题目 32/5t*22.5桥式起重机结构设计

学 院 机械自动化学院

专 业

学 号

学生姓名

指导教师

日期 机械电子工程 董雪琴

一、课题研究的目的与意义

本课题主要对起重机的起升机构进行总体设计，以及电动机、联轴器、缓冲器、制动器的选用；运行机构减速器的设计计算和零件的校核计算及结构设计，使起重设备运行平稳, 定位准确, 安全可靠, 技术性能先进。其主要目的是熟悉桥式起重机的结构和工作原理，掌握桥式起重机的设计方法，通过学习起重机的设计方法和步骤，提高学生分析问题和解决问题的能力，将自己所学的理论知识应用到实际工作生产中，培养实际动手能力。同时让我们了解制造业的发展，为以后工作做准备。

二、桥式起重机在国内外的研究现状和发展趋势

1. 桥式起重机在国内外的发展现状

（1） 国内大型起重机的发展现状

目前，国内专业生产大型起重机的厂家很多。其中以中联重科、 三一重工、 抚挖等公司产品系列较全市场占有率较高。中联重科在20xx年x月宣布实行品牌统一战略后现已成功开发了50t~600t履带式起重机产品系列。 作为中国起重机行业的领跑者， 徐州重型机械有限公司现在已经形成了以汽车起重机为主导， 履带式重机和全路面起重机为侧翼强势推进的庞大型谱群。国内最具历史的履带式起重机生产企业抚挖现已拥有35t~350t的履带式起重机产品系列。 QUY350是抚挖20xx年推出的国产首台350t履带式起重机， 填补了国内350t履带式起重机的产品型谱空白 。三一科技自20xx年初进入履带式起重机的研发和生产领域至今，已成功开发出50t~900t共10个型号的全系列产品并全部实现销售。 其900t履带起重机的顺利下线， 标志着我国大型、超大型履带起重机自主研发领域已走在亚洲前列，成为目前亚洲最大吨位的履带式起重机。据悉，日前三一科技已具备3200t以下履带式起重机的开发能力。

（2） 国外大型起重机的发展现状

目前，国外专业生产大型起重机厂家很多。其中利勃海尔、 特雷克斯-德马格、马尼托瓦克与神钢等公司家产品系列较全， 市场占有率较高 。利勃海尔公司的产品技术先进、 工作可靠，其生产的LR系列履带起重机最大起重量已

达1200t。 其桁架臂履带式起重机系列在0xx年又喜添新品LR1600/2，使其产品型谱更加完善 。德马格公司主要生产起重量从50t~1600t的CC系列履带起重机。 最近推出了世界最大的履带式起重机CC8800-1双臂新增功能套件使其起重能力达到3200t 马尼托瓦克公司团推出了新研发的31000型履带式起重机。其独特的创新是可变位配重 (VPC)。与使用普通的吊运能力增强附件相比，可大量减少所需的地面准备工作。 此外， 配备可变位配重的起重机能够起吊和运送所有等级的额定负荷，可以很方便地在工地上移动。神钢公司开发的履带起重机产品系列化程度高、 性价比高，深受发展中国家的欢迎，在全球范围内占有一定比例。近两年神钢在中国市场中吨位履带起重机的销售业绩较好日本产品的技术性能与德国产品还是有相当差距，但其进步较快， 价格比德国产品更有竞争力，所以它们较适合我国一般履带起重机用户。

2. 桥式起重机的发展趋势

（1） 起重机的大型化

近年来，火电发电机组的功率不断增大，由以前的30万KW为主转为60万KW乃至100万KW为主， 对起重机的吨位需求增大。 由于美国核电技术的推广应用， 使大件吊装量大幅增加催生了大型起重机市场的需求。大型石化项目，同样需求大吨位的大型起重机特别是履带式起重机。

（2） 创新设计

开展对起重机传动型式创新、结构构造创新和功能原理创新等方面理论及技术基础研究，为此着重研究新材料、 新工艺、 新的传动装置， 从而通过对不同设计方案的优选、分解和组合来产生新的设计方案，不断推出创新设计成果。

（3） 核心技术化

各大知名企业均具有其独特的核心技术，并不断创新， 努力保持在同行业内的领先地位。 现在各大公司均大力研究开发自己的核心技术，以不断提升自己的产品档次和竞争能力。

（4） 模块化和组合化

极短交货期的市场需求要求开展基于网络的协同异地设计技术、并行工程技术研究，这样可以缩短产品的开发周期。用模块化设计代替传统的整机设计方法，将起重机上功能基本相同的构件、 部件和零件制成有多种用途， 有相同联

