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哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（新系列），2006年第6期
三環(huán)齒輪減速器的載荷分配系數(shù)（LDC）的
理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)研究
梁永生，李華敏，李瑰賢
（中國，哈爾濱工業(yè)大學(xué)，機(jī)電學(xué)院，150001，）
摘要：本文中分析了三環(huán)齒輪減速器的制造和裝配錯(cuò)誤. 三環(huán)減速器是一種新的傳輸類型，它的中間環(huán)板和側(cè)環(huán)板之間的偏心相位差是120o。中間環(huán)板的質(zhì)量與邊環(huán)板相等或相差180，并且中間環(huán)板的質(zhì)量是邊環(huán)板的兩倍，其影響兩側(cè)環(huán)之間的載荷分布。主要制造和裝配錯(cuò)誤包括偏心套偏心誤差Em，內(nèi)齒板Er和輸出外齒輪En。本文提出了一種新的理論方法，將用荷載分配系數(shù)荷載（LDC），用間隙元法（GEM），一個(gè)有限元法（FEM）計(jì)算環(huán)板的齒根彎曲應(yīng)力。理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)研究提出了，測量環(huán)板通過粘貼應(yīng)變計(jì)的中間環(huán)板內(nèi)齒輪副的齒根彎曲應(yīng)力。理論計(jì)算與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較可以發(fā)現(xiàn)LDC的兩種三環(huán)齒輪減速器偏心套之間的相位差是分別是120o和180o。研究表明，理論計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)研究一致，也就是說，理論計(jì)算方法是可行的。
關(guān)鍵詞: 三環(huán)齒輪減速器(TRCR);載荷分布系數(shù)(LDC); 有限元分析（FEM）; 間隙元法(GEM)
中圖分類號:TH132.41 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1005-9113（2006）06-0748 - 05。
三環(huán)齒輪減速器（TRGR）是一個(gè)在中國傳播的發(fā)明, 作為一個(gè)傳輸裝置，它的工作基于少齒差速傳動的原理。三環(huán)的傳動結(jié)構(gòu)如圖1所示。三環(huán)的傳輸是由兩個(gè)高速輸入軸1與三個(gè)偏心軸護(hù)套組成，它們之間的相位差分別為120o或180o，一個(gè)低速輸出軸2，3和三環(huán)板內(nèi)齒輪和輸出軸上的外齒輪4組裝，所有的軸都是平行的。在本文中，第一種被提到的三環(huán)減速器的偏心套之間的偏心相位差是120o,第二種被提到的三環(huán)減速器偏心套之間的偏心相位差是180o。三環(huán)板組裝成高速軸1，在飛機(jī)上的話它們和外部齒輪4嚙合，它具有大的傳動比，兩個(gè)輸入軸可能是有司機(jī)分別分離和驅(qū)動的。三環(huán)齒輪減速器的傳動比，如下所示：
其中Z4和Z3分別代表三環(huán)減速器的
外齒輪的齒數(shù)和內(nèi)齒輪齒數(shù)
圖1三環(huán)傳輸?shù)幕緢D
三環(huán)齒輪傳動具有以下特點(diǎn)：
他們的齒廓曲率方向相同，所以在相對正常的曲率和大負(fù)荷能力很??；內(nèi)齒板和外齒輪齒之間的距離很小，所以多齒嚙合會增加其承載能力；由于其優(yōu)良的承載能力和過載能力，它已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在許多相關(guān)的領(lǐng)域，如國防，化工，輕工，舉重和運(yùn)輸，工程，食品工業(yè)和制造工程等。
1負(fù)載分布和誤差分析
從圖1，我們可以看到每一個(gè)內(nèi)齒板是雙曲柄機(jī)構(gòu)，三個(gè)內(nèi)齒板的外齒輪輸出軸是在同一時(shí)間傳動的。理論上，在每個(gè)內(nèi)部齒輪的載荷在任何時(shí)間都是相等的，但事實(shí)上，由于部分失真和不可避免的制造和裝配誤差，使得內(nèi)部各齒輪載荷不平等，也就是說，內(nèi)齒板之間負(fù)荷分布不均衡，這將對其承載能力的影響。三偏心誤差是影響三環(huán)減速器載荷分布的主要因素，Em，Er和Ew分別代表偏心套，內(nèi)齒輪和外齒輪的偏心誤差。根據(jù)嚙合傳動的幾何關(guān)系，三偏心誤差可以被轉(zhuǎn)換成輸出軸上的等效中心誤差，ym, yr和yw,他們的最大值可以表示如下:
ymmax=Em
yrmax=Er/2cosa’ (2)
ywmax=Ew
這里，a’代表是嚙合角。
添加負(fù)載平衡機(jī)制來補(bǔ)償部分的錯(cuò)誤是一種有效的減少和消除三個(gè)錯(cuò)誤影響的方法，本文的目的是從理論上用非線性有限元法計(jì)算兩種三環(huán)減速器無負(fù)載均衡機(jī)制，通過實(shí)驗(yàn)研究確認(rèn)結(jié)果。這可能與設(shè)計(jì)的負(fù)載均衡機(jī)制提供必要的技術(shù)規(guī)范。此外，比較和分析了兩種三環(huán)減速器的載荷分布的能力。外部齒輪軸的三偏心誤差造成的等效徑向位移Y等于矢量和等效中心誤差，它可以表示如下：
y=ym+yr+yw (3)
事實(shí)上，相當(dāng)于中央的錯(cuò)誤的時(shí)間周期函數(shù)及其相位向量的概率密度分布符合, 他們在任何時(shí)候都不相同，因此通過對這三個(gè)偏心誤差的最大值計(jì)算等效中心誤差顯然是不合適的，通過這三個(gè)偏心誤差平方和計(jì)算等效中心誤差是合理的。參考文獻(xiàn)[ 3 ]的最大浮點(diǎn)值的概率的計(jì)算方法，等效徑向位移y的最大值表示如下：
根據(jù)我們的原型HITSH145型三環(huán)減速器的設(shè)計(jì)參數(shù)，三偏心誤差計(jì)算如下：
所以等效徑向位移的最大值ymax = 0.060mm，換句話說，三偏心誤差會導(dǎo)致，無負(fù)載平衡的減速機(jī)構(gòu)的外部齒輪中心，產(chǎn)生0.060mm徑向位移。
2種計(jì)算方法：
在行星傳動的載荷分布系數(shù)(LDC)是判定其分布載荷能力的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)，在一般情況下，它可以被定義為一個(gè)行星齒輪的傳動減速器上平均負(fù)載的最大載荷。對三環(huán)減速器，它可以被定義為在環(huán)板的平均負(fù)荷下的最大負(fù)荷率。載荷分布系數(shù) Kp可以表示如下：
其中，極值出于這其中的最大值P1max,P2max, …Pnmax;
P1,P2, …Pn代表對環(huán)板的平均負(fù)荷;
P1max,P2max, …Pnmax代表對環(huán)板的最大載荷;
np代表了環(huán)板的數(shù)量。
由于齒根彎曲應(yīng)力與環(huán)板負(fù)荷成正比，載荷分布系數(shù) KP可以表示如下：
其中，極值出于這其中的最大值δ1max，δ2max，…δnmax；
δ1，δ2，…δn代表環(huán)板上的平均齒根彎曲應(yīng)力；
δ1max，δ2max，…δnmax代表環(huán)板上的最大齒根彎曲應(yīng)力；
np代表了環(huán)板的數(shù)量。
因此，只要環(huán)板可以得到齒根彎曲應(yīng)力，該減速器載荷分布系數(shù) KP可以通過（7）表達(dá)
有限元法（FEM）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和力學(xué)分析時(shí)是一種有效的數(shù)值分析方法，集成設(shè)計(jì)工程分析軟件（I—DEAS）是一種實(shí)用的綜合設(shè)計(jì)和分析軟件，少齒差減速器和n內(nèi)齒環(huán)板，如圖2所示。在圖2中的環(huán)板的主應(yīng)力可以通過運(yùn)用I-DEAS和間隙元法（GEM）得到，載荷和邊界約束條件符合實(shí)際工況條件。所以這少齒差減速器的載荷分布系數(shù)Kp與n內(nèi)齒圈可以通過（7）表達(dá)。
圖2 n環(huán)板少齒差減速器有限元分析圖
3 實(shí)例計(jì)算
