1.1 选题背景及意义

节能技术综合实验平台模拟的是一台门式起重机，门式起重机是一种可以进行循环与间歇运动的机械，因其构造相对简单，且使用起来操作灵活、维修方便，具有可起重量与作业跨度较大、占用面积小的特点，故而在各大铁路货场、港口码头、仓库工厂中被广泛用于各类货物的装卸。门式起重机一般主要由金属结构部分、机械机构部分与电气部分组成。起重机的金属结构类似门的框架，主要由主梁、支腿、下端梁和司机室组成。用来承载的主梁下安装有两条支脚，可直接沿着铺设在地面的轨道上行走，主梁两端也可有外伸的悬臂梁。机械机构主要由起升机构和运行机构组成。电气部分由电气设备和电气线路组成。门式起重机的种类形式非常多，若根据特定用途来分类，可将其分为通用型门式起重机、集装箱门式起重机、电站门式起重机。造船门式起重机等；若按照起重机的结构形式分类，可分为单主梁门式起重机与双梁桥式起重机。

门式起重机与桥式起重机相比，可以使有限的场地提高其利用率，而且在工作中的作业范围更大，通用性较强，可靠性与安全性也更高。由于港口主要的作业任务是在室外的货场、料场等进行装卸作业，因此门式起重机可更好地满足各大港口的物流需求特点，在港口及其货场得到了更为广泛的应用。就目前来说，世界上大多数的大型集装箱港口采用的都是跨运车、轮胎式门式起重机和轨道式门式起重机系统。相比跨运车，门式起重机会具有更高的堆场利用率，因此也更受到大型集装箱码头的欢迎，因此通用型中大型门式起重机的需求量也变得日益剧增，那么对中大型的门式起重机进行必要的优化设计与轻量化研究的意义便十分重大，同时也成为相关专业领域内的热门问题与关注焦点。

1.2 国内外研究现状

国内的门式起重机发展在这些年由最开始仿制改进逐渐进入了自主研发阶段。通过各项技术的不断创新发展，由我国自主研发设计的门式起重机在结构设计、材料配置等方面都实现了跨越式的发展，奠定了一个完善的研发及制造体系。同时，随着我国现代化建设的高潮逐渐到来，造船、新能源发电、石油化工、冶金火电、市政规划等行业的建设迅猛发展，这也使大型起重机吊装市场逐渐出现供不应求的现象。目前在我国建设工程中主要大型吊装设备的工作模式，已经由最初较原始的桅杆辅以卷扬机及滑轮组的方式，转变为以大型桅杆辅以液压设备及大型起重机吊装提升为主的模式。2014年4月，上海振华为巴西Brasfels船厂建造的世界最大2000吨龙门吊正式投入使用，该龙门吊高度达148米，起重吨位达2000吨，足见我国门式起重机的设计研发技术已经在国际上得到了一定认可。

国外的起重机制造大型厂商主要有美国的Paceco、德国的Noell、英国的Morris、韩国的Samsung以及日本的Mitsubishi等。由于国际集装箱运输事业正处在飞速发展的状态，对起重设备的要求同时也越来越高，使得各大厂商在研发改进的起重机作业堆码高度及跨度与运行速度等主要作业参数上都取得了较大的发展。目前国际上较先进的机型可堆高度已达至7-8层，吊具的起重量已达45吨，满载起升速度可达每分钟30米，小车运行速度超过每分钟5米，大车运行速度超过每分钟120米。日本三井公司成功地把交流变频调速的技术进行运用，解决了起重机起升机构的位势负载与车轮支承压力变化导致车轮转速变化的问题，达到了集装箱堆场作业的使用要求。德国派纳公司把自动控制领域内的丰富经验在大型轨道吊进行成功应用，满足现代化集装箱堆场对自动化控制的需求。欧洲联合码头公司应用光缆传输技术，将轨道吊与港口管理计算机进行联网，得以实现了无人装卸与堆物全盘自动化作业。

门式起重机作为大型起重设备，在车站、码头等露天作业场所使用广泛，其大车运行机构用于沿固定轨道在行程长度方向上改变起重机的工作位置。起重机使用的用途和场合不同，因而大车运行机构的使用特点也不同，同时大车运行机构也更是保证起重机整机性能的关键机构。因此，大车运行机构的参数设计、结构选型格外重要。门机大车运行机构主要采用分别驱动形式，根据起重机起重量和跨度的大小以及大车最大轮压的要求主要有单轮单边驱动、双轮中间过渡齿轮组合的台车型双轮单边驱动、台车型单轮四角驱动以及台车组合型多轮四角驱动四种驱动方式。驱动轮数一般设计为大于或等于总轮数的一半。大车运行机构的部件组成一般有电动机、联轴器、制动器、减速器、车轮组和三合一减速器、车轮组两种情况。门机的大车运行机构在运行过程中受力情况比较复杂，起重机工况、结构形式、轨道的铺设状况、起重机的装配安装质量以及风载作用下电动机功率的选配等都对机构的使用性能有较大影响。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 设计的内容及目标

此次毕业设计的目标是节能技术综合实验平台中的大车行走机构。要实现这一设计研究目标，需要进行的基本内容有：

1）进行大车金属结构的力学分析，保证其运行的强度、刚度和稳定性。