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大學(xué) 屆畢業(yè)設(shè)計說明書0畢業(yè)設(shè)計說明書大學(xué) 屆畢業(yè)設(shè)計說明書1某型號起重機滑輪組設(shè)計摘要在起重機滑輪組的設(shè)計當(dāng)中,既要了解滑輪的性能與作用,還有就是滑輪組的分類,其中又分為鑄造滑輪,E 型滑輪,和雙副板壓制滑輪。而本課題要研究的就是鑄造 E 型滑輪，完成它的滑輪組設(shè)計，滑輪組是由若干個定滑輪和動滑輪匹配而成，可以達到既省力又改變力作用方向的目的。使用中，省力多少和繩子的繞法，決定于滑輪組的使用效果。動滑輪被兩根繩子承擔(dān)，即每根繩承擔(dān)物體和動滑輪?；営袃煞N：定滑輪和動滑輪 ，組合成為滑輪組，它既可以省力又可以改變力的方向。 滑輪組的用途：為了既節(jié)省又能改變動力的方向，可以把定滑輪和動滑輪組合成滑輪組。省力的大小使用滑輪組時，滑輪組用幾段繩吊著物體，提起物體所用的力就是物重的幾分之一。 滑輪組的特點：用滑輪組做實驗，很容易看出，使用滑輪組雖然省了力，但是費了距離——動力移動的距離大于貨物升高的距離。滑輪需要通過計算得出鋼絲繩直徑尺寸，在確定各零部件尺寸。鑄造 E 型滑輪零部件包括：滑輪體、隔環(huán)、漲圈、隔套 AT、隔套 BT、還有深溝圓柱軸承。起重機用鑄造 E 型滑輪的設(shè)計，需要將其的零部件逐一用 solidworks 軟件進行三維建模，然后進行裝配，在通過 solidworks 生成工程圖，以此來了解滑輪組的組成。關(guān)鍵詞：定滑輪；動滑輪；鋼絲繩；滑輪組大學(xué) 屆畢業(yè)設(shè)計說明書2大學(xué) 屆畢業(yè)設(shè)計說明書3AbstractThe design of the crane pulley which, it is necessary to understand the performance and role of pulley, there is the classification of pulley blocks, which are divided into casting pulley, E-type pulleys, and two deputy board pressed pulley.The study of this project is to cast E-type pulley, pulley block to complete its design, pulley blocks is determined by the number of matching pulley and movable pulley is made to achieve both effort and the purpose of changing the direction of force. Use, how much effort and the rope around the law, the decision result in the use of pulley blocks. Commitment by two ropes fixed pulley, the objects and take action every rope pulley. There are two wheels: fixed pulley and movable pulley, the combination of a pulley, it can either effort and can change the direction of the force.The use of pulley blocks: In order to save power and can change direction, can be combined into a pulley and movable pulley block. Effort of the size of the use of a block group, block and tackle hanging rope with a few paragraphs objects, objects used in the lift force is a fraction of the weight.Pulley pulley to experiment with features, it is easy to see that although the use of a block save power, but the costs of distance - the distance traveled is greater than power increases the distance the goods.E-type pulley casting components include: pulley body, every ring, rose ring, sleeve AT, every set of BT, there are deep groove cylindrical bearings.E-type crane pulley by casting the design, you need to use solidworks parts one by one three-dimensional modeling software, and then assembled, generated through the solidworks drawings, in order to