橋式起重機(jī)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)【橋式起重機(jī)小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)和起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)】

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關(guān)于裝載適應(yīng)性神經(jīng)模糊系統(tǒng)的有兩足行走的機(jī)器人的零刻點(diǎn)彈道造型 D. Kim, S.-J. Seo and G.-T. Park 摘要：對(duì)于制造機(jī)器人來說兩足動(dòng)物的體系結(jié)構(gòu)高度適用于它們工作在人的環(huán)境里，因?yàn)檫@樣將使機(jī)器人避免障礙變成一項(xiàng)相對(duì)的容易的任務(wù)。 然而，在走動(dòng)的機(jī)制中介入復(fù)雜動(dòng)力學(xué)，這使得制作這樣的機(jī)器人的控制系統(tǒng)變成了一項(xiàng)富有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。 機(jī)器人腳部的零刻點(diǎn)(ZMP)彈道是機(jī)器人行走時(shí)的穩(wěn)定性的重要保障。 如果ZMP可以在線測(cè)量那么就將使為機(jī)器人穩(wěn)定行走創(chuàng)造條件成為可能，而且通過運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)的ZMP還可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的穩(wěn)定控制。ZMP數(shù)據(jù)是通過兩足行走機(jī)器人實(shí)時(shí)測(cè)量出來的，在這之后在通過一套適應(yīng)性神經(jīng)模糊系統(tǒng)（ANFS）將其造型。測(cè)量了在水平基準(zhǔn)面的自然行走和在帶有10度傾斜面的上下行走。通過改變模糊系統(tǒng)的成員作用和結(jié)果輸出部分的規(guī)則，使得ANFS造型的表現(xiàn)最優(yōu)化。由ANFS展示的優(yōu)秀表現(xiàn)意味著它不僅可以運(yùn)用于模型機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，還可以運(yùn)用于控制真正的機(jī)器人。 1 介紹 兩足動(dòng)物結(jié)構(gòu)是對(duì)走動(dòng)的機(jī)器人的最多才多藝的設(shè)定之一。兩足動(dòng)物結(jié)構(gòu)，使機(jī)器人即使在有臺(tái)階或障礙等的環(huán)境里也具備和人幾乎同樣的可支配的機(jī)械裝置。然而，介入的動(dòng)力學(xué)是高度非線性，復(fù)雜和不穩(wěn)定的。因此，它是引入模仿人體行走的最大的困難。模仿人體行走是一個(gè)可觀的研究領(lǐng)域（1）。與產(chǎn)業(yè)機(jī)器人的操作器相比，一個(gè)走動(dòng)的機(jī)器人和地面之間的相互作用是復(fù)雜的。在這種相互作用的控制上零刻點(diǎn)(ZMP) [2]概念被證明是有用的。在ZMP的彈道的幫助下機(jī)器人的腳在步行期間的行動(dòng)是受其穩(wěn)定性信息的誘導(dǎo)的。使用ZMP我們可以整合兩足的機(jī)器人的走的模式并用實(shí)際機(jī)器人示范行走行為。 因此，ZMP標(biāo)準(zhǔn)決定了一個(gè)兩足的機(jī)器人的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。ZMP代表地面反作用力被采取發(fā)生的點(diǎn)。使用機(jī)器人的模型，ZMP的地點(diǎn)可以被計(jì)算。然而，ZMP價(jià)值指標(biāo)與計(jì)算值價(jià)值指標(biāo)之間有很大偏差也是有可能的，這是因?yàn)槲锢韰⒘康钠钤跀?shù)學(xué)模型和實(shí)際機(jī)器之間。 因此，實(shí)際ZMP是應(yīng)該測(cè)量的，尤其是在它作為穩(wěn)定行走的控制參數(shù)時(shí)。 在這項(xiàng)工作中，實(shí)際ZMP整周期走動(dòng)數(shù)據(jù)是通過一個(gè)實(shí)用兩足走動(dòng)機(jī)器人獲得的。機(jī)器人將在水平基準(zhǔn)面和10度傾斜面上被測(cè)試。一個(gè)適應(yīng)性神經(jīng)模糊系統(tǒng)(ANFS)將被用于控制一個(gè)復(fù)雜的真正的有兩足的走動(dòng)機(jī)器人，以便于ZMP的建模，使其能應(yīng)用與控制中。 2有兩足的走動(dòng)機(jī)器人 2.1有兩足的走動(dòng)機(jī)器人的設(shè)計(jì) 我們?cè)O(shè)計(jì)了并且制造了如圖1所示的有兩足的走動(dòng)機(jī)器人。 機(jī)器人有19聯(lián)接。 機(jī)器人的關(guān)鍵尺寸如圖1所示.高度308mm,總重量約為1700 g，包括個(gè)別電池。 通過使用鋁制結(jié)構(gòu)使機(jī)器人的重量減到了最小。每一個(gè)聯(lián)接都由一個(gè)遙控裝置控制，這個(gè)遙控裝置包括一個(gè)直流馬達(dá)、齒輪和一個(gè)簡(jiǎn)單的控制器。每一臺(tái)遙控裝置都安裝在聯(lián)接結(jié)構(gòu)上。 這個(gè)結(jié)構(gòu)保證機(jī)器人是穩(wěn)定的(即不會(huì)容易跌倒)并且給了機(jī)器人一個(gè)人類的外型。 我們的機(jī)器人系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。 機(jī)器人能在平面或小斜度面以1.4s一步，每步48mm的速度行走。機(jī)器人的配置如表一所示。 機(jī)器人的行走動(dòng)作如圖3–6所示。圖3、4分別為機(jī)器人在平面行走時(shí)正視圖和側(cè)視圖。圖5是機(jī)器人沿著傾斜面向下步行的快照，而圖6是機(jī)器人沿著傾斜面向上步行的快照。 行動(dòng)時(shí)聯(lián)接的位置如圖7.所示。 被測(cè)量的ZMP彈道是從這十個(gè)自由(DOF)（如圖7.所示）的數(shù)據(jù)得到的。 二個(gè)自由度被分配到臀部和腳腕，每個(gè)膝蓋分配一個(gè)自由度。 使用這些連接角，一個(gè)循環(huán)走的樣式就會(huì)體現(xiàn)出來。 我們的機(jī)器人能連續(xù)地走，無需跌倒。 在附錄里總結(jié)了我們的機(jī)器人的四步行動(dòng)的連接角。 2.2 ZMP測(cè)量系統(tǒng) 在一個(gè)機(jī)器人腳部的ZMP彈道是步行的穩(wěn)定的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。 在許多研究中， ZMP坐標(biāo)是通過使用機(jī)器人模型和連接處的編碼器傳出的信息用計(jì)算機(jī)計(jì)算出來的。然而，我們使用更直接的方法，使用了機(jī)器人腳部上的傳感器測(cè)量的數(shù)據(jù)。 在機(jī)器人腳部的作用之下地面的反作用力的分布是復(fù)雜的。 然而，如圖8.所示，在腳的腳底的任意點(diǎn)P點(diǎn)的反作用力都可以用力量N和M時(shí)刻之前在任意時(shí)候代的力表。 ZMP是在地面上的腳的壓力的中心，并且關(guān)于這點(diǎn)的地面運(yùn)用的片刻是零。 換句話說，在地面上的點(diǎn)P是慣性和重力在0刻沒有沿軸的組分，平行與地面的點(diǎn)[1， 7]。 圖9說明了使用的傳感器和他們的在機(jī)器人腳的腳底的安置情況。 用于我們的實(shí)驗(yàn)的力量傳感器的種類是Flexi Force A201傳感器[8]。 他們附在構(gòu)成腳的腳底板材的四個(gè)角落。 傳感器信號(hào)由一個(gè)ADC板數(shù)字化，與10ms的采樣時(shí)光。 測(cè)量在實(shí)時(shí)被執(zhí)行。 腳壓力通過求和力量信號(hào)得到。 使用傳感器數(shù)據(jù)計(jì)算實(shí)際ZMP價(jià)值是容易的。 使用(1)，計(jì)算位置腳坐標(biāo)框架的ZMP。 式中每fi在傳感器ri的力量是傳感媒介的傳感器位置。 這些是在圖10.的詳細(xì)說明。 在圖形中， ‘O’是位于低左手角落左腳坐標(biāo)框架的起源。 實(shí)驗(yàn)性結(jié)果如圖11–16所示。 圖11，13和15顯示的是走動(dòng)機(jī)器人在平面和10度傾斜面的四步走動(dòng)的x坐標(biāo)和y坐標(biāo)轉(zhuǎn)化的實(shí)際ZMP位置。圖12，14和16顯示了機(jī)器人運(yùn)用圖11，13和15 的準(zhǔn)確ZMP坐標(biāo)的單步行走情況。如彈道所顯示，ZMP存在于實(shí)線顯示的一個(gè)長(zhǎng)方形領(lǐng)域。因此，ZMP的位置是與機(jī)器人腳部相關(guān)的，因此機(jī)器人是穩(wěn)定的。 3 ZMP彈道建模 在許多科學(xué)問題中，通往他們答案的實(shí)質(zhì)性的一步就是在他們的實(shí)驗(yàn)下建立（數(shù)學(xué)）模型。 建模的重要性體現(xiàn)在是建立被觀察物和可變物之間的經(jīng)驗(yàn)性的關(guān)系。 機(jī)器人步行介入的復(fù)雜動(dòng)力學(xué)使做機(jī)器人控制系統(tǒng)變?yōu)橐豁?xiàng)富挑戰(zhàn)性的任務(wù)。 然而，如果高度非線性和復(fù)雜動(dòng)力學(xué)可以被嚴(yán)密地建模，之后他的模型可以用于機(jī)器人的控制。 另外，建模，甚至能用于機(jī)器智能控制與干擾、噪聲的最小化處理。 3.1 ANFS 模糊建模技術(shù)近些年已經(jīng)成為一項(xiàng)活躍的研究領(lǐng)域，因?yàn)樗趶?fù)雜的，不清楚的，不明確的系統(tǒng)中依然能有出色的表現(xiàn)，而這些時(shí)候常規(guī)的數(shù)學(xué)建模很難給出讓人滿意的答案[9]。就此而論我們打算使用此系統(tǒng)為ZMP彈道建模。 模糊推理系統(tǒng)是以模糊集合理論的概念、模糊的if-then 語句和模糊推理為基礎(chǔ)的一個(gè)普遍的計(jì)算的框架。 我們將使用Sugeno 模糊模型，因?yàn)樵谶@個(gè)系統(tǒng)中，每一個(gè)規(guī)則都有明顯的輸出，總體的輸出將通過加權(quán)平均值給出。