在本文中，將對兩種三環(huán)載荷分布系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，第一種三環(huán)減速器如圖3所示，其有三個(gè)厚度相同的相位差為120o內(nèi)齒環(huán)板，傳輸規(guī)格如下：
Z1=42, Z2=44,m=3.5mm,h *a=0.8,c*=0.3,
x1=1.14mm, x2=1.41mm,b=25mm,da1=159.3
mm, df1=147.3mm,da2=157.7mm,df2=171.0mm
根據(jù)三環(huán)的傳動原理，我們可以得知，內(nèi)部齒
輪是一個(gè)驅(qū)動和外部齒輪是另一個(gè)驅(qū)動, 因此，
圖3第一種三環(huán)減速器
（偏心相位差為120o）
邊界條件是制約內(nèi)嚙合齒輪的徑向運(yùn)動和外齒
輪副及加了扭矩的外齒輪沿切線圓周運(yùn)動。齒
輪嚙合是在平面應(yīng)力問題的范圍之內(nèi)。
因此，我們可以采用四節(jié)點(diǎn)單元和節(jié)點(diǎn)的厚度等于環(huán)板的厚度的方法計(jì)算齒根彎曲應(yīng)力。根據(jù)傳動結(jié)構(gòu)，我們建立的細(xì)胞類型，依據(jù)細(xì)胞大小和材料特性，然后運(yùn)用嚙合模塊生成13 156個(gè)四節(jié)點(diǎn)細(xì)胞和13 852個(gè)節(jié)點(diǎn)，它的有限元分析模型如圖4所示，根據(jù)以上的誤差分析，約束集與解集可以通過運(yùn)用I-DEAS和間隙元法建立。采用溶液模型計(jì)算結(jié)果如下所示：
δ1=58.4MPa，δ2=61.2MPa，
δ3=56.6MPa，δ4=92MPa
所以我們可以得到Kp= 1.566,其中,
δi代表各環(huán)板的平均應(yīng)變。
圖4第一種三環(huán)減速器的
有限元分析模型
第二種三環(huán)減速器的是如圖5所示的有三
個(gè)環(huán)板，兩個(gè)側(cè)環(huán)板厚度相同，中間的是一側(cè)的
兩倍厚，且它們之間的相位差是180o。為了克服
死點(diǎn)，兩個(gè)輸入軸共同驅(qū)動，傳輸規(guī)格如下：
Z1=42, Z2=44,m=3.5mm,h *a=0.8,c*=0.3,
x1=1.41mm, x2=1.41mm, da1=159.3mm, df1=
圖5第二種三環(huán)減速器
（偏心相位差為180o）
147.3mm, b1=38mm,da2=157.7mm,df2=171.0mm
b2=19mm
在本文中，對第二種三環(huán)減速器環(huán)板上的兩個(gè)內(nèi)齒輪采用插齒機(jī)同步加工。環(huán)板上的兩個(gè)鞘被精密車床，鉆孔和銑凹槽后截切成合適大小。因此，我們認(rèn)為他們是相同的，可能會加入到一個(gè)b *2=2 b 2= 38mm，按照平面應(yīng)力問題，邊界條件和扭矩與第一種三環(huán)減速器相同，因此，我們可以采用四節(jié)點(diǎn)單元和節(jié)點(diǎn)的厚度等于環(huán)板的厚度計(jì)算齒根彎曲應(yīng)力。根據(jù)傳動結(jié)構(gòu)，我們建立的細(xì)胞類型，依據(jù)細(xì)胞大小和材料特性，然后運(yùn)用嚙合模塊生成10 503個(gè)四節(jié)點(diǎn)細(xì)胞和11 066個(gè)節(jié)點(diǎn)。它的有限元分析模型如圖6所示，根據(jù)以上的誤差分析，約束集與解集可以通過運(yùn)用I-DEAS和間隙元法建立，采用溶液模型計(jì)算結(jié)果如下所示：
δ1=δ3=56.4MPa，δ2=52.5MPa，
δmax=73.2MPa
所以我們可以得到Kp = 1.344
圖6第二種三環(huán)減速器的
有限元分析模型
4 實(shí)驗(yàn)研究
在本實(shí)驗(yàn)中電阻應(yīng)變片作為傳感器來測量內(nèi)齒環(huán)板的載荷，應(yīng)變片粘貼在三環(huán)板的齒根相同的位置。他們的粘貼位置如圖7所示，半橋電路是由電阻應(yīng)變計(jì)建立的，負(fù)荷信號是通過動態(tài)電阻應(yīng)變儀輸入到HY - 1232 A / D轉(zhuǎn)換器的，因此，環(huán)板的應(yīng)變信號被記錄了。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，環(huán)板數(shù)量np = 3，表達(dá)式（6）可以簡化為如下：
其中，極值出于這其中的最大值K1ε1max, K2ε2max, K3ε3max;
K1,K2, K3表示給定的比例系數(shù);
代表對環(huán)板應(yīng)變信號的平均值;
代表對環(huán)板的應(yīng)變信號的最大值.
在本次實(shí)驗(yàn)中用到了由日本協(xié)和公司生產(chǎn)的應(yīng)變片，它的編號是KFG-02-120-C1-11,計(jì)量長度為0.2mm，它的電阻是119.8±0.2Ω，K1，K2和K3有稍微的不同。所以式（8）可以簡化為如下：
最大和平均三環(huán)板的應(yīng)變信號可以通過不同
的輸入速度和輸出轉(zhuǎn)矩的條件下的實(shí)驗(yàn)得到，載
荷分布系數(shù)可通過表達(dá)式（9）計(jì)算，載荷分布系
數(shù)與第一種三環(huán)減速器的扭矩實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖如圖8
所示,載荷分布系數(shù)與第二種三環(huán)減速器的扭矩實(shí)
驗(yàn)結(jié)果圖如圖9所示，在給定的輸入轉(zhuǎn)速n = 800
r/min的條件下，三環(huán)減速器的載荷分布系數(shù)被定 圖7應(yīng)變片粘貼位置圖
義為三環(huán)板的載荷分布系數(shù)之中的最大值。
對于第一種三環(huán)減速器，參考文獻(xiàn)[ 6 ]得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：
所以我們可以得到Kp= 1.70。
對于第二類的三環(huán)減速器，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：
所以我們可以得到Kp= 1.314。
圖8 載荷分布系數(shù)與三環(huán)減速器的 圖9 載荷分布系數(shù)與三環(huán)減速器的
第一種扭矩實(shí)驗(yàn)示意圖 第二種扭矩實(shí)驗(yàn)示意圖
來自實(shí)驗(yàn)研究的兩種三環(huán)齒輪減速器的載荷分布系數(shù)與理論計(jì)算結(jié)果一致，這表明，，運(yùn)用間隙元法的理論計(jì)算方法是可行的。
5 結(jié)論
1） 在本文中提出了一種運(yùn)用有限元分析法和間隙元法對三環(huán)齒輪減速器的載荷分布系數(shù)進(jìn)行理論計(jì)算的方法，這樣提出的理論滿足了三環(huán)齒輪減速器負(fù)載均衡機(jī)制的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。
2） 兩種三環(huán)減速器的載荷分布系數(shù)不僅在理論上而且在實(shí)驗(yàn)都得已計(jì)算，在相同的制造和裝配誤差條件下，第二種三環(huán)齒輪減速器的偏心相位差等于180o，其動態(tài)平衡的慣性力及其載荷分布系數(shù)小于第一種三環(huán)減速器，第一種三環(huán)齒輪減速器的偏心相位差等于120o。換句話說，它的負(fù)荷分配能力比第一種三環(huán)減速器要好。
3） 研究表明，兩種三環(huán)齒輪減速器的載荷分布系數(shù)的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果一致，也就是說，運(yùn)用間隙元法的理論計(jì)算是可行的。
參考文獻(xiàn)
[1] 陳宗元，劉朝文，王志德等其他人。三環(huán)減速(增加速度)傳動裝置【P】.P.R.中國：CN 85 106692A,1987-01-05(中文)。
[2] 李華敏，梁永生，辛少杰，。動態(tài)平衡，負(fù)載平衡和振動減少二級三環(huán)齒輪減速器【P】.P.R.中國：ZL 00234570.6，2002-03-06(中文)。
[3]張少敏，負(fù)載平衡和振動減少二級三環(huán)齒輪減速器【J】環(huán)球在線,1978(1):780-782(中文)。
[4] 國家發(fā)展改革委I-DEAS手冊【M】,[s.l]:[s.n],1995.
