25噸 25t汽車式液壓起重機設計（全套含CAD圖紙）

購買后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396本 科 生 畢 業(yè) 設 計姓 名： 學 號： 學 院： 機電學院 專 業(yè)： 機械工程及自動化 設計題目： 25t 汽車式液壓起重機設計 專 題： 基于 AMESim 起升機構液壓系統(tǒng)仿真研究 指導教師： 職 稱： 二 O 年 六 月 購買后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 1972163961畢業(yè)設計任務書學院 機電學院 專業(yè)年級 學生姓名 任 務 下 達 日 期 ： 畢業(yè)設計日期： 畢業(yè)設計題目：25t 汽車式液壓起重機設計畢業(yè)設計主要內容和要求：（1）25t 汽車式液壓起重機的總體設計；（2）25t 汽車式液壓起重機的伸縮機構設計，（3）起升機構的設計選型；（4）汽車起重機的回轉機構設計；（5）轉臺結構的設計。院長簽字： 指導教師簽字：購買后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 1972163962畢業(yè)設計指導教師評閱書指導教師評語（基礎理論及基本技能的掌握；獨立解決實際問題的能力； 研究內容的理論依據(jù)和技術方法；取得的主要成果及創(chuàng)新點； 工作態(tài)度及工作量；總體評價及建議成績；存在問題；是否同意答辯等）：成 績： 指導教師簽字：年 月 日購買后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 1972163963畢業(yè)設計評閱教師評閱書評閱教師評語（選題的意義；基礎理論及基本技能的掌握； 綜合運用所學知識解決實際問題的能力；工作量的大小；取得的主要成果及創(chuàng)新點；寫作的規(guī)范程度；總體評價及建議成績；存在問題；是否同意答辯等）：成 績： 評閱教師簽字：年 月 日購買后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 1972163964畢業(yè)設計評閱教師評閱書評閱教師評語（選題的意義；基礎理論及基本技能的掌握； 綜合運用所學知識解決實際問題的能力；工作量的大?。蝗〉玫闹饕晒皠?chuàng)新點；寫作的規(guī)范程度；總體評價及建議成績；存在問題；是否同意答辯等）：成 績： 評閱教師簽字：年 月 日購買后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 1972163965畢業(yè)設計答辯及綜合成績答 辯 情 況回 答 問 題提 出 問 題 正 確基 本正 確有 一般 性錯 誤有 原則 性錯 誤沒 有回 答答辯委員會評語及建議成績：答辯委員會主任簽字： 年 月 日學院領導小組綜合評定成績：學院領導小組負責人： 年 月 日購買后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 1972163966摘 要隨著我國經濟建設的快速發(fā)展，對汽車起重機需求量越來越大，對其性能的要求也越來越高。國內中小型汽車起重機的技術已非常成熟，本文參照現(xiàn)有的成熟產品，設計出QY25 型汽車起重機。設計的主要內容有：參考國內外同等噸位的成熟產品，進行本機的總體結構設計，力求總體布局結構緊湊。起重機伸縮臂的結構設計，在 ANSYS11.0 中建立基本臂的有限元模型，分析兩種惡劣工況下的應力分布，并依據(jù)分析結果進行結構改進。起重機起升機構的選型設計，并在 AMESim 中對整機液壓系統(tǒng)中最重要的起升回路進行動態(tài)仿真，依據(jù)仿真結果改進液壓系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的動態(tài)響應。起重機回轉機構的設計計算，包括回轉支承裝置和回轉驅動裝置。起重機轉臺結構設計，在 ANSYS11.0 中建立轉臺的有限元分析模型，分析兩種惡劣工況下的應力分布，依據(jù)結果進行結構改進。主要創(chuàng)新點在于：伸縮機構采用雙缸加一級繩排，不同于國內的單缸加一級繩排結構，系統(tǒng)的安全性更高，各節(jié)臂的運作獨立性更好。對現(xiàn)有起升機構的液壓回路進行了改進，使系統(tǒng)的動態(tài)響應性能更好。關鍵詞：汽車起重機；總體結構設計；有限元；動態(tài)響應購買后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 1972163967ABSTRACTThe demand for truck crane is getting bigger and bigger with the rapid development of our countrys economic construction, and the request of its performance is also getting higher and higher.The technology of medium and small truck cranes has been very mature.This article designs QY25 truck crane through the reference of existing mature products.The main contents are:The overall structure design of the crane through the reference of the same tonnage mature