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湖南工學院2011屆畢業(yè)設計（論文）課題任務書 系： 機械工程系 專業(yè)：機械設計制造及其自動化 指導教師 馮曉康 學生姓名 莫健超 課題名稱 汽車隨車起重機設計 內容及任務 設計一臺汽車隨車起重機 任務: 1.起升機構的設計 2.起重臂的設計 3.回轉機構的設計 4.繪制總裝圖 5.繪制非標零件圖 6.編寫設計計算說明書 擬達到的要求或技術指標 （1）統(tǒng)一要求： 按任務書要求完成規(guī)定的任務，撰寫設計說明書（論文），一律采用計算機編輯。內容包括設計的意義與作用、設計方案選擇和計算、主要零件的受力分析和強度校核、經濟技術分析等。 寫出不少于400字的中文摘要；至少翻譯一篇本專業(yè)外文文獻（10000個以上印刷符號），并附譯文。 需完成不少于3張零號圖紙的結構設計圖、裝配圖和零件圖，有折合1號圖幅以上的圖紙用手工繪制，查閱到10篇以上與題目相關的文獻，按要求格式獨立撰寫不少于12000字的設計說明書。 （2）技術指標： 起吊重量：6.3T 提升速度：v=12m/min 起升高度：10m 最大工作幅度：7.7m 起升角θ=75 進度安排 起止日期 工作內容 備注 第4至5周 第6至8周 第9至13周 第14至15周 第16周 布置任務，方案設計 設計計算和工藝編制 結構設計和繪圖 編寫畢業(yè)設計說明書 畢業(yè)答辯 主要參考資料 [1] 楊長骙、傅東明等主編：《起重機械（第二版）》，機械工業(yè)出版社，1989 [2] 倪慶興、王煥勇等主編：《起重機械》上海交通大學出版社，1990 [3] 成大先主編：《機械設計手岫（第三版）》，化學工業(yè)出版社，1993 [4] 成大先主編：《機械設計圖冊》，化學工業(yè)出版社，1993 [5] 楊黎明主編：《機械設計》，兵器工業(yè)出版社，1998 [6] 徐格寧主編：《起重運輸機金屬結構設計》，機械工業(yè)出版社，1986 [7] 東北大學編寫組編：《機械零件設計手冊（第三版）》，冶金工業(yè)出版社，1995 [8] 鄒慧君主編：《機械原理設計院》，上海交通大學出版社，1995 [9] 章玉麟主編：《互換性與測量技術》，中國林業(yè)出版社，1992 [10] 李昌熙、喬石主編：《礦山機械液壓傳動》（修訂版），煤炭工業(yè)出版社，1992 [11] 吳相憲等主編：《實用機械設計手冊》，中國礦業(yè)大學出版社，1995 [12] 大連理工大學工程畫教研室編：《機械制圖》（第四版），高等教育出版社，1993 教研室 意見 年 月 日 系主管領導意見 年 月 日 2011年2月18日 星期五 晴 盼望已久的畢業(yè)實習終于要開始了，雖然剛剛過完春節(jié)！一大早我就踏上了去廣州番禺的車程。初春的天氣，暖洋洋的讓人很舒服，不過一路顛簸，近12小時的車程，還是讓人很疲憊的。 趕到公司已是晚上8點多，接待我的夏經理還沒下班，正跟一個老外洽談業(yè)務?？此糜⒄Z和老外熟練自然的交流，各種專業(yè)英語脫口而出，很是羨慕。突然覺得說英語也很容易，不過，這只是在心里想想，我依然“有口難開”。 晚上9點多，客戶終于走了，夏經理接著安排了我的住宿。 剛到第一天，就小小的體驗了一把公司緊密的工作節(jié)奏，對接下來的實習有點小小的緊張及惶恐，不過沒什么，路都是殺出來的！ 晚了！睡覺！ 2011年2月19日 星期六 晴 今天是實習正式開始的第一天，我被安排在注塑車間實習。 車間主管肖亮很年輕，待人也很熱情。我對公司有了第2個了解：濃濃的人情味，濃濃的關心。實習第一天，沒什么具體的工作任務，就是安排在車間到處參觀學習，了解工作流程，了解注意事項。說實話，注塑車間的空氣實在不怎么好，像PU、PVC等膠料，氣味很刺鼻。 下午，生產組長安排我實際操作，新手上路就是殺手，浪費N多材料以后終于讓我做出一個勉勉強強的成品，高興之余略帶慚愧。同事告訴我，這是必經的路程，慢慢熟練就好了。 總的來說，實習第一天過得還算滿意，公司除了車間環(huán)境其他地方都做得很到位，對完成一個月的實習任務還是信心滿滿的?。。。? 2011年2月21日 星期一 晴 廣州的天氣，沒什么晴雨的，都是來得快去得快，讓人難以判斷。上周提交的調到注塑機裝配車間申請表通過了，今天第一天來車間報道，這是夏經理直接管理的車間，就幾個裝配師傅和一個自動化軟件管理的工程師。 嘿嘿，申請到裝配車間，一來，更接近我的專業(yè)，二來，公司在廣州春季展覽會申請到了一個展覽機會……我就是奔這個去的。 2011年2月22日 星期二 晴 展覽會如期舉行，我剛來裝配車間的第2天…… 脖子上掛上“參展人員”的牌子，感覺無比神氣，生平第一次參加這么大規(guī)模的展覽會，雖然是被安排來打雜的。展廳分為小型機械，皮具，服裝等六大區(qū)域，大大小小展位300多個，是眾多廠家和商家的集合。我們的展位在機械區(qū)靠前的地方，人流量很大的，我被安排做一些資料整理等雜物。工作之余我一邊學習公司產品的特點，一邊向夏經理學習對待客戶需要注意的問題及一些業(yè)務洽談的技巧，收益頗多！中午休息期間，我還去其他展位做了參觀，了解了許多和我們公司同類產品的一些基本情況，對明天的展廳接待工作信心更足了?，F(xiàn)代商場，知己知彼已經是必須的條件。 2011年2月26日 星期六 陰 光陰似箭，畢業(yè)實習以接近尾聲，回想這段時間的忙忙碌碌，往事一點一滴成我心間流過。些許失落和感慨，些許興奮及期待。但現(xiàn)在充斥我心間的是拼搏奮斗不輕言放棄的激情。 畢業(yè)了，我們開始走向社會，而這次實習，是我們走出校園，踏入社會的第一步，這個階段是我們不如職場的重要過度，是一個人人生的又一重大轉折，這個月最終會讓我受益終生。 實習雖然苦點，累點，這些對我們年輕人來說都無所謂，重要的是通過實習我們有了收獲。實習讓我明確了目標，了解了什么是工作，工作是怎么回事，什么樣的工作適合自己，以及處理人際關系的更多方法。實習讓我對自己全面的了解了一次，對自己職業(yè)生涯有了設計規(guī)劃和調整。 公司的領導，同事都對我很關心，整個實習過程完成的很順利，尤其是夏經理，教我很多……感謝?。?！ 實習時間是有限的，但我覺得自己從頭到腳整體鍛造了一遍，不僅進一步鞏固了自己課本所學，更重要的是提高了自己的實踐能力及分析問題解決問題的能力，通過這次實習，我深深的融入了公司的企業(yè)文化中，融入了這個集體里。 馬上步入職場，短暫濃縮的實習將會是我人生的一個重要起點。最后再次感謝公司領導對我的重視及關心，感謝各位師傅們對我的悉心指導。 2011屆畢業(yè)設計說明書 汽車隨車起重機設計 院(系)、部： 機械工程系 學生姓名： 莫 健 超 指導教師： 馮曉康 職稱 副教授 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 班 級： 0703班 完成時間： 2011年6月 湖南工學院畢業(yè)設計(論文)開題報告 題　　目 汽車隨車起重機設計 學生姓名 莫健超 班級學號 機本0703班14號 專業(yè) 機械設計制造及自動化 ：一、設計課題：汽車隨車起重機設計 隨車起重機是安放在載貨汽車上的一種附加起重設備。它屬于臂架型起重機，其運行支承裝置采用氣輪胎，可以在無軌路面上行走。與其他起重機相比，隨車起重機把起重和運輸功能結合起來，不僅節(jié)省勞動力，而且節(jié)約能源、減少費用，也由于設計和制造隨車起重機的技術進步，使其生產有了較大的發(fā)展。 隨車起重機在搬動物料時，經歷上料、運送、卸料和回到原處的過程，是一種間歇動作的機械。 按照設計任務書的要求，本次設計主要對起升機構、回轉機構、起重臂和液壓系統(tǒng)進行了分析與計算 二、課題關鍵問題及難點： 1. 起升機構設計 起升機構是起重機中最重要與基本的部分。其工作的好壞，直接影響到整臺機構的工作性能。起升機構主要由驅動裝置、傳動裝置、卷繞系統(tǒng)、取物裝置與制動裝置等組成。起升結構采用液壓馬達一減速機一卷筒的傳動方案。 2.起重臂的設計 起重臂是隨車起重機的主要受力構件，直接影響著起重機的承載能力、整機穩(wěn)定性和自重。吊臂是以受彎為主的雙向壓彎構件，其長度可以變化。 采用伸縮式直臂箱形結構，具有良好的抗彎與抗扭剛度等優(yōu)點。適用于中小噸位輪式的起重機。 3.回轉機構設計 回轉機構是臂架型起重機的主要工作機構之一，它的作用是使已被升在空間的貨物繞起重機的垂直軸線作圓弧運動，以達到在水平面內運輸貨物的目的。回轉機構主要由兩部分組成：回轉支承裝置與回轉驅動裝置。 4設計總結 小型起重機以靈巧方便占有市場，須操作簡單。起重機的布局及個機構材料選擇很重要，起重機屬于典型的機械產品，根據其使用環(huán)境的不同，起重機的設計要具有不同特性作為畢業(yè)設計的選題不僅可以檢驗自己的機械專業(yè)能力還可以考察創(chuàng)新創(chuàng)造能力。 