摘 要

本文主要研究设计MQ2535四连杆门座起重机的变幅机构，变幅机构作为门座式起重机四大机构之一，具有扩大作业范围，提高生产率，改善工作机动性等诸多功能，变幅机构设计的好坏直接影响起重机的作业效率。本文在传统的设计方法的基础上，使用计算机进行合理的辅助设计计算，实现变幅机构的最优化设计。论文的主要内容包括：

1）对国内外起重机研发制造及四连杆门座式起重机变幅机构的设计的发展现状进行分析，为之后的总体及变幅机构详细设计提供可靠参考。

2）MQ2535四连杆门座起重机的总体设计计算，包括货物水平位移补偿系统设计与臂架自重平衡系统设计。根据所给设计参数确定起重机总体结构型式及主尺寸并对各类载荷进行计算。

3）确定变幅机构型式，完成变幅机构布置及驱动功率设计计算，完成变幅机构驱动电动机、减速器、联轴器、制动器的选型计算。

4）完成变幅机构的施工总体设计，利用SolidWorks进行三维仿真建模，并对设计合理性进行校验。最后利用Adams完成变幅机构的动力学仿真。

本文完成了MQ2535四连杆门座起重机的变幅机构优化设计及仿真，结构合理且动力学仿真结果显示机构运行平稳，结果达到了预期效果。

关键词：门座式起重机；变幅机构；仿真建模；Adams

Abstract

This paper mainly studies and designs the luffing mechanism of mq2535 four-bar gantry crane. As one of the four mechanisms of gantry crane, the luffing mechanism has many functions, such as expanding the scope of operation, improving the productivity, improving the working mobility, etc. the design of the luffing mechanism directly affects the working efficiency of the crane. In this paper, based on the traditional design method, the computer is used to carry out reasonable auxiliary design and calculation to realize the optimal design of luffing mechanism. The main contents of this paper include:

1) This paper analyzes the development of crane R amp;amp; D and manufacturing at home and abroad and the design of luffing mechanism of four-bar gantry crane, which provides reliable reference for the overall and detailed design of luffing mechanism.

2) The overall design and calculation of mq2535 four-bar gantry crane, including the design of cargo horizontal displacement compensation system and boom self weight balance system. According to the given design parameters, determine the overall structure type and main dimensions of the crane and calculate various loads.

3) Determine the type of the luffing mechanism, complete the layout of the luffing mechanism and the design calculation of the driving power, and complete the selection calculation of the driving motor, reducer, coupling and brake of the luffing mechanism.

4) Complete the overall construction design of luffing mechanism, use SolidWorks to carry out three-dimensional simulation modeling, and verify the rationality of the design. Finally, Adams is used to complete the dynamic simulation of the luffing mechanism.

In this paper, the optimization design and Simulation of the luffing mechanism of mq2535 four-bar gantry crane are completed. The results show that the structure is reasonable and the dynamic simulation results show that the mechanism runs smoothly, and the expected results are achieved.

Key Words：gantry crane；luffing mechanism；simulation modeling;；ADAMS

目 录

第1章 绪论 1

1.1 课题研究背景 1

1.2 目的及意义 1

1.3 国内外研究现状 2

1.4 主要研究内容及预期目标 3

第2章 MQ2535四连杆门座起重机总体设计计算 4

2.1 主要技术参数 4

2.2 臂架系统尺寸设计计算 5

2.2.1 货物水平位移系统设计 5

2.2.2 组合臂架系统的校验 7

2.2.3 臂架自重平衡系统设计 9

2.2.4 臂架平衡系统的校验 10

2.2.5 变幅驱动装置安装位置确定 12

2.3 起重机自重力矩计算 12

2.4 起重机风载荷与风力矩计算 13

2.5 起重机支承反力及轮压计算 16

2.6 起重机抗倾覆稳定性计算 19

2.7 车挡冲击力计算 21

2.8 起重机抗风防滑安全性计算 21

第3章 MQ2535四连杆门座起重机变幅机构设计计算 23

3.1 变幅方案设计 23

3.2 变幅驱动装置的计算 24

3.2.1 变幅阻力分析 24

3.2.2 载荷组合 31

3.2.3 选择电动机 32

3.2.4 选择减速器 34

3.2.5 选择制动器 34

3.2.6 选择联轴器 35

第4章 变幅机构施工总体设计及三维仿真建模 36

4.1 变幅机构施工总体设计 36

4.2 变幅机构三维仿真建模 38

4.2.1 零件模型绘制 38

4.2.2 创建装配体 44

第5章 基于Adams的变幅机构动力学仿真 46

5.1 仿真过程简述 46

5.2 仿真曲线绘制及结果分析 49

第6章 总结与展望 53

参考文献 54

致 谢 55

第1章 绪论

1.1 课题研究背景

起重机械是指用吊钩或其他取物装置吊挂重物，在空间进行升降、运移等循环性作业的机械^[1]。起重装卸机械作为港口最基本的设施之一，其主要作用是供港区范围内货物的装卸和搬运^[2]。起重机的使用寿命长短、工作速度快慢、作业范围大小、能量传递效率的高低等因素直接影响其工作效率。起重机作业作为生产过程中极为重要的一环，起重机的工作效率对整体生产效率也有十分重要的影响。因此，起重机设计的合理与否从根本上影响着整体的效率。

本文主要研究四连杆门座起重机，门座起重机主要由臂架系统、活对重、转台、立柱、门架等部分组成。包括起升、变幅、回转、运行机构四大机构。起重机的运行通过电气系统进行控制^[3]。