understand the composition of block and tackle.Key words: fixed pulley； movable pulley； rope ；pulleys大學(xué) 屆畢業(yè)設(shè)計說明書0目 錄1 緒論 11.1 國內(nèi)外起重機的特征 11.2 課題介紹 21.2.1 起重機的分類 21.2.2 本課題研究的背景及內(nèi)容 21.2.3 課題的主要任務(wù) 21.3 滑輪組的方案 32 滑輪和滑輪組的介紹 52.1 通用滑輪的分類 52.1.1 定滑輪 52.1.2 動滑輪 62.1.3 滑輪組 62.2 起重機滑輪組的分類 72.3 滑輪和滑輪組的工作原理及應(yīng)用條件 82.3.1 滑輪和滑輪組的工作原理 82.3.2 滑輪和滑輪組的工作條件 82.4 起重機滑輪的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 83 選擇鋼絲繩以及滑輪主要尺寸的確定 93.1 鋼絲繩的選擇條件 93.2 鋼絲繩的選用 .123.2.1 確定系數(shù) C123.2.2 鋼絲繩允許偏角 .133.3 滑輪主要尺寸的確定 .134 Solid Works 的介紹及建模部分 .164.1 Solid Works 的介紹 .164.2 三維設(shè)計的特點 .184.3 三維零件圖的建立 .195 滑輪組裝配方法 .23大學(xué) 屆畢業(yè)設(shè)計說明書15.1 基于特征的建模設(shè)計 .235.2 完成裝配圖 .256 工程圖 .256.1 插入工程視圖 .256.2 插入尺寸及注解 .266.3 注解 .266.4 生成工程圖 .26全 文 總 結(jié) 28參 考 文 獻 29致 謝.31大學(xué) 屆畢業(yè)設(shè)計說明書01 緒論近年來,隨著世界銷售市場對起重機械需求量的不斷增加,國外各種起重機制造企業(yè)在生產(chǎn)中不斷的采用優(yōu)化設(shè)計機械自動化和自動化設(shè)備以提高勞動生產(chǎn)率。有關(guān)資料表明,美國、德國、日本等一些起重機公司都廣泛應(yīng)用,徹底拋棄了傳統(tǒng)的圖板,并且還與計算機輔助工藝規(guī)劃砂和計算機輔助制造相銜接,做到了無圖紙生產(chǎn)。 [1]1.1 國內(nèi)外起重機的特征當(dāng)前,國外橋式起重機發(fā)展有四大特征：大型化和專用化：由于工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大,產(chǎn)品生產(chǎn)過程中物料裝卸!搬運費用所占比例逐漸增加,促使大型起重機的需求量不斷增長“同時起重量越來越大,工作速度越來越高,對能耗和可靠性提出更高的要求。目前世界上最大的橋式起重機起重量為工業(yè)生產(chǎn)方式和用戶需求的多樣性,使專用起重機的市場不斷擴大,品種也不斷更新,以特有的功能滿足特殊的需要,發(fā)揮出最佳的效用。德國德馬格公司研制出一種飛機維修保養(yǎng)的專用起重機,在國際市場打開了銷路。自動化和智能化：將機械技術(shù)和電子技術(shù)相結(jié)合,將先進的計算機、微電子、電力電子、模糊控制等技術(shù)應(yīng)用到機械的驅(qū)動和控制系統(tǒng),實現(xiàn)起重機的自動化和智能化。大型高效起重機新一代電氣控制裝置己發(fā)展為全電子數(shù)字化控制系統(tǒng)。例如德國采用激光裝置查找起吊物的重心位置,在取物裝置上裝有超聲波傳感器引導(dǎo)取物裝置自動抓取貨物。此外,變頻調(diào)速在國外起重機上應(yīng)用,例如ABB 公司、日本富士、、奧地利伊林公司等.。該調(diào)速方案具有高調(diào)速比,甚至可達到無級調(diào)速,并有節(jié)能等優(yōu)點“成套化和系統(tǒng)化：為提高生產(chǎn)率,降低生產(chǎn)成本,國外一些大廠把起重運輸機械有機的結(jié)合在一起,構(gòu)成先進的機械化運輸系統(tǒng)。例如,日本東芝洪川崎工廠用全自動橋式起重機組成的物料輸送系統(tǒng)來搬運柔性加工線上的夾具和工件,為機床運送毛坯或?qū)⒓庸ず玫牧慵偷较乱还ば蚧騻}庫,使車間得到充分利用。模塊化和組合化：將起重機中功能基本相同的零件!部件制成有多種用途,有相同聯(lián)接要素和可互換的標準模塊,通過不同模塊的相互組合,形成不同類型和規(guī)格的起重機。設(shè)計新型起重機,只需選用不同模塊重新組合,使單件小批量生產(chǎn)的起重機改換成具有相當(dāng)批量的模塊生產(chǎn),改善了整機性能,降低了制造成本,充分滿足大學(xué) 屆畢業(yè)設(shè)計說明書1用戶需求。目前,德國、英國、法國、美國和日本的著名起重機公司都已采用起重機模塊化設(shè)計,并取得了顯著的效益。德國德馬格公司的標準起重機系列改用模塊化設(shè)計后,比單件設(shè)計的設(shè)計費用下降,生產(chǎn)成本下降。 [2]1.2 課題介紹1.2.1 起重機的分類起重機是一種能在一定范圍內(nèi)垂直起升和水平移動物品的機械，動作間歇性和作業(yè)循環(huán)性是起重機的工作特點 [4][5]。根據(jù)起重機的主要用途和構(gòu)造特征進行如下分類：（1）按主要用途分通用起重機、建筑起重機、冶金起重機、鐵路起重機、港口起重機、造船起重機、甲板起重機等；（2）按結(jié)構(gòu)特征分橋門式類型起重機和臂架式類型起重機；旋轉(zhuǎn)式起重機和非旋轉(zhuǎn)式起重機；固定式起重機和運行式起重機。