摘 要

起重机在现代工业实现出产过程机械化，自动化，改善物料搬运条件起到了重要作用。它对于发展国民经济，改善人们的物质，文化生活的需要也十分重要。

门座起重机作也是物料搬运机械中的非常主要的一种，在很多行业中广泛的应用。门座式起重机在现代工业生产中扮演重要角色。本次毕业设计进行门座式起重机运行机构的设计。本次毕业设计利于我们对大学四年所学知识的掌握和运用。于此同时通过查找国内外有关的先进设计制造技术，可以很大程度地提高我们对国内外起重机发展现状的了解，对我们以后的学习和工作有着很大的帮助。

毕业设计论文主要针对MQ4040四连杆门座式起重机的运行机构总体和运行机构进行设计。对门座起重机四种工况进行载荷分析，进行整机稳定性的校核，以此为依据进行运行机构设计以及选择相应的执行件和驱动件。在计算设计的过程中，运用AutoCAD进行辅助设计尽量实现SolidWorks三维建模仿以及Adams运动学仿真。

关键词：门座起重机；总体设计；运行机构；载荷分析；AutoCAD；SolidWorks；Adams。

Abstract

Cranes play an important role in the mechanization, automation and improvement of material handling conditions in modern industry. It is also very important for the development of the national economy and the improvement of people's material and cultural life.

The gantry crane is a very important kind of material handling equipment and is widely used in many industries. The gantry crane plays an important role in modern industrial production. This graduation thesis is the design of the gantry crane travelling mechanism. This graduation thesis is conducive to the mastery and application of the knowledge we have learned in the four years of university. At the same time, by searching for the advanced design and manufacturing technology at home and abroad, we can greatly improve our understanding of the development status of cranes at home and abroad, and it will be of great help to us in our future studies and work.

The graduation thesis mainly aims at the overall design of the gantry crane and MQ4040 four-link gantry crane traveling mechanism. Analysis four working conditions of gantry crane, check the stability of the whole machine, check the whole machine stability, take this as the basis to pick the travelling mechanism design and select the corresponding actuator and drivers. AutoCAD is used to assist design in the process of computational design. As far as possible, SolidWorks three-dimensional simulation and Adams kinematics simulation are implemented.

Key words: Gantry Crane; Overall Design ;Travelling Mechanism; Load analysis; AutoCAD；SolidWorks；Adams。

目录

第1章 绪论 1

1.1 课题研究背景 1

1.2 目的及意义： 2

1.3 本文完成的主要工作 3

1.4 2.1构造及原理 4

第2章 门座式起重机 4

2.1 分类 4

2.2 门座起重机的性能参数及工况环境 5

2.3 主要工作机构和形式 5

2.3.1 起升机构组成及工作原理 6

2.3.2 变幅机构组成及工作原理 7

2.3.3 回转机构组成及形式 13

2.3.4 运行机构组成及形式 14

2.4 各工作机构和金属结构的计算载荷及载荷组合 14

2.4.1 计算载荷: 14

2.4.2 载荷组合 18

2.5 整机稳定性校核 18

2.5.1 基本原则 18

2.5.2 门座起重机的验算工况 19

2.5.3 门座起重机抗倾覆稳定性校验 19

2.6 轮压计算 22

2.7 车挡冲击力 24

2.8 起重机抗风防滑安全性 25

第3章 运行机构设计 26

3.1 运行机构的组成 26

3.2 运行机构设计的主要内容 26

3.3 决定运行机构的结构形式 26

3.4 选择车轮与轨道并验算其强度 27

3.4.1 车轮的校核计算 27

3.5 3.5运行静阻力的计算 28

3.6 按满载运行静功率初选电动机 29

3.7 减速装置计算 32

3.8 选择制动器 33

3.9 打滑验算 34

3.10 联轴器的选择 34

第4章 起重机运行机构三维模型建立 36

第5章 机械差动驱动机构运动学仿真 37

5.1 约束的添加 37

5.2 机构的运动学仿真 38

第6章 全文总结与经济性环保性分析 39

6.1 全文总结 39

6.2 经济性与环保性分析 39

参考文献 40

致谢 42

绪论

课题研究背景

现如今工商产业快速发展壮大，物流行业也慢慢从国内走向全球。而且有更多的物品通过运输设备送往各个国家。于是需要大量的机械运输来实现这些货物的装卸、运转、输送、分配等。现如今起重机也逐渐在各种产品的生产流水线上出现，对现代制造产业有着很大的地位。^[1]