[5] 李華敏，梁永生，辛少杰，對負(fù)載平衡和減少三環(huán)齒輪減速器振動的研究【A】.8th國際電力傳輸和齒輪嚙合協(xié)會【C】.DETC 2000/PTG-14456:1-5.
[6] 王世通，閆煥新，劉榮強(qiáng)，等人。在負(fù)載平衡和三環(huán)齒輪減速器減振實(shí)驗(yàn)研究【J】.哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1997，E-4(3):43-47.
河北建筑工程學(xué)院
畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告
系 別 機(jī)械工程系
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化
班 級 機(jī)092班
姓 名 孫立明
學(xué) 號 2009307221
指導(dǎo)教師 李常勝
實(shí)習(xí)成績
畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告
時(shí)間過得真快，轉(zhuǎn)眼間我大學(xué)四年就要過去了，看了上幾屆大四的學(xué)長們做的畢業(yè)設(shè)計(jì)，今年也該我們做畢設(shè)了。畢業(yè)實(shí)習(xí)是畢業(yè)設(shè)計(jì)其中一部分，我們大多數(shù)人對機(jī)械專業(yè)還是不夠了解,然而畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們加深對專業(yè)知識了解的一個(gè)很好的渠道。我們懂得的只是一些課本上所學(xué)的理論知識，為了更直接、更深入的了解對我們設(shè)計(jì)的塔式起重機(jī)，我決定利用三周的時(shí)間去工地上親身體驗(yàn)，學(xué)習(xí)塔式起重機(jī)的操作，從而更加形象的去設(shè)計(jì)自己的課題，畢業(yè)實(shí)習(xí)的意義就是讓我們把理論與實(shí)際結(jié)合的最好的方法為我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)提供幫助。
一．實(shí)習(xí)目的
本次實(shí)習(xí)的目的是通過實(shí)物及實(shí)習(xí)單位的相關(guān)設(shè)計(jì)資料全面了解起重機(jī)的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)并對其進(jìn)行設(shè)計(jì)。希望通過這次實(shí)習(xí)能夠鞏固和擴(kuò)大我們在校期間所學(xué)的基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識，訓(xùn)練我們綜合運(yùn)用所學(xué)知識分析和解決問題的能力，盡量有自己的一點(diǎn)創(chuàng)新。
為了讓我們把畢業(yè)設(shè)計(jì)做的更好，通過實(shí)習(xí)使學(xué)生獲得基本生產(chǎn)的感性知識，理論聯(lián)系實(shí)際，擴(kuò)大知識面，我們進(jìn)行了畢業(yè)實(shí)習(xí)。畢業(yè)實(shí)習(xí)是每個(gè)畢業(yè)生都必須經(jīng)過的過程，是畢業(yè)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。是將畢業(yè)生所學(xué)的理論知識與實(shí)際知識相結(jié)合，使我們對專業(yè)知識有了更深刻的了解，為將來的設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)和工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
二．實(shí)習(xí)內(nèi)容
這次的實(shí)習(xí)我去的是我們中建六局工業(yè)設(shè)備安裝公司，公司領(lǐng)導(dǎo)為我們的實(shí)習(xí)提供了很大的幫助，他知道我們這次畢設(shè)課題是QTZ40塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)后，專門讓我們?nèi)チ岁兾魇〉囊粋€(gè)項(xiàng)目部，這個(gè)工地上恰好有正在工作的QTZ40塔式起重機(jī)，這樣一來，我們可以通過QTZ40塔式起重機(jī)的說明書加上實(shí)際觀察，來對其進(jìn)行全面的學(xué)習(xí)，從而為畢設(shè)積累經(jīng)驗(yàn)。該工地所用的QTZ40液壓自升式塔式起重機(jī)（以下簡稱:QTZ40塔機(jī))額定起重力矩為400KN.m，最大起重量4噸，最大工作幅度47米,獨(dú)立式起升高度30m,附著式起升高度為120m。QTZ40塔機(jī)各項(xiàng)參數(shù)均達(dá)到或優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)。?
該機(jī)采用小車變幅，上回轉(zhuǎn)，液壓頂升技術(shù)，根據(jù)建筑施工需要可采用固定式及附著式使用，該機(jī)自重（不含平衡重及附著裝置）19.14T,總裝機(jī)容量25.7kw,技術(shù)參數(shù)先進(jìn),性能優(yōu)良可靠,造型美觀,質(zhì)量精良,結(jié)構(gòu)簡單實(shí)用,設(shè)有先進(jìn)的安全裝置,維修方便,使用安全,價(jià)格合理,是廣大中小建筑企業(yè)理想的建筑施工機(jī)械。
QTZ40自升式塔式起重機(jī)由金屬結(jié)構(gòu)、傳動機(jī)構(gòu)、液壓頂升、電氣控制以及安全保護(hù)裝置等組成，各部分結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)簡介如下：
整機(jī)的底架被固于專用的混凝土基礎(chǔ)上，其上部與塔身連結(jié)，塔身最上端與下轉(zhuǎn)臺連接，下轉(zhuǎn)臺與頂升套架連接，下轉(zhuǎn)臺上面與回轉(zhuǎn)支承的外圈連接。緊固在回轉(zhuǎn)支承內(nèi)圈上的轉(zhuǎn)動部分，包括回轉(zhuǎn)上轉(zhuǎn)臺、塔帽、平衡臂、起重臂、變幅小車與吊鉤、平衡重、起升機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以及操縱室等，這些部件均通過回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可以繞塔身軸心線在各自水平面內(nèi)一起作540°的全回轉(zhuǎn)。?
起重臂用兩根起重臂拉桿與塔帽連接，其根部與上轉(zhuǎn)臺的上部用銷軸連接，平衡臂則用兩根拉桿與塔帽相連，其根部與上轉(zhuǎn)臺用銷軸連接。起升機(jī)構(gòu)設(shè)在平衡臂中后部，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)布置在回轉(zhuǎn)上轉(zhuǎn)臺的右側(cè)，左側(cè)是駕駛室。變幅小車和吊鉤設(shè)在起重臂上靠變幅機(jī)構(gòu)牽引，沿起重臂縱軸線做水平往復(fù)運(yùn)動。?
塔身高度由底架、標(biāo)準(zhǔn)節(jié)組成，獨(dú)立高度由12節(jié)塔身節(jié)組成。最大起升高度120m時(shí)，由55節(jié)塔身節(jié)組成，同時(shí)有6道附著裝置，附著于事先計(jì)劃好的預(yù)埋件附著高度位置，用附著撐桿將塔身附著于建筑物上。?
塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)第二節(jié)上部對角線方向有四個(gè)可拆卸耳板（又稱抱箍），四根斜撐桿通過上面的銷軸與耳板連接，下面通過銷軸與底架耳座連接。頂升機(jī)構(gòu)由頂升套架和液壓頂升裝置兩部分組成。頂升套架為框架式空間鋼結(jié)構(gòu)件，上部用銷軸與下轉(zhuǎn)臺相連，其后側(cè)裝有液壓頂升裝置的頂升油缸及頂升橫梁，液壓泵站放置在套架工作平臺上。頂升時(shí)頂升橫梁頂在塔身的踏步上，在油缸的作用下，套架連同下轉(zhuǎn)臺以上部分沿塔身軸心線上升。油缸頂升兩次，可引入一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)。?
起升高度不超過28米時(shí)，采用獨(dú)立式，高于30米時(shí)采用附著式，附著時(shí)不論任何情況下，上部懸臂部分不得大于22米。獨(dú)立高度時(shí)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)共12節(jié)。附著時(shí)可根據(jù)需要增加標(biāo)準(zhǔn)節(jié)和附著裝置QTZ40塔機(jī)的塔身是由標(biāo)準(zhǔn)節(jié)組成。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)是由角鋼組焊而成，呈長方形空間桁架結(jié)構(gòu)，每兩個(gè)塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的上下連接，均采用10.9級M27的高強(qiáng)度螺栓與螺母緊固連接。每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)內(nèi)部都設(shè)有與標(biāo)準(zhǔn)節(jié)等長的爬梯。各標(biāo)準(zhǔn)節(jié)均具有互換性，改變塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)安裝節(jié)數(shù)，起重機(jī)可達(dá)到不同的起升高度。在每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的一個(gè)側(cè)面的兩根主弦桿上，各焊有上下兩個(gè)帶槽的踏步，在主弦桿的該部位內(nèi)側(cè)已相應(yīng)加強(qiáng)，頂升作業(yè)時(shí)，頂升橫梁兩端的軸頭將隨著頂升油缸的伸縮，按步驟先后地落在踏步槽內(nèi)，使頂升套架沿塔身垂直爬升，完成兩個(gè)動作循環(huán)，可使塔機(jī)達(dá)到所需要的高度。拆塔時(shí)采用相反的程序減節(jié)，逐步將塔身高度降下來
我的課題還包過塔機(jī)的變幅機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，因此我對此也做了一些學(xué)習(xí)，變幅機(jī)構(gòu)用于帶動變幅小車沿起重臂縱線往復(fù)運(yùn)動，以實(shí)現(xiàn)吊鉤與起吊物品的變幅。該機(jī)構(gòu)裝于起重臂第二節(jié)臂內(nèi)，主要由雙速電機(jī)、蝸輪減速機(jī)、卷筒和幅度限位器組成，變幅小車是帶動吊鉤與起吊物品沿起重臂縱軸線往復(fù)運(yùn)動鋼結(jié)構(gòu)件，具有四只行走輪，每邊兩只。每個(gè)行走輪下面設(shè)有一個(gè)側(cè)滾輪，用于導(dǎo)向作用。行走輪的運(yùn)行軌道是起重臂的下弦桿。在小車的右側(cè)，設(shè)有檢修吊籃，該吊籃隨變幅小車一起運(yùn)動，可將操作人員安全地送到起重臂的任意位置進(jìn)行檢修或安裝，變幅小車的一端設(shè)有棘輪，可用于張緊變幅鋼絲繩，同時(shí)還有斷繩和斷軸保護(hù)器，小車變幅繩一旦斷開或輪軸一旦斷裂，能防止小車失控。小車兩側(cè)還設(shè)有防墜落裝置。另外變幅限位器可以使變幅小車在行駛到最小幅度或最大幅度時(shí)，切斷變幅機(jī)構(gòu)相應(yīng)方向的工作電源，以保證有效幅度范圍，保護(hù)其安全運(yùn)行以上就是我此次實(shí)習(xí)所掌握的一些關(guān)于QTZ40塔機(jī)的內(nèi)容。
三．實(shí)習(xí)結(jié)果
在這次實(shí)習(xí)中我們不僅了解了有關(guān)QTZ40塔機(jī)總體及變幅機(jī)構(gòu)的知識還和其他同學(xué)一起了解了關(guān)于塔機(jī)其他部分的知識。以前在課本上不能理解的問題都懂了。這次實(shí)習(xí)以及前一段時(shí)間查閱的大量資料為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)提供了良好的基礎(chǔ)，使我深深地體會到要想搞好設(shè)計(jì)，就必須耐心仔細(xì)地查找與設(shè)計(jì)相關(guān)的資料和信息（包括設(shè)計(jì)產(chǎn)品的基本功能、主要結(jié)構(gòu)、應(yīng)用特點(diǎn)及其發(fā)展前途，市場效益等）。只有與效益掛鉤，我們的設(shè)計(jì)才能成為真正的產(chǎn)品。
四.實(shí)習(xí)總結(jié)
畢業(yè)實(shí)習(xí)結(jié)束了，時(shí)間雖然不長，但通過以實(shí)習(xí)，我們擴(kuò)充了視野，開闊了大腦思維，鞏固和闊充了我們在學(xué)校學(xué)不到的實(shí)踐知識，使我們收益頗深。培養(yǎng)、鍛煉了我們獨(dú)立工作的能力和創(chuàng)新的精神；進(jìn)一步鞏固和深化了所學(xué)的理論內(nèi)容，彌補(bǔ)了以前理論學(xué)習(xí)的不足，更加深刻地體會到了自己學(xué)習(xí)上的不足。這次畢業(yè)實(shí)習(xí)進(jìn)一步鞏固和深化了我們所學(xué)的理論知識，彌補(bǔ)了以前理論教學(xué)的不足，擴(kuò)大了我的視野。通過這次畢業(yè)實(shí)習(xí)培養(yǎng)了我收集資料的能力及提高分析問題和解決問題的能力，也給我的設(shè)計(jì)帶來了許多靈感。要想搞好設(shè)計(jì)，就要耐心仔細(xì)地查找與設(shè)計(jì)相關(guān)的資料和信息，它要包括設(shè)計(jì)產(chǎn)品的基本功能、主要結(jié)構(gòu)、應(yīng)用特點(diǎn)及其發(fā)展前途，市場效益等。此次去公司，使我對塔式起重機(jī)有了一個(gè)比較感性和直觀的認(rèn)識。以前也看到一些塔式起重機(jī)，但是沒有認(rèn)真觀察過。對于塔式起重機(jī)的印象基本上只停留在課本上的幾個(gè)簡單的圖片上。通過本次實(shí)習(xí)，我對塔式起重機(jī)有了一個(gè)相對全面的基本認(rèn)識，培養(yǎng)和鍛煉了我的綜合運(yùn)用課本所學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本技能和專業(yè)知識，為接下來的畢業(yè)設(shè)計(jì)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)，也為我畢業(yè)后走上工作崗位打下一定的基礎(chǔ)。在此，也感謝學(xué)校老師們給我們時(shí)間，讓我們?nèi)ビH歷現(xiàn)場實(shí)習(xí)，感謝公司領(lǐng)導(dǎo)提供的眾多幫助，使我學(xué)到了很多課本以外的知識，同時(shí)也提高了自己的能力，積累 了一些寶貴的經(jīng)驗(yàn),受益匪淺,我在以后的工作中一定會認(rèn)真努力，格要求自己，飽滿的熱情做好自己的本職工作。
河 北 建 筑 工 程 學(xué) 院
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
題
目
QTZ40塔式起重機(jī)總體及變幅系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
學(xué) 科 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化
班 級 機(jī)092班
姓 名 孫立明
指 導(dǎo) 教 師 李常勝
輔 導(dǎo) 教 師