products in domestic and foreign to make the entire structure layout compact .The design of the cranes extension section.This article creats the finite element model of pivot beam in ANASYS11.0,then analyzes the stress distribution of two bad condition and improves the structure according the resuits.The type design of the hoisting mechanism.Carrying out the dynamic simulation of lifting loop which is the most impotant loop in the whole hydraulic system,then improve the dynamic response of the system accoreding the results.The design and calculation of cranes slew mechanism including the rotary bearing and rotary drive device.The design of slewing platform superstructure. This article creats its finite element model in ANASYS11.0,then analyzes the stress distribution of two bad condition and improves the structure according the results.The innovative design lays on that the extension section adoptes two hydraulic cylinders plus a rope which is different from the one hydraulic cylinder plus two ropes in domestic.In a result the security of the system is higher and the operational independence of beems is better.In addition ,this article improves the existing hydraulic circuit of hoisting mechanism to make the systems dynamic response better.Key words: truck crane; overall structure design; finite element ; dynamic response購買后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 1972163968目 錄1 緒 論 .11.1 概論 .11.2 國外汽車起重機的發(fā)展狀況 .21.3 國內汽車起重機的發(fā)展狀況 .21.4 汽車起重機的發(fā)展趨勢 .41.5 個人工作重點 .52 汽車起重機的總體設計 .72.1 汽車起重機的底盤選型 .72.1.1 汽車起重機的底盤類型 .72.1.2 汽車起重機的底盤選型 .82.2 汽車起重機的工作級別 .82.2.1 起重機利用等級 .82.2.2 起重機的載荷狀態(tài) .92.2.3 起重機工作級別的確定 .92.3 起重機主要技術參數(shù)的確定 .92.3.1 技術參數(shù)簡介 .92.3.2 起重機技術參數(shù)的確定 .102.4 起重機質心的確定 .122.4.1 主要部件質量的確定 .122.4.2 整車質心位置的確定 .132.5 起重機三鉸點位置的確定及其優(yōu)化 .142.5.1 吊臂根部鉸點位置的確定 .142.5.2 變幅液壓缸鉸點位置的確定 .152.5.3 三鉸點位置的優(yōu)化模型 .162.6 具體的設計計算 .202.6.1 主臂起升高度、吊臂仰角的計算 .202.6.2 臂架整體受力分析 .202.6.3 變幅油缸受力分析 .242.6.4 轉臺結構受力分析 .253 伸縮式吊臂的設計計算 .273.1 伸縮臂截面參數(shù)的確定 .273.1.1 吊臂截面的選取 .273.1.2 吊臂截面的具體參數(shù) .283.2 主臂伸縮機構的設計 .293.3 主臂機構結構特征 .30購買后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 19721639693.4 吊臂各節(jié)尺寸的確定 .313.5 變幅油缸的設計計算 .333.6 基本臂有限元分析 .353.6.1 有限元模型 .353.6.2 計算工況 .363.6.3 結果分析 .364 汽車起重機的提升機構設計 .394.1 起升機構形式的選擇 .394.2 起升機構的零部件選擇計算 .394.2.1 滑輪組倍率 .394.2.2 鋼絲繩的設計計算 .394.3 卷筒的設計計算 .414.4 起升機構減速裝置的選型計算 .474.5 制動器的選擇 .484.6 基于 AMESim 起升機構液壓系統(tǒng)仿真研究 .484.6.1AMEsim 軟件簡介 .484.6.2 基于 AMEsim 系統(tǒng)仿真模型的建立 .494.6.3 起升機構液壓系統(tǒng)仿真結果分析 .514.6.4 