1、 - 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
2、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 - 6.3Truck Mounted Crane (abbreviation
3、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 tr
4、ansportantion,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
5、 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
6、. 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
7、 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
8、 steel products in different positions for decrcasing booms 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 stru
9、cture 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 录 - 3 - 1 起升机构的设计 1 1.1 起升机构的基本参数计算 1 1.1.1 传动方案 1 1.1.2 基本参数的计算 1 1.2 钢丝
10、绳的设计与选用 3 1.3 滑轮及滑轮组设计 4 1.3.1 选材与材料 4 1.3.2 滑轮直径 D 5 1.3.3 绳最大偏角 5 1.3.4 滑轮轴设计 5 1.3.5 滑轮轴承的设计与校核 6 1.4 吊钩的设计与选用 6 1.4.1 选材 6 1.4.2 构造 6 1.4.3 吊钩挂架 6 1.4.4 横梁 6 1.5 卷筒设计 7 1.5.1 名义直径 7 1.5.2 卷筒的长度 7 1.5.3 卷筒厚度 8 1.5.4 卷筒强度校核 8 1.6 减速器设计 8 1.6.1 总传动比及其分配 8 1.6.2 传动装置的运动参数计算 8 1.6.3 齿轮设计 9 1.6.4 棘轮设计
11、 15 1.6.5 轴的设计 16 2 起重臂的设计 25 - 4 - 2.1 三铰点设计 25 2.2 起重臂设计 26 2.2.1 起重臂基本参数计算与选用 26 2.2.2 起重臂的形状及主要计算参数 27 3 回转机构的设计 32 3.1 回转支承的选用 32 3.1.1 简介 32 3.1.2 载荷计算 32 3.1.3 阻力矩计算 33 3.1.4 校核 34 3.1.5 回转减速机输出扭矩 34 3.2 回转减速器的选用 35 3.3 支腿反力的计算 36 参考文献 37 设计总结 38 致谢 39 1 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
12、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 a：滑轮组倍率 ， a=6 V 绳 12 6=72m/min (3)钢丝绳速
13、度（按缠绕时第三层计算）： n 卷 V 绳 （ D+4+d） = 40160 10723 =114.6r/min D： 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/min 2 3 5 7 7 86 6 11 - 6 - (5)卷筒扭矩（按最大计算） M 卷 S D 9 d 2 卷 S：钢丝绳单绳拉力 ,取标准值 11052.6N 卷 ：卷筒的效率 ， 0.98 M 卷 11052.6 (160+6 10) 10-3 2 0.98=1410Nm (6)马达扭矩： M 马 =M 卷 (i ) = 卷 轴承
14、3 开齿 闭齿 卷 ：卷筒效率 , 0.98 轴承 ：轴承传动效率 , 0.99 开齿 ：开式齿轮传动效率 0.94 闭齿 ：闭式齿轮传动效率 0.99 =0.98 0.993 0.94 0.99=0.89 M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/min3200r/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/min qm ：马达排量 , qm=21.10ml/r 马容 ：马达容积效率 ,0.96
15、 Q= 96.0 10.213000 =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 = 卷 轮组 减 马总 泵总 卷 ：卷筒效率 ,0.98 轮组 ：滑轮组效率 ,0.95 - 7 - 轮 ：导向轮效率 ,0.96 减 ： 减速机效率 ,0.94 马总 ：马达总效率 ,0.87 泵总 ：油泵总效率 ,0.8 则： =0.98 0.95 0.96 0.94 0.87 0.8=0.585 N 泵 = 12.3480.585 =21.12kw (10)发动机转速 ,标准值 n 发 =
