起重機小車設(shè)計說明書[參考樣本]2008

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1、 機械課程設(shè)計說明書 題目：32/5噸通用橋式起重機小車設(shè)計 班級：機自0 218 姓名： 學(xué)號：200 060 目 錄 設(shè)計任務(wù)書-----------------------------------------------------------------------------------------------1 第1章 概述---------------------------------------------

2、---------------------------------2 第2章 總體設(shè)計------------------------------------------------------------------------------2 2.1 總體設(shè)計方案---------------------------------------------------------7 2.2 四連桿變幅臂架系統(tǒng)運動學(xué)設(shè)計---------------------------------7 2.3 總體尺寸規(guī)劃--------------------------------------

3、--------------7 第1章 主起升機構(gòu)計算-------------------------------------------------------------7 1.1 確定傳動方案，選擇滑輪組和吊鉤組---------------------------------7 1.2 選擇鋼絲繩-------------------------------------------7 1.3 確定卷筒尺寸并驗算強度--------------------------------8 1.4 初選電動機-------------------------------------

4、------10 1.5 選用標(biāo)準(zhǔn)減速器---------------------------------------11 1.6 校核減速器輸出軸強度--------------------------------------------------11 1.7 電動機過載驗算和發(fā)熱驗算--------------------------------------------11 1.8 選擇制動器--------------------------------------------12 1.9 選擇聯(lián)軸器--------------------------------------

5、-----13 1.10 驗算起動時間-----------------------------------------13 1.11 驗算制動時間-----------------------------------------14 1.12 高速軸計算------------------------------------------15 第2章 副起升機構(gòu)計算------------------------------------------------------------17 2.1 確定傳動方案，選擇滑輪組和吊鉤組---------------------------

6、-----17 2.2 鋼絲繩的選擇------------------------------------------17 2.3 確定卷筒尺寸并驗算強度--------------------------------18 2.4 初選電動機-------------------------------------------21 2.5 選用標(biāo)準(zhǔn)減速器---------------------------------------21 2.6 校核減速器輸出軸強度----------------------------------22 2.7 電動機過載驗算和發(fā)熱驗算------

7、-------------------------------------22 2.8 選擇制動器--------------------------------------------23 2.9 選擇聯(lián)軸器-------------------------------------------23 2.10 驗算起動時間-----------------------------------------24 2.11 驗算制動時間-----------------------------------------25 2.12 高速軸計算------------------------

8、------------------25 第3章 小車運行機構(gòu)計算-----------------------------------------------------------------------27 3.1 確定機構(gòu)傳動方案----------------------------------------------------------27 3.2 選擇車輪與軌道并驗算其強度------------------------------------------28 3.3 運行阻力計算 ------------------------------------------

9、--------------------29 3.4 選電動機--------------------------------------------------------------------30 3.5 驗算電動機發(fā)熱條件-----------------------------------------------------30 3.6 選擇減速器------------------------------------------------------------------31 3.7 驗算運行速度和實際所需功率------------------------------

10、----------31 3.8 驗算起動條件-------------------------------------------------------------31 3.9 按起動工況校核減速器功率-------------------------------------------32 3.10 驗算起動不打滑條件----------------------------------------------------33 3.11 選擇制動器---------------------------------------------------------------33 3

11、.12 選擇聯(lián)軸器---------------------------------------------------------------34 3.13 驗算低速浮動軸的強度------------------------------------------------35 3.14 小車緩沖器---------------------------------------------------------------36 設(shè)計心得----------------------------------------------------------------------------

12、----------------------37 參考文獻--------------------------------------------------------------------------------------------------39 太原科技大學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書 學(xué)院（直屬系）：機電工程學(xué)院 時間：2009年12月13日 學(xué) 生 姓 名 指 導(dǎo) 教 師 設(shè)計（論文）題目 32/5噸通用雙梁橋式起重機小車設(shè)計計算 主要研 究內(nèi)容 1. 小車總體設(shè)計； 2. 主/副起升機構(gòu)設(shè)