接要素和可互换的标准模块， 通过不同模块的相互组合，形成不同类型和规格的起重机。 达到改善整机性能，降低制造成本， 提高通用化程度，用较少规格数的零部件组成多品种、 多规格的系列产品， 充分满足用户需求 。

（5） 大吨位的自拆装系统

履带起重机体太笨重在公路上无法自由行走，必须拆卸才可运输， 到达工作点后再进行组装，需要辅助吊车。为减少或不用辅助吊车， 节省施工费用， 因此研制自拆装系统势在必行。目前中吨位履带起重机的自拆装系统已比较完善， 大吨位的自拆装系统仍是亟待解决的难题。

三、本课题的研究目标和研究内容

1. 主要技术参数

主要技术参数：整机工作级别A5，各机构工作级别M5，JC=40%。

起重量主钩32t，副钩5t，跨度22.5m；起升高度为主钩16m，副钩18m；起升速度主钩8m/min,5档变速；副钩19.5m/min；小车运行速度v=42.4m/min，大车运行速度V=90m/min；整机设计总重不大于41t，小车估计不大于10.9t。

2. 设计的总体思路和步骤

（1） 桥式起重机的起升机构的设计及零件的选择

（1）传动方式的选择

（2）钢丝绳与卷筒的选择

（3）滑轮组、卷筒的选择

（4）选择电动机

（5）择减速器

（6）选择制动器

（7）择联轴器

（8）起制动时间验算

（2） 桥式起重机大车运行机构的设计思路

（1）大车运行机构设计的基本原则和要求

（2）机构的传动方案选择

（3）选择车轮和轨道

（4）稳态运行阻力的计算

（5）电动机的选择

（6）减速器的选择

（7）起动时间与启动加速度验算

（8）制动器的选择

（9）联轴器的选择

（3） 桥式起重机小车运行机构的总体设计思路

（1）小车运行机构设计的基本原则和要求

（2）机构的传动方案选择

（3）选择车轮和轨道

（4）稳态运行阻力的计算

（5）电动机的选择

（6）减速器的选择

（7）起动时间与启动加速度验算

（8）制动器的选择

（9）联轴器的选择

（4） 桥式起重机桥架的主端梁设计及步骤

（1）主梁、端梁的长度方向尺寸的确定

（2）主梁内力总和

（3）主梁静刚度校核

（4）主梁动刚度校核

（5）小车位于一侧极限位置时的校核

（6）端梁的尺寸的确定

（7）端梁的计算载荷计算

（8）端梁接头的确定及计算

3. 研究方法及措施

为了完成这次毕业设计，首先在导师的帮助下了解掌握课题的内容和所需要研究的对象，然后查阅学校图书馆的资料和搜索下载网上有关资料，再对资料进

行整理、理解。在平时利用自己所学的知识进行尝试性设计，最后进行毕业设计论文的编写。

四、课题进度安排

3月x日-----3月x日：查阅文献。完成开题报告。

4月x日-----4月x日：设计部件、零件。完成设计原理、计算及图纸的绘制。 5月x日----5月x日：完成毕业设计初稿，整理图纸和计算说明书。

5月底备检为答辩做准备。

五、参考文献

[1]马琼雄.基于IPC开放式工业机器人控制系统的研究[J].机电产品开发与创新,20xx,1.

[2]JohnSharp;周靖(译).VisualC#20xx从入门到精通[M].清华大学出版社,20xx.

[3]RichardConway.WindowsGUI高级编程C#编程篇[M].清华大学出版社,20xx.

[4]BuildingaWindowsXPEmbeddedDevicehttp://ms-dn.microsoft.com/embedded/xp/getstart/tutorials/default.aspx.

[5]周凯.数控原理、系统及应用[M].机械工业出版社，20xx. 6]StevenJohnMetsker.C#设计模式[M].中国电力出版社,20xx.

[6]http://bbs.81tech.com/read.php?

