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购买设计文档后加 费领 取图 纸 任务书 (理工类 ) 学生姓名： 专 业： 班 级： 学 号： 指导教师： 职 称： 完成时间： 毕业设计 (论文 )题目： 汽车起重机举升机构的设计 题目来源 教师科研课 题 纵向课题（ ） 题目类型 理论研究（ ） 注：请直接在所属项目括号内打“ ” 横向课题（ ） 应用研究（ ） 教师自拟课题（ ） 应用设计（ ） 学生自拟课题（ ） 其 他（ ） 总体设计要求及技术要点 ： 汽车起重机是装在普通汽车底盘或特制汽车底盘上的一种起重机，其行驶驾驶室与起重操纵室分开设置 。论文首先针对国内外发展现状及设计内容作出相关概述。其次，按照起重机举升机构的设计过程，完成对机构的选型、机构的受力分析和计算、液压系统的设计。 工作环境及技术条件： 对汽车起重机举升机构进行结构设计、液压系统设计。 工作内容及最终成果： 1、介绍国内外汽车起重机的发展概况； 2、汽车起重机举升机构的进行结构设计； 3、对举升机构的液压系统进行设计； 4、最终成果为汽车起重机举升机构 的设计报告。 购买设计文档后加 费领 取图 纸 时间进度安排： 广泛查阅参考资料，重点阅读重要参考文献； 汽车起重机举升机构的结构设计； 举升机构的液压系统进行设计； 撰写论文，准备答辩。 指导教师签字： 年 月 日 教研室主任意见： 教研室主任签字： 年 月 日 购买设计文档后加 费领 取图 纸 开题报告 学生姓名 专 业 班 级 指导教师姓名 职 称 工作单位 北华航天工业学院 课题来源 横向项目 课题 性质 结构设计类 课题名称 汽车起重机举升机构设计 本设计的科学依据 （科学意义和应用前景，国内外研究概况，目前技术现状、水平和发展趋势等） 主要和最基本的机构。本设计采用液压起升机构。油马达经过减速后驱动滚筒旋转，使钢丝绳绕进卷筒或由卷筒放出，从而使吊钩升降。卷筒的正反向转动是通过改变马达的转向达到的而机构运动的停止或使货物保持在悬吊状态是依靠棘轮停止器来实现的。举升机构包括了吊具、卷设计内容和预期成 果 （具体设计内容和重点解决的技术问题、预期成果 和 提 供 的 形式） 总体设计要求及技术要点： 本文主要研究设计随车起重运输车举升机构，对举升机构的组成和工作原理进行简单阐述。主要针对卷筒和减速器做详细的设计计算和强度校核，对于其他部件进行简单设计和选用。 拟采取设计方法和技术支持 （设计方案、技术要求、实验方法和步骤、可能遇到的问题和解决办法等） 随车起重机是安放在载货汽车上的一种附加起重设备。它属于臂架型起重机，其运行支承装置采用气轮胎，可以在无轨路面上行走。与其他起重机相比，随车起重机把起重和运 输功能结合起来，不仅节省劳动力，而且节约能源、减少费用，也由于设计和制造随车起重机的技术进步，使其生产有了较大的发展。 举升机构用于实现货物的升降，它是任何起重机不可缺少的部是起重机中最重要与基本的部分。其工作的好坏，直接影响到整台机构的工作性能。 购买设计文档后加 费领 取图 纸 实现本项目预期目标和已具备的条件 （ 包 括 过 去 学习、研究工作基础，现有主要仪器设备、设计环境 及 协 作 条 件等） 工作内容及最终成果： 。 绘制工程图纸 4 张，装配图 2 张， 1 零件图 2 张。 写设计计算说明 1份，翻译相关外文文献 1篇 各环节拟定阶段性工作进度 (以周为单位 ) 第 1周 第 2 ,收集资料 ,撰写实习报告。 第 3 第 4周 第 5 第 6周 第 7 第 8周 第 9 第 10周 第 11 第 12周 第 13 第 14 书。 