摘 要

本文主要以单臂架齿条变幅门座起重机为主线，讨论其总体设计和臂架的有限元分析。还有对于ansys有限元分析软件的使用，并对单臂架结构的分析。主要有以下内容：

1.单臂架门座起重机的结构及工作原理还有MQ4545单臂架门机的一些设计参数。

2.臂架构造的设计和它的有限元分析。

3.门座起重机的总体设计计算

4.臂架结构设计，用Ansys软件建立臂架模型，并进行受力分析和验算

关键词：单臂架门座起重机；有限元分析ANSYS；臂架结构；总体计算。

Abstract

This paper mainly discusses the general design and the finite element analysis of the boom by using the single-arm rack rack gantry crane as the main line. As well as the use of ansys finite element analysis software, and the analysis of single-arm structures. Mainly the following:

  1. Single-arm gantry crane structure and working principle There are MQ4545 single-arm door machine some of the design parameters.

2. The design of the boom structure and its finite element analysis.

   3. The overall design of the portal crane calculation

   4. Arm structure design, with Ansys software to build the boom model, and force analysis and verification

Keywords:Single - arm gantry crane; finite element analysis ANSYS; Boom structure; Overall calculation

目录

第一章绪论 1

第二章门座起重机概述 2

2.1分类 2

2.2门座起重机的发展 3

2.3单臂架门座起重机的结构及工作原理 4

2.4 MQ4545门座起重机主要参数 6

2.5齿条变幅门机总体计算 7

2.5.1.起重机各部分自重、重心位置及重力矩计算表 7

2.5.2.轮压计算 7

2.5.3稳定性计算 9

2.5.4起升机构计算 10

2.5.5变幅机构计算 12

2.5.6回转机构计算 17

2.5.7运行机构计算 20

第三章门座起重机臂架强度的有限元分析 23

3.1 ANSYS功能简介 23

3.2 创建有限元模型 24

3.2.1.实体建模 24

3.2.2网格划分 25

3.3加载与求解 25

3.4查看和处理结果 25

3.5臂架 25

3.5.1.结构概述 26

3.5.2、约束 28

3.5.3、计算工况 28

3.5.4、均布载荷计算 28

3.5.5. 各工况下臂架最大应力云图 29

3.5.6：计算结果汇总以及计算结果分析 31

3.6总结 31

第四章经济性分析 32

第五章结论与展望 33

5.1课题总结 33

5.2展望 33

致谢 34

参考文献 36

第一章绪论

1.1引言

这次毕业设计的选题主要是想了解MQ4545单臂架齿条变幅门座起重机的性能参数和结构组成，了解ANSYS这个有限元分析软件并学习这个软件是怎么分析单臂架结构的。这次的毕业设计还可以锻炼我独立完成作业的能力，查阅相关资料，提取主要信息并汇总为我所用的能力。

1.2课题研究的意义

门座式起重机在现代港口的机械工业中是必不可少的，毕业设计进行门座起重机的设计，不仅仅可以帮助我们对大学所学知识的掌握并运用，同时还能通过查找和学习国内外相关的先进设计制造技术资料，可以大大地提高我们对国内外门机发展现状的了解程度，对我们未来的学习和工作有着积极的意义。

1.3论文主要内容

本论文主要针对MQ4545M单臂架门机进行总体设计及单臂架结构有限元分析，重点分析臂架的刚度、强度、及稳定性等是否满足设计和使用要求。

第一步，根据给定的总体设计参数进行总体设计计算；

第二步，对单臂架进行合理的结构简化，建立有限元模型，能反映实际工作中臂架结构状态和受力状况，以保证分析计算的准确性；

第三步，选择适当的结构单元类型，并对有限元模型进行合理的网格划分。接着施加载荷并求解分析。

第二章门座起重机概述

门座起重机是跟着港口的一步一步发展而逐渐成长起来的。到目前为止，门座起重机已经一步一步的变成一种成熟而重要的通商口岸起重运输机械。

现在主要有集装箱门式起重机、岸桥起重机、正面吊和门座起重机这几种最常见的港口（通商口岸）起重机械。门座起重机在很多港口都是最为常见的，对比其他的起重设备，门座起重机有着几个优异的性能：

（1）与集装箱门式起重机相对比的话，门座起重机可以通过变幅运动和回转运动等一些货品吊起工作，完成对货物的三百六十度吊运，没有绝对的死角，没有了视野盲区，工作范围更大。

（2）岸桥起重机是在通商口岸前来进行货物装卸的一种主要的机械设备。相比较而言，门座起重机它能够完成货品的回转，灵活性和机动性很强。很重要的一点是同样起重量的门座起重机在价格上比岸桥起重机要低上很多，所以门机在港口更有竞争力，经济实用。

（3）相比较于门机，正面吊具备了几个优秀的性能。（1）直接的实现集装箱堆码头作业;（2）能够节省作业时间。但是正面吊存在着一个问题，就是正面吊价钱比较高，没有门座起重机那么经济实用、划算。所以门机的通用性是很强的。

2.1分类

门座起重机按照结构类型，可分为以下几种：

1. 以门架的结构类型为主要标志可分为全门座起重机和半门座起重机
2. 以起重臂的结构类型为标志，包含了四连杆组合臂架式门座起重机和单臂架式门座起重机两种机械设备。这一次设计的题目是单臂架门座起重机。

2.2门座起重机的发展

由于门座起重机在国内发展时间很短，有代表性的设计制造企业不是很多。因为门座起重机是一种技术含量相对来说比较高的机械设备，它需要设计人员有着较高水平的设计和创作研发能力、要求企业本身要有很高生产工艺及制造能力。在我国，因为发展时间不长达到这些要求的企业不多，很难制造出功用卓越的门座起重机。我国与外国相比较，我们国家门机的发展还是有着不小的差距，这差距主要有以下内容：