013.4.13 2013.4.14-2013.4.20 2013.4.21-2013.5.15 2013.5.16-2013.6.5 2013.6.6-2013.6.19 2013.6.20-2013.6.21 熟悉整理資料 方案選擇及總體設(shè)計 繪制總圖 臂架設(shè)計 繪制臂架裝配及結(jié)構(gòu)圖紙 繪制零件圖紙 準(zhǔn)備論文及答辯 教研室審查意見： 教研室主任簽字： 年 月 日 系審查意見： 系主任簽字： 年 月 日 畢業(yè)實習(xí)報告 系 別 機械工程學(xué)院 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 班 級 姓 名 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 實習(xí)成績 畢業(yè)實習(xí)報告 一.實習(xí)目的 。本次實習(xí)的目的是通過實物及實習(xí)單位的相關(guān)設(shè)計資料全面了解起重機的結(jié)構(gòu)和設(shè)計并對其進行設(shè)計。希望通過這次實習(xí)能夠鞏固和擴大我們在校期間所學(xué)的基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識，訓(xùn)練我們綜合運用所學(xué)知識分析和解決問題的能力，盡量有自己的一點創(chuàng)新。 為了讓我們把畢業(yè)設(shè)計做的更好，通過實習(xí)使學(xué)生獲得基本生產(chǎn)的感性知識，理論聯(lián)系實際，擴大知識面，我們進行了畢業(yè)實習(xí)。畢業(yè)實習(xí)是每個畢業(yè)生都必須經(jīng)過的過程，是畢業(yè)設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié)。是將畢業(yè)生所學(xué)的理論知識與實際知識相結(jié)合，使我們對專業(yè)知識有了更深刻的了解，為將來的設(shè)計、學(xué)習(xí)和工作打下了堅實的基礎(chǔ)。 二.實習(xí)內(nèi)容 本次實習(xí)為畢業(yè)參觀實習(xí)，3月20日我們在李老師的帶領(lǐng)下來到長春國際會展中心進行參觀實習(xí)，初步了解塔式起重機的整體結(jié)構(gòu)，然后業(yè)余時間自己到張家口市建筑機械廠對此次設(shè)計的QTZ40型塔式起重機進行具體的學(xué)習(xí)。 塔式起重機是現(xiàn)代工業(yè)與民用建筑的主要施工機械之一。高層建筑施工中，它的幅度利用率比其他類型起重機高，其幅度利用率可達全幅度的80%。我們這次設(shè)計的QTZ40自升式塔式起重機是為滿足高層建筑施工、設(shè)備安裝而設(shè)計的新型起重運輸機械，性能先進，結(jié)構(gòu)合理，操作使用安全可靠。其主要特點是起升高度大，工作幅度大。塔機上部能借助于液壓頂升機構(gòu)，根據(jù)施工的建筑物的增高而相應(yīng)的升高，使司機操作方便，視野寬闊并始終保持高清晰。QTZ40塔式起重機有多種形式，設(shè)計正在不斷的完善中。此次設(shè)計的形式為固定上回轉(zhuǎn)液壓頂升自動加節(jié)，最大起升高度可達100米（附著狀態(tài)）。隨著更高層建筑的出現(xiàn)，塔式起重機必然朝著更完美的方向發(fā)展。 塔式起重機由金屬結(jié)構(gòu)、工作機構(gòu)和電氣系統(tǒng)三部分組成。金屬結(jié)構(gòu)包括塔身、動臂和底座等。工作機構(gòu)有起升、變幅、回轉(zhuǎn)和頂升四部分。電氣系統(tǒng)包括電動機、控制器、配電柜、連接線路、信號及照明裝置等。 塔式起重機的起升和變幅機構(gòu)均由電動機、聯(lián)軸器、制動器、減速器和卷筒等部件組成。為提高塔機的生產(chǎn)效率，加快吊裝的施工進度，各工作機構(gòu)均應(yīng)具備較高的工作速度，并要求啟動和制動過程中都能平緩進行，避免產(chǎn)生急劇沖擊，對金屬結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞性影響。另外，工作機構(gòu)與金屬結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系協(xié)調(diào)，互不相碰。 起升機構(gòu)：起升機構(gòu)是起重機機械的主要機構(gòu)，用以實現(xiàn)重物的升降運動。起升機構(gòu)通常由原動機、減速器、卷筒、制動器、鋼絲繩、滑輪組和吊鉤組成。 回轉(zhuǎn)機構(gòu):塔機是靠起重臂回轉(zhuǎn)來保障其工作覆蓋面的。