摘 要

BZD柱式旋臂起重机是一种用途广泛的常用起重机，它通过电动葫芦控制重物的起升运动和水平运动，回转驱动装置控制悬臂和重物一起作回转运动。设计人员在每次设计时，设计过程都相对繁琐，针对这种情况，本文讲述一种参数化设计起重机的方法。在完成起重机的总体设计之后，可以基于SolidWorks建立零件的参数化模型库，然后将参数化的零件模型进行装配组成整机模型，这种设计方法减轻设计人员的工作量，大大提高工作效率。利用三维参数化模型，可以自动生成二维工程图，并进行调整，使其满足工程实际的要求。为了给设计过程提供理论依据，本文基于ANSYS对起重机关键构件进行了静力学分析，得到的分析结果保证了起重机的安全性。

关键词：起重机；参数化；工程图；有限元

Abstract

The BZD column jib crane is a versatile crane that controls the lifting and horizontal movement of heavy objects by electric hoist. The slewing drive controls the cantilever and the heavy object to make a rotary motion together. In this case, the design process is relatively cumbersome for the designer. In this case, this paper describes a method of parametric design of the crane. After completing the overall design of the crane, a parametric model library of parts can be built based on SolidWorks, and then the parameterized part models are assembled to form a complete machine model. This design method reduces the workload of the designer and greatly improves work efficiency. Using the 3D parametric model, 2D drawings can be automatically generated and adjusted to qualify. In order to provide a theoretical basis for the design process, this paper based on ANSYS static analysis of the key components of the crane, the analysis results can demonstrate the design results.

Key Words：Crane；Parametric；Drawings；Finite eleme

目 录

第1章 绪论 1

1.1 课题研究的目的及意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 课题研究的主要内容 2

第2章 BZD柱式旋臂起重机总体设计 4

2.1 BZD柱式旋臂起重机的模块划分和重组 4

2.1.1 机构件 4

2.1.2 结构件 5

2.1.3 标准件和通用件 5

2.1.4 电气部分 5

2.2 BZD柱式旋臂起重机的主要技术参数 5

2.3 BZD柱式旋臂起重机整体结构设计和方案确定 6

2.3.1 起重机的工作原理 6

2.3.2 起升和运行机构设计方案的确定 6

2.3.3 起重机悬臂梁结构确定 7

2.3.4 回转支承机构的选择 8

第3章 BZD型柱式旋臂起重机三维参数化建模 10

3.1 基于SolidWorks的参数化建模技术 10

3.2 SolidWorks的二次开发接口 10

3.2.1 各机构三维模型的建立 11

3.2.2 SolidWorks宏录制的运用 14

3.2.3 装配体的生成 18

第4章 二维工艺成图设计 21

4.1 工程图的生成 21

4.2 整机结构工程图的生成 21

4.3 工程图调整技术 23

第5章 关键结构件的有限元分析 25

5.1 有限元分析工具的介绍 25

5.2 静力学分析结果 25

第6章 经济性和环保性分析 28

第7章 总结与展望 29

参考文献 31

致谢 33

绪论

本次研究的课题为：BZD柱式旋臂起重机参数化设计。

课题研究的目的及意义

本课题的目的及意义是：完成BZD型柱式旋臂起重机系统总体设计，合理运用SolidWorks三维建模软件，对起重机模型进行三维参数化建模，并利用ANSYS有限元分析软件，对关键结构进行静力学分析。BZD柱式旋臂起重机是一种定柱式旋臂起重机，其起重量范围通常在125Kg到5000Kg之间，是一种常用的旋臂吊，它是节能高效的物料吊运设备，由于这方面的特点，这种起重机在很多行业都有广泛的应用。伴随着我国经济的发展，机械行业水平也在不断地提高，企业对于起重机产品各方面的要求也会更加的严格。而参数化的意义在于，完成参数化设计一台使用广泛的同类型起重机，设计人员在设计的同时，能建立一个参数化的模型库，可以使得在各个领域需要设计该起重机的时候，设计过程能更加的方便快捷，也更加地智能化和自动化。通过本次毕业设计，能将大学四年所学专业知识实际得运用到具体的起重机设计工作中，同时也能将传统的机械设计和计算机软件的使用联合起来，达到改变传统机械设计过程，合理利用现有工具，使设计更高效，更合理，更实用的目的，这对于将来个人在职业生涯中的发展具有指导意义。

国内外研究现状

随着经济的发展，我国的起重机行业已经取得了长足的发展，相较于以往落后于欧美和日本的起重机设计和制造技术，现在的中国起重机制造企业，具备了更先进的技术和更科学的制造方案。

目前，在国内起重机研究领域，参数化设计方法的使用还未普及。参数化设计的使用领域更多是在标准件和通用件上，原因就是起重机更多的是非标的产品，很多时候相应的标准都是需要企业自己制定，参数化设计的意义不大。但是，随着这些年中小型企业的快速发展和崛起，中小型的起重机的需求量越来越大，参数化设计就显得有必要了。这些年也有越来越多的企业在逐步地探索这方面的技术，并将其运用到实际的实际和生产工作中。

在传统的定柱式旋臂起重机设计方案中，设计方法通常是设计人员根据力学的一些方法和设计的经验公式，人工设计计算该产品。但是在人工计算的时候，由于起重机结构一般都较为复杂，尺寸相对也更大，计算过程会简化许多，因此计算结果会有较大的偏差，设计出来的起重机结构也会有些许问题。随着企业对于起重机产品质量的要求逐步提高，更多的设计单位将采用现代设计方法来取代传统的设计计算方法。其中运用较多的，基于ANSYS软件采用CAE技术对设计展开的有限元分析，可以得到起重机产品关键部件的应力应变等等参数。通过有限元分析之后，再对产品进行再次的设计，就能优化起重机的结构，使其结构更加合理，工艺性也更好。

而在国外，参数化设计起重机要更为普遍一些，在一些发达国家，中小型起重机的普及时间相较于中国较早，普及程度也更高，因此他们研究地也更早。许多企业已经能运用好参数化设计技术，极大地提高了他们设计计算一台起重机的效率，节省了不少时间和精力。同时，在有限元分析软件的使用上，发达国家同样领先，有限元分析在不少设计企业都是非常常用的设计软件，具备分析结果理论支持的产品，其性能当然也就能鹤立鸡群。