厚度板压制成大圆角槽形，在中线拼焊，受力合理高强钢四角钢加固，侧板较薄，大强度重量比，吊臂垂直于侧向绕度较小伸缩臂机构形式介绍绳排系统绳排系统在中国已经应用的比较成熟，也是种历史比较悠久的技术。此技术的优点是臂长变化容易工作臂长种类多可以带载伸缩实用性很强，缺点是自重重对整机稳定性的影响较大。现在在吨以下的起重机上应用的比较广泛，其原理如图，就是简单的滑轮原理。对于四节臂以上起重臂的伸缩机构又分为以下两种多缸或多级缸加级绳排单缸或多缸加两级绳排。和部分产品采用第种伸缩机构，这种伸缩机构的特点是最末节伸缩臂采用钢丝绳伸缩，其它伸缩臂采用多级缸或多个单级缸或多级缸和单级缸套用等方式直接用液压缸伸缩。因而最末伸缩臂的截面变化较大，其它臂节截面的变化较小。在过去，徐重浦沅长起跟随技术多年，普遍使用第二种伸缩机构，使用单缸或双缸加绳排实现四节或五节臂的伸缩。这种伸缩方式在国内最先进，但解决五节臂以上起重臂的伸缩难度算出起升绳长度系数伸缩臂采用油缸变幅，起升钢丝绳对吊臂产生有利影响。长度系数可由下式计算可知道变幅平面的临界力求临界力时，伸缩臂在变幅平面情况与旋转平面主要有两点不同是吊臂在变幅平面的计算简图是简支外伸梁，由支承情况决定的长度系数可根据具体支承情况得到二是起升绳拉力方向的改变在旋转平面中对吊臂旁弯起维持平衡的作用，而在变幅平面不起这个作用，因此在求临界力时不必顾及起升绳拉力方向的影响，即变幅平面临界力计算式为变幅平面的臂端挠度变幅平面内的箱型多节伸缩臂在臂端横向载荷,的作用下产生的弯曲变形,若伸缩臂有节,则臂端挠度可按以下公式计算同理可求旋转平面的臂端挠度参照伸缩臂在变幅平面由侧向载荷引起的臂端挠度的计算方法可以写出伸缩臂在旋转平面由侧向载荷引起的臂端挠度的计算式，其中不同的是伸缩臂在变幅平面按简支外伸梁计算，而在旋转平面则按悬臂梁计算。便可得到旋转平面中吊臂挠度相应计算式。原理和变幅平面相同,得到，则可得校核结果,此举臂在这种工况下刚度合适伸缩臂的强度校核伸缩臂计算截面角点正应力直接可按下式计算表臂架受力则可根据材料力学和材料成型技术等专业课，推算出举臂材料为合金结构钢，其为，满足条件。伸缩臂有限元分析在环境下进行优化设计，存在设计变量状态变量及目标函数三类变量。由于吊臂的长度是由起重机作业范围确定的，不能改变，优化设计变量应是截面参数，即截面形状和壁厚参数。因而吊臂的优化设计归结为其截面的参数优化设计问题。状态变量制约设计变量的取值，是设计变量的函数，而对状态变量的约束则构成了约束方程。吊臂设计中，为保证强度刚度，可设定应力和位移为状态变量，控制应力和位移的大小以达到吊臂的强度和刚度要求。目标函数为吊臂的重量，最终使重量最轻。而对于吊臂而言，计算应力变形的精确模型应为有限元模型，即需要建立参数化有限元分析模型。由于优化过程是不断在设计域内进行搜索以寻求最优解，这样有限元分析过程就得反复进行，亦即有限元分析的整个过程是作为优化设计中的个文件，并进步生成优化循环文件，以便优化过程反复调用，若是有限元模型较大，则分析时间长，优化迭代时间也就很长。起重机采用四节伸缩式形吊臂，各节臂之间可以相对滑动，靠它们搭接的上下滑块来传递作用力。基本臂根部与转台通过水平销轴铰接，且其中部还与变幅液压缸铰接，可实现吊臂在变幅平面内自由转动。吊臂伸缩采用级伸缩液压缸双绳排滑轮机构两伸两缩以实现二三四节吊臂同步伸缩。解决这样个变截面板壳基本臂二节臂三节臂四节臂模型受力问题，比较行之有效的方法是有限元法。故我们应用此法，并采用功能强大技术上非常成熟的商用有限元软件为工具来进行分析。基于吊臂的实际工况较多,现仅以全伸臂工况为例，进行起重机伸缩吊臂结构有限元的分析过程。伸缩吊臂有限元模型建立实体建模考虑到吊臂的重量，在解算时由自动计算。为确保其重心位置的正确性，必须以吊臂的真实工况位置仰角进行建模，亦即先要计算仰角的大小，再激活工作平面，将工作平面旋转角，在工作平面内造型。各节臂的筒体由薄板构成，取中面尺寸造型。基于基本臂的尾部及四节臂的头部结构异常复杂且刚性很大，故将其简化成实体，利用强大的造型功能，如拉伸移动拷贝布尔加减运算粘接等，可方便地建模。