回轉(zhuǎn)運動的產(chǎn)生是通過上、下回轉(zhuǎn)支座分別裝在回轉(zhuǎn)支承的內(nèi)外圈上并由回轉(zhuǎn)機構(gòu)驅(qū)動小齒輪。小齒輪與回轉(zhuǎn)支承的大齒圈嚙合，帶動回轉(zhuǎn)上支座相對于下支座運動。我們設(shè)計的QTZ40塔式起重機的回轉(zhuǎn)機構(gòu)設(shè)成單回轉(zhuǎn)式，通常由回轉(zhuǎn)電動機、液力耦合器、回轉(zhuǎn)制動器、回轉(zhuǎn)減速器和小齒輪組成。 變幅機構(gòu):變幅機構(gòu)是實現(xiàn)改變幅度的工作機構(gòu)，用來擴大起重機的工作范圍，提高起重機的生產(chǎn)率。變幅機構(gòu)由電動機、減速器、卷筒和制動器組成。功率和外形尺寸較小。變幅機構(gòu)按其構(gòu)造和不同的變幅方式分為運行小車式和吊臂俯仰式。 塔機都設(shè)有安全保護裝置，包括：起升高度限制器、起重量限制器、力矩限制器。 此次我設(shè)計吊臂，所以主要了解了吊臂。塔式起重機起重臂簡稱臂架或吊臂，按構(gòu)造形式可分為：小車變幅水平臂架；俯仰變幅臂架，簡稱動臂；伸縮式小車變幅臂架；折曲式臂架。本次設(shè)計采用小車變幅水平臂架，小車變幅水平臂架又概分為三種不同形式：單吊點小車變幅臂架、雙吊點小車變幅臂架和起重機與平衡臂架連成一體的錘頭式小車變幅臂架。單吊點小車變幅臂架是靜定結(jié)構(gòu)，而雙吊點小車變幅臂架則是超靜定結(jié)構(gòu)。雙吊點小車變幅臂架結(jié)構(gòu)自重輕，據(jù)分析與同等起重性能的單吊點小車變幅臂架相比，自重均可減輕5%-10%。小車變幅臂架拉索吊點可以設(shè)在下弦處，也可設(shè)在上弦處，現(xiàn)今通用小車變幅臂架多是上弦吊點，正三角形截面臂架。這種臂架的下弦桿上平面均用作小車運行軌道。塔機臂架的截面形式有三種：正三角形截面、倒三角形截面和矩型截面。小車變幅水平臂架大都采用正三角形截面。 這次設(shè)計的QTZ40型塔式起重機是一種采用水平臂架，小車變輻，上回轉(zhuǎn)的自升塔式起重機，該塔機采用液壓頂升，起升機構(gòu)采用變頻調(diào)速技術(shù)，可獲得理想的起升速度及荷重慢就位；回轉(zhuǎn)機構(gòu)、牽引機構(gòu)采用變頻器控制變頻電機帶動行星減速器傳動，實現(xiàn)無級調(diào)速。 李老師為我們詳細地講解以后，我對自己的設(shè)計又有了更加直觀深入的了解。 我重點了解了吊臂的情況，通過老師給我們的講解和我仔細觀看了吊臂的具體結(jié)構(gòu)，我對自己設(shè)計的部分——吊臂有了比較全面的了解。這次參觀實習(xí)可以說收獲頗多。 三. 實習(xí)結(jié)果 1.了解了QTZ40塔式起重機的總體結(jié)構(gòu)，重點對吊臂的結(jié)構(gòu)有了全面的了解； 2. 知道了塔機用頂升機構(gòu)進行頂升時，利用液壓缸的作用把上面的所有機構(gòu)頂起，然后加入標(biāo)準(zhǔn)節(jié)。 3. 明白了塔機的起升機構(gòu)和變幅機構(gòu)是用不同的鋼絲繩分開控制的； 四.實習(xí)總結(jié) 畢業(yè)實習(xí)結(jié)束了，時間雖然不長，但是通過實習(xí)，我們擴充了視野，開闊了大腦思維，鞏固和擴充了我們在學(xué)校學(xué)不到的實踐知識，使我們收益頗豐。另外培養(yǎng)、鍛煉了我們獨立工作的能力和創(chuàng)新的精神；進一步鞏固和深化了所學(xué)的理論內(nèi)容，彌補了以前理論學(xué)習(xí)的不足，更加深刻地體會到了自己學(xué)習(xí)上的不足。感謝老師們不辭辛苦地為我們聯(lián)系實習(xí)單位，并親自帶領(lǐng)我們?nèi)嵙?xí)地參觀講解，感謝老師給予我們的幫助。 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 題 目 QTZ40塔式起重機總體及臂架優(yōu)化設(shè)計 學(xué) 科 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 班 級 姓 名 指 導(dǎo) 教 師 輔 導(dǎo) 教 師 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 課題 名稱 QTZ40塔式起重機總體及臂架 優(yōu)化設(shè)計 系 別： 機械工程學(xué)院 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 班 級： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 課題來源 導(dǎo)師課題 課題類別 工程設(shè)計 一、論文資料的準(zhǔn)備 1 塔式起重機概述 塔式起重機又稱塔機，從西歐發(fā)源，具有適用范圍廣，回轉(zhuǎn)半徑大，操作方便，工 作效率高以及安裝與拆卸比較簡便等特點，從而廣泛的使用在建筑安裝工程中，并成為 重要的施工機械之一。