汽车随车起重机设计讲解

-1-摘要6.3吨随车起重机属于架型起重机，它将起重和运输相结合，不仅节省劳动力，而且极大的减小了工作强度、提高了工作效率。本次毕业设计在6.3吨随车起重机上首次采用了伸缩臂型结构，并对起重机臂进行了优化设计。它具有结构紧凑、易于操作的特点，可广泛用于交通运输、港口、仓库、以及所有中小型工业货物装卸与远距离运输之中。本文主要内容如下：起升机构设计起升机构包括液压马达、减速机、棘轮停止器和卷筒。减速机用来降低液压马达驱动速度，卷筒用于绕进或放出钢丝绳。机构工作时，液压马达驱动减速机，减速机的低速轴带动卷筒，将钢丝绳卷上或放出，经过滑轮组系统使载荷实现上升或下降，其升降由马达的旋转方向而定，通过棘轮停止器实现制动。起重臂设计起重臂采用伸缩式、箱形结构。箱形结构内装有伸缩油缸，臂的每个外节段内装有滑块支座，因此起重机的变幅可通过液压缸实现。为了减轻吊臂自重，充分发挥钢材的作用，吊臂的不同部位采用不同强度的钢材。回转机构设计回转机构由回转支承装置和回转驱动装置组成。即一对脂润滑的回转支承装置、蜗轮旋杆减速机和液压马达。这种结构自重轻、受力合理、运行平稳，可以使机构在水平面内运输货物。[关键词]:随车起重机;起升机构;起重臂;回转机构;回转支承Abstract-2-6.3TruckMountedCrane(abbreviationTMC)belongstoboom-Crane.Itcombinestheadvantages.Soitcangreatlydecreaselaborintensity,increaseworkingIuseflexibleboominTMCforthefirsttimeandhaveaoptimizationdesign.Thisproducthasfeaturesofcompactstructure,easyoperation.Itissuitableforwideuseintraffictransportantion,dockwarehouseandallsmall-sizedindustriesforgoodsloadingloadingandunloadingandlongdistancetransportation.Itsmaincontentincludesthefollowingaspects:ThedesignforwinchmechanismThewinchmechanismconsistsofhydraulicmotor,reducer,ratchetwheelstopandwinchdrum.Reducerlowersthespeedofhydraulicmotorfordrivingthewinchdrumtowindorunwindtheloadhoistingwirerope.Whenworking,themotordrivesreducerandbringalongwinchdrumrotation,thenthewireropeiswoundorunwound,theloadwillbeliftorloweredthroughpulleyblocksystem.Liftingorloweringoftheloadwillbecontrolledbytherotationdirectionofthemotor.Ratchetwheelstopisusedtostopthemotionofthedrum,holdingtheloadintheair.ThedesignofboomTheboomadoptsflexibletypeandbox-shapedstructure.Cylinderbodiesarefittedontheboom.Thereareslidesupportsatoutsidesofeverysectionofbooms.TheworkingrangeofTMCcanoutsidesofeveryarefittedontheboom.Thereareslidesupportsatoutsidesofeverysectionofbooms.TheworkingrangeofTMCcanberealizedbytheextensionorretractionofcylinderbody.Itusesdifferentsteelproductsindifferentpositionsfordecrcasingboom’sweightandfullydevelopingsteelproducts’function.ThedesignofswingmechanismSwingmechanismcontainsswingbearingandswingdriver,thesameis,no-oillubricatedbearings,worm-and-wheelsteeringgearandgydraulicmotor.Thisstructurehastheadvantagesoflightweight,reliableforceonitandsmoothaction.Itcanmaketheloadtransportedinthehorizontalplane.KeywordsTruckMountedCrane；winchmechanism；Boom；swingmechanism；Swingbearing目录-3-1起升机构的设计……………………………………………………………11.1起升机构的基本参数计算…………………………………………11.1.1传动方案……………………………………………………11.1.2基本参数的计算……………………………………………11.2钢丝绳的设计与选用……………………………………………31.3滑轮及滑轮组设计………………………………………………41.3.1选材与材料…………