河北建筑工程學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
課題
名稱
QTZ40塔式起重機(jī)總體及變幅機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
系： 機(jī)械工程系
專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其制動化
班級： 機(jī)092
姓名： 孫立明
學(xué)號： 2009307221
起迄日期： 2013年3月25日~ 2013年 6月21日
設(shè)計(jì)（論文）地點(diǎn): 綜405
指導(dǎo)教師： 李常勝
輔導(dǎo)教師：
發(fā)任務(wù)書日期： 2013年3月 5 日
1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）目的：
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對機(jī)械專業(yè)學(xué)生在畢業(yè)前的一次全面訓(xùn)練，目的在于鞏固和擴(kuò)大學(xué)生在校所學(xué)的基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識，訓(xùn)練學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識分析和解決問題的能力。是培養(yǎng)、鍛煉學(xué)生獨(dú)立工作能力和創(chuàng)新精神的最佳手段。畢業(yè)設(shè)計(jì)要求每個(gè)學(xué)生在工作過程中，要獨(dú)立思考，刻苦鉆研，有所創(chuàng)新、解決相關(guān)技術(shù)問題。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，使學(xué)生掌握塔式起重機(jī)的總體設(shè)計(jì)、變幅機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、變幅小車的設(shè)計(jì)和計(jì)算等內(nèi)容，為今后步入社會、走上工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。
2、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）：
（1） 設(shè)計(jì)任務(wù)：
① 總體參數(shù)的選擇（QTZ40級別）
② 結(jié)構(gòu)形式
（2） 總體設(shè)計(jì)
① 主要技術(shù)參數(shù)性能
② 設(shè)計(jì)原則
③ 平衡重的計(jì)算
④ 塔機(jī)的風(fēng)力計(jì)算
⑤ 整機(jī)傾翻穩(wěn)定性的計(jì)算
（3） 變幅機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算
① 變幅機(jī)構(gòu)的形式
② 確定卷筒尺寸
③ 選擇電動機(jī)、減速器、制動器、聯(lián)軸器
④ 驗(yàn)算實(shí)際變幅速度
⑤ 驗(yàn)算起、制動時(shí)間
⑥ 電動機(jī)發(fā)熱驗(yàn)算
⑦ 卷筒強(qiáng)度的計(jì)算
（4） 變幅小車的設(shè)計(jì)
① 變幅小車的形式
② 變幅小車的強(qiáng)度計(jì)算
（5） 設(shè)計(jì)要求
① 主要任務(wù)：學(xué)生應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下獨(dú)立完成一項(xiàng)給定的設(shè)計(jì)任務(wù)，編寫符合要求的設(shè)計(jì)說明書，并正確繪制機(jī)械與電氣工程圖紙，獨(dú)立撰寫一份畢業(yè)論文，并繪制有關(guān)圖表。
② 知識要求：學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)工作中，應(yīng)綜合運(yùn)用多學(xué)科的理論、知識與技能，分析與解決工程問題。通過學(xué)習(xí)、鉆研與實(shí)踐，深化理論認(rèn)識、擴(kuò)展知識領(lǐng)域、延伸專業(yè)技能。
③ 能力培養(yǎng)要求：學(xué)生應(yīng)學(xué)會依據(jù)技術(shù)課題任務(wù)，完成資料的調(diào)研、收集、加工與整理，正確使用工具書；培養(yǎng)學(xué)生掌握有關(guān)工程設(shè)計(jì)的程序、方法與技術(shù)規(guī)范，提高工程設(shè)計(jì)計(jì)算、圖紙繪制、編寫技術(shù)文件的能力；培養(yǎng)學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)、測試等科學(xué)研究的基本方法；鍛煉學(xué)生分析與解決工程實(shí)際問題的能力。
④ 綜合素質(zhì)要求：通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，學(xué)生應(yīng)掌握正確的設(shè)計(jì)思想；培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的工作作風(fēng)；在工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)能樹立正確的生產(chǎn)觀、經(jīng)濟(jì)觀與全局觀。
⑤ 設(shè)計(jì)成果要求：
1） 凡給定的設(shè)計(jì)內(nèi)容，包括說明書、計(jì)算書、圖紙等必須完整，不得有未完的部分，不應(yīng)出現(xiàn)缺頁、少圖紙現(xiàn)象。
2） 對設(shè)計(jì)的全部內(nèi)容，包括設(shè)計(jì)計(jì)算、機(jī)械構(gòu)造、工作原理、整機(jī)布置等，均有清晰的了解。對設(shè)計(jì)過程、計(jì)算步驟有明確的概念，能用圖紙完整的表達(dá)機(jī)械結(jié)構(gòu)與工藝要求，有比較熟練的認(rèn)識圖紙能力。對運(yùn)輸、安裝、使用等亦有一般了解。
3） 說明書、計(jì)算書內(nèi)容要精練，表述要清楚，取材合理，取值合適，設(shè)計(jì)計(jì)算步驟正確，數(shù)學(xué)計(jì)算準(zhǔn)確，各項(xiàng)說明要有依據(jù)，插圖、表格及字跡均應(yīng)工整、清楚、不得隨意涂改。制圖要符合機(jī)械機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)，且清潔整齊。
4） 對國內(nèi)外塔式起重機(jī)情況有一般的了解，對各種塔式起重機(jī)有一定的分析、比較能力。
其他各項(xiàng)應(yīng)符合本資料有關(guān)部分提出的要求。
3、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成果要求（包括圖表、實(shí)物等硬件要求）：
① 計(jì)算說明書一份
內(nèi)容包括：設(shè)計(jì)任務(wù)要求的選型、設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容、畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告等。作到內(nèi)容完整，論證充分（包括經(jīng)濟(jì)性論證），字跡清楚，插圖和表格正規(guī)（分別進(jìn)行統(tǒng)一編號）、批準(zhǔn)，字?jǐn)?shù)要求不少于2萬字；撰寫中英文摘要；提倡學(xué)生應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)、計(jì)算與繪圖。
② 圖紙一套
不少于四張零號圖紙量
4、主要參考文獻(xiàn)：
【1】 董剛 李建功 潘風(fēng)章主編 《機(jī)械設(shè)計(jì)》（第3版） 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1998
【2】 張質(zhì)文，虞和謙等.起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊.北京：中國鐵道出版社.1997.
