汽车起重机起重臂运动仿真和分析.doc

1、任务书设计题目： 汽车起重机起重臂运动仿真和分析 1 设计的主要任务及目标本课题基于Pro/E软件对某型号汽车起重机起重臂进行设计建模，运用Pro/E软件的分析模块对所建的部件模型进行分析，通过分析结果来判定设计的合理性。2设计的基本要求和内容（1） 掌握Pro/E软件的使用方法；（2） 了解Pro/E软件分析模块的使用方法；（3） 了解机械产品的优化设计方法；（4） 完成汽车起重机起重臂的建模与分析；（5） 完成相应的工程图（6） 毕业设计说明书；（7）答辩用PPT演示幻灯片一份；（8）其他校、系规定内容。3主要参考文献1成大先.机械设计手册M.北京：化学工业出版社，2004.2 王旭，王积

2、生.机械设计课程设计M.北京机械工业出版社.2003。3 纪明刚，陈国定。机械设计M.北京:高等教育出版社,2007。4 张沛颀等著.Pro/ENGINEER 2001高级攻略M.北京. 人民邮电出版社 .20025 钟建林.Pro/Engineer典型机械设计M.北京.机械工业出版社. 20024进度安排设计各阶段名称起 止 日 期1查阅相关材料，撰写开题报告2014.3.34014.3.312掌握Pro/E软件的使用方法2014.4.12014.4.153完成起重机起重臂的建模与分析2014.4.162014.5.164完成相应的工程图设计说明书等整体设计2014.5.172014.5.3

3、15校订论文，论文装订，PPT制作2014.6.12014.6.16汽车起重机起重臂运动仿真和分析摘要： 汽车起重机作为起重运输机械的一个发展分支，已经越来越受到人们的关注。汽车起重机的主要工作部分是起重臂，通过调研了解起重臂伸缩与起升的基本原理和确定起重臂所受的载荷状态，利用起重机设计手册完成对一个额定起重量为8吨的3节伸缩式起重臂的设计，该设计内容主要包括：各节起重臂尺寸的确立，伸缩液压缸、钢丝绳和滑轮及滑轮组的选择。并用CAD，pro/E软件对起重臂进行三维零件图及装配图和二维工程图的绘制，根据调研所得起重臂伸缩和变幅速度与时间关系完成起重臂工作时的运动学仿真。本文主要根据QY8吨汽车起

4、重机工作要求来确定伸缩机构的结构和传动方案，进而采用传统的设计方法对主臂的三铰点、主臂的长度、及每节臂的长度、臂架的结构、液压缸尺寸进行确定，对臂架进行受力分析。关键词： 汽车起重机，起重臂，结构分析，运动学仿真Motion simulation andanalysis ofthe boomof truck craneAbstract：Truck crane, as a development branch of elevating machinery, has received increasing attention. The main part of truck crane is a b

5、oom, through the investigation and study, we can get basic principle of lifting and stretching-and-back of the truck crane boom, and determine the loading conditions of the boom, using crane design manual, we have finished a three-arm stretching-and-back booms design whose fixed lifting capacity is

6、8tons,The main content of this design includes: the establishment of each booms size, the selection of the telescopic hydraulic cylinder, wire rope, pulley and block and tackle. By CAD ,Pro/Esoftware we get the three-dimensional modle and two-dimensional engineering graphics. According to the resear

7、ch about the relation between the telescopic and amplitudings speed and time, we have compeleted the booms kinematic simulation in working condition. Mainly based on XCMG truck crane 8 tons of requests to determine the structure and transmission expansion program, and then using the traditional desi

8、gn method is the main arm of the three nodes, the main arm length, arm length, and each section, Boom structure, determine the size of hydraulic cylinders. Analysis of the force on thearm frame.Keywords：the truck crane，crane boom，structural analysis，kinematic simulationIIIIII目 录1绪论11.1 国内外汽车起重机的发展概况

9、及趋势发展趋势11.1.1国内汽车起重机发展概况11.1.2国外汽车起重机发展趋势：21.1.3国外汽车起重机发展概况31.1.4国外汽车起重机发展趋势41.2 项目研究的背景和意义52汽车起重机简介72.1 汽车起重机的分类和结构组成72.1.1 汽车起重机的分类72.1.2 汽车起重机的结构组成72.2 汽车起重机起重臂的结构与工作原理92.2.1汽车起重机起重臂的结构92.2.2汽车起重机起重臂的工作原理103 汽车起重机主要技术参数和工作级别103.1 汽车起重机主要技术参数103.2汽车起重机的工作级别114 QY8型汽车起重机起重臂的设计154.1汽车起重机主臂尺寸的确定154.1

