目 录
摘 要 .................................................................................................................................. I Abstract ........................................................................................................................... II 1 绪论 ............................................................................................................................... 1
1.1 平衡吊的发展现状.......................................................................................... 1 1.2 平衡吊的优点及不足 .................................................................................. 3 2 总体设计 ..................................................................................................................... 5
2.1 设计任务书 ..................................................................................................... 5 2.2 平衡吊的基本参数确定 .............................................................................. 5 3 平衡吊设计时的基本要求 ....................................................................................... 8 4 平衡吊的结构设计及计算 ..................................................................................... 9
4.1 平衡吊的结构 ................................................................................................ 9 4.2 平衡吊平衡的条件 ....................................................................................... 9 4.3 平衡吊四杆机构设计 ................................................................................. 12 4.4 平衡吊的运动分析 ..................................................................................... 22 4.5 配重原理及配重块质量确定 .................................................................. 24 4.6 立柱的设计 ..................................................................................................... 30 4.7 电动机的选择 ................................................................................................. 31 4.8 螺旋机构的设计 ............................................................................................ 33 4.9 减速器设计 ..................................................................................................... 37 4.10 轴承的选择 ................................................................................................... 40
PJ-400平衡吊设计与有限元分析
4.11 连接丝杆与平衡臂横梁设计 .................................................................. 41 4.12 平衡吊电气设计 .......................................................................................... 42 4.13平衡吊机械手设计 ...................................................................................... 44 5 平衡吊手抓与起重臂联接处销轴的有限元分析 ........................................... 48 6 总 结 ...................................................................................................................... 53 参考文献 .......................................................................................... 错误！未定义书签。 致 谢 ............................................................................................................................... 53
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PJ-400平衡吊设计与有限元分析
PJ-400平衡吊的设计与有限元分析
摘 要
平衡吊是一种新型机械化吊运设备。它具有结构简单、操作灵活、制造方便、高效率、高精度等优点。本论文对平衡吊进行结构设计，在结构设计过程中，首先分析了平衡吊的运动及随遇平衡原理，确定采用四杆机构，并对各个杆件和配重进行了设计。其次设计了平衡吊的升降机构，减速传动部分，电机、机身立柱、平衡吊机械手和销轴，最后利用有限元有限元分析方法对起吊销轴进行了校核验算。
关建词: 平衡吊/设计/有限元分析
PJ-400THE BALANCE SUSPENDING DESIGN AND FINITE
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ELEMENT ANALYSIS
ABSTRACT
The balance suspending is a new type of mechanization hoisting equipment. It is simple in structure, flexible operation, easy fabrication, high efficiency, high precision, etc. This paper on the balance suspending structure design , the structural design process, first by the balance suspending movement analysis and the principle of balance in, using a four-bar mechanism, and to all the rods and counterweight to carry on the design. Second main design the worm gear and worm and gear reducer and bearing, choose model. Finally, using the finite element of finite element method counter shaft checks the check.
KEYWORDS ： Balance suspended，Design，Finite element analy
II
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1 绪论
1.1 平衡吊的发展现状
平衡吊是一种新型机械化吊运设备。它具有结构简单、操作灵活、制造方便、高
效率、高精度等优点。
六十年代末, 国外开发了一种新型的起重工具---平衡吊。它是一种能按操作者的意愿进行搬运中等重量物件的人机式机械，它的问世引起了一些工业发达国家的重视, 特别是在美国、日本，平衡吊的研制和创新方面有较高的水平, 现在已有完善的系列产品。我国发展平衡吊比美、日等国大约晚5到6年,它首先出现在电机行业。1974年, 我院在参加华北地区6--9号电机行业技术改造工作中, 了解到这类电机的主要零部件重量在几十公斤到数百公斤之间, 在机械加工中, 机床上下料和工序间搬运工时约占每个工人全日工时的20%以上。一个工人每班的搬运量约为2到5吨。由于车间现有起重设备不够灵便,效率低, 有的工厂在机床上下料时, 停工待运的工时达旺工时的25%。有的厂采用人工搬运, 不仅费时不安全, 且有损工人健康。因此, 在这种多品种小批量的加工生产线上, 工人迫切要求采用通用的机械化设备来代替笨重的手工搬运。为此,我院和北京电机厂于1974年初联合研制出了我国第一代平衡吊。
目前，在国内已有起重量分别为50公斤、100公斤和300公斤的电动平衡吊,并初步形成一个系列。一九七五年底, 我院与湘潭电机厂联合试制成起重力100公斤的轮式气动平衡吊, 传动平稳、平衡性能比较好, 已有不少工厂的铸造车间正在开始试制。平衡吊的出现, 受到广大工人的欢迎。现在,平衡吊已在全国推广, 它的用户除机械工厂外, 交通运输、石化、轻工等部门也在推广使用。全国大约有400到500个单位在使用平衡吊。他们一般用于机床上下料、装配流水线、加工生产线、成品装箱、砂箱合模、仓库中的物品装卸等工作。近年来, 我院在平衡吊的结构形式、传动及其控制、安装使用等方面进行了许多研究和设计工作, 发展了新品种, 并由专业制造厂进行批量生产。展望未来, 平衡吊作为机械化部门的省力装置, 是很有前途的。 我国的平衡吊已初步形成系列产品。按搬运重量分有50、100、300、500公斤的平衡吊；按整机配置结构分有高型和矮型两种结构；按传动方式分有气动、液动和电动：按安装方式分, 有地面固定式、地上可移式和旋臂式。目前生产的平衡吊的作业范围为:最大回转半径为2500--3040毫米；最大升降行程为1500--2000毫米；最
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