单绳抓斗设计

机械原理大作业单绳抓斗设计

姓名张灿

学号20107253

班级铁车一班

机械原理设计任务书

学生姓名张灿班级铁车一班学号20107253

设计题目：单绳抓斗设计A

一、设计题目简介

抓斗，工程机械用，

安装于吊车悬臂末端，

用于抓、挖土方或散装

物。单绳抓其开闭主要

靠头部滑体、锁钩等配

合运动。抓料时，斗子

张开后降到该抓物上，

钢丝绳继续下降，使滑

体下滑，由于滑体上配

重铁的作用，是钩头扣

在横梁的钩口上。这时起升滑体使横梁上升，腭板闭合，卸料时，满载斗，送到卸料场地，抓斗落到料堆，钢丝绳继续下降，使滑体下滑一段距离，由于开闭杆的作用，使钩头与横梁上的钩口分离，然后起升钢丝绳，在下横梁和抓斗自重的作用下渐渐使腭板张开。

二、设计数据与要求

三、设计任务

1、至少提出两种运动方案，然后进行方案分析评比，选出一种运动方案进行设计；

2、确定电动机的功率与转速；

3、设计传动系统中各机构的运动尺寸，绘制推包机的机构运动简图；

4、用软件（VB、MATLAB、ADAMS或SOLIDWORKS等均可）对执行机构进行运动仿真，并画出输出机构的位移、速度、和加速度线图。

5、图纸上绘出最终方案的机构运动简图（可以是计算机图）并编写说明书。

完成日期：年月日指导教师

目录

1，单绳抓斗简介 (3)

2.运动方案进行设计 (3)

方案一 (3)

方案二： (4)

3.对机构中的尺寸设计： (6)

4.确定电动机的功率与转速 (7)

5.在proe上进行三维建模 (7)

6在ADAMS上进行运动仿真及分析 (9)

1.单绳抓斗简介

单索抓斗用于只有一个起升卷筒的普通起重机上，开闭自如，具有开闭机构新颖、装卸料时用于水下、陆上作业。结构简单，工作可靠，使用时直接挂于设备吊钩上，依靠吊钩升降，通过抓斗自动搬动开口机构手柄，致使锁扣锁钉拉出，由钢丝绳起升。带动开合机构及轴头一起沿方杆上升，抓斗即打开，然后钢丝绳下降，开合机构自动下落，当锁扣锁钉卡入方杆槽里，再起升钢丝绳则开合机构不动，抓斗自动闭合。即能完成自抓、自卸动作。适用于砂、煤、碎石、粮食和水下之物的松散物料的抓卸、搬运等，是普通起重机的理想辅助工具。

2.运动方案进行设计；

方案一；

运动简图如下图所示；

方案一运动分析；

如图所示，斗体的两部分通过球形铰接在一起，在抓斗快要到达地面的时候，松开闭合索，由于滑体上的重铁重力作用，让斗子扎入被抓起的物料之中，然后钢绳向上拉起，两物料斗闭合，抓起物料到达指定地点，然后钢绳下降，由于滑体重力作用·使斗子张开·卸下物料，然后由开闭杆作用，可使斗子张开上升，这样就成功卸下了物料了。

方案二：

运动简图如下图所示；

方案二运动分析；

抓斗工作的过程为：在抓都快要到达地面的时候，用液压油缸工作使其斗体打开，并在自身重力的作用下切入到地面，在用遥控或手动的方法使液压油缸工作（使油缸向上收缩），是斗体的连接处的滑轮向上运动，从而使得斗体闭合而装满货物。当抓斗完全闭合后。以一定速度来提升提升索，将抓斗提升。在到达卸货地点上方时，用遥控或手动的方法使液压油缸工作，是斗体打开。这就是是抓斗完成一个整体作业的过程。

两种方案的比较：

前一种方案是纯机械化的设计·没有用到液压杆，结构简单，但是没有第二种那样容易操作，第二种可以通过远程控制液压杆的操作来实现·对于抓取比较细致的东西，选第二种更好。但是考虑到经济和结构的设计简单，选第一种更好。故选择第一种

实物如图

3.对机构中的尺寸设计：

据表中给的数据，画出了如下图所示的图形。根据容积为0.3，计算出斗子的宽为1200

4.确定电动机的功率与转速；

易知，在抓斗上升的过程中，电动机的功率最大。 先对整体进行受力分析

1800F mg =+ 40.68*10mg = 1*2P F V =

解得；

考虑到抓斗效率设计抓斗的提起上升速度为1m/s.此时电动机功率为35kw 。由于在某些特殊情况，抓斗可能短时超负荷。但1m/s 的速度有很大的变动范围，所以选用的电动机功率为18kw 。

由于电动机需输出的扭矩大，选用4极电动机，转速为750r/min 。 有题知道抓取料重为180kg 。设物料比重为0.6，则自重为108kg ，设滑体种占所有自重的三分之一，滑体重力为108/3=36kg

5.在proe 上进行三维建模

头部

重铁斗部

滑轮销

拉杆头部

装配图

6在ADAMS上进行运动仿真及分析由于闭合后上升为匀速。则模拟抓斗开闭合阶段。

虚拟机模型

抓斗尖部的速度图像

抓斗尖部的加速度图像