13、計計算； 3. 小車運行機構(gòu)設(shè)計計算； 4. 小車主要安全裝置設(shè)計計算； 5. 小車總圖繪制(標(biāo)準(zhǔn)0號或1號加長)1張； 6. 機構(gòu)部件圖2號1張，機構(gòu)零件圖2號1張（選其一即可）。 研究方法 搜集查閱與分析研究相關(guān)國內(nèi)外資料，綜合所學(xué)基礎(chǔ)與專業(yè)知識，遵循機械零件與起重機行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在小組充分討論基礎(chǔ)上，制定合理的具有先進性的設(shè)計方案，按時完成本設(shè)計提出的全部內(nèi)容。 主要技術(shù)指標(biāo)(或研究目標(biāo)) 小車的主/副起升機構(gòu)設(shè)計參數(shù)： 起重量32/5t，起升高度16/18m，起升速度7.51/19.5m/min 起升機構(gòu)工作級別M5/M5，

14、 小車運行機構(gòu)設(shè)計參數(shù)： 工作級別M5，運行速度45m/min，軌距2500mm，參考輪距2800mm， 小車參考自重：約11.5t 主要參考文獻 1 張質(zhì)文, 包起帆等. 起重機設(shè)計手冊. 北京中國鐵道出版社，2001 2 倪慶興, 王殿臣. 起重輸送機械圖冊(上冊). 北京：機械工業(yè)出版社, 1991 3 AUTOCAD實用教程(2005中文版). 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社, 2005 4 楊長揆, 傅東明. 起重機械(

15、第二版). 北京：機械工業(yè)出版社, 1985 5 陳道南, 盛漢中. 起重機設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書. 北京：機械工業(yè)出版 社, 1991 6 孫恒, 陳作模. 機械原理(第六版). 北京：高等教育出版社, 2000 7 編寫組編，起重機設(shè)計規(guī)范GB3811-2008. 北京：標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2008 概 述 橋式起重機是橋架在高架軌道上運行的一種橋架型起重機，又稱天車。橋式起重機的橋架沿鋪設(shè)在兩側(cè)高架上的軌道縱向運行，起重小車沿鋪設(shè)在橋架上的軌道橫向運行，設(shè)置在小車上的起升機構(gòu)實現(xiàn)貨物垂直升降。三個機構(gòu)的綜合，構(gòu)成一立方體形的工作范圍，這樣就可以充分利用橋架下面的空間

16、吊運物料，不受地面設(shè)備的阻礙。 橋式起重機廣泛地應(yīng)用在室內(nèi)外倉庫、廠房、碼頭和露天貯料場等處。橋式起重機可分為普通橋式起重機、簡易梁橋式起重機和冶金專用橋式起重機三種。各類橋式起重機的特點如下 1) 普通橋式起重機主要采用電力驅(qū)動，一般是在司機室內(nèi)操縱，也有遠(yuǎn)距離控制的。起重量可達(dá)五百噸，跨度可達(dá)60米。 2) 簡易梁橋式起重機又稱梁式起重機，其結(jié)構(gòu)組成與普通橋式起重機類似，起重量、跨度和工作速度均較小。橋架主梁是由工字鋼或其它型鋼和板鋼組成的簡單截面梁，用手拉葫蘆或電動葫蘆配上簡易小車作為起重小車，小車一般在工字梁的下翼緣上運行。橋架可以沿高架上的軌道運行，也可沿懸吊在

17、高架下面的軌道運行，這種起重機稱為懸掛梁式起重機。 3) 冶金專用橋式起重機在鋼鐵生產(chǎn)過程中可參與特定的工藝操作，其基本結(jié)構(gòu)與普通橋式起重機相似，但在起重小車上還裝有特殊的工作機構(gòu)或裝置。這種起重機的工作特點是使用頻繁、條件惡劣，工作級別較高。主要有五種類型。 4) 鑄造起重機：供吊運鐵水注入混鐵爐、煉鋼爐和吊運鋼水注入連續(xù)鑄錠設(shè)備或鋼錠模等用。主小車吊運盛桶，副小車進行翻轉(zhuǎn)盛桶等輔助工作。 5) 夾鉗起重機：利用夾鉗將高溫鋼錠垂直地吊運到深坑均熱爐中，或把它取出放到運錠車上。 6) 脫錠起重機：用以把鋼錠從鋼錠模中強制脫出。小車上有專門的脫錠裝置，脫錠

