400T全液压履带起重机变幅机构设计

论文总字数：40402字

摘 要

　 本次的设计任务是对400t履带式起重机的变幅机构进行设计。

首先，对400t履带式起重机变幅机构的工作性质进行分析。比较工作性变幅机构和非工作性变幅机构的优缺点后，决定采用变幅时非水平移动的工作性变幅机构。随后对变幅机构的构造和变幅方式进行分析。比较运行小车式和吊臂俯仰摆动式这两种方案后，决定采用吊臂俯仰摆动式方案。除此之外，在变幅过程中需要保证载重始终做水平运动，所以需要对载重的运动进行补偿，在分析了绳索补偿法和组合臂架法后，选择了绳索补偿法中的补偿滑轮组法。

主要的设计工作包括设计吊臂俯仰摆动式变幅机构计算模型并根据已知参数确定变幅力和机构参数；设计减速器，包括齿轮设计、轴的设计、箱体的设计及附件。随后用CAD软件画减速器总图、行星架图。设计变幅机构的液压回路图并说明工作过程。

最后，画卷筒图一张，并根据计算结果画变幅机构图一张。

关键词：400t履带式起重机 变幅机构 载重水平移动 减速器 液压回路

Abstract

This treatise is about the design of the amplitude mechanism for a 200t caterpillar crane.

First，I analyzed the working property of the amplitude mechanism. Compared the real-time amplitude mechanism and the nonreal-time amplitude mechanism, I decided to use a real-time amplitude mechanism which is not moving horizontally. Then I analyzed the structure of the amplitude mechanism and the amplitude fashion. After comparing the projects with a larry moving and the project with a lazy arm swinging, I decided to use the project with a lazy arm swinging. Besides, the horizontal motion of the weights is very important, I chose compensative pulley block method, which belongs to rope compensation method, after analyzing rope compensation method and combined arm frame method.

I mainly designed the computational model for the the amplitude mechanism which with a lazy arm swinging, and count the amplitude force and the parameters of the mechanism based the known parameters. I designed the reducing device, which including the design of the gears, axis, cabinet and the accessories. I draw the drawings of the reducing device and the plant frame with the CAD software. I designed the drawing of the hydraulic pressure loop and explained the working process.

At last, I draw the coiling block, and I draw the amplitude mechanism based the computing result.

KEY WORDS: 400t caterpillar crane, the amplitude mechanism, the horizontal motion of the weights , the reducing device, the hydraulic pressure loop

目 录

摘要 ………………………………………………………………………………………3

Abstract …………………………………………………………………………………3

第一章　绪论 ……………………………………………………………………………6

　　1.1 引言 ……………………………………………………………………………6

1.2 选题背景及意义 ………………………………………………………………6

1.2.1 选题背景 ……………………………………………………………6

1.2.2 选题意义 ……………………………………………………………7

1.3 课题分析 ………………………………………………………………………7

1.3.1 预期目标 …………………………………………………………7

• • 1. 关键问题 ……………………………………………………………7

1.4 起重机现状简介 ……………………………………………………………8

1.4.1 发展现状 ……………………………………………………………8

1.4.2 研究状况 ……………………………………………………………8

1.5 仿真与有限元分析 …………………………………………………………10

1.5.1 断裂仿真 …………………………………………………………10

1.5.2 力学特性分析 ……………………………………………………10

1.5.3 多载荷仿真 ………………………………………………………10

第二章 变幅机构介绍 ………………………………………………………………11

2.1 变幅机构形式 ………………………………………………………………11

2.1.1 运动小车式变幅和摆动臂架式变幅 ……………………………11

2.1.2 工作性变幅与非工作性变幅 ……………………………………12

2.1.3 载重水平实现 ……………………………………………………12

2.1.4 变幅方式 …………………………………………………………13

2.1.5 变幅驱动方式 ……………………………………………………13

2.1.6 减速器 ……………………………………………………………13

第三章 吊臂俯仰摆动式变幅机构设计计算 ………………………………………15

3.1 已知参数 ……………………………………………………………………15

3.2 变幅力计算 …………………………………………………………………15

3.2.1 正常工作时变幅力 ………………………………………………15

3.2.2 最大变幅力 ………………………………………………………16

3.3 机构参数计算 ………………………………………………………………22

3.3.1 变幅钢丝绳倍率 …………………………………………………22

3.3.2 滑轮组的设计 ……………………………………………………22

3.3.3 变幅卷筒卷入绳长及卷筒长度 …………………………………23

3.3.4 卷筒转速 …………………………………………………………23

3.3.5 驱动功率以及液压马达选择 ……………………………………23

第四章 减速器设计 …………………………………………………………………24

4.1 齿轮设计 ……………………………………………………………………24

4.1.1 传动比计算 ………………………………………………………24

4.1.2 传动比分配 ………………………………………………………24

4.1.3 高速级计算 ………………………………………………………24

4.1.4 低速级计算 ………………………………………………………28

4.2 轴的设计 ……………………………………………………………………32

4.2.1 直径计算 …………………………………………………………32

4.2.2 轴结构设计 ………………………………………………………33

4.3 箱体设计 ……………………………………………………………………34

4.4 附件 …………………………………………………………………………34

4.4.1 油塞 ………………………………………………………………34

4.4.2 密封毡 ……………………………………………………………34

第五章 变幅液压回路设计 …………………………………………………………35

5.1 液压系统说明 ………………………………………………………………36

第六章 有限元仿真及验算 ……………………………………………………………37

6.1 有限元验算 …………………………………………………………………37

6.1.1 齿轮轴1有限元验算 ……………………………………………37

6.1.2 齿轮轴2有限元验算 ……………………………………………38

6.1.3 齿轮轴3有限元验算 ……………………………………………39

致谢 ……………………………………………………………………………………41

参考文献 ………………………………………………………………………………42

第一章 绪论

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