现代经济飞速发展，国家基本建设在逐渐扩大。因而，需要搬运大量的大重量、大体积的货物。吊运货物的高度也在增加，这对起重机发展有了更高要求。现今起重机发展已经由以前单一抱杆式慢慢改进成安全性能可靠的大型起重机。大型起重机有机动性较强和作业比较灵活的优点，这些有点十分满足如今基础建设发展需求。起重机设计制造取得很大进步，新产品也不停的更新换代，满足当代发展建设需要。国内起重机正在向大吨位方向迈进，发达国家一直研究新技术和结构，希望制造出更大吨位起重机。^[2]

国内外起重机的发展趋势：

大型化

当前建设向大型化迈进，所需要吊运的机械重量也逐渐加大。因此，市场对大吨位起重机的需求越来越大。这几年来，火力发电功率渐渐变大，这样对起重机重量有了更高需求。^[3]同时，大型石化工程同样需要这样超大型的起重设备。在原有的起重机上增添超起装备，这样可以极大提升起重机吊运重量。超期装置层出不穷，推进超大型起重机发展。^[4]

模块化和组合化

起重机械生产公司应用互联网协同异地设计的技术、并行工程的技术，极大缩短起重机生产周期，从而满足了消费者的需求。应用模块化设计的方式来代替传统设计方法，将起重机作用一样的零件制造成有多种用途的零部件把，将能够进行互换的模块来互换拼接，从而生产不同型号的起重机。通过这种方法就可以提高整机性能，大大减少成本生产成本，生产出能够满足消费者大量的各种各样的产品。

智能化

据如今起重机的发展情况看，起重机的发展慢慢走向智能化。起重机能够通过一定的网络技术，来提高监控水平，保障起重机安全可靠工作；提升起重机自动化的程度，来提升施工效率；^[4]研究智能系统的控制技术，同时应用电子和机械技术。

门座起重机应用的范围比较广泛。^[5]技术要求也越来越高，很多生产厂家制造生产更多种类门座起重机来跟上发展的脚步。^[6]

近些年港口建设飞快发展，港口对机械设备的要求更高，港口机械变得越来越科学、经济、可靠和安全。^[7]门座起重机与经济建设息息相关，也和人民群众生活密不可分。保证门座起重机安全，我们就要对它进行安全评估。对起重机械设计研究，是一项具有重大意义的工作。现代计算机技术^[8、9、10]的迅速发展，许多二维设计软件、三维设计软件大大减少了设计者的工作时间，也有很多国内外的学者和设计者运用动力学分析软件对起重机的各机构或者整机进行动力学分析，利用限元分析程序对起重机进行金属结构动力学分析。^[11、12]利用有限元分析实际载荷。^[13]Adams是一种虚拟样机分析软件，和其他软件相比建立模型能力不是十分灵活。因此通过SolidWorks建立相应结构模型，将模型导入到Adams中，添加约束后对模型进行运动分析，得到模型位移、速度的变化曲线。减少Adams的工作，对复杂的模型运动分析也有很高参考价值。^[14]

SolidWorks 和Adams一起应用能够在最少的时间里对模型进行运动分析。^[15]本次毕业论文利用SolidWorks，Adams，对MQ4040四连杆门座式起重机运行机构进行分析。

目的及意义：

此毕业设计对门座起重机总体形式及运行机构的工作原理、结构形式、作业流程和主尺寸进行计算设计、然后建立三维模型，运行机构仿真。能够考察学生运用大学的机械设计学、工程制图、力学、材料学等专业课程知识的理解能力及熟练使用各种软件的能力。通过这样一个过程，能加深我们对港口起重机械的认知，还能够让我们对四年专业知识的学习有更好理解，对我们今后从事机械行业有很大的帮助，让我们向更高的目标迈进。

本文完成的主要工作

门机是一种臂架型起重机。门机沿着轨道运行同时下面能通过车辆。本文主要针对40t/40m门座起重机进行设计。

1）MQ4040四连杆门座式起重机总体设计计算

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