起升機構液壓系統(tǒng)改進 .545 汽車起重機回轉機構設計 .595.1 回轉支承的設計計算 .595.1.1 回轉支承裝置分類 .595.1.2 回轉支承裝置的受力分析 .605.1.3 回轉支承裝置的選型 .635.1.4 回轉支承裝置結構尺寸 .645.2 回轉驅動裝置的設計計算 .655.2.1 回轉阻力矩的計算 .655.2.2 驅動裝置用液壓馬達選型 .685.3 回轉中心距的確定 .696 汽車起重機轉臺設計 .706.1 轉臺具體結構設計 .716.2 轉臺的有限元分析計算 .716.2.1 轉臺有限元模型 .716.2.2 計算工況 .726.2.3 計算結果與分析 .73結論 .76參考文獻 .77購買后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 19721639610附錄 .78外文原文 .78中文譯文 .84致謝 .95購買后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396111 緒 論1.1 概論 汽車起重機是起升輸送物料的機具，是國民生產各部門提高勞動生產率、生產過程機械化不可或缺的大型機械設備，對提高生產各部門的機械化，縮短生產周期和降低生產成本起著非常重要的作用。汽車起重機可以廣泛應用于工礦企業(yè)、建筑工地、港口碼頭、油田、鐵路、倉庫及貨場等工況下的起重作業(yè)和吊裝工作。隨著國民經濟的飛速發(fā)展，汽車起重機在各行業(yè)的作用也越來越大，經濟杠桿作用與日俱增。目前，國內汽車起重機主要從 8t 300t 不同噸位的 10 多類產品。國內比較著名的起重機生產商有徐州重型機械廠三一重工、中聯(lián)重工等，如圖 1.1 所示為三一重工生產的QY25C 汽車起重機。隨著技術水平的不斷提高，產品噸位也在朝著更大噸位的方向發(fā)展。起重機的設計制造也從一個側面反映了國家的工業(yè)現(xiàn)代化水平。圖 1.1 三一重工 QY25C 汽車起重機分析國內這幾年市場需求情況，8t 產品增長幅度不大， 16t、25t、50t 銷量 2001 年比2000 年分別增長了 33.2%、62.8%、101.6%，這說明市場將更多的需求中大噸位的汽車起重機。為了增加產品的競爭力，錦州重型機械股份有限公司決定研制新型 25t 汽車起重機。新型起重機的特點主要體現(xiàn)在如下幾個方面：（1）吊臂采用易于定心、對腹板抗失穩(wěn)能力、抗扭曲變形能力強的大圓角六邊形截面；（2）轉臺采用立板加筋結構；這種結構在滿足強度要求的同時減輕了重量，提高起重性能，使材料的機械性能得到進一步的利用； （3）采用前懸下沉全景駕駛室專用汽車底盤。這種底盤車身長，適合較長吊臂的布置（吊臂的增長，使整機的起升高度增加） ，且乘坐舒適、視野開闊。 （4）液壓系統(tǒng)增設回轉制動閥、液壓先導閥、液控操縱回路，使回轉抗沖擊能力增強、操縱更加方便；（5）液壓輔件采用新型錐面密封與 O 型圈相結合的雙重密封，提高管路密封壽命； （6）利用現(xiàn)代設計方法和手段，開發(fā)、編制相關的計算軟件，提高設計質量和效率，縮短產品研發(fā)周期。軟件要有良好的通用型，已適應其他噸位產品的開發(fā)。購買后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396121.2 國外汽車起重機的發(fā)展狀況目前世界上約有百余家企業(yè)生產汽車起重機，但著名的也就右十余家，如美國的格魯夫、德國的利勃海爾、徳馬克、日本加藤、多田野等。生產的汽車起重機品種有數(shù)百種，90 年代以來，生產、銷售各種噸位的起重機萬余臺。汽車起重機的市場主要集中在東亞、北美和歐洲。東亞約占銷售量的 40%，北美和歐洲各約占 20%。國外汽車起重機發(fā)展的主要特點可以歸納為：多品種生產，標準化程度高和一機多用。就分布于三大市場的產品而言，以德國為主的歐洲市場，其產品主要特點為：（1）全地面起重機占主導地位，約占市場份額的 80%。（2）大噸位產品為主，利勃海爾公司占銷售額的 70%80%式 100t 以上的產品。（3）技術先進，及時采用世界最新的技術成果。（4）專用配套件多，這以為歐洲發(fā)展汽車起重機的得天獨厚的條件。以日本為主的東亞市場和以美國為主的北美市場，其產品主要特點有：（1）越野汽車起重機占主導地位，約占 70%80%，其次為輪式起重機，全地面起重機所占比例較小。（2）多系列生產，中大噸位居多。（3）注重適應性和經濟性。在保證產品性能和功能的前提下，大量采用通用配套件，而不強調追趕新技術，故產品可靠性較好。目前，世界汽車起重機的生產，從技術上講，德國利勃海爾公司略占優(yōu)勢，但從企業(yè)規(guī)模上講，美國格魯公司居世界首位。而生產量則是日本的多田野和藤加最多。市場總的趨勢式供大于求，面對激烈競爭，國外各大公司除了紛紛增加投資、擴大生產、提高自身的競爭能力外，還通過聯(lián)合或兼并來提高在國際市場的份額。如 1984 年，美國格魯夫公司收購了英國老牌企業(yè)科爾斯公司。1987 年，德國克虜伯公司收購了格的瓦爾德公司，稱為當時德國最大的起重機公司，但該公司 1995 年又被美國格魯夫公司收購。1990 年，日本多田野兼并了德國法恩公司等。在起重機行業(yè)內，國外的大型汽車起重機的發(fā)展比我國迅速，在技術和運用上已相當成熟，目前國際市場對汽車起重機的需求在不斷增加，從而使國外各大汽車式起重機制企業(yè)在生產中更多的應用優(yōu)化設計，機械自動化和自動化設備，這對起重機行業(yè)的發(fā)展造成了很大的影響。目前國外的起重機企業(yè)主要是生產大噸位的起重機，而且有完善的設計體系，和一批先進的研發(fā)人員，不斷的進行創(chuàng)新和完善。