第 15周 第 16 第 17 第 18 第 19 开 题 报 告 审 定 纪 要 时 间 地点 主持人 参 会 教 师 姓 名 职 务（职 称） 姓 名 职 务（职 称） 论 证 情 况 摘 要 记录人： 指 导 教 师 意 见 指导教师签 名： 年 月 日 教 研 室 意 见 教研室主任签名： 年 月 日 汽车起重机起升机构和液压系统的设计 摘要 本 设计 介绍了 汽车 液压起重机的工作原理，并详细介绍了 起升机构 设计计算的全过程，其中包括 起升机构 的工作原理，参数确定，结构设计等。 该设计汽车起重机的起升机构采用定量高速液压马达，减速器，制动器，联轴器及卷筒组成。根据液压系统的技术指标对该系统进行整体方案设计，对其功能和工作原理进行分 析，初步确定了系统各回路的基本结构及主要元件，按照所给机构性能参数和液压性能参数进行元件的选择计算，以满足该起重机所要达到的要求。 关键词：汽车起重机；起升机构；液压系统；设计 of he of of on of of to of of of to by of of 目录 摘要 前言 1 1 汽车起重机的类型与结构 2 车起重机的分类 2 2 车起 重机液压系统的构成形式 3 车起重机的发展状况 4 2 汽车起重机举升机构设计 6 定举升机构传动方案 6 构的设计计算 6 丝绳的选择 6 筒的设计计算 7 轮的选用 11 钩的选用 13 马达的选择 14 压泵的选择 15 速器的选择 17 动器的选择 18 轴器的选择 20 3 液压系统的设计 20 压系统主要组成 20 升机构的液压回路 21 22 转机构液压回路 23 臂伸缩机构液压回路 23 腿液压回路 24 4 总结 26 致谢 27 参考文献 28 北华航天工业学院毕业论文 10 前言 起重机械是用来对物料进行起重，运输，装卸和安装作业的机械。它可以完成靠人力无法完成的物料搬运工作，减轻人们的体力劳动，提高劳动生产率，在工厂、矿山、车站、港口、建筑工地、仓库，水电站等多个领域和部门中得到广泛的应用。随着生产规模日益扩大，特别是现代化，专业化生产的要求，各种专门用途的起重机相继产生，在许多重要的部门中，它不仅是生产过程中的辅助机械， 而且已成为生产流水作业线上不可缺少的重要机械设备，它的发展对国民经济建设起着积极的促进作用。 世界市场对起重机的需求量正在不断增加。由于工业生产自动化程度的提高和生产规模的扩大以及产品生产过程中物料装卸搬运费用比例不断增加，迫使企业大量采用起重机械。德国是目前世界上最大的起重机生产国之一，美国、日本、法国和俄罗斯也是生产起重机的大国。 我国海域辽阔、河流纵横、岸长水深，具有发展水运事业的优越条件。目前，随着我国经济的发展和对外贸易活动的增加，港口的地位越来越突出，是对外交流重要渠道之一。同时，港口建设的发展 ，港口装卸机械化程度也相应地日益提高。然而目前国内起重机的设计在参数取值与安全系数选取上均与实际情况有较大出入，采用的设计理论比较落后。要使产品性能有根本性变化，还须从设计抓起。近年来，港口起重机械制造单位已着手对起重机零部件的研究，主要包括重要零件材料的采用及结构形式的改进。 由于工业生产自动化程度的提高和生产规模的扩大以及产品生产过程中物料装卸搬运费用比例不断增加，迫使企业大量采用起重机械。然而，目前起重机的设计在参数取值与安全系数选取上均与实际情况有较大出入，近年来，起重机制造单位已着手对起重机零部件 的研究，主要包括重要零件材料的采用及结构形式的改进。卷筒是起重机上一个重要的零部件，在起升结构中，卷筒用来卷绕，收存钢丝绳，把原动机的回转运动变为钢丝绳的直线运动，与此同时，把原动机的驱动动力传递给钢丝绳。 在汽车或汽车专用底盘上装置起重设备，完成装卸货物和建筑构件吊装任务的汽车称为汽车起重机。如图 1 所示。它是一种行走式起重机械，所以也称为起重汽车或汽车吊车。