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高空作业车的转台结构设计.doc

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徐州师范大学本科生毕业设计高空作业车的转台结构设计及有限元分析本科生毕业论文(设计)论文题目:高空作业车的转台结构设计及有限元分析姓名:院系:专业、年级、班组:指导教师:200**年6月4日徐州师范大学机电工程学院毕业设计(论文)任务书院(系)专业班学生一、设计题目:高空作业车的转台结构设计及有限元分析二、设计任务要求及主要原始资料:设计任务:回转机构的传动方案的确定,转台装配图一张及主要零件的零件图,转台有限元分析及根据分析结果的改进方案,改进后的有限元分析结果与原方案分析

原始资料:平台的额定载荷200kg回转速度02r/min三、设计时间:20**年4月13日至20**年6月3日指导教师:(签名)教学院长:(签名)徐州师范大学机电工程学院毕业设计(论文)立题卡(理工类)院(系)专业班级课题名称高空作业车转台结构设计及有限元分析主要内容高空作业车转台的结构设计及分析,主要针对转台的结构进行受力分析和计算,采用ANSYS软件进行分析转台的变形程度及受应力的大小。确定转台的最佳设计方案。指导教师及职称负责指导教师蒋红旗参加指导教师蒋红旗学生人数1人学生姓名邹学花毕业设计周数9课题类型设计型是计算型实验型教学型课题来源科研纵向生产实践是自拟实验室建设横向同课题学生分工形式主要内容不同内容参数不同各做课题不同部分课题内容差异程度约80%约60%40%~20%课题对学生综合能力培养计算机应用完成全部程序完成部分程序应用已有程序上机时数机型设计绘图0号图纸1号图纸2号图纸3号图纸4号图纸总张数张1张张5张张实验及调研毕业实习环节实验研究调查研究有无独立完成参加完成有无3周100%%周无文献阅读及外文应用训练中文20篇外文1篇文献翻译1英文摘要1课题总工作量适当√偏多是偏少课题难度适当√偏难是偏易教研室审查意见系(部)审核意见备注说明:(1)空格内打"。

√"或填上数字等负责指导教师日期(2)本卡一式3份,指导教师、院(系)和教务科各一份教研室主任日期教学院长日期徐州师范大学毕业设计(论文)开题报告及工作实施计划院系 专业年级、班级姓名指导教师开题报告日期徐州师范大学教务处印制一、毕业设计(论文)开题报告设计(论文)题目高空作业车的转台结构设计及有限元分析研究方向机械设计、CAE课题来源国家部委省市厂矿自选备注√课题类型理论研究应用研究工程技术跨学科研究其他√一、课题综述及研究意义高空作业车作为一种工程机械设备。

目前广泛应用在船舶、建筑、市政建设、消防、港口等行业,有着广阔的发展前景。本课题以徐州海伦哲工程机械有限公司研制开发“GKZ14型高空作业车”为研究对象,对该车上的重要结构回转机构转台进行结构设计和有限元分析。高空作业车转台回转机构由液压马达、回转减速器及回转发小齿轮、回转支承等组成。进行回转时,液压马达输出动力,通过回转减速器减速后带动输出轴上的小齿轮旋转,小齿轮与回转支承的齿圈啮合,由于回转支承的齿圈与车架刚性连接,因而回转减速器带动与之相连的转台回转。转台是高空作业车的主要承载构件之一,构造及受力复杂。转台结构的合理设计对高空作业小车在工作时有着极为重要的作用。转台传统的手工

通常是将转台底板作为固定,臂铰点轴孔受力的一个简支悬臂梁来计算。一般取几个截面来计算其强度、刚度,计算复杂,且未考虑变幅集中力等载荷的影响,误差大,难以反映转台真正的受力状况。随着有限元理论的不断完善和有限元软件功能的不断提高,有限元法在工程实践得到越来越广泛的应用。以有限元方法为工具对转台进行强度和刚度有限元分析,其分析结果对产品开发设计具有指导意义。二、课题拟采取的研究方法和技术路线本课题拟采用有限元法对转台的结构进行分析,并通过建立有限元模型,进行转台结构的强度和刚度分析,确定危险截面或危险点的应力分布及变形,找出结构设计中的不合理因素,并对之进行改进,为同类型产品的结构设计和改造提供了科学的理论依据。

本课题所采用是技术路线:首先,通过大量的调查研究,比较不同回转支承的优劣,根据作业车的工作特点和受载状况,制定回转支承方案。然后,对回转转台进行结构设计,转台结构主体由高腹板钢板和大小箱形相互连接而成。总体设置采用倒形的高铰点布置。变幅液压缸下铰点布置在回转中心前或后,与主立板连接而成箱形。变幅集中力通过主立板均匀地扩散后作用在转台底板上,转台底板用螺栓与回转支承连接,回转支承固定在底架上。在变幅平面内,吊载荷通过转台、回转支承传递给车架,使转台产生较大的弯矩,同时,作业臂可能承受侧载,转台还应具有抗扭的能力。第三,在AUTOCAD或PRO/E中对转台建立三维模型,然后导入有限元分析软件件中。

选择BRICK45单元,确定材料属性,划分网格,施回载荷和约束,进行结构结构的强度和刚度分析,确定危险截面或危险点的应力分布及变形。第四,根据有限元分析结果,找出结构设计中的不合理因素,提出改进方案,并对改进后的结构进行有限元分析,对两种分析结果进行比较。第五,在上述分析研究的基础上进行总结,得出转台在结构设计、有限元模型的建立、铰点位置的确定、单元类型选择等方面的可靠数据,为同类型产品的结构设计和改造提供了科学的理论依据。三、主要参考文献1.单斗液压挖掘机第二版、同济大学主编,中国建筑工业出版社1986年12月。2曹善华等:单斗挖掘机,机械工业出版社,1989年11月。3。

