摘 要

目前，机械领域的发展都与计算机科学技术紧密的联系在一起，而计算机技术中又以CAD/CAE的发展与机械设计行业有关，并成为机械产品设计过程中的一大利器。本文将运用CAD/CAE对MQ2533门座式起重机的起升机构进行设计，主要包含以下内容：

(1)总体设计的内容：主要技术参数的确定、各机构的组成和布置形式的确定、金属结构形式的确定、货物水平位移补偿的设计及验证、臂架自重平衡的设计验证、计算载荷和载荷组合的确定、轮压的计算和校核、整机稳定性的校核等。

(2)起升机构的设计内容：除了在整体设计中确定的起升机构的布置形式和驱动装置的形式之外，本章还计算了钢丝绳、滑轮、卷筒、电动机、减速器等的相关参数，并根据参数进行选型，最后根据起动时间、制动时间进行验算，确定以上部分的选型是否符合要求。

(3)利用Solidworks对起升机构进行三维建模，大致的步骤为；绘制出草图、转化为实体、对实体进行切除等操作得到零件、将零件装配成为一个整体。

(4)运用ADAMS对起升机构进行三维仿真，流程大概是：导入三维模型，添加特性，添加约束，添加动力，仿真模拟，速度图像分析。

本文的重点在于通过在起重机的设计过程中使用CAD/CAE技术，对于提高设计的效率，降低了设计周期有参考价值。

关键词：门座式起重机；起升机构；Solidworks；ADAMS

Abstract

At present, the development of Mechanical field is closely linked with the computer science and technology together.Computer technology,such as CAD / CAE ,has been developing in mechanical design industry,and become a major tool in mechanical product design process. This thesis will study the hoisting mechanis of MQ2533 portal crane by CAD/CAE, mainly including the following:

(1)The contents of the whole design are these things: the determination of the main technical parameters, the composition of the institutions and the layout of the form, the determination of metal structure, design and verification of horizontal displacement compensation for goods, the design and verification of the arm weight balance, the combination of load, calculation and checking of wheel pressure, checking the stability of the whole machine.

(2)Design of the lifting mechanism: In addition to the form of the lifting mechanism and the form of the drive device, this chapter also calculates the relevant parameters for wire ropes,pulleys, reels, motors, reducers, etc. , And select the form according to the parameters. Finally based on the start time, the brake time to check whether the above part of the selection meet the requirements.

(3)Solidworks is used to simulate the hoisting mechanism. The general steps are: drawing sketches, transforming them into entities, removing entities and removing parts, and assembling parts into a whole.

(4)The use of ADAMS on the lifting mechanism of three-dimensional simulation, the process is probably: import three-dimensional model, add features, add constraints, add power, simulation, speed image analysis.

The focus of this paper is the use of CAD / CAE technology in the design process of the crane, which has a reference value for improving the design efficiency and reducing the design cycle.

Key words: Gantry crane；Hoisting mechanism；Solidworks；ADAMS

目 录

第1章 绪论 1

1.1本课题研究的目的与意义 1

1.2国内外研究现状分析 2

1.3本文的主要内容 4

第2章 MQ2533门座式起重机整体设计 5

2.1主要技术参数 5

2.2主要工作机构和金属结构形式 8

2.2.1各机构组成及布置形式 8

2.2.2确定金属结构的形式 11

2.3确定臂架系统的主要尺寸 13

2.3.1 货物水平位移补偿设计 13

2.3.2臂架自重平衡 19

2.4 计算载荷和载荷组合 22

2.4.1 计算载荷 22

2.4.2载荷组合 25

2.5轮压计算 29

2.5.1 支承反力计算 29

2.5.3轮压校核 32

2.6整机稳定性计算 33

2.7本章小结 36

第3章 MQ2533门座起重机的起升机构设计 37

3.1 起升驱动装置的设计计算 37

3.1.1 钢丝绳的计算及选择 37

3.1.2 滑轮的计算及选择 38

3.1.3 卷筒尺寸的计算 38

3.1.4 电动机的计算及选择 39

3.1.5 减速器的计算与选择 41

3.1.6 制动器的计算与选择 42

3.1.7 联轴器的计算与选择 42

3.1.8 机构起动、制动时间校验 43

第4章 起升机构的三维建模 45

4.1 三维建模简介 45

4.2基于Solidworks的起升机构三维建模 46

4.2.1 起升机构各部分的三维建模 46

4.2.2 起升机构的装配 49

4.3 本章小结 50

第5章 起升机构ADMAS仿真 51

5.1 ADAMS软件简介 51

5.2 起升机构ADAMS建模 52

5.3 起升机构运动学仿真分析 54

5.4 本章小结 55

第6章 总结与展望 56

6.1 本文总结 56

6.2 环境影响和经济性分析 57

6.3 展望 57

参考文献 58

致 谢 60

第1章 绪论

1.1本课题研究的目的与意义