課題 八噸汽車起重機回轉機構液壓系統設計專業 機械設計制造及其自動化名稱 教師 機械與交通學院 摘要 本設計論文主要介紹了當前課題的背景和課題的研究意義履帶吊液壓系統組成，討論了國內外輪式起重機的發展概況和發展趨勢，起重機液壓系統和回轉機構的設計計算，包括液壓系統設計方案的比較分析，回轉機構結構設計方案，回轉機構重要零部件的設計與校核 結構設計從回轉機構的轉速入手，確定所選結構的傳動比，選用內部電機聯軸器，設計和計算齒輪，蝸輪和蝸桿，最后y 檢查回轉機構的主要部件。實現回轉機構所需回轉速度 關鍵詞 汽車起重機液壓系統 回轉機構 回轉支承裝置 液壓馬達 請求實現關鍵詞汽車起重機液壓系統RotationOrganizationRotatingBlockingHydraulicMotors目錄 摘要IAbstractIII第一章 引言 111 項目背景與研究意義 112 國內外輪式起重機發展概況及發展趨勢 1121 國內輪式起重機發展現狀起重機 1122 國外輪式起重機發展歷程及主要型號 3123 輪式起重機產品發展趨勢 413 主要工作參數 514 隨車起重機型號參數確定 615 起重機主要結構特點 816 章節總結 9 第二章液壓系統原理設計 1021 液壓系統類型 10211 打開閉式系統 10212 單泵多泵系統 1022 液壓系統控制 11221 定量節流控制系統 11222 可變系統 1223 油路 d汽車起重機液壓系統設計與總體設計 1324 章節概要 16 第三章回轉支承設計 1731 工作條件與載荷 1732 回轉機構設計 19321 回轉機構回轉阻力力矩的確定 19323 回轉機構功率計算 20324 回轉機構計算參數 2133 章節概要 22 第 4 章關鍵部件的設計與計算 2341 齒輪的設計與計算 2342 蝸輪的設計與計算 2643 軸的設計與計算 29431 軸的概述 29432 軸的設計與校核 29433 軸的設計 32434 鍵校核 36435 聯軸器的選擇第3644章總結37個結論

38 致謝 39 參考文獻 40 第一章引言 11 背景與研究意義 ～1998年，下降趨勢停止，呈現緩慢回升跡象。 1999年以來，在國家擴大內需政策的引導和拉動下，輪式起重機行業呈現快速增長勢頭。 1999年至2001年，銷售收入增長22%，產量增長18%。到2010年，國內需求將達到1萬輛左右。對近幾年的市場需求分析表明二手吊車，市場對中、大噸位汽車起重機的需求將增加。本次設計的意義在于設計一套結構簡單、實用性強的中型起重機。整機液壓系統和回轉機構的方案可以滿足生產加工的需要。輪式起重機按性能可分為輪胎式起重機、汽車起重機、全地面起重機、汽車起重機。起重機在我國有著巨大的市場，在工程建設和交通運輸行業發揮著不可或缺的作用。起重機在中國的發展歷史并不長，雖然發展速度比較快，但與國際先進水平相比，差距還是很大的，中國起重機市場的加速擴張帶來了生機與活力我國起重機技術的發展，但我國與國際產品技術水平仍有較大差距。在技??術上，我國起重機行業技術工人應提高技術水平，以在最短的時間內趕上國際水平，進一步提升我國起重機行業在世界上的影響力。 12 國內外輪式起重機概況及發展趨勢 第一臺5t機械式汽車起重機生產于1957年，至今已有50年的歷史。它的生產大致經歷了以下幾個階段。 1957年至1966年主要生產5t機械汽車起重機。 1967年至1976年，生產12噸以下的小機械液壓汽車起重機是1977年至1996年的主要產品。1977年至1996年，中、大噸位液壓汽車起重機產品迅速發展。 1979年以來，我國采用進口汽車底盤和關鍵液壓件，設計生產了6噸20噸液壓汽車起重機。之后，國內部分起重機廠家采用技術貿易組合的方式，引進了日本加藤忠野、美國格羅夫和德國利勃海爾克虜伯的起重機產品技術，先后生產了25t35t45t50t80t125t汽車起重機和25t越野起重機和32t50t70t全地形起重機。起重機通過合作生產。引進技術的消化、吸收和移植，使國產輪式起重機部分新產品的性能水平在1980年代初達到了國際水平。產品產量也逐年增加。由于客觀條件所限，當年的技術引進主要體現在技術、產品制圖技術等軟件的引進，未引進全套先進加工設備相關配件的參考。同時，國內無法長期提供優質、高性能的液壓元件、電子元件等基礎配件。 1990年代，我國輪式起重機技術水平與世界先進水平的差距一度縮小。國內輪式起重機廠自行設計的產品技術水平得到了放大。其中大部分仍與1970年代初中期的國際水平相當。