國外的制造企業(yè)現(xiàn)在已經達到規(guī)模化的生產，技術含量比較高，而且液壓技術和電子技術在汽車起重機的設計中也已廣泛的應用，很多企業(yè)的品牌在用戶的心中已經打上了堅實的烙印，這也使的國外起重機的繼續(xù)發(fā)展占有了更大的優(yōu)勢。1.3 國內汽車起重機的發(fā)展狀況我國在 1957 年生產出了第一臺 5T 機械式起重機，到現(xiàn)在已有 50 多年的歷史，它的生產大致經歷了以下幾個階段：19571966 年以生產 5t 機械式起重機為主；19671976 年以生產 12t 以下的小型液壓起重機為主；19771996 年 16t -50t 中大噸位液壓汽車起重機產購買后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 19721639613品發(fā)展較快。 自 1979 年開始，我國采用進口汽車底盤和關鍵液壓件自行設計生產出 了 6t、 20t 液壓汽車起重機之后，國內一些起重機生產廠家采用技貿結合方式，分別引進日本多田野、加藤、美國格魯夫和德國利勃海爾、克虜伯的起重機產品技術，以合作生產的方式相繼制造出 25t、35t、45t、50t、80t、125t 汽車起重機和 25t 越野輪胎起重機以及 32t、50t 、70t全路面起重機。這些企業(yè)經過多年來對引進技術的消化、吸收、移植，使國產輪式起重機某些新產品的性能水平達到了國際 80 年代初的水平，產品產量也逐年有所提高。由于受客觀條件的限制，當年的技術引進主要著重體現(xiàn)在技術軟件的引進（如產品、圖紙、工藝等） ，而沒有引進全套的先進加工設備，與之相關的配套件的引用沒有同時進行，因此國內長時間不能提供高質量、高性能的基礎配套件（如液壓元件，電子元件等） ，到了90 年代我國汽車起重機的技術水平與世界先進水平相比曾縮小的差距又拉大了。當前，國內汽車起重機廠自行設計的產品技術水平還只相當于國際 70 年代初、中期的水平，只有少數(shù)產品在吸收國外先進技術基礎上，經過更新?lián)Q代達到了 80 年代初的水平。隨著國家經濟建設的蓬勃發(fā)展，國家重點工廠項目建設的紛紛上馬，一些大型關鍵工程一般都采用國際公開招標的方式采購機械設備。國外新型汽車起重機和二手設備因此大量進入中國市場，使國內用戶對國外起重機性能、作業(yè)可靠性、效率等方面有了較深刻的了解，從而也認識到國產起重機無論在制造質量、外觀造型等方面，更主要的是技術性能方面與國外汽車起重機的差距較大。國內不少用戶為了達到作業(yè)高效率以確保工期按時完成，寧可花較多的錢購買進口起重機或購買國外二手起重機。在這種形勢下，國產汽車起重機當然面臨很大的沖擊和壓力。目前國內汽車起重機產品差距主要表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）質量穩(wěn)定性差部分產品發(fā)生早期故障多，保修期內返修率高。故障多發(fā)生在液壓系統(tǒng)、底盤、發(fā)動機與傳動件上。液壓系統(tǒng)滲漏問題普遍存在，其主要原因是制造、裝配工藝不良和密封件質量問題。國產汽車起重機平均無故障時間僅為 93.4h,最多的為 185h，最少的為 66.6h。整機工作壽命按主要零部件壽命計算，約為 2000-3000h，而國外同類產品一般可達到12500h。（2）產品自動化和智能化的不足目前，國外已將自動化技術與機械傳動技術相結合，將先進的微電子技術、電力電子控制技術、液壓技術、數(shù)據(jù)總線通信技術等應用到機械驅動和控制管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了自動化和半自動化控制，從而大大提高了起重機的安全性和可靠性，并且降低了發(fā)動機油耗與排放值。國內產品在這方面差距較大，安全保護方面的設備可靠性也較差。（3）材料方面的不足國內除部分產品的某些結構采用了 HG60 或 HQ70 鋼材外，廣泛采用的材料主要為Q235，Q345，Q395 等，而國外已廣泛采用低合金高強鋼和其它輕型材料，并且正醞釀向超高強鋼發(fā)展如概念鋼 960，所以國產汽車起重機一般顯得笨重，性能也受到較大影響。（4）產品結構不完善由于技術能力有限，國產汽車起重機在產品結構上也不完善，難以與國外匹敵。中國國際招標網的資料顯示，技術要求較高的全路面起重機和履帶式起重機這兩種產品在我國產能較低，目前只有徐州重型機械廠等少數(shù)幾家行業(yè)內的龍頭企業(yè)具備一定的生產能力。購買后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 19721639614而這兩種產品室起重機眾多類別當中噸位最大的，其價格也遠遠高于普通的汽車或輪胎式起重機，這一領域國內產能的匱乏使得我們不得不付給國外廠商更多的成本。（5）技術實力尚不足應該說國內的起重機制造技術還是位于世界前列的，眾多產品也在國內外擁有廣闊的市場。然而，與歐美日等發(fā)達地區(qū)相比，國內的技術實力還是有一定的差距的。根據(jù)中國國際招標網的數(shù)據(jù)顯示，超過 100T 的汽車起重機大多要進行國際招標，這說明目前國內在這方面尚不具備大量生產的能力。徐州重型機械公司的 QAY300 型全路面起重機的額定起重量為 300T，這已是目前國內之最，與利勃海爾、馬尼托瓦克等國際起重機的行業(yè)巨頭在技術方面還是有很大的差距。1.4 汽車起重機的發(fā)展趨勢（1）提高起重機的起重量由于現(xiàn)代工程項目向大型化發(fā)展，所需構件和配套設備的重量在不斷增加，對超大型起重設備的需求也越來越多。在汽車起重機向大型化發(fā)展過程中，德國始終處于遙遙領先的地位?，F(xiàn)在，最大噸位的輪式起重機為德國利勃海爾公司生產的 LTM11000D 型，最大額定起重量為 1000t，售價為 550 萬美元。