10t四连杆门机总体设计及变幅机构的虚拟设计(含CAD图,CREO三维图)(任务书,开题报告,论文说明书19000字,CAD图3张,CREO三维装配图)
摘要
起重机作为当今社会提高装卸搬运货物速率的重要机械，不仅可以减轻人们劳动力，实现生产自动化，还可以改善工人的工作环境，所以无论是国内还是国外，起重机的应用都特别广泛。而门座式起重机是港口码头，造船厂，以及修建大坝工程中最常用的一种起重机，并且其变幅机构最为复杂，所以选择对其变幅机构进行虚拟设计。
本次设计是以港口装卸四连杆门座式起重机MQ1035为示例，采用Creo作为辅助设计装配软件，详细叙述了四连杆门座式起重机的总体设计过程，并且对变幅机构进行了详细的设计和虚拟设计。在起重机的总体设计过程中，确定了门座式起重机的主要性能参数和工作级别，设计了货物水平位移系统并且确立了臂架系统中四连杆的具体尺寸，设计了臂架自重平衡系统，完成了起重机轮压验算以及起重机整机的抗倾覆稳定性验算等。在变幅机构的虚拟设计中，完成了电动机、减速器、制动器、联轴器的选型及校验，并且用Creo软件进行了变幅机构的虚拟设计及运动仿真。
鉴于目前传统的低效率的起重机设计方法还在应用，并且多采用常规的静态设计为主，根据同类产品的经验公式和相关资料进行计算和设计，没有采取有效的动态仿真设计方法。此次采用Creo进行虚拟设计，提高了设计速度，提高了产品可靠性，减少了设计开发成本。
关键词：门座式起重机；总体设计；变幅机构；三维建模；Creo；虚拟设计
Abstract
Crane is an indispensable machinery equipment that improve the rate of loading and unloading of materials in today. It not only reduces labor, but also realizes mechanizing producting. The portal crane is one of the most common crane in ports,shipyard and the area about building dam. And its the structure of luffing is the most complex,so I lay emphasis on its virtual design during my project .
Based on a design about four-link MQ1035 portal crane, Creo being as an assembly-aided design software, the design described the overal design process of four-link portal crane in detail and design the luffing with VR. In the overall design of the crane,identified the main performance parameters and working class, designed the cargo horizontal displacement system, determined the detailed size of four links in the boom system, designd the weight balance system about boom and finished the checking calculation of wheel -pressure and against overturning stability and so on. In the virtual design of luffing mechanism, selected and verified the motor, reducer, brakes, and couplers .Besides, designed the luffing virtually and simulate its motion with Creo.
Given the current low efficiency in design crane with the traditional design methods,it's usually to design crane with the static design method, according to the empirical formula of similar products and related information, not using effective dynamic simulation design method. Using Creo to design crane virtually is improving the design speed, product reliability, and reducing the costs in design and exploitation of crane in this prioject.
Key words:portal crane; overall design; luffing; 3D modeling; Creo; virtual design
2.2 确定主要工作机构和金属结构的形式
2.2.1确定主要工作机构形式
技术参数如表2.1所示
（1）起升机构的组成及工作原理
起升机构（hoisting mechanism）主要是用来实现货物升降的机构。它主要由以下几
个部分组成：驱动装置、取物装置、钢丝绳卷绕系统和辅助装置。其中驱动装置包括电动机、联轴器、减速器和卷筒等；取物装置包括抓斗、吊环和吊钩等；钢丝绳卷绕系统包括卷筒、钢丝绳、导向滑轮和改向滑轮等；辅助装置包括超重负荷限制器、限位器和超速保护开关等。
港口起重机有两种驱动形式，集中驱动和分别驱动。集中驱动是最常见的类型，起重机每个机构都分别有自己的电机，这样分组布置便于安装维修，控制系统简单。电动机和卷筒平行放置可以有效减少占地面积，使机器房总体积减小。电机通过减速器带动卷筒转动，引起钢丝绳绕进放出，从而导致货物上升或下降，如图2.1（a)(b)所示。
（2）变幅机构的组成及工作原理
变幅机构(luffing mechanism)是改变工作幅度的机构。门座式起重机的臂架系统有单臂架式、柔性拉索式组合臂架式和四连杆组合臂架式；变幅驱动系统有绳索驱动式，齿条驱动式，螺杆驱动式和液压驱动式。变幅机构可以提高起重机非工作状态下的通过性能。并且与其他三大机构配合，形成环形圆筒状的工作空间，提高起重机的工作效率。降低时间成本。
项目名称 技术参数
起重量 10t
工作幅度 最大幅度：35m
最小幅度：9.5m
起升高度 轨上：28m
轨下：15m
机构工作速度 起升机构：25m/min
变幅机构：45m/min
回转机构：1.2r/min
运行机构：25m/min
机构工作级别 整机：A7
起升机构：M7
变幅机构：M7
回转机构：M5
运行机构：M4
轨距 10.5m
工作状态最大风速 25m/s
非工作状态最大风速 55m/s
许用轮压 250KN
轨道型号 P50
电源 380V/50Hz
目录
摘要 1
Abstract 2
第1章 绪论 3
1.1 课题的研究目的和意义 3
1.2 课题研究的内容 3
第2章 总体设计计算 5
2.1 技术参数 5
2.2 确定主要工作机构和金属结构的形式 5
2.3确定臂架结构主要尺寸 12
2.4货物水平位移系统的设计 12
2.5臂架自重平衡系统的设计 20
2.6计算载荷及载荷组合 26
2.7轮压计算 40
2.8整机抗倾覆稳定性验算 44
第3章 变幅机构的设计 47
3.1变幅驱动形式 47
3.2变幅阻力的计算 47
3.3电动机的选型和校验 51
3.4制动器的计算和选择 53
3.5减速器的选型和校验 53
3.6齿条传动计算 54
第4章 变幅机构的虚拟设计 57
4.1Creo的简介 57
4.2利用Creo软件建立变幅机构三维模型 57
第5章 经济性分析 60
第6章 全文总结与展望 61
参考文献 63
致谢 64
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