吸收國外先進技術后，只有少數產品達到1980年代初的水平。隨著國民經濟建設國家重點工程項目的大力發展，一些大型重點工程普遍采用國際公開招標方式采購機械設備。國外新型輪式起重機和二手設備因此大量進入中國市場。我對這方面有更深的了解，也意識到國產起重機在技術性能、可靠性、安全性、工作效率、操作方便性和舒適性等方面，在制造質量和外觀方面都比國外的輪式起重機更重要。 為了達到高作業效率，保證工期按時完成，國內很多用戶寧愿花更多的錢購買進口起重機，也可以從國外購買二手起重機。在這種情況下，國產輪式起重機當然面臨著巨大的沖擊和壓力。輪式起重機的產品差距主要表現在以下幾個方面[3] 1、質量穩定性差。部分產品存在早期故障履帶吊液壓系統組成，保修期內返修率高。故障經常發生在液壓系統、底盤、發動機和傳動部件。液壓系統泄漏問題很普遍，主要原因是制造裝配工藝和密封件質量差。國產汽車起重機的平均故障間隔時間僅為934h。最多185h，最少666h。整機工作壽命按主要部件壽命約2000-3000h，一般可達12500h2。可獲得單套產品品種及圖紙和說明書的英文翻譯。設備在安全保護方面的可靠性也較差。 4、在材料方面，除部分產品的一些結構外，HG60或HQ70鋼在國內廣泛使用。廣泛使用的材料主要是Q235Q345Q395 在國外已經廣泛使用

低合金高強鋼等輕質材料應用廣泛，超高強鋼的發展正在醞釀。因此，國產輪式起重機普遍顯得笨重，性能受到很大影響。 122 國外輪式起重機的發展歷程及輪式起重機的主要類型初步由1869年誕生的蒸汽軌道式起重機發展而來，經歷了軌道式實心輪胎式充氣輪胎的發展變化類型。 1930年代隨著汽車工業的發展，出現了充氣輪胎式起重機。該起重機具有機動靈活、操作方便、效率高等特點。二戰后廣泛用于戰傷修復和經濟建設。大多數早期的輪式起重機使用機械驅動的分體式吊臂。隨著1960年代中期液壓技術的發展，液壓伸縮臂輪在1980年代后期，中小噸位輪式起重機多采用液壓伸縮臂，只有一部分大噸位汽車起重機仍使用分析臂. 1960年代后期，特別是1970年代以來，隨著大型建筑、石油化工、水電站等大型工程的發展，對輪式起重機的性能、工作效率和安全性提出了更高的要求。由于液壓技術、電子技術、汽車工業的發展和新型高強度鋼材的不斷涌現，輪式起重機開始向大型越野輪胎式起重機的發展，是在普通輪胎式的基礎上發展起來的。起重機，然后開發了全地形起重機。多年來，它得到了很大的發展。目前，國外輪式起重機主要生產國為日本、美國、德國、法國、意大利等廠家。有100多個最有名的，只有10個左右。世界輪式起重機市場主要分為以日本為主的亞洲市場。北美市場以美國為主，歐洲市場以德國為主，亞洲約占全球年銷量的40%。北美和歐洲各占世界其他地區的20%，占日本市場的20%。它在世界上排名第一。 1995年4月至1998年3月，日本輪式起重機年均銷量為8140臺。其中，越野起重機約占日本市場的60%，其次是汽車起重機。全地面起重機占比小，但年銷量大。在不斷上升的美國市場[18] 美國是輪式起重機的主要生產國，起重機制造能力和規模均居世界首位。在美國市場，越野起重機占據市場主導地位履帶吊液壓系統組成|汽車起重機回轉機構液壓系統設計，約占市場份額的 65%，其次是工業輪胎起重機和汽車起重機。全地面起重機在德國市場的份額較小，不到10[19] 德國是歐洲最大的輪式起重機生產國，也是全地面起重機的發源地。輪式起重機產品發展趨勢 1、增加起重機的起重能力。由于現代工程項目的日益發展，部件和配套設備的重量越來越大。對超大型起重設備的需求也在增加。在規模化發展的過程中，德國一直處于領先地位。現在噸位最大的輪式起重機是德國利勃海爾生產的LTM11000D型。最大額定起重量1000t，售價550萬美元。 2 微型起重機大量涌現。輪式起重機的小型化應運而生，以滿足現代建筑工作的需要。一種新的發展趨勢正走在日本神戶制鋼公司的最前沿。它在 10 多年前開發了 RK707t 型號。它是世界上第一臺帶有下臂的小型越野輪胎輪胎起重機。目前，安裝了下臂。它已成為微型起重機的重要標志。 3 全套圖紙和說明書可翻譯成英文。當使用吊鉤時，t 崎嶇地形起重機變成了 10 噸起重機。安裝起重叉后，就變成了25t伸縮叉車。安裝雙工作平臺后成為高空作業車[5] 13 主要工作參數 本設計主要針對汽車起重機液壓系統和回轉機構的結構設計。主要工作是通過分析比較液壓系統的類型和液壓系統的控制類型，確定汽車起重機液壓系統的設計方案。