1、 毕 业 设 计（说明书） 2015 届 题 目 多自由度起重机设计 专 业 机械设计制造及其自动化 学生姓名 姜 振 学 号 2011283512 指导教师 王金鹤 论文字数 15107 完成日期 2015年 1月 湖州师范学院求真学院教务部印制 I 原 创 性 声 明 本人郑重声明：本人所呈 交的毕业论文，是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。毕业论文中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。除文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 本声明的法律责任
2、由本人承担。 论文作者签名： 日 期： II 关于毕业论文使用授权的声明 本人在指导老师指导下所完成的论文及相关的资料（包括图纸、试验记录、 原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等），知识产权归属湖州师范学院 求真学院 。本人完全了解湖州师范学院 求真学院 有关保存、使用毕业论文的规定，同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的 纸质版 和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权湖州师范学院 求真学院 可以将本毕业论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存和汇编本毕业论文。如果发表相关成果，一定征得指导教师同意，且第一署名单位为湖州师范学院 求真学院 。本人离校
3、后使用毕业论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为湖州 师范学院 求真学院 。 论文作者签名： 日 期： 指导老师签名： 日 期： III 多自由度起重机设计 摘要： 多自由度 起重机是 一种能够让企业提高机械化、自动化 ， 增加劳动率，减轻工人体力劳动的一种设备 。 多自由度起重机在 工厂，矿山，车站，码头，仓库，水电站和建筑工地等 地方都拥有着多样的应用 。 慢慢地提高机械化和自动化程度 ，在生产 的时候 ， 原来用于辅助的设备，如今却是在加工生产中 成为了至关重要的一部分 。此次设计的多自由度起重机是为了使原有的桥式起重机的基础之上能够在更便捷的移动。 关键词： 起重
4、机，多自由度 IV Multi-DOF crane design Abstract: The crane is to achieve the production process of mechanization and automation, improve labor productivity, reduce an important tool for heavy manual labor and equipment. It is in factories, mines, railway stations, docks, warehouses, hydropower and constru
5、ction sites, etc., have a wide range of applications. With mechanization and automation of the continuous improvement in the production process, the original auxiliary equipment as lifting machinery, and some have become indispensable in continuous production processes specialized process equipment.
6、 The multi-DOF crane design is to make the foundation of the original bridge crane above can be more convenient to move. Keywords: crane, multi-degree of freedom V 目 录 第 1 章 绪论 . 错误 !未定义书签。 1.1 选题意义 . 错误 !未定义书签。 1.2 本课题的研究目的 . 2 1.3 多自由度起重机的研究现状 . 错误 !未定义书签。 第 2 章 设计方案 . 错误 !未定义书签。 2.1 起重机的介绍 . 错误 !
7、未定义书签。 2.2 起重机设计的总体方案 . 4 2.2.1主梁的设计 . 4 2.2.2 小车 的设计 . 4 2.2.3 端 梁的设计 . 4 2.2.4 桥架 的设计 . 5 第 3 章 大车运行机构的设计 . 6 3.1 设计的基本原则和要求 . 6 3.1.1机构传动方案 . 6 3.1.2 大车运行机构具体布置的主要问题 . 6 3.2 大车运行机构的计算 . 6 3.2.1确定机构的传动方案 . 6 3.2.2 选择车轮与轨道，并验算其强度 . 7 3.2.3 运行阻力计算 . 错误 !未定义书签。 3.2.4 选择电动机 . 错误 !未定义书签。 3.2.5 验算电动机的发热
8、功率条件 . 错误 !未定义书签。 3.2.6 减速器的选择 .10 3.2.7 验算运行速度和实际所需功率 .10 3.2.8 验算起动时间 .10 3.2.9 起动工况下校核减速器功率 . 11 3.2.10 验算启动不打滑条件 .12 3.2.11 选择制动器 .13 3.2.12 选择联轴器 .14 3.2.13 浮动轴的验算 .14 3.2.14 缓冲器的选择 .15 第 4 章 端梁的设计 .17 4.1 端梁的尺寸的确定 .17 4.1.1 端梁的截面尺寸 .17 4.1.2 端梁总体的尺寸 .17 4.2 端梁的计算 . 错误 !未定义书签。 4.3 主要焊缝的计算 .20 4
9、.3.1 端梁端部上翼缘焊缝 .20 4.3.2 下盖板翼缘焊缝的剪应力验算 .21 第 5 章 端梁接头的设计 .22 VI 5.1 端梁接头的确定及计算 .22 5.1.1 腹板和下盖板螺栓受力计算 .22 5.1.2 上盖板和腹板角钢的连接焊缝受力计算 . 错误 !未定义书签。 5.2 计算螺栓和焊缝的强度 . 错误 !未定义书签。 5.2.1 螺栓的强度校核 . 错误 !未定义书签。 5.2.2 焊缝的强度校核 . 错误 !未定义书签。 第 6 章 桥架结构的设计 . 错误 !未定义书签。 6.1 桥架的结构形式 . 错误 !未定义书签。 6.1.1箱形双梁桥架的构成 .26 6.1.