………………………………………41.3.2滑轮直径D…………………………………………………51.3.3绳最大偏角…………………………………………………51.3.4滑轮轴设计…………………………………………………51.3.5滑轮轴承的设计与校核……………………………………61.4吊钩的设计与选用………………………………………………61.4.1选材…………………………………………………………61.4.2构造…………………………………………………………61.4.3吊钩挂架……………………………………………………61.4.4横梁…………………………………………………………61.5卷筒设计…………………………………………………………71.5.1名义直径……………………………………………………71.5.2卷筒的长度…………………………………………………71.5.3卷筒厚度……………………………………………………81.5.4卷筒强度校核………………………………………………81.6减速器设计………………………………………………………81.6.1总传动比及其分配…………………………………………81.6.2传动装置的运动参数计算…………………………………81.6.3齿轮设计……………………………………………………91.6.4棘轮设计……………………………………………………151.6.5轴的设计……………………………………………………162起重臂的设计………………………………………………………………25-4-2.1三铰点设计…………………………………………………………252.2起重臂设计…………………………………………………………262.2.1起重臂基本参数计算与选用………………………………262.2.2起重臂的形状及主要计算参数……………………………273回转机构的设计……………………………………………………………323.1回转支承的选用……………………………………………………323.1.1简介…………………………………………………………323.1.2载荷计算……………………………………………………323.1.3阻力矩计算…………………………………………………333.1.4校核…………………………………………………………343.1.5回转减速机输出扭矩………………………………………343.2回转减速器的选用…………………………………………………353.3支腿反力的计算……………………………………………………36参考文献………………………………………………………………………37设计总结………………………………………………………………………38致谢……………………………………………………………………………391起升机机构设计-5-1.1起升机构的基本参数计算1.1.1传动方案起升机构是起升货物并使它产生升降运动的机构，它是起重机中最主要和最基本的机构。本设计采用液压起升机构，简图如下所示：1.高速油马达2.一级闭式齿轮传动3.棘轮停止器4.输出小齿轮5.开式大齿轮6.卷筒7.钢丝绳8.吊钩油马达经过减速后，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。1.1.2基本参数的计算(1)起升速度，由已知得(2)钢丝绳速度：V绳＝V升×ɑa：滑轮组倍率，a=6V绳＝12×6=72m/min(3)钢丝绳速度（按缠绕时第三层计算）：n卷＝V绳／[（D+4+d）×π]=4016010723=114.6r/minD：卷筒直径d：钢丝绳直径(4)初步选定减速比为i＝26.18，则马达转速n马＝n卷×i＝26.18×114.6=3000r/min2357786611-6-(5)卷筒扭矩（按最大计算）M卷＝S×[D＋9×d]／[2×η卷]S：钢丝绳单绳拉力,取标准值11052.6Nη卷：卷筒的效率，0.98M卷＝11052.6×[(160+6×10)×10-3]／2×0.98=1410Nm(6)马达扭矩：M马=M卷／(i×η)η=η卷×η轴承3×η开齿×η闭齿η卷：卷筒效率,0.98η轴承：轴承传动效率,0.99η开齿：开式齿轮传动效率0.94η闭齿：闭式齿轮传动效率0.99η=0.98×0.993×0.94×0.99=0.89M马=89.0260181410=60.5Nm由马达转速、扭矩选用马达M-MFB20-US排量：qm=21.10ml/r转速100r/min~3200r/min最大输出扭矩64N/min(7)由马达转速，得出油泵的容量：Q=mmqn马n马：马达转速已知为3000r/minqm：马达排量,qm=21.10ml/rη马容：马达容积效率,0.96Q=96.010.213000=65937.5ml/min(8)重物提升功率N重=V升×Q起=12×6300×6.8／60=12.348kw(9)油泵驱动功率N泵=N重／ηη=η卷×η轮组×η减×η马总×η泵总η卷：卷筒效率,0.98η轮组：滑轮组效率,0.95-7-η轮：导向轮效率,0.96η减：减速机效率,0.94η马总：马达总效率,0.87η泵总：油泵总效率,0.8则：η=0.98×0.95×0.96×0.94×0.87×0.8=0.585N泵=12.3480.585=21.12kw(10)发动机转速,标准值n发=2600r/min(11)泵的排量qm=容发nQ=93.026005.65937=23.63ml/rQ：油泵容量=65937.5ml/minη容：容积效率=0.93qm=65937.52600×0.93由泵的排量、驱动功率选用：泵CB-B-32排量qm=32ml/r1.2钢丝绳的设计与选用钢丝绳受力复杂，内部应力难以计算。设计规范规定，可按钢丝绳在工作状态下的最大静拉力计算，其公式为：d=cad：钢丝绳最小直径mmc：选择系数。它的取值与机构工作级别和钢丝绳抗拉强度有关c=bwkn