定柱式悬臂起重机机械结构设计及有限元分析

目录1 绪论 11.1 课题的背景 11.2国内外定柱式悬臂起重机的现状与发展前景 21.2.1 国内起重机现状及发展趋势 21.2.1 国外起重机现状及发展趋势 21.3 本设计的主要内容、目标和方法 31.3.1主要内容 31.3.2目标 31.3.3方法 31.4定柱式旋臂起重机设计制造中应注意的问题 41.4.1 挠度设计 41.4.2 导绳器的设计 42 悬臂起重机基本参数确定 52.1起重机结构方案的拟定 52.2起重机主要目标设计参数的确定 62.2.1 基本参数的选择 72.2.2 电动葫芦的选择 83 关键零部件设计 113.1悬臂工字钢尺寸确定 113.2缓冲器的选择 113.2.1缓冲器型号的选择 113.2.2缓冲器参数的选择 123.2.3缓冲器强度校核 123.3横梁结构尺寸的确定及校核 123.3.1横梁简化模型 123.3.2横梁结构尺寸的确定 133.3.3横梁结构内力分析及强度校核 143.4立柱尺寸及强度校核 153.4.1立柱相关尺寸确定 153.4.2立柱强度校核 173.7定柱式旋臂起重机挠度计算 173.8立柱外形尺寸设计 193.9法兰盘尺寸的计算 203.10地脚螺栓强度校核 213.11 定柱式旋臂起重机确定参数 214 悬臂起重机三维实体建模及二维图 224.1 起重机的三维实体建模 224.1.1 横梁的建模 224.1.2 立柱的建模 224.1.3立柱与轴承室连接 234.1.4轴承室主要零部件的建模 234.1.5 斜臂支撑部分建模 244.1.6 球面垫圈、锥面垫圈 244.1.7 整体装配 254.2 悬臂起重机二维图 254.2.1起重机总体结构图 254.2.2横梁 264.2.3轴承室 274.2.4立柱 274.2.5法兰盘 284.2.6立柱外筋板 284.2.7滚道 294.2.8滚轮及其支架 304.2.9悬臂支架 304.2.10立轴 315 关键零部件有限元分析 3251 工程有限元分析的基本步骤 3252 主梁建立实体模型分析 3353 主梁分析报告 355.3.1 主梁应力结果 355.3.2 主梁应变结果 365.3.3 主梁位移结果 375.3.4 主梁设计检查结果 3954 立柱建立实体模型分析 3955 立柱分析报告 425.5.1 立柱应力结果 435.5.2 立柱应变结果 435.5.3 位移结果 4456 设计改进 456 轴承的选用与装配体 487 总结 49参 考 文 献 50致谢 511.3 本设计的主要内容、目标和方法1.3.1主要内容该课题是以定柱式悬臂起重机的结构设计为主要内容的机械产品设计课题涉及机械结构与传动、机械加工与装配等。其中分析了该起重机所要求实现的功能和相应结构了解起重机的工作原理基本结构系统组成及功能掌握PROE的使用技术并完成桥式起重机的三维建模绘制关键零部件的二维工程图并学会运用软件做有限元分析。参考其他文献可知定柱式旋臂起重机主要由上立柱、下立柱、主梁、主梁拉杆、起升机构电动葫芦、回转机构、电气系统、爬梯及检修平台组成其结构紧凑体积小操作方便可靠。本研究主要是对该起重机的悬臂梁设计及旋转功能部分的机构设计及参数的选择。包括起升回转变幅及金属结构的设计。最终使其能很好地实现起重机的运行而且互不干涉且配合良好。并且通过此次设计要提高自己的分析问题和解决问题的能力将自己所学运用到实际的工作中提高自己的实践能力。此次设计主要取长补短利用现有各种关于起重机械技术的优点结合实际对定柱式旋臂起重机做出更合理的设计。1.3.2目标本次设计为2T定柱式悬臂起重机完成了定柱式悬臂起重机悬臂和立柱等构件的设计验算。功能实现合理结构简单适用工作可靠。1.3.3方法悬臂起重机由立柱回转臂回转驱动装置及电动葫芦组成立柱下端通过地脚螺栓固定在混凝土基础上由摆线针轮减速装置来驱动悬臂回转电动葫芦在悬臂工字钢上作左右直线运行并起吊重物。如图1-1图1-1 定柱式悬臂起重机简图