運行式起重機又分軌行式（在固定的鋼軌上運行）和無軌式（無固定軌道，由輪胎或履帶支承運行）起重機滑輪用以支撐鋼絲繩，并能改變鋼絲繩的走向，平衡鋼絲繩分支的拉力，組成滑輪組，達到省力或加速的目的。 [3]1.2.2 本課題研究的背景及內(nèi)容隨著社會化大生產(chǎn)日益加劇，工業(yè)生產(chǎn)中物料搬運量趨大化，導(dǎo)致起重機的額定起重量也要不斷加大。伴隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，加之起重機設(shè)計理論的迅速發(fā)展和材料、制造工藝、控制技術(shù)的發(fā)展，大型化生產(chǎn)必定是起重機制造的發(fā)展趨勢之一。 [4]1.2.3 課題的主要任務(wù)本 課 題 所 要 研 究 的 起 重 機 滑 輪 組 是 起 升 機 構(gòu) 的 一 部 分 。 起 升 機 構(gòu) 是 起 重機 最 主 要 的 機 構(gòu) ， 由 原 動 機 、 卷 筒 、 鋼 絲 繩 、 滑 輪 組 和 吊 鉤 組 成 。 原 動 機 的旋 轉(zhuǎn) 運 動 ， 通 過 卷 筒 —鋼 絲 繩 —滑 輪 組 機 構(gòu) 變 為 吊 鉤 的 垂 直 上 下 直 線 運 動 。起 重 機 因 驅(qū) 動 形 式 的 不 同 ， 驅(qū) 動 卷 筒 的 原 動 機 可 為 電 動 機 、 液 壓 馬 達 ， 或 機械 傳 動 中 的 某 一 主 動 軸 。 當(dāng) 原 動 機 為 電 動 機 或 高 速 運 動 液 壓 馬 達 時 ， 應(yīng) 通 過減 速 器 改 變 原 動 機 的 轉(zhuǎn) 矩 和 轉(zhuǎn) 速 。 為 了 提 高 下 降 速 度 ， 起 升 機 構(gòu) 往 往 設(shè) 置 離合 器 ， 使 卷 筒 脫 開 原 動 機 動 力 在 重 物 自 重 作 用 下 反 向 旋 轉(zhuǎn) ， 讓 重 物 和 空 鉤 自由 下 降 。大學(xué) 屆畢業(yè)設(shè)計說明書2滑 輪 是 用 來 改 變 撓 性 件 （ 鋼 絲 繩 ） 運 動 方 向 并 平 衡 其 分 支 拉 力 的 承 載 零件 。 其 作 用 是 導(dǎo) 向 和 支 承 ， 以 改 變 鋼 絲 繩 的 走 向 ； 組 成 滑 輪 組 ， 達 到 省 力 或增 速 的 目 的 。 滑 輪 組 按 構(gòu) 造 形 式 可 分 為 單 聯(lián) 滑 輪 組 和 雙 聯(lián) 滑 輪 組 ； 按 工 作 原理 可 分 為 省 力 滑 輪 組 和 增 速 滑 輪 組 ； 按 滑 輪 組 的 頭 部 結(jié) 構(gòu) 可 分 吊 鉤 型 、 吊 環(huán)型 、 鏈 環(huán) 型 和 吊 梁 型 。如 圖 1.1 所 示 ， 滑 輪 是 由 滑 防 田 輪 緣 （ 包 括 繩 槽 ） 、 輪 輻 、 輪 轂 組 成 的 。輪 緣 是 承 載 鋼 絲 繩 的 主 要 部 位 ， 輪 福 將 輪 緣 與 轂 輪 連 接 ． 整 個 滑 輪 通 過 輪 轂安 裝 在 滑 輪 軸 上 。 滑 輪 的 合 理 結(jié) 構(gòu) 保 證 鋼 絲 繩 順 利 通 過 并 不 易 跳 槽 。 [5]圖 1.1 鑄造滑輪1.3 滑輪組的方案 [7]滑輪供鋼絲繩導(dǎo)向和平衡鋼絲繩的分支拉利用?；喌某叽绮淮髸r做成實體的或者鑄造的；尺寸較大時，由輪轂、肋板的輪輻和輪殼焊接而成。鑄造適合于成批的生產(chǎn)，而焊接的適合于單件的生產(chǎn)?，F(xiàn)代多應(yīng)用無切屑的壓制法制造滑輪，生產(chǎn)率高。下面對幾種滑輪進行比較。鑄造滑輪又三種材料可選擇，鑄鐵滑輪的工藝性好，易于切削加工，而且對鋼絲繩的損害極小，但是因其強度低且較脆，使用時用以引起輪轂破裂。球墨鑄鐵滑輪的工藝性也好，有一定的強度和沖擊韌性，使用時不易破裂。鑄鋼滑輪的強度和沖擊韌性都較高，但是工藝性稍差，而且由于繩槽表面硬度高，鋼絲繩比較容易磨損。在輕級和中級工作類型的起重機上可采用鑄鐵滑輪；在大學(xué) 屆畢業(yè)設(shè)計說明書3重級和特重級工作類型起重機上適合采用鑄鋼滑輪或球墨鑄鐵滑輪。焊接滑輪常用 Q235 剛，其性能與鑄鋼滑輪相似，滑輪尺寸相同時，其重量較輕。 [8]比較上述的四種滑輪，中和其性能和成本，采用球墨鑄鐵的鑄造滑輪。橋式類型的起重機上廣泛采用的是雙聯(lián)滑輪組。滑輪組的組合有兩種形式；一種是采用是采用平衡滑輪，如下圖 1.2 所示：圖 1.2 滑輪組方案一另一種方案是平衡桿形式，如下圖 1.3 所示：大學(xué) 屆畢業(yè)設(shè)計說明書4圖 1.3 滑輪組方案二滑輪組中的平衡滑輪形式用來調(diào)整滑輪左右兩邊鋼絲繩長度與拉力之間的差異，由于工作中的平衡滑輪常常轉(zhuǎn)動，鋼絲繩常在不長的一段上彎來彎去，使得鋼絲繩迅速疲勞，以致斷裂破壞。為了提高鋼絲繩耐久性，放大平衡滑輪的直徑并將它裝在滾動軸承上更加的合理。為了避免放大直徑導(dǎo)致強度上和性能上的一些弊端，本次設(shè)計中，用平衡桿來替換平衡滑輪。繩端固定在平衡桿上，減少了鋼絲繩的摩擦，提高了平衡強度。同時還可以用平衡桿來調(diào)整鋼絲繩的張力和長度，使得鋼絲繩由一邊的單聯(lián)滑輪組過度到另一邊的單聯(lián)滑輪組。[9]滑輪在旋轉(zhuǎn)時，要克服軸承的摩擦阻力，還要克服鋼絲繩的僵性阻力。因為鋼絲繩有一定的僵性，使其在繞上滑輪時并不立刻適應(yīng)滑輪的曲率，繞出滑輪時也不能立刻恢復(fù)到直線狀態(tài)。則在曲率的變化過程中，鋼絲繩部分彈性勢能被其內(nèi)摩擦所消耗，故卷繞是有功磨損?