三、參考文獻調研綜述 1、此次設計為起重機械 [1] 楊長骙、傅東明等主編：《起重機械（第二版）》，機械工業(yè)出版社，1989 [2] 倪慶興、王煥勇等主編：《起重機械》上海交通大學出版社，1990 [3] 成大先主編：《機械設計手岫（第三版）》，化學工業(yè)出版社，1993 [4] 成大先主編：《機械設計圖冊》，化學工業(yè)出版社，1993 [5] 楊黎明主編：《機械設計》，兵器工業(yè)出版社，1998 [6] 徐格寧主編：《起重運輸機金屬結構設計》，機械工業(yè)出版社，1986 [7] 東北大學編寫組編：《機械零件設計手冊（第三版）》，冶金工業(yè)出版社，1995 [8] 鄒慧君主編：《機械原理設計院》，上海交通大學出版社，1995 [9] 章玉麟主編：《互換性與測量技術》，中國林業(yè)出版社，1992 [10] 李昌熙、喬石主編：《礦山機械液壓傳動》（修訂版），煤炭工業(yè)出版社，1992 [11] 吳相憲等主編：《實用機械設計手冊》，中國礦業(yè)大學出版社，1995 [12] 大連理工大學工程畫教研室編：《機械制圖》（第四版），高等教育出版社，1993 四、執(zhí)行方案 1.起升機構的設計 設計參數(shù) 起吊重量：6.3T 提升速度：v=12m/min 起升機構的傳動設計方案： 馬達——一級閉式此輪——輸出小齒輪——滾筒——鋼絲繩——吊鉤 2.起重臂的設計 考慮起重機的承載能力，總機穩(wěn)定性及吊臂自重，采用箱形結構伸縮式吊臂。 設計參數(shù) 起升高度：10m 最大工作幅度：7.7m 起升角θ= 3.回轉結構的設計 采用滾動軸承式回轉支承裝置。 回轉結構的傳動設計方案： 馬達——蝸輪、蝸桿減速器——齒輪——回轉支承 設計圖紙： 1、總裝圖1張； 2、卷筒軸裝配圖1張 3、起重機構裝配圖1張 4、回轉機構裝配圖1張 5、零件圖：各非標件零件圖。 （圖紙量不少于3張A0） 五、畢業(yè)設計進度安排： 1 布置任務，方案設計 時間2周 2 設計計算和工藝編制 時間3周 3 結構設計和繪圖 時間5周 4 編寫畢業(yè)設計說明書 時間2周 指導教師批閱意見 指導教師(簽名)： 年 月 日 注：可另附A4紙 摘 要 6.3噸隨車起重機屬于架型起重機，它將起重和運輸相結合，不僅節(jié)省勞動力，而且極大的減小了工作強度、提高了工作效率。本次畢業(yè)設計在6.3噸隨車起重機上首次采用了伸縮臂型結構，并對起重機臂進行了優(yōu)化設計。它具有結構緊湊、易于操作的特點，可廣泛用于交通運輸、港口、倉庫、以及所有中小型工業(yè)貨物裝卸與遠距離運輸之中。 本文主要內容如下： 起升機構設計 起升機構包括液壓馬達、減速機、棘輪停止器和卷筒。減速機用來降低液壓馬達驅動速度，卷筒用于繞進或放出鋼絲繩。機構工作時，液壓馬達驅動減速機，減速機的低速軸帶動卷筒，將鋼絲繩卷上或放出，經過滑輪組系統(tǒng)使載荷實現(xiàn)上升或下降，其升降由馬達的旋轉方向而定，通過棘輪停止器實現(xiàn)制動。 起重臂設計 起重臂采用伸縮式、箱形結構。箱形結構內裝有伸縮油缸，臂的每個外節(jié)段內裝有滑塊支座，因此起重機的變幅可通過液壓缸實現(xiàn)。為了減輕吊臂自重，充分發(fā)揮鋼材的作用，吊臂的不同部位采用不同強度的鋼材。 回轉機構設計 回轉機構由回轉支承裝置和回轉驅動裝置組成。即一對脂潤滑的回轉支承裝置、蝸輪旋桿減速機和液壓馬達。這種結構自重輕、受力合理、運行平穩(wěn)，可以使機構在水平面內運輸貨物。 [關鍵詞]: 隨車起重機;起升機構;起重臂;回轉機構;回轉支承 Abstract 6.3Truck Mounted Crane (abbreviation TMC) belongs to boom-Crane .It combines the advantages .So it can greatly decrease labor intensity, increase working I use flexible boom in TMC for the first time and have a optimization design. This product has features of compact structure, easy operation. It is suitable for wide use in traffic transportantion,dock warehouse and all small-sized industries for goods loading loading and unloading and long distance transportation. Its main content includes the following aspects: The design for winch mechanism The winch mechanism consists of hydraulic motor, reducer, ratchet wheel stop and winch drum.Reducer lowers the speed of hydraulic motor for driving the winch drum to wind or unwind the load hoisting wire rope. When working, the motor drives reducer and bring along winch drum rotation, then the wire rope is wound or unwound ,the load will be lift or lowered through pulley block system. Lifting or lowering of the load will be controlled by the rotation direction of the motor. Ratchet wheel stop is used to stop the motion of the drum, holding the load in the air. The design of boom The boom adopts flexible type and box-shaped structure.Cylinder bodies are fitted on the boom. There are slide supports at outsides of every section of booms. The working range of TMC can outsides of every are fitted on the boom.There are slide supports at outsides of every section of booms. The working range of TMC can be realized by the extension or retraction of cylinder body. It uses different steel products in different positions for decrcasing boom’s weight and fully developing steel products’ function. The design of swing mechanism Swing mechanism contains swing bearing and swing driver, the same is, no-oil lubricated bearings, worm-and-wheel steering gear and gydraulic motor. This structure has the advantages of light weight, reliable force on it and smooth action. It can make the load transported in the horizontal plane. Key words TruckMounted Crane ；winch mechanism；Boom ；swing mechanism；Swing bearing 畢業(yè)實習報告 一、實習說明 (1)實習時間：2011年2月18日至2011年2月26日 　　(2)實習地點：廣州市維度塑料制品有限公司 　　(3)實習性質：畢業(yè)實習 二、實習單位簡介 廣州市維度塑料制品有限公司成立于2007年，專業(yè)生產各類微量塑膠商標、環(huán)保矽膠商標、塑膠拉頭、電壓高周波產品、環(huán)保橡膠商標、注塑鞋扣、塑膠工 藝品、塑膠扣具、塑膠拉頭等塑膠產品 ? 產品采用進口原材料，科學配方,獨特工藝生產，質量通過CE認證ROHS檢測和歐洲玩具安全標準EN71-1、EN71-2、EN71-3等。