新型轻巧组合式起吊装置的设计(含cad零件图和装配图)(含开题报告,中期检查表,论文说明书18000字,CAD图纸10张)
摘 要：在发生自然灾害或者在交通不便的地区大型起吊装置不能够或者难以快速地运送到急需要的地方，造成救援不及时和不方便使用。而本设计完成了一种新型轻巧组合式起吊装置的设计，可以在野外快速拆装，详细分析了装置的旋转机构、跑动机构、塔柱的结构。整个起吊装置由底座、旋转机构、跑动机构、塔柱、手拉葫芦、反扣机构、横梁及连接固定件组成。装置采用组合模块结构形式，随机装运，通过螺栓对各组合件进行现场连接组装，塔柱安装在平台上，以起重机机身为依托，利用撑杆和拉杆将起吊装置进行固定。起吊装置由人力手动进行操作，通过操纵旋转机构摇臂，经蜗轮蜗杆传动，可使吊臂在360°范围内转动；操纵跑动机构摇臂，使卷筒转动卷绕钢丝绳，拉动跑车，使跑车在起吊臂上3300mm范围内跑动，满足了不同位置部附件起吊的需要。通过操纵手拉葫芦可以实现对起重机部件的起吊。
本组合式起吊装置是一种便携式轻巧起重设备，通过安装在一些辅助机构上便可使用，可应用于工业与民用建筑等领域。文中简单地介绍了它的结构特点及其工作原理，它具有体积小，重量轻，环境适应能力强，实用性好等优点。
关键词：起吊装置；桁架；蜗杆；蜗轮；螺栓；轴；轴承
Design of New lightweight combined-type lifting device
Abstract ：The design completes a new combined hoist device, which can be used for dismantling and fixing of the helicopter accessory quickly at field, and it analyzes the construction of revolve machine，move machine, tower pillar in details. The whole hoist device is the combation of foundation, revolve machine，move machine, tower pillar and chain block hosting machine, anti button machine, beam and conjunctions fix the piece constitutes. The device adopts a construction of combined mold, transports with the helicopter, then through the combination with the conjunction assemblesand the tower pillar installs on the platform, and supported with helicopter fuselage to fix the hoist device using stay bar and pull bar. Hoist device is operated by manpower. When manipulating the revolve machine rocker, by driving worm wheel, making hoist arm to turn around within the scope of 360°; By manipulate the rocker of move machine, making the coil canister convolute the tightwire, which pulling the move car, making car run within the scope of 3300mm at the hoist arm, satisfying hoist at any different position .By manipulating the chain block hosting machine to hoist the helicopter parts.This combined hoist device is a kind of convenient and small device, which can be used in the realm such as industry and public when it is fixed to some additional facilities. This paper breifly introduces its characteristics and work principles. It has some advantages such as small bulk, light weight, nice environment adaptability and practicability.
Key words:lift device；truss ；worm；worm gear；bolts；axis;bearing
研究方案（研究目的、内容、方法、预期成果、条件保障等）
一、研究目的
该课题的提出改变了起重机出现故障时被动等待维修的局面，提高了维修效率，减少了因起重机出现故障而造成的损失。对不同的起吊对象，将参数进行相应调整，该装置同样可应用于其他民用领域的吊装作业。同时运用所学理论知识，在老师指导下，进行实际设计。培养与锻炼实践能力。本次设计是要求解决实际的工程问题，不仅要求掌握具有一定的专业知识，还可以锻炼独立解决问题的能力，提高查阅设计手册的能力，熟悉相关的国家标准和国际标准，更加熟练地操作绘图软件及绘制工程图。最重要的是能让我们学到的理论知识运用到实践中，提高实践能力，使我们的设计更具实用性，能为社会发展贡献自己的一份微薄之力。本次设计还能让我们更多的接触社会，了解社会的发展态势和国内外的现状，为自己以后的发展明确方向。
二、研究内容
本课题主要设计一种新型的组合式起吊装置，以解决起重机在野外作业时不能就地拆卸维修的问题。该起吊装置由底座、旋转机构、跑动机构、塔柱、手拉葫芦、反扣机构、横梁及连接固定件组成。
三、研究方法
理论探讨与实验研究相结合，通过对相关课程的复习，掌握机械设计的一般步骤和方法，结合类似产品的经验教训进行初步设计，再通过实验进行验证，最终完成起吊装置的设计。
1、 总体设计，确定旋转机构和跑动机构的传动方案；
2、 确定起吊的参数和工作级别；
3、 分别对塔柱、旋转机构和跑动机构进行设计；
4、 完成了设计，再对起吊装置的固定进行分析。
四、预期成果
完成起吊装置的分析，根据新型轻巧的特点设计，并设计各零部件，绘出总装配图和主要零件图，撰写详细设计计算说明书。
目 录
摘要…………………………………………………………………………………………1
关键词………………………………………………………………………………………2
1 前言…………………………………………………………………………………… 2
2 课题方案设计………………………………………………………………………… 2
2.1 总体设计方案………………………………………………………………… 2
2.2 起吊装置的设计……………………………………………………………… 3
2.2.1 体积小，重量轻……………………………………………………… 3
2.2.2 环境适应能力强……………………………………………………… 3
2.2.3 实用性较强…………………………………………………………… 3
2.3 起吊装置的结构……………………………………………………………… 3
2.4 传动方案选择………………………………………………………………… 4
2.4.1 圆柱齿轮传动 …………………………………………………………4
2.4.2 锥齿轮传动…………………………………………………………… 4
2.4.3 带传动………………………………………………………………… 4
2.4.4 链传动………………………………………………………………… 4
2.4.5 蜗轮蜗杆传动………………………………………………………… 4
3 起吊装置的参数与工作级别………………………………………………………… 5