 

第二篇：毕业论文数码收音机的设计开题报告

数码收音机的设计

课题来源：

在电视广播没有问世之前，听广播大概是多数中国人不可或缺的一种生活方式。除了能够听到新闻、天气预报等日常生活信息外，它还是人们娱乐和学习的工具，年轻人可通过它听到美妙动听的音乐和歌曲。戏迷们可听到名角的精彩戏曲唱段，学生们则可用它收听外教纯正的外语教学课程。记得有一段时间，一到单田芳的评书广播时间，路上的行人都会停下来听，所以，广播对人们生活的影响之大可见一斑。现在虽然有了电视，电视广播依然在很多地方继续发挥着不可替代的作用。 无线电音频广播系统，按照调制方式的不同，目前主要有两种系统，即AM调幅制和FM调频制。FM调频广播系统以其良好的音质和接收效果，同时兼容立体声方式，因而在公众无线电广播领域得到了广泛应用。多数国家的FM调频广播频段在88~108MHz的超高频波段，由于其工作频率较高，所以相应接收设备的有关器件的物理尺寸也小，容易实现小型化和集成化。世界上许多半导体公司都推出了单芯片的FM收音集成电路，例如PHILIPS公司的TEA7088和TEA576x系列，Silicon Laboratories公司的Si470xFM调谐器系列，日本三洋公司的LV24000/02等，在这些芯片外部只须增加很少的几个器件，甚至只增加一只滤波电容就可做成一个完整的FM收音调谐器。目前最小的FM调频收音模块的体积仅有9mm*9mm*2mm，因此，现在许多数码电子产品如手机，MP3等内部都带有FM调频收音功能。

我的毕设题目选用PHILIPS公司的TEA5767HN芯片设计数码收音机。

课题研究的目的与意义：

随着微电子技术的发展, 收音机也在朝着微型化和智能化的方向发展。20xx年,

PHILIPS 公司推出的FM收音机集成电路TEA5767HN, 封装形式为HVQFN40, 外形尺寸只有6×6×0.85mm 大小。它可以实现手动、自动搜台和存台, 带有I2C 和3-Wire 两个总线接口, 最小供电电压为2.5V, 外围只需要少量元器件即可实现FM收音机功能, 具有体积小、功耗低、频率稳定性好、高灵敏度、高保真等特点。这些特点使得该集成电路可以广泛应用于手机、MP3、PDA、收音机等便携式产品中。

EA5767HN芯片是PHILIPS公司推出的针对低电压应用的单芯片数字谐调FM立体声收音机芯片。它采用创新的收音机架构取代了外部的无源器件与复杂的线路，芯片内集成了完整的IF频率选择和鉴频系统，只需很少的低成本外围元件，就可实现FM收音机的全部功能，硬件系统完全不需要调试。EA5767HN芯片前端具有高性能的RF AGC电路，其接收灵敏度高，并且兼容欧洲、美国和日本FM频段；参考频率选择灵活，可通过寄存器设置选择32.768kHz和13MHz的晶体振荡器或者6.5MHz的外部时钟参考频率；可通过IIC系统总线进行各种功能控制并通过IIC总线输出7位IF计数值；立体

声解调器完全免调，可用软件控制SNC、HCC、暂停和静音功能；具有两个可编程I/O口，可用于系统的其他相关功能；由于其软件设计简单，再加上小尺寸的封装，使得它非常适合应用于电路板空间相当有限的设计上；可集成到便携式数码消费产品的设计中，如移动电话、MP3播放器、便携式CD机、玩具等众多产品，使它们具有FM收音功能。

单片机的发展趋势：

单片机现在可以说是百花齐放，百家争鸣的时期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机，从8位、16位到32位，数不胜数，应有尽有，有与主流C51系列兼容的，也有不兼容的，但它们各具特色，互成互补，为单片机的应用提供了广阔的天地。

纵观单片机的发展过程，可以预示单片机的发展趋势，大致有：

一、微型单片化

现在常规的单片机普遍都是将中央处理器（CPU）、随机存取数据存储（RAM）、只读程序存储器（ROM）、并行和串行通信接口，中断系统、定时电路、时钟电路集成在一块单一的芯片上，增强型的单片机集成了如A/D转换器、PMW（脉宽调制电路）、WDT（看门狗）、有些单片机将LCD（液晶）驱动电路都集成在单一的芯片上，这样单片机包含的单元电路就更多，功能就越强大。甚至单片机厂商还可以根据用户的要求量身定做，制造出具有自己特色的单片机芯片。