整體定性分析還參照設計手冊對回轉機構的結構和機構的零件進行設計計算，繪制零件圖和裝配圖。汽車起重機的主要性能參數是起重機的工作性能指標和設計依據，主要包括起重能力和工作范圍。力矩起升高度、工作速度、自重、通過性能等 1 汽車起重機的額定起重量 回轉中心軸線與吊鉤中心的距離決定了起重機的工作范圍。 3 起重力矩 起重機的工作范圍和相應起重量的乘積就是起重力矩。它是一個綜合了起重量和振幅兩個因素的參數。并準確反映起重機的起重能力。 4 起升高度 吊鉤被吊到最高位置時，吊鉤口中心到支撐地面的距離。在標定起重機的性能參數時，通常用額定起升高度來表示。額定起升高度是指滿載。吊鉤升到最高極限位置時，吊鉤口中心到支撐地面的隨動距離為臂架長度一定時的旋臂起重機

起升高度隨振幅減小5而增加。汽車起重機的工作速度主要是指起升回轉振幅伸縮臂機構的速度和支腿的收、縮速度。位移速度回轉速度是指起重機轉盤每分鐘的轉數。變幅速度是指變幅過程中幅度從最大變為最小所用的時間。伸縮臂架速度是指臂架收起時，其頭部沿伸縮臂架軸線的移動速度。指起重機處于工作狀態時起重機本身的綜合質量。是評價起重機械的綜合指標。它反映了起重機設計、制造和材料的技術水平。 7 通過性能是汽車起重機正常通過各種道路的能力。汽車起重機的通過性能接近于一般道路車輛。接近角越大，離去角越大，最小轉彎直徑越小，最小轉彎直徑越小，整機通過性能越好。最小最小轉彎半徑 m 前輪軌道 m 臂端軌道 m 最大爬坡度 23 接近角° 21 離去角° 145 發動機參數 最大功率 kW162 最大扭矩 N m785 百公里油耗 kg456 支腿跨距 m 縱向472水平全套圖紙及說明書 英文翻譯 采用國產配件 2 幻影臂架采用三節箱形截面結構 主臂長度為102~262m，是目前8t起重機中最長的臂架。臂架結構合理，徹底解決。縮繩、斷繩問題 吊臂材料為國產低合金高強度鋼。臂架采用分體式結構。輕載、高速、微動性能好 4 回轉機構采用葉片電機和兩級行星減速，液壓系統采用回轉緩沖閥，具有雙向可控自由滑移功能，使臂架可以提升重物時自動居中降低臂架橫向張力，確保擺動啟動和制動平穩、安全、可靠。 6 轉盤為板箱形結構，由三部分拼接而成。結構剛性好。配重為鋼板和礦泥結構。采用H型支腿和支腿支撐II型封閉結構，改善了支腿的受力條件，增加了支腿的跨度，提高了整機的穩定性。可以在車輛的兩側操作支腿。支腿可全伸或半伸 8、起重機操作部分設有各種安全保護裝置。除安全閥限速液壓鎖外，還有過載限制裝置。以及每個臂架仰角處的額定起重量。當實際起重量達到90時，限力器亮起報警燈，蜂鳴器響起報警。當實際起重量達到100時，限力器會自動停止起升支腿和下臂等。加裝危險動作限力器還可以顯示實際載荷、最大允許載荷、實際工作半徑、最大允許起升高度和實際臂長。手術室寬敞明亮，操作方便。駕駛室配備大容量加熱裝置 高靠背可調駕駛員座椅 15 章節概要 章節 主要是指起重機各項參數按照國家標準的設計和確定，對各參數進行講解和說明，并介紹起重機機構的主要結構特點和功能，對起重機回轉機構的研究和設計具有重要的參考意義。第二章液壓系統原理設計 21 液壓系統的種類 211 開式和閉式系統 根據油液循環方式的不同，液壓系統可分為開式系統和閉式系統。如圖 2-la 所示，從執行器排出的油將直接流回油箱。開放系統結構簡單。液壓油可以得到更好的冷卻。油中雜質容易沉淀，但油箱體積大，空氣污物容易進入系統，會造成工作機構動作不穩，多用于液壓系統中熱量較多的系統。實際應用，例如帶有節流速度控制電路的系統。封閉系統是指液壓泵的排油室與執行機構的進油管直接相連。油管直接與液壓泵的吸入管相連。可以獲得全套圖紙和說明書的英文翻譯，壓力根據工作循環中需要克服的最大阻力來確定。因此，液壓系統工作時，液壓泵的功率隨工作阻力的變化而變化。液壓泵在一個工作循環中很少達到全功率，這會導致動臂回轉伸縮機構被激活，從而改變動臂長度。變幅機構可以改變臂架仰角，從而改變起重量的范圍，即工作半徑起升。該機構可使重物舉起并初步轉動。主臂由 ZBD40 軸向柱塞馬達驅動。主臂由三級伸縮液壓缸組成。

