文档介绍：摘要
本次课题首先进行墙壁式旋臂起重机结构形式选择，然后将所选择结构转化为力学 模型进行受力分析，并选择工件材料，确定工件尺寸。根据计算结果，在SolidWorks 对所选墙壁式旋臂起重机结构进行三维建模。墙壁式旋臂起重机是一种安装在墙壁研发。
随着现代计算机控制技术飞速发展，使得旋臂起重机的设计在综合考虑控制系统安 全可靠性，操作的舒适性，机构及结构优化等方面有了更高的要求。旋臂起重机创新设 计的发展方向是零部件集成化，机构简洁化，结构全面优化的整机设计；满足个性用户 的特殊要求的个性化设计；满足市场多样性和低成本要求的具有新技术特征的起重机新 系列产品的模块化设计；基于产品全寿命周期的方便维护维修的设计及免维护的设计； 大型单台复杂产品的虚拟设计及动态仿真的实现。真正意义上的创新设计是上述诸多设 计方法和技术的有机组合及综合利用。
起重机根据结构类型可分为：轻小型起重设备、桥架式、臂架式、缆索式，而墙 壁式旋臂起重机属于其中的臂架式起重机，工作情况如图1-1所示。
图1-1墙壁式旋臂起重机
墙壁式旋臂起重机也可以叫做墙壁吊。墙壁式旋臂起重机自身拥有的特点就是：结 构简单，使用操作过程方便，工作范围灵活，作业空间广等优点，在吊运装备中属于是 节能高效的一类，在日常生产中广泛使用于车间的装配线，生产线和生产中的上下工件 及仓库，货场等场合的重物吊运。墙壁式旋臂起重机又称墙壁吊，在靠近墙壁处服务于 一个半圆形空间，是一种往复的，间歇动作的，短距离搬运机械，它旋转工作范围通常 为180。。壁式旋臂起重机用于吊起轻小型重物，-5t,可沿着 墙壁，大大的提高电动葫芦使用的工作范围，是一种非常经济的起重设备。
墙壁式旋臂起重机结构类型大概分为两种，一种为带斜拉杆的结构如图1-2 (2), 一种为不带斜拉杆的结构如图1-2(1)。依照其实际工作需求和环境要求，灵活的选用 墙壁式旋臂起重机，才能够使其发挥最大化的用途。
图1-2墙壁式旋臂起重机结构形式（带拉杆）
图1-3墙壁式旋臂起重机结构形式（不带拉杆）
本课题为墙壁式旋臂起重机结构设计与分析，主要对所选起重机金属结构部分进行 设计、建模与分析，使所设计起重机金属结构满足强度使用要求。所选起重机参数如下: 起重量：2t；回转半径：；起升高度：3m.
（1）起重机结构确定
前面提到墙壁式旋臂起重机总共有两种主要形式，本次设计由于起重机跨度大，悬
臂长度过长，为了增加起重机的稳定性，则选择带有斜向拉杆形式的结构。
(2)相关设计计算
第一步：选取各零件和组件的材料，选定主梁和拉杆的截面形状；
第二步：计算所选择各零件的受力，并对结构受力分析；
第三步：对零件进行校核，根据要求的刚度强度计算部件结构尺寸。
2 墙壁式旋臂起重机参数确定
(1)起重机受力
根据起重机起重量为2吨，查河北真牛起重设备有限公司电动葫芦产品手册Hl,选 取自重G = 296kg的电动葫芦。选择截面梁为工字钢的主梁，型号是32a,查阅钢型手 册可知，理论质量q = 52Jllkg/m = 520N/mo
(2)计算主梁受力
对主梁作分离分析，解出受力状况如下图2-1所示：
图2-1 主梁受力
根据《结构力学》叫知识，分析主梁的受力，及主梁为二次超静定结构，撤去B
处与拉杆连接的力已，以茶,与代替，如下图2-2所示：
X1
图2-2分解受力图
根据三角形原理算得，^=^,^2 =^；所以，斜拉杆施加给主
梁的拉力 d =。
根据以上计算可得主梁受力图示如下图2-3 (a),主梁所受弯矩
M^M1Xl+M2x2+Mp,弯矩图如下图2-3 (b)所示。
(a) 主梁受力图
16034 85N «m
A
7274 .4 8N - m
(b) 主梁弯矩图
图2-3主梁受力、弯矩图
查《机械设计手册》[3],选择工字钢材料为Q235,得到Q235的性质如下:
抗拉强度s=375MPa；
屈服强度crs = 235Mpa ；
取安全系数为S=2；
许用应力[a] = ,
结合前面的计算结果，所以危险截面是主梁与拉杆连接的B处。
这时抗弯截面系数计算得出W >
查《材料力学》国型钢表选择18号工字钢进行校核，此时W = 185xlO3mm3,截面 积A =