畢業(yè)論文-高空作業(yè)車的轉臺結構設計及有限元分析（送全套CAD圖紙 資料打包）

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下載論文就送你全套 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763下載論文就送你全套 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763高空作業(yè)車轉臺的結構設計及分析摘 要本課題針對 GKZ 系列車型轉臺部分的要求工作裝置，對 GKZ 型高空作業(yè)車回轉機構進行設計及分析。高空作業(yè)車由液壓馬達、回轉減速器及回轉小齒輪、回轉支承等組成。進行回轉時，液壓馬達輸出動力，通過回轉減速器減速后帶動輸出軸上的小齒輪旋轉，小齒輪與回轉支承的齒圈嚙合，由于回轉支承的齒圈與車架剛性連接，因而回轉減速器帶動與之相連的轉臺回轉。本課題確定了高空作業(yè)車回轉機構的傳動方案，采用的單排四點接觸球式回轉支承，此類支承的主要優(yōu)點是同時承受軸向、徑向力和復合力矩。適用子中小型起重機。轉臺的結構設計采用的是倒 π型結構，前后兩個高強板，左右各一個支承板，再加兩個加強筋形成。對轉臺采用 PRO/E 進行建模，將建好的模型通過轉化放入 ANSYS 中進行有限元分析，分析出變形最大和受應力最大的接觸面，對分析的結果的提出改進方案，對改進后的方案進行有限元分析比較, 確定最佳方案。本方案的設計為同類轉臺的結構設計提供了理論依據(jù)和分析方法。在課題設計的過程中使用的方法有：（1）在結構設計過程中主要對轉臺的的受力情況進行分析，計算出轉臺的受力大小和轉臺的自重，對傳動齒輪的設計及強度校核，運用繪圖軟件 PRO/E 進行建模。 （2）將模型導入 ANSYS 中，對轉臺的受力情況進行分析查看其分析的結果，確保轉臺的變形和所受的應力均能符合設計要求。[關鍵詞] ：高空作業(yè)車； 轉臺結構設計；有限元分析；ANSYS 下載論文就送你全套 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763下載論文就送你全套 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763Constructional design and analysis for turn-table of aerial work platformsAbstractAccording to the requirement of working devices of turn-tables in the machine series type GKZ, this paper presented the constructional design and analysis for slewing mechanism of aerial work platforms. The aerial work platforms comprised hydraulic motors, rotary speed reducers, revolving pinions, slewing bearings and so on. When the turn-table slewed, the hydraulic motor transmitted power output which enabled pinions on the output shaft to revolve. Pinions were meshed with ring gear on slewing bearings. Due to rigid connection between the ring gear on slewing bearings and the chassis, turn-tables were rotated by rotary speed reducers. Gear plan for slewing mechanism of aerial work platforms and constructional design for turn-table were presented. Gear plans transmission for slewing mechanism of aerial work platforms was provided in which single-row four-point contact ball slewing bearings were adopted. The advantage of this type of bearing, which suited small and medium crane, was that it can bear axial force, radial force and compound moment at the same time. Configurations of anti type π were adopted in constructional design for turn-table, in which there were two high strength plates in tandem, two eudipleural supporting plates and two stiffened panels. Modeling and simulation of turn tables were obtained using PRO/E. The obtained modeling was transformation and analyzed by ANSYS Finite Element Analysis software. Consequently, contact area in the maximum of deformation and stress were analyzed. According to the results, improved schemes were presented, which were further analyzed and compared by finite element analysis. Finally, the best scheme was founded. This project provided the approaches of constructional design for the similar type of turn-table in theory.The following methods were used in this project: 1) Force situation of turn tables were analyzed in constructional design, and force variation and mass of turn-tables were calculated. The design and intensity of transmission gear were checked. Modeling and simulation were obtained using drawing software PRO/E; 2) The modeling were imputed into ANSYS and bearing force of turn-tables were analyzed. The results ensured that the deformation of turn-tables and their bearing force would meet the design requirements.