10、2 箱形双梁桥架的选材 .26 6.2 桥架结构的设计计算 .26 6.2.1主要尺寸的确定 .26 6.2.2 主梁的计算 .28 第 7 章 焊接工艺设计 . 错误 !未定义书签。 第 8 章 结论 .35 致谢 .36 参考文献 . 错误 !未定义书签。 附录 图纸列表 .38湖州师范学院求真学院本科毕业论文 1 第一章 绪 论 1.1 选题意义 起重机 是一种有着进行 起 升 、 搬运 、 装载 和 装配东西的 作用 的机械 类 设备， 所以 能够做一些人不能够 实现的 工作 ， 成功 地 减少了人们的 工作量 ， 增加工作 效 率，在工厂、矿山、港口、建筑 行业 等很多不同的地方都能
11、取得应用 ， 一天天扩大的规模 ， 尤其 是 为了 提高专业水平，实现现代化 ， 很多种用 于不同方面的起重机问世 ， 在很多地方 ， 它不单单是用于一些小地方 ， 还成为了生产上的主要的大声地作用生产机械工具 ， 起重机的改变进步成功地提高了国家的经济水平 。 起重 机 是 抬升 、运输 的机械 类 工具。起重 机能够提高此类生产的机械效率，减少加工生产时间，降低生产成本，有着很大的好处 1。 在 关于 高层 房屋 、冶金、华工 和 电站等建设 工程 中， 在吊动和搬运方面的工作量也越来越大 ， 在这之中还有很多东西的重量过大无法用人力来完成 。 为此我们需要选择一些不同的起重机来完成我们需
12、要完成的工作 。 在 路线 ，桥梁和水利电力等 设施的建设过程中 ， 能够用 到它 的地方就更多了。不管是用于 不同装置 的装备拆卸 ，厂房 组分 的掉装 ， 装配一些电力设备 ， 吊动运载并且浇灌 混凝土 和模型 ， 挖掉一些废弃材料和其他的有关于次行业的废料 等， 都必须要用到起重机 。 特别 是 在水利水电的一些 工程 上 ，不 仅仅 工程的规模 很大 ， 还由于 地形 的特别 ，施工 对于环境气候的要求 很 高 、工程 又因为规模而造成的种种麻烦 ，有利用到 吊装搬运的 起重 设备、建筑材料 的用量很大而且种类繁多 ， 所以有用到起重机的地方就更多了 。 11 对于各式各样的起重设备
13、， 桥式 起重机 是 生产的数量最多的 ， 而且还是 对于产品使用的材料是最多的 。 因为这种起 重机都是在高空作业，能够在产房内进行各种吊装，搬运货物，所以能都取得很广泛的应用 。 图 1-1 是典型的双梁 桥式 起重机 。 图 1-1 双梁 桥式 起重机 湖州师范学院求真学院本科毕业论文 2 1.2 本课题的研究目的 （ 1） 熟知 多自由度起重机 的 构造 和工作原理 （ 2） 明白 多自由度起重机 的设计方案 （ 3） 把学到的东西用到实际的使用中，让自己有能力操作 （ 4） 知道起重机行业 的 改变 历程 ， 为了之后的发展做准备 1.3 多自由度起重机 的研究现状 现在欧洲美国日本
14、在 起重设备的技术上 处于领先地位 。工程起重机 最早是在欧洲 被发明出来的 ，轮式起重机 是各种起重机中 有着最高水平的 。 他们的生产出来的东西在技术，性能，安全等各个方面都是值得让人们称道的，消费者对他们的东西也是很满意 。 美国 的起重机技术是没有欧洲先进的 。 最近几年 用各种商业竞争的方法 ， 让美国人在起重这一方面的进步很大 。 现在 轮胎起重机、履带式起重机、全路面起重机和汽车起重机 是美国的主要生产对象 。 马尼德维克 公司 是生产大户 ， 这个公司的主要的优点是他们的产品质量好，使用的技术水平也很不错 ， 他们的信誉也让人们觉得他的东西很好，汽车底盘和全路面这 2 个技术更