同時, 維度憑借目前國內最先進的辰望自動化點膠設備生產線, 能在產量加倍提高的同時有效地保證產質量，大大地領先于業(yè)內水平。因卓越的品質和交貨準時，我們的產品遠銷歐美等許多國家.我們始終本著："以質量求發(fā)展、以誠信對待客戶"的宗旨，以最優(yōu)品質、最快的發(fā)貨期、合理的價格竭誠為您服務。 三、實習環(huán)境 　　實習期間，我在實習工廠的注塑車間(部門)工作，注塑部門主要從事于在生產第一線生產并簡單加工產品。我被安排在該部門的一個小組工作，該部門有經理1名，主管1名，拉長2名。車間的各個生產小組有組長1名，技術員1名，加料員1名。每個生產小組有生產員工10多名左右。 四、實習過程 　　(1)了解過程 起初，剛進入車間的時候，車間里的一切對我來說都是陌生的。車間里的工作環(huán)境也不怎么好，呈現(xiàn)在眼前的一幕幕讓人的心中不免有些茫然。第一天進入車間開始工作時，所在小組的組長、技術員給我安排工作任務，分配給我的任務是簡單加工一種名叫PVC的商標，我按照技術員教我的方法，運用操作工具開始慢慢學著加工該產品，在加工的同時注意操作流程及有關注意事項等。畢業(yè)實習的第一天，我就在這初次的工作崗位上加工產品，體驗首次在社會上工作的感覺。在工作的同時慢慢熟悉車間的工作環(huán)境。 作為初次到社會上去工作的學生來說，對社會的了解以及對工作單位各方面情況的了解都是甚少陌生的。一開始我對車間里的各項規(guī)章制度，安全生產操作規(guī)程及工作中的相關注意事項等都不是很了解，于是我便閱讀實習單位下發(fā)給我們的員工手冊，向小組里的員工同事請教了解工作的相關事項，通過他們的幫助，我對車間的情況及開機生產產品、加工產品等有了一定的了解。車間的工作實行兩班制(a、b班)，兩班的工作時間段為：早上8：30至晚上8：30;晚上8：30至早上8：30。車間的所有員工都必須遵守該上、下班制度。 　　(2)摸索過程 　　對車間里的環(huán)境有所了解熟悉后，開始有些緊張的心開始慢慢平靜下來，工作期間每天按時到廠上班，上班工作之前先到指定地點等待小組組長集合員工開會強調工作中的有關事項，同時給我們分配工作任務。明確工作任務后，則要做一下工作前的準備工作，于是我便到我們小組的工具存放區(qū)找來一些工作中需要用到的相關用具(比如：膠料袋子、脫模劑、產品標識單等)。在機臺位置上根據員工作業(yè)指導書上的操作流程進行正常作業(yè)，我運用工作所需的用具將機器生產出的產品加工包裝好，并將加工包裝好的產品貼好產品標識單存放在指定的位置。另外在工作中，機器生產出的產品有時會出現(xiàn)異常(比如：產品出現(xiàn)缺膠、料花、氣紋、色差等)。出現(xiàn)上述情況時，要及時告知小組組長、技術員，讓他們幫助解決出現(xiàn)的問題，小組長、技術員通過對機器的調節(jié)讓生產出的產品恢復正常，符合檢驗的要求。 在工作期間有些產品的加工難度較大。剛開始加工起來還真棘手的，加工效率不高，加工出來的產品質量也不怎么的。讓人苦惱的，于是我便向小組里的員工同事交流，向他們請教簡單快速的加工方法與技巧。運用他們介紹的操作方法技巧慢慢學著加工這有難度的產品，從中體會加工產品的效果。同時在加工中選擇適合的加工工具，也有利于提高工作的效率。在平時工作過程中也要不斷摸索出生產、加工產品的有效方法和技巧。有時在開關機生產、加工產品時，對產品應該怎樣包裝不明白，此時，我便向員工同事學習，向他們請教正確的加工包裝方式，另外也可以詢問評管(質檢員)，按評管提供的要求進行生產、加工包裝產品。 　　(3)實際操作 經過一段時間開機生產、加工包裝產品的學習，我對車間產品的生產、加工包裝的整個流程已有了一個較詳細的了解與熟悉。對有些常加工的產品也比較熟悉了，對不良產品的識別力也有所提高了，生產、加工產品的效率也在不斷提高。上班期間，聽從小組長的安排，接受小組長分配的工作任務，在自己的工作區(qū)認真地進行作業(yè)。當出現(xiàn)一些小的問題和困難時，先自己嘗試著去解決，而當問題較大自己獨自難以解決時，則向小組長、技術員反映情況，請求他們幫助解決。在他們的幫助下，出現(xiàn)的問題很快就被解決了，我有時也學著運用他們的方法與技巧去處理些稍簡單的問題，慢慢提高自己解決處理問題的能力。在解決處理問題的過程中也不斷摸索出解決機器小故障的方法途徑。這樣從而讓我在工作時的自信心不斷增強，對工作的積極性也有所提高。 在所開的機器不出現(xiàn)大的故障的情況下，在確保產品質量的基礎上盡自己的努力提高工作的效率。盡量讓生產出的產品數(shù)量達到班產要求的數(shù)量，以便完成生產任務。每次下班之前，將自己工作區(qū)域內的衛(wèi)生打掃干凈，垃圾放入垃圾袋中并放到相應的位置，把工作桌面和地面上的物品用具收拾擺放好。就這樣一天的全部工作內容也就完成了，嘿!這工作任務也較艱巨的啊! 五、實習期工作總結和收獲 實習期間，我對實習工廠的注塑車間(部門)生產、加工包裝產品的整個操作流程有了一個較完整的了解和熟悉。雖然實習的工作與所學專業(yè)沒有很大的關系，但實習中，我拓寬了自己的知識識面，學習了很多學校以外的知識，甚至在學校難以學到的東西。 在實習的那段時間，讓我體會到從工作中再拾起書本的困難性。每天較早就要上班工作，晚上較晚才下班回宿舍，深感疲憊，很難有精力能再靜下心來看書。這更讓人珍惜在學校的時光。 此次畢業(yè)實習，我學會了運用所學知識解決處理簡單問題的方法與技巧，學會了與員工同事相處溝通的有效方法途徑。積累了處理有關人際關系問題的經驗方法。同時我體驗到了社會工作的艱苦性，通過實習，讓我在社會中磨練了下自己，也鍛煉了下意志力，訓練了自己的動手操作能力，提升了自己的實踐技能。積累了社會工作的簡單經驗，為以后工作也打下了一點基礎。 六、致謝 　　感謝廣州市維度塑料制品有限公司給了我這樣一個實習的機會，能讓我到社會上接觸學校書本知識外的東西，也讓我增長了見識開拓眼界。感謝我所在部門的所有同事，是你們的幫助讓我能在這么快的時間內掌握工作技能，感謝我們生產小組組長、技術員，你們幫助我解決處理相關問題，包容我的錯誤，讓我不斷進步。此外，我還要感謝我的實習指導老師，在實習期間指導我在實習過程中需要注意的相關事項。我感謝在我有困難時給予我?guī)椭乃腥恕? 湖南工學院2011屆畢業(yè)設計（論文）指導教師評閱表 系： 機械工程系 專業(yè)：機械設計制造及其自動化 學生姓名 莫健超 學 號 214070314 班 級 機本0703 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 指導教師姓名 馮曉康 課題名稱 汽車隨車起重機設計 評語：（包括以下方面，①學習態(tài)度、工作量完成情況、材料的完整性和規(guī)范性；②檢索和利用文獻能力、計算機應用能力；③學術水平或設計水平、綜合運用知識能力和創(chuàng)新能力；） 是否同意參加答辯： 是□ 否□ 指導教師評定成績 分值： 指導教師簽字： 年 月 日 湖南工學院2011屆畢業(yè)設計（論文）答辯及最終成績評定表 系： 機械工程系 專業(yè)：機械設計制造及其自動化 學生姓名 莫健超 學號 214070314 班級 機本0703 答辯 日期 課題名稱 汽車隨車起重機設計 指導 教師 馮曉康 成 績 評 定 分值 評 定 小計 課題介紹 思路清晰，語言表達準確，概念清楚，論點正確，實驗方法科學，分析歸納合理，結論嚴謹，設計（論文）有應用價值。 30 答辯 表現(xiàn) 思維敏捷,回答問題有理論根據，基本概念清楚，主要問題回答準確大、深入,知識面寬。 必 答 題 40 自 由 提 問 30 合 計 100 答 辯 評 分 分值： 答辯小組長簽名： 答辯成績a： ×40％＝ 指導教師評分 分值： 指導教師評定成績b： ×40％＝ 評閱教師評分 分值： 評閱教師評定成績c： ×20％＝ 最終評定成績： 分數(shù)： 等級： 答辯委員會主任簽名： 年 月 日 說明：最終評定成績＝a+b+c，三個成績的百分比由各系自己確定，但應控制在給定標準的10％左右。 湖南工學院畢業(yè)設計(論文)工作中期檢查表 題目 汽車隨車起重機設計 學生姓名 莫健超 班級學號 機本0703 專業(yè) 機械設計制造及其自動化 指 導 教 師 填 寫 學生開題情況 學生調研及查閱文獻情況 畢業(yè)設計（論文）原計劃有無調整 學生是否按計劃執(zhí)行工作進度 學生是否能獨立完成工作任務 學生的英文翻譯情況 學生每周接受指導的次數(shù)及時間 畢業(yè)設計（論文）過程檢查記錄情況 學生的工作態(tài)度在相應選項劃“√” □認真 □一般 □較差 尚存在的問題及采取的措施： 指導教師簽字： 年 月 日 系部意見： 負責人簽字： 年 月 日 湖南工學院畢業(yè)設計（論文）答辯資格審查表 題 目 汽車隨車起重機設計 學生姓名 莫健超 學??? 