【3】 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》（第1卷）（新版）機(jī)械設(shè)計(jì)手冊編委會編著
北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2004.8
【4】 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》（第2卷）（新版）機(jī)械設(shè)計(jì)手冊編委會編著
北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2004.8
【5】 成大先主編《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》（第4版）北京：化學(xué)工業(yè)出版社 2002
【6】 顧迪民主編《工程起重機(jī)》（第2版）北京：中國建筑工業(yè)出版社 1988
【7】 劉品主編《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》（第2版）哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 2001
【8】 徐灝主編《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》（第2版） 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2000
【9】 曹雙寅主編《工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》 南京：東南大學(xué)出版社 2002
【10】劉鴻文主編《材料力學(xué)》（第4版） 高等教育出版社
【11】《QTZ400塔式起重機(jī)使用說明書》
【12】張青 張瑞軍 編著《工程起重機(jī)結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)》北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.7
【13】中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13752-92 《塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》 北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社 1993
【14】范俊祥主編《塔式起重機(jī)》 中國建材工業(yè)出版社
【15】許鎮(zhèn)宇、邱宣懷主編：《機(jī)械零件》 人民教育出版社
【16】劉佩衡主編《塔式起重機(jī)使用手冊》 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002
【17】中國建設(shè)部《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》 2003.12
【18】黃靖遠(yuǎn) 龔劍霞 賈延林 《機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)》北京工業(yè)出版社，2002
【19】safety on construction sites 著者American Society of civil Engineers.Task Committee on Crane Safety on Constructions Sites 中圖分類號：TH21-36
【20】孫在魯 著《塔式起重機(jī)應(yīng)用技術(shù)》北京：中國建材工業(yè)出版社，2003.5
【21】SAE crane standards manual 著者Backham 中圖分類號：TH21-65
5、本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題工作進(jìn)度計(jì)劃：
起 迄 日 期
工 作 內(nèi) 容
2013.3.25-2013.3.28
2013.3.29-2013.4.13
2013.4.14-2013.4.20
2013.4.21-2013.5.15
2013.5.16-2013.6.5
2013.6.6-2013.6.19
2013.6.20-2013.6.21
熟悉整理資料
方案選擇及總體設(shè)計(jì)
繪制總圖
變幅機(jī)構(gòu)、變幅小車的設(shè)計(jì)
繪制變幅機(jī)構(gòu)、變幅小車裝配圖
繪制零件圖紙
準(zhǔn)備論文及答辯
教研室審查意見：
教研室主任簽字：
年 月 日
系審查意見：
系主任簽字：
年 月 日
河北建筑工程學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
課題
名稱
QTZ40塔式起重機(jī)總體及變幅機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
系 別： 機(jī)械工程系
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化
班 級： 機(jī)092
學(xué)生姓名： 孫立明
學(xué) 號： 2009307221
指導(dǎo)教師： 李常勝
課題來源
導(dǎo)師課題
課題類別
工程設(shè)計(jì)
一、論文資料的準(zhǔn)備
(一) 塔式起重機(jī)概述
塔式起重機(jī)簡稱塔機(jī)，亦稱塔吊，起源于西歐。據(jù)記載，第一項(xiàng)有關(guān)建筑用塔機(jī)專利頒發(fā)于1900年。1905年出現(xiàn)了塔身固定的裝有臂架的起重機(jī)，1923年制成了近代塔機(jī)的原型樣機(jī)，同年出現(xiàn)第一臺比較完整的近代塔機(jī)。1930年當(dāng)時(shí)德國已開始批量生產(chǎn)塔機(jī)，并用于建筑施工。1941年，有關(guān)塔機(jī)的德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DIN8770公布。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定以吊載(t)和幅度(m)的乘積(tm)一起以重力矩表示塔機(jī)的起重能力。
塔式起重機(jī)是在第二次世界大戰(zhàn)后才真正獲得發(fā)展的。戰(zhàn)后各國面臨著重建家園的艱巨任務(wù)，浩大的建筑工程量迫切需要大量性能良好的塔式起重機(jī)。自塔式起重機(jī)在建筑施工中顯露身手并逐漸成為工程機(jī)械一個(gè)重要分支以來，已經(jīng)有50余年歷史，其間利經(jīng)了曲折復(fù)雜的發(fā)展階段。70年代末，由于種種原因，國外塔式起重機(jī)制造業(yè)陷入了低谷，不少中小工廠紛紛停業(yè)或轉(zhuǎn)產(chǎn)，僅少數(shù)大廠得以維持。直至80年代末才呈現(xiàn)逐漸復(fù)蘇態(tài)勢，1994年為復(fù)蘇年頭，復(fù)蘇勢頭最好的國家為德國。據(jù)有關(guān)資料介紹，在塔機(jī)制造業(yè)鼎盛的70年代，西德?lián)碛懈魇剿C(jī)48500臺，80年代總量減至1/3，而近幾年，東西德合并，基建規(guī)模擴(kuò)大，塔機(jī)產(chǎn)量上升，現(xiàn)有塔機(jī)近40000臺，其中半數(shù)機(jī)齡不足5年。
如今世界塔機(jī)市場最為紅火的地區(qū)為東歐和亞太（特別是東南亞）。活躍在塔機(jī)市場上的著名產(chǎn)商是；德國的 Liebherr 、Peiner、 Wolff ，法國的 Potain 、BPR,意大利的 Potain-Simma、Comedil 、 Nauva 、 EDILMAC ，西班牙的Comansa ，芬蘭的 Betrox ，丹麥的KRφLL澳大利亞的Favco。這些大廠為了在國際塔機(jī)市場上占有更多份額，莫不注重總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)真分析市場動態(tài)，下大力氣進(jìn)行產(chǎn)品的更新和開發(fā)
(二) 我國塔式起重機(jī)的發(fā)展
在中國塔式起重機(jī)的生產(chǎn)與應(yīng)用已有40多年的歷史，歷經(jīng)了一個(gè)從測繪仿制到自行設(shè)計(jì)制造的過程。
20世紀(jì)50年代，為滿足國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)需要，中國引進(jìn)了前蘇聯(lián)以及東歐一些國家的塔式起重機(jī)，并進(jìn)行仿制。1954年仿制民主德國設(shè)計(jì)的樣機(jī)，在撫順試制成功了中國第一臺TQ2—6型塔式起重機(jī)。隨后又仿照前蘇聯(lián)樣機(jī)，研制了15t與25t塔式起重機(jī)，這個(gè)時(shí)期中國生產(chǎn)與使用的塔式起重機(jī)的數(shù)量都較少。
20世紀(jì)60年代，由于高層、超高層建筑的發(fā)展，廣泛使用了內(nèi)部爬升式和外部附著式塔式起重機(jī)，并在工作機(jī)構(gòu)中采用了比較先進(jìn)的技術(shù)，如直流電機(jī)調(diào)速、可控硅調(diào)速、渦流制動器，在回轉(zhuǎn)和運(yùn)行機(jī)構(gòu)中安裝液力偶合器等。在此時(shí)期，中國開始進(jìn)入了自行設(shè)計(jì)與制造塔式起重機(jī)的階段。1961年，首先在北京試制成功了紅旗-11型塔式起重機(jī)，它也是中國最早自行設(shè)計(jì)的塔式起重機(jī)。隨后，中國又自行設(shè)計(jì)制造了TQ-6型塔式起重機(jī)，至1965年全國已經(jīng)有生產(chǎn)廠10余家，生產(chǎn)塔式起重機(jī)360多臺。這些塔式起重機(jī)都是下轉(zhuǎn)動臂式，可整體拖運(yùn)，能滿足六層以下民用建筑施工的需要。