（2）微型起重機大量涌現(xiàn)汽車起重機的微型化是適應現(xiàn)代建設工作的需要而出現(xiàn)的一種新的發(fā)展趨勢。走在前面的是日本的神戶制鋼公司，它于 10 多年前開發(fā)的 RK70(7t)型是世界第一臺裝有下俯式臂架的“迷你”越野輪胎式起重機。目前，下俯式臂架已成為“迷你”起重機的重要標志。（3）混合型起重機在發(fā)展混合型起重機是為了特定用途而開發(fā)出來的。如利勃海爾公司生產的 LTL1160 型越野輪胎起重機就是為了維修龐大的斗輪挖掘機而專門研制的。德馬格雙橋 AC25(25t)全路面起重機，結構非常緊湊，車身長 9m，非常適應城市狹窄地段工作，所以又被稱為城市型起重機。（4）伸縮臂結構不斷改進利勃海爾公司于 90 年代中期推出的 LTM1092/2(90t)和 LTM1160/2(160t)，裝有 6 節(jié)60m 主臂，采用了裝有 TeleImatik 單缸自動伸縮系統(tǒng)的橢圓形截面的主臂。這種橢圓形截面的主臂對靜、動態(tài)應力的適應性很強，有利于吊臂定心，并且抗扭曲變形能力得以增強，對減輕重量和提高起重性能具有良好的效果。Telematik 單缸伸縮系統(tǒng)主要由 1 個雙作用伸縮液壓缸、1 個與液壓缸底座連鎖的氣動夾緊裝置、將各節(jié)臂互相連鎖的氣控臂架鎖定銷和電子傳感系統(tǒng)等部件組成。（5）數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)得到應用利勃海爾公司的 LTM10302 (30 t )是世界上首臺裝有數(shù)據(jù)總線管理系統(tǒng)的高技術雙橋全路面起重機。它采用 CANBUS(現(xiàn)場總線)，進行發(fā)動機-傳動系各功能塊之間的數(shù)據(jù)傳輸與電子控制。同時 CANBUS 總線以及電氣、液壓、臂長和風力等數(shù)據(jù)又輸入到 LSB(利勃海爾系統(tǒng)總線) 控制裝置中。LSB 控制裝置是 Liccon 起重機控制系統(tǒng)的組成部分，可用于對整個系統(tǒng)的數(shù)字流程和監(jiān)控特性進行編程。采用控制總線管理系統(tǒng)可降低發(fā)動機油耗及排放值，大大簡化布線，提高整機可靠性與維修方便性。（6）靜液壓傳動起重機進入市場購買后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 19721639615采用靜液壓傳動，安裝的上車發(fā)動機即可以用來驅動起重機上車各工作裝置，又可以用來驅動行走裝置。此時將發(fā)動機橫放在上車操縱室后面，使其起到整體式配重的作用。（7）一機多能，擴大工作范圍意大利瑪奇蒂公司于 1995 年推出的 MG10.28（10T）越野輪胎起重機，使用吊鉤時成為 10t 起重機；安裝起重叉后成為 2.5t 級伸縮叉車；安裝雙人作業(yè)平臺后成為高空作業(yè)車。（8）設計、制造的計算機化、自動化隨著電子計算機的廣泛應用，許多起重機制造商從應用起重機輔助設計系統(tǒng)（CAD）,提高到應用計算機進行起重機的模塊設計。起重機采用模塊單元化設計，不僅是一種設計方法的改革，而且將影響總個起重機行業(yè)的技術、生產和管理水平，老產品的更新?lián)Q代，新產品的研制速度都將大大加快。對起重機的改進，只需要改幾個模塊；設計新的起重機只需新的不同模塊組合，提高了通用化程度，可使單件小批量的產品，改成相對批量的模塊生產，能使較少的模塊形式，組合成不同規(guī)格的起重機，滿足市場的需求，增強了競爭力。（9）新材料、新工藝的應用由于鋼鐵工業(yè)新技術的應用，鋼材質量得以提高，在設計起重機主梁強度時，可使用較高的許用應力，而不需要較高的安全系數(shù)，以便減少起重機材料用量，從而降低設備的重量和價格，起重機配套的零部件的制造也得益于新材料的不斷產生，使得起重機向更輕、更好的方向發(fā)展。在機加工方面，大量采用少切削的精密鑄件，尤其是鋁合金鑄件居多，加工設備大量采用高精度、高效的加工中心，數(shù)控數(shù)控自動機床等，及保證了質量，又提高了勞動生產率，降低了成本，同時在機械線使用機械代替人工操作如焊接機械手和配用機械手等?？偠灾嚻鹬貦C的未來發(fā)展之路是走向專業(yè)化、標準化和系列化，汽車起重機的制造、裝配質量和產品的規(guī)格都會有質的飛躍。1.5 個人工作重點本次設計的汽車式液壓起重機為國內技術發(fā)展較為成熟的額定起重量為 25t 的汽車起重機。通過借鑒國內外生產水平較高的廠家同等噸位的產品，結合現(xiàn)有的先進設計方法，設計出 25T 的汽車式全液壓起重機。工作重點在于：（1）起重機的總體結構設計，力求總體布局結構緊湊。然后對總機的穩(wěn)定性進行校核，如果不符和國家標準，應另行設計。（2）起重機的臂架系統(tǒng)的設計，臂架是起重機的主要承載構件，臂架的強度決定了最大起重量時整機起重性能，其自重直接影響整機傾覆穩(wěn)定性，因而臂架結構設計的優(yōu)劣，將直接影響整機的性能。應參照國內外同類產品的臂架系統(tǒng)設計，設計出本機的臂架系統(tǒng)。然后校核是否滿足強度、剛度及穩(wěn)定性要求，在 ansys11.0 中對主臂進行兩種惡劣工況下的校核。（3）起重機的起升機構設計選型，起升機構是實現(xiàn)重物升降運動的機構，通常由原動機、減速器、卷筒、制動器、離合器、鋼絲繩、滑輪組和吊鉤組成。首先選擇起升機構的具體形式，然后根據(jù)具體的設計要求設計出起升機構的零部件和傳動裝置。購買后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 19721639616（4）在 AMESim 中對起重機液壓系統(tǒng)中最重要的起升回路進行動態(tài)仿真，依據(jù)仿真結果改進液壓回路，提高系統(tǒng)的動態(tài)響應性能。