洪昌银:变量泵驱动的液压挖掘机最佳转速计算,液压挖掘机论文集,1992年9月。4.乾孝保;液压挖掘机的节能措施,198605计算机辅助设计,机械工业出版社,1994年10月。6.王述彦:变量系统掖压挖掘机回转机构转台运动分析CAD,20017.机械设计,西北工业大学机械原理教研室编,高等教育出版社,9,何存兴:液压元件华中工学院,械工业出版社,1984年10月。10.黎启柏等二液压元拌手册,冶金工业出版社,机械工业出版社,11.机械工程师手册,机械工业出版社,2000年5月。12.液压传动,哈尔滨工业大学液压教研室编1975年10月13.周秋等:现代工程机械应用技术。

长沙,国防科技人学出版社,14.张光裕等:工程机械底盘构造与设计,北京,中国建筑工业出版社,1986年12月。15.唐经世.工程机械.中国铁道出版社,199616.刘希平.工程机械构造图册.机械工业出版社,199017.郑训,刘杰.工程机械性能.人民交通出版社,199818.宋占伟,闻邦椿.21世纪工程机械发展趋势.建筑机械,199919.候宁.影响回转支承承载能力的四个参数.建筑机械,2002(1)20.陈强业,苗臻光.工程机械,机械工业出版社,1993二、毕业设计(论文)工作实施计划(一)毕业设计(论文)的理论分析与软硬件要求及其应达到的水平与结果在本次毕业设计过程中:主要是针对高空作业车转台部分的结构设计及优化。

要求设计的结构合理简单设计方便的同时,要能保证小车作业时的安全性,可靠性,以及结构的经济性。在设计过程中要充分使用计算机,对转台的结构应采用有限元进行分析,从而来判断设计的是否合理,再加以优化达到一个理想的设计结果。在对结构的设计时要充分发挥工具书的作用,根据工具书上的相关知识来确定方案。在图形的处理上主要采用的AUTOCAD制图软件进行绘图,PROE进行图形的建模。要求设计的结果能达到预期的效果可以在指导老师的帮助下,以及本组同学的大力配合下完成,且质量和水平上达到老师的要求。(二)毕业设计(论文)工作进度与安排起讫日期工作内容和要求备注12周主要是针对性的找相关资料34周主要是进行结构的建模56周主要是将草图在计算机上进行画图5张零件图7周主要是将装配图准备好1张装配图8周准备毕业论文设计说明书9周整理资料准备答辩三、对开题报告的审阅意见指导教师综合意见课题拟采用有限元法对高空作业车回转转台进行结构设计。

通过建立有限元模型,进行转台结构的强度和刚度分析,确定危险截面或危险点的应力分布及变形,找出结构设计中的不合理因素,并对之进行改进,为同类型产品的结构设计和改造提供了科学的理论依据。课题在选题上贴近生产实际,有一定的生产应用价值。课题难易适中,研究内容清楚明确;所采用的研究方法和技术路线切实可行;工作进度安排详细合理。同意开题!指导教师(签名)年月日开题报告审议意见教研室主任(签名)年月日院系意见教学院长(签名)年月日高空作业车转台的结构设计及分析(Constructionaldesignandanalysisforturntableofaerialworkplatforms)摘要本课题针对GKZ系列车型转台部分的要求工作装置。

对GKZ型高空作业车回转机构进行设计及分析。高空作业车由液压马达、回转减速器及回转小齿轮、回转支承等组成。进行回转时,液压马达输出动力,通过回转减速器减速后带动输出轴上的小齿轮旋转,小齿轮与回转支承的齿圈啮合,由于回转支承的齿圈与车架刚性连接,因而回转减速器带动与之相连的转台回转。本课题确定了高空作业车回转机构的传动方案,采用的单排四点接触球式回转支承,此类支承的主要优点是同时承受轴向、径向力和复合力矩。适用子中小型起重机。转台的结构设计采用的是倒π型结构,前后两个高强板,左右各一个支承板,再加两个加强筋形成。对转台采用PRO/E进行建模,将建好的模型通过转化放入ANSYS中进行有限元分析,分析出变形最大和受应力最大的接触面,对分析的结果的提出改进方案,对改进后的方案进行有限元分析比较。

确定最佳方案。本方案的设计为同类转台的结构设计提供了理论依据和分析方法。在课题设计的过程中使用的方法有:(1)在结构设计过程中主要对转台的的受力情况进行分析,计算出转台的受力大小和转台的自重,对传动齿轮的设计及强度校核,运用绘图软件PRO/E进行建模。(2)将模型导入ANSYS中,对转台的受力情况进行分析查看其分析的结果,确保转台的变形和所受的应力均能符合设计要求。[关键词]:高空作业车;转台结构设计;有限元分析;ANSYSAbstractAccordingtotherequirementofworkingdevicesofturntablesinthemachineseriestypeGKZ。

thispaperpresentedtheconstructionaldesignandanalysisforslewingmechanismofaerialworkplatforms.Theaerialworkplatformscomprisedhydraulicmotors,rotaryspeedreducers,revolvingpinions,slewingbearingsandsoon.Whentheturntableslewed,thehydraulicmotortransmittedpoweroutputwhichenabledpinionsontheoutputshafttorevolve。

Pinionsweremeshedwithringgearonslewingbearings.Duetorigidconnectionbetweentheringgearonslewingbearingsandthechassis,turntableswererotatedbyrotaryspeedreducers.Gearplanforslewingmechanismofaerialworkplatformsandconstructionaldesignforturntablewerepresented.Gearplanstransmissionforslewingmechanismofaerialworkplatformswasprovidedinwhichsinglerowfourpointcontactballslewingbearingswereadopted。

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