同時，塔式起重機在水利建設(shè)，造船以及電站施工等部門也有應(yīng) 用參考。 塔式起重機是一種塔身樹立起重臂回轉(zhuǎn)的起重機械，簡稱塔機，也叫塔吊，起源于西歐。具有工作效率高、使用范圍廣、回轉(zhuǎn)半徑大、起升高度大、操作方便以及安裝與拆卸比較簡便等特點。主要完成在高層建筑施工中預(yù)制構(gòu)件及其他建筑材料與工具等吊裝工作。塔式起重機應(yīng)具備下列特點： ① 起升高度和工作幅度較大、起重力矩大； ② 工作速度高，具有安裝微動性能及良好的調(diào)速性能； ③ 要求拆裝運輸方便迅速，以適應(yīng)頻繁轉(zhuǎn)移工地的需要。 2我國塔式起重機的發(fā)展現(xiàn)狀 塔式起重機在我國的生產(chǎn)與應(yīng)用已經(jīng)有50余年的歷史，經(jīng)歷了以個從測繪仿制到自行設(shè)計制造的過程，特別是進入20世紀(jì)90年代以后，我國塔式起重機行業(yè)隨著全國范圍建筑任務(wù)的增加而進入了一個興盛時期，年產(chǎn)量連年猛增，而且有部分產(chǎn)品出口到國外。 現(xiàn)在我國的建筑用塔式起重機已越來越普遍，從普通的多層民用建筑、房地產(chǎn)工程、高層建筑到大型的鐵路工程、橋梁工程、電力工程、水利工程等，到處都有塔機的應(yīng)用。近20年來，市場的需求，有力的促進了技術(shù)的進步，通過研究開發(fā)、技術(shù)創(chuàng)新、引進消化，我們的設(shè)計手段和配套件生產(chǎn)能力也有了很大的進步，計算機輔助設(shè)計、微電子技術(shù)、程控語言控制技術(shù)都在塔機上得到了應(yīng)用。當(dāng)然也不可否認(rèn)，我國的塔機產(chǎn)品的技術(shù)性能、制作質(zhì)量和品種型號規(guī)格，與發(fā)達國家產(chǎn)品相比，仍然存在較大的差距，特別是基礎(chǔ)零部件的可靠性、電氣元件、液壓元件、工藝安裝、生產(chǎn)設(shè)備和檢測手段等，差距更大。這就影響了我們整機產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性，增加了事故隱患。對此我們絕不可以掉以輕心，要加倍努力、敢于創(chuàng)新、嚴(yán)格把關(guān)、趕超國際水平。 二、塔式起重機的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 塔式起重機(簡稱塔吊)是一種塔身直立、起重機臂鉸接在塔帽下部且能夠作360°回轉(zhuǎn)的起重機,通常用于房屋建筑和設(shè)備安裝的場所,具有適用范圍廣、起升高度高、回轉(zhuǎn)半徑大、工作效率高、操作簡便、運轉(zhuǎn)可靠等特點。因此它在建筑安裝施工中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,特別對于高層建筑施工來說,更是一種不可缺少的重要施工機械。 塔式起重機起源于歐洲。據(jù)記載，第一項有關(guān)建筑用塔機專利頒發(fā)于1900年。1905年出現(xiàn)了塔身固定的裝有臂架的起重機，1923年制成了近代塔機的原型樣機，同年出現(xiàn)第一臺比較完整的近代塔機。1930年當(dāng)時德國已開始批量生產(chǎn)塔機，并用于建筑施工。1941年，有關(guān)塔機的德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DIN8770公布。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定以吊載(t)和幅度(m)的乘積(tm)一起以重力矩表示塔機的起重能力。 我國的塔機行業(yè)于20世紀(jì)50年代開始起步,已有50多年的歷史，經(jīng)歷了一個從測仿制到自行設(shè)計制造的過程。 20世紀(jì)50年代，為滿足國家經(jīng)濟建設(shè)的需要，中國引進了前蘇聯(lián)以及東歐一些國家的塔式起重機，并進行仿制。這個時期中國生產(chǎn)與使用的塔式起重機的數(shù)量較少。 20世紀(jì)60年代，由于高層、超高層建筑的發(fā)展，廣泛使用了內(nèi)部爬升式和外部附著式塔式起重機，并在工作機構(gòu)中采用比較先進的技術(shù)，如直流調(diào)速、可控硅調(diào)速、渦流制動器、在回轉(zhuǎn)和運行機構(gòu)中安裝液力偶合器等。