；喌男适怯衫@進滑輪的分支拉力與繞出分支拉力之比值所決定的，其值與鋼絲繩構(gòu)造、滑輪及軸的直徑、軸承的種類、鋼絲繩包角以及潤滑條件等因素有關(guān)。2 滑輪和滑輪組的介紹2.1 通 用 滑 輪 的 分 類大學(xué) 屆畢業(yè)設(shè)計說明書5滑 輪 有 兩 種 ： 定 滑 輪 和 動 滑 輪 ， 組 合 成 為 滑 輪 組 ， 它 既 可 以 省 力 又 可以 改 變 力 的 方 向 。 [10] 2.1.1 定 滑 輪圖 2.1 定 滑 輪定 滑 輪 如 圖 2.1 所 示 ， 定 滑 輪 實 質(zhì) 是 等 臂 杠 桿 ， 不 省 力 也 不 費 力 ， 但 可以 改 變 作 用 力 方 向 . 定 滑 輪 的 特 點 通 過 定 滑 輪 來 拉 鉤 碼 并 不 省 力 。 通 過 或 不 通 過 定 滑 輪 ， 彈 簧 秤 的 讀 數(shù) 是一 樣 的 。 可 見 ， 使 用 定 滑 輪 不 省 力 但 能 改 變 力 的 方 向 。 在 不 少 情 況 下 ， 改 變力 的 方 向 會 給 工 作 帶 來 方 便 。 定 滑 輪 的 原 理 定 滑 輪 實 質(zhì) 是 個 等 臂 杠 桿 ， 動 力 L1、 阻 力 L2 臂 都 等 于 滑 輪 半 徑 。 根 據(jù)杠 桿 平 衡 條 件 也 可 以 得 出 定 滑 輪 不 省 力 的 結(jié) 論 。 2.1.2 動 滑 輪大學(xué) 屆畢業(yè)設(shè)計說明書6圖 2.2 動 滑 輪動 滑 輪 如 圖 2.2 所 示 ， 動 滑 輪 實 質(zhì) 是 動 力 臂 為 阻 力 臂 二 倍 的 杠 桿 ， 省1/2 力 多 費 1 倍 距 離 . 動 滑 輪 的 特 點 ： 使 用 動 滑 輪 能 省 一 半 力 ， 費 距 離 。 這 是 因 為 使 用 動 滑 輪 時 ， 鉤 碼 由 兩 段繩 子 吊 著 ， 每 段 繩 子 只 承 擔(dān) 鉤 碼 重 的 一 半 。 使 用 動 滑 輪 雖 然 省 了 力 ， 但 是 動力 移 動 的 距 離 大 于 鉤 碼 升 高 的 距 離 ， 即 費 了 距 離 。 動 滑 輪 的 原 理 ： 動 滑 輪 實 質(zhì) 是 個 動 力 臂 （ L1） 為 阻 力 臂 （ L2） 二 倍 的 杠 桿 。 2.1.3 滑 輪 組滑 輪 組 ： 由 定 滑 輪 跟 動 滑 輪 組 成 的 滑 輪 組 ， 既 省 力 又 可 改 變 力 的 方 向 . 滑 輪 組 用 幾 段 繩 子 吊 著 物 體 ， 提 起 物 體 所 用 的 力 就 是 總 重 的 幾 分 之 一 .繩子 的 自 由 端 繞 過 動 滑 輪 的 算 一 段 ， 而 繞 過 定 滑 輪 的 就 不 算 了 。 [11]使 用 滑 輪 組 雖 然 省 了 力 ， 但 費 了 距 離 ， 動 力 移 動 的 距 離 大 于 重 物 移 動 的距 離 ?；?輪 組 的 特 點 ：用 滑 輪 組 做 實 驗 ， 很 容 易 看 出 ， 使 用 滑 輪 組 雖 然 省 了 力 ， 但 是 費 了 距 離——動 力 移 動 的 距 離 大 于 貨 物 升 高 的 距 離 。2.2 起 重 機 華 林 組 的 分 類起 重 機 滑 輪 又 分 為 四 個 型 號 ： [6]大學(xué) 屆畢業(yè)設(shè)計說明書7(一) 鑄 造 滑 輪 (二) 焊接滑輪(三) 尼龍滑輪(四) 雙副板壓制滑輪（一）鑄造滑輪按結(jié)構(gòu)和使用要求不同分為 6 種，此 6 種形式都已經(jīng)標準化A 型和 B 型為嚴密密封式，帶有滾動軸承。A 型有內(nèi)軸套，B 型無內(nèi)軸套用于工作條件惡劣的環(huán)境中。C 型和 D 型為較嚴密密封式，帶有滾動軸承。C 型有內(nèi)軸套，D 型無內(nèi)軸套。E 型為一般密封式，帶有滾動軸承而無內(nèi)軸承。F 型帶有滑動軸承的滑輪。用于轉(zhuǎn)速較低的地方。帶滾動軸承的滑輪按所帶軸承的類型不同分為Ⅰ型（向心球軸承）和Ⅱ型（圓柱滾子軸承） 。起重機用得較多的是 C 型、D 型和 E 型。（二）焊接滑輪焊接滑輪通用鋼板和型鋼焊接而成。其重量可比同級鑄鋼滑輪輕30%~50%。（三）尼龍滑輪MC 尼龍滑輪按密封性能分為兩類：一般密封性滑輪和嚴密密封型滑輪。（四）雙副板壓制滑輪雙副板壓制滑輪的副板由兩片 4mm~8mm 厚的鋼板壓制成型，并用脹鉚接和過盈配合使滑輪輪殼連成一體?；喿灾貎H為鑄鋼滑輪的 1/3?；喞K槽內(nèi)鑲嵌鑄型尼龍襯墊，能顯著延長鋼絲繩使用壽命。2.3 滑輪和滑輪組的工作原理及應(yīng)用條件2.3.1 滑輪和滑輪組的工作原理 [12]起重機中滑輪支持和導(dǎo)引繩索運動，起到導(dǎo)向和平和兩個作用?；喗M是由定滑輪和動滑輪傳繞組成，它兼有動、定滑輪的特點，滑輪分定滑輪和動滑輪兩種。定滑輪只改變力的方向。動滑輪可以省力。所以，滑輪組既能改變力大學(xué) 屆畢業(yè)設(shè)計說明書8的方向又能省力。而且可以作為減速和加速裝置。起重量較大時，宜采用較大倍率的滑輪組，以減少鋼絲的拉力；起重量較輕時，宜采用較小倍率的滑輪組，以減少鋼絲繩的穿繞次數(shù)，提高工作效率，由鋼絲繩、定滑輪和動滑輪組成的滑輪組是起升機構(gòu)的重要組成部分，根據(jù)滑輪組的作用分為省力滑輪組和增速滑輪組兩種?；喗M又分為有單聯(lián)滑輪組和雙聯(lián)滑輪組兩種。2.3.2 滑輪和滑輪組的工作條件具備下列情況之一，滑輪應(yīng)予以報廢：（1）裂紋（不能補焊） ；（2）輪槽不均勻磨損達 3mm； （3）輪槽壁厚度的磨損尺寸達原尺寸的 20%；（4）因磨損使輪槽底部直徑減少量達鋼絲繩直徑的 50%；（5）其他符合報廢條件的；2.4 起 重 機 滑 輪 的 現(xiàn) 狀 及 發(fā) 展 趨 勢 [16]目 前 ， 國 內(nèi) 專 業(yè) 生 產(chǎn) 大 型 起 重 機 的 廠 家 很 多 。 