[Keywords]: Aerial work platform; Turn-tables; Constructional design; Finite element analysis; ANSYS下載論文就送你全套 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763下載論文就送你全套 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763目 錄第一章 緒 論 ..................................................................................................................................1§1．1 引 言............................................................................................................................................1§1．2 高空作業(yè)車的國內外發(fā)展概況......................................................................................................11.2.1 高空作業(yè)車的國外發(fā)展趨勢與動向 ............................................................................21.2.2 高空作業(yè)車國內現(xiàn)狀、差距與如何提高的方法 .....................................................3§ 1.3 高空作業(yè)車的組成............................................................................................................................51.3.1 工作機構 ..............................................................................................................................51.3.2 金屬結構 ..............................................................................................................................61.3.3 動力裝置 ..............................................................................................................................61.3.4 控制系統(tǒng) ..............................................................................................................................7§ 1.4 本課題研究的意義............................................................................................................................7第二章 高空作業(yè)車的轉臺的結構分析 .....................................................................8§2.1 高空作業(yè)車的轉臺總體結構設計.....................................................................................................82.1.1 轉臺的組成 ..........................................................................................................................8§2-2 轉臺的受力分析 ..............................................................................................................................132.2.1 轉臺的自重 G ...................................................................................................................14§2-3 上下臂的受力分析及計算 ..............................................................................................................162.3.1 上臂的受力分析 ...............................................................................................................172.3.2 下臂的受力分析 ...............................................................................................................19§2-4 回轉支承裝置的計算 ......................................................................................................................212.4.1 回轉支承裝置的計算載荷 ............................................................................................212.4.2 轉盤式回轉支承裝置的計算 ........................................................................................222.4.3 按承載能力曲線選取合適的回轉支承型號 ............................................................222.4.4 轉盤式回轉支承裝置的計算 ........................................................................................242.4.5 按承載能力曲線選取合適的回轉支承型號 ............................................................24§2.5 傳動齒輪的計算...............................................................................................................................25第三章 轉臺的有限元分析 .................................................................................................28§3.1 