1、畢業設計的結構框架畢業設計的結構框架分析抓斗的結構組成對抓斗關鍵設計參數的確定抓斗主要部件的設計與校核對抓斗關鍵參數進行優化第1頁/共30頁論文的主要內容論文的主要內容 第一章 緒論 第二章 抓斗的總體分析 第三章 抓斗的總體設計 第四章 抓斗主要部件的結構設計 第五章 抓斗優化第2頁/共30頁抓斗的結構介紹抓斗的結構介紹平衡架上承梁撐桿下承梁斗體第3頁/共30頁抓斗的工作原理抓斗的工作原理A）空抓斗下降B）抓貨C）滿抓斗上升D）卸貨第4頁/共30頁抓斗的初步設計方案抓斗的初步設計方案v抓斗的類型：長撐桿雙瓣四索抓斗v抓斗的噸位：斗容+自重=16tv抓斗抓取的物料：礦石第5頁/共30頁抓斗設計

2、的關鍵參數抓斗設計的關鍵參數主要技術參數額定起重量16t物料容量抓斗容積3.789 抓斗自重6528 滑輪組倍率5滑輪底徑595mm鋼絲繩直徑28mm斗體內寬1964mm抓斗最大張開度2811mm抓斗閉合高度3630mm抓斗張開高度4113mm鋼絲繩引出長度9350mm鋼絲繩工作長度18345mm35 . 2mt3mkg 第6頁/共30頁抓斗的其余參數抓斗的其余參數第7頁/共30頁運動學分析運動學分析從運動學的觀點出發，可以將長撐桿雙瓣四索抓斗當作一個簡單的平面連桿機構。如下圖所示：自由度計算公式為： 其中 ，代入數據得： 第8頁/共30頁撐桿的結構設計撐桿的結構設計w 我設計的撐桿由面板和側

3、板焊接而成的一個空心的長方體，當中放了4到5塊筋板來增加撐桿的強度。這樣又能夠減輕撐桿的自重，還可以保證撐桿的強度。撐桿中還包括了眼板和凹凸齒塊，為了讓左右兩根撐桿能夠更好的嚙合。讓抓斗的上承梁能夠穩定。第9頁/共30頁撐桿的校核撐桿的校核壓219643.33341.178()0.6358400MPa 壓32946561.767 ()0.6358400MPa 611164732.50.401020.35 ()8400540800TMMPaFW 第10頁/共30頁斗體的結構設計斗體的結構設計 顎板多用A3或16Mn的鋼板焊接而成。顎板與下承梁連接的銷孔要求鏜削，以保證裝配時的對中性。為了滿足顎板

4、強度與橫向剛度的要求，在顎板邊緣處用厚鋼板加強，增加耐磨性，并需要在顎板內部加設縱筋與橫向支撐。這樣可以是斗體的結構更加的穩固。第11頁/共30頁大彎板的受力分析及校核大彎板的受力分析及校核則豎直方向的受力大小為： )(84.6345 . 167.294300443KNGPRHH當進行強度校驗時，需要保證以下條件： )(dylRH。 MPaMPa2037 . 1345)(01.1120)240530(10384. 64所以大彎板的強度符合要求第12頁/共30頁上承梁的設計上承梁的設計 1、滑輪組的設計 2、軸承的選取 3、軸的計算 4、銷軸的選取第13頁/共30頁軸的校核軸的校核軸的受力分析軸

5、的受力分析對軸進行了強度校核和剛度對軸進行了強度校核和剛度校核都符合要求校核都符合要求第14頁/共30頁下承梁的設計下承梁的設計 下承梁的結構設計基本都與上承梁相同第15頁/共30頁抓斗的三維模型抓斗的三維模型抓斗閉合抓斗閉合抓斗張開抓斗張開第16頁/共30頁優化設計設計變量目標函數約束條件優化結果第17頁/共30頁設計變量設計變量 統籌考慮到抓斗抓貨的四個狀態，決定選取可能影響最大的五個參數作為設計變量。 為撐桿長度， 為撐桿下絞點到斗體的主銷軸的距離，a為長撐桿絞點間的距離， 為顎板的角度， 為顎板底背角，L為抓斗的最大開度。1122345=l，l ,a，,XXXXX1l2l第18頁/共3