20世紀(jì)70年代，塔式起重機(jī)服務(wù)對象更為廣泛。塔式起重機(jī)的幅度、起重量和起升高度均有了顯著提高。為了滿足市場各方面的要求，塔式起重機(jī)又向一機(jī)多用方向發(fā)展。中國塔式起重機(jī)進(jìn)入了技術(shù)提高、品種增多的新階段。1972年中國第一臺下回轉(zhuǎn)的輕型輪胎式軌道兩用起重機(jī)問世：同年為了北京飯店施工，中國又自行設(shè)計(jì)制造了QT-10型自升式塔式起重機(jī)，該機(jī)的起重力矩為1600kN·m。這一時(shí)期還先后開發(fā)了ZT 100、ZT 120、ZT 280等小車變幅自升式塔式起重機(jī)、QT-20小車變幅內(nèi)爬式塔式起重機(jī)，QTL 16、TQ 40、TQ 45、TD 25、QTG 40、QTG 60 下回轉(zhuǎn)動臂自行架設(shè)快裝塔式起重機(jī)等，其年產(chǎn)量最高超過900臺，標(biāo)志著中國塔式起重機(jī)行業(yè)進(jìn)入一個(gè)新的階段。
20世紀(jì)80年代，中國塔式起重機(jī)相繼出現(xiàn)了不少新產(chǎn)品，主要有QTZ 100、QZT 120等自升式塔式起重機(jī)，QT 60、QTK 60、QT 25HK 等下回轉(zhuǎn)快裝塔式起重機(jī)等。這些產(chǎn)品在性能方面已接近國外70年代水平，這一時(shí)期的最高年產(chǎn)量達(dá)1400臺。與次同時(shí)，隨著改革開放和國際技術(shù)交流的曾多，為滿足建筑施工的需要，也從國外引進(jìn)了一些塔式起重機(jī)，其中有聯(lián)邦德國的 Liebherr、法國的Potain 以及意大利的 Edilmac等公司的產(chǎn)品。由于這些塔式起重機(jī)制造質(zhì)量較好，技術(shù)性能比較先進(jìn)，極大地促進(jìn)了中國塔式起重機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的進(jìn)步。
20世紀(jì)90年代以后，中國塔式起重機(jī)行業(yè)隨著全國范圍建筑任務(wù)的增加而進(jìn)入了一個(gè)新的興盛時(shí)期，年產(chǎn)量連年猛增，而且有部分產(chǎn)品出口到國外。全國塔式起重機(jī)的總擁有量也從20世紀(jì)50年代的幾十臺截至2000年約為6萬臺?，F(xiàn)全國有300多個(gè)生產(chǎn)廠家，取得生產(chǎn)許可證的有241家；年產(chǎn)量9000臺左右：產(chǎn)值超億元、利稅超千萬的企業(yè)已達(dá)十多家。自1992年至今，塔機(jī)年出口量均大于進(jìn)口量均大于進(jìn)口量，年出口金額均大于進(jìn)口金額，到目前為止年貿(mào)易順差已達(dá)800多萬美元，在基本上滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的前提下述可以出口創(chuàng)匯。至此，無論從生產(chǎn)規(guī)模、應(yīng)用范圍和塔式起重機(jī)總量等角度衡量，中國均堪稱塔式起重機(jī)大國
(三) QTZ40型塔式起重機(jī)的簡單介紹及其市場前景
QTZ40塔式起重機(jī)是由張家口建筑機(jī)械廠設(shè)計(jì)制造的，該QTZ40自升式塔吊為上回轉(zhuǎn)、水平臂架、小車變幅、液壓自升 式多用途塔吊。起重力矩400KN.m，最大起重量4T，獨(dú)立架設(shè)時(shí)最大起升高度可達(dá)29米，加附著最大起升可達(dá)120米，最大幅度分46.8米、42米 和50米。
QTZ40塔式起重機(jī)充分利用成組技術(shù)、組合設(shè)計(jì)技術(shù)及有限元分析技術(shù)，以“塔式起重機(jī)微機(jī)設(shè)計(jì)平臺”為工具設(shè)計(jì)的國內(nèi)最新型的起重運(yùn)輸機(jī)械。QTZ40塔吊為水平臂架、小車變幅、上回轉(zhuǎn)液壓頂升式起重機(jī)。最大有效幅度47m。是該種機(jī)型國內(nèi)唯一達(dá)到此幅度的塔機(jī)。塔機(jī)獨(dú)立使用時(shí)，起升高度27.8m，附著起升高度為120m（2倍率）。該機(jī)各項(xiàng)速度指標(biāo)均達(dá)到或優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)。
該機(jī)自重（不含配重及附著裝置）21.46噸，總裝機(jī)容量25.82KW，該機(jī)參數(shù)先進(jìn)，性能優(yōu)良可靠，造型美觀，質(zhì)量精良，結(jié)構(gòu)簡單實(shí)用，設(shè)有先進(jìn)的安全裝置，維修方便，使用安全，價(jià)格合理，是廣大中小建筑企業(yè)理想的建筑施工機(jī)械。
QTZ40塔吊布置合理，外型美觀，司機(jī)室獨(dú)立側(cè)置，視野好，給操作者創(chuàng)造了良好的工作環(huán)境。使用方便，維修簡單，是廣大建筑施工企業(yè)理想的建筑施工機(jī)械。具有起升、回轉(zhuǎn)、變幅、頂升四種工作機(jī)構(gòu)，可單獨(dú)或復(fù)合動作，可以獲得較高的工作效率。頂升機(jī)構(gòu)用于塔身接高或降塔。起升機(jī)構(gòu)采用多速電機(jī)，有快速、中速和 慢就位多種速度，充分滿足用戶各種工況的需要。起重臂可左、右作540度全回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)、變幅靈活可靠，起吊就位準(zhǔn)確，可滿足建筑施工中垂直及水平運(yùn)輸?shù)男?要。該機(jī)設(shè)有起重量限制器、力矩限制器、起升高度限制器、幅度限位器和回轉(zhuǎn)限制器等安全保護(hù)裝置齊全，靈敏可靠，確保塔機(jī)正常工作。另外，還設(shè)有休息平臺、護(hù)欄等安全保護(hù)設(shè)施。司機(jī)室獨(dú)立側(cè)置，造型美觀，視野開闊，內(nèi)部空間大，操作方便。該機(jī)適用性好，廣泛用于中高層以下的各類工業(yè)與民用建筑和滑模施工的吊裝，可用于港口、貨場的裝卸
(四) 起重機(jī)變幅機(jī)構(gòu)的簡單介紹
變幅機(jī)構(gòu)變幅機(jī)構(gòu)變幅機(jī)構(gòu)變幅機(jī)構(gòu)變幅機(jī)構(gòu)的用途是改變起重機(jī)的幅度或伸距，即改變吊鉤(或抓斗)中心至起重機(jī)旋轉(zhuǎn)中心軸線的水平距離，以適應(yīng)起重機(jī)在不同條件下裝卸貨物。變幅機(jī)構(gòu)按作業(yè)要求分為非工作性變幅和工作性變幅兩種，按性能要求又可分為非平衡變幅和平衡變幅兩種。非平衡變幅就是在臂架擺動時(shí)，臂架的重心和物品的重心都要升高或降低，在減少幅度時(shí)，需要耗費(fèi)很大的驅(qū)動功率；而在增大幅度時(shí)，則引起較大的慣性載荷，影響使用性能。因此，非平衡變幅大多用在桅桿起重機(jī)、塔式起重機(jī)或流動起重機(jī)等非工作性變幅，即不帶物的變幅。其變幅的速度較低，一般在10～20米份。工作性變幅的起重機(jī)在每--I作循環(huán)中都要變幅，為提高生產(chǎn)率，節(jié)約驅(qū)動功率和使操作平衡可靠，需要采用平衡變幅。即應(yīng)用各種方法使起重機(jī)在變幅過程中物品的重心沿水平線或近似水平線移動，而臂架系統(tǒng)的重量由活動平衡重所平衡，兩者的合成重心也沿水平線移動。這種起重機(jī)的變幅可以較大，用于安裝工作時(shí)，變幅速度為10～35米／分：用于裝卸作業(yè)時(shí)，變幅速度為40～90米／分或更高；小起重量時(shí)，取較高速度；大起重量時(shí)，取較低速度平衡變幅的臂架系統(tǒng)須與起升繩的卷繞和布置方式同時(shí)考慮，根據(jù)不同的工作要求合理選擇臂架的型式及其桿件尺寸，當(dāng)臂架擺動時(shí)，使起升繩的伸縮補(bǔ)償?shù)蹉^的垂直位移，達(dá)到吊鉤作水平移動的茸的。根據(jù)補(bǔ)償原理，臂架的型式可分為單臂架系統(tǒng)和組合臂架系統(tǒng)兩種。在單臂架系統(tǒng)中，都采用繩索補(bǔ)償法補(bǔ)償?shù)蹉^的垂直位移，以使吊鉤作近似水平移動。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，又分滑輪組補(bǔ)償法、轉(zhuǎn)柱導(dǎo)向滑輪補(bǔ)償法、平衡滑輪補(bǔ)償法和平衡卷筒補(bǔ)償法等四種。其中，平衡滑輪補(bǔ)償法的結(jié)構(gòu)簡單、鋼絲繩磨損小，目前在大中起重量門座起重機(jī)上應(yīng)用較多。繩索補(bǔ)償法都具有一些共同的特點(diǎn)，如鋼絲繩長，纏繞的滑輪多，在交幅時(shí)鋼絲繩要在滑輪上滾移，因而加速了鋼絲繩的磨損。但由于鋼絲繩長，在起升物品時(shí)緩沖性能較好，這能減少結(jié)構(gòu)的振動；同時(shí)這類補(bǔ)償都使用單臂架，重量輕，設(shè)計(jì)也簡單。近年來，隨著鋼絲繩質(zhì)量的提高，滑輪組補(bǔ)償法和平衡滑輪補(bǔ)償法都應(yīng)用的較多。若不用伸縮補(bǔ)償法，便要用組合臂架系統(tǒng)。組合臂架由臂架、象鼻梁和拉桿等組成。起升繩從吊鉤引至卷筒時(shí)，可以平行或不平行于拉桿軸線或臂架軸線。總的來說，組合臂架系統(tǒng)的顯著優(yōu)點(diǎn)是不需要單臂架那樣的補(bǔ)償滑輪，因此起升繩長度短、卷繞滑輪少、鋼絲繩壽命長；其吊鉤位移曲線要比單臂架的吊鉤位移曲線平滑；吊鉤至象鼻梁端點(diǎn)的距離(即懸掛高度)短，且在變幅時(shí)基本不變，這有助于減少物品的擺動，改善變幅工作的性能。詳細(xì)的介紹可以看第二部分變幅機(jī)構(gòu)的方案選型
(五) 課題意義