有限元方法的基礎知識...................................................................................................................28§3.2 有限元分析軟件 ANSYS ................................................................................................................30§3.3 轉臺結構的有限元分析...................................................................................................................343.3.1 實體建模 .........................................................................................................................343.3.2 計算模型 ............................................................................................................................343.3.3 有限元模型 ........................................................................................................................36第 4 章 結 論 .............................................................................................................................43致 謝 ............................................................................................................................................44參 考 文 獻 ............................................................................................................................................45下載論文就送你全套 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763下載論文就送你全套 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763買文檔送全套圖紙 扣扣 414951605下載論文就送你全套 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763下載論文就送你全套 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763高空作業(yè)車轉臺的結構設計及分析摘 要本課題針對 GKZ 系列車型轉臺部分的要求工作裝置，對 GKZ 型高空作業(yè)車回轉機構進行設計及分析。高空作業(yè)車由液壓馬達、回轉減速器及回轉小齒輪、回轉支承等組成。進行回轉時，液壓馬達輸出動力，通過回轉減速器減速后帶動輸出軸上的小齒輪旋轉，小齒輪與回轉支承的齒圈嚙合，由于回轉支承的齒圈與車架剛性連接，因而回轉減速器帶動與之相連的轉臺回轉。本課題確定了高空作業(yè)車回轉機構的傳動方案，采用的單排四點接觸球式回轉支承，此類支承的主要優(yōu)點是同時承受軸向、徑向力和復合力矩。適用子中小型起重機。轉臺的結構設計采用的是倒 π型結構，前后兩個高強板，左右各一個支承板，再加兩個加強筋形成。對轉臺采用 PRO/E 進行建模，將建好的模型通過轉化放入 ANSYS 中進行有限元分析，分析出變形最大和受應力最大的接觸面，對分析的結果的提出改進方案，對改進后的方案進行有限元分析比較, 確定最佳方案。本方案的設計為同類轉臺的結構設計提供了理論依據(jù)和分析方法。在課題設計的過程中使用的方法有：（1）在結構設計過程中主要對轉臺的的受力下載論文就送你全套 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763下載論文就送你全套 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763情況進行分析，計算出轉臺的受力大小和轉臺的自重，對傳動齒輪的設計及強度校核，運用繪圖軟件 PRO/E 進行建模。 （2）將模型導入 ANSYS 中，對轉臺的受力情況進行分析查看其分析的結果，確保轉臺的變形和所受的應力均能符合設計要求。[關鍵詞] ：高空作業(yè)車； 轉臺結構設計；有限元分析；ANSYS 下載論文就送你全套 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763下載論文就送你全套 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763Constructional design and analysis for turn-table of aerial work platformsAbstractAccording to the requirement of working devices of turn-tables in the machine series type GKZ, this paper presented the constructional design and analysis for slewing mechanism of aerial work platforms. The aerial work platforms comprised hydraulic motors, rotary speed reducers, revolving pinions, slewing bearings and so on. When the turn-table slewed, the hydraulic motor transmitted power output which enabled pinions on the output shaft to revolve. Pinions were meshed with ring gear on slewing bearings. Due to rigid connection between the ring gear on slewing bearings and the chassis, turn-tables were rotated by rotary speed reducers. Gear plan for slewing mechanism of aerial work platforms and constructional design for turn-table were presented. Gear plans transmission for slewing mechanism of aerial work platforms was provided in which single-row four-point contact ball slewing bearings were adopted. The advantage of this type of bearing, which suited small and medium crane, was that it can bear axial force, radial force and compound moment at