這樣就避免了計(jì)算的費(fèi)時(shí)過程。當(dāng)我們考慮在模糊建模時(shí)的模糊規(guī)則時(shí)發(fā)現(xiàn)，結(jié)果部分可以由一個(gè)恒定或一個(gè)線性的多項(xiàng)式表達(dá)。 可以用于模糊系統(tǒng)的多項(xiàng)式的不同的形式如表2.所示。 建模的表現(xiàn)形式取決于用于建模的表示結(jié)果的多項(xiàng)式的種類。 而且，我們可以為模糊規(guī)則的前期部分的模糊嵌入拓展各種各樣單元作用(MFs)，例如三角和高斯。 這些是為算式貢獻(xiàn)可行方法另一個(gè)因素。 多項(xiàng)式的種類如下是 建模系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖17所示。 提出的方法首先用于建模，而后用于控制一個(gè)實(shí)際的兩足結(jié)構(gòu)行走機(jī)器人。為了得到模糊建模系統(tǒng)的模糊規(guī)則，我們必須記錄一個(gè)非線性系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)是通過兩足行走機(jī)器人的十個(gè)輸入變量產(chǎn)生的模糊坐標(biāo)建立的，每個(gè)輸入變量會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)模糊坐標(biāo)。 模糊建模的if-then法規(guī)如下： 在式中Ai，Bi，…J1，在規(guī)則的假設(shè)部分中起到語言上判斷的作用，分別結(jié)合輸入變量x1， x2， …， x10。 fj (x1、x2、…， x10); 是常數(shù),或者jth規(guī)則的已知結(jié)果多項(xiàng)式函數(shù)。 如圖18所示， 檢定了MFs的二種類型。 一個(gè)是三角式，另一個(gè)是高斯式。 圖19是適應(yīng)性神經(jīng)模糊系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，考慮到讓它等同于十輸入模糊模型。在這個(gè)系統(tǒng)中假設(shè)每個(gè)輸入有兩個(gè)模糊值與它對(duì)應(yīng)，如圖18所示。標(biāo)記P的值給出的是所有輸入信號(hào)的乘積，，而這些標(biāo)記的N的值計(jì)算的是某一確定的反作用力與總反作用力之和的比。關(guān)于如何使ANFIS參量變化，我們使用梯度下降算法或一種遞歸最小平方的估計(jì)算法重復(fù)調(diào)整前提和結(jié)果參量。 然而，我們不使用復(fù)雜雜種學(xué)習(xí)算法，反而使用一般最小平方的估計(jì)算法并且只確定結(jié)果多項(xiàng)式函數(shù)的趨勢(shì)。 3.2模仿結(jié)果 使用ANFS，模型大致建成了。 然后準(zhǔn)確性在中間領(lǐng)域誤差（MSE）中被量化了。ANFS系統(tǒng)被申請(qǐng)為兩足走動(dòng)機(jī)器人的ZMP彈道建模，通過運(yùn)用機(jī)器人測(cè)量傳出的數(shù)據(jù)。ANFS的表現(xiàn)取決于MF的機(jī)警性和模糊規(guī)則的結(jié)果輸出。從我們的機(jī)器人輸出的ZMP彈道數(shù)據(jù)（如附錄的圖32－41所示）將用于過程參量。 當(dāng)三角和高斯MFs用于前提部分或用于結(jié)果部分的不變參數(shù)，那么相應(yīng)的MSE值列在表3中。我們?cè)趫D20－25中繪出了我們的結(jié)果。由ANFS產(chǎn)生的ZMP彈道圖如圖20，22，24所示分別為水平基準(zhǔn)面的行走圖，10度傾斜面下行圖和10度傾斜面上行圖。在圖21，23，25，我們可以看見由ANFS產(chǎn)生的相應(yīng)的ZMP彈道。 簡(jiǎn)而言之，兩個(gè)膝蓋的過程參數(shù)可以被忽略。 作為結(jié)果，我們可以減少模糊規(guī)則的維度和從而降低計(jì)算負(fù)擔(dān)。 在這種情況下ANFS的仿真條件和它對(duì)應(yīng)的MSE（均方的誤差）價(jià)值在表4列出。 從給出的模仿結(jié)果的圖和表中，我們能看到從模糊系統(tǒng)得到的ZMP彈道非常類似于我們的行走機(jī)器人所測(cè)量出的實(shí)際ZMP彈道（如圖11－16所示）。ANFS被展示的高準(zhǔn)確性能力，意味著ANFS可以有效地被用于建模和控制一個(gè)實(shí)際的兩足結(jié)構(gòu)走動(dòng)機(jī)器人。 3.3比較 我們現(xiàn)在把ANFS的表現(xiàn)與三種統(tǒng)計(jì)回歸模型的數(shù)學(xué)模型相比較。對(duì)于每個(gè)統(tǒng)計(jì)回歸模型，四個(gè)不同案件類型被修建了。它們?cè)趦煞N輸入下的一般表達(dá)式如下： 這里ci是回歸常數(shù)。 對(duì)應(yīng)的MSE值在表5–7里被給出。它測(cè)量第二類型給x和Y坐標(biāo)的最佳的結(jié)果所有被考慮的走的條件的。產(chǎn)生的ZMP彈道和相應(yīng)的產(chǎn)生它們的第二類型回歸模型如圖26－31所示。我們可以認(rèn)為， ANFS比統(tǒng)計(jì)回歸模型展示了一條相當(dāng)?shù)馗玫腪MP彈道。 4個(gè)結(jié)論 一個(gè)實(shí)用的裝載模糊神經(jīng)系統(tǒng)的零彈道兩足結(jié)構(gòu)走動(dòng)機(jī)器人被展示出來。ZMP彈道是確保機(jī)器人行走穩(wěn)定性的重要保障。但是地面復(fù)雜的反作用力使控制變得困難。 我們?cè)噲D建立過程參數(shù)之間的經(jīng)驗(yàn)的關(guān)系，并且通過將其運(yùn)用于一個(gè)兩足結(jié)構(gòu)走動(dòng)機(jī)器人來解釋經(jīng)驗(yàn)規(guī)律。整個(gè)走動(dòng)過程的ZMP數(shù)據(jù)通過讓一個(gè)實(shí)際兩足結(jié)構(gòu)機(jī)器人在水平基準(zhǔn)面和斜面行走而獲得。ANFS的適用性取決于使用的MF和模糊的規(guī)則的結(jié)果部分。 使用ANFS產(chǎn)生的ZMP彈道嚴(yán)密地匹配于被測(cè)量的ZMP彈道。 然后模仿結(jié)果也表示，使用ANFS引起的ZMP可以改善兩足結(jié)構(gòu)走動(dòng)機(jī)器人的穩(wěn)定性并且ANFS不僅可以有效地用于建模，而且可以用于控制實(shí)際兩足結(jié)構(gòu)走動(dòng)機(jī)器人。如圖32－41所示。 5鳴謝 這項(xiàng)工作由韓國(guó)科學(xué)和工程學(xué)基金會(huì)的基礎(chǔ)性研究計(jì)劃的第R01-2005-000-11-44-0支持。 6參考文獻(xiàn) 1 Erbatur、F.、Okazaki、A.、Obiya、K.、Takahashi、T.和Kawamura， A. ：“一項(xiàng)關(guān)于兩足結(jié)構(gòu)走動(dòng)機(jī)器人的零刻點(diǎn)測(cè)量的研究”。 Proc.7th Int。 關(guān)于先進(jìn)的運(yùn)動(dòng)控制2002年，第 431–436頁。 2 Vukobratovic、M.、Brovac、B.、Surla、D.和Stokic， D. ： ‘運(yùn)動(dòng)機(jī)器人’ (Springer-Veriag1990) 3 Takanishi、A.、Ishida、M.、Yamazaki、Y.和Kato， I. ： “動(dòng)態(tài)走的機(jī)器人WL-10RD的認(rèn)識(shí)”。 Proc。 Int. Conf。 先進(jìn)機(jī)器人， 1985年， 第. 459–466頁。 4 Hirai、K.、Hirose、M.、Haikawa、Y.和Takenaka， T. ： “本田類人機(jī)器人的”。 Proc。國(guó)際電氣電子工程師協(xié)會(huì)。 Conf。 在機(jī)器人技術(shù)和自動(dòng)控制， 1998年，第 1321–1326頁。 5 Park,、J.H.和Rhee， Y.K. ： ‘減少兩足結(jié)構(gòu)走動(dòng)機(jī)器人的干線行動(dòng)的ZMP彈道世代。 Proc。國(guó)際電氣電子工程師協(xié)會(huì)。 Conf。 在智能機(jī)器人和系統(tǒng)， 1998年，第 90–95頁。 6Park、J.H.和Cho， H.C. ： “提高兩足結(jié)構(gòu)走動(dòng)機(jī)器人的基本聯(lián)接的在線ZMP彈道測(cè)量’。 Proc。國(guó)際電氣電子工程師協(xié)會(huì)。 Conf。 在機(jī)器人技術(shù)和自動(dòng)控制， 2000年， 第. 3353–3358頁。 7 Tak、S.、Song、O.和Ko， H.S. ： ‘行動(dòng)平衡過濾’。 Proc。 歐洲制圖，第19卷，第3日2000年。 8 FlexiForce A201傳感器模型， http://www.tekscan.com/ ?exiforce/?exiforce.html， (訪問2004 4月)。 9 Takagi、T.和Sugeno， M. ： ‘神經(jīng)模糊系統(tǒng)和它的建模和控制’， 國(guó)際電氣電子工程師協(xié)會(huì)，傳感器.， 1985年， S-15，第116–132頁。 10 Jang, J.S.: ‘適應(yīng)性網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)模糊系統(tǒng): Adaptive-Networks-Based Fuzzy Inference Sys- tem’, 國(guó)際電氣電子工程師協(xié)會(huì)，傳感器., 1993, 23, (3), 第 665–685頁。 7附錄 這個(gè)附錄總結(jié)了我們兩足結(jié)構(gòu)走動(dòng)機(jī)器人的四步行動(dòng)的連接角。 這些連接角如下。 