此外，现在的产品普遍要求体积小、重量轻，这就要求单片机除了功能强和功耗低外，还要求其体积要小。现在的许多单片机都具有多种封装形式，其中SMD（表面封装）越来越受欢迎，使得由单片机构成的系统正朝微型化方向发展。

二、低功耗CMOS化

MCS-51系列的8031推出时的功耗达630mW，而现在的单片机普遍都在100mW左右，随着对单片机功耗要求越来越低，现在的各个单片机制造商基本都采用了CMOS（互补金属氧化物半导体工艺）。像80C51就采用了HMOS（即高密度金属氧化物半导体工艺）和CHMOS（互补高密度金属氧化物半导体工艺）。CMOS虽然功耗低，但由于其物理特征决定其工作速度不够高，而CHMOS则具备了高速和低功耗的特点，这些特征，更适合于要求低功耗像电池供电的应用场合。所以这种工艺将是今后一段时期单片机发展的主要途径。

三、主流与多品种共存

现在虽然单片机的品种繁多，各具特色，但仍以80C51为核心的单片机占主流，兼容其结构和指令系统的有PHILIPS公司的产品，ATMEL公司的产品和中国台湾的Winbond系列单片机。所以80C51占据了半壁江山。而Microchip公司的PIC精简指令集合（RISC）也有着强劲的发展势头，中国台湾的HOLTEX公司近年的单片机产量与日俱增，与其底价质优的优势，占据一定的市场份额。此外还有MOTOROLA公司的产品，日本几大公司的专用单片机。在一定的时期内，这种情形将得以延续，将

不存在某个单片机一统天下的垄断局面，走的是依存互补、相辅相成、共同发展的道路。

九十年代以后，单片机在结构上采用双CPU或内部流水线，CPU位数有8位、16位、32位，时钟频率高达20MHZ，片内带有PWM输出、监视定时器WDT、可编程计数器阵列PCA、DMA传输、调制解调器等。芯片向高度集成化、低功耗方向的发展，使得单片机在大量数据的实时处理、高级通信系统、数字信号处理、复杂工业过程控制、高级机器人以及局域网等方面得到大量应用。这类单片机有NEC公司的MPD7800，MITSUBISHI公司的M337700，REVKWELL公司的R6500。

技术指标：

之所以会选择PHILIPS公司的TEA5767HN芯片是因为TEA5767HN芯片具有如下优异的性能： ·具有集成的高灵敏度低噪声射频输入放大器：

·FM混频器可转换欧洲、美国（87.5MHz～108 MHz）和日本（76 MHz ～91 MHz）的FM频段到中频；

·可预调接受日本TV伴音到108 MHz；

·具有射频自动增益控制电路RF AGC；

·LC调谐振荡器采用廉价的固定片式电感；

·具有内部实现的FM中频选择性；

·具有完全集成的FM鉴频器，无需外部解调；

·可选择32.768kHz或13MHz的晶体参考频率振荡器，也可使用外部6.5MHz的参考频率； ·采用PLL合成器调谐系统；

·引脚BUSMODE可选择IIC和3-wire总线；

·总线可输出7位中频计数器；

·总线可输出4位信号电平信息；

·具有软件静音功能；

·具有立体声噪声消除（stereo noise cancelling SNC）功能；

·具有高音频切割控制（HCC）功能；

·具有总线可控制的软件静音、SNC和HCC功能；

·具有免调整立体声解调功能；

·具有电台自动搜索功能；

·具有待机模式；

·具有两个软件可编程的I/O口（SWPORT）;

·当采用3-wire总线方式时，总线使能线可选择输入和输出；

·具有自适应的温度范围。

立体声FM数字收音机的实现：立体声FM数字收音机的设计目标是通过MCS-51单片机的控制，实现可自动搜索并存储10个电台节目，也可手动搜索并存储。收到听电台的额频率和台号可在显示模块中的LCD上显示，音量通过音量加、减按键自主控制，并能存储关机时设定的数据，左右声道音频信号通过外接的功放输出。

