摘 要

Abstract 2

第1章 绪论 3

1.1 课题的研究目的和意义 3

1.2 课题研究的内容 3

第2章 总体设计计算 5

2.1 技术参数 5

2.2 确定主要工作机构和金属结构的形式 5

2.3确定臂架结构主要尺寸 12

2.4货物水平位移系统的设计 12

2.5臂架自重平衡系统的设计 20

2.6计算载荷及载荷组合 26

2.7轮压计算 40

2.8整机抗倾覆稳定性验算 44

第3章 变幅机构的设计 47

3.1变幅驱动形式 47

3.2变幅阻力的计算 47

3.3电动机的选型和校验 51

3.4制动器的计算和选择 53

3.5减速器的选型和校验 53

3.6齿条传动计算 54

第4章 变幅机构的虚拟设计 57

4.1Creo的简介 57

4.2利用Creo软件建立变幅机构三维模型 57

第5章 经济性分析 60

第6章 全文总结与展望 61

参考文献 63

致谢 64

摘要

起重机作为当今社会提高装卸搬运货物速率的重要机械，不仅可以减轻人们劳动力，实现生产自动化，还可以改善工人的工作环境，所以无论是国内还是国外，起重机的应用都特别广泛。而门座式起重机是港口码头，造船厂，以及修建大坝工程中最常用的一种起重机，并且其变幅机构最为复杂，所以选择对其变幅机构进行虚拟设计。

本次设计是以港口装卸四连杆门座式起重机MQ1035为示例，采用Creo作为辅助设计装配软件，详细叙述了四连杆门座式起重机的总体设计过程，并且对变幅机构进行了详细的设计和虚拟设计。在起重机的总体设计过程中，确定了门座式起重机的主要性能参数和工作级别，设计了货物水平位移系统并且确立了臂架系统中四连杆的具体尺寸，设计了臂架自重平衡系统，完成了起重机轮压验算以及起重机整机的抗倾覆稳定性验算等。在变幅机构的虚拟设计中，完成了电动机、减速器、制动器、联轴器的选型及校验，并且用Creo软件进行了变幅机构的虚拟设计及运动仿真。

鉴于目前传统的低效率的起重机设计方法还在应用，并且多采用常规的静态设计为主，根据同类产品的经验公式和相关资料进行计算和设计，没有采取有效的动态仿真设计方法。此次采用Creo进行虚拟设计，提高了设计速度，提高了产品可靠性，减少了设计开发成本。

关键词：门座式起重机；总体设计；变幅机构；三维建模；Creo；虚拟设计

Abstract

Crane is an indispensable machinery equipment that improve the rate of loading and unloading of materials in today. It not only reduces labor, but also realizes mechanizing producting. The portal crane is one of the most common crane in ports,shipyard and the area about building dam. And its the structure of luffing is the most complex,so I lay emphasis on its virtual design during my project .

Based on a design about four-link MQ1035 portal crane, Creo being as an assembly-aided design software, the design described the overal design process of four-link portal crane in detail and design the luffing with VR. In the overall design of the crane,identified the main performance parameters and working class, designed the cargo horizontal displacement system, determined the detailed size of four links in the boom system, designd the weight balance system about boom and finished the checking calculation of wheel -pressure and against overturning stability and so on. In the virtual design of luffing mechanism, selected and verified the motor, reducer, brakes, and couplers .Besides, designed the luffing virtually and simulate its motion with Creo.

Given the current low efficiency in design crane with the traditional design methods,it's usually to design crane with the static design method, according to the empirical formula of similar products and related information, not using effective dynamic simulation design method. Using Creo to design crane virtually is improving the design speed, product reliability, and reducing the costs in design and exploitation of crane in this prioject.

Key words:portal crane; overall design; luffing; 3D modeling; Creo; virtual design

第1章 绪论

1.1 课题的研究目的和意义

起重机是现代工业在实现生产过程自动化，改善货物搬运方式，提升工作效率的重要机械产品之一。它对于加快国家建设，改善人民的物质生活，增强国家的经济基础有着重要意义。而门座式起重机是众多起重机中，结构复杂，机构最多的一种旋转式有轨运行起重机。现代门座起重机广泛应用于港口、码头，造船厂、大型水电站等环境中，并且其可以非常显著地减轻工人繁重的体力劳动，改善工人工作环境，提高生产效率，所以此次选择门座式起重机的设计课题与现实息息相关。

变幅机构是门座式起重机使用最频繁，结构最复杂，受外力影响最大的机构。所以设计起重机时对变幅机构的设计也显得尤为重要，本次设计就对变幅机构进行了详细的设计，主要是在电机的选型和校验上，对于起重机变幅机构的产热控制也不容忽视，如果电机、制动器等工作时温度过高，这会恶化起重机的工作条件，使起重机的金属结构发生改变，甚至其性能也会发生变化，应力集中、金属变形的现象都有可能发生。