在此時期，中國開始進入了自行設(shè)計與制造塔式起重機的階段。 20世紀(jì)70年代，塔式起重機服務(wù)對象更為廣泛。塔式起重機的幅度、起重量合起升高度均有了顯著提高。為了滿足市場各方面的要求，塔式起重機又向一機多用方向發(fā)展。中國塔式起重機進入了技術(shù)提高、品種增多的新階段。這一時期還先后開發(fā)了ZT100、ZT120、ZT280等小車變幅自升式塔式起重機、QT-20小車變幅內(nèi)爬式塔式起重機，QTL16、TQ40、TQ45、TD25、QTG40、QTG60下回轉(zhuǎn)動臂自行架設(shè)快裝塔式起重機等，其年產(chǎn)量最高超過900臺，標(biāo)志著中國塔式起重機行業(yè)進入一個新的階段。20世紀(jì)90年代以后，中國塔式起重機行業(yè)隨著全國范圍建筑任務(wù)的增加而進入了一個新的興盛時期，年產(chǎn)量連年猛增，而且有部分產(chǎn)品出口到國外。全國塔式起重機的總擁有量也從20世紀(jì)50年代的幾十臺截至2000年約為6萬臺。至此，無論從生產(chǎn)規(guī)模、應(yīng)用范圍和塔式起重機總量等角度來衡量，中國均堪稱塔式起重機大國。 三﹑QTZ40塔式起重機的整體簡介 QTZ40塔式起重機具有起升、回轉(zhuǎn)、變幅、頂升四種工作機構(gòu)，可單獨或復(fù)合動作，可以獲得較高的工作效率。頂升機構(gòu)用于塔身接高或降塔,起升機構(gòu)采用多速電機，有快速、中速和 慢就位多種速度，充分滿足用戶各種工況的需要。起重臂可左、右作540度全回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)、變幅靈活可靠，起吊就位準(zhǔn)確，可滿足建筑施工中垂直及水平運輸?shù)男?要。該機設(shè)有起重量限制器、力矩限制器、起升高度限制器、幅度限位器和回轉(zhuǎn)限制器等安全保護裝置齊全，靈敏可靠，確保塔機正常工作。另外，還設(shè)有休息平臺、護欄等安全保護設(shè)施。司機室獨立側(cè)置，造型美觀，視野開闊，內(nèi)部空間大，操作方便。該機適用性好，廣泛用于中高層以下的各類工業(yè)與民用建筑和滑模施工的吊裝，也用于港口、貨場的裝卸。 四. 此次我設(shè)計吊臂，所以主要了解了吊臂。塔式起重機起重臂簡稱臂架或吊臂，按構(gòu)造形式可分為：小車變幅水平臂架；俯仰變幅臂架，簡稱動臂；伸縮式小車變幅臂架；折曲式臂架。本次設(shè)計采用小車變幅水平臂架，小車變幅水平臂架又概分為三種不同形式：單吊點小車變幅臂架、雙吊點小車變幅臂架和起重機與平衡臂架連成一體的錘頭式小車變幅臂架。單吊點小車變幅臂架是靜定結(jié)構(gòu)，而雙吊點小車變幅臂架則是超靜定結(jié)構(gòu)。雙吊點小車變幅臂架結(jié)構(gòu)自重輕，據(jù)分析與同等起重性能的單吊點小車變幅臂架相比，自重均可減輕5%-10%。小車變幅臂架拉索吊點可以設(shè)在下弦處，也可設(shè)在上弦處，現(xiàn)今通用小車變幅臂架多是上弦吊點，正三角形截面臂架。這種臂架的下弦桿上平面均用作小車運行軌道。塔機臂架的截面形式有三種：正三角形截面、倒三角形截面和矩型截面。小車變幅水平臂架大都采用正三角形截面。 五、ANSYS介紹 “有限元”這個詞語于1965年首次被提出，經(jīng)過大約40多年的不斷發(fā)展和完善，到今天已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種不同的工程之中，理論也已經(jīng)相當(dāng)成熟。有限元思想的核心就是把實際結(jié)構(gòu)離散化，假想地使實際的結(jié)構(gòu)離散為有限數(shù)目個類似結(jié)構(gòu)的個體，然后通過分析這些有限個體的性能來求出滿足實際工程要求的計算結(jié)果，從而代替對于具體復(fù)雜實際結(jié)構(gòu)的求解。經(jīng)過離散化，應(yīng)用有限元思想，可以解決很多實際復(fù)雜的工程問題，并在理論研究和工程應(yīng)用兩方面都具有極其重要的實用價值。 1970年，美國著名力學(xué)專家、匹茲堡大學(xué)教授John Swanson創(chuàng)建了ANSYS公司，通過四十余年的發(fā)展壯大，已經(jīng)逐漸成為全球CAE行業(yè)中最大的公司。在發(fā)展過程中，ANSYS軟件不斷改進提高，性能也不斷增強，可靠性也不斷得到保證，在易用性和適應(yīng)運行環(huán)境等其他方面也日趨完善，基本上完全能夠滿足當(dāng)前用戶對于有限元分析軟件的要求，當(dāng)下，已發(fā)展到了14．0版本。 