圖1兩足結(jié)構(gòu)走動(dòng)的機(jī)器人(所有尺寸單位為毫米) 圖2機(jī)器人系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖 圖3機(jī)器人在水平基準(zhǔn)面行走的正視圖 圖4與圖3對(duì)應(yīng)的機(jī)器人的 圖5機(jī)器人沿帶有10度斜度 圖6機(jī)器人沿帶有10度斜 側(cè)視圖 的斜坡向下步行的快照 度的斜坡向上步行 圖7由連接角的表示法構(gòu)成的 圖8 ZMP的概念 圖9力量傳感器和他們的安置 十個(gè)自由程度 a力量傳感器 b安置在構(gòu)成機(jī)器人腳部板材下面的四個(gè)角落 圖10傳感器位置和左右腳的應(yīng)用力 圖11在機(jī)器人的四步行動(dòng)的實(shí)際ZMP位置在基準(zhǔn)水平面的 a x坐標(biāo)的by坐標(biāo) 圖12一步行動(dòng)的ZMP彈道與圖11相對(duì)應(yīng)圖14 一步行動(dòng)的ZMP彈道與圖13相對(duì)應(yīng) 圖13沿著一個(gè)10度傾斜的面向下步行的機(jī)器人的四步行動(dòng)的實(shí)際ZMP位置的 a x坐標(biāo) b y坐標(biāo) 圖15沿著一個(gè)10度傾斜的面向上步行的機(jī)器人的四步行動(dòng)的實(shí)際ZMP位置的 a x坐標(biāo)b y坐標(biāo) 圖16一步行動(dòng)的ZMP彈道與圖15相應(yīng) 圖17塑造方法的ANFS的結(jié)構(gòu)圖 圖18在與二個(gè)模糊的標(biāo)簽的模糊的模型的三角和高斯MFs用于輸入變數(shù) a三角MF b高斯MF 圖19與ANFIS是等效的能適應(yīng)的神經(jīng)模糊的結(jié)構(gòu) 圖20引起了使用ANFS的四步行動(dòng)的ZMP位置與被測(cè)量的數(shù)據(jù)（機(jī)器人在水平基準(zhǔn)面行走）的比較a x坐標(biāo) b y坐標(biāo) 圖21一步行動(dòng)的引起的ZMP彈道與圖20相對(duì)應(yīng) 圖23一步行動(dòng)的引起的ZMP彈道與圖 22對(duì)應(yīng) 圖22引起了使用ANFS的四步行動(dòng)的ZMP位置與被測(cè)量的數(shù)據(jù)（機(jī)器人在一個(gè)10度斜面向下行走）的比較a x坐標(biāo) b y坐標(biāo) 24引起了使用ANFS的四步行動(dòng)的ZMP位置與被測(cè)量的數(shù)據(jù)（機(jī)器人在一個(gè)10度斜面向上行走）的比較a x坐標(biāo)b y坐標(biāo) 圖25一步行動(dòng)的引起的ZMP彈道與圖24相應(yīng) 圖27一步行動(dòng)的引起的ZMP彈道與圖26相對(duì)應(yīng) 圖26引起了四步行動(dòng)的ZMP位置使用一個(gè)統(tǒng)計(jì)回歸模型與被測(cè)量的數(shù)據(jù)比較為案件 機(jī)器人在水平基準(zhǔn)面上走的a x坐標(biāo) b y坐標(biāo) 圖28引起了四步行動(dòng)的ZMP位置使用統(tǒng)計(jì)回歸模型與被測(cè)量的數(shù)據(jù)比較為案件 機(jī)器人步行沿著向下10傾斜的a x坐標(biāo) b y坐標(biāo) 圖29一步行動(dòng)的引起的ZMP彈道與圖28相應(yīng) 圖31一步行動(dòng)的引起的ZMP彈道與圖30相對(duì)應(yīng) 圖30引起了四步行動(dòng)的ZMP位置使用統(tǒng)計(jì)回歸模型與被測(cè)量的數(shù)據(jù)比較為案件 機(jī)器人向上走10傾斜的面a x坐標(biāo) b y坐標(biāo) 圖32我們的機(jī)器人的四步行動(dòng)的連接角1 圖33在我們的機(jī)器人的四步行動(dòng)的連接角2 圖34在我們的機(jī)器人的四步行動(dòng)的連接角3 圖35在我們的機(jī)器人的四步行動(dòng)的連接角4 圖36在我們的機(jī)器人的四步行動(dòng)的連接角5 圖37在我們的機(jī)器人的四步行動(dòng)的連接角6 圖38在我們的機(jī)器人的四步行動(dòng)的連接角7 圖39在我們的機(jī)器人的四步行動(dòng)的連接角8 圖40在我們的機(jī)器人的四步行動(dòng)的連接角9圖41在我們的機(jī)器人的四步行動(dòng)的連接角10 表1機(jī)器人規(guī)格 尺寸 高：300mm, 寬；225mm 重 1.7kg CPU S3C3410X 驅(qū)動(dòng) RC電機(jī)（11kg,4.8V） 自由度 19 動(dòng)力源 AA號(hào)鎳鎘電池（2100MA） 行走速度 48mm/1.4s 表2神經(jīng)模糊系統(tǒng)運(yùn)用的不同形式的多項(xiàng)式 輸入 多項(xiàng)式 1 2 3 0－命令 不變 不變 不變 1－命令 直線的 雙線性的 三線性的 表3我們兩足結(jié)構(gòu)走動(dòng)機(jī)器人在仿真條件的下和相應(yīng)的實(shí)際的四部走動(dòng)的ZMP值 行走條件 度 樂觀因素 前提的MF 結(jié)果類型 MSE mm X 坐標(biāo) Y 坐標(biāo) 0 三角 常量 4.325 4.615 －10 3.571 7.008 ＋10 8.125 5.579 0 高斯 常量 4.249 4.59 －10 3.567 7.225 ＋10 7.943 5.797 表4我們兩足結(jié)構(gòu)走動(dòng)機(jī)器人在仿真條件的下和相應(yīng)的實(shí)際的四部走動(dòng)的ZMP值 行走條件 度 樂觀因素 前提的MF 結(jié)果類型 MSE mm X 坐標(biāo) Y 坐標(biāo) 0 三角 常量 6.716 10.928 －10 6.092 13.446 ＋10 11.031 12.252 0 1－命令 4.539 6.985 －10 4.114 7.648 ＋10 8.862 6.443 0 高斯 常量 6.404 10.823 －10 5.670 12.207 ＋10 10.966 11.179 0 1－命令 4.164 4.763 －10 3.879 9.928 ＋10 8.552 5.011 表5我們兩足結(jié)構(gòu)走動(dòng)機(jī)器人在仿真條件的下和相應(yīng)的實(shí)際的四部走動(dòng)的ZMP值 行走條件 度 統(tǒng)計(jì)的 回歸模型 MSE mm X 坐標(biāo) Y 坐標(biāo) 0 一型 32.175 48.793 二型 7.780 13.558 三型 8.126 15.353 四型 13.018 21.420 表6我們兩足結(jié)構(gòu)走動(dòng)機(jī)器人在仿真條件的下和相應(yīng)的實(shí)際的四部走動(dòng)的ZMP值 行走條件 度 統(tǒng)計(jì)的 回歸模型 MSE mm X 坐標(biāo) Y 坐標(biāo) －10 一型 34.564 46.773 二型 7.734 16.743 三型 8.193 19.377 四型 11.606 25.290 表7我們兩足結(jié)構(gòu)走動(dòng)機(jī)器人在仿真條件的下和相應(yīng)的實(shí)際的四部走動(dòng)的ZMP值 行走條件 度 統(tǒng)計(jì)的 回歸模型 MSE mm X 坐標(biāo) Y 坐標(biāo) ＋10 一型 34.421 50.216 二型 13.661 15.560 三型 14.409 17.436 四型 17.543 24.889 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 信息與機(jī)電工程系 填寫時(shí)間：2014年11月18日 課題名稱 橋式起重機(jī)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 專業(yè)、學(xué)號(hào) 116712154 畢業(yè)設(shè)計(jì) 基本要求、重點(diǎn)需要 研究的問題 1、畢業(yè)設(shè)計(jì)基本要求：完成橋式起重機(jī)主要機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算，繪制零件圖和裝配圖。 2、重點(diǎn)需要研究的問題：起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算。 計(jì)劃 進(jìn)度 安排 1-2周 收集相關(guān)資料，撰寫開題報(bào)告，完成開題； 3-5周 確定總體方案，學(xué)習(xí)建模軟件； 6-8周 理論計(jì)算，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，零件圖和裝配圖； 9-10周 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)行強(qiáng)度分析，完善設(shè)計(jì)； 11-12周 撰寫論文 修改圖紙，制作PPT。 應(yīng)收集 的資料 及主要 參考文獻(xiàn) [1]?王若梅,方中,伊位忠. 《實(shí)用起重手冊(cè)》. 北京：水利電力出版社, 1989. [2]駱?biāo)鼐?，朱詩?《機(jī)械課程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》.第二版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011. [3]?濮良貴,陳國(guó)定. 《機(jī)械設(shè)計(jì)》. 北京：高等教育出版社, 2013.5 [4]成大先．《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》．第四版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001． [5]?洪家娣,李明,黃興元. 《機(jī)械設(shè)計(jì)指導(dǎo)》. 南昌：江西高校出版社, 2006. [6]吳宗澤.《機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》.第三版.北京： 化學(xué)工業(yè)出版社，2010. [7]孫桓，陳作模．《機(jī)械原理》．第七版．北京：高等教育出版社，2006． 指導(dǎo)教師（簽名）： 職稱： 系（教研室）主任（簽名）： 分管院長(zhǎng)（簽章）： 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告 設(shè)計(jì)題目： 橋式起重機(jī)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 專業(yè)年級(jí)： 11級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 號(hào)： 116712154 姓　 名： 指導(dǎo)教師、職稱： ） 2015年 1 月 10 日 一、本設(shè)計(jì)課題的目的意義，主要及擬解決的關(guān)鍵性問題（附參考文獻(xiàn)） 起重機(jī)械是用來對(duì)物料進(jìn)行起重、運(yùn)輸、裝卸或安裝等作業(yè)的機(jī)械設(shè)備。