16、2600r/min (11)泵的排量 qm =容发 nQ = 93.02600 5.65937 =23.63ml/r Q：油泵容量 =65937.5ml/min 容 ：容积效率 =0.93 qm = 65937.526000.93 由泵的排量、驱动功率选用： 泵 CB-B-32 排量 qm=32ml/r 1.2 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 = c a d：钢丝绳最小直径 mm c：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 4 n：安全系数 由工作级别（ M4）选取 n=4
17、.5 k：钢丝绳绕制折减系数，一般取 k=0.82 b：钢丝绳的抗拉强度 b=1850N/mm2 w：钢丝绳充满系数，为绳断面积与毛面积之比 ,计算得 w=0.46 c = 46.01 8 5 082.0 5.44 =0.0906 s = Q s：最大单绳拉力 （ N） - 8 - Q：起升重量 63000N a：滑轮组倍率 a = 6 ：滑轮组效率 95.0 Ns 6.1 1 0 5 295.066 3 0 0 0 d=0.0906 6.11052 9.53 取 d=10mm 查标准圆整选取：钢丝绳 6 9370-10-1850-特 -光 -右交 GB1102-74 钢丝绳在使用时需要与其他
18、承载零件连接以传递载荷。 本设计采用楔形套筒法，查取选用： 楔 10#GB5973-86 HT200 楔套 10#GB5973-86 ZG200 楔形接头 10#GB5973-86 ZG270-500 1.3 滑轮及滑轮组设计 1.3.1 选型与材料 采用 HT150，工艺性好，易于加工、价廉，对钢丝绳寿命有利。采用单联滑轮组，它结合导向滑轮使用，倍率为 6，这样可以用较小的拉力吊起较重的物品。如图所示单联滑轮组展开的情况。考虑到滑轮组的效率： S=zaQ S：单绳拉力 a：滑轮组倍率 6 z ：滑轮组的效率 z =)1(1 aa =0.95 ：采用滚动轴承时为 0.98 z =)98.01(
19、6 98.016S= 6300060.95 =11052.6N 1.3.2 滑轮直径 D 为了提高绳的寿命，必须降低绳经过滑轮时的弯曲应力的挤压应力，因此滑轮直径不有过不小。 - 9 - D （ h 1） d d：钢丝绳直径 ,d=10mm h：与机构工作级别和钢丝绳有关的系数 取 18 D （ 18 1） 10=170mm 采用绳槽断面 5.5 2ZBJ80006.1-87 1.3.3 绳最大偏角 0 钢丝绳进出滑轮绳槽的偏斜角不能过大，否则会增加钢丝绳阻力，加快钢丝绳和滑轮的磨损，严重时，还可能使钢丝 绳跳槽。因此一般情况下 0=4 6 。本设计取绳槽两侧面夹角 2 =35 45 取 0=
20、5 ； 2 = 45 平衡滑轮直径 Dp=170mm 1.3.4 滑轮轴设计 采用 45 钢，滑轮组工作时只承受弯矩，是心轴。 RA= 2S1162S74+2S32148 = 211052.6(116+74+32)148 =33158N RB=6 S RA=33158N MC=RA 74 2 S 42=1525Nm 对固定心轴，载荷无变化时 = 0 =95N/mm2 d=21.68 M3 d=21.68 9515253 55mm 1.3.5 滑轮轴承的设计与校核 各轴承受力相同均匀为 2S=22105.2N，选用轴承圆柱滚子 32511E，校核： Lh=滑轮n60106 310 pf Cf t
21、 rp = 31062 2 1 0 05.1 9 3 5 0 01726010 =7339h 合格 1.4 吊钩的设计与选用 - 10 - 1.4.1 选材 吊钩的断裂可能 导致重大的人身及设备事故，因此吊钩的材料要求没有突然断裂的危险，从减轻吊钩重量出发，要求吊钩的材料具有足够的强度。本吊钩采用DG20Mn。 1.4.2 构造 采用锻造的单钩，制造与使用方便，梯形断面，受力情况合理。选取钩号LYD6-MGB10051.5 强度等级 M6 1.4.3 吊钩挂架 采用长型号钩组，吊钩支承在单独的滑轮轴上。为了便于工作，吊钩应能绕垂直轴线和水平轴线旋律，为此吊钩螺母与横梁之间采用止推轴承，吊钩尾部
22、的螺母压在其上。吊钩横梁的轴端与定轴挡板相配处形成环形槽，容许横梁转动。推力球轴承选：GB301-84.8310 校核： C0=S0 P0 C0a S0：安全系数 ,为 2 P0：对 a=90的推力轴承 P0a=Fa=63000N C0=2 6300=126KN Coa合格 1.4.4 横梁 只受弯矩，不受转矩的心轴，采用 45 钢 Ra = 263000 =31500N Mc=Ra l2 =31500 1482 =23310Nm W= 43 132 aD a 为 ： dD = 50120 =0.4167 W= 321203 (1 0.41674)=164533 = MW = 2331000164533 =14.2N/mm h=30mm bmin h s4 3= 30354 630003 =45mm 取 bmin =50mm