（5）起重機的回轉裝置設計，參照國內外同類產品的回轉機構的結構布局，對回轉支承裝置進行具體的受力分析，根據(jù)相關國家標準，選擇回轉支承裝置的型號并進行校核，然后計算出回轉阻力矩，設計出回轉驅動裝置。（6）參考國內生產廠家的轉臺結構，設計出本機的轉臺，采用立板加筋結構，然后在ansys11.0 中對轉臺進行兩種惡劣工況的校核，并參照分析結構改進轉臺的結構，使轉臺的結構更加緊湊，加工工藝更為簡便。購買后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396172 汽車起重機的總體設計2.1 汽車起重機的底盤選型底盤的作用是支承、安裝汽車發(fā)動機及各部件、總成，構成汽車起重機的總體，并接受發(fā)動機的動力。2.1.1 汽車起重機的底盤類型汽車起重機底盤按總體性能可分為通用汽車底盤（圖 2.1a） 、專用汽車底盤（圖 2.1b）兩種。通用汽車底盤指通用汽車的二類底盤。由于原汽車車架的強度和剛度滿足不了起重機在起重作業(yè)時的要求，故需要在原汽車底盤上增設帶有固定支腿和回轉支承連接的副車架以實現(xiàn)對上車的支撐，所以總個起重機的重心較高，重量也較大，從而導致整機性能下降。但由于通用底盤的價格較低，在中小噸位的汽車起重機上比較常用。圖 2.1 不同類型底盤示意圖專用的汽車底盤是按起重機要求專門設計制造的。專用底盤軸距較長，車架剛性好，其駕駛室的布置有三種形式，一是正置駕駛室（與通用汽車一樣） ，如圖 2.1a。二是側置的偏頭式駕駛室（圖 2.1b） ，三是前懸下沉式駕駛室（圖 2.1c） 。正置平頭駕駛室的汽車起重機行駛狀態(tài)，臂架放置在駕駛室上面，所以總車重心較高；側置偏頭式駕駛室的汽車起重機，其臂架位于駕駛室側方，行駛狀態(tài)下總機重心大大降低，但駕駛室視野不良；前懸下沉式駕駛室的汽車起重機，盡管臂架置于駕駛室上方，但臂架位置不高，故起重機重心低，其駕駛室懸掛在前橋前面，使車身較長，適合使用較長臂架，且乘坐舒適、視野開闊；不足之處在于駕駛室懸掛在前橋前，故前橋軸荷大，同時使車身增長，接近角減小，通過性購買后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 19721639618稍差。2.1.2 汽車起重機的底盤選型本機選擇通用汽車底盤，選擇時要根據(jù)載重汽車的承載能力和最大總質量來選擇。中、小型汽車起重機總質量分別約為額定起重量的 120%和 140%，即將汽車滿載后的總重量乘上 0.70 0.83 得到的數(shù)值為改裝后的起重機最大額定起重量。為了保持原車軸荷的合理分配，在總布置時可通過改變上車三鉸點位置及配重的重量和距回轉中心的位置來調整。當選用專用底盤時，按起重機總質量和底盤的橋荷來確定橋數(shù)，按發(fā)動機取力器來選擇傳動傳動系各總成。專用底盤的變速箱、傳動軸、主傳動和橋箱一般都選用現(xiàn)有的通用汽車底盤部件。汽車起重機的橋荷受到道路、橋梁標準的限制。在一般雙橋起重機底盤中，若前后橋都是單胎，則前、后橋荷各為總重的 50%；若后橋為雙胎，則后橋為 70%的總重。在三橋起著底盤中，雙胎后雙橋總載荷為 240%的總重，這主要是按輪胎數(shù)目來確定。由于本機要達到較高的起升高度，主臂較長，故選用前懸下沉式駕駛室底盤?？疾靽鴥鹊妆P情況選用泰安汽車底盤廠生產的 TAZ5180J/02 底盤，技術參數(shù)見表 2.1。表 2.1 底盤技術參數(shù)項目名稱 單位 參數(shù)底盤型號 TAZ5281J/02驅動形式 64起重能力 kNm 253.5車輛（長寬高） mm 1026024902260底盤整備質量（含固定支腿） kg 11200橋荷分配（前軸） kg 4300橋荷分配（中、后橋） kg 6900廠定最大總質量 kg 28450前橋最大允許載重質量 kg 6500中、后橋最大允許載重質量 kg 22000接近角/離去角 16/11最大車速 km/h 70最小轉彎直徑 m 12額定功率 kW/(r/min) 206/2200額定扭矩 Nm/(r/min) 8本 科 生 畢 業(yè) 設 計姓 名： 學 號： 學 院： 機電學院 專 業(yè)： 機械工程及自動化 設計題目： 25t 汽車式液壓起重機設計 專 題： 基于 AMESim 起升機構液壓系統(tǒng)仿真研究 指導教師： 職 稱： 二 O 年 六 月 畢業(yè)設計任務書學院 機電學院 專業(yè)年級 學生姓名 任 務 下 達 日 期 ： 畢業(yè)設計日期： 畢業(yè)設計題目：25t 汽車式液壓起重機設計畢業(yè)設計主要內容和要求：（1）25t 汽車式液壓起重機的總體設計；（2）25t 汽車式液壓起重機的伸縮機構設計，（3）起升機構的設計選型；（4）汽車起重機的回轉機構設計；（5）轉臺結構的設計。院長簽字： 指導教師簽字： 畢業(yè)設計指導教師評閱書指導教師評語（基礎理論及基本技能的掌握；獨立解決實際問題的能力； 研究內容的理論依據(jù)和技術方法；取得的主要成果及創(chuàng)新點； 工作態(tài)度及工作量；總體評價及建議成績；存在問題；是否同意答辯等）：成 績： 指導教師簽字：年 月 日 畢業(yè)設計評閱教師評閱書評閱教師評語（選題的意義；基礎理論及基本技能的掌握； 綜合運用所學知識解決實際問題的能力；工作量的大小；取得的主要成果及創(chuàng)新點；寫作的規(guī)范程度；總體評價及建議成績；存在問題；是否同意答辯等）：成 績： 評閱教師簽字：年 月 日 畢業(yè)設計評閱教師評閱書評閱教師評語（選題的意義；基礎理論及基本技能的掌握； 綜合運用所學知識解決實際問題的能力；工作量的大小；取得的主要成果及創(chuàng)新點；寫作的規(guī)范程度；總體評價及建議成績；存在問題；是否同意答辯等）：成 績： 評閱教師簽字：年 月 日 畢業(yè)設計答辯及綜合成績答 辯 情 況回 答 問 題提 出 問 題 正 確基 本正 確有 一般 性錯 誤有 原則 性錯 誤沒 有回 答答辯委員會評語及建議成績：答辯委員會主任簽字： 年 月 日學院領導小組綜合評定成績：學院領導小組負責人： 年 月 日汽車的部件發(fā)動機發(fā)動機的作用是為汽車提供動力，人們形象的稱之為汽車的動力工廠。