它在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門都有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用，在現(xiàn)代化生產(chǎn)中占有重要地位。起重運(yùn)輸機(jī)械對(duì)于提高生產(chǎn)能力、保證產(chǎn)品質(zhì)量、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、降低生產(chǎn)成本、提高運(yùn)輸效率、加快物資周轉(zhuǎn)、流通等方面均有著重要的影響。起重機(jī)械是現(xiàn)代化生產(chǎn)過程中必不可少的輔助工具，也是合理組織生產(chǎn)不可缺少的生產(chǎn)設(shè)備。對(duì)安全生產(chǎn)、減少事故更有顯著作用。其中用于生產(chǎn)車間的橋式起重機(jī)，是起重機(jī)的一個(gè)主要類型。它是在固定的車間內(nèi)裝卸和搬運(yùn)物料的，它的起重范圍可以從幾噸到幾百噸。橋式起重機(jī)主要應(yīng)用于大型加工企業(yè)，如鋼鐵、冶金和建材等行業(yè)，完成生產(chǎn)過程中的起重和吊裝等工作。由于橋式起重機(jī)行駛在高空，作業(yè)范圍能掃過整個(gè)廠房的建筑面積，具有非常重要的和不可替代的作用，因而深受用戶歡迎，得到了很大發(fā)展。因此橋式起重機(jī)成為起重機(jī)械中生產(chǎn)批量最大、材料消耗最多的一種產(chǎn)品。 關(guān)鍵性問題:起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算。 參考文獻(xiàn) [1]?王若梅,方中,伊位忠. 《實(shí)用起重手冊(cè)》. 北京：水利電力出版社, 1989. [2]駱?biāo)鼐?，朱詩?《機(jī)械課程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》.第二版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011. [3]?濮良貴,陳國(guó)定. 《機(jī)械設(shè)計(jì)》. 北京：高等教育出版社, 2013.5 [4]成大先．《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》．第四版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001． [5]?洪家娣,李明,黃興元. 《機(jī)械設(shè)計(jì)指導(dǎo)》. 南昌：江西高校出版社, 2006. [6]吳宗澤.《機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》.第三版.北京： 化學(xué)工業(yè)出版社，2010. [7]孫桓，陳作模．《機(jī)械原理》．第七版．北京：高等教育出版社，2006． 二、本設(shè)計(jì)課題的主要設(shè)計(jì)、預(yù)期設(shè)計(jì)結(jié)果 1.起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì); 2.運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 預(yù)期設(shè)計(jì)結(jié)果：起升機(jī)構(gòu)與運(yùn)行機(jī)構(gòu)各個(gè)方面的性能都能夠趨于最優(yōu)化設(shè)計(jì)。 三、設(shè)計(jì)方法和步驟 （1）研究相關(guān)資料，充分的了解橋式起重機(jī)主起升機(jī)構(gòu)的組成，熟悉橋式起重機(jī)的工作原理及其應(yīng)用，明確橋式起重機(jī)的設(shè)計(jì)主參數(shù)及其設(shè)計(jì)工作重點(diǎn)； （2）查閱相關(guān)文獻(xiàn)熟悉起重機(jī)械設(shè)計(jì)規(guī)范，能夠根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)和相關(guān)規(guī)范綜合分析，正確計(jì)算、合理選用所需的通用零部件； （3）查閱有關(guān)的書籍掌握橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)過程及其設(shè)計(jì)計(jì)算方法。將這些方法運(yùn)用到設(shè)計(jì)的過程中。 最后按以下步驟完成設(shè)計(jì)： 1.首先選擇橋式起重機(jī)主起升機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方案，作零部件，機(jī)構(gòu)的受力計(jì)算，強(qiáng)度校核，同時(shí)繪制空間布置圖。在計(jì)算與制圖過程中，做到邊算、邊畫和邊修改； 2.繪制結(jié)構(gòu)見圖和部件計(jì)劃圖； 3.參考現(xiàn)有資料，運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)理論知識(shí)完成起升機(jī)構(gòu)裝配圖； 4.繪制運(yùn)行機(jī)構(gòu)的裝配圖； 5.繪制軸和各齒輪的零件圖； 6.編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書； 四、設(shè)計(jì)工作的總體安排及進(jìn)度 （1）開題報(bào)告——第1-2周； （2）總體方案選擇、通用零部件選型及相應(yīng)計(jì)算——第5-7周； （3）總裝配圖——第8-10周； （4）部件裝配圖——第11-13周； （5）零件工作圖——第14周； （6）編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書——第15周； （7）準(zhǔn)備答辯及答辯——第16周 五、指導(dǎo)教師審查意見： 簽字：　　　　　　 年　月　日 六、系(教研室)審查意見： 簽字：　　 年　月　日 七、學(xué)院審查意見： 分管院長(zhǎng)簽章： 年　月　日 橋式起重機(jī)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),福建農(nóng)林大學(xué)金山學(xué)院2011級(jí)本科生畢業(yè)論文答辯,答辯人：朱濤君專業(yè)：2011級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化（4）班學(xué)號(hào)：116712154指導(dǎo)老師：陳金蘭講師,簡(jiǎn)介,本論文通過對(duì)橋式起重機(jī)中小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)部分和起升機(jī)構(gòu)部分的總體設(shè)計(jì)計(jì)算，以及電動(dòng)機(jī)、減速器、卷筒、鋼絲繩、吊鉤的計(jì)算選用；運(yùn)行機(jī)構(gòu)和起升機(jī)構(gòu)的減速器的設(shè)計(jì)以及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，完成了橋式起重機(jī)的小車兩重要機(jī)構(gòu)機(jī)械部分的設(shè)計(jì)。通過這一系列的設(shè)計(jì)，使起重量達(dá)到50-10T的要求，而且小車運(yùn)行和起升機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆裝方便，維修容易。,結(jié)束語,引言,橋式起重機(jī)的整體設(shè)計(jì)方案,運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì),起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì),框架,起重機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖,機(jī)構(gòu)形式,驅(qū)動(dòng)裝置,制動(dòng)器選擇,1,2,5,運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì),機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),電動(dòng)機(jī)選擇,3,減速器設(shè)計(jì),4,驅(qū)動(dòng)形式,機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算,卷筒的設(shè)計(jì),1,2,5,起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì),機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),電動(dòng)機(jī)選擇,3,減速器設(shè)計(jì),4,吊鉤的選用,6,使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，這樣可以使整個(gè)機(jī)械的技術(shù)性能提高和減輕自重。