其 中 以 中 聯(lián) 重 科 、 三 一 重工 、 撫 挖 等 公 司 產(chǎn) 品 系 列 較 全 ， 市 場 占 有 率 較 高 。 中 聯(lián) 重 科 在 2007 年 12月 宣 布 實 行 品 牌 統(tǒng) 一 戰(zhàn) 略 后 。 現(xiàn) 在 已 成 功 開 發(fā) 了 50t~600t 履 帶 式 起 重 機 產(chǎn)品 系 列 。 作 為 中 國 起 重 機 行 業(yè) 的 領(lǐng) 跑 者 ， 徐 州 重 型 機 械 有 限 公 司 現(xiàn) 在 已 經(jīng) 形成 了 已 汽 車 起 重 機 為 主 導(dǎo) ， 履 帶 式 起 重 機 和 全 路 面 起 重 機 為 側(cè) 翼 強 勢 推 進 的龐 大 型 譜 群 。 國 內(nèi) 最 具 有 歷 史 的 履 帶 式 起 重 機 生 產(chǎn) 企 業(yè) 撫 挖 現(xiàn) 已 擁 有35t~350t 的 履 帶 式 起 重 機 產(chǎn) 品 系 列 。 QUY350 是 撫 挖 2007 年 推 出 的 國 產(chǎn) 首臺 350t 履 帶 式 起 重 機 ， 填 補 了 國 內(nèi) 350t 履 帶 式 起 重 機 的 產(chǎn) 品 型 空 白 。 [17]對齒輪的加工，傳統(tǒng)的加工都是機械切削加工而制造的，就是通過毛培粗車的精車。再滾齒成型，最后到熱處理成產(chǎn)品。如果改用一種新型額熔模精密鑄造，這種小無切削的加工工藝。大大降低了生產(chǎn)成本本節(jié)約了合金資源，提高了生產(chǎn)效率，特別是對于低速大模數(shù)的齒輪，效果更為明顯。所以鑄造齒輪必將逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)機械加工齒輪。 [18]大學(xué) 屆畢業(yè)設(shè)計說明書93 選擇鋼絲繩以及滑輪主要尺寸的確定3.1 鋼絲繩的選擇條件 [19] 鋼絲繩是起重機上應(yīng)用廣泛的撓性構(gòu)件，其優(yōu)點是：卷撓性好；承載能力強，對于沖擊載荷的承受能力強，卷繞過程中平穩(wěn)，即使是在卷繞速度高的情況下也無噪音；由于繩股鋼絲斷是逐漸發(fā)生的，一般不會突然發(fā)生整根鋼絲繩的斷裂，故工作時是比較可靠的。鋼絲繩股內(nèi)相鄰層鋼絲的接觸狀態(tài)有三種形式：點接觸、線接觸和面接觸。起重機上采用的鋼絲繩主要有以下幾種：（1）點接觸鋼絲繩，因單股撓性差又不能承受橫向壓力，故僅作拉索用。多股性能比單股好，故應(yīng)用稍廣泛。（2）線接觸鋼絲繩，包括外粗型、細粗型及填充性，其優(yōu)點是：消除點接觸鋼絲繩索具有的二次彎曲應(yīng)力，能降低工作時總的彎曲應(yīng)力，抗疲勞性能好；結(jié)構(gòu)緊密，金屬斷面利用系數(shù)高，使用壽命比普通的點接觸鋼絲繩要高 1~2 倍。（3）多股不扭轉(zhuǎn)鋼絲繩，其優(yōu)點是相鄰層股的捻向相反，故鋼絲繩受力時其自由端不會發(fā)生旋轉(zhuǎn)：在卷筒上的接觸面較大，抗擠壓強度高。工作時不易變形；總破斷拉力大，壽命比普通的高很多。 [20]（4）異性股鋼絲繩，其優(yōu)點是接觸面積大，耐磨性好，鋼絲比易斷裂壽命比普通的約高 3 倍。鋼絲繩的結(jié)構(gòu)密度大，在相同的繩徑總破斷拉力大于圓股鋼絲繩。（5）密封式接觸鋼絲繩，其優(yōu)點是表面光滑，抗腐蝕性好，且耐磨性好，能承受較大的橫向力。鋼絲繩在一般的正常情況下使用不會發(fā)生突然斷裂，除非安全報復(fù)裝置失靈。起重機用鋼絲繩的破斷過程及特征是：鋼絲繩超過卷繞系統(tǒng)時要反復(fù)彎曲和伸直并與滑輪或卷筒槽摩擦，工作條件惡劣，工作越頻繁，此現(xiàn)象便會越嚴重。經(jīng)一定的時間，鋼絲繩表面的鋼絲發(fā)生彎曲疲勞與磨損，表面層得鋼絲逐漸折斷；折斷的鋼絲數(shù)量越多，其它為折斷的鋼絲所承受的拉力越大，疲勞與磨損便越厲害，使得鋼絲斷裂的速度加快，當(dāng)鋼絲斷裂的根數(shù)達到一定的程度，就保證不了鋼絲繩的必須的安全性，這時鋼絲繩就應(yīng)該報廢了，不能再繼續(xù)使大學(xué) 屆畢業(yè)設(shè)計說明書10用了。一、根據(jù)起重機具體作業(yè)條件選用合適的鋼絲繩 [22]所以我們在選擇鋼絲繩的時候要考慮下列一些因素：1）繩芯的材料鋼絲繩的繩芯包括有機芯、石棉纖維芯及金屬芯，有機芯的鋼絲繩撓性我彈性都較好，但是承受橫向壓力差，故不宜用再多層卷繞的場合，耐高溫差，故不宜用在高溫環(huán)境下工作的起重機上。石棉纖維的鋼絲繩耐熱性好，適宜用在高溫環(huán)境下工作的起重機上。金屬芯的鋼絲繩強度大，能承受較高的橫向壓力，可用在多層卷繞及高溫環(huán)境，但是撓性和彈性較差。2）鋼絲繩的繞捻方向鋼絲繩的繞捻方分為單撓鋼絲繩和雙撓鋼絲繩。單撓鋼絲繩剛性大且表面不光滑，在起重機上僅作為固定繩使用，雙繞鋼絲繩主要有順繞和交繞兩種，以順繞鋼絲繩壽命較長，在光卷筒上不宜用順繞鋼絲繩，因它會自行松散，使得卷繞到卷筒上的各圈鋼絲繩由搭迭在一起的現(xiàn)象，故順繞鋼絲繩一般只用于有剛性導(dǎo)軌或鋼絲繩繩端不會自由旋轉(zhuǎn)的場合順繞鋼絲繩的繞捻方向與其在卷筒上的卷繞方向之間的關(guān)系是；鋼絲繩在卷筒上左向卷繞時，采用右繞鋼絲繩；鋼絲繩在卷筒上右向卷繞時，采用左饒鋼絲繩，在起升高度大而且承載分枝數(shù)少的場合應(yīng)考慮采用多股不扭轉(zhuǎn)的鋼絲繩。 [23]3）鋼絲繩的結(jié)構(gòu)形式工作頻繁的起重機應(yīng)優(yōu)先考慮選用線接觸及異性股鋼絲繩。卷繞方向之關(guān)系(圖 3.1)應(yīng)是：鋼絲繩在卷筒上左向卷繞時，采用右繞鋼絲繩在卷簡上右向卷繞時，采用左繞鋼絲繩。4）鋼絲繩的極限強度選用鋼絲繩強度高的鋼絲繩可縮小其尺寸，但強度太高時，鋼絲繩僵性太大，對工作反而不利。起重機上適宜選用抗拉強度為 155~185kg/mm3 的鋼絲繩。5）鋼絲繩的表面狀況對于室內(nèi)工作的起重機，可選用一般光面鋼絲繩，對于室外或潮濕空氣及有酸性侵蝕的環(huán)境中工作的起重機，應(yīng)選用鍍鋅鋼絲繩。 [24]根據(jù)上述選擇鋼絲繩的原則，選擇纖維芯的線接觸鋼絲繩。大學(xué) 屆畢業(yè)設(shè)計說明書11圖 3.1 鋼絲繩卷繞方式鋼絲繩使用場合及其合適的結(jié)構(gòu)型式見表 3.1。表 3.1 選定鋼絲繩型號使 用 場 所 常用型號4 時。為了不使卷筒中間的光面部分過長，應(yīng)將兩根鋼絲繩分支引向吊鉤組中間兩個動滑輪，用平衡梁代替平衡滑輪。 [28]滑輪組倍率的選定對起升機構(gòu)的總體尺寸影響較大。倍率增大，則鋼絲繩分支拉力減小，鋼絲繩直徑、滑輪和卷簡直徑也隨之減小，在起升速度不變時，需提高卷筒轉(zhuǎn)數(shù)，即減小機構(gòu)傳動比。但倍率過大，會使滑輪組本身體積和重大學(xué) 屆畢業(yè)設(shè)計說明書15量增大，同時也會降低效率，加速鋼絲繩的磨損。起重量小時，選用小的倍率，隨著起重量增大，倍率相應(yīng)提高。倍率增大，起升速度相應(yīng)減小。橋式起重機常用雙聯(lián)滑輪組倍率數(shù)見下表 3.4表 3.4 橋式起重機常用雙聯(lián)滑輪組倍率額定起重量(t) 3 5 8 12.51620325080100120160200250倍率 m 1 2 2 3 3 4 4 4 5 6 6 6 8 83）滑輪組的效率滑輪效率是由繞進滑輪的分支拉力與繞出分支致力之比值所決定，其值與鋼絲繩構(gòu)造、滑輪及軸的直徑、軸承種類、鋼絲繩包角以及潤滑條件等因素有關(guān)?；喗M效率與滑輪效率及滑輪組倍率有關(guān)可由下式計算：(3-6)滑輪組的效率也可以從表 3.5 中選用。表 3.5 滑輪組效率 η z?m軸承形式 ?01 2 3 4 5 6 8 10滑動 0.96 1.0 0.98 0.95 0.93 0.9 0.88 0.84 0.80滾動 0.98 1.0 0.99 0.985 0.98 0.97 0.96 0.95 0.924） 導(dǎo)向滑輪效率 [29]導(dǎo)向滑輪的效率與滑輪組的配置有關(guān)，主要表現(xiàn)在鋼絲繩與動滑輪、定滑輪之間的包角大小，具體關(guān)系可參看表 3.6。根據(jù)公式 3-1 來計算鋼絲繩直徑，有上述可知選定系數(shù) C=0.089；針對指定型號 QD（5t/16m）的橋式起重機選用雙聯(lián)滑輪組，可根據(jù)公式 3-4 來計算鋼絲繩最大靜拉力，選取 m=2 的滑輪組配置，由表 3.5、表 3.6 分別來選取滑輪組的大學(xué) 屆畢業(yè)設(shè)計說明書16效率和導(dǎo)向滑輪的效率。在此選取 η z=0.99，η z =η 1η 2η 3η 4η 5η 6=0.953*0.963；根據(jù)表 3.3 來計算起升載荷Q=q+Q0=（1+2%）Q 0=1.02 Q0=234600N 15.7689.0*6.9*211*2 3???zms?mscd5.41.765809.選擇鋼絲繩的直徑 d=25mm，那么滑輪直徑 D=630mm 和直徑 D5=130 的E1 型滑輪，標記為：滑輪 E125*630-130 JB/T 9005.8-19994 Solid Works 的介紹及建模部分4.1 Solid Works 的介紹Solid Works 有很多優(yōu)點，其主要特點如下： [30]1）Solid Works 作為第一個 Windows 原創(chuàng)的實體建模軟件，是真正意義上的 Windows 軟件，它不是將工作站上的 CAD 軟件簡單生硬地搬到 Windows 平臺上，而是充分利用了基于組件對象模型(COM)的先進技術(shù)在 Windows 下重新開發(fā)的。這就使得設(shè)計師們在使用 CAD 系統(tǒng)時，能通過 OLE 直接使用 Office 的辦公自動化工具，如 Word, Excel 等。2）Solid Works 突出了機械設(shè)計和修改的方便性和靈活性。首創(chuàng)在屏幕左側(cè)顯示特征樹和裝配樹，用以直觀管理產(chǎn)品的設(shè)計過程:可以直接替換某一中間特征:逐步回退到某一中間階段;或從某一中間階段起重演設(shè)計操作過程:可以進行特征的拖動(drag and drop)和剪貼(cut and paste)，即從一個窗口的零件上用光標選取若干特征，安放在另一窗口的零件上。3）強大的實體造型與曲面造型相結(jié)合的造型技術(shù) [30]，使設(shè)計人員能設(shè)計出復(fù)雜的產(chǎn)品;變量化的草圖輪廓繪制，能夠自動進行動態(tài)過約束檢查;用Solid Works 的拉伸、旋轉(zhuǎn)、倒角、抽殼及倒圓角等功能可以更簡便地得到要設(shè)計地實體模型;高級抽殼功能可以在同一實體上定義不同地抽殼壁厚;用高級大學(xué) 屆畢業(yè)設(shè)計說明書17放樣、掃描和曲面延伸等功能可以生成形狀復(fù)雜的構(gòu)造曲面;通過直線對曲面的操作，能控制參數(shù)曲面的形狀;通過簡單的選取并延伸分型線，能生產(chǎn)非平面的分型面;能夠把有公共邊界線的曲面縫合成單一曲面;所有特征都可以用拖動手柄改變尺寸，并可以動態(tài)預(yù)覽。