汽车起重机广泛用于交通运输、建筑工程、油田、矿山、码头和国防部门，特别适用于货物分散、场地狭窄、货物起落高度大的施工现场。 在汽车或汽车专用底盘上装置 起重设备，完成装卸货物和建筑构件吊装任务的汽车称为汽车起重机。如图 1 所示。它是一种行走式起重机械，所以也称为起重汽车或汽车吊车。汽车起重机广泛用于交通运输、建筑工程、油田、矿山、码头和国防部门，特别适用于货物分散、场地狭窄、货物起落高度大的施工现场。 20 世纪中期，由于装配式建筑物的出现，使汽车起重机有了发展，当时就出现主臂长61m，副臂长 于装配 24 层楼房的汽车起重机。随着建筑业的发展，又出现了臂长 137m，起重质量 250t 的重型汽车起重机。 北华航天工业学院毕业论文 11 1 汽车起重机的类型与结构 车起重机的分类 （ 1）按起重质量分类 分为轻型、中型、重型和超重型等四类。我国规定各类轻型起重汽车起重质量在 5t 以下；中型为 515t；重型为 1550t；超重型为 50t 以上。 （ 2）按传动形式分类 分为机械传动、电力传动和液压传动三种。机械传动起重汽车，由发动机经汽车变速器、分动箱、传动轴驱动齿轮等机构，再带动转台，驱动起重绞车。电力传动起重汽车，由发动机带动发电机，供电给转台、起重绞车和吊臂绞车所用的电动机，完成起重作业。液压传动起重汽车，由汽车的发动机经变速器驱动液压泵，用液体传递能量，驱动液压 马达和油缸，再带动转台、绞车和臂杆等，完成货物的空间位移。 （ 3）按汽车起重装置在水平面内的转动范围分类 可分为全回转式和非全回转式两种，前者的转台可在 360 内任意转动，而后者转台转角小于 270。 （ 4）按吊臂结构型式分类 分为折叠式、伸缩式和桁架式三种。折叠式汽车起重机的吊臂分为几段，各段彼此铰接联结，不工作时各段可以叠合在一起，主要用于轻型汽车起重机，如随车吊。伸缩式汽车起重机的吊臂由几节伸缩臂互相套装而成，伸缩臂在主臂或上一节伸缩臂内可以伸缩，用以改变臂杆的工作长度。中型和重型汽车起重机，几乎都采用液 压伸缩式吊臂，采用液压伸缩式吊臂的超重型汽车起重机也与日俱增。桁架式吊臂组装成整体式全金属桁架结构，主要用于重型或超重型汽车起重机。 车起重机的结构及举升装置的特点 汽车起重机完成重工作时，其作业循环通常是起吊 回转 卸货 返回，有时还需要间歇短距离的行驶。汽车起重机的主要组成部分如下： （ 1）起 升 装置 完成货物的提升和降落作业，包括提取装置（如抓斗、吊钩等）、钢丝绳、滑轮组、起重绞车、吊臂、吊臂伸缩和变幅的驱动装置等。 起升机构实现货载升、降运动，是每台起重机必备的机构。它由驱动装置、传动 装置、制动装置和工作装置四个部分组成。 驱动方式采用液压驱动，由原动机带动液压泵，将工作油液输入执行构件使机构动作，通过控制输入执行机构的液体流量实现调速。液压驱动的优点是传动比大，可以实现大范围的无级调速，结构紧凑，运转平稳，操作方便，过载保护性能好。缺点是液压传动元件的制造精度要求高，液体容易泄露 ；传动装置按机构布置需要，采用各种减速装置，用来完成转速与力矩转换的最佳匹配，使电动机在满足工作装置要求的情况下处于高效最佳工作状态；工作装置由卷筒、钢丝绳、滑轮组和取物装置组成，当传动装置驱动卷筒转动时，通过钢 丝绳、滑轮组变为取物装置的垂直上下运动；制动装置可控制吊装物品的下降速度或使其停止在空中某一位置，不允许在重力作用下下落。由于重力始终作用在被悬吊的物品上，所以起升机构机构必须选用制动力矩在制动器不松闸时始终作用在制动轮上的常闭式制动器，以策安全。大型起重机往往备有两套起升机构，吊大重量的称为主起升机构或主钩，吊小重量的称为副起升机构或者副钩。起升机构载荷的特点是： 1. 物品起升和下降时，在驱动机构中钢丝绳拉力产生的扭矩方向不变。 北华航天工业学院毕业论文 12 2. 