,遙控系統(tǒng)用于橋式起重機(jī)及其它移動(dòng)式起重運(yùn)輸機(jī)械,企業(yè)之間密切聯(lián)系和協(xié)調(diào)，企業(yè)走向?qū)I(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化和系列化,發(fā)展趨勢(shì),THANKS,,謝謝聆聽, 說明書 設(shè)計(jì)題目： 橋式起重機(jī)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 專業(yè)年級(jí)： 2011級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 號(hào)： 116712154 姓　　名： 指導(dǎo)教師、職稱： 2015 年 5 月 16 日 目錄 摘要 I ABSTRACT II 1引言 - 1 - 1.1起重機(jī)概述 - 1 - 1.2起重機(jī)的分類 - 1 - 1.3我國(guó)起重機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r - 1 - 2橋式起重機(jī)整體設(shè)計(jì)方案 - 2 - 2.1小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) - 2 - 2.2起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) - 2 - 2.3安全裝置 - 2 - 2.3.1欄桿和排障板 - 2 - 2.3.2限位開關(guān) - 2 - 2.3.3擋鐵和緩沖器 - 2 - 3運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) - 4 - 3.1確定小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)形式 - 4 - 3.2確定小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)裝置 - 4 - 3.3電動(dòng)機(jī)選擇 - 5 - 3.3.1電動(dòng)機(jī)的靜功率 - 5 - 3.3.2電動(dòng)機(jī)初選 - 5 - 3.3.3電動(dòng)機(jī)過載校驗(yàn) - 5 - 3.3.4選擇合適的電動(dòng)機(jī)型號(hào) - 6 - 3.4減速器的設(shè)計(jì) - 6 - 3.4.1計(jì)算傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)參數(shù) - 6 - 3.4.2 齒輪的設(shè)計(jì) - 7 - 3.4.3幾何尺寸計(jì)算和齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) - 11 - 3.4.4低速軸設(shè)計(jì) - 12 - 3.5制動(dòng)器選擇 - 15 - 4起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) - 17 - 4.1 起升機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)形式 - 17 - 4.2 起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 - 17 - 4.2.1鋼絲繩的選擇 - 17 - 4.2.2 滑輪及滑輪組的選擇 - 18 - 4.3電動(dòng)機(jī)的選擇 - 19 - 4.4減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算 - 19 - 4.4.1 減速器傳動(dòng)比的計(jì)算 - 19 - 4.4.2 計(jì)算傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)參數(shù) - 20 - 4.4.3齒輪設(shè)計(jì) - 21 - 4.4.4幾何尺寸計(jì)算和齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) - 25 - 4.4.5軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) - 26 - 4.4.6軸的強(qiáng)度校核 - 27 - 4.5卷筒的設(shè)計(jì) - 29 - 4.5.1概述 - 29 - 4.5.2卷筒的設(shè)計(jì)計(jì)算 - 29 - 4.6吊鉤的選用 - 30 - 5結(jié)束語 - 31 - 參考文獻(xiàn) - 32 - 致謝 - 33 - 摘要 隨著社會(huì)的發(fā)展和時(shí)代的不斷進(jìn)步，每個(gè)行業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)越加強(qiáng)烈，所以生產(chǎn)企業(yè)都需要不斷的改進(jìn)設(shè)備和更新生產(chǎn)技術(shù)來提高自己的生產(chǎn)力。起重機(jī)在生產(chǎn)中的作用體現(xiàn)的越來越重要，同時(shí)生產(chǎn)要求對(duì)起重機(jī)的要求也越來越高，起重機(jī)的性能也更加全面。如今自動(dòng)化的生產(chǎn)已經(jīng)離不開起重機(jī)械。 本設(shè)計(jì)主要是對(duì)橋式起重機(jī)中的小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)和起升機(jī)構(gòu)進(jìn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，同時(shí)也進(jìn)行了電動(dòng)機(jī)、減速器、卷筒、鋼絲繩、吊鉤的計(jì)算選用；經(jīng)過這一系列的計(jì)算設(shè)計(jì)，起重機(jī)的起重量可以達(dá)到50-10T，且小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)和起升機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆裝方便，維修容易。 關(guān)鍵詞： 橋式起重機(jī)； 運(yùn)行機(jī)構(gòu)； 起升機(jī)構(gòu)； 設(shè)計(jì) ABSTRACT With the progress of the development of society and the times, competition between each industry more strongly, so manufacturers are continually improving and updating production techniques to improve the productivity of equipment. Cranes in the increasingly important role in the production, and production requirements are increasingly high requirements for crane, crane's performance is also more comprehensive. Today's automated production is inseparable from the crane. The design is mainly for bridge crane cart mechanism and institutional design of hoisting mechanism, but also motor, reducer, drum, calculated selection of wire rope, hook and after a series of calculations, crane load capacity can be achieved 50-10T And car running gear and hoisting mechanism is simple in structure, easy, easy maintenance. Keywords: Bridge cranes; running institutions; lifting mechanisms design I 1引言 1.1起重機(jī)概述 在19世紀(jì)前期，開始有了橋式起重機(jī)。起重機(jī)機(jī)構(gòu)當(dāng)中一些容易磨損的部件如軸、齒輪開始逐漸用金屬材料制造。隨著電氣工業(yè)和內(nèi)燃機(jī)工業(yè)的迅速發(fā)展，20世紀(jì)初期以電動(dòng)機(jī)或內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力裝置的起重機(jī)開始出現(xiàn)。 起重機(jī)械主要是對(duì)重物的起重、裝卸、安裝和運(yùn)輸?shù)淖鳂I(yè)機(jī)械。隨著社會(huì)企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模的逐步擴(kuò)大，生產(chǎn)的特殊要求也越來越多，特殊用途的起重機(jī)陸續(xù)誕生。如今，起重機(jī)已成為生產(chǎn)線上不可或缺的重要機(jī)械設(shè)備，起重機(jī)對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)起著不可估量的促進(jìn)作用。 1.2起重機(jī)的分類 橋式起重機(jī)一般可以分為通用橋式起重機(jī)和冶金橋式起重機(jī)。通用橋式起重機(jī)主要是用來裝卸和調(diào)運(yùn)物件；冶金橋式起重機(jī)主要是用在冶金生產(chǎn)中。 1.3我國(guó)起重機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r ①改進(jìn)機(jī)械結(jié)構(gòu)，減輕自重 國(guó)內(nèi)的橋式起重機(jī)已經(jīng)開始使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，這樣可以使整個(gè)機(jī)械的技術(shù)性能和減輕自重。 ②吸收利用國(guó)外先進(jìn)技術(shù) 許多國(guó)產(chǎn)起重機(jī)的大小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)不斷吸取國(guó)外起重機(jī)的先進(jìn)技術(shù)，不斷改進(jìn)設(shè)備，使結(jié)構(gòu)緊湊，提高運(yùn)行機(jī)構(gòu)的性能和壽命，外觀美觀，維修安裝方便。 ③向大型化發(fā)展 隨著近年來國(guó)家對(duì)能源工業(yè)的重視和投資不斷增大，建造了很多大中型水電站，發(fā)電機(jī)組越來越大，這樣對(duì)大型的起重機(jī)的需求也開始增加。尤其是長(zhǎng)江三峽的建設(shè)對(duì)大型起重機(jī)的需求量立馬提升。 2橋式起重機(jī)整體設(shè)計(jì)方案 2.1小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 橋式起重機(jī)小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)主要由減速器、電動(dòng)機(jī)、車輪、聯(lián)軸器、傳動(dòng)軸以及一些附件所組成。