ANSYS作為一個大型通用軟件，可以廣泛的應(yīng)用于結(jié)構(gòu)、流體、聲場、熱、耦合場、 電磁場上面，其使用用戶也能夠涵蓋機械、土木建筑、水利、生物、醫(yī)學(xué)、能源、航空 航天和交通運輸?shù)雀餍懈鳂I(yè)的不同領(lǐng)域，利用ANSYS軟件，能夠?qū)嶋H模型置于各種各 樣不同的復(fù)雜實際工況之中，準(zhǔn)確并合理的分析，優(yōu)化設(shè)計，減少實際試驗的物質(zhì)和人 力投入，提高工作效率，縮短研發(fā)周期從而能夠為提高利潤做出貢獻。使用ANSYS軟件分析，包含以下幾個過程：建立模型、劃分網(wǎng)格、加載和求解、結(jié)果后處理。若在實際應(yīng)用過程中想對其中的某一個步驟進行改動和變化，則依然需要重新完成其中的每一個步驟，無形中浪費了太多的工作時間。針對現(xiàn)實情況，ANSYS提供了APDL參數(shù)化設(shè)計語言來處理類似問題，通過APDL語言及UIDL語言或類似VB、VC編程語言開發(fā)應(yīng)用界面，即可完成在ANSYS中的二次開發(fā)。 二次開發(fā)已經(jīng)在國外得到了很多方面的應(yīng)用。例如： AlexeyI．Borovkv開發(fā)了兩款軟件，分別應(yīng)用于散熱器穩(wěn)態(tài)3D熱分析及轉(zhuǎn)子體剛度不對稱補償。使用者只需面對初始參數(shù)輸入界面，而軟件自動完成建立模型、劃分網(wǎng)格、加載和求解等復(fù)雜步驟，還可以在專用軟件中生成符合用戶要求的報告，這一系列開發(fā)，無形中減少了用戶建模的工作量，無疑會提高相當(dāng)?shù)男?，大大?jié)省了用戶的時間。 而相對而言，國內(nèi)關(guān)于ANSYS的二次開發(fā)方面才剛剛起步，在很多方面與國外先進 水平存在相當(dāng)?shù)牟罹?，但一些高校和科研機構(gòu)也相應(yīng)的開發(fā)了很多產(chǎn)品，取得了一定的 研究成果，并在實際應(yīng)用方面也做出了很大的貢獻。這系列研究和實際大致取得的成果有：針對具體實際工程應(yīng)用問題而開發(fā)的專用系統(tǒng)，例如水利工程、土木建筑以及機械的結(jié)構(gòu)和優(yōu)化設(shè)計；針對商業(yè)化發(fā)展的具體模塊，例如壓力容器自動化分析軟CPV-ANSYS，基于ANSYS的應(yīng)用柴油機鑄造成型專用軟件等?？傮w而言，國內(nèi)關(guān)于二次開發(fā)的研究也已經(jīng)取得了很好的效果，同時也存在發(fā)展的空間，是一個具有相當(dāng)潛能，大有可為的新興科研項目。 六、主要內(nèi)容、研究方法、設(shè)計要求 1、主要內(nèi)容 （1） 設(shè)計任務(wù)： ① 總體參數(shù)的選擇（QTZ40級別） ② 結(jié)構(gòu)形式 （2） 總體設(shè)計 ① 主要技術(shù)參數(shù)性能 ② 設(shè)計原則 ③ 平衡重的計算 ④ 塔機的風(fēng)力計算 ⑤ 整機傾翻穩(wěn)定性的計算 （3） 吊臂的設(shè)計和計算 ① 吊臂的形式及尺寸（變截面）（雙吊點） ② 吊臂的強度、穩(wěn)定性及剛度驗算 2、 研究方法 （1）資料的準(zhǔn)備 通過上網(wǎng)和畢業(yè)實習(xí)，搜集同類已研發(fā)產(chǎn)品相關(guān)資料，了解國內(nèi)外塔式起重機總體設(shè)計和塔頂?shù)脑O(shè)計的已研發(fā)的產(chǎn)品，借鑒這些產(chǎn)品的設(shè)計思路為自己的設(shè)計做準(zhǔn)備。了解所做設(shè)計中的標(biāo)準(zhǔn)部件的相關(guān)信息，為以后設(shè)計做好準(zhǔn)備。 （2）參數(shù)確定 根據(jù)所查資料，了解到起重機的相關(guān)參數(shù)，和對標(biāo)準(zhǔn)部件的了解，選擇能免租條件的相關(guān)零件。根據(jù)傳統(tǒng)設(shè)計方法并結(jié)合相似的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進行具體的設(shè)計，在設(shè)計中確定個關(guān)節(jié)的合理尺寸和形狀。整體和各個部件的形狀和尺寸確定后，用二維作圖工具（autoCAD等）繪制出個主要部件的圖形圖和總裝圖。明確產(chǎn)品的具體具體設(shè)計尺寸和形狀。 3、 設(shè)計要求 ① 主要任務(wù)：學(xué)生應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下獨立完成一項給定的設(shè)計任務(wù)，編寫符合要求的設(shè)計說明書，并正確繪制機械與電氣工程圖紙，獨立撰寫一份畢業(yè)論文，并繪制有關(guān)圖表。 ② 知識要求：學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計工作中，應(yīng)綜合運用多學(xué)科的理論、知識與技能，分析與解決工程問題。通過學(xué)習(xí)、鉆研與實踐，深化理論認(rèn)識、擴展知識領(lǐng)域、延伸專業(yè)技能。 ③ 能力培養(yǎng)要求：學(xué)生應(yīng)學(xué)會依據(jù)技術(shù)課題任務(wù)，完成資料的調(diào)研、收集、加工與整理，正確使用工具書；培養(yǎng)學(xué)生掌握有關(guān)工程設(shè)計的程序、方法與技術(shù)規(guī)范，提高工程設(shè)計計算、圖紙繪制、編寫技術(shù)文件的能力；培養(yǎng)學(xué)生掌握實驗、測試等科學(xué)研究的基本方法；鍛煉學(xué)生分析與解決工程實際問題的能力。 ④ 綜合素質(zhì)要求：通過畢業(yè)設(shè)計，學(xué)生應(yīng)掌握正確的設(shè)計思想；培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)求實的工作作風(fēng)；在工程設(shè)計中，應(yīng)能樹立正確的生產(chǎn)觀、經(jīng)濟觀與全局觀。 ⑤ 設(shè)計成果要求： 凡給定的設(shè)計內(nèi)容，包括說明書、計算書、圖紙等必須完整，不得有未完的部分，不應(yīng)出現(xiàn)缺頁、少圖紙現(xiàn)象。 1） 對設(shè)計的全部內(nèi)容，包括設(shè)計計算、機械構(gòu)造、工作原理、整機布置等，均有清晰的了解。對設(shè)計過程、計算步驟有明確的概念，能用圖紙完整的表達機械結(jié)構(gòu)與工藝要求，有比較熟練的認(rèn)識圖紙能力。對運輸、安裝、使用等也有一定了解。 2） 說明書、計算書內(nèi)容要精練，表述要清楚，取材合理，取值合適，設(shè)計計算步驟正確，數(shù)學(xué)計算準(zhǔn)確，各項說明要有依據(jù)，插圖、表格及字跡均應(yīng)工整、清楚、不得隨意涂改。制圖要符合機械機械制圖標(biāo)準(zhǔn)，且清潔整齊。 3） 對國內(nèi)外塔式起重機情況有一般的了解，對各種塔式起重機有一定的分析、比較能力。 其他各項應(yīng)符合本資料有關(guān)部分提出的要求。 五、畢業(yè)設(shè)計（論文）成果要求（包括圖表、實物等硬件要求）： ① 計算說明書一份 內(nèi)容包括：設(shè)計任務(wù)要求的選型、設(shè)計計算內(nèi)容、畢業(yè)實習(xí)報告等。作到內(nèi)容完整，論證充分（包括經(jīng)濟性論證），字跡清楚，插圖和表格正規(guī)（分別進行統(tǒng)一編號）、批準(zhǔn)，字?jǐn)?shù)要求不少于2萬字；撰寫中英文摘要；提倡學(xué)生應(yīng)用計算機進行設(shè)計、計算與繪圖。 ② 圖紙一套 不少于四張零號圖紙量。 七、總體安排和進度（包括階段性工作內(nèi)容及完成日期） 2013.3.25-2013.3.28 熟悉整理資料 2013.3.29-2013.4.13 方案選擇及總體設(shè)計 2013.4.14-2013.4.20 繪制總圖 2013.4.21-2013.5.15 吊臂設(shè)計 20135.16-2013.6.5 繪制吊臂裝配及結(jié)構(gòu)圖紙 2013.6.6-2013.6.19 繪制零件圖紙 2013.6.20-2013.6.21 準(zhǔn)備論文及答辯 八、主要參考文獻 [1] 哈爾濱建筑工程學(xué)院主編.工程起重機.北京：中國建筑工業(yè)出版社 [2] 董剛、李建功主編.機械設(shè)計.機械工業(yè)出版社 [3] 機械設(shè)計手冊.化學(xué)工業(yè)出版社（5冊） [4] GB/T9462—1999 塔式起重機技術(shù)條件 [5] GB/T13752—1992 塔式起重機設(shè)計規(guī)范 [6] GB5144—1994 塔式起重機安全規(guī)程 [7] 邢靜忠．ANSYS應(yīng)用實例與分析．科學(xué)出版社．2006． [8] 劉坤．ANSYS有限元方法精解．國防工業(yè)出版社．2005． [9]GB/T9462—1999 塔式起重機設(shè)計條件． [10] GB/T13752—1992 塔式起重機設(shè)計規(guī)范． [11] GB/T5144—1994 塔式起重機安全規(guī)程 指導(dǎo)教師意見： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 教研室意見： 教研室主任簽名： 日期： 系意見： 系領(lǐng)導(dǎo)簽名： 日期： 系蓋章 摘要 本次設(shè)計在參照同類塔式起重機基礎(chǔ)上，對QTZ40型塔式起重機進行總體設(shè)計及吊臂的設(shè)計。