號 214070314 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 指導教師 馮曉康 尊敬的答辯委員會： 我的設計課題是汽車隨車起重機設計，從畢業(yè)設計任務布置到設計說明說的編寫及最終定稿審核，前前后后11周的忙碌，畢業(yè)設計基本完成。本次設計主要針對汽車隨車起重機設計的起升機構，吊臂及回轉機構的設計。 起升機構包括液壓馬達、減速機、棘輪停止器和卷筒。減速機用來降低液壓馬達驅動速度，卷筒用于繞進或放出鋼絲繩。機構工作時，液壓馬達驅動減速機，減速機的低速軸帶動卷筒，將鋼絲繩卷上或放出，經過滑輪組系統(tǒng)使載荷實現(xiàn)上升或下降，其升降由馬達的旋轉方向而定，通過棘輪停止器實現(xiàn)制動。 起重臂采用伸縮式、箱形結構。箱形結構內裝有伸縮油缸，臂的每個外節(jié)段內裝有滑塊支座，因此起重機的變幅可通過液壓缸實現(xiàn)。為了減輕吊臂自重，充分發(fā)揮鋼材的作用，吊臂的不同部位采用不同強度的鋼材。 回轉機構由回轉支承裝置和回轉驅動裝置組成。即一對脂潤滑的回轉支承裝置、蝸輪旋桿減速機和液壓馬達。這種結構自重輕、受力合理、運行平穩(wěn)，可以使機構在水平面內運輸貨物。 主要完成任務：開題報告一份，任務書一份，翻譯與設計有關的英文文獻一份，設計說明書一份，實習報告及日記一份 現(xiàn)在畢業(yè)設計的各項工作已經完成，我向畢業(yè)答辯委員會申請進行答辯。 ?? ?申請人簽名： 日期： 資? 格? 審? 查? 項? 目 是 否 01 工作量是否達到所規(guī)定要求 ? ? 02 文檔資料是否齊全（任務書、開題報告、外文資料翻譯、定稿論文及其相關附件資料等） ? ? 03 是否完成任務書規(guī)定的任務 ? ? 04 完成的成果是否達到驗收要求 ? ? 05 是否剽竊他人成果或者直接照抄他人設計（論文） 指導教師簽名： 畢業(yè)設計（論文）答辯資格審查小組意見： 符合答辯資格，同意答辯 □????? 不符合答辯資格，不同意答辯□ 審查小組成員簽名： ? ??? 年??? 月??? 日 注：此表中內容綜述由學生填寫，資格審查項目由指導教師填寫。 湖南工學院畢業(yè)設計（論文）評閱評語表 題　　目 汽車隨車起重機設計 學生姓名 莫健超 班級學號 機本0703班 專業(yè) 機械設計制造及其自動化 評閱 教師姓名 職稱 工作單位 評分內容 具 體 要 求 總分 評分 開題情況 調研論證 能獨立查閱文獻資料及從事其他形式的調研，能較好地理解課題任務并提出實施方案，有分析整理各類信息并從中獲取新知識的能力。 10 外文翻譯 摘要及外文資料翻譯準確，文字流暢，符合規(guī)定內容及字數(shù)要求。 10 設計質量 論證、分析、設計、計算、結構、建模、實驗正確合理。 35 創(chuàng)新 工作中有創(chuàng)新意識，有重大改進或獨特見解，有一定實用價值。 10 撰寫質量 結構嚴謹，文字通順，用語符合技術規(guī)范，圖表清楚，書寫格式規(guī)范，符合規(guī)定字數(shù)要求。 15 綜合能力 能綜合運用所學知識和技能發(fā)現(xiàn)與解決實際問題。 20 總評分 評閱教師 評閱意見 評閱成績 總評分ⅹ20% 評閱教師簽名 日期 摘 要 6.3噸隨車起重機屬于架型起重機，它將起重和運輸相結合，不僅節(jié)省勞動力，而且極大的減小了工作強度、提高了工作效率。本次畢業(yè)設計在6.3噸隨車起重機上首次采用了伸縮臂型結構，并對起重機臂進行了優(yōu)化設計。它具有結構緊湊、易于操作的特點，可廣泛用于交通運輸、港口、倉庫、以及所有中小型工業(yè)貨物裝卸與遠距離運輸之中。 本文主要內容如下： 起升機構設計 起升機構包括液壓馬達、減速機、棘輪停止器和卷筒。減速機用來降低液壓馬達驅動速度，卷筒用于繞進或放出鋼絲繩。機構工作時，液壓馬達驅動減速機，減速機的低速軸帶動卷筒，將鋼絲繩卷上或放出，經過滑輪組系統(tǒng)使載荷實現(xiàn)上升或下降，其升降由馬達的旋轉方向而定，通過棘輪停止器實現(xiàn)制動。 起重臂設計 起重臂采用伸縮式、箱形結構。箱形結構內裝有伸縮油缸，臂的每個外節(jié)段內裝有滑塊支座，因此起重機的變幅可通過液壓缸實現(xiàn)。為了減輕吊臂自重，充分發(fā)揮鋼材的作用，吊臂的不同部位采用不同強度的鋼材。 回轉機構設計 回轉機構由回轉支承裝置和回轉驅動裝置組成。即一對脂潤滑的回轉支承裝置、蝸輪旋桿減速機和液壓馬達。這種結構自重輕、受力合理、運行平穩(wěn)，可以使機構在水平面內運輸貨物。 [關鍵詞]: 隨車起重機;起升機構;起重臂;回轉機構;回轉支承 Abstract 6.3Truck Mounted Crane (abbreviation TMC) belongs to boom-Crane .It combines the advantages .So it can greatly decrease labor intensity, increase working I use flexible boom in TMC for the first time and have a optimization design. This product has features of compact structure, easy operation. It is suitable for wide use in traffic transportantion,dock warehouse and all small-sized industries for goods loading loading and unloading and long distance transportation. Its main content includes the following aspects: The design for winch mechanism The winch mechanism consists of hydraulic motor, reducer, ratchet wheel stop and winch drum.Reducer lowers the speed of hydraulic motor for driving the winch drum to wind or unwind the load hoisting wire rope. When working, the motor drives reducer and bring along winch drum rotation, then the wire rope is wound or unwound ,the load will be lift or lowered through pulley block system. Lifting or lowering of the load will be controlled by the rotation direction of the motor. Ratchet wheel stop is used to stop the motion of the drum, holding the load in the air. The design of boom The boom adopts flexible type and box-shaped structure.Cylinder bodies are fitted on the boom. There are slide supports at outsides of every section of booms. The working range of TMC can outsides of every are fitted on the boom.There are slide supports at outsides of every section of booms. The working range of TMC can be realized by the extension or retraction of cylinder body. It uses different steel products in different positions for decrcasing boom’s weight and fully developing steel products’ function. The design of swing mechanism Swing mechanism contains swing bearing and swing driver, the same is, no-oil lubricated bearings, worm-and-wheel steering gear and gydraulic motor. This structure has the advantages of light weight, reliable force on it and smooth