the same time. Configurations of anti type π were adopted in constructional design for turn-table, in which there were two high strength plates in tandem, two eudipleural supporting plates and two stiffened panels. Modeling and simulation of turn tables were obtained using PRO/E. The obtained modeling was transformation and analyzed by ANSYS Finite Element Analysis software. Consequently, contact area in the maximum of deformation and stress were analyzed. According to the results, improved schemes were presented, which were further analyzed and compared by finite element analysis. Finally, the best scheme was founded. This project provided the approaches of constructional design for the similar type of turn-table in theory.The following methods were used in this project: 1) Force situation of turn tables were analyzed in constructional design, and force variation and mass of turn-tables were calculated. The design and intensity of transmission gear were checked. Modeling and simulation were obtained using drawing software PRO/E; 2) The modeling were imputed into ANSYS and bearing force of turn-tables were analyzed. The results ensured that the deformation of turn-tables and their bearing force would meet the design requirements.[Keywords]: Aerial work platform; Turn-tables; Constructional design; Finite element analysis; ANSYS下載論文就送你全套 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763下載論文就送你全套 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763目 錄第一章 緒 論 ..................................................................................................................................1§1．1 引 言............................................................................................................................................1§1．2 高空作業(yè)車的國內外發(fā)展概況......................................................................................................11.2.1 高空作業(yè)車的國外發(fā)展趨勢與動向 ............................................................................21.2.2 高空作業(yè)車國內現(xiàn)狀、差距與如何提高的方法 .....................................................3§ 1.3 高空作業(yè)車的組成............................................................................................................................51.3.1 工作機構 ..............................................................................................................................51.3.2 金屬結構 ..............................................................................................................................61.3.3 動力裝置 ..............................................................................................................................61.3.4 控制系統(tǒng) ..............................................................................................................................7§ 1.4 本課題研究的意義............................................................................................................................7第二章 高空作業(yè)車的轉臺的結構分析 .....................................................................8§2.1 高空作業(yè)車的轉臺總體結構設計.....................................................................................................82.1.1 轉臺的組成 ..........................................................................................................................8§2-2 轉臺的受 力分析 ..............................................................................................................................132.2.1 轉臺的自重 G ...................................................................................................................14§2-3 