結構采用斜軸軸向柱塞馬達驅動，主副兩絞盤還裝有液控半閉式制動器，常開離合器泵開定量系統1支腿回路支腿回路由91供油組成三聯齒輪泵支腿控制閥 8 溢流閥 81 選擇閥 82 臥式液壓缸換向閥 83 立式液壓缸換向閥 84 溢流閥 81 控制泵91 和支腿液壓系統的最大工作壓力。其調節壓力為16MPa。圖 2-3 液壓原理圖。 When the selector valve 8-2 is pulled to the upper position, the oil of the pump 91 passes through the oil pipe 27 and selects the valve 8-2.換向閥83通向水平液壓缸13。當換向閥83設置在上部位置時，壓力油進入水平液壓缸13的無桿腔。當換向閥打開時，四個平行的水平液壓缸伸出。設置到較低的位置。液壓缸縮回。當84置于上位時，壓力油分別通過回轉閥15和液壓鎖14進入四個立式液壓缸12的無桿腔。當84置于下位時，壓力油通過油管28。進入四個帶桿腔的立式液壓缸，支腿縮回旋轉閥15為四個獨立的二位開關。垂直支腿油缸可以微調。油缸活塞桿不會突然縮回，防止翻車事故。此外，在行駛或停車時，支腿不會因重力而自動下降。車上中央旋轉接頭7至外控順序閥6的壓力調節范圍為5-9MPa。當控制壓力小于5MPa時，順序閥不能開啟。當壓力油的壓力達到9MPa時，壓力油通過控制油管30打開。泵91的工作油被供應到旋轉機構。換向閥52是三位六通閥。回轉回路溢流閥的設定壓力為175MPa 3 伸縮回路的壓力油由泵93通過中心旋轉接頭7 油管31 主伸縮換向閥54 換向閥之間安裝平衡閥54與液壓缸 2、平衡負載荷 二是防止油管斷裂時伸縮縮回。伸縮臂回路溢流閥的設定壓力為17MPa。變幅回路由93供油換向閥55和伸縮缸換向閥54并聯連接二手吊車，可獨立動作或單作用53為變幅和伸縮全套圖紙及說明書。可以獲得英文翻譯。 Figure 2-3 Hydraulic schematic diagram When the selector valve 8-2 is pulled to the upper position, the oil of the pump 91 passes through the oil pipe 27 The selector valve 8-2 Reversing valve 83 To the horizo??ntal hydraulic cylinder 13 When the換向閥 83 設置在上位 壓力油進入臥式液壓缸 13 的無桿腔 當切換閥設置在下位時 四個平行臥式液壓缸伸出 四個平行臥式液壓缸縮回 當 84 處于壓力油置于上部位置，壓力油分別通過旋轉閥15和液壓鎖14進入四個垂直液壓缸12。液壓缸有一個桿腔支腿回縮回轉閥15為四個獨立的兩個位置開關，可用于垂直支腿油缸微調。液壓鎖14保證起升時支腿不縮回，油管損壞時液壓缸活塞桿不突然縮回。旋轉機構不會因重力作用而自動下落。 When the selector valve 82 is placed in the lower position, the oil of the pump 91 passes through the oil pipe 27 and the central rotary joint 7 of the selector valve 82 to the external control sequence valve 6. The pressure regulating range is 5- 9MPa時當控制壓力小于5MPa時，順序閥不能打開。壓力油通過油管29，組合閥17充滿蓄能器18。當蓄能器壓力達到9MPa時，壓力油通過控制油管30打開順序閥。泵91的液壓油供應旋轉。機構換向閥52是三位六通閥。當泵卸載，電機上下鎖定時，電機正反轉。 51是旋轉回路溢流閥。設定壓力為175MPa。 7 油管 31 主伸縮換向閥 54 換向閥54與液壓缸2之間裝有平衡閥3，其作用一是平衡負載荷，二是防止油管斷裂時伸縮回縮。設定壓力 17MPa 4 變幅回路由 93 供油換向閥 55 和伸縮缸換向閥 54 并聯，可獨立或獨立動作 53 為變幅和伸縮回路的溢流閥，其設定壓力為20MPa 5次提升 回路提升回路換向閥56為五位六通換向閥。可以操作該閥以獲得快速或慢速檔。閥24進入液壓馬達油口A起吊重物，低速換向閥56置于下一檔。當泵92油進入電機B口時，重物下降。慢速換向閥56置于上下二檔 當泵92和泵93的油口匯合進入電機快速起升回路時，溢流閥57的設定值為21MPa，兩個控制閥16分別控制整套圖紙和說明。當閥 8-2 被拉到上部位置時，泵 91 的油通過油管 27 到選擇閥 8-2 到換向閥 83 到臥式液壓缸 13。當換向閥 83 處于放在位置

