汽车吊车回转机构液压系统设计

题 目： 八吨汽车吊车回转机构液压系统设计 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 号： 姓 名： 指导教师： 机械与运载学院沈阳工学院毕业设计- I -摘 要本设计论文主要介绍了当前课题的背景和课题的研究意义,论述了国内外轮式起重机发展概况和发展趋势,并对起重机的液压系统和回转机构进行了设计、计算，其中包括液压系统的设计方案的对比、分析，回转机构结构设计方案的选择，而且对重要零部件进行了设计校核。回转机构的结构设计是从回转机构的回转速度入手，确定所选结构的传动比，并对内部的马达、联轴节进行选择。并且对齿轮、蜗轮蜗杆进行了设计、计算。最后，对回转机构的主要零部件进行了校核，最终实现回转机构所要求的回转速度。关键词：汽车起重机；液压系统；回转机构；回转支撑装置；液压马达沈阳工学院毕业设计- II -沈阳工学院毕业设计- III -AbstractThis design paper mainly introduced the current background and the significance of study,which elaborated the tendency and development of autohoist in domestic and foreign country. And it has carried on the design and the computation to hydraulic system and the rotation organization of the autohoist, including the contrast of hydraulic system design program,and the choice of the rotation organization structural.Moreover it also made some kinds of the examination on the important spareparts. The design of the rotation organization structural begins with the speed of the rotation organization, determins the velocity ratio, and chooses the internal motor.And it also capulatats the shaft coupling and the gear. Finally, it also carries on the examination of the main spare parts, finally the rotation speed which the rotation organization requests is realized.Keywords：Truck Crane; Hydraulic System; Rotation Organization;RotatingBlocking ;Hydraulic Motors沈阳工学院毕业设计- IV -目录摘 要 .IAbstract.III第一章 绪 论 .11.1 课题背景和研究意义 .11.2 国内外轮式起重机发展概况和发展趋势 .11.2.1 国内轮式起重机发展现状 .11.2.2 国外轮式起重机发展过程及主要机种 .31.2.3 轮式起重机产品的发展趋势 .41.3 主要工作参数 .51.4 型汽车起重机参数确定 .61.5 起重机主要结构特点 .81.6 本章小结 .9第二章 液压系统原理设计 .102.1 液压系统型式 .102.1.1 开式、闭式系统 .102.1.2 单泵、多泵系统 .102.2 液压系统的控制 .112.2.1 定量节流控制系统 .112.2.2 变量系统 .122.3 汽车起重机液压系统各油路设计及整体设计 .132.4 本章小结 .16第三章 回转支撑装置的设计 .173.1 工况及载荷 .173.2 回转机构的设计 .193.2.1 回转机构回转阻力矩的确定 .193.2.3 回转机构功率计算 .203.2.4 回转机构参数验算 .213.3 本章小结 .22第四章 关键零部件设计计算 .234.1 齿轮的设计计算 .23沈阳工学院毕业设计- V -4.2 蜗轮蜗杆的设计计算 .264.3 轴的设计计算 .294.3.1 轴的概述 .294.3.2 轴的设计及其校核 .294.3.3 轴的设计 .324.3.4 键的校核 .364.3.5 联轴节的选择 .364.4 本章小结 .37结 论 .38致 谢 .39参考文献 .40沈阳工学院毕业设计- 1 -第一章 绪 论1.1 课题背景和研究意义国内汽车起重机在经历了 1993 年的巅峰之后，从 19941996 年连续三年产销下滑，企业的订货量和销售收入严重滑坡。19971998 年下滑势头停止，并出现了缓慢回升迹象。1999 年以来，在国家扩大内需政策的指导和拉动下，轮式起重机行业出现了较快的增长势头。19992001 年销售收入增长了 22%，产量增长了 18%，预计到 2010 年国内需求量将达到 10000 台左右。分析近几年市场需求情况，这说明市场将更多的需求中大吨位的汽车起重机。本次设计的意义是设计出一套结构简单、实用性强的中型起重机整机液压系统及回转机构的方案，并能满足生产和加工的需要。轮式起重机按其性能可分为轮胎起重机、汽车起重机、全路面起重机。汽车起重机主要由底盘、主起重臂、副起重臂、转台、支腿、回转机构、起升机构、变副机构、液压系统、电器系统等组成。起重机在我国有着巨大的市场，在工程、建设、运输等行业中扮演着不可或缺的角色。