4）Solid Works 具有強大的飯金模塊，但這個模塊不是獨立存在的，而是完全集成于 Solid Works 設(shè)計環(huán)境，這樣在進行飯金設(shè)計設(shè)計時更加方便;飯金模塊包括平面特征、多重彎曲、切割、自動展平、彎折等功能，利用這些功能可以設(shè)計出非常復(fù)雜的飯金零件。5）Solid Works 是面向產(chǎn)品級的機械設(shè)計系統(tǒng) [33]，它既提供自底向上的裝配設(shè)計方法，同時還提供自頂向下的裝配設(shè)計方法。自頂向下的裝配使設(shè)計者在裝配環(huán)境中能參考裝配體其它零件及尺寸設(shè)計新的零件，更加符合工程設(shè)計習(xí)慣。6）Solid Works 還能進行大型產(chǎn)品的裝配 [25]。在裝配設(shè)計，特別是大型裝配設(shè)計的情形下，Solid Works 設(shè)計了具有獨創(chuàng)性的“封套”功能，利用這項功能可以分塊處理復(fù)雜裝配體。裝配設(shè)計中的產(chǎn)品配置功能，為用戶設(shè)計不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品提供了解決方案，同時為產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的實施打下堅實的基礎(chǔ)。另外，在調(diào)用大裝配體時，“輕化”零部件的功能極大地提高了運行速度。7）Solid Works 采用最流行的 Parasolid 技術(shù)開發(fā)的內(nèi)核構(gòu)成了先進的基于特征的造型技術(shù);Solid Works 采用 DCM 作為約束管理模塊。Solid Works 底層功能得到專業(yè)機構(gòu)的支持，技術(shù)上相對成熟、運行穩(wěn)定。8）Solid Works 有嚴密的幾何和尺寸約束管理。清楚區(qū)分欠約束和全約束.零件、裝配體和二維工程圖全程共享關(guān)聯(lián)性約束，任一環(huán)節(jié)中的修改會自動反映到其它兩個環(huán)節(jié)的圖形上。二維草圖設(shè)計過程的動態(tài)導(dǎo)航智能操作能力強。9）Solid Works 可以自動提取和統(tǒng)計每個零部件的系統(tǒng)屬性和用戶屬性 [31]，生成 BOM (材料明細表)。用 Solid Works 的標注和注解工具，能快捷地生成完整的、符合實際產(chǎn)品要求的工程圖紙;通過 Windows 的驅(qū)動程序，全線支持各種打印、繪圖設(shè)備。10）Solid Works 提供的插件 Photo Works 可以使用戶迅速產(chǎn)生高級渲染的效果圖，設(shè)計者可以隨心所欲地更換場景，設(shè)置材質(zhì)和光線。大學(xué) 屆畢業(yè)設(shè)計說明書1811）Solid Works 軟件提供完整的、免費的開發(fā)工具(API)，用戶可以用微軟公司的 Visual Basic, Visual C++, Visual Basic Application (VBA)或其它支持 OLE 的編程語言建立自己的應(yīng)用方案。4.2 三維設(shè)計的特點一般設(shè)計過程，總要經(jīng)過方案草圖、裝配草圖、零部件圖、正式總裝圖、正式零件圖等很多環(huán)節(jié)。二維參數(shù)化本質(zhì)上實現(xiàn)的是計算機輔助繪圖(Computer Aided Drawing)而不是真正的計算機輔助設(shè)計(Computer Aided Design).二維CAD 設(shè)計表達不直觀，參數(shù)化設(shè)計能力很差;設(shè)計人員設(shè)計時對視圖關(guān)系考慮較多，對整體結(jié)構(gòu)考慮很少 [26]。對二維 CAD 圖紙進行修改時 [24]，稍有疏忽就會產(chǎn)生遺漏，使設(shè)計產(chǎn)生偏差，影響產(chǎn)品整體性能。三維 CAD 設(shè)計直接將設(shè)計思想轉(zhuǎn)化為三維模型，由軟件自動完成三維向二維工程圖紙的轉(zhuǎn)換，可以解決上述問題。在設(shè)計的整個過程中，構(gòu)思的原始沖動是三維概念，是有顏色、材料、硬度、形狀、尺寸、位置、相關(guān)零件、制造工藝等相關(guān)概念的三維實體，甚至是帶有相當(dāng)復(fù)雜的運動關(guān)系的三維實體，設(shè)計實施的結(jié)果同樣是三維實體。利用傳統(tǒng)的二維設(shè)計，設(shè)計構(gòu)思與設(shè)計成果之間的信息傳遞完全依靠二維圖形來表達，這就是傳統(tǒng)二維設(shè)計的最大缺陷。設(shè)計直接以三維概念開始設(shè)計，設(shè)計模型可表達出設(shè)計構(gòu)思的全部幾何參數(shù) 。整個設(shè)計過程完全在三維模型上討論，計算機輔助設(shè)計很容易擴展到設(shè)計的全過程，設(shè)計的全部流程都能使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)。三維 CAD 設(shè)計生成的二維工程圖的表達仍然要遵守傳統(tǒng)設(shè)計的要求，三維模型與二維工程圖雙向關(guān)聯(lián) [29]，同時為了能在設(shè)計時修改零件形狀，支持軟件又必須有三維實休全面尺寸約束和特征修改的功能。