在設(shè)計(jì)零部件位置時(shí)，要盡量使機(jī)構(gòu)總重心趨近于小車架的縱向中心線，以保證小車輪壓較均勻。 2.2起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 橋式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)由電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置、卷筒、制動(dòng)器、滑輪組及吊鉤裝置等組成。這些零部件在組成時(shí)，要考慮到改善零部件受力的情況，保證外形尺寸和自重最小，保障安全性能使其工作平穩(wěn)，還要考慮裝配維修方便等因素。 2.3安全裝置 起重機(jī)中的安全裝置包括欄桿、排障板、限位開關(guān)、擋鐵和緩沖器等。 2.3.1欄桿和排障板 欄桿保護(hù)維修人員在工作時(shí)操作安全。它設(shè)置在小車臺(tái)面邊緣上。為了方便小車維修人員上下，在小車的另外兩邊沒有設(shè)置欄桿。 排障板裝在小車架端梁的車輪外邊，主要是用來推開小車軌道上可能出現(xiàn)的障礙物，保證小車的正常通行。 2.3.2限位開關(guān) 限位開關(guān)的作用的限制吊鉤、小車和大車的極限位置。當(dāng)這些機(jī)構(gòu)運(yùn)行到極限位置的時(shí)候，限位開關(guān)自動(dòng)切斷電源，以防止操作失誤造成的事故。 2.3.3擋鐵和緩沖器 緩沖器和擋鐵是為了預(yù)防限位開關(guān)失靈，用次來阻止小車前進(jìn)和吸收撞擊時(shí)小車的功能。 綜上所述，起重小車總體方案如圖2-1所示。 圖2-1 橋式起重機(jī)小車示意圖 3運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1確定小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)形式 起重小車的運(yùn)行機(jī)構(gòu)是用來承擔(dān)著重物的橫向運(yùn)動(dòng)。主要運(yùn)行機(jī)構(gòu)形式有三種。如圖3-1所示。 1-傳動(dòng)軸 2-大齒輪 3-小車輪 4-減速器 5-制動(dòng)器 6-電動(dòng)機(jī)7-軸承 8-主動(dòng)車輪 9-軌道 10-聯(lián)軸器 11-半齒聯(lián)軸器 12-補(bǔ)償軸 圖3-1 運(yùn)行機(jī)構(gòu)的三種類型 本設(shè)計(jì)中采用a圖的運(yùn)行機(jī)構(gòu)類型。 在a圖中，小車的主動(dòng)車輪裝在傳動(dòng)軸上。傳動(dòng)軸上設(shè)有大齒輪，由減速器低速軸伸出的小車輪帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，齒輪沿軌道運(yùn)行。電動(dòng)機(jī)與小齒輪之間，用減速器或?yàn)橐患?jí)開式齒輪相聯(lián)接。這種結(jié)構(gòu)類型的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是車輪部位維修不方便。 3.2確定小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)裝置 小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)裝置的組成一般包括電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、傳動(dòng)裝置和車輪等結(jié)構(gòu)部件。驅(qū)動(dòng)方式可以分為自行式和牽引式兩種。本設(shè)計(jì)運(yùn)行機(jī)構(gòu)應(yīng)采用自行式運(yùn)行機(jī)構(gòu)。 自行式運(yùn)行機(jī)構(gòu)又分為集中驅(qū)動(dòng)和分別驅(qū)動(dòng)兩種形式。 集中驅(qū)動(dòng)兩邊的主動(dòng)輪是用同一臺(tái)電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)。這種機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是減少了電動(dòng)機(jī)與減速器的臺(tái)數(shù)。缺點(diǎn)是需要傳動(dòng)系統(tǒng)比較復(fù)雜，而且起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的變形，對(duì)傳動(dòng)零件的強(qiáng)度及壽命影響較大，而且成本高，維修不便。 根據(jù)本設(shè)計(jì)的需求，選擇集中驅(qū)動(dòng)的低速集中驅(qū)動(dòng)運(yùn)行機(jī)構(gòu)。 3.3電動(dòng)機(jī)選擇 3.3.1電動(dòng)機(jī)的靜功率 電動(dòng)機(jī)的靜功率公式： 式中： —靜阻力；—初選速度（m/s）； —電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)效率；可取=0.85~0.95 —幾個(gè)電動(dòng)機(jī)； 3.3.2電動(dòng)機(jī)初選 根據(jù)參考文獻(xiàn)，選擇電動(dòng)機(jī)可以按下式進(jìn)行初選： 式中：—功率增大系數(shù)。室外工作的起重機(jī)，常取=；室內(nèi)工作的起重機(jī)，可取=。結(jié)合本設(shè)計(jì)內(nèi)容取速度V=38.2m/min。 通過以上公式，帶入本設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù) 3.3.3電動(dòng)機(jī)過載校驗(yàn) ①電動(dòng)機(jī)的過載校驗(yàn) 式中：—電動(dòng)機(jī)額定功率（kM） —轉(zhuǎn)距標(biāo)準(zhǔn)值；繞線型異步電動(dòng)機(jī)可取1.7， —運(yùn)行靜阻力（N）， ②運(yùn)動(dòng)質(zhì)量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量之和（） 經(jīng)過計(jì)算過載校驗(yàn)合格。 3.3.4選擇合適的電動(dòng)機(jī)型號(hào) 通過上面決定運(yùn)行機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)選為：YZR160L-8 3.4減速器的設(shè)計(jì) 需要設(shè)計(jì)的減速器的傳動(dòng)比不大（經(jīng)試算大約為3.2）而且齒輪是主要受徑向力的作用，因此采用直齒圓柱齒輪減速器。 根據(jù)設(shè)計(jì)選出來的電動(dòng)機(jī)，確定電動(dòng)機(jī)的功率為11KW，所選擇的型號(hào)為。 3.4.1計(jì)算傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)參數(shù) O軸：O軸即電動(dòng)機(jī)軸 ） Ⅰ軸：Ⅰ軸即減速器高速軸 Ⅱ軸：Ⅱ軸即減速器中速軸 Ⅲ軸：Ⅲ軸即減速器中速軸 Ⅳ軸：Ⅳ軸即減速器中速軸 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果得表3-1所示： 表3-1運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 軸號(hào) 功率/KW 轉(zhuǎn)速/（r/min） 轉(zhuǎn)矩/N·m 0 11 1000 105.05 1 10.78 1000 102.95 2 10.67 500 203.8 3 10.35 166.66 593.08 4 10.04 50.81 1887.07 3.4.2 齒輪的設(shè)計(jì) ①選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 根據(jù)傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]，決定選用7級(jí)精度（GB10095-88）。小齒輪材料選用45Cr，硬度為280HBS，大齒輪的材料選用45鋼，硬度為240HBS，其材料硬度相差40HBS。取小齒輪齒數(shù) =16，大齒輪齒數(shù) ，取=51。 ②按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 1）查參考文獻(xiàn)[3]試算小齒輪分度圓直徑 試選用載荷系數(shù)=1.5 2）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]取齒寬系數(shù)=1。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]材料的彈性系數(shù)取。 3）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 查參考文獻(xiàn)，可取安全系數(shù)S=1，失效概率1％，得 4）試計(jì)算小齒輪的分度圓，代入[]中較小的值 5）圓周速度v的計(jì)算 6）計(jì)算齒寬 由參考文獻(xiàn)[3]取=1 7）計(jì)算齒寬和齒高之比b/h 模數(shù)： 齒高： 8）齒輪載荷系數(shù)的計(jì)算 由v=2.15m/s，7級(jí)精度，根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]取動(dòng)載系數(shù)Kv=1.10；直齒輪，假設(shè)。由參考文獻(xiàn)[3] 將數(shù)據(jù)代入后得 由b/h=7.11,=1.391，由參考文獻(xiàn)[3]得=1.35，則故載荷系數(shù) 由實(shí)際載荷系數(shù)校正所計(jì)算得到的齒輪分度圓直徑，可得 相應(yīng)的齒輪模數(shù)為 ③按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由參考文獻(xiàn)[3]得計(jì)算公式 根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]，試選；齒形系數(shù)可以取彎曲疲勞強(qiáng)度極限分別為：、；彎曲疲勞壽命系數(shù)分別為，； 1）齒輪彎曲疲勞許用應(yīng)力的計(jì)算 由參考文獻(xiàn)[3]得，安全系數(shù)S=1.4， 2）齒輪載荷系數(shù)K的計(jì)算 3）查取齒形系數(shù) 由參考文獻(xiàn)[3]查得 ，； 4）校正系數(shù)的查取 由參考文獻(xiàn)查[3]得 ， 計(jì)算大、小齒輪的，然后進(jìn)行比較 由上式可得大齒輪的數(shù)值較大。 