研究内容：

TEA5767HN数字收音机应用系统的硬件实现

TEA5767HN数字调谐收音机应用系统的硬件模块主要由MCU(AT89C2051)控制电路、数字调谐收音(TEA5767HN)、音频信号放大(TDA1308)3大部分组成。其中MCU控制电路主要由低功耗MCS-51系列单片机AT89C2051、键盘及状态显示终端构成,是该应用系统的硬件平台,键盘用于输入对数字调谐收音机的各种操作,系统的各种工作状态由状态显示终端显示。AT89C2051提供以下标准功能：2k字节flash闪速存储器，128字节内部RAM,15个I/O口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，内置一个精密比较器，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89C2051可降至0HZ的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一个硬件复位。MCU控制模块通过I2C总线完成对数字调谐收音机模块的所有控制,收音机模块输出的音频信号经由音频放大模块放大后输出到耳机或扬声器。

软件设计

应用软件架构

基于AT89C2051单片机控制平台的TEA5767HN数字收音机的软件设计主要包括3部分:

1. I2C总线通信协议、键盘及显示终端驱动程序;

2. TEA5767HN底层驱动,包括寄存器控制字的读写操作;

3. 应用层程序包括数字调谐收音机的各种应用功能的实现。

应用软件设计

整个应用层软件主程序由：系统初始化、键盘命令检测、系统状态信息读写、频道调谐、键盘命令处理和系统状态显示6大模块组成。TEA5767HN数字调谐收音机应用系统软件主程序系统初始化包括AT89C2051的初始化、I2C通信初始化、系统状态信息读取和TEA5767HN控制寄存器的初始化。 所有的功能由键盘输入开启,所以键盘命令处理程序将完成该系统的所有功能。以下重点介绍TEA5767HN数字收音机的键盘命令处理程序。

键盘命令处理程序实现了暂停、手动搜索、自动搜索、广播频道切换、立体声/单声道切换、静音和键盘锁定7个常用功能,每一个功能由一个功能函数完成。

每个功能就是一个功能模块函数,键盘命令处理程序都是功能模块函数的调用。上述7个功能模

块中,自动搜索和手动搜索是该数字调谐收音机系统程序功能模块的关键。

自动搜索功能模块函数

自动搜索功能模块函数主要由：FM广播频率设置、搜索频率设定、广播信号强度读取、IFC中频计数器读取、有效广播频道的判别、广播频道数据的存储和系统工作状态显示等部分组成。

编写自动搜索功能模块,将使系统能够很好地实现自动搜索功能,手动搜索相当于自动搜索的一个步进频率的搜索过程。不难发现,不管是自动搜索还是手动设定频率,如何调谐单个频率是关键,也是数字调谐收音机调谐广播电台的软件算法的核心。TEA5767HN数字调谐收音机系统通过调用一个功能函数来完成单个频率的调谐。

调谐单个频率功能模块函数

调谐单个频率功能模块函数包括：频率和锁相环数据的转换(调谐算法函数)、TEA5767HN调谐状态寄存器的设置、High/Low Injection 的优化选择以及TEA5767HN控制寄存器写操作

TEA5767HN数字调谐收音机是一个数字调谐系统。除了硬件平台，完全依靠MCU对其寄存器的控制就可以完成数字调谐收音机的所有功能。基于TEA5767HN的应用系统，性能可靠的硬件设计是基础， 良好的软件架构是关键，而基于软件控制的High／LowInjection优化选择和锁相环数据的精确转换则能确保系统更加可靠稳定地运行。

时间安排：

1．第1～2周：调研阶段，到图书馆、科技情报所或国际互联网络等查找国内外公开发表的相关科研论文、参考资料、文献等，完成科技英语文献的检索工作。

2．第3～4周： 进入的毕业设计前期工作（开题报告）。

3．第5周：上交开题报告。

4．第6～7周：进入毕业设计阶段。

5．第8周：进行毕设期中检查。

6．第9～14周：完成毕业设计、结题、毕业论文的撰写。

7．第15周：上交英文文献的翻译文稿。

8．第16周：毕业答辩和毕业设计的成绩评定工作。

实验室现有条件：

仿真机、示波器、稳压源等等一应实验设备

课题成果：

软硬件调试成功，做出由51单片机控制的数码收音机成品。

参考文献;

1.唐继贤.51单片机工程应用实例.北京：航空航天大学出版社，20xx-01

2.马忠梅、籍顺心、马凯.单片机的C语言应用程序设计.第4版.北京:航空航天大学出版社，20xx-2

3.Philips Semiconductors TEA5768HL Datasheet ,20xx

4.Philips Semiconductors P89LPC932 Datasheet, User Manual, 20xx

5.Philips Semiconductors. Digital Radio Specification. 20xx

6.无线电 20xx.7总第514期