物品悬挂系统由挠性钢丝绳组成，物品惯性引起的附加转矩一般不超过静扭矩 的10%，对机构影响不大。 3. 机构起动或制动时，只有电动机输出轴到制动器之间的零件承受较大的动载荷，齿轮传动和其他低速轴零件所受的动载荷不大。 起升机构的设计及计算主要包括：根据总体设计要求选择合理的结构形式，确定起升机构传动布置方案 ，如图 2 所示 ；按给定的整机主要系数（最大额定起重量、起升高度、起升速度等）确定起升机构参数，选择确定机构各起重零部件的结构和尺寸；进行机构动力装置的选择计算等。起升机构的设计应在保证满足起重机主要工作性能的同时，尽可能地使起升机构工作可靠，结构简单，自重轻和维修保养方便。 （ 2）回转装置 回转装置用以完成吊臂的转动作业，包括转台（其上装有吊臂、起重绞车和起重操作室等）、回转机构及其驱动装置。 （ 3）传动装置 指动力由发动机到起重装置和回转装置的传动机构。 （ 4）行走装置 包括装置通常都安装在转台上，称为上车；转台以下的运载车部分称为下车。 车起重机液压系统的构成形式 汽车 (轮胎 )一般分为底盘 (简称下车 )和起升工作装置 (简称上车 )两大部分，底盘的作用在于转移起重工作装置的作业场所，在起重机作业时用于支承上车保持整机的稳定。起升工作装置主要由起升、变幅、吊臀伸缩和回转等 机构组成，这些机构都靠液压系统驱动，实现作业要求。 轮式起重机的液压系统一般由发动机经取力装置或直接驱动液压泵，液压油从液压油箱进入液压泵产生压力，按作业需要由控制阀将压力油分配给相应的机构，或在待命状态时使压力油直接流回液压油箱，减少功率消耗。 由于大中型轮式起重机下车的走行功率较上车的起重作业所需功率大得多，而且液压系统的流量较大因此，在上车专设较小功率的发动机作为液压系统的动力源。对于下车的支腿、稳定器等液压油从上车经中心回转接头送至下车。 轮式起重机的液压系统一般为开式系统，其构成简单、散 热和滤油条件好但要求液压泵有一定的自吸能力。为满足各机构的多种作业速度需要，常采用双泵或多泵的液压泵组供油。小型的轮式起重机多采用单泵或双泵的定量系统，靠调节发动机转速或阀控装置节流调速，后者的功率损耗较大、传动效率低，但它构造简单、成本低、操纵方便切维护容易。 轮式起重机的液压系统一般由发动机经取力装置或直接驱动液压泵，液压油从液压油箱进入液压泵建立压力，按作业需要由控制阀组将压力油分配给相应的机构，或在待命状态时使压力油直接流回液压邮箱，减少功率损耗。 中小型轮式起重机为了简化传动系统和减轻自重，常以 底盘的发动机作液压系统的动力源。液压泵和液压油箱布置在下车上，压力油经中心回转接头进入上车。中小型轮式起重机上车和下车的主要构成如图 1 所示。 北华航天工业学院毕业论文 13 图 1 中小型轮式起重机上车和下车的主要构成 1 底盘及下车司机室； 2 转台及配重 ； 3 起升卷扬机构 ； 4 回转机构 ； 5 上车司机室； 6 吊臂伸缩液压缸 ； 7 基本臂 ； 8 伸缩臂； 9 变幅液压缸 ； 10 支腿水平伸缩液压缸 ； 11 支腿垂直提放液压缸 车起重机的发展状况 自有人类文明以来，物料搬运便成了要类活动的重要组成 部分，距今已有五千多年的发展历史。随着生产规模的扩大，自动化程度的提高，作为物料搬运重要设备的起重机在现代化生产过程中应用越来越广，作用愈来愈大，对起重机的要求也越来越高，科学技术的飞速发展，推动了现代设计和制造能力的提高，激烈的国际市场竞争也越来越依赖于技术的竞争。这些都促使起重机的技术性能进入崭新的发展阶段，起重机正经历着一场巨大北华航天工业学院毕业论文 14 的变革。现根据起重机的新理论、新技术和新动向，结合实例，简要论述国外先进起重机的特点和发展趋势。 