大多數(shù)汽車發(fā)動機都是利用空氣和汽油混合物的爆炸能量推動活塞的?；钊軌蜣D動與它連接在一起的曲柄連桿。從而，曲柄產生牽引力使車輪轉動。有些汽車是靠另一種發(fā)動機來提供動力的。這種發(fā)動機因為它的旋轉閥，旋轉內燃機或者轉子發(fā)動機而被人熟知。這種旋轉閥式發(fā)動機也能夠吸入空氣和燃料的混合物，然后將它們壓縮并燃燒。另外，發(fā)動機會在一個橢圓形腔室中旋轉，它與驅動汽車后輪的后軸相連接。絕大多數(shù)的汽車里，發(fā)動機會被安裝在汽車的前部末端，離合器和變速箱在它的后面。最后，發(fā)動機、離合器和變速箱會被裝配成一個整體。想要使一個發(fā)動機能夠正常工作還需要很多系統(tǒng)的支持。潤滑系統(tǒng)可以用來減小摩擦，減輕發(fā)動機磨損。冷卻系統(tǒng)可以使發(fā)動機的工作溫度在安全的范圍之內。另外，發(fā)動機還必須由供油系統(tǒng)提供適量的燃料和空氣。在氣缸里，空氣和燃料的混合物必須由點火系統(tǒng)在適當?shù)那闆r下點燃。而后，電子系統(tǒng)被用來控制啟動發(fā)動機用的電動機和為發(fā)動機的附屬部件提供電能。潤滑系統(tǒng)發(fā)動機的部件會因為它們之間的相互運動而逐漸導致磨損。在這些部件中間存在著發(fā)動機循環(huán)油。它可以避免金屬間的相互摩擦而導致的磨損。在潤滑劑的潤滑作用下，各部件會僅受到很小的摩擦力，這可以使它們更容易運動。因此，潤滑系統(tǒng)可以將由摩擦引起的能量損失降到最小。潤滑劑的第二個作用是可以發(fā)揮冷卻劑的作用，也可以作為密封介質來防止泄漏。還有在氣缸上產生的潤滑薄膜也可以有助于活塞環(huán)密封，改善發(fā)動機的壓縮性能。冷卻系統(tǒng)在氣缸中，燃料會在空氣的作用下劇烈燃燒，從而導致發(fā)動機各部件的溫度升高。溫度的上升將直接影響發(fā)動機的性能，也會縮短發(fā)動機零件的壽命。而冷卻系統(tǒng)則可以使發(fā)動機在適宜的溫度下工作。無論駕駛條件如何，該系統(tǒng)都要被設計用來防止機器過冷或過熱。燃料供給燃料供給系統(tǒng)的主要作用是在機動車輛所能遇到的所有條件下（包括負載，速度，溫度壓力的變化梯度等） ，提供足夠的壓力，以一定的速度為化油器或注油系統(tǒng)提供燃料，來滿足發(fā)動機的燃料要求。另外，燃料系統(tǒng)還必須儲備足夠的燃料，以便可以支持車輛能夠行駛數(shù)英里。點火系統(tǒng)點火系統(tǒng)的目的是能在適當?shù)臅r間里通過高壓電火花或自燃，使每個內燃機氣缸中的燃料。燃燒以便氣缸中的液氣混合物得到充分的燃燒。供給到燃燒室的燃料必須經過燃燒才能釋放出能量。在火花點火發(fā)動機中，點火系統(tǒng)是利用電火花來點燃燃料的。壓縮點火發(fā)動機則沒必要擁有獨立的點火系統(tǒng)。因為它其中的混合物是靠壓縮產生足夠的壓力來點燃的。電氣系統(tǒng)發(fā)動機的電氣系統(tǒng)可以提供足夠的電力用來啟動電動機和操縱其他全部的附屬部件。電氣系統(tǒng)的主要元件有電池、交流發(fā)電機、啟動電動機、點火線圈和加熱器。車架車架是為發(fā)動機和車身提供了一個安裝的基礎。車架是由數(shù)量眾多的足夠強大的方形和箱形鋼構件組成的，這樣才能夠有效地用來支撐車身和其他構件的重量。汽車車架通常是由大量的鋼構件經過焊接或鉚接在一起的，從而形成最后的車體形狀。一般發(fā)動機都將安裝在有橡膠墊的車架上，橡膠墊吸收震動的同時也可以減小這些震動的發(fā)生。故吸收和減弱這些震動可以有效的幫助乘客減弱因為行駛中的顛簸而感到的不適。這些車架是由車輛輪軸上很多彈簧支撐的。所有這些裝配在一起稱為車輛底盤。懸掛系統(tǒng)懸掛系統(tǒng)的作用是可以吸收車輛在不平整路面上行駛時，由于車輪上下顛簸而產生的震動。彈簧的連接裝置和減震器構成了車輛的懸掛系統(tǒng)。懸掛系統(tǒng)通常有兩種類型組成：（1） 剛性系統(tǒng)（2） 獨立系統(tǒng)在剛性系統(tǒng)中，彈簧連接在一根剛性橫梁軸上。這種系統(tǒng)大多應用于商用車輛的前軸以及各類車輛車軸上。獨立系統(tǒng)則不需要擁有剛性橫梁軸。每一個車輪可以自由的垂直運動，而相對應的另一側車輪沒有任何反應。獨立系統(tǒng)大多應用于小型車輛。動力傳動系統(tǒng)動力傳動系統(tǒng)的作用是可以用來將發(fā)動機產生的能量傳遞給車輪。它包括離合器（汽車上的手動變速器） 、差動器（能提高發(fā)動機產生的轉矩以催動汽車的齒輪系） 、驅動軸、差速器、后橋。離合器離合器是用于手動變速的傳動裝置，可以用來暫時切斷發(fā)動機和車輪間的動力傳遞。在需要換擋或停車時，把傳動系統(tǒng)和發(fā)動機的連接斷開是極其重要的。變速器變速器的主要作用是通過發(fā)動機把各種必需的扭矩傳遞給車輪。通常情況下，這是通過改變發(fā)動機輸出軸和驅動軸間的齒輪傳動比來實現(xiàn)的這些必要的差異的。驅動軸驅動軸或推動軸一般與齒輪變速箱和差速器相連，而在驅動軸的兩端也常設計有萬向節(jié)。差速器差速器的作用是把來自傳動軸的能量分給后橋。當汽車轉彎時或跌入水溝中，兩個后輪可以以不同的速度驅動。車橋車輪被安裝在一根軸上，該軸被稱為車橋。