這樣才有可能建立完整的設(shè)計數(shù)據(jù)庫，并以此為基礎(chǔ)，進一步進行應(yīng)力應(yīng)變分析、質(zhì)量屬性分析、空間運動分析、裝配干涉分析、NC 控制可加工性分析、實用二維工程圖的自動生成、外觀色彩和造型效果評價、商業(yè)廣告造型與動畫生成等一系列的需求都能得到滿足，這才是對設(shè)計全過程的有效輔助。達到了以上要求，傳統(tǒng)的以二維工程圖為主的設(shè)計資料管理將變成三維設(shè)計數(shù)據(jù)的保存和管理。進行機械設(shè)計時采用三維 CAD 設(shè)計，可以解決傳統(tǒng)二維設(shè)計時前文所列的缺陷;這樣做無疑能顯著提高設(shè)計質(zhì)量和設(shè)計效率。 [31]大學(xué) 屆畢業(yè)設(shè)計說明書19CAD 技術(shù)以二維繪圖開始，經(jīng)歷了三維框架、曲面和實體造型階段，現(xiàn)在已進入特征造型階段。特征的引入，一方面提高了新一代 CAD 系統(tǒng)的集成度，另一方面為解決三維基于約束的參數(shù)化設(shè)計提供了契機，在一定程度上滿足了設(shè)計與修改的方便性。特征造型是幾何造型的自然延伸，它從工程的角度，對形體的各個組成部分及其特征進行定義，使所描述的形體信息更具工程意義。特征的引入直接體現(xiàn)設(shè)計意圖，使得建立產(chǎn)品模型容易為別人理解和組織生產(chǎn)，設(shè)計的圖樣也更容易修改。4.3 三維零件圖的建立根據(jù)上述計算鋼絲繩直徑可以建立滑輪組主要零部件模型。本課題設(shè)計的是鑄造 E 型滑輪的設(shè)計，且滑輪為標準件。隔套（AT ）D 5=130mm， D6=150mm，B 5=8.0mm 三維圖如下圖 5.1 所示。直徑 D5=130mm 的 E 型滑輪用隔套（AT） ，標記為：隔套 AT 130 JB/T 9005.8-1999圖 5.1 隔套 AT隔套 BT 的數(shù)據(jù)為：D 5=130mm，D 6=150mm，B 6=11.0mm 三維圖如下圖 5.2 所示。直徑 D5=130mm 的 E 型滑輪用隔套（BT） ，標記為： 隔套 BT 130 JB/T 9005.8-1999大學(xué) 屆畢業(yè)設(shè)計說明書20圖 5.2 隔套 BTE 型滑輪用擋塵蓋（G）的尺寸為：D5=130mm，D 13=131mm，D 14=160mm，D 16=263mm，S 4=2.0mm，B 2=5mm，R 2=2mm三維圖如下圖 5.3 所示。直徑 D5=130mm 的 E 型滑輪用擋塵蓋（G） ，標記為：擋蓋 G 130 JB/T 9005.8-1999圖 5.3 擋塵蓋E 型滑輪用隔環(huán)（H）的主要尺寸為：D5=130mm，D 9=130.5mm，D 10=138mm，D 11=150mm，F(xiàn)=6mm，S 2=10mm，倒角 C*450環(huán)上有 8*D18=4mm 的孔大學(xué) 屆畢業(yè)設(shè)計說明書21三維圖如下圖 5.4 所示圖 5.4 隔環(huán)直徑 D5=130mm 的 E 型滑輪用隔環(huán)（H） ，標記為：隔環(huán) H 130 JB/T 9005.8-1999E 型滑輪用漲圈的主要尺寸為：R=112.5mm，D6=215mm，D7=230mm，D8=235mm，L3=9.5mm直徑 D7=230mm 的 E 型滑輪用漲圈，標記為：漲圈 230 JB/T 9005.8-1999三維圖草圖如下圖 5.5 所示大學(xué) 屆畢業(yè)設(shè)計說明書22圖 5.5 漲圈草圖漲圈的三維零件圖如下圖 5.6 所示圖 5.6 漲圈滑輪體的三維圖如下 5.7 所示：圖 5.7 滑輪體大學(xué) 屆畢業(yè)設(shè)計說明書235 滑輪組的裝配方法5.1 基于特征的建模設(shè)計 [32]傳統(tǒng)的裝配建模是采用基于特征從零件到裝配的方法，即自底向上的建模方法。優(yōu)點是思路簡單，操作便捷，但實際的設(shè)計過程常始于概念設(shè)計。自底向上的設(shè)計方法則與實際的設(shè)計順序和方法相矛盾。存在以下問題：①不能表達產(chǎn)品的功能品設(shè)計的全過程；②由于零件是用特征單獨定義的，缺乏關(guān)聯(lián)性；③零件的過早定義易造成零件之間關(guān)系的不一致性、過約束和零件冗余。圖形的設(shè)計方法分為自底向上和自頂向下兩種方法：（1） 自底向上設(shè)計法自底向上設(shè)計法是比較傳統(tǒng)的方法。在自底向上設(shè)計中，首先生成零件并將其插入到裝配體，然后根據(jù)設(shè)計要求配合零件。當(dāng)使用以前生成的現(xiàn)成零件時，自底向上的設(shè)計方案是首選的方法。此外，因為配合的零部件是獨立設(shè)計的，它們的相互關(guān)系及重建操作比較簡單和快捷，也就是說，當(dāng)要修改配合零部件中的特征和尺寸時，可以直接打開相關(guān)聯(lián)的零部件文件，對零部件實體進行編輯。此時，系統(tǒng)會將零部件的編輯操作直接作用于裝配體中。這種操作方式，可以很好地保持設(shè)計者的設(shè)計意圖與連貫性。詳細設(shè)計過程見下圖 5.1。零件設(shè)計意圖 部件裝配體設(shè)計意圖裝配圖設(shè)計意圖圖 5.1 自底向上設(shè)計方法（2）自頂向下設(shè)計法采用自頂向下的設(shè)計方法，設(shè)計過程完全從概念設(shè)計開始，使零部件在設(shè)計過程中不斷完善，同時可避免重復(fù)設(shè)計，能最大限度地發(fā)揮設(shè)計人員的設(shè)計