由于工业生产规模不断扩大，生产效率日益提高，以及产品生产过程中物料装卸搬运费用 所占比例逐渐增加，促使大型或高速起重机的需求量不断增长，起重量越来越大，工作速度越来越高，并对能耗和可靠性提出更高的要求。起重机已成为自动化生产流程中的重要环节。起重机不但要容易操作，容易维护，而且安全性要好，可靠性要高，要求具有优异的耐久性、无故障性、维修性和使用经济性。目前世界上最大的履带起重机起重量3000t，最大的桥式起重机起生日一 1200t，集装箱岸连装卸桥小车的最大运行速度已达350m/垛起重机级最大运行速度 240m/圾处理用起重机的起升速度达100m/ 用模块化设 计代替传统的整机设计方法，将起重机上功能基本相同的构件、部件和零件制成有多种用途，有相同联接要素和可互换的标准模块，通过不同模块的相互组合，形成不同类型和规格的起重机。对起重机进行改进，只需针对某几个模块。设计新型起重机，只需选用不同模块重新进行组合。可使单件小批量生产的起重机改换成具有相当批量的模块生产，实现高效率的专业化生产，企业的生产组织也可由产品管理变为模块管理。达到改善整机性能，降低制造成本，提高通用化程度，用较少规格数的零部件组成多品种、多规格的系列产品，充分满足用户需求。目前，德国、英国、法国 、美国和日本的著名起重机公司都已采用起重机模块化设计，并取得了显著的效益。德国德马格公司的标准起重机系列改用模块化设计后，比单件设计的设计费用下降 12，生产成本下降 45，经济效益十分可观。德国德马格公司还开发了一种 性组合式悬挂起重机，起重机的钢结构由冷轧型轨组合而成，起重机运行线路可沿生产工艺流程任意布置，可有叉道、转弯、过跨、变轨距。所有部件都可实现大扎遏生产，再根据用户的不同需求和具体物料搬运路线在短时间内将各种部件组合搭配即成。这种起重机组合性非常好，操作方便，能充分利用空间，运行成本低。 有手动、自动多种形式，还能组成悬挂系统、单梁悬挂起重机、双梁悬挂起重机、悬臂起重机、轻型门式起重机及手动堆垛起重机，甚至能组成大型自动化物料搬运系统。 北华航天工业学院毕业论文 15 2 汽车起重机举升机构设计 定举升机构传动方案 选用传动方案为高速液压马达与普通圆柱齿轮减速器和卷筒等构成的单联滑轮组起升机构，液压马达和卷筒并列布置。根据参考文献 1表 7m = 4。 图 2 起升机构方案简图 1 液压马达 ； 2 联轴器 ； 3 卷筒 ； 4 减速器 ； 5 制动器 升机构的设计计算 举 升机构是起重机最基本的工作机构，大多由吊挂系统和绞车组成，也有通过液压系统升降重物的。吊挂系统一般由钢丝绳、滑轮组和吊具组成，吊钩是最常见的吊具。绞车可安置在起重小车上，也可安置在起重机金 属结构上或附近的地基上，通过收放钢丝绳而升降重物，有时可用电动葫芦或手动葫芦作为起升机构。有些起重机还配有副起升机构，用以吊运较轻的物品或进行辅助作业。 汽车起重机的举升机构有定量马达，减速器，制动器，联轴器及卷筒组成。 丝绳的选择 吊钩的质量 ： 北华航天工业学院毕业论文 16 t 式中： Q 起重量 Q =8t 所以起升载荷 : Q +0Q） g =（ 8+ 10 103 =81600N 单联卷 筒钢丝绳最大静拉力为： S = (1) =81600 4 21935N 式中： 升降滑轮组的效率由于该起重机构为中级工作制，查得 = m 滑轮组倍率。 起升载荷。 根据参考文献 1可知钢丝绳直径的选择公式： (2) 根据参考文献 1表 5n=入数据： 98709 N 根据参考文献 2表 2择钢丝绳的直径 d=14选用型号为 619W 型钢丝绳 钢丝绳主要参数为： 公称抗拉强度 1570 断拉力换算系数 钢丝绳破断拉力总和为 F=138000N 取定钢丝绳； 标记为： 1419W+算拉力： F= (3) =116129N 故 F F,验算符合要求。 