車橋的各車輪提供必需驅動力。車輪汽車車輪需要支承整輛車，并產生牽引力來驅動車輛行駛。另外，車輪也用來減速和停車。轉向系統(tǒng)轉向系統(tǒng)用來改變車輛的行駛方向。在任何轉向裝置中，一般都要求轉向精確和便于操縱，并且在每轉一次向后，前輪都應該有一種自動返回到原先直線行駛的位置的趨勢。齒輪機構通常以轉向齒輪而聞名，通常在轉向過程中，能夠增大轉向的作用力矩。還有這套系統(tǒng)可以讓駕駛員不必花費太大的氣力就可以輕松地使車輛轉向。轉向系統(tǒng)極為重要，不僅僅在彎道行駛中需要轉向系統(tǒng)，在擁擠的交通道路上汽車行駛時同樣也需要它。另外，轉向系統(tǒng)能使車輛向左或向右轉向。制動系統(tǒng)制動系用來使汽車減速或停車。制動系統(tǒng)分為機械式和液壓式兩種。目前 95%的制動系統(tǒng)都屬于液壓式的。制動系統(tǒng)包括兩部分，轉動部分和固定不動的部分。人們都通過各種方式使上述兩部分緊密接觸，從而可以減小車輛的行駛速度。制動系統(tǒng)的主要制動元件有：制動踏板、主制動缸、車輪制動、制動鼓、制動路、制動蹄、制動裝備和聯(lián)動裝置等。目前，車輛的負載和速度都有逐漸提高的趨勢。目前，制動系統(tǒng)的重要性也益顯現(xiàn)出來。并且人們更喜歡助力制動器。助力制動器將用來提供更好的制動力。虛擬制造 什么是虛擬制造 虛擬制造（VM）是一個使 用 感 官 仿 真 設 備 和 真 實 或 虛 幻 環(huán) 境 的 動 態(tài) 模 型 生 成 或 創(chuàng)造 出 人 能 夠 感 知 的 環(huán) 境 或 現(xiàn) 實 ， 使 人 能 夠 憑 借 直 覺 作 用 于 計 算 機 產 生 的 三 維 仿 真 模 型的 虛 擬 環(huán) 境 。 這 種 技 術 可以提高制造企業(yè)的決策和控制水平。虛擬制造是用來模擬實際生產制造活動，能夠讓人們判斷某種產品在實際生產中是否可以有效的制造出來。虛擬制造技術必須擁有實際生產活動中的所有有關信息，如過程控制和管理、產品的具體數(shù)據(jù)。在運用虛擬制造的過程中，所知性的生產計劃中有一部分是真實的，另一部分是虛擬的。在計算機模型和模擬生產制造過程中經常使用虛擬制造技術，可以幫助設計和制造產品。 勞倫斯準1996，確定了三種不同類型的虛擬制造模式。這三種模式都是利用虛擬現(xiàn)實技術來模擬虛擬的生產制造環(huán)境的。 （1）以設計為中心的虛擬制造：為設計者提供適當?shù)墓ぞ邅碓O計不同的產品； （2）以生產為中心的虛擬制造：以虛擬制造的開發(fā)和分析手段來替代實際的生產和加工；（3）以控制為中心的虛擬制造：通過模擬產品的生產過程，可以對產品設計過程進行評價，從而不斷的改善生產計劃和控制手段，使生產過程得到改善。虛擬制造的重要意義 虛擬制造旨在將 與 產 品 制 造 相 關 的 各 種 技 術 集 成 統(tǒng) 一 起 來 ，如計算機輔助設計，計算機輔助制造和計算機輔助工藝設計。從而使多個用戶不再需要物理上的接觸，就可以共同進行全部或其中部分的工作。例如，工藝設計工程師和制造工程師可以一起評估和共享產品的設計信息，他們很有可能不在同一個國家或地區(qū)，卻可以在同一時間進行同一產品的設計。 虛擬機的另一個重要貢獻是虛擬企業(yè)（VE） 。Linetal 1995將虛擬企業(yè)定義為“需要各種學科之間的廣泛配合，為企業(yè)設計和生產產品提供機會的窗口” 。在運用這項技術時，一群人或一個公司可以分享虛擬環(huán)境的信息，以便集中他們的專長和資源，及時的把握市場機遇。這項技術的主要優(yōu)勢在于它能夠提供一個多媒體的環(huán)境，提高產品在生命周期中各個階段階的信息溝通。 虛擬制造的應用 虛擬制造技術應用在產品的整個生命周期中。在1994 年松下公司發(fā)展報告中，該公司決定采用虛擬空間決策的支持系統(tǒng)。這套系統(tǒng)應用在營銷和廚房家具銷售上，使客戶能夠切身體驗到廚房環(huán)境和評價辦法，并根據(jù)他們各自的喜好選擇最佳組合。他們通常都將其存儲為圖紙，隨后移交給公司的生產機構。 歐文1994在提交約翰迪爾公司的有關生產落實的工作報告中，提出在電弧焊接生產系統(tǒng)中采用虛擬制造技術。該項目涉及到一個虛擬的三維設計、評估環(huán)境系統(tǒng)以及機器人生產系統(tǒng)的測試。其中部分的工作在約翰迪爾公司的設施中進行，而這部分將由創(chuàng)世紀系統(tǒng)和 Techno 矩陣技術工作。在虛擬制造的幫助，能夠縮短從產品設計到產品制造的時間。 杜邦1994提出了虛擬現(xiàn)實應用的概述，并報道了在考文垂藝術與設計學院內正在進行的虛擬樣機。這些虛擬原型在一臺計算機中進行，在設計過程的開始時，設計師將設計出一條虛擬道路及道路上的各種元素，如道路上行駛的二手車，行人等等。然后坐在駕駛座上，查看行駛路線等行為來執(zhí)行虛擬樣機試驗，通過研究駕駛員在虛擬道路上的表現(xiàn)，來設計和組裝起落架，測試汽車碰撞時的安全性。 Kim1994的報告中指出，波音飛機公司的設計人員也在利用虛擬制造技術進行設計。虛擬制造技術可以提供符合人體工程學的飛機設計、評價應用以及維護。另一項研究中使用了虛擬環(huán)境，即訓練機器人。一個操作員的的動作將會得到識別、解釋，最后存儲在機器人行動命令中。 Shenai 描述了虛擬制造為（血友?。┗A設施提供了一個關鍵的工藝和設計變量，在應用中能夠使具體的半導體器件得到優(yōu)化。拉里賈尼1994討論虛擬制造技術還應用在其他領域中，包括機器視覺應用的診斷，故障檢測，檢查和預防性維修，安全及維修訓練，例如人體工程學的分析，通過虛擬的推土機和卡車，來模擬現(xiàn)實中駕駛員在新的駕駛室或新的配置下，能否工作舒適或能否進行穩(wěn)定操作。