6、0頁目標函數目標函數取抓斗單位閉合繩拉力能夠生成的抓取力達到極大值作為抓斗的目標函數。=sin/2 sin （ + ）（sin- sin （ +a） +（cos （ + ）（cos-cos（ +a）F 第19頁/共30頁約束條件約束條件(a) 避免閉合滑輪組之間滑輪干涉，或防止繞入、繞出滑輪的鋼繩偏角過大，限制上、下橫梁滑輪組軸線之間最小距離。(b) 避免閉合狀態下撐桿力臂過小。(c) 避免最大張開度狀態下，撐桿力不產生抓取力。(d)保證抓斗結構緊湊。(e) 保證目標函數有意義，設計變量非負等其它要求。第20頁/共30頁優化結果優化結果優化前的抓取力的比值為優化前的抓取力的比值為3.24313

7、.2431優化后抓取力的比值為優化后抓取力的比值為3.81133.8113與原來的設計方案x0 = 2600,1437,175,0.9257,0.3下目標函數 f = 3 . 2 4 3 1 進 行 比 較 ， 優 化 后 的 參 數 是 x = 2800,1427,199,0.8658,0.288 ，抓取力F=3.811。所以優化結果為（所以優化結果為（3.811-3.24313.811-3.2431）/3.2431/3.2431* *100%=17.5%100%=17.5%第21頁/共30頁優化程序優化程序 #include #include #include #include const

8、 int nn=5;const int n2=10*nn;const double ee=0.0000001,eb=0.001;const double pi=3.1415926/180,L=2811,lmin=1150;/double bonn2=2400,2600,1200,1450,150,200,0.7,1.15,0.2,0.5;/double bonn2=2400,2800,1200,1600,150,200,0.7,1.2,0.1,0.5;double bonn2=2400,2800,1200,1600,150,200,0.7,1.15,0.2,0.5;/double xnn=24

9、02.33,1435.09, 150.07, 1.5,0;double xnn=2600,1437,175,0.9257,0.3;/原始數據double phamax,lacmin,lacmax;double function() double ff,i1,pha,phaa,phak;ff=0;for (i1=1;i1=10;i1+) pha=i1*phamax/10;phaa=pha+x3;phak=pha+x4;ff=ff+sin(phaa)/(2*(sin(phak)*(sin(pha)-sin(phaa)+cos(phak)*(cos(pha)-cos(phaa); ff=-ff/10

10、;/coutffendl; /system(pause);return ff;第22頁/共30頁優化程序優化程序nt subject() int kk=0,i; double ddd,llmin,llmax;for (i=0;inn;i+)if (xiboi1) kk=1; return kk;if (x4x3/3.) kk=1; return kk;if (L/(2*x1)0.9848) kk=1; return kk; phamax=asin(L/(2*x1);if (phamax1.396263401) kk=1; return kk;ddd=x0*x0-powl(x1*sin(x3)-

11、x2,2);if (ddd=0) kk=1; return kk;llmin=sqrt(ddd)-x1*cos(x3);if (llmin=lmin) kk=1; return kk;ddd=x1*sin(x3+phamax)-x2;llmax=-x1*cos(x3+phamax)+sqrt(x0*x0-ddd*ddd);lacmin=llmin*llmin-x2*x2;lacmax=llmax*llmax-x2*x2;ddd=x0*x0+x1*x1-2*x0*x1*cos(0.523598776);if (lacminddd) kk=1; return kk; / coutphamax/pi

12、 dddd llmin llmaxendl; / system(pause);return kk;第23頁/共30頁優化后的圖紙優化后的圖紙第24頁/共30頁部分工程圖部分工程圖第25頁/共30頁設計匯總設計匯總 1、論文一篇 2、圖紙：工程圖共21張 裝配圖9張 3、優化程序（c語言） 4、外文翻譯（4000字）第26頁/共30頁結論結論主要研究成果總結如下：1通過緒論對不同種類的抓斗進行比較，最后選取16噸長撐桿雙瓣四索抓斗作為設計方案，確定了設計抓斗所需要的關鍵參數。 2設計并校核抓斗的核心部件。參考了很多手冊和實習公司的資料對撐桿和斗體進行了結構設計，并對設計的尺寸進行了驗算。3. 用inventor軟件建立了抓斗的三維模型。4抓斗的優化。先根據抓斗模型，畫出簡易的四連桿機構，再對機構進行受力分析，選取抓斗閉合繩的拉力產生的抓取力作為優化目標，通過數學的方式，推導出目標函數。最后用C語言，把函數和約束條件都轉化成編程語言，通過復合循環函數求最優參數，最后得到的結果是比原設計方案提升17.5%。第27頁/共30頁 首先感謝樓紀國老師，這次畢業設計中，作為我的指導老師，雖然平日里工作繁多，但在我做畢業設計的每個階段，從選題到查閱資料，還有論文提綱的確定以及中期論文的修改、后期論文格式調整等各個環節中都給予了我悉心的指導。 其