机械原理起重机设计

机械原理课程设计

——吊车臂的机构设计分析

指导老师：***

所在班级：***

组员：***

日期：二○一三年六月

目录

一、目的与意义 (3)

二、吊车作用 (4)

三、设计计算 (4)

四、受力情况 (5)

五、分析计算 (6)

六、心得体会 (8)

附件：工模全图

一、目的与意义

物流活动中的装卸和搬运涉及的是货物在生产和流通过程中短距离的空间位移，是现代物流系统的技术支撑要求之一，手动液压吊车对提高物流能力与效率，降低物流成本，保证物流质量等方面都有着非常重要的作用。手动液压吊车以手动油泵作为动力源，在单个人力操作下能将重物吊起，并运送一定距离或转移一定方位放下来，搬运过程机动灵活，因此被广泛应用于中小企业、高校和研究院所。手动液压吊车对提高物资流通中的装卸、搬运效率有着很大的实用价值。因此，我们结合老师上课所讲，以及工程模型设计制作大赛，开展了此次机构设计分析的设计研究。

二、吊车作用

1、节约劳动力，减轻装卸搬运工人的劳动强度，改善劳动条件；

2、缩短作业时间，加速车辆周转，加快货物的发送和发出，从而提高效率；

3、提高装卸搬运质量，保证货物的完整和运输的安全；

4、提高作业效率，减低作业成本；

5、可以在很小的地面和空间内完成较大的起重运输任务；

6、机动、灵活、幅度长、起重量大、行驶速度快。

三、设计计算

1、机构运动原理的设计

（1）机构运动原理简图

（2）自由度计算

图2.1 中的机构运动原理简图中，含3 个活动机构，4 个低副。

自由度数为：F=3*3-2*4=1

原动件数为1，原动件数目等于机构自由度数，所示机构具有确定的运动。

四、受力情况

1、各级工作吊杆长度的确定及其乘载能力的计算

吊杆如下图所示：

（1）吊杆简图R 为液压缸的力臂（LR）为重物的力臂按实际工作要求及起重货物的大小，初取R400mm。

（2）按实际工作要求及起重货物的大小，初取L900mm。

（3）吊车工作时能受的最大载荷为要求的0.35 吨，m350kg。

五、分析计算

1、确定吊杆摆动角度。

按实际工作要求取吊杆摆动的最大角度初取为60°。

要考虑车身与物件的高度。

初取最低位置与水平线夹角为-35°。

初取最高位置与水平线夹角为25°。

所以，最大垂直摆距为：

D=（R+L1）（sin35°sin35°）（2.1）

=（400+900）（sin35+sin25°）

=1300*（0.5735+0.422）

=1 245mm

由实际工作要求取吊钩的最低位置距地面不大于500mm，吊钩的最高位置1500mm，所以最大垂直摆距在1000mm 到1500mm 之间，（2.1）式结果符合。

吊杆到吊钩之间的吊臂取H=1200mm。

所以，支架高: H=1500-D+（R+L）sin35+H1 （2.2）

=1500-1245+1300*sin35+200

=1200mm

按实际工作要求，一般吊杆由最低位置升起较短的一段距离后，才受到重物的重力作用，取该时吊杆摆过的角度为：15°。

因为，M=Fdsinα（α为重力与吊杆的夹角）。

该位置取液压杆与吊杆垂直，使得获得最大力矩，从而较易吊起重物。

液压缸的最长状态为:L11056mm。最短状态为:L0572mm。所以，推程为：

S=L1-L0 （2.3）

=1056-572

= 484mm

取推程为：S500mm。

进行受力分析有：T* Rsinβ=G(R+L)sinα（2.4）

（β为液压推力T 与吊杆的夹角）

所以：T=(sinα/ sinβ) *G(R+Lx)/R （2.5）

得各位置的数据如下表：

表2.1 吊杆各位置角度及其正弦比关系表

所以：

T=（sinα/ sinβ）*G(R+L)/R （2.6）

=1.15 *350* 9.8 *（400+900）/400

=13377N

取阻力系数k=0.35（含吊杆自重与摩擦力）

所以：F=T(1+k）（2.7）

=13377*(1+0.35)

=18060N

六、心得体会

经此次机械原理课程设计，参考自我们工程模型大赛的作品。在分析和制作中，我们都懂得和认知到了自己的很大的不足。不管是设计方案还是设计那些机构，还有数字计算等，我们都欠缺的很多，都还有很多的空洞未能补上，都还需要我们花费很多的时间去填补和获取。虽然说我们学的只是理论但我们要实现的确是实践。可能一开始因为大家的理论不足和实践的经验不足都可能够造成我们在设计过程中存在不少的麻烦，但我们坚信实践是能出真理的只要我们能更好的学好课堂上的理论知识。通过该项目加强了我们工程实践能力、创新意识，激发了我们进行科学研究与探索的兴趣，充分挖掘了我们的创新潜能与智慧，既提高了我们学生科研创新能力，又提高了我们实际动手能力。

虽然此次做出的只是模型，相信在不久的将来我们就能实践出我们自己的真理，做出真正的液压吊车。