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1、华东交通大学毕业设计目录1绪论 12抓斗设计 22.1抓斗的选取 22.2抓斗的受力分析 22.3抓斗自重的确定 32.4抓斗的自重的分配 32.5鄂板宽度 42.6抓斗的最大开度 42.7抓斗的其他参数52.8抓斗鄂板的侧面形状 52.9滑轮组倍率 73起升机构设计 83.1方案布置 83.2钢丝绳的选择 83.3卷筒的选择和转速 93.4滑轮组的选择 103.5电动机的选择 113.6减速器的选择 123.7制动器的选择 133.8联轴器的选择 143.9验算起动时间 153.10制动时间验算 164抓斗优化174.1抓斗优化目标174.2设计变量174.3约束条件184.4优化程序及结果
2、196总结 215参考文献 227致谢 238附录 24 8.1附录A（英文） 24 8.2附录B（中文翻译） 29抓斗结构设计与优化（摘要） 首先应该对抓斗进行设计计算，确定抓斗的各个参数，然后根据抓斗的型号、起重量和给定的起升高度、起升速度，确定起升机构的布置方案，然后确定钢丝绳的型号，选取合适的卷筒、滑轮直径。根据设计计算选定减速器、电动机、制动器和联轴器。根据设计计算的结果，绘制出抓斗部件图和起升机构总体装配图。对抓斗的优化主要是通过MATLAB语言，将前面已经设计好的抓斗参数转化为线性方程，这个过程和其它调式程序一样，主要包括这样几个步骤：编辑.编译.连接.以及执行和调试。利用MAT
3、LAB软件可以求解线性规划、无约束规划、二次规划和有约束非线性规划等优化设计问题.该软件编程工作量小,初始参数输入简单,符合工程设计语言,有着很大的优越性.通过给出的优化实例可以看出,应用该软件求解机械优化设计问题非常方便。主要词汇：抓斗.优化.参数.程序 Design and optimization for the grab of structural（Abstract）First should carry on the design calculation to the grab, definite grab each parameter, then according to the g
4、rab model, the lifting capacity and assigns lifts, lifts highly the speed, determined lifts the organization scheme of arrangement, then the determination steel wire model, selects the appropriate reel, the pulley diameter. According to design calculation designation reduction gear, electric motor,
5、brake and shaft coupling. According to the design calculation result, draws up the grab part chart and lifts the organization overall assembly drawing.To the grab optimization mainly is through the MATLAB language, front already will design the grab parameter transformed as the linear equation, this
6、 process and other mode procedure were same, mainly included such several steps: Edition.Translation.Connection.As well as execution and debugging. May solve the linear programming, the non-restraint plan, two plans using the MATLAB software and has optimized design questions and so on restraint non
7、linear programming.This software programming work load is small,The initial parameter input is simple,Conforms to the engineering design language,Has the very big superiority.Through the optimized example which gives may see,Solves the machinery using this software to optimize the design question to
8、 be extremely convenient.Main glossary: Grab. Optimization. Parameter. Procedure1绪论随着社会的日益发展，一些强度较大的体力劳动逐渐被机械生产所替代，起重机则是其中运用较广泛的机械，它对减轻劳动强度，节省人力，降低建设成本，提高施工质量，加快建设速度，实现工程施工机械化起着十分重要的作用。抓斗是起重机上十分重要部件，它是用来装卸物料的装置，而抓斗的重量，形状，大小也将对取物能力有着重要影响，这里也将会对它进行优化，使它的性能得到进一步的提高。通过司机室那的操作，抓斗能进行抓取和开卸动作，大大提高了工作效率，所以广泛
9、的运用于生产实践中。在起重机中，用以提升或下降货物的机构称为起升机构。起升机构是起重机中最重要、最基本的机构，其工作的好坏直接影响整台起重机的工作性能。起升机构一般由驱动装置、钢丝绳卷绕系统、取物装置和安全保护装置等组成。驱动装置包括电动机、联轴器、制动器、减速器、卷筒等部件。此次设计主要是针对抓斗的结构设计、起升机构的设计计算和对抓斗的优化，首先应该对抓斗进行设计计算，确定抓斗的各个参数，然后根据抓斗的型号、起重量和给定的起升高度、起升速度，确定起升机构的布置方案，然后确定钢丝绳的型号，选取合适的卷筒、滑轮直径。根据设计计算选定减速器、电动机、制动器和联轴器。根据设计计算的结果，绘制出抓斗部
10、件图和起升机构总体装配图。对抓斗的优化主要是通过MATLAB语言，将前面已经设计好的抓斗参数转化为线性方程，这个过程和其它调式程序一样，主要包括这样几个步骤：编辑.编译.连接.以及执行和调试。利用MATLAB软件可以求解线性规划、无约束规划、二次规划和有约束非线性规划等优化设计问题.该软件编程工作量小,初始参数输入简单,符合工程设计语言,有着很大的优越性.通过给出的优化实例可以看出,应用该软件求解机械优化设计问题非常方便。此次设计的主要目的是要通过对抓斗和起升机构的设计计算达到了解起重机设计的过程的目的，为以后参加工作，从事设计工作打下一个坚实的基础。熟练掌握了AUTOCAD的操作和利用MAT
11、LAB语言进行优化。2抓斗设计抓斗是起重机装卸散料的一种取物装置。主要用于大量散粒物品的装卸工作，采用抓斗可免除繁重的人工劳动，提高劳动生产率。21抓斗类型的种类 为了便于设计和选用，可按抓取物料容重（r2.6t/m）。 根据抓斗的操作特点,可以分为单绳抓斗、双绳抓斗、和马达抓斗. 其中双绳抓斗发展较快，除常用长撑杆抓斗和多颚抓斗外，还有剪式抓斗、耙集式抓斗和钳式抓斗等2.1.1选用长撑杆双绳抓斗2.1.2双绳抓斗简介 双绳抓斗开闭绳与支持绳用双卷筒分别驱动以实现颚板开闭或起升下降,只能用于专门的起升机构中,不能作为普通起重机的备用取物装置,但结构和操作简单自重轻,对于多种物料适应性强,生产率
12、高,是目前最典型和用的最广泛的一种抓斗型式。长撑杆抓斗（图1）是抓斗的基本型式。由颚板、长承梁、下承梁、撑杆和闭合滑轮组组成。长撑杆抓斗对各类散料具有良好的适应性，且重心低因而获得广泛的应用。 图1 长撑杆抓斗机构图2.2抓斗的受力分析双绳抓斗在工作中其开闭绳张力，颚板刃口切入力和撑杆在铰点上的推力N，对抓斗的结构强度和抓取性能有着重要的影响。图2为开闭绳和支撑绳在抓斗作业过程中的变化情况，图中为支撑绳拉力。 图2 抓斗钢丝绳张力变化根据图2取开闭绳和支撑绳的拉力为总载荷的100%和66%。2.3抓斗自重的确定 抓斗自重既是抓斗产生抓取力矩的来源,又是保证抓斗具有一定强度和刚度.抓斗自重可由下式确定： （1-1）式中：Q抓斗起重额定起重量； 抓斗自重系数，可由表1查出。