通過對該課題的研究，可以對我在本科期間的所學(xué)知識進(jìn)行一個(gè)全面的鞏固，比如計(jì)算機(jī)繪圖、力學(xué)分析、各個(gè)機(jī)械方面軟件的應(yīng)用，專業(yè)語言面描述能力。加強(qiáng)我學(xué)以致用的能力。同時(shí)也是對我查閱資料能力、外語水平的再一次提高，也擴(kuò)大了我對本專業(yè)領(lǐng)域的了解。并提高我的創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)精神和溝通能力，樹立良好的學(xué)術(shù)思想和工作作風(fēng)。
二、本課題的目的（重點(diǎn)及擬解決的關(guān)鍵問題）
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對機(jī)械專業(yè)學(xué)生在畢業(yè)前的一次全面訓(xùn)練，目的在于鞏固和擴(kuò)大學(xué)生在校所學(xué)的基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識，訓(xùn)練學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識分析和解決問題的能力。是培養(yǎng)、鍛煉學(xué)生獨(dú)立工作能力和創(chuàng)新精神的最佳手段。畢業(yè)設(shè)計(jì)要求每個(gè)學(xué)生在工作過程中，要獨(dú)立思考，刻苦鉆研，有所創(chuàng)新、解決相關(guān)技術(shù)問題。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，使學(xué)生掌握塔式起重機(jī)的總體設(shè)計(jì)、變幅機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、變幅小車的設(shè)計(jì)和計(jì)算等內(nèi)容，為今后步入社會工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。重點(diǎn)解決包括總體參數(shù)的選擇，結(jié)構(gòu)形式的確定。然后按照總體設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行各項(xiàng)參數(shù)的計(jì)算，包括主要技術(shù)參數(shù)性能，設(shè)計(jì)原則，平衡重的計(jì)算，塔機(jī)的風(fēng)力計(jì)算，整機(jī)傾翻穩(wěn)定性的計(jì)算。而關(guān)鍵問題解決在于變幅機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算，這里包括選擇變幅機(jī)構(gòu)的形式，確定卷筒尺寸，接下來再選擇電動機(jī)的型號，以及減速器、制動器、聯(lián)軸器的選擇。在這個(gè)過程中我們一定要認(rèn)真選擇合適的型號，以免影響后面的設(shè)計(jì)。接著還要驗(yàn)算實(shí)際變幅速度，驗(yàn)算起、制動時(shí)間。以及電動機(jī)發(fā)熱驗(yàn)算。卷筒強(qiáng)度的計(jì)算。到這里大部分的設(shè)計(jì)任務(wù)基本上已完成，我們要回過頭重新看一看，檢查一下哪里是否出現(xiàn)錯(cuò)誤，及時(shí)改正。最后一項(xiàng)任務(wù)是變幅小車的設(shè)計(jì)，包括變幅小車的形式，變幅小車的強(qiáng)度計(jì)算。計(jì)算過程中要細(xì)心，仔細(xì)計(jì)算每一個(gè)結(jié)果，確保設(shè)計(jì)任務(wù)符合標(biāo)準(zhǔn)。
三、主要內(nèi)容、研究方法、研究思路
主要內(nèi)容：
（1） 設(shè)計(jì)任務(wù)：
① 總體參數(shù)的選擇（QTZ40級別）
② 結(jié)構(gòu)形式
（2） 總體設(shè)計(jì)
① 主要技術(shù)參數(shù)性能
② 設(shè)計(jì)原則
③ 平衡重的計(jì)算
④ 塔機(jī)的風(fēng)力計(jì)算
⑤ 整機(jī)傾翻穩(wěn)定性的計(jì)算
（3） 變幅機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算
① 變幅機(jī)構(gòu)的形式
② 確定卷筒尺寸
③ 選擇電動機(jī)、減速器、制動器、聯(lián)軸器
④ 驗(yàn)算實(shí)際變幅速度
⑤ 驗(yàn)算起、制動時(shí)間
⑥ 電動機(jī)發(fā)熱驗(yàn)算
⑦ 卷筒強(qiáng)度的計(jì)算
（4） 變幅小車的設(shè)計(jì)
① 變幅小車的形式
② 變幅小車的強(qiáng)度計(jì)算
研究方法：①類比法：參考國內(nèi)同類型塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)；
研究思路：對變幅機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算（力的分析、強(qiáng)度校核，壽命的預(yù)算）1、設(shè)計(jì)任務(wù)①總體參數(shù)的選擇②結(jié)構(gòu)形勢2、總體設(shè)計(jì)①主要技術(shù)參數(shù)性能②設(shè)計(jì)原則③平衡重的計(jì)算④塔機(jī)的風(fēng)力計(jì)算⑤整體傾翻穩(wěn)定性計(jì)算3、變幅機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算①變幅機(jī)構(gòu)的形式②確定卷筒尺寸③選擇電動機(jī)、減速器、制動器、聯(lián)軸器④驗(yàn)算實(shí)際變幅速度⑤驗(yàn)算起、制動時(shí)間⑥電動機(jī)發(fā)熱驗(yàn)算⑦卷筒強(qiáng)度計(jì)算4、變幅小車設(shè)計(jì)①變幅小車的形式②變幅小車的強(qiáng)度計(jì)算
四、總體安排和進(jìn)度（包括階段性工作內(nèi)容及完成日期）
3.21-3.27：熟悉整理資料
3.28-4.10：方案選擇與總體設(shè)計(jì)
4.11-4.17：繪制總圖
4.18-5.15：變幅機(jī)構(gòu)、變幅小車的設(shè)計(jì)
5.16-6.5： 繪制變幅機(jī)構(gòu)、變幅小車裝配圖
6.6-6.17： 繪制零件圖紙
6.18-6.22：準(zhǔn)備論文及答辯
五、主要參考文獻(xiàn)
【1】 董剛 李建功 潘風(fēng)章主編 《機(jī)械設(shè)計(jì)》（第3版） 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1998
【2】 張質(zhì)文，虞和謙等.起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊.北京：中國鐵道出版社.1997.
【3】 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》（第1卷）（新版）機(jī)械設(shè)計(jì)手冊編委會編著
北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2004.8
【4】 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》（第2卷）（新版）機(jī)械設(shè)計(jì)手冊編委會編著
北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2004.8
【5】 成大先主編《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》（第4版）北京：化學(xué)工業(yè)出版社 2002
【6】 顧迪民主編《工程起重機(jī)》（第2版）北京：中國建筑工業(yè)出版社 1988
【7】 劉品主編《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》（第2版）哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 2001
【8】 徐灝主編《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》（第2版） 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2000
【9】 曹雙寅主編《工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》 南京：東南大學(xué)出版社 2002
【10】劉鴻文主編《材料力學(xué)》（第4版） 高等教育出版社
【11】《QTZ400塔式起重機(jī)使用說明書》
【12】張青 張瑞軍 編著《工程起重機(jī)結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)》北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.7
【13】中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13752-92 《塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》 北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社 1993
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教研室意見：
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系意見：
系領(lǐng)導(dǎo)簽名： 日期：
系蓋章
課題來源：導(dǎo)師課題、社會實(shí)踐、自選、其他
課題類別：工程設(shè)計(jì)、施工技術(shù)、新品開發(fā)、軟件開發(fā)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)論文。