上下臂的受力分析及計算 ..............................................................................................................162.3.1 上臂的受力分析 ...............................................................................................................172.3.2 下臂的受力分析 ...............................................................................................................19§2-4 回轉支承裝置的計算 ......................................................................................................................212.4.1 回轉支承裝置的計算載荷 ............................................................................................212.4.2 轉盤式回轉支承裝置的計算 ........................................................................................222.4.3 按承載能力曲線選取合適的回轉支承型號 ............................................................222.4.4 轉盤式回轉支承裝置的計算 ........................................................................................242.4.5 按承載能力曲線選取合適的回轉支承型號 ............................................................24§2.5 傳動齒輪的計算...............................................................................................................................25第三章 轉臺的有限元分析 .................................................................................................28§3.1 有限元方法的基礎知識...................................................................................................................28§3.2 有限元分析軟件 ANSYS ................................................................................................................30§3.3 轉臺結構的有限元分析...................................................................................................................343.3.1 實體建模 .........................................................................................................................343.3.2 計算模型 ............................................................................................................................343.3.3 有限元模型 ........................................................................................................................36第 4 章 結 論 .............................................................................................................................43致 謝 ............................................................................................................................................44參 考 文 獻 ............................................................................................................................................45下載論文就送你全套 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763第 頁1第一章 緒 論§1．1 引 言 工程機械廣泛應用于經濟建設的各部門，并且在整個經濟發(fā)展中占有十分重要的地位。解放以后，我國的機械工業(yè)在十分薄弱的基礎上，經過近五十年的艱苦努力，從小到大，從修配到制造，從僅僅仿造一般機械產品到能制造大型、中型、精密設備，從制造單機到制造重大成套設備，逐步形成了一個門類比較齊全，具有較大規(guī)模，較先進技術水平和成套水平不斷提高的工業(yè)體系。80 年代以來，工程機械發(fā)展速度快。其主要原因:一是我國在改革開放政策指引下，經濟發(fā)展快，對工程機械的需要增多;二是從中央到地方給與發(fā)展的優(yōu)惠政策，增加資金注入，加以扶植;三是引進國外多項先進技術，經過消化吸收，產品技術水平提高;四是，企業(yè)經過組織結構調整，相互合作，并在競爭中促使相互提高。但是我國工程機械與國外工業(yè)發(fā)達國家相比較以及與國內建設要求相比還有不少差距，還有許多問題 A 待研究解決。隨著目前高科技產業(yè)的發(fā)展，尤其是計算機的出現(xiàn)及其廣泛應用，它帶動了整個工業(yè)的發(fā)展，在機械行業(yè)更為引人注目，設計上的優(yōu)化等使機器向高精密化發(fā)展，帶來了一場新的變革。當然一向以笨重著稱的大型工程機械，更有著廣闊的發(fā)展余地。高空作業(yè)車作為一種大型的工程機械設備，日前廣泛應用在船舶、建筑、市政建設、消防、港口貨運等行業(yè)，是新興的技術產業(yè)，有著廣闊的發(fā)展前景。高空作業(yè)機械是在工程起重機械基礎上發(fā)展起來的產業(yè)系統(tǒng)，只有二十幾年的歷史。盡管我國在高空作業(yè)車設計制造上取得了一些成績，但是國內生產制造的高空作業(yè)機械同國外同類型高空作業(yè)機械產品相比仍有一定差距，土要表現(xiàn)為技術含量低、大型的較少、結構笨重、作業(yè)時微動性能差等問題?！?．2 高空作業(yè)車的國內外發(fā)展概況高空作業(yè)車的分類方式有好多種，按臂架的展開方式分類，有折疊式和伸縮式及混合式三種;按臂架的形狀分類有，直臂式和曲臂式 ;按驅動方式分類，有自動式、拖動式和手動式等等。