action. It can make the load transported in the horizontal plane. Key words TruckMounted Crane ；winch mechanism；Boom ；swing mechanism；Swing bearing 目 錄 1 起升機構的設計……………………………………………………………1 1.1 起升機構的基本參數(shù)計算…………………………………………1 1.1.1傳動方案 ……………………………………………………1 1.1.2基本參數(shù)的計算 ……………………………………………1 1.2 鋼絲繩的設計與選用 ……………………………………………3 1.3 滑輪及滑輪組設計 ………………………………………………4 1.3.1 選材與材料…………………………………………………4 1.3.2 滑輪直徑D …………………………………………………5 1.3.3 繩最大偏角…………………………………………………5 1.3.4 滑輪軸設計…………………………………………………5 1.3.5 滑輪軸承的設計與校核……………………………………6 1.4 吊鉤的設計與選用 ………………………………………………6 1.4.1 選材…………………………………………………………6 1.4.2 構造…………………………………………………………6 1.4.3 吊鉤掛架……………………………………………………6 1.4.4 橫梁…………………………………………………………6 1.5 卷筒設計 …………………………………………………………7 1.5.1 名義直徑……………………………………………………7 1.5.2 卷筒的長度…………………………………………………7 1.5.3 卷筒厚度……………………………………………………8 1.5.4 卷筒強度校核………………………………………………8 1.6 減速器設計 ………………………………………………………8 1.6.1 總傳動比及其分配…………………………………………8 1.6.2 傳動裝置的運動參數(shù)計算…………………………………8 1.6.3 齒輪設計……………………………………………………9 1.6.4 棘輪設計……………………………………………………15 1.6.5 軸的設計……………………………………………………16 2 起重臂的設計………………………………………………………………25 2.1 三鉸點設計…………………………………………………………25 2.2 起重臂設計…………………………………………………………26 2.2.1 起重臂基本參數(shù)計算與選用 ………………………………26 2.2.2 起重臂的形狀及主要計算參數(shù) ……………………………27 3 回轉機構的設計……………………………………………………………32 3.1 回轉支承的選用……………………………………………………32 3.1.1 簡介 …………………………………………………………32 3.1.2 載荷計算 ……………………………………………………32 3.1.3 阻力矩計算 …………………………………………………33 3.1.4 校核 …………………………………………………………34 3.1.5 回轉減速機輸出扭矩 ………………………………………34 3.2 回轉減速器的選用…………………………………………………35 3.3 支腿反力的計算……………………………………………………36 參考文獻 ………………………………………………………………………37 設計總結 ………………………………………………………………………38 致謝 ……………………………………………………………………………39 1起升機機構設計 1.1 起升機構的基本參數(shù)計算 1.1.1 傳動方案 起升機構是起升貨物并使它產生升降運動的機構，它是起重機中最主要和最基本的機構。本設計采用液壓起升機構，簡圖如下所示： 2 3 5 7 7 8 6 6 1 1 1.高速油馬達 2.一級閉式齒輪傳動 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 油馬達經過減速后，驅動滾筒旋轉，使鋼絲繩繞進卷筒或由卷筒放出，從而使吊鉤升降。卷筒的正反向轉動是通過改變馬達的轉向達到的，而機構運動的停止或使貨物保持在懸吊狀態(tài)是依靠棘輪停止器來實現(xiàn)的。 1.1.2基本參數(shù)的計算 (1)起升速度，由已知得 (2)鋼絲繩速度：V繩＝V升×ɑ a：滑輪組倍率，a=6 V繩＝12×6=72m/min (3)鋼絲繩速度（按纏繞時第三層計算）： n卷＝V繩／[（D+4+d）×π] ==114.6r/min D：卷筒直徑 d：鋼絲繩直徑 (4)初步選定減速比為i＝26.18，則馬達轉速 n馬＝n卷×i＝26.18×114.6=3000r/min (5)卷筒扭矩（按最大計算） M卷＝S×[D＋9×d]／[2×η卷] S：鋼絲繩單繩拉力,取標準值11052.6N η卷：卷筒的效率，0.98 M卷＝11052.6×[(160+6×10)×10-3]／2×0.98=1410Nm (6)馬達扭矩： M馬=M卷／(i×η) η=η卷×η軸承3×η開齒×η閉齒 η卷：卷筒效率, 0.98 η軸承：軸承傳動效率, 0.99 η開齒：開式齒輪傳動效率 0.94 η閉齒：閉式齒輪傳動效率 0.99 η=0.98×0.993×0.94×0.99=0.89 M==60.5Nm 由馬達轉速、扭矩選用 馬達M-MFB20-US 排量：qm=21.10ml/r 轉速 100r/min~3200r/min 最大輸出扭矩 64N/min (7) 由馬達轉速，得出油泵的容量： Q= n馬：馬達轉速已知為3000r/min q：馬達排量, qm=21.10ml/r η馬容：馬達容積效率,0.96 Q==65937.5ml/min (8)重物提升功率 N重=V升×Q起=12×6300×6.8／60=12.348kw (9)油泵驅動功率 N泵=N重／η η=η卷×η輪組×η減×η馬總×η泵總 η卷：卷筒效率,0.98 η輪組：滑輪組效率,0.95 η輪：導向輪效率,0.96 η減：減速機效率,0.94 η馬總：馬達總效率,0.87 η泵總：油泵總效率,0.8 則：η=0.98×0.95×0.96×0.94×0.87×0.8=0.585 N泵= =21.12kw (10)發(fā)動機轉速,標準值n發(fā)=2600r/min (11)泵的排量 q===23.63ml/r Q：油泵容量=65937.5ml/min η容：容積效率=0.93 q= 由泵的排量、驅動功率選用： 泵 CB-B-32 排量 qm=32ml/r 1.2鋼絲繩的設計與選用 鋼絲繩受力復雜，內部應力難以計算。設計規(guī)范規(guī)定，可按鋼絲繩在工作狀態(tài)下的最大靜拉力計算，其公式為： d = c d：鋼絲繩最小直徑mm c：選擇系數(shù)。它的取值與機構工作級別和鋼絲繩抗拉強度有關 c= n：安全系數(shù) 由工作級別（M4）選取n=4.5 k：鋼絲繩繞制折減系數(shù)，一般取k=0.82 σb：鋼絲繩的抗拉強度σb=1850N/mm2 w：鋼絲繩充滿系數(shù)，為繩斷面積與毛面積之比,計算得w=0.46 c = =0.0906 s = s：最大單繩拉力 （N） Q：起升重量 63000N a：滑輪組倍率 a = 6 η：滑輪組效率 d=0.0906×≈9.53取d=10mm 查標準圓整選?。轰摻z繩 69370-10-1850-特-光-右交GB1102-74 鋼絲繩在使用時需要與其他承載零件連接以傳遞載荷。 本設計采用楔形套筒法，查取選用： 楔 10#GB5973-86 HT200 楔套 10#GB5973-86 ZG200 楔形接頭 10#GB5973-86 ZG270-500 1.3滑輪及滑輪組設計 1.3.1選型與材料 采用HT150，工藝性好，易于加工、價廉，對鋼絲繩壽命有利。采用單聯(lián)滑輪組，它結合導向滑輪使用，倍率為6，這樣可以用較小的拉力吊起較重的物品。如圖所示單聯(lián)滑輪組展開的情況。考慮到滑輪組的效率： S= S：單繩拉力 a：滑輪組倍率 6 ：滑輪組的效率 ==0.95 ：采用滾動軸承時為0.98 = S= =11052.6N 1.3.2滑輪直徑D 為了提高繩的壽命，必須降低繩經過滑輪時的彎曲應力的擠壓應力，因此滑輪直徑不有過不小。 D（h－1）×d d：鋼絲繩直徑,d=10mm h：與機構工作級別和鋼絲繩有關的系數(shù)取18 D（18－1）×10=170mm 采用繩槽斷面 5.5－2ZBJ80006.1-87 1.3.3 繩最大偏角γ0 鋼絲繩進出滑輪繩槽的偏斜角不能過大，否則會增加鋼絲繩阻力，加快鋼絲繩和滑輪的磨損，嚴重時，還可能使鋼絲繩跳槽。因此一般情況下γ0=4~6。