摘 要

本文将参考《起重机设计手册》，对MQ2535门座起重机进行总体设计计算，并且详细叙述该过程。再对起升机构进行详细的选型计算以及CAD图纸绘制，并且选用当今最热门的三维建模软件之一——SolidWorks进行虚拟样机建模，最后运用ADAMS对虚拟样机进行仿真分析。

本文特色在于使用三维建模软件SolidWorks和动力学分析软件ADAMS，在ADAMS中完成虚拟样机的建立，可以模拟工作状态下起重机的各个工作模式，在仿真过程中得到起重机使用过程中相应的各项性能参数，最后能通过所得数据对起重机进行设计改进，为起重机的设计和性能评估提供一种新的方案，降低生产成本。

关键词：门座起重机；起升机构；三维建模；SolidWorks；ADAMS

Abstract

Starting from the overall design of MQ2535 gantry crane, this paper describes in detail the overall design process of the crane, which includes the determination of the overall design parameters of the crane and various checking calculations affecting the stability of the crane. Then the lifting mechanism is calculated in detail and CAD drawings are drawn, and the 3D Modeling Software Solidworks is used for modeling, and finally the virtual prototype is simulated and analyzed by Adams.

The feature of this paper is to use three-dimensional modeling Software Solidworks and dynamic analysis software ADAMS to complete the establishment of virtual prototype in ADAMS, which can simulate various working modes of crane under working state, and obtain corresponding performance parameters during the use of crane during the simulation process. Finally, the design of crane can be improved through the obtained data, so as to improve the design of crane Performance evaluation provides a new solution to reduce production costs.

Key Words：gantry crane; lifting mechanism; 3D modeling; SolidWorks; ADAMS

目录

第1章 绪论 1

1.1课题研究背景 1

1.2目的和意义 1

1.3国内外发展现状 1

1.4 研究目标与采用的技术方案及措施 2

第2章 MQ2535门座起重机总体设计计算 3

2.1性能参数 3

2.2组合式四连杆臂架结构尺寸确定 4

2.3臂架自重平衡系统设计 7

2.4各工作机构、金属结构的计算工况、计算载荷以及载荷组合 9

第3章 MQ2535门座起重机起升机构设计 17

3.1起升机构组成 17

3.2卷绕系统 17

3.3钢丝绳的计算 18

3.4卷筒的计算 18

3.5电动机选型计算 19

3.6减速器选型计算 20

3.7制动器选型计算 21

3.8联轴器选型 21

3.9起制动时间验算 22

第4章 MQ2535门座起重机虚拟样机制作 24

4.1起重机三维模型建立 24

4.2利用ADAMS软件建立整机虚拟样机 25

4.3虚拟样机仿真分析 26

第5章 评价与总结展望 28

5.1设备经济性及环保评价 28

5.2全文总结与展望 28

参考文献 29

致谢 30

第1章 绪论

1.1课题研究背景

起重机械设备在现代工业生产和工程施工中是必不可少的,其可以重复性、间断性或循环性完成搬运、吊装各类货物和生产原料的高难度动作,节省劳动力和生产建设成本,提高生产效率和施工质量^[1]。港口起重机械是一种间歇动作的机械，它具有短暂、重复、周期性循环的工作特点^[2]。门座式起重机作为码头专用的机械设备进行装卸、搬运和堆码作业, 它具有高效的作业能力、低成本建设费用，机动灵活，通用性强等优点^[3]。现有的门座式起重机由以下五个部分组成：起升机构、变幅、旋转、大车行走以及PLC控制回路^[4]。门式起重机械作为一种大型、复杂的机械系统，在运行过程中主梁、部件之间的相互作用可能会造成主梁下挠、部件严重损坏、使用寿命缩短、甚至会造成人身伤亡及设备事故，给企业造成严重损失^[5]。

起升、运行、回转、变幅是起重机四大基本的机构，除了上述四种机构，各专门用途的起重机为实现其特殊功能，还有俯仰、旋转、开闭、倾翻、摆动等机构^[13]。而起重机的起升机构主要由驱动装置（电机）、传动装置（减速器）、卷筒、滑轮组（钢丝绳）、取物装置和制动装置组成^[14]。而起升机构的设计就是要完成选型，计算校验，以及外形设计，最后进行评价优化^[15]。在此过程中离不开工具书的查阅以及同种类型起重机的参数参考，通过上述两者需求相结合，才能设计出合理有效的机构。

1.2目的和意义

随着近年来港口运输的蓬勃发展，港口对港口机械设备的要求也越来越高，设备的更新换代频率要求越来越高，这就需要设计人员对港口机械设计更加完善，使港口机械能够适应港口的发展需要。传统的港机设计方法大多是根据经验和设计手册通过静态设计完成客户的生产需求，并没有推出持续有效的动态仿真设计新方法。近年来，随着仿真技术的不断成熟，部分人开始引入虚拟样机技术来完成港口机械研发，虚拟样机的优势在于不需要通过制造实体物理样机才可以完成对设计的检验校核，通过在电脑上不断改变输入变量得到相应的仿真输出参数和结果，设计者可以此来估计和准确推断实际运行过程中港机设备的运行情况，通过合理的修改，来对港机进行设计优化。这些都是可以缩短起重机械研制周期、降低成本，促进港口机械设备的发展。

1.3国内外发展现状

我国起重机设备的发展经历了一个从模仿苏联的设计中不断消化吸收，摸索、总结设计经验到引进国外先进的技术和设计方法，逐步走向自主设计、自主开发新产品漫长而曲折的过程^[6]。通过一系列的模仿到自主研发，也让我国起重设备跻身世界前列。

当今世界是一个节约材料和能源的社会，作为一种使用量较大的起重设备，推出新型轻量化起重机，不断提高起重机的技术含量，简化其结构，并提高性能促进起重机轻量化研究的不断进展，必将对我国起重运输行业的进步起到十分积极的推动作用^[7]。这就要求我们在完成设计需求的同时满足社会发展环境的需求，通过不断的改良和创新，达到环保标准和客户要求的统一目标。如何达到节能减排和工作需求，已成为行业发展的一大挑战。