下載論文就送你全套 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763第 頁21.2.1 高空作業(yè)車的國外發(fā)展趨勢與動向國外高空作業(yè)機械屬新興行業(yè)，是在工程起重機械基礎卜發(fā)展起來的高新技術產業(yè)系統(tǒng)，只有二十幾年的歷史。目前，專業(yè)生產高空作業(yè)機械的公司比較少。近年來，由于汽車起重機銷售量下降及市場平淡，一批汽車起重制造公司，相繼發(fā)展高空作業(yè)機械，但總計年產量仍不能滿足市場需求，正處于發(fā)展時期。 [1]1.2.1.1 作業(yè)車的發(fā)展趨勢國外高空作業(yè)機械，發(fā)展迅速，技術水平不斷提高。工業(yè)發(fā)達國家，一般都有專門的跨國公司和集團主營和兼營高空作業(yè)機械，如美國 GROVE 公司(格魯夫)和 GENIE(吉尼公司)、英國 COLES 公司、S I-MON 公司(西蒙)、意大利 RICO(利高) 、芬蘭 BRONTO 公司(波浪濤公司)、日本的多田野和愛知株式會社等。高空作業(yè)機械的底盤分通用型和專用型，采用通用汽車底盤的高空作業(yè)機械，機動靈活，能快速轉移，作業(yè)高度較高，采用專用底盤的高空作業(yè)機械，即自行式高空平臺車，適用于固定場所作業(yè)，具有微動行駛，擴大作業(yè)半徑等特點。為了滿足實際工程的需要，高空作業(yè)車的作業(yè)高度越來越高，隨之作業(yè)半徑也越來越大。 操作越來越簡單可靠，自動化程度不斷提高。如 GENIE(吉尼公司)的自行式直臂式高空作業(yè)車、自行式曲臂式高空作業(yè)車、自行式剪型高空作業(yè)車。由于采用自動化控制，高空作業(yè)車的微動性能好，定位也來越來越準確。但根據(jù)不同的工況條件，考慮到造價等原因，拖動式和手動式很有實用價值，目前在一些場所仍被廣泛使用。此類高空作業(yè)車有拖動式曲臂高空作業(yè)車和手動式物料升降機。1.2.1.2 作業(yè)車的發(fā)展動向高空作業(yè)車的發(fā)展主要動向是實現(xiàn)六化、三性，以提高高空作業(yè)機械的適用性。六化:即液壓化、最優(yōu)化(采用計算機輔助設計 )、輕量化(采用高強度材料減輕構件重量)、機電液一體化(如安全保護、報警裝置等)、通用化、系列化。三性：可靠性、安全性和舒適性。各大公司產品技術水平、品種、數(shù)量、質量均有較大發(fā)展和提高，競爭激烈，不斷向世界各地推銷，占領市場。1.2.1.3 新技術及其作用下載論文就送你全套 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763第 頁3為了滿足高層建筑的復雜情況，要求人們不斷改進舉高車，以適應施工、滅火等需要，以及舉高車制造公司間日趨激烈的競爭，促進了舉高車技術的發(fā)展。新技術的采用，使發(fā)達國家 80 年代的舉高車在性能和安全上有較大的提高，這主要體現(xiàn)在三個方面：(1)在公安消防上，提高救生和滅火能力。在 80 年代，發(fā)達國家通過改進舉高消防車的臂架結構和液壓系統(tǒng)，使其救人和滅火能力有了大幅度的提高。登高平臺消防車，70 年代的最大工作高度是 40m, 80 年代后期，芬蘭波浪濤公司又推出67.5m 的登高平臺消防車，而且這兩種車的登高平臺載重能力達 450 kg，顯著地提高了救生能力。(2)提高應付不利環(huán)境的能力。在高層建筑火場上或在施工現(xiàn)場上，有時會遇到地面不平、場地狹窄等情況。如何在這些不利情況下使舉高車充分發(fā)揮救生和滅火能力或載人施工的能力，也是舉高車新技術開發(fā)的主要方向之一。在這方面比較突出的日本森田泵公司，在新一代云梯消防車上采用了電子計算機調平技術。(3)提高安全性。如在 80 年代德國的馬基路斯、麥茨、森田和芬蘭的波浪濤公司等紛紛采用了靠電子計算機控制舉高消防車的支腿梯架的操作和顯示等技術，這種技術提高了云梯操作自動化程度，從而避免了因操作人員的失誤而導致的危險。1.2.2 高空作業(yè)車國內現(xiàn)狀、差距與如何提高的方法國內高空作業(yè)機械發(fā)展剛剛起步，只有十幾年的發(fā)展歷史，雖然起步晚，由于高空作業(yè)機械制造企業(yè)的努力，已逐步走向穩(wěn)定的發(fā)展軌道。 [2][3]1.2.2.1 現(xiàn)狀從 80 年代開始撫順起重機總廠、武漢起重機廠、四川度巖機械廠、長江起重機有限責任公司、杭州園林機械廠、北京攀尼高空作業(yè)車有限公司、徐州重型機械廠等開始著手研制高空作業(yè)車和登高平臺消防車，投放市場。撫順市起重機總}一生產的 CDZ32 型登高平臺消防車已出口泰國。最近四川長江起重機有限責任公司，研制的 QZC5120JGKS25 型高空作業(yè)車是最近向推向市場的一種新產品。該產品采用現(xiàn)代設計手段設計，填補了國內 25m 伸縮臂式高空作業(yè)車的空白。1.2.2.2 差距盡管我國在高空作業(yè)車設計制造下載論文就送你全套 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763第 頁4上取得了一些成績，但是國內生產制造的高空作業(yè)機械同國外同類型高空作業(yè)機械產品相比仍有一定差距，主要表現(xiàn)為技術含量低、大型的較少、結構笨重、作業(yè)時微動性能差等問題。在開發(fā)研制過程中，應采取有效措施、試驗研究，逐項加以解決，以縮小差距。同時對目前存在的技術關鍵，有待于組織力量攻關解決，其關鍵是電液比例操縱、微動性能問題，支腿調平技術問題，數(shù)顯微機自動程序控制以及機電一體化問題等。為了提高我國高空作業(yè)的生產水平，從目前的狀況來看應首先從如下的幾個方面來進行。1).解決工程汽車底盤問題，這樣才可使高空作業(yè)車輕便、可靠，使用上既靈活又可承擔繁重的工作任務；2).提高液壓元件的制造質量，這樣就可以提高使用壽命和可靠性，相應的也就提高了高空作業(yè)車的質量；3).改變高空作業(yè)車的生產方式，向規(guī)?；l(fā)展，這不但可保證質量還可降低成 本；4).要擴大新型高空作業(yè)車的使用范圍，可刺激本行業(yè)的發(fā)展，并投入力量加強對新產品的開發(fā)；5).應用現(xiàn)代的設計方法和手段對現(xiàn)有的產品進行改造。據(jù)不完全統(tǒng)計，國內各企業(yè)高空作業(yè)機械的總產量，遠遠不能滿足國家經濟建設的需求，供需矛盾突出，其表現(xiàn)：船舶行業(yè)，當前我國造船業(yè)發(fā)展迅猛，己逐步進入了國際船舶市場。船舶產量從 80 年代初的 30 多萬，提高到現(xiàn)在的 200 多萬，約占世界船舶市場份額的6%。船舶的設計和建造，從建造萬噸級散貨船開始，發(fā)展到能建造六萬噸級巴拿馬型船舶和十五萬噸級大型油船。最近幾年，又開始建造高速集裝箱船、成品油船、液化氣船和自卸式散貨船等技術難度大、附加值高的船舶。隨著船舶行業(yè)的發(fā)展，大型船舶增多，造船和修船中越來越多的需要高空作業(yè)，因此高空作業(yè)車的應用也是與日增加 Usl。中國船舶系統(tǒng)，需要直臂式 16-25m 高空作業(yè)平臺大約80-100 臺左右。公安消防系統(tǒng)，隨著大中城市高層建筑增多，消防設施“滯后” ，登高平臺消防車己屬緊迫需要。下載論文就送你全套 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763第 頁5我國百萬人口城市 30 個，以平均每個城市需要作業(yè)高度 30-50 m 大型登高平臺消防車 4 臺計算，需要量為 120 臺左右。全國幾十萬人口以上的城市近 500 個，以平均每個城市擁有 1620 m 中型登高平臺消防車 2 臺計算，需要量為 1000 臺左右。全國大型油田、煉油廠、大型儲油庫系統(tǒng)，對大型登高平臺消防車的需要量約 70 臺左右。城鄉(xiāng)電業(yè)部門。電站、變電所、各種低壓輸電線路的