筒的设计计算 卷筒的直径计算： 北华航天工业学院毕业论文 17 dD=e (4) 据 参考文献 3表 3 3 3选得： e =16 可以得到最小直径： D =(d = 1514 = 210 卷筒计算直径： 取直径 D=250 卷筒长度的计算： )( (5) 式中： Z 每层的卷绕圈数 N 卷绕层数 所以， )( Z t=上所述， )( )142250( 291 L=350定其制造方法为铸造 材料为 0 抗压强度为 1000 抗拉强度为 450s=450压=1000华航天工业学院毕业论文 18 确定卷筒壁厚： = 6 10） = 50+（ 6 10） =11 15 =13筒强度的计算： 因为 ，所以只要计算压应力 压 = SF= ) = =中： 压 压应力。 1A 系数，由卷筒绕的绳层数有关1A= 2A 是应力减小系数 ，考虑绳绕入对卷筒的应力有减小作用，2 压=1000 6= 压 压 ， 故卷筒抗压强度足够。 卷筒抗压稳定性的验算： 因为 ， 且 1200L 以不需要进行稳定性计算。 参考文献 3卷筒的转速计算： )12( 14)122(2 5 08 初步确定轴的直径： 轴受到的弯矩和 扭矩已知，轴主要受到扭力作用，所以用扭矩来确定轴的直1d。 由 参考文献 5公式： 30 (7) 式中： n 卷筒轴的工作转速。 P 轴传递的功率。 北华航天工业学院毕业论文 19 0A 系数，轴的材料选用 45号钢，查由 参考文献 5表 15知010。 代人数据 3 轴的直径为 85 轴的最小值应该在安装轴承的地方，所以根据轴的直径选轴承 。 根据 参考文献 9表 10用角接触球轴承。 型号： 7017对使用。 主要参数为： d=85D=130 B=22本额定动载荷 限转速为 4300r/筒与轴选用销连接， 连接部分轴直径取 90据 参考文献 9表 9择键的公称尺寸为 1422 选用四个，其中长度由卷筒的结构决定，根据键的长度系数选用 80 确定绳子与卷筒的连接方式 ： 钢丝绳在楔形块上连接再打入卷筒， 楔行块的斜度在 1： 4就可以满足自锁条件。示意图 3为： 图 3 绳子与卷筒的连接方式 北华航天工业学院毕业论文 20 轮的选用 滑轮是用来改变挠性件运动方向并平衡挠性件分支拉力的承载零件。其作用是：用来导向和支承，以改变钢丝绳的走向；组成滑轮组，达到省力或者增速的目的。滑轮 一般可分为定滑轮、动滑轮、滑轮组、导向滑轮等。滑轮的主要尺寸是滑轮直径 D、轮毂宽度和绳槽尺寸。起重机常用铸造滑轮，其结构尺寸已标准化 (7)，轧制滑轮在我国也有行业标准 (02890)。滑轮结构尺寸可以按钢丝绳的直径进行选定。 滑轮的使用安全要求为 第一 , 保证滑轮直径与钢丝绳直径的比值不应小于起重机设计规范中的规定值。 第二，滑轮不应有缺损和裂纹，滑轮槽应光洁平整，不得有损伤钢丝绳的缺陷。 第三，滑轮应配置防止钢丝绳跳出绳槽的装置。 金属铸造的滑轮，出现下述情况之一时应 报废： 裂纹； 轮槽不均匀磨损达 3 轮槽壁厚磨损达原壁厚的 20； 因磨损使轮槽底部直径减小量达钢丝绳直径的 50； 滑轮轴磨损量达原直径的 3； 其他损害钢丝绳的缺陷。 滑轮的名义直径1起必须合理的选用滑轮。一般按照下面公式来计算滑轮的名义直径。 1D e d(8) 式中：1D 按钢丝绳中心计算的滑轮（或卷筒）的最小卷绕直径 (e 轮绳的直径系数， e=16 d 钢丝绳直径（ 。 1D14 16 =224 准，选用 B 型滑轮，带滚动轴承，无 内轴套 标记为 ： 5014 参考文献 2表 B 型滑轮滚动轴承的型号为 1B 型 6224，宽度 52 主要参数为： B=125 3B=190 4B =150E=185华航天工业学院毕业论文 21 滑轮简图如图 4所示： 图 4 滑轮简图 根据钢丝绳直径 d 查阅 参考文献 2表 以得到滑轮的断面参数。 