18、方式根據(jù)錠模的形狀而定：有的脫錠起重機用項桿壓住鋼錠，用大鉗提起錠模；有的用大鉗壓住錠模，用小鉗提起鋼錠。 7) 加料起重機：用以將爐料加到平爐中。主小車的立柱下端裝有挑桿，用以挑動料箱并將它送入爐內(nèi)。主柱可繞垂直軸回轉(zhuǎn)，挑桿可上下擺動和回轉(zhuǎn)。副小車用于修爐等輔助作業(yè)。 8) 鍛造起重機：用以與水壓機配合鍛造大型工件。主小車吊鉤上懸掛特殊盛料器高溫液態(tài)鋼包，用以支持和翻轉(zhuǎn)鋼包，副小車用來抬起鋼包，澆鑄液態(tài)金屬。 橋式類型起重機的金屬結(jié)構(gòu)一般由主梁和端梁組成，分為單主梁橋架和雙梁橋架兩類。單主梁橋架由單根主梁和位于跨度兩邊的端梁組成，雙梁橋架由兩根主梁和端梁組成。主梁與端梁

19、剛性連接，端梁兩端裝有車輪，用以支承橋架在高架上運行。主梁上焊有軌道，供起重小車運行。橋架主梁的結(jié)構(gòu)類型較多比較典型的有箱形結(jié)構(gòu)、四桁架結(jié)構(gòu)和空腹桁架結(jié)構(gòu)。 箱形結(jié)構(gòu)又可分為正軌箱形雙梁、偏軌箱形雙梁、偏軌箱形單主梁等幾種。正軌箱形雙梁是廣泛采用的一種基本形式，主梁由上、下翼緣板和兩側(cè)的垂直腹板組成，小車鋼軌布置在上翼緣板的中心線上，它的結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，適于成批生產(chǎn)，但自重較大。 偏軌箱形雙梁和偏軌箱形單主梁的截面都是由上、下翼緣板和不等厚的主副腹板組成，小車鋼軌布置在主腹板上方，箱體內(nèi)的短加勁板可以省去，其中偏軌箱形單主梁是由一根寬翼緣箱形主梁代替兩根主梁，自重較小，但制造較復(fù)雜。

20、 四桁架式結(jié)構(gòu)由四片平面桁架組合成封閉型空間結(jié)構(gòu)，在上水平桁架表面一般鋪有走臺板，自重輕，剛度大，但與其它結(jié)構(gòu)相比，外形尺寸大，制造較復(fù)雜，疲勞強度較低，已較少生產(chǎn)。 空腹桁架結(jié)構(gòu)類似偏軌箱形主梁，由四片鋼板組成一封閉結(jié)構(gòu)，除主腹板為實腹工字形梁外，其余三片鋼板上按照設(shè)計要求切割成許多窗口，形成一個無斜桿的空腹桁架，在上、下水平桁架表面鋪有走臺板，起重機運行機構(gòu)及電氣設(shè)備裝在橋架內(nèi)部，自重較輕，整體剛度大，這在中國是較為廣泛采用的一種型式。 下面具體介紹普通橋式起重機的構(gòu)造。普通橋式起重機一般由起重小車、橋架運行機構(gòu)、橋架金屬結(jié)構(gòu)組成。起重小車又由起升機構(gòu)、小車運行機構(gòu)和小車架三部分組成。

21、 起升機構(gòu)包括電動機、制動器、減速器、卷筒和滑輪組。電動機通過減速器，帶動卷筒轉(zhuǎn)動，使鋼絲繩繞上卷筒或從卷筒放下，以升降重物。小車架是支托和安裝起升機構(gòu)和小車運行機構(gòu)等部件的機架，通常為焊接結(jié)構(gòu)。 起重機運行機構(gòu)的驅(qū)動方式可分為兩大類：一類為集中驅(qū)動，即用一臺電動機帶動長傳動軸驅(qū)動兩邊的主動車輪；另一類為分別驅(qū)動、即兩邊的主動車輪各用一臺電動機驅(qū)動。中、小型橋式起重機較多采用制動器、減速器和電動機組合成一體的“三合一”驅(qū)動方式，大起重量的普通橋式起重機為便于安裝和調(diào)整，驅(qū)動裝置常采用萬向聯(lián)軸器。 起重機大車運行機構(gòu)一般只用四個主動和從動車輪，如果起重量很大，常用增加車輪的辦法來降低輪壓。