設(shè)計(jì)計(jì)算 根據(jù)這個(gè)計(jì)算結(jié)果，按第一種方法計(jì)算的模數(shù)m大于第二種方法計(jì)算出來的模數(shù)，彎曲強(qiáng)度決定了齒輪的模數(shù)m?？扇∮升X根疲勞強(qiáng)度計(jì)算出來的模數(shù)2.85近似取整為標(biāo)準(zhǔn)值m=3,按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算出來的分度圓直徑,算出小齒輪齒數(shù)： 取 大齒輪齒數(shù)：取 3.4.3幾何尺寸計(jì)算和齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ①齒輪分度圓直徑的計(jì)算 ； ②齒輪中心距的計(jì)算 ③齒輪寬度的計(jì)算 取。 ④驗(yàn)算 滿足設(shè)計(jì)條件。 由于齒頂圓直徑，因此做成腹板式結(jié)構(gòu)實(shí)際傳動(dòng)比；所以實(shí)際轉(zhuǎn)速 。 轉(zhuǎn)速誤差 因?yàn)檗D(zhuǎn)速誤小于要求的，因此符合要求。 3.4.4低速軸設(shè)計(jì) 已經(jīng)求得 大齒輪分度圓直徑；所以大齒輪所受的徑向力。 ①確定軸各段的直徑和長(zhǎng)度 先根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]，取，于是得 圖3-2軸的結(jié)構(gòu)示意圖 ②軸上零件的周向定位 齒輪、鏈輪與軸的周向定位均采用鍵聯(lián)接。 用A型平鍵，由手冊(cè)查得A型平鍵截面（GB1096—79），鍵長(zhǎng)為52mm，選取齒輪輪轂與軸的配合為；同樣，鏈輪與軸的聯(lián)接，選用C型平鍵為 （GB1096—79），鏈鏈輪與軸的配合為。 ③確定軸上圓角和倒角尺寸 根據(jù)參考文獻(xiàn)[4]取軸端倒角為，各軸肩處的圓角半徑均為1mm。 ④校核鍵的強(qiáng)度 據(jù)參考文獻(xiàn)[3]得： 聯(lián)接齒輪鍵的強(qiáng)度校核 聯(lián)接鏈輪鍵的強(qiáng)度校核 經(jīng)計(jì)算符合要求 由參考文獻(xiàn)中查得 。所以作簡(jiǎn)支梁的軸的支承跨距。將計(jì)算出軸的受力情況列于表3-2所示，彎扭矩情況如圖3-3所示。 表3-2 軸的受力情況 載荷 水平面 垂直面 支反力 彎矩M 總彎矩 扭矩 圖3-3軸彎扭校核圖 由參考文獻(xiàn)[3] 及上表中的數(shù)值，取，軸的計(jì)算應(yīng)力 根據(jù)[3]得因此 ，所以安全，因此所選的減速機(jī)的型號(hào)滿足要求。 3.5制動(dòng)器選擇 運(yùn)行機(jī)構(gòu)的制動(dòng)器一般是安在電動(dòng)機(jī)的軸端。由于車體質(zhì)量和慣性大的緣故，制動(dòng)時(shí)高速軸具有一定的緩沖作用，這樣可以減少制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的沖擊。制動(dòng)轉(zhuǎn)距按下式計(jì)算： 通過對(duì)以上數(shù)據(jù)的計(jì)算決定起升機(jī)構(gòu)及運(yùn)行機(jī)構(gòu)選用如下制動(dòng)器型號(hào)： 4起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 4.1 起升機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)形式 起升機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)方式可以分為內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)、液壓驅(qū)動(dòng)三種。 本設(shè)計(jì)采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式，這是起升機(jī)構(gòu)主要的驅(qū)動(dòng)方式。起升機(jī)構(gòu)工作要求只有直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性才能適應(yīng)，它的調(diào)速性能好，但是想要獲得直流電源比較困難。 另外，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式操縱簡(jiǎn)單便于維修，機(jī)組的重量輕，工作可靠性較高，在電動(dòng)機(jī)起升機(jī)構(gòu)中獲得重要認(rèn)可。 4.2 起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 4.2.1鋼絲繩的選擇 ①根據(jù)要求選擇鋼絲繩的結(jié)構(gòu)型式 鋼絲繩應(yīng)該優(yōu)先選擇線接觸鋼絲繩。根據(jù)鋼絲繩的構(gòu)造特點(diǎn)，并且結(jié)合起重機(jī)的使用環(huán)境和要求來選擇鋼絲繩型號(hào)。假設(shè)起升高度18米，考慮到起升高度與實(shí)際吊鉤到達(dá)的極限距離有差異，所以吊鉤及抓斗起重機(jī)的高度有20米。所以選擇為6x19W+FC就可以。 ② 確定鋼絲繩直徑 計(jì)算公式： 式中： —鋼絲繩直徑（mm）；—選擇系數(shù)（）查表得：C取0.104；—最大工作靜拉力（N）。 所以：起升機(jī)構(gòu)的鋼絲繩直徑 鋼絲繩的長(zhǎng)度：170米。 綜上所述有：起升機(jī)構(gòu)選 。 4.2.2 滑輪及滑輪組的選擇 ①滑輪構(gòu)造的設(shè)計(jì) 鋼絲繩的壽命取決于滑輪的繩槽的形狀及尺寸。 1）鋼絲繩與繩槽要保證足夠的接觸面積。槽底如果太窄鋼絲繩會(huì)被槽夾住變形，導(dǎo)致鋼絲繩無法正常轉(zhuǎn)動(dòng)。若槽底太寬，鋼絲繩會(huì)受到局部壓力變?yōu)楸馄叫危菀自斐射摻z繩的疲勞破壞。 2）鋼絲繩可以有一定的偏斜角，這樣可以使鋼絲繩與繩槽側(cè)壁不會(huì)發(fā)生相互摩擦，通常。 3）繩槽要保證足夠的的深度C，用來防止鋼絲繩脫槽。 ②直徑的確定 鋼絲繩的使用壽命很大程度上取決于滑輪直徑的大小。增大滑輪直徑越大鋼絲繩的彎曲應(yīng)力和擠壓應(yīng)力越小，這樣可以提高鋼絲繩使用壽命增加。但是滑輪的直徑也不能過小。根據(jù)參考文獻(xiàn)，滑輪的最小直徑不能小于 式中：—滑輪最小卷繞直徑（mm）； —與機(jī)構(gòu)工作級(jí)別和鋼絲繩結(jié)構(gòu)有關(guān)的系數(shù)； —鋼絲繩直徑（mm）。 起升卷筒的最小直徑：=18×23=414 (mm) 輪的最小直徑： =20×23=460 (mm) ③滑輪組的確定 鋼絲繩和一定數(shù)量的定滑輪與動(dòng)滑輪組成了滑輪組。 ④滑輪組效率的確定 因?yàn)榛喿枇Φ挠绊懀摻z繩各個(gè)分支上分到的貨物重量不均勻，所以導(dǎo)致各分支的拉力不相等。先確定滑輪組的效率， 4.3電動(dòng)機(jī)的選擇 ①電動(dòng)機(jī)靜功率的計(jì)算： 式中: —主起升機(jī)構(gòu)的靜功率，-副起升機(jī)構(gòu)的靜功率；—起升載荷及起升速度；—機(jī)構(gòu)總效率，。查參考文獻(xiàn)[3] 取0.83。 ②電動(dòng)機(jī)功率的選擇 選擇電動(dòng)機(jī)的功率時(shí)要考慮起重機(jī)的類型、用途、以及電動(dòng)機(jī)的工作特性。 繞線形異步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)平均功率為： 式中：G取0.8。 因此選擇的起升機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為： =585r/min 。 4.4減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算 4.4.1 減速器傳動(dòng)比的計(jì)算 由于要求設(shè)計(jì)的減速器的傳動(dòng)比較大,，且齒輪主要受徑向力的作用，于是可采用二級(jí)直齒圓柱齒輪減速器。 根據(jù)上面設(shè)計(jì)出來的起升機(jī)電動(dòng)機(jī)選擇的型號(hào)分為： 、主要性能如表4-1所示， 表4-1 YZR335M-10主要性能 型號(hào) 額定功率/KW 滿載轉(zhuǎn)速/（r/min） 電流（380v） 90 585 110 中心高H 外形尺寸 底腳安裝尺寸 螺栓孔直徑 355 7408401650 610560 25 起升機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比按下式計(jì)算： 式中：—電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速； —卷筒轉(zhuǎn)速。 初步確定傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比為：，； 4.4.2 計(jì)算傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)參數(shù) O軸：O軸即電動(dòng)機(jī)軸 ；； Ⅰ軸：Ⅰ軸即減速器高速軸 Ⅱ軸：Ⅱ軸即減速器中速軸 Ⅲ軸：Ⅲ軸即減速器低速軸 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果得表4-2所示。 表4-2 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 軸號(hào) 功率/KW 轉(zhuǎn)速/（r/min） 轉(zhuǎn)矩/N·m 0 90.0 585 1469.2 1 88.2 585 1439.8 2 84.55 116.3 6942.8 3 82.01 19.38 40421.5 4.4.3齒輪設(shè)計(jì) ①齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 按本設(shè)計(jì)的需求，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。