二单元选取及网格划分图网格板采用板壳元来离散。是种节点线弹性单元，它遵循基尔霍夫假定，即变形前垂直中面的法线变形后仍垂直于中面，而且这种单元可以同时考虑弯曲变形及中面内的膜力，比较符合吊臂的实际受载情况。实体单元选用节点的面体单元。考虑到每节臂之间都有搭接部分，不易选中，且大部分板厚都不样，若是每块板逐个进行网格划分，效率低下，容易出错，为此我们先在实体模型上指定属性，即赋予所有实体需划分的单元材料特性实常数等，然后由程序次对所有板块进行网格划分，同时也避免了在网格划分操作中重复设置属性。若是对些网格形状不满意，则可对这部分重新进行划分，因为重新划分时，可删除已有的网格，但不会删除所指定的属性。最终形成吊臂的有限元模型规模各节臂筒体采用自由及映射方式划分。滑块处采用扫掠划分，以保证其形状为六面体。整个网格划分，控制单元形状尽可能规则，避免形状畸形。三滑块接触处模型处理由于吊臂工作时，各节臂之间靠与滑块接触和挤压来传递力，有限元建模中，必须解决各节臂与滑块间的连接问题。首先考虑用中的接触单元来分析，但由于该算例中，单元数颇多，模型规模大，且有处接触四节臂上下有个滑块，而接触问题属于非线性，求解过程必须反复迭代计算，因而计算量实在太大，另外，其准确性也较差实际结构中的接触特性尚不清楚，基于此，我们运用另外种方法节点自由度耦合技术来模拟滑块与各节臂的接触。工作时，滑块与吊臂保持接触，但它们之间沿接触面有相对滑动趋势，故相对应的节点间沿接触面的法向自由度必须耦合，而切向自由度则不能耦合，应当释放。为了达到此目的，首先要旋转节点坐标系，旋转角度即为仰角，利用各节臂与滑块在同位置节点间的耦合，可方便地实现个滑块与吊臂对应节点的耦合。四加载及约束处理吊臂所受的载荷有吊重侧载钢丝绳在臂头的拉力风载液压缸作用力及伸缩机构钢丝绳拉力。风载荷加到吊臂侧面上，而其它力则须加到相应位置的节点上或关键点上，为了使得这些加载点能成为节点，首先需要在此位置处创建硬点，此外，由于钢丝绳在臂头的拉力及伸缩机构钢丝绳拉力等方向与整体坐标系方向不致，故还须旋转这些节点坐标系，以便于加载。约束处理基本臂尾部与转台铰接处，约束个方向平移自由度和两个方向的转动自由度。释放绕销轴中心回转的转动自由度。变幅液压缸铰点处同样处理。状态变量通常是控制设计的因变量数值,是设计变量的函数,在中,这种函数关系不是显式的,对状态变量的约束构成了约束方程。允许定义的状态变量不超过个,实际选取时,应选取适度的状态变量的数目,以保证足够的约束设计。设计中,为保证臂的强度和刚度,设定应力和位移为状态变量,控制应力和位移的大小,即使臂满足强度和刚度要求。约束条件强度条件式中危险点最大应力材料许用应力。刚度条件式中变幅平面内最大位移变幅平面内允许最大位移。计算结果与分析结论此形臂采用的截面尺寸完全符合技术要求,能够完成工作任务最大额定起重量吨,最大起升高度强度和刚度完全符合要求,采用结构合金钢图旋转平面边界条件示意图图旋转平面位移图可见旋转平面最大挠度为图变幅平面边界条件示意图图变幅平面位移图可见变幅平面最大挠度为图变幅平面应力图可见变幅平面最大应力为其为总结通过本次毕业设计，基本上掌握了汽车起重机的结构，及其主要的工作原理，并且通过查阅资料和图纸，锻炼了自己绘图以及识图的能力。在本次毕业设计中，在查阅资料之后，首先确定起重机伸缩臂的传动方案和臂架的截面，然后对起重机主臂所需要设计的部分进行计算，计算得出了三铰点的位置数值，各节臂的长度值，液压缸的主要尺寸并参照汽车起重机的资料，选取截面形状及尺寸。在上述数值确定之后，根据配合关系进行装配，在经过装配之后发现，很多地方出现干涉，从而可以看到，实际设计和装配整机，还有着定距离。参考文献张志文起重机设计手册北京中国铁道出版社，顾迪民工程起重机哈尔滨中国建筑工业出版社，孔云鹏机械设计课程设计沈阳东北大学出版社，徐格宁起重运输机金属结构设计北京机械工业出版社，章宏甲，黄宜，王积伟主编液压与气几年品质水平的快速提高，也得到了国际拥护的高度肯定，由于产品使用规范，用户的专业素质较高，出口产品的质量反馈比在过内有了明显的减少，产品反映较好。这都为中国汽车式起重机行业的发展打下了良好的基础。国