在上部位置，壓力油進入水平液壓缸13的無桿腔。四個平行的水平液壓缸伸出。當換向閥處于較低位置時，四個平行的水平液壓缸縮回。當84處于上部位置時，壓力油通過旋轉閥15液壓鎖14分別進入四個垂直液壓缸12的無桿腔。當84處于下部位置時腿伸出。當壓力油通過油管28時，液壓鎖14分別進入四個帶桿腔的垂直液壓缸。支腿縮回轉動閥15為四個獨立的二位開關，可用于垂直支腿油缸的微調。液壓鎖14保證起升時支腿不縮回，油管損壞時液壓缸活塞桿不突然縮回，防止翻車事故。此外，在行駛或停車時，支腿不會因重力而自動下降。 2 旋轉機構。安裝選擇閥82后，可將全套圖紙和說明書翻譯成英文。 6、為防止過載，將51575381的遙控口與換向閥的電磁開關并聯，并在系統中加裝負荷傳感器，控制電磁開關的動作。超載時，全部采用溢流臂回轉伸縮機構，改變臂長變幅機構，改變臂架仰角，改變起重量范圍，即工作半徑。舉升機構可使重物舉起并初步轉動。它由ZBD40軸向柱塞馬達驅動。主臂由三級伸縮液壓缸提升。該機構由斜軸軸向柱塞馬達驅動。主副兩臺葫蘆還配備了液壓控制的半閉式制動器。汽車起重機液壓系統的常開離合器如圖2-3所示。該系統為三泵開式。定量系統 1 支腿回路 支腿回路由 91 三聯齒輪泵供油腿控制閥 8 溢流閥 81 選擇閥 82 臥式液壓缸換向閥 83 立式液壓缸換向閥 84 溢流閥 81 受控液壓的最大工作壓力泵91和支腿系統為16MPa。 Figure 2-3 Hydraulic principle diagram When the selector valve 8-2 is pulled to the upper position, the oil of the pump 91 passes through the oil pipe 27 selector valve 8-2 reversing valve 83 to the horizo??ntal hydraulic cylinder 13 When the reversing閥83設置在上位，壓力油進入水平液壓缸13的無桿腔。當換向閥設置在下位時，四個平行的水平液壓缸伸出。四個平行的水平液壓缸縮回。當84處于上位時，壓力油分別通過回轉閥15和液壓鎖14進入四個垂直液壓缸12。 The vertical hydraulic cylinder has a rod cavity and the outrigger retracting rotary valve 15 is four independent two-position switches. The vertical outrigger cylinder can be fine-tuned. It will not retract suddenly to prevent rollover accidents. In addition, the outriggers will not automatically drop due to the action of gravity when driving or parking. 2 The full set of drawings and instructions of the slewing mechanism can be translated in English. 3. Calculate the allowable stress for bending fatigue and obtain the safety factor of bending fatigue. 4. Calculate the load factor. 5. Obtain the tooth shape coefficient. ] can be found by 157 interpolation 1767 Calculate the size and size of the gears and compare the full set of drawings and instructions English translation can be obtained When the pump 92 oil enters the B port of the motor, the weight is lowered, and the slow reversing valve 56 is placed in the upper and lower second gear When the oil port of pump 92 and pump 93 Relief