根據(jù)參考文獻(xiàn)[3] 小齒輪材料為45Cr，所以選用7級(jí)精度，硬度為280HBS，大齒輪的材料選用45鋼，硬度為240HBS。取小齒輪齒數(shù) =24，中速軸大齒輪為，取=72。 ②按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 1）由設(shè)計(jì)公式進(jìn)行計(jì)算，即 試選用載荷系數(shù)=1.3 2）計(jì)算起升減速器小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]取齒寬系數(shù)=1；彈性系數(shù)；根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]取，。 3）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]?。? ，。 4）接觸疲勞許用應(yīng)力的計(jì)算 根據(jù)參考文獻(xiàn)取安全系數(shù)S=1，失效概率為1％，得 5）計(jì)算小齒輪的分度圓，代入[]中較小的值 6）齒輪圓周速度v的計(jì)算 7）計(jì)算齒寬 由參考文獻(xiàn)[3]取=1 8）計(jì)算齒寬和齒高之比b/h 模數(shù)： 齒高： 9）齒輪載荷系數(shù)的計(jì)算 根據(jù)，，由參考文獻(xiàn)[3]取動(dòng)載系數(shù)Kv=1.10；根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]?。? 將數(shù)據(jù)代入后得 由b/h=12.79,=1.391，由參考文獻(xiàn)[3]得=1.40， 則 10）按實(shí)際的載荷系數(shù)計(jì)算齒輪的齒輪分度圓的直徑： 計(jì)算模數(shù) ③按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)計(jì)算公式 根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]?。焊咚佥S小齒輪； 由參考文獻(xiàn)[3]?。海?；。 1）齒輪彎曲疲勞許用應(yīng)力的計(jì)算 取S=1.4，由下式得 2）齒輪載荷系數(shù)K的計(jì)算 3）齒形系數(shù)的查取 由參考文獻(xiàn)[3]查得，； 4）應(yīng)力校正系數(shù)的查取 由參考文獻(xiàn)[3]查得 ，， 5）計(jì)算大、中、小齒輪的，然后進(jìn)行比較 ； 由上式可得大齒輪的數(shù)值較大。 6）設(shè)計(jì)計(jì)算 將計(jì)算得的數(shù)值近似取整為，；按接觸強(qiáng)度計(jì)算出來的分度圓直徑,。起升機(jī)構(gòu)減速器小齒輪齒數(shù)為： ，，取 4.4.4幾何尺寸計(jì)算和齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ①計(jì)算起升機(jī)構(gòu)減速器分度圓直徑 ； 計(jì)算中心距 計(jì)算齒輪寬度 取。 ②驗(yàn)算 減速器的實(shí)際傳動(dòng)比： 所以實(shí)際轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)速誤差 因?yàn)檗D(zhuǎn)速誤小于要求的，因此符合要求。 ③定軸的最小直徑 軸的材料選取為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]，取Ao=112，于是得 4.4.5軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖4-1 軸的結(jié)構(gòu)示意圖 ①確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 ②軸上零件的軸向定位 齒輪、鏈輪與軸的周向定位都是采用鍵聯(lián)接。由參考文獻(xiàn)得A型平鍵截面（GB1096—79），鍵長(zhǎng)為52mm，齒輪輪轂與軸的配合為；同樣，鏈輪與軸的聯(lián)接，選用C型平鍵為 （GB1096—79），鏈鏈輪與軸的配合為。 ③選擇軸上圓角和倒角尺寸 根據(jù)參考文獻(xiàn)[4]取軸端倒角為，每個(gè)軸肩處的圓角半徑都是1mm。 ④校核鍵的強(qiáng)度 據(jù)參考文獻(xiàn)得： 聯(lián)接齒輪鍵的強(qiáng)度校核 聯(lián)接鏈輪鍵的強(qiáng)度校核 經(jīng)計(jì)算符合要求。 4.4.6軸的強(qiáng)度校核 根據(jù)參考文獻(xiàn)得，軸的計(jì)算應(yīng)力： 由參考文獻(xiàn)[3]查得 ，因此 ，故安全?，F(xiàn)將計(jì)算出軸的受力列于表4-3所示，彎扭矩如圖4-2所示。 表4-3 軸的受力情況 載荷 水平面 垂直面 支反力 彎矩M 總彎矩 扭矩 圖4-2軸的校核圖 4.5卷筒的設(shè)計(jì) 4.5.1概述 起重機(jī)的重要承重部件的卷筒，鋼絲繩通過電動(dòng)機(jī)的作用得以卷繞來實(shí)現(xiàn)起吊重物的下降或提升。 4.5.2卷筒的設(shè)計(jì)計(jì)算 ①卷筒直徑 由參考文獻(xiàn)可知不能小于所規(guī)定的數(shù)值，即： 式中：—卷筒最小直徑（） —h為與工作級(jí)別有關(guān)的系數(shù)，d鋼絲繩的直徑。 設(shè)計(jì)時(shí)卷筒直徑，即： 鋼絲繩的使用壽命受卷筒直徑的大小影響。在起升高度較大時(shí)，常選用較大的卷筒直徑，這樣卷筒就不會(huì)過長(zhǎng)。 ② 卷筒長(zhǎng)度 計(jì)算公式如下： 式中：—卷筒總長(zhǎng)度；—繩槽部分長(zhǎng)度，其值為 所以起升卷筒的總長(zhǎng)度： =﹛﹙16×4﹚／﹙3.14×650﹚＋3﹜×18 =55（mm） =55+3×18+2×18=145（mm） 4.6吊鉤的選用 根據(jù)起重量來選擇吊鉤。設(shè)計(jì)中起升機(jī)構(gòu)起重的噸位為10T-50T。查參考文獻(xiàn)[3]得吊鉤為L(zhǎng)MD型，鉤號(hào)為12，強(qiáng)度等級(jí)為T的不帶凸耳自由鍛直柄單鉤。 5結(jié)束語 經(jīng)過四個(gè)多月的努力，我終于完成了橋式起重機(jī)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。在此期間，我完成了設(shè)計(jì)方案的確定、計(jì)算、CAD繪圖、設(shè)計(jì)說明書等工作。這個(gè)設(shè)計(jì)是我大學(xué)學(xué)習(xí)生活中，時(shí)間最長(zhǎng)，設(shè)計(jì)內(nèi)容最多，困難最多的一次設(shè)計(jì)。通過老師的指導(dǎo)和自己的堅(jiān)持努力，最終還是克服了重重困難，完成了這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。 為了做好這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我查閱了很多參考文獻(xiàn)，在這個(gè)過程中學(xué)到了很多設(shè)計(jì)時(shí)可以用到的方式方法。雖然我的設(shè)計(jì)在細(xì)節(jié)上有很多不足之處，例如細(xì)節(jié)尺寸的確定問題，計(jì)算過程有些就沒有仔細(xì)斟酌，但是對(duì)于整體布置方面，我盡量在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上讓各部件的布置趨于合理化人性化。 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)將使我受益終身，讓我明白了只有認(rèn)真踏實(shí)，堅(jiān)持不懈的去做一件事，才會(huì)有成功的可能，這對(duì)于我在將來的工作和學(xué)習(xí)很有啟發(fā)意義。 參考文獻(xiàn) [1]?王若梅,方中,伊位忠. 《實(shí)用起重手冊(cè)》. 北京：水利電力出版社, 1989. [2]駱?biāo)鼐?，朱詩?《機(jī)械課程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》.第二版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011. [3]?濮良貴,陳國(guó)定. 《機(jī)械設(shè)計(jì)》. 北京：高等教育出版社, 2013.5 [4]成大先．《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》．第四版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001． [5]?洪家娣,李明,黃興元. 《機(jī)械設(shè)計(jì)指導(dǎo)》. 南昌：江西高校出版社, 2006. [6]吳宗澤.《機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》.第三版.北京： 化學(xué)工業(yè)出版社，2010. [7]孫桓，陳作模．《機(jī)械原理》．第七版．北京：高等教育出版社，2006． 致謝 由衷的感謝我的導(dǎo)師陳金蘭老師在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中對(duì)我的幫助。從選題到開題報(bào)告，收集資料到理論計(jì)算，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)到編寫說明書，都給予了細(xì)致的指導(dǎo)，提出了很多寶貴的意見與建議，她對(duì)工作認(rèn)真負(fù)責(zé)，勤勤懇懇的態(tài)度讓我銘記在心。在做畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，她耐心的回答我遇到的問題，在此我向他致以深深的謝意?。? 同時(shí)我要感謝周圍同學(xué)對(duì)我的計(jì)過程提出的寶貴建議和對(duì)我的幫助。沒有他們的幫助指導(dǎo)和提供資料，想在短短的幾個(gè)月的時(shí)間里完成一個(gè)起重機(jī)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)是非常困難的。在完成設(shè)計(jì)后，心里很是感動(dòng)和激動(dòng)。從開始進(jìn)入課題到設(shè)計(jì)的順利完成，有太多的老師、同學(xué)、朋友給予我很大的幫助，在這里我真心的向他們表示感謝！ - 30 -