1 36B 20H 1 25E 12R 2 10R 3 ; 4 3R M 0N ; 9S 。 验算接入连轴器的键的强度： 键的失效形式主要是工作面被压溃，因此只要进行工作面上的压应力进行强度校核。 假定载荷在花键的工作面上均匀分布，则普通平键的强度条件必须满足： = 32 10 (9) 式中： D 键与轮毂的接触高度 ; L 销的工作长度 D 轴的直径 键、轴、轮毂中最弱材料的许用扭转应力。因为轴和卷筒的连接是静连接， 键是钢，卷筒是铸铁，根据 参考文献 2表 6 =80 北华航天工业学院毕业论文 22 = 332 2 1 4 7 . 4 1 07 0 4 0 2 0 1 0=算结果： ，符合要求。 钩的选用 根据起重机的额定起重量 8T，可以根据 参考文献 3表 8级为 M（屈服强度s=235）材料为吊钩专用材料 号为 5号。 标记 ： 钩组选用短型吊钩组，采用长型吊钩，动滑轮直接装在吊钩横梁上，由于省取一根单独的滑轮轴，所以调整高度较小，相应地增大了有效起升高度，短型吊钩组适合用于起重量较小的起重机。 图 5 直柄单钩 图中参数 ：1 53d 2 45d 4l =580 3d y=130 203 北华航天工业学院毕业论文 23 单钩的钩口直径： 3530( (10) 取 D=92口尺寸： S=68 液压马达的选择 起重机常用的液压马达分为高速液 压马达和低速液压马达。高速液压马达的主要性能特点是负载度低、体积紧凑、重量轻，但在机构传动中需与相应的减速器配套使用。低速液压马达负载大、转速较低、平稳件较好，可满足机构工作的低速重载要求。可直接或只需一级减速驱动机构，但体积大且较重。内曲线径向柱塞或球塞马达，轴向球塞式马达是较常见的型式。 液压马达在使用中并非完全是泵的逆运转，它的效率较高，转速范围更大，可反向运转，能长期承受频繁冲击，有时还承受较大径向负载。因此。应根据液压马达的负载扭炬、速度、工作条件等选择液压马达的结构型式、规格等。 本次设计选用高 速液压马达 满载起升时液压马达输出功率P （ 11） =中 :2起升载荷动载系数，因液压马达不具有电动机的过载能力，而马达工作压力又受系统压力限制，一般取2= Q 额定起升载荷， N； 物品起升速度， m/s； 机构总效率，初步计算时，取 = 计算满载起升时液压马达输出扭矩2 212 z （ 12） =15643Nm 式中 ; i 减速器传动比； 其余符号同上所述。 根据系统工作压力，确定液压马达工作油压24 p p （ 13） =19 中 ; 液压泵输出压力， p 从液压泵至液压马达的油路压力损失，包括阀的局部损失和管路沿程损失，取 p =1 确定液压马达排量02 mm m m （ 14） =式中 ; 液压马达输出扭矩， Nm； 液压马达机械效率； 0液压马达工作压力差，0p= 计算液压马达转速实际传动比与要求值不可能一致，要保证额定起升速度，必须使液压马达转速满足下式要求： 60 1m z d （ 15） =s 由此得到满足起升速度要求的液压马达输入油量 60 1 mm i z d （ 16） =压泵的选择 根据液压系统的型式、调速方式和工作条件、液压泵的额定工作压力和排量、流量，以及液压泵的驱动布置和吸油条件等选择液压泵的型式，规格和数量，单个或多联高压齿轮泵和轴向校塞泵较为常用，若需要变量，可选用恒功率或但压力控制的变量液压泵。 齿轮泵的成本低，自吸性好，易维护，体积小，重量轻，但平稳性较差，声较大。为节省功率相台理使用，可采用多联泵实现多种液压源，使液压泵流量与所需的流量匹配，北华航天工业学院毕业论文 25 口及采用串级泵宋达到所需要的压力。釉向柱塞泵的压力高 (50 M 内 )，排旦较 大 (可达 500 r)19速高 (可达 4000 r 噪声小效率高，具有既能作泵也可作马达的可逆性，易实现单向或双向变量，体积和重量较小，但对油的污染度很敏感，通常液压油过滤精度小于等于 25M,自吸性较差成本高，维修要求较高。