10、.1起重臂根部铰点的确定154.1.2起重臂各节尺寸的确定174.1.3变幅液压缸铰点的确定174.1.4起重臂截面尺寸确定184.2 主臂零部件的设计计算194.2.1 主臂伸缩臂液压缸的设计计算194.2.2 钢丝绳的计算和选择214.2.3滑轮及滑轮组的选择225 起重机起重臂力学模型建立和求解255.1 起重机计算载荷的确定25I5.2 各节起重臂受力模型的分析285.2.1第三节起重臂受力模型的分析295.2.2第二节起重臂受力模型的分析325.2.3基本臂受力模型的分析346 起重臂运动学仿真366.1 汽车起重机起重臂Pro/E建模须知366.2 起重臂组成零件的建模366.3起

11、重臂的装配376.4 起重臂的运动学仿真分析38结 论40参考文献41致 谢421绪论1.1 国内外汽车起重机的发展概况及趋势发展趋势1.1.1国内汽车起重机发展概况中国的汽车起重机诞生于上世纪的10年代，经过了近30年的发展，期间有过3次主要的技术改进，分别为70年代引进苏联的技术，80年代引进日本的技术，90年代引进德国的技术。但是总体来说，中国的汽车起重机产业始终走着自主创新的道路，有着自己清晰的发展脉络，尤其是近几年，中国的汽车起重机产业取得了长足的发展，虽然与国外相比还有一定的差距，但是这个差距正在逐渐的缩小。而且我国目前在中小吨位的汽车式起重机的性能已经完好，能够满足现实生产的要求

12、。在不久的将来，我国的汽车式起重机行业一定会发展成为一个发展稳定，市场化程度高的成熟产业。许多专家认为，高速发展的市场是中国汽车起重机产业各个厂商有利的技术创新基础和环境。近几年，中国汽车起重机产业除了一家较小的公司与日本起重机品牌厂家合资以外，其余厂家一直在追赶国外先进水平的进程中，一直坚持自主的技术创新道路，基本上没有整体引进国外技术的做法，也使的中国汽车起重机产业在达到和接近国际先进水平的同时，在产品技术上有明显的中国特质。中国汽车起重机已经大量使用PLC可编程集成控制技术，带有总线接口的液压阀块，液压马达，油泵等控制和执行元件已较为成熟，液压和电器已实现了紧密的结合。可通过软件实现控制

13、性能的调整，大幅度简化控制系统，减少液压元件，提高系统的稳定性，具备了实现故障自动诊断，远程控制的能力。当前我国新一代汽车起重机产品，起重作业的操作方式，大面积应用先导比例控制，具有良好的微调性能和精控性能，操作力小，不易疲劳。通过先导比例手柄实现比例输送多种负荷的无级调速，有效防止起重作业时的二次下滑现象，极大的提高了起重作业的安全性、可靠性和作业效率。部分大型汽车式起重机还在伸缩臂上使用了单缸插销的伸缩技术，通过液压销作用，以单个液压油缸可完成多节伸缩臂的运动，并达到各种工况的程度控制和自动伸缩，改变了以往不能油缸加内部绳排的作业方式，使起重机相对更轻，拓展了起重机向更高工作高度发展的空间

14、。在走向国际市场的过程中，我国汽车起重机产业近几年品质水平的快速提高，也得到了国际拥护的高度肯定，由于产品使用规范，用户的专业素质较高，出口产品的质量反馈比过去有了明显的减少，产品反映较好。这都为中国汽车起重机行业的发展打下了良好的基础。1.1.2国外汽车起重机发展趋势：我国的汽车起重机的生产企业要想在本领域生存与发展，需要做的事情还很多，由于市场需求的增大，也要求生产企业不断创新，在保证起重机性能的基础上还要不断开发出更大吨位的新产品，满足市场的需求。只有这样才能从市场中获得养分和活力使自己生存，在生存中发展，在发展中壮大。主要的发展趋势应该有以下几点：（1） 扩大产品的品种。在企业内部应建

15、立完善的产品研究和开发体系，使产品系列化，品种齐全，要形成大中小完整系列，增多产品数量，使生产规模不断的扩展。（2）增大起重力矩。目前我国生产的汽车式起重机大多是中小吨位的起重机，大吨位很少，而随着社会的发展，对机动灵活的大型起重机械的需求越来越大，这都是汽车起重机发展的养分，所以增大其中力矩迫在眉睫。（3）增加起重机功能。随着国民经济的快速发展，用户对汽车起重机的使用上的要求越来越多，希望能够一机多用，已经不仅仅是在搬运重物时使用，而是满足在不同环境和工种的使用，这些都为未来起重机的发展找清了方向。（4）全力打造自己的品牌。目前中国的汽车起重机生产企业，缺少自己的专业研究人员和开发队伍，而是去模仿别人生产的成品，没有发展方向和竞争力。未来经济的全球化以及由此引发的一系列问题，使得竞争手段从传统的产品，价格等层次转嫁到品牌