22、當(dāng)車輪超過四個時，必須采用鉸接均衡車架裝置，使起重機的載荷均勻地分布在各車輪上。 本次設(shè)計課題為32/5t通用橋式起重機小車設(shè)計，主要包括起升、運行兩大機構(gòu)及其安全裝置的設(shè)計計算和裝配圖與零部件圖的繪制。將我們所學(xué)的知識最大限度的貫穿起來，使我們學(xué)以至用、理論聯(lián)系實際。培養(yǎng)我們的設(shè)計能力及理論聯(lián)系實際過程中分析問題、解決問題的能力。 ________________________________________________________ 說明書所有公式格式全部應(yīng)該如下所示: s 式中，——電動機滿載下降轉(zhuǎn)速，單位為r/min， r

23、/min ； ——制動力矩， N.m ； ——凈阻力矩， N.m ； …… (該部分地區(qū)只作指導(dǎo)用,請刪除) _______________________________________________________________ （去掉概述，目錄要改為和后面計算內(nèi)容一致，不要有錯別字，公式及其文中公式符號，必須用“公式”格式，必須采用Word2003以前的低版本打印） 第1章 主起升機構(gòu)計算 1.1 確定傳動方案，選擇滑輪組和吊鉤組 按照構(gòu)造宜緊湊的原則,決定采用下圖的傳動方案。如圖1所示，采用了雙聯(lián)滑輪組.按Q=

24、32t，表8-2查取滑輪組倍率=4，因而承載繩分支數(shù)為 Z=2=8。吊具自重載荷。得其自重為：G=2.0%=0.02320=6.4kN 圖1 主起升機構(gòu)簡圖 1.2 選擇鋼絲繩 若滑輪組采用滾動軸承，=4,查表得滑輪組效率=0.97。 鋼絲繩所受最大拉力 按下式計算鋼絲繩直徑 d=c=0.096=19.7mm c: 選擇系數(shù)，單位mm/，用鋼絲繩=1850N/mm2，據(jù)M5及查表得c值為0.096。 選不松散瓦林吞型鋼絲繩直徑d=20mm， 其標(biāo)記為6W(19)-20-185-I-光-右順(GB1102-74)。 1.3 確定卷筒尺寸,轉(zhuǎn)速及滑輪直徑 卷筒和

25、滑輪的最小卷繞直徑： ≥hd 式中h表示與機構(gòu)工作級別和鋼絲繩結(jié)構(gòu)的有關(guān)系數(shù)； 查表得：筒=18;滑輪=20； 筒最小卷繞直徑=d=1820=360； 輪最小卷繞直徑=d=2020=400。 考慮起升機構(gòu)布置卷筒總長度不宜太長，輪直徑和卷筒直徑一致取D=650㎜。 卷筒長度 =1946.8mm。 式中：筒上有繩槽長度，，中安全圈n=2，起升高度H=16m， 槽節(jié)矩t=23mm，繞直徑=670mm； ：定繩尾所需長度,取=323=69mm； ：筒兩端空余長度,取=t=23mm； ：筒中間無槽

26、長度,根據(jù)滑輪組中心間距=150，=1761mm。 卷筒壁厚δ=0.02D+(6~10)=[0.02650+(6~10)]mm=19~23mm，δ=20mm，進行卷筒壁的壓力計算。 卷筒轉(zhuǎn)速=r/min=14.3r/min。 1.4 計算起升靜功率 ==47.6kW 式中η起升時總機械效率=0.858 為滑輪組效率取0.97；傳動機構(gòu)機械效率取0.94；卷筒軸承效率取0.99；連軸器效率取0.98。 1.5 初選電動機 ≥G=0.847.6=38.