valve 57 is set to 21MPa, two control valves 16 respectively control the brake and clutch of the main and auxiliary hoisting, and the oil supplied by the accumulator to the pump 91 can be stored before being supplied to the slewing mechanism. In order to ensure the absolute reliability of the clutch connection, the accumulator also uses the pressure accumulator in the hoisting circuit 33. When the pressure in the oil pipe 33 is high, the pressure reducing valve 172 ensures that the pressure supplied to the accumulator is about 95MPa in the combination valve. The relief valve 173 is a safety element when the pressure reducing valve fails, and its set pressure is 105MPa. The hydraulic oil for opening the normally closed brake is supplied from the hoisting circuit through the shuttle valve 19 and the oil pipe 34 to control the reversing valve 16. The neutral position makes the brake on The brake clutch disengages the left position to make the brake release the brake clutch disengage ---- the right position of the throw hook makes the brake release clutch join ---- the one-way damping valve 20 of the lifting and landing heavy object makes the brake open after a delay to quickly apply the brake to avoid When the reel starts or stops, the car slips and slides. 6 To prevent overloading Design calculation of closed-type ordinary cylindrical worm drive Known worm input power P130kW speed transmission ratio i30 bidirectional rotation load is not smooth Minor impact required service life 5 years working 300 days per year 8 hours per day The power is not too low, the speed is low, the ZA worm gear is selected with a precision of grade 8 GB10089-882, the material is selected to determine the allowable stress, the surface quenching hardness is 45---55HRC, and the cast tin bronze ZCUSN10P1 metal mold is used for the worm gear ring. The number of stress cycles of []220MPa[]56MPa was found respectively