本設計取繩槽兩側面夾角2β=35~45取γ0=5；2β= 45 平衡滑輪直徑Dp=170mm 1.3.4滑輪軸設計 采用45鋼，滑輪組工作時只承受彎矩，是心軸。 RA= = =33158N RB=6×S－RA=33158N MC=RA×74－2×S×42=1525Nm [σ]對固定心軸，載荷無變化時==95N/mm2 d=21.68 d=21.68 ≈55mm 1.3.5滑輪軸承的設計與校核 各軸承受力相同均勻為2S=22105.2N，選用軸承圓柱滾子32511E，校核： L= = =7339h合格 1.4吊鉤的設計與選用 1.4.1選材 吊鉤的斷裂可能導致重大的人身及設備事故，因此吊鉤的材料要求沒有突然斷裂的危險，從減輕吊鉤重量出發(fā)，要求吊鉤的材料具有足夠的強度。本吊鉤采用DG20Mn。 1.4.2構造 采用鍛造的單鉤，制造與使用方便，梯形斷面，受力情況合理。選取鉤號LYD6-MGB10051.5強度等級M6 1.4.3吊鉤掛架 采用長型號鉤組，吊鉤支承在單獨的滑輪軸上。為了便于工作，吊鉤應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，容許橫梁轉動。推力球軸承選：GB301-84.8310 校核： C0=S0×P0﹤C0a S0：安全系數(shù),為2 P0：對a=90°的推力軸承P0a=Fa=63000N C0=2×6300=126KN﹤Coa合格 1.4.4橫梁 只受彎矩，不受轉矩的心軸，采用45鋼 R==31500N Mc=Ra×=31500×=23310Nm W= a為 ： ==0.4167 W= (1－0.41674)=164533 σ= = =14.2N/mm2 h=30mm b==45mm 取b=50mm 1.5卷筒設計 本設計采用多層繞卷筒，其容繩量大。隨著起升高度的增加。起升機構中卷筒的繞繩量相應增加。采用尺寸較小的多層繞卷筒對少機構尺寸是很有利的。其表面做成螺旋繩槽，兩邊有側板以防鋼絲脫出，二級減速大齒輪與卷旋繩槽，兩邊有側板以防鋼絲繩脫出，二級減速大齒輪與卷筒連接在一起。 1.5.1名義直徑： 其名義直徑是繩槽底的直徑 D1=hd d：鋼絲繩直徑10mm h：與機構工作級別和鋼絲繩結構有關，查表h=16 D1=16×10=160mm 1.5.2卷筒的長度 L=1.1 n：卷繞層數(shù)N=5 a：滑輪組倍率a=6 D：卷筒直徑160mm H：起升高度10mm D：鋼絲繩直徑10mm L=1.1×=200.08mm 1.5.3卷筒厚度 本卷筒為鋼卷筒ZG230-450，可由經驗公式確定δ≈d，考慮到工藝要求， 取=15mm 1.5.4卷筒強度校核 最大拉力為Smax的鋼絲繩繞上卷筒后，把卷筒箍緊，使卷筒產生壓縮、彎曲和扭轉應力，其中壓縮應力最大，當L3D時，彎曲和扭轉的合成應力不超過壓縮應力的30%，因此彎曲和扭轉應力可忽略。 =A A：原與卷筒層數(shù)有關的系數(shù), A=2 S：鋼絲繩最大拉力 P：卷筒節(jié)距11.5mm δ：卷筒厚度15mm [σy]：許用壓應力==153N/mm 2 σs=230N/mm2 σ1=2×=128N/mm<合格 1.6減速器設計 起升結構的減速器傳動采用一級懸掛閉式減速器與一級開式齒輪傳動相結合。為了減小尺寸、節(jié)省材料、延長齒輪壽命，本設計采用硬齒面。 1.6.1總傳動比及其分配 (1)總傳動比:已知馬達轉速及卷筒轉速，所以總傳動比為 i===26.18 (2)傳動比分配:傳動比分配的合理，傳動系統(tǒng)結構緊湊、重量輕、成本低，潤滑條件好。由i1=(1.3~1.4)i2 取i2=4.407; i1=5.94 1.6.2 傳動裝置的運動參數(shù)計算 從減速器的高速軸開始各軸命名為Ⅰ軸、Ⅱ軸、Ⅲ軸。 (1)各軸轉速計算 第Ⅰ軸轉速 =3000r/min 第Ⅱ軸轉速 = ==505r/min 第Ⅲ軸轉速 ==114.6r/min (2)各軸功率計算 馬達功率： =19.01Kw 第Ⅰ軸功率： PⅠ=P馬×η軸承=19.01×0.99=18.82Kw 第Ⅱ軸功率：PⅡ=PⅠ×η閉齒=18.82×0.99×0.99=18.44Kw 第Ⅲ軸功率：PⅢ=PⅡ×η開齒×η軸承×η卷×軸承 =18.84×0.96×0.99×0.99×0.975 =16.92Kw (3)各軸扭矩計算 第Ⅰ軸扭矩：TⅠ=9.55×106×=9. 55×106=59904Nmm 第Ⅱ軸扭矩：TⅡ=9.55×106×=9.55×106 =348758Nmm 第Ⅲ軸扭矩：TⅢ=9.55×106×=9.55×106 =1410Nmm 1.6.3 齒輪設計 Ⅰ級齒輪傳動設計 (1)齒輪材料、熱處理、齒面硬度、精度等級及齒的選用 本設計采用硬齒面，采用輪齒彎曲疲勞強度強度進行設計計算，再進行接觸疲勞強度驗算。由于配對小齒輪齒根薄弱，彎曲應力也較大，且應力循環(huán)次數(shù)多，所以小齒輪的強度比大齒輪的硬度高些。 小齒輪 20CrMnTi 滲碳淬火 HRC=59 大齒輪 40Cr 表面淬火 HRC=52 由于采用淬火，齒輪變形小，不易摩削，所以采用8級精度。 小齒輪數(shù)Z1在推薦值20~40中選取21 大齒輪數(shù)Z2： Z2=Z1×i=21×5.94=124.7 取Z2=125 齒數(shù)比μ： μ==5.95 傳動比誤差Δμ：Δμ= =0.00168﹤0.05合格 (2)齒根彎曲疲勞強度設計計算 由式得 M T1：小輪轉矩 ψd：齒寬系數(shù) ψd=0.5 K：載荷系數(shù) K=KA×Kν×Kβ×Kα ：使用系數(shù) KA=1 ：動載荷系數(shù)處估其值1.14 ：齒向載荷分布系數(shù) =1.13 Kα：齒間載荷分配系數(shù) Kα=1.05 則載荷初值 Kt=1×1.14×1.13×1.05=1.353 ：應力修正系數(shù) ：齒形系數(shù) ：重合度由式 =[1.88-3.2（1/Z1+1/Z2）] =[1.88-3.2×(+)] =1.702 =0.25+0.75/ =0.25+=0.691 = ：彎曲疲勞極限，雙向傳動乘以0.7 =920×0.7=644Mpa =760×0.7=532Mpa ：彎曲最小安全系數(shù)1.4 YST：試驗齒輪應力修正系數(shù)2 YN：彎曲壽命系數(shù) 按每天工作8小時，每年300天，預期壽命10年計算： N1=60×n1×j× =60×3000×1×10×300×8 =4.32×109 N2= = 4.32×109／5.95=7.26×108 =×2×1=920Mpa =×2×1=760Mpa 則 ===0.0047 =0.0037 小齒輪的大，按小齒輪估算： =1.34mm 按表 第一系列圓整考慮到傳遞動力的模數(shù)一般大于1.5~2，取m=2mm (3)驗算齒面接觸疲勞強度 σH=ZH×Zε×ZE× 小輪圓周速率： V===6.6m/s Kv：動載荷系數(shù) 1.15 由 ν×Z1／100= =1.386 K：載荷系數(shù) K= =1.365 ZH：節(jié)點區(qū)域系數(shù) 2.5 Zε：重合度系數(shù) 由 Zε==0.875 大齒輪齒寬 b=ψd×d1=0.5×42=21mm 為了保證足夠的齒寬接觸,補償軸向安裝誤差,大齒輪齒寬 b1=b+(5~10) =28mm ZE：彈性系數(shù) 189.8 N/mm2 [σH]：許用接觸應力 [σH]=σHlim×ZN×ZW/SHlim ZW：硬化系數(shù)均勻硬齒面 1 SHlim：接觸最小安全系數(shù) 1 σHlim：接觸疲勞極限 [σH]1= =1480Mpa [σH]2= =1200Mpa 故 σH=2.5×189.8×0.875× =945Mpa<1200Mpa合格 (4)尺寸計算（主要幾何尺寸） 小輪分度圓直徑 d1=m×Z1=2×21=42mm 大輪分度圓直徑 d=m×Z=2×125=250mm 根圓直徑 df1=d1－2.5×m=42－2.5×2=37mm df2=d1－2.5×m=250－2.5×2=245mm 中心距 a = ×(d1+d2)=×(42+250) =146mm Ⅱ級齒輪傳動設計 (1)齒輪材料、熱處理、齒面硬度、精度等級及齒數(shù) 本設計采用硬齒面 小齒輪40Cr 調質及表面淬火HRC=59 大齒輪45鋼 調質及表面淬火HRC=52 由于采用淬火，輪齒變形小，不易摩削，所以采用8級精度。 