1. 研究目的与意义（文献综述）

一、研究的目的、意义和现状
港口是重要的交通基础设施，是实现外向型经济的窗口，为国家经济建设和对外贸易的发展提供基础性支撑。

随着我国经济的腾飞和国际物流业务量的持续繁荣，货物在港口的快速物流对门座起重机装卸的快捷方便、使用的安全可靠和工作性能的稳定提出了非常高的要求。

门座起重机作为港口、码头的主要装卸机械在港口物流中发挥着不可代替打作用，它的性能好坏对提高港口装卸效率，节省电力消耗，降低制造成本，以及提升港口国际竞争力都有着重要的意义。

2. 研究的基本内容与方案

三、研究（设计）的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施

1、本研究的基本内容

本设计是以mq1630门座起重机为主体，进行其变幅机构臂架设计，并进行三维建模。课题的主要设计工作为：
（1）查阅资料，了解门座式起重机的发展状况和三维建模设计的意义等
（2）根据设计要求和给出的数据，查阅论文和设计书，提出整体的设计方向和大致结构构造，进行总体布置，完成总体计算
（3）记录整合数据，根据给出的要求的数据，进行设计计算，确定各个结构的具体使用和准确计算数据，绘制总体方案图和完成总体设计计算说明书
（4）完成大臂架的设计计算和建立其三维模型
（4）三维模型的基础上生成大臂架的二维施工图
2、研究目标
本文的研究目标主要是为了实现研究内容中的所有工作，具体如下： 根据设计条件完成总体布置和计算，确定变幅系统各杆件的尺寸，使其瞒住货物水平位移，货物未平衡力矩以及臂架自重未平衡力矩的条件。确定大臂架的结构尺寸，并完成其三维建模。确定起重机的各种工作工况，计算各工况的载荷。利用ansys对臂架进行有限元分析，保证臂架的强度、刚度和稳定性瞒住要求。
3、技术方案及措施
臂架是货物装卸机械中场使用的一种重要金属结构，广泛地应用在门座起重机、汽车起重机、轮胎起重机、履带起重机、塔式起重机、浮式起重机等各种起重机械和装卸机械中。臂架按组合方式可分为直臂架、组合臂架、折叠式臂架，按结构型式可分为格构式、无斜杆式、薄壁箱形式等。港口门座起重机在结构上主要采用实腹式。整个臂架是板梁变截面箱形构件，其由薄钢板焊接而成。为了保证臂架的抗扭强度，提高其整体稳定性及制造方便，臂架每隔一定距离均设有开孔的横隔板，在开孔边上用扁钢封边。另外，还根据局部稳定性的需要，在腹板和翼缘板上布置纵筋，在有集中力作用的地方，除采用较厚钢板外，还增设筋板。在水平平面内,臂架根部分叉成支腿,以满足水平刚度条件及构造布置要求。
这种闭合矩形截面实腹式结构型式的臂架具有很好的抗扭刚性，且构造简单，制造方便，适宜自动焊接，应力集中较小，因而制造成本较低，是被广泛采用的结构型式；同时，油漆、维修面少，外形清晰、美观。
臂架下端通过铰轴与转台铰支座铰接，中部与变幅机构及臂架自重平衡系统的小拉杆相连接，因而从受力特征上看门座起重机臂架是一根悬臂的压弯构件。
作用在臂架上的载荷有：（见图1）
（1）臂架自重pb——以均布载荷qb沿臂架全长作用；
（2）由象鼻梁通过臂架头部铰轴所传递的作用力，这个作用力由下列因素所引起：
1）象鼻梁自重px，以集中力作用于象鼻梁重心；
2）起吊物品和吊具重量pq p2，以集中力作用于象鼻梁头部滑轮处；
3）起吊物品和吊具的水平惯性力，以p=（pq p2）tanαⅡ作用于象鼻梁头部；
4）作用在象鼻梁部分的风载pxw ，当风沿臂架摆动平面作用时，数值甚小，一般略去不计，只有当风载荷侧向作用时才计及，并沿垂直臂架方向作用于象鼻梁形心；
5）象鼻梁自重在旋转制动时所引起的水平惯性力pxn 沿垂直臂架方向作用于象鼻梁重心；
6）刚性大拉杆自重的一般（pdl/2 ）作用于象鼻梁尾端；
7）起升钢丝绳张力s和大拉杆拉力fdl 沿大拉杆方向作用；
综合上述因素对臂架的作用，可以归结为：
在臂架头部起升平面内，承受活动动载荷引起的合反力rq 和固定载荷引起的合反力rg 的作用。水平平面内承受集中力（ph=pxw pxn pα）以及附加弯矩mx 、附加扭矩t。
（3）作用在臂架正面的风载荷qbw 和侧向风载荷qbw ；
（4）平衡对重拉杆传递的小拉杆拉力fxl ；
（5）臂架自重在回转运动时产生的切向惯性力qm
（6）变幅齿条作用力fc 。这个力以臂架支座反力形式作用于臂架，其值可根据臂架的静力平衡条件求出。

， 图1

臂架的受力分析首先需要确定起重机的工作工况和载荷组合，计算载荷按载荷组合以产生最不利的方式施加。并利用建模软件creo和仿真软件ansys对其进行受力分析，确保其强度，刚度，稳定性满足要求。

3. 研究计划与安排

三、进度安排
2月18日---3月14日 （1周－4周） 英文资料翻译，文献阅读，整理开题报告；
3月15日--- 4月4日 （ 5周—7周） 完成总体设计， 熟悉creo、ANSYS等软件，掌握建模和仿真方法；
4月 5日---4月17日 （8周－9周） 完成臂架的三维建模以及二维施工图；
4月18日---5月1日（10周－11周）起重机载荷计算，ANSUYS仿真分析 ；
5月7日--- 5月20日 （12周－13周） 编写和整理毕业设计论文；
5月21日--- 5月27日 （14周） 修改、完善并打印毕业设计论文，提交毕业论文；
5月28日--- 6月3日 （15周） 制作答辩幻灯片

4. 参考文献（12篇以上）

四、参考文献
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