我国的起重机发展历史并不长，尽管发展速度比较快，但与国际先进水平相比其差距还是非常大，而我国起重机市场在加速扩大，虽给我国起重机技术的发展带来活力与生机，但是我国与国际产品技术水平比较仍有很大的差距，在技术上我国起重机行业技术工作者应该提高技术水平，以期能在最短的时间内赶超国际水平。进一步推动我国的起重机行业在世界中的的影响力。1.2 国内外轮式起重机发展概况和发展趋势1.2.1 国内轮式起重机发展现状我国在 1957 年生产第一台 5t 机械式汽车起重机到现在己有 50 年历史，它的生产大致经历了以下几个阶段：19571966 年以生产 5t 机械式汽车起重机为主；19671976年以生产 12t 以下小型液压汽车起重机为主；19771996，1650t 中大吨位液压汽车起重机产品发展较快。自 1979 年开始，我国采用进口汽车底盘和关键液压件自行设计生产出了 6t、20t 液压汽车起重机之后，国内一些起重机生产厂家采用技贸结合方式，分别引进日本多田野、加藤、美国格鲁夫和德国利勃海尔、克虏伯的起重机产品技术，以合作生产的方式相继制造出 25t、35t、45t、50t、80t、125t 汽车起重机和 25t 越野轮胎起重机以及32t、50t、70t 全路面起重机。这些企业经过多年来对引进技术的消化、吸收、移植，使沈阳工学院毕业设计- 2 -国产轮式起重机某些新产品的性能水平达到了国际 80 年代初的水平，产品产量也逐年有所提高。由于受客观条件的限制，当年的技术引进主要着重体现在技术软件的引进(如产品、图纸、工艺等)，而没有引进全套的先进加工设备，没有与相关的配套件的引用同时进行，因此国内长时间不能提供高质量、高性能的基础配套件(如液压元件，电子元件等)，到了 90 年代我国轮式起重机的技术水平与世界先进水平相比曾一度缩小的差距又拉大了。当前，国内轮式起重机厂自行设计的产品技术水平大多还相当于国际 70 年代初、中期水平，只有少数产品在吸收国外先进技术基础上，经过更新换代达到了 80 年代初的水平。随着国家经济建设的蓬勃发展，国家重点工程项目建设的纷纷上马，一些大型关键工程一般都采用国际公开招标方式采购机械设备。国外新型轮式起重机和二手设备因此大量进入中国市场，使国内用户对国外起重机性能、作业可靠性、效率等方面有了较深入的了解，从而也认识到国产起重机无论在制造质量、外观造型方面，更主要的是在技术性能(可靠性与安全性、工作效率以及操作方便性、舒适性等)方面与国外轮式起重机差距较大。国内不少用户为了达到作业高效率以确保工期按时完成，宁可花较多的钱购买进口起重机或购买国外二手起重机。这种形势下，国产轮式起重机当然面临很大的冲击和压力 2。目前国内轮式起重机产品差距主要表现在以下几个方面 3：1 质量稳定性差部分产品发生早期故障多，保修期内返修率高。故障多发生在液压系统、底盘、发动机与传动件上。液压系统渗漏问题普遍存在，其主要原因是制造、装配工艺不良和密封件质量问题。国产汽车起重机平均无故障时间仅为 93.4h，最多的为 185h，最少的为66.6h。整机工作寿命按主要零部件寿命计算，约为 2000-3000h，而国外同类产品一般可达到 12500h。2 产品品种单一沈阳工学院毕业设计- 3 -QQ:123536215 、870862708 全套图纸及说明书，英文翻译可获取安全保护方面的设备可靠性也较差。4 材料方面国内除部分产品的某些结构采用了 HG60 或 HQ70 钢材外，广泛采用的材料主要为Q235、Q345、Q395 等，而国外已广泛采用低合金高强钢和其它轻型材料，并且正酝酿向超高强钢发展，所以国产轮式起重机一般显得笨重，性能也受到较大影响。1.2.2 国外轮式起重机发展过程及主要机种轮式起重机最初是以诞生于 1869 年的蒸汽轨道式起重机发展而来的，经历了轨道式、实心轮胎式、充气轮胎式的发展变化过程。充气轮胎式起重机是 20 世纪 30 年代随着汽车工业的发展而出现的。由于轮式起重机具有机动灵活、操作方便、效率高等特点，在二战后修复战争创伤和经济建设中得到广泛应用。早期的轮式起重机大多采用机械传动的析架式臂架。随着60 年代中期液压技术的发展，液压伸缩臂轮式起重机得到迅速发展。到 80 年代末，中小吨位的轮式起重机已多数采用液压伸缩式臂架，仅有一部分大吨位汽车起重机仍采用析沈阳工学院毕业设计- 4 -架式臂架。20 世纪 60 年代末期，特别是从 70 年代开始，随着大型建筑、石油化工、水电站等大型工程的发展，对轮式起重机的性能、工作效率和安全性提出了更高的要求。由于当时液压技术、电子技术、汽车工业的发展及新型高强度钢材的不断出现，使轮式起重机开始向大型化发展，并且在普通轮胎式起重机的基础上开发出越野轮胎起重机，随后又开发出全路面起重机。全路面起重机综合了汽车起重机高速行驶和越野轮胎起重机吊重行走及高通过性的特点，在近 20 多年得到很大发展。目前国外轮式起重机生产国主要有日本、美国、德国、法国、意大利等。生产厂商有 100 多个，最著名的仅有 10 来家。世界轮式起重机市场主要划分为以日本为主的亚洲市场、以美国为主的北美市场、以德国为主的欧洲市场。亚洲约占世界年销售台数的40%，北美和欧洲各占 20%，世界其它地区占 20%。日本市场 17：从年总产量上讲，日本生产的轮式起重机居世界首位。在 1995 年 4月1998 年 3 月间，日本轮式起重机平均年销售量为 8140 台，其中越野轮胎式起重机约占日本市场的 60%，其次为汽车起重机，全路面起重机占比重很小，但年销量在不断上升。美国市场 18：美国是轮式起重机的生产大国，在起重机制造能力及规模上居世界首位。在美国市场上，越野轮胎起重机占主导地位，约占市场份额的 65%,其次是工业轮胎起重机和汽车起重机，全路面起重机所占份额较小，不到 10%。德国市场 19：德国是欧洲最大的轮式起重机生产国，也是全路面起重机的发源地，多年来他在开发大型、特大型轮式起重机方面一直处于领先地位。1.2.3 轮式起重机产品的发展趋势1 提高起重机的起重量由于现代工程项目向大型化发展