在吊臂設(shè)計工程中，采用了有限元法對其進行分析計算，采用了ANSYS10.0軟件進行分析。 按照整機主要性能參數(shù)，確定各機構(gòu)類型及鋼結(jié)構(gòu)型式，主要確定了吊臂的結(jié)構(gòu)參數(shù)，并按照吊臂端部加載、跨中加載及根部加載三種工況分析。通過對吊臂作適當(dāng)?shù)暮喕?，?yīng)用ANSYS10.0軟件建立吊臂有限元模型，施加各工況載荷，進行求解，進而可得各工況下各節(jié)點受力情況及各單元所受軸向力、軸向應(yīng)力大小及各工況下吊臂的變形撓度大小，并能演示吊臂加載過程的動畫，清晰的展現(xiàn)了各工況下吊臂的受力性能。 通過修改模型參數(shù)，對不同模型進行分析比較。由比較不同模型在相同工況下的受力狀況及剛度狀況，綜合分析強度和剛度條件，可得出受力最為合理的一組模型參數(shù)，通過對此組參數(shù)下模型進行強度及剛度校核，進而獲得吊臂的最終參數(shù)結(jié)果。 關(guān)鍵詞：QTZ40型塔式起重機 吊臂 有限元分析 ANSYS10.0 Abstract Refers to the similar tower crane, this design is composed by the system design and the lazy arm design to the QTZ40 tower crane. In the lazy arm design progress, it has carried Finite Element method on the analysis computation, and used ANSYS10.0 software. According to the entire machine main performance parameter, various organizations type and the steel structure pattern has been determined. The design parameter of operating modes which are composed of nose increase, the cross center increase and the root increase. Through the suitable simplification to the lazy arm, the lazy arm finite element model is establishment applied ANSYS10.0 software, and then exerted various operating modes load, carried on the solution. Then ANSYS10.0 software can calculate various pitch points stress situation, various units receive the axial stress size, and the lazy arm distortion size under various operating modes. Also it can demonstrate the animation in the process of the lazy arm increase. It has clearly displayed the lazy arm stress performance under various operating modes. Through the revision for model parameter, the analysis comparison is carried on the different model. Because the stress condition and rigidity condition of different model is compared under the same operating mode, and the generalized analysis intensity and the rigidity condition is carried on, a most reasonable model parameter can be obtained, though the intensity and the rigidity examination regarding this model, then