15、是他们主要的发展对象 ， 有着这 2 个领先的技术使得他们能够在这个方面领先于欧洲的一样同类的企业， 美洲地区和亚太地区 也是他们能够卖产品出去的最大的地方。 日本的经济发展是在二战失败之后才不断发展出来的一个全球第二的经济大国，他们的最主要的就是轮式起重机。虽然他们的发展的时间很晚，但是提升的速度确实很快，成为了他们的主要生产对象， 另外 ， 日本方面还通过了收购等手段去提升他们企业的水平 。 他们的一些主要的企业生产的设备有越野轮胎起重机，汽车起重机和全路面起重机， 产品 优点 是技术水平和性能 都还不错 ， 但是过于脆弱，没有欧美的那么牢靠 。 伴随着 我国日益发展的经济实力和日益增强的
16、国际水平，在各种各样的技术上面也有着巨大的发展，在起重设备方面，我们也不断地去创新和学习其他先进水平国家的技术，让我们自己国家能够生产的东西不断向世界一流水平靠近，也能够设计出一些具有我们独具特色的东西，在规模和生产质量方面，一直是我国创新改革的重要方向，在提高技术水平的同时，也要使得消耗的成本降低，尽可能地用最少的资源获得最大的利益。为此在起重机行业上，我们有了长足的发展和进步，在提高生存率的同时也符合了我国经济发展的大方针。促进了社会主义事业的发展。 11 起重机在冶 金工作行业有着重大的作用 ，他的出现对于这个行业的安全，效率各个方面都有了很大的提升，原来一些需要人工去完成的事情都能够靠
17、着机械去完成，让工人的人身安全都有了很大的保证。同时我国的东西在技术水平上也有着一定的提高，最初的时候是 70 年代的时候我国的技术水平都是从苏联传过来的技术， 使用的也是仿照这前苏联的起重设备。是在改革开放之后，我们学习了国外的一些先进水平才改良了我们现有的起重设备，在让我们在冶金业有了巨大的变化。 11 现在冶金起重业的发展的方向就是不断地提高起重机所能够提升的物品的重量，这是冶金起重机最大的用途 ， 用机械的力量代替人力从而达到高效率的结果，使较短的时间内能够完成更多的工作量。随着社会的不断地发展，原有的一些小提升已经无法满足日益变化的现代社会，在提高冶金行业的生产量的同时，我们也需要提
18、升产品的质量，做到真正的又多又好，这才是现代社会所需要的，这才能 顺应社会的发展，因此社会促进了本行业的发展进步 ， 大型 转炉、连铸、连轧 这一些技术的出现改进 ，因此造成了在这一方面上冶金起重机行业所需要达到的要求和条件就更多了，这就表现在了起重机要提高起重的重量和起重的速度从而来适应这些新出现的技术。对此，我们也有了 一些系统的统计计算， 在这些里面，起重机的钩子的承受重量和它起升的速度也有了不断地提高和变化 。 早在 70 80 年代 我国的 起升、运行机构 就开始使用 调速系统 ， 其中交流调速是使用最为广泛的一种，湖州师范学院求真学院本科毕业论文 3 对此国内外各大厂商也在这个方面
19、不断研究创新使这一技术能够在起重行业取得一份大的份额 。调速范围 根据不同的调速方法也有 着不同 的变化 。现 在 定子调压和变频调速 这 2 个系统是使用率最高的 2 种 ， 定子调压 被用在起重提 升这一方面最为广泛 ， 而变频调速则是在物件的水平运载方面市场使用的比率很高 。机构 使用了调速系统之后就有了这一些优点 ： a)机构在启动的时候能够保存稳定运行，对此是起重行业的一个大突破，能够使运载物件的时候不会造成对物件的损坏，特别对铸造起重机有着很大的好处 b)物块的损伤 得到了有效的遏制 ； c)能够精确定位需要操作的物件 ； d)降低了 对 金属部件 和传动 设备 的 碰撞 产生的损坏 ， 极大地 增加 了产品的 能够用的时间 ； e)能够使一线工人 在工作的时候周边的条件 没有那么得恶劣 ； f)降低 起动对电网的冲击。 使用调速系统后也带来如下问题： a)起重机的造价提高； b)对 于修理设备的人员来说，这样对于他们的技术水平的要求就更加高了，他 们需要学习的东西就更多了，同时在接触他们不熟悉的东西的时候他们就不能够更加轻松快捷，对于他们自身的安危来说就更加的严重