3.1 起吊装置的参数……………………………………………………………… 5
3.1.1 幅度…………………………………………………………………… 5
3.1.2 起升高度……………………………………………………………… 5
3.1.3 额定起升载荷………………………………………………………… 5
3.1.4 公称起重力矩………………………………………………………… 5
3.1.5 机构工作速度………………………………………………………… 5
3.2 起吊装置的工作级别………………………………………………………… 5
3.2.1 利用等级……………………………………………………………… 5
3.2.2 载荷状态……………………………………………………………… 6
3.2.3 确定工作级别………………………………………………………… 6
3.3 起吊装置的机构工作级别…………………………………………………… 6
3.3.1 机构利用等级………………………………………………………… 6
3.3.2 机构载荷状态………………………………………………………… 6
3.3.3 确定机构的工作级别………………………………………………… 7
3.3.4 手拉葫芦的选用……………………………………………………… 7
4 起重装置的刚结构设计……………………………………………………………… 7
4.1 起重装置的刚结构设计要求………………………………………………… 7
4.1.1 满足起吊装置的总体设计要求……………………………………… 8
4.1.2 满足起吊装置安全可靠的要求……………………………………… 8
4.1.3 重量轻、材料省……………………………………………………… 8
4.1.4 构造合理、工艺良好………………………………………………… 8
4.1.5 造型美观……………………………………………………………… 8
4.2 梁的设计……………………………………………………………………… 8
4.2.1 吊臂的四片平面桁架结构………………………………………………9
4.2.2 吊臂稳定性计算……………………………………………………… 9
4.2.3 吊臂平面桁架结构连接强度计算…………………………………… 10
4.2.4 塔顶和平衡臂的设计计算……………………………………………10
4.3 塔身的设计……………………………………………………………………11
4.3.1 塔身标准节的设计……………………………………………………12
4.3.2 标准节截面计算………………………………………………………12
4.3.3 标准节稳定性计算……………………………………………………12
4.3.4 缀条及其与分肢连接强度计算………………………………………13
4.4 梁的机构和塔身标准节的联接………………………………………………14
5 旋转机构的设计………………………………………………………………………14
5.1 蜗轮蜗杆的设计………………………………………………………………15
5.1.1 选择蜗杆传动类型……………………………………………………15
5.1.2 选择材料………………………………………………………………15
5.1.3 按齿面接触疲劳强度进行设计………………………………………15
5.1.4 蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸…………………………………16
5.1.5 校核齿根弯曲疲劳强度………………………………………………17
5.2 轴的设计………………………………………………………………………17
5.2.1 轴的装配方案…………………………………………………………17
5.2.2 轴的最小直径…………………………………………………………18
5.2.3 轴上的载荷……………………………………………………………18
5.2.4 校核轴的强度…………………………………………………………19
5.2.5 精确校核轴的疲劳强度………………………………………………19
5.3 轴承的设计……………………………………………………………………22
5.3.1 轴承的径向力…………………………………………………………22
5.3.2 轴承的轴向力…………………………………………………………23
5.3.3 轴承的当量动载荷……………………………………………………23
5.3.4 验算轴承寿命…………………………………………………………24
5.4 键的设计计算及其校核………………………………………………………24
5.4.1 键的选择………………………………………………………………24
5.4.2 键的连接强度计算……………………………………………………25
6 跑动机构的设计………………………………………………………………………25
6.1 跑动小车的设计………………………………………………………………25
6.1.1 摩擦阻力 ……………………………………………………………26
6.1.2 坡度阻力 ……………………………………………………………26
6.1.3 惯性阻力 ……………………………………………………………26
6.1.4 迎风阻力 ……………………………………………………………26
6.1.5 牵引绳下垂引起的阻力 ……………………………………………26
6.1.6 作用在小车上的最大运行阻力W为上述阻力之和 ………………26
6.2 钢丝绳、卷筒和滑轮设计……………………………………………………26
6.2.1 钢丝绳选择……………………………………………………………27
6.2.2 滑轮和卷筒尺寸计算…………………………………………………28
6.2.3 卷筒强度计算…………………………………………………………29
6.2.4 钢丝绳在卷筒上的固定及允许偏角…………………………………29
6.3 蜗轮蜗杆的设计………………………………………………………………31
6.3.1 选择蜗杆传动类型……………………………………………………31
6.3.2 选择材料………………………………………………………………31
6.3.3 按齿面接触疲劳强度进行设计………………………………………31
6.3.4 蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸…………………………………32
6.3.5 校核齿根弯曲疲劳强度………………………………………………32
6.4 轴的设计………………………………………………………………………33
6.4.1 初步确定轴的最小直径………………………………………………33
6.4.2 精确校核轴的疲劳强度………………………………………………34
6.5 轴承的设计……………………………………………………………………37
6.5.1 轴承的径向力…………………………………………………………37
6.5.2 轴承的轴向力…………………………………………………………37
6.5.3 轴承当量动载荷………………………………………………………38
6.5.4 验算轴承寿命…………………………………………………………38
6.5.5 轴承的润滑……………………………………………………………38
6.6 键的选择及强度计算…………………………………………………………38
7 起重装置的抗颠覆稳定性分析和底座的设计…………………………………… 39
7.1 起重机的稳定性………………………………………………………………39
7.1.1 稳定系数………………………………………………………………39
7.1.2 稳定性分两种情况分析………………………………………………39
7.2 静稳定性分析…………………………………………………………………39
7.3 底座的设计……………………………………………………………………40
8 结论……………………………………………………………………………………41
参考文献 ……………………………………………………………………42
致谢……………………………………………………………………………………42
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