摘 要

本文设计的是MQ2535门座起重机，其中包括这四个机构，分别是：起升机构、运行机构、变幅机构、回转机构，另外还有其他机构共同组成。MQ2535门座起重机是由以下金属结构组成：臂架结构、人形字架结构、转动平台结构、转柱结构、车架结构等。

在文中，具体地讲述了门座起重机的总体设计的过程：包含总体技术参数的确定、重要工作机构还有形式的确定、货物水平位移补偿系统还有臂架自身的重力平衡系统设计计算、整个门座起重机抗倾覆稳定性的验算和各种情况下轮压的计算等。在对变幅机构进行电动机、减速器、联轴器、制动器等的计算和选型，最后利用autoCAD对起重机总体进行绘图。

关键词：门座起重机；总体设计；autoCAD；变幅机构

Abstract

This article is designed MQ2535 portal crane, including the four institutions, namely: hoisting mechanism, operating agencies, luffing agencies, rotary agencies, in addition to other institutions together. MQ2535 portal crane is composed of the following metal structure: boom structure, humanoid frame structure, rotating platform structure, column structure, frame structure.

In this paper, the process of the overall design of the portal crane is described in detail, including the determination of the overall technical parameters, the determination of the important working mechanism, the horizontal displacement compensation system of the cargo, and the design of the gravity balance system of the boom itself. The calculation of the anti-overturning stability of the door machine and the calculation of the wheel pressure in various cases. In the calculation and selection of the motors, reducers, couplings, brakes and so on of the luffing mechanism, the general drawing of the crane is carried out by autoCAD.

Key words: gantry crane; overall design; autoCAD ; luffing mechanism.

目 录

第1章 绪论 1

1.1 课题研究的目的和意义 1

1.2 国内外现状 2

1.3 研究的主要内容 2

第2章 MQ2535门座起重机总体设计 3

2.1 性能参数 3

2.2 确定主要工作机构和金属结构的形式 3

2.2.1 主要工作机构形式确定 3

2.2.2 确定金属结构的形式 8

2.3 货物水平位移补偿系统设计 10

2.3.1货物水平位移补偿系统原理 10

2.3.2 刚性四连杆组合臂架方式方案的作图法设计 11

2.4 杠杆活对重式的臂架自重平衡系统设计 13

2.4.1 杠杆活对重式平衡系统设计 14

2.4.2 臂架自重平衡系统校验 14

2.5计算载荷 16

2.6整机稳定性校核 21

2.6.1 基本原则 21

2.6.2 工况、载荷系数和载荷组合的验算 22

2.7 轮压计算 25

2.7.1 各支腿支承反力计算公式 25

2.7.2 各工况下的轮压计算 27

第3章 变幅机构设计计算 29

3.1 主要设计参数 29

3.2 变幅阻力计算 29

3.2.1 W_G的计算 29

3.2.2 W_Q的计算 30

3.2.3 W_f的计算 31

3.2.4 W_T的计算 33

3.2.5 W_l的计算 34

3.2.6 W_g的计算 36

3.2.7 W_m的计算 37

3.2.8 W_p的计算 37

3.3 变幅机构载荷组合 37

3.3.1 Ⅰ类载荷组合 37

3.3.2 Ⅱ类载荷组合与Ⅲ类载荷组合 38

3.4 齿条行程与线速度的确定 38

3.5 变幅驱动系统计算 38

3.5.1电动机的选择 38

3.5.2减速器的选择 40

3.5.3 联轴器的选择 41

3.5.4 制动器计算与选择 42

3.6变幅齿轮齿条的计算 43

3.6.1 选择材料并确定许用应力 43

3.6.2 选择材料并确定许用应力 44

3.6.3 确定齿轮传动的主要参数尺寸 44

3.6.4 验算齿根弯曲疲劳强度 45

第4章 环境影响及经济性分析 46

4.1 环境影响分析 46

4.2 经济性分析 46

第5章 全文总结与展望 48

5.1 总结 48

5.2 展望 48

参考文献 49

致谢 50

第1章 绪论

1.1 课题研究的目的和意义

随着我国加入WTO，很多大型港口的货物的装卸和搬运工作都要门座起重机来完成，关联港口的一些业务得到了很好的发展，门座起重机象征着港口起重机械的进步趋向：快速化、自动化、效率化，因此现在很多大型港口对设计出来的门座起重机的技术要求变得愈来愈苛刻：质量保证轻型化、刚度保证优秀、作业效率保证高。所以港口门座起重机的设计研究技术需要不间断的进步，发展，如此这样，港口机械行业才会安全、可靠、快速的发展。

在港口搬运货物机械中最重要的一种就是门座起重机，在很多关联行业中都得到了快速的运用。港口门座起重机常常是一种用来完成运输船与拖车的装卸，库场货物地堆放，然后利用拖车转移和船内和堆场内工作的港口机械，具有如工作时间短暂、反复、周期性运作的特点。一般由起升机构、回转机构、运行机构和变幅机构中的一种或几种组成。对于门座起重机，最主要运作部件包括了变幅机构，其技术的优劣很大程度上关系到了整个门座起重机工作的过程。如果门座起重机运作速度及起重货物标准重量的升高，研究设计出符合其技术要求的变幅机构非常关键。设计出标准合格的变幅机构则是主要工作。

传统的门座起重机设计办法一般历经4个过程：门座起重机设计过程，其中包含选择方案设计、结构设计和零部件设计；门座起重机试验过程，大多数是对机构一些主要零部件进行摸索式的研究；现实物理样机过程，主要是根据设计参数数据生产出合理的样机，用原来检测设计的合理性，最后，必须将模拟样机中的一些零部件制作成可交换的，因为零部件也有一定寿命，所以必须使用其他零件来替换；然后产品生产阶段。从中可以看出，以前的门座起重机设计周期长、消耗时间太长、成本有点过高，存在着明显的弊端性。港口装卸机械通常是依靠大型结构系统的运作形式，很多因素都影响门座起重机整机的变化性能，比如很常见的大风天气出现，门座起重机承受不同风载荷下的机械性能。但是一直以来，门座起重机的研究考虑都是在静态形式下进行设计，几乎很少进行动态性能范围内的考虑，在门座起重机设计标准中利用动载系数来考虑这种动力影响。如此一来，有可能将门座起重机设计过程考虑到的情况不全面，考虑到其中存在最大问题为：门座起重机实际的工作情况和真正的动态响应没有被考虑在内，最后造成在设计过程中门座起重机工况考虑不合理性。通过研究和参考国内和国外有联系的科学研究制造技术，可以很好地深化自身对世界起重机发展趋势的理解，这为将来的研究与学习有积极推动的意义。