小輪齒數(shù)Z1在推薦值20~40中選取23 大齒輪數(shù)： Z2=Z1×i=23×4.407=101.36 取Z2=101 齒數(shù)比μ： μ=Z2／Z1= =4.391 傳動比誤差Δμ： Δμ= =0.0036<0.05合格 (2)齒根彎曲疲勞強度設計計算 由式得： m T2：小輪轉矩 Ψd：齒寬系數(shù) 0.4 K：載荷系數(shù) K=KA×Kν×Kβ×Kα KA：使用系數(shù)1 Kν：動載荷系數(shù) ，初估其值1.12 Kβ：齒向載荷分布系數(shù) 1.13 Kα：齒向載荷分配系數(shù) 1.04 則載荷初值 Kt=1×1.12×1.13×1.14=1.316 Y：應力修正系數(shù) Y：齒形系數(shù) Y0：重合度由式 εa=[1.88－3.2(1／Z1+1／Z2)] =[1.88－3.2×(1／21+1／125)] =1.709 Y0=0.25+0.75／εa=0.25+ =0.688 σ=σ／S×Yst×Yn σ：彎曲疲勞極限，雙向傳動乘以0.7 σ1=760×0.7=532Mpa σ2=740×0.7=518Mpa S：彎曲最小安全系數(shù)1.4 Yst：試驗齒輪應力修正系數(shù)2 Yn：彎曲壽命系數(shù) 按每天工作8小時，每年300天，預期壽命10年計算： N1=60×n1×j×Ln =60×505.05×11×0300×8 =7.27×108 N2=N1／μ=7.27×108／4.407=1.65×108 σFp1= ×2×1=760Mpa σFP2= ×2×1=740Mpa 則 ==0.00568 小齒輪的模數(shù)，按小齒輪估算： m=2.56mm 差表，第一系列圓整，取m=3mm (3)驗算齒面接觸疲勞強度 σH=ZH×Zε×ZE× 小輪圓周速度： V==1.98m/s Kv：動載荷系數(shù)由 VZ／100=1.98／100=0.455 K：動載系數(shù) K= =1.316 數(shù)模仍取3mm ZH：節(jié)點區(qū)域系數(shù) 2.5 Zε：重合度系數(shù) 由 Zε==0.873 大齒輪齒寬 b=ψd×d1=0.4×69=27.6=28mm 為了保證足夠的齒寬接觸，補償軸向安裝誤差 小齒輪齒寬 b=b+(5~10) =34mm ZE：彈性系數(shù) ZE=189.8N／mm2 [σH]許用接觸應力 [σH]=σ×Zn×Zw/S ZW：硬化系數(shù) 均為硬齒面 ZW=1 SHlim：接觸最小安全系數(shù) 1 σHlim：接觸疲勞極限 σHlim1=1200Mpa [σH]1= =1480Mpa σHlim2=1150Mpa [σH]2= =1480Mpa [σH]=2.5×189.8×0.873×=1200Mpa (4)尺寸計算（主要幾何尺寸） 小輪分度圓直徑 d1=m×Z1=3×23=69mm 大輪分度圓直徑 d2=m×Z2=3×101303mm 根圓直徑 df1=d1－2.5×m=69－2.5×3=61.5mm df2=d2－2.5×m=303－2.5×3=295.5mm 頂圓直徑 da1=d1+2×m=69+2×3=75mm da2=d2+2×m=303+2×3=309mm 中心距 a= ×(d+d)= ×(69+303)=186mm 1.6.4 棘輪設計 為了防止逆轉，本設計在齒輪軸Ⅱ上安裝棘輪停止器。棘輪的齒形已經標準化，周節(jié)t根據齒頂圓來考慮，步數(shù)越多，沖擊越小，但尺寸越大。設計齒形時，要保證棘爪嚙合性能可靠，通常將齒輪工作齒面做成與棘輪半徑成(15%~20%）的夾角，本設計=180。棘輪的材料選為Q235 由表8-6-22齒數(shù)取為20 (1)棘輪模數(shù)按齒受彎曲計算確定 m M：所傳遞的力矩M=348758Nmm C= =1.5 B：棘輪的寬度 C：1~2 [σw]：棘輪的許用彎曲應力 m 取m=10mm (2)棘輪模數(shù)按齒受擠壓進行驗算 [p]許用單位線壓力, [P]=35N/m2 滿足強度要求 1.6.5 軸的設計 從高速到低速各軸命名為Ⅰ軸、Ⅱ軸、Ⅲ軸。 齒輪軸Ⅰ的設計 (1)軸材料 由于做成齒輪軸，材料與小齒輪相同 (2)作用在齒輪上的力 T1：小輪轉矩59904Nmm 齒輪分度圓直徑 d1=m×Z1=2×21=42mm 圓周力 Ft1=2×T／d1=2×59904／42=－Ft2 徑向力 F (3)初步估算軸的直徑 最小值徑dmin計算并加大30%（考慮鍵槽的影響）即 dmin=1.03×A× A：系數(shù)107~98 dmin=1.03×170×=20.3mm (4)確定軸各段直徑和長度 <1>段：馬達的輸出軸和<1>段通過鍵相連，馬達的輸出軸直徑為φ25，所以取L1=43.5mm d1=40mm <2>段：定位軸 L2=3mm d2=47mm <3>段：軸 L3=27.5mm d3=37mm <4>段：小齒輪 L4=28mm d4=42mm <5>段：右軸承定位 L5=13mm d5=37mm <6>段：軸承定位的地方 L6=16mm d6=30mm (5)繪制軸的彎矩和扭矩圖 計算軸承反力 H平面： RAH=Frl×L2／(L+L)=1038×35／71=512N RBH=Frl－RAH=1038－512=516N V平面： RAV=F×L2／(L+L)=2852×35／71=1406N 齒寬中點彎矩 n T A 36 35 B RAH RBH L1 L2 H平面 L1 L2 RBV R V平面 H平面： MH=RAH×l1=512×36=18432Nmm V平面： MV=RAV×l1=51406×3650616Nmm 合成彎距： M==53868Nmm 按彎矩合成強度校核軸的強度由式9-3，當量彎距 Me= M為合成彎矩 a：考慮到彎矩大小有變化取0.6 Me==64758Nmm 公式: σe=Me/W W=0.1×d3=0.1×423=7409 則 σe==8.74N/mm2 20CrMnTi滲碳淬火、回火σB=600 N/mm 2 轉動軸以[σ]-1為許用應力[σe]=70 N/mm2＜σB,安全 (6)軸承校核 預選左軸承為 208 Cr=22.8KN 右軸承為 32206 Cr=15KN RA= ==1496N RB= ==1539N 壽命計算 Lh= ft：溫度系數(shù) 工作溫度＜120°取1 fp：載荷系數(shù) 中等沖擊 取1.5 ε：壽命指數(shù) 對球軸承ε=3 LhA=[106/(60×3000)]×[(1×22800)/(1.5×1496)]3=5872h LhB=[106/(60×3000)]×[(1×36200)/(1.5×1539)]3=21411h (7)鍵的校核 馬達和小齒輪軸上的鍵，由馬達型號決定，鍵B8×25，沖擊載荷 σP=σP =54.8 N/mm2<[σP]合格 軸II的設計 (1)軸材料 軸II與二級轉動小齒輪為齒輪軸，材料為40Cr (2)作用在齒輪2上的力 T2：轉矩T2=348758Nmm 由作用在齒輪I上的力得 圓周力Ft2=2852N 徑向力Fr2=1038N (3)作用在齒輪3上的力 齒輪分度圓直徑 d3=m×Z3=3×23=69mm 齒輪受力 圓周力 Ft3=2×T/d3=2×348758/69==2852N 徑向力 Fr3= Ft3×tga=10109×tg200=3679N (4)初步估算軸的直徑 最小直徑dmin： 即 dmin= A：系數(shù)107~98 dmin=107=235.5mm (5)確定軸各段直徑和長度 <1>段：根據dmin圓整，并考慮到軸承的裝配取d1=40mm <2>段：上面裝有擋盤、棘輪、磨擦片， 為使軸承定位,取d2=47mm <3>段：為使擋盤定位，便于安裝大齒輪II,取d3=56mm <4>段：左軸承定位，且大齒輪與箱體應 有一段距離,取d 4=97mm <5>段：軸承安裝的地方d5=80mm <6>段：小齒輪III外徑較小，取d6=60mm (6)繪制軸的彎矩和扭矩圖 計算軸承反力 H平面： RAH===6833N RBH= RAH－Fr3－Fr2=6833－3679－1038=2116N V平面： RAV===15086N RBV=Ft2+RAV－Ft3=15086+2852－10109=7829N 求大齒寬中點彎矩 Fr3 Fr2 RBH RAH L1=63.5 L2=38.5 L3=53 H平面 Fr3 RAV RBV V平面 H平面： M大H=RAH×l2－Fr3×(l1+l2) =6833×38.5－3679×(63.5+38.5) =－112188Nmm V平面：M大V=RBV×l3=7829×53=414937Nmm 合成彎矩： M ==429836Nmm 求軸承處彎矩 H平面： MAH=－Fr3×l1=－3679×63.5=－233617Nmm V平面： MAV= Ft3×l1=10109×63.5=641922Nmm 合成彎矩： MA= =68311Nmm 按彎矩合成強度校核軸的強度由式9-3，當量彎距 Me= M為合成彎矩 a：考慮到彎矩大小有變化取0.6 Me大==64758Nmm MeA==714443Nmm 查表 40Cr 表面淬火σB=750N/mm2 查表 轉動軸以[σb]－1為許用應力70N/mm2 由式9-3 σe= W=0.1×d3 則σe大=478065/(0.1×563) =27N/mm2 σeA=714443/(0.1×803) =14N/mm2 (7)精確校核軸的強度 a、軸的細部結構設計 圓角半徑：各軸肩處圓角半徑均采用r=2.5mm，既滿足定位面接觸高度h＞2~3mm的要求，又小于孔的倒角的要求。 