the final parameter result of the lazy arm can be obtained. Key words: QTZ40 tower crane Lazy arm Finite element analysis ANSYS10.0 目 錄 第1章 前言··········································································1 1.1 概述················································································1 1.2 發(fā)展趨勢·········································································1 第2章 總體設(shè)計····································································2 2.1 概述···········································································2 2.2 確定總體設(shè)計方案····························································2 2.3 總體設(shè)計原則·································································29 2.4 平衡臂與平衡重的計算······················································30 2.5 起重特性曲線·································································32 2.6 塔機風(fēng)力計算·······························································33 2.7 整機的抗傾覆穩(wěn)定性計算·················································43 2.8 固定基礎(chǔ)穩(wěn)定性計算·······················································49 第3章 吊臂的設(shè)計計算························································50 3.1 分析單吊點與雙吊點的優(yōu)缺點·············································50 3.2 吊臂吊點位置選擇··························································51 3.3 吊臂結(jié)構(gòu)參數(shù)參數(shù)··························································52 3.4 有限元模型建立過程的幾點簡化··········································53 3.5 吊臂結(jié)構(gòu)的有限元分析計算················································54 3.6 計算結(jié)果分析································································69 3.7吊臂強度校核································································76 3.8 吊臂穩(wěn)定性校核·····························································76 畢業(yè)設(shè)計小結(jié)······································································87 致謝··················································································88 參考文獻············································································89 附：英文原文 英文翻譯 畢業(yè)實習(xí)報告