为保证纳向位塞泵的使用寿命，按压系统的正常工作压力应为所选泵额定压力的 60一 80选择泵的参数时，应使常用工作参数处在泵效率曲线的高效处。轴向柱塞泵比齿轮泵贵，坦性能相寿命则大大优干齿轮泵，在保证性能和寿命均满足主机要求的条件下尽量选取低价的液压泵。 确定液压泵最大工作 压力mb m m p （ 17） =中 ; 液压马达输出扭矩， Nm； 液压马达排量， 液压马达机械效率； 0p液压马达背压，0p= p 从液压泵至液压马达区间的压力损失。 确定液压泵流量Q （ 18） =式中 ; 液压马达输入油量， 液压泵至液压马达之间的容积效率。 液压泵所需功率（ 19） =中 ; b液压泵的总效率，轴向柱塞泵取 根据参考文献 7选用 0 系列轴向柱塞液压原件，据所给的轴向柱塞原技术文献和轴向柱塞马达技术文献选用 5000026 塞定量马达。 马达的主要参数： V 马达的排量 710 d 输出轴直径 n 马达的输出转速 n=1000 泵的主要参数： V 泵的排量 500ml 泵的最小输入轴速 500 泵的最大输入轴速 2850 速器的选择 根据液压马达输出功率和卷筒转速： W ； n 查 参考文献 3从减速器承载能力表中找出合适的传动比和高速轴的转速分别为 i=28; 1n =1000 减速器许用功率： P （ 20） K 选用系数， K= . 2 5 1 0 . 8 8 P 参考文献 3选定 要参数： 传动比 i=28 输入转速 1500r/用输入功率 86 用输出转矩 Nm 主要尺寸： 输入轴直径 35入轴长度 282出轴直径 60出轴长度 152心高度 200华航天工业学院毕业论文 27 验算货物实际速度： v = 21） = 284 = 出轴强度校核： 根据参考文献 2公式 （ 22） =53522N 减速器 输出轴最大径向力许用值 150000 N F F 满足强度要求。 输入最大扭矩： T （ 23） 式中： 电动机最大转矩倍数； I 减速器的传动比； 减速器的效率。 T = （ 2m 减速器许用输入扭矩： T = 23500 Nm T T ，所以验算符合要求。 动器的选择 制动器是保证起重机安全的重要部件，起 升机构的没一套独立的驱动装置至少要装设一个支持制动器，吊运液态金属及其他危险物品的起升机构，每套独立的驱动装置至少应有两个支持制动器。支持制动器应是常闭式的，制动轮必须装在传动机构刚性联接的轴上。起升机构制动器的转矩必须大于货物产生的静转矩，在货物处于悬吊状态时具有足够的安全裕度，制动转矩应满足下式要求： 02（ Nm） （ 24） 式中 ： 制动器转矩 ； 北华航天工业学院毕业论文 28 制动安全系数 ， 查表得 Q 额定起升载荷 ； 0D 卷筒卷绕直径 ； 机构总效率 ； m 滑轮组倍率； i 传动机构传动比。 根据物体下降时的扭矩 （ 25） 2842 m 查参考文献 2可得直流电磁铁块式制动器。型号 5 主要参数： 额定转矩 315 Nm 制动直径 315 算启动时间： 9 ( ）（ 26） 式中： J 起升时换算到马达轴上的转动惯量 n 马达的额定转速 T 马 达平均转矩，查表得 T =1.5 马达的阻力矩 高速轴上旋转质量的转动惯量 J=232004)( （ 27） =2328 1 6 0 0 ( 0 . 2 1 6 )4 0 4 2 8 0 . 9 5 =华航天工业学院毕业论文 29 电+ （ 1 + （ 2 = =T =550 310 Nm = 8 1 6 0 0 0 62 3 2 8 0 =m 9 .
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