鍵：棘輪的轉盤與軸承之間有雙鍵連接，選取1425 選擇危險剖面：大齒輪外既有軸肩又有螺紋，GB1095-79 螺紋為 M56×4－L 中徑d2=53.4mm b、計算危險剖面工作應力σa、σm、τa、τm 彎矩 M=M大×（l2－）/ l2 =478065×=347684N/mm 抗彎剖面模量W與抗扭模量WT W=π×d3/32=π×53.4023/32=14951 WT=π×d3/16=π×53.4023/16=29902 彎曲應力： σ==23.26 N/mm2 扭轉應力： τ=T/WT==11.66 N/mm2 彎曲應力幅： σa=σ=23.26 N/mm2 彎曲平均應力： σm=0 扭轉應力幅τa和平均應力幅τm相等τa=τm==5.83 N/mm2 c、確定軸材料機械性能σ－1、τ－1、Ψσ、Ψτ 彎曲疲勞極限σ－1 剪切疲勞極限τ－1 合金鋼材料的彎曲應力、扭轉應力特性系數(shù) Ψτ=0.5×Ψσ=0.125 d、確定綜合影響系數(shù)Kσ和Ψτ Kσ=kσ/(εσ×βσ) Kτ=kτ/(ετ×βτ) 軸肩角處有效應力集中系數(shù)Kσ和Kτ由 σB=750N/mm2 配合處kσ/εσ和kτ和ετ根據d、σB配合處，尺寸系數(shù)εσ、ετ，由d=56mm，表面狀況系數(shù)βσ、βτ 得：kσ/εσ=2.11 kτ/ετ=1.52 kσ/εσ=3.67 kτ/ετ=2.75 εσ=0.72 ετ=0.85 βσ=0.86 βτ=0.86 由σB=750N/mm2，表面加工方法為精車，則綜合影響系數(shù) Kσ=3.41 Kτ =2.45 Kσ=4.27 Kτ =3.2 e、計算安全系數(shù)S： S= Sσ=（KN×σ-1）/（Kσ×σσ+Ψσ×σm） = =3.52 Sτ=（KN×σ-1）/（Kτ×τσ+Ψτ×τm） = =10.31 S==3.33>[S] 安全 (8)軸承校核 預選左軸承為32213E ，Cr=102kN 右軸承為32208E，Cr=51.5kN a、 RA= ==16561N RB= ==8110N b、壽命計算 Lh= ft：溫度系數(shù) 工作溫度＜1200 ，取1 fp：載荷系數(shù) 中等沖擊，1.2 ε：壽命指數(shù) ε=10/3 LhA==7697h LhB==8522h (9)鍵的校核 擋盤處雙鍵B14×25 GB1095-79，沖擊載荷 σp=σp=85N/mm2<[σp] =90N/mm2合格 軸III的設計 (1)軸材料 軸III材料為45調質 (2)繪制軸的彎矩圖 大齒輪與卷筒用螺栓相連，卷筒與軸用軸承支承，所以軸是心軸。根據安裝分析，軸處于如下位置時最危險。 L1=17 RA RB S Ft Fr L2=225.5 a、計算軸承反力 H平面： RAH=(S×l2)/(l1+l2)= =10278N RBH=RAH+Ft－S =10109+10278－11052.6=9334N V平面： RBV=Fr=3679N 合成： RA= ==10278N RB= ==10033N b、求鋼絲繩處彎矩 H平面： MAH =RAH×L1=10278×242.5=2492415Nmm V平面： MAV =0 合成彎矩： MA= =2492415Nmm [σ]對固定心軸，載荷無變化時[σ]= [σ0]=295N/mm2 d=21.68×=21.68=44.15mm 取d=50mm (4)減速器附件的設計 a、地腳螺釘直徑 df=0.036a+12 =0.036×146+12=17.526 取df=20mm b、地腳螺釘數(shù)目 當a＜250mm時n=4個 c、箱體壁厚 δ=0.025×a+1＞8=0.025×146+1 取δ=8mm d、二級齒輪軸上的油封取內包骨架唇開密封 65 GB9877.1-88 e、通氣塞 M12×1.25 f、油標： 管理油標 g、放油螺塞： 六角螺塞 M14×1.5Q/ZB220.77 2起重臂的設計 吊臂是隨車起重機的主要受力構件，吊臂的設計合理與否直接影響著起重機的承載能力、整機穩(wěn)定性和自重。為了提高產品的競爭力，吊臂截面的選擇與外觀均要合理。本設計采用箱形結構伸縮式吊臂。 2.1三鉸點設計 2.2.1三鉸點定位 在計算臂前，首先要確定三鉸點的位置。已知條件起升高度是10m，最大工作幅度為7.7m。暫定汽車從地面到臂的后鉸點距離為2.9m，臂后鉸點距回轉中心的距離為a=0.2m，起升角θ=75。其參數(shù)暫定如下： L1：變幅缸原始長度800mm a：起重臂后鉸點距回轉中心的距離200mm b：變幅缸下鉸點距回轉中心的距離220mm c：變幅缸上鉸點距臂后鉸點的距離240mm 其中：A是起重臂后鉸點 B是變幅缸下鉸點 C是變幅缸上鉸點 由圖可得： e===483.7mm ?=arcsin=29.74 δ=arcsin(c+l1)/d==67.96 其中 : d= ==1122mm L2為變幅缸全伸時的長度 l2= ==1385.9mm l2/l1=1.732 根據經驗，l2/l1=1.7~1.8之間，液壓缸做的方便實用，符合實際，所選值合適。 2.2起重臂設計 2.2.1起重臂基本參數(shù)計算與選用 (1)起重臂基本尺寸 根據起升高度H和工作幅度R，并參考現(xiàn)有起重機的相關尺寸，初步估計出臂的基本尺寸如下 基本臂 3170 mm 二節(jié)臂 3025 mm 三節(jié)臂 2940 mm 總臂 3360(7900) mm 表1 起重臂基本工況組合 工況 L(mm) R(mm) Q(kg) i 1 3360 2100 6300 6 2 3360 3160 4000 6 3 5680 2600 5000 6 4 5680 5480 2500 6 5 7900 2100 3000 6 6 7900 7900 1500 6 其中： L：各種工況下的臂長 R：各種工況下的工作幅度 Q：起重量（包括吊鉤、吊具重量） i：起升滑輪倍率 (2) 起重臂材料性能參數(shù)其它參數(shù)的選擇 臂的不同部位可采用不同強度的鋼材，以減輕吊臂自重，充分發(fā)揮鋼材的作用。 a、吊臂底板選用材料HQ70 查表得 σB=700Mpa 取安全系數(shù)為1.33 [σ]=σS/n=<σs=540Mpa 合格 b、吊臂其它選用材料為HQ60 ，查表得 σB=600Mpa 取安全系數(shù)為1.33 [σ]=σS/n=<σs合格 c、其他參數(shù) 滑輪組效率η=0.95 吊臂內側與滑塊之間的間隙為ε=3mm 動載系數(shù)φ=1.25 水平載荷系數(shù)Ψ=0.08 2.2.2 起重臂的形狀及主要計算參數(shù) (1)起重臂計算參數(shù)： 表2 起重臂截面參數(shù)（mm） 基本臂 二節(jié)臂 三節(jié)臂 B1 200 182 b1b2b3 4(b3=5) 4 4 H 328 280 242 H1 286 243 215 LB1 34 27 25 LB2 42 53 46 LB3 106 95 67 0 22.5 22.5 22.5 截面參數(shù)計算： 截面面積F（忽略圓?。? F=B1×b+2×(H1+LB1+LB2) ×b+2×LB3×b 其中b1=b2=b3=b 形心計算： SY=B1×b× (H－ ） 形心位置： HY= 載面的慣性矩： Ix=B1×(b3/12)+B1×b×(HY－)2+2×b×H13/12+ 2×[LB1×b3+LB1×b×(HY－)2]+2×[LB2 ×sinθ×(b3/12)+LB2×sinθ×b×(H1－HY+LB2 ×sin)2]+2×[LB3×sinθ×b3/12+LB3×sinθ×(H－ HY－LB3×sin)2] 截面的抗彎模量：由分析可知，位置2受拉應力最大，位置5受壓應力最大，只需校核該位置即可： Wx2=Ix/HY Wx5=Ix/H-HY 表3 起重臂截面計算結果 基本臂 二節(jié)臂 三節(jié)臂 F(mm) 4738 3784 3352 HY(mm) 147.4 129.6 115.7 I(mm) 69258761 38537826 25661102 W 471469 297360 221790 W 383493 256235 201580 (2) 截面強度計算： 對起重臂：每節(jié)臂的交界處為受力最危險截面，A-A，B-B，C-C依次為從基本臂到三節(jié)臂的最危險的截面，只需驗算這些截面即可： A-A截面： MA=PQ×S5×cosa+G1×(k1+S3+S4)×Cosa+G2× (k2+S4)×cosa+G3×k3×cosa NA=(PQ+G1+G2+G3)×sina+S B-B截面： MB=PQ×S2×cosa+G1×(k1+S3)×cosa+G2×k2×cosa NA=(PQ+G1+G2)×sina+S C-C截面： MB=PQ×S1×cosa+G1×k1×cosa NA=(PQ+G1)×sina+S 表4 截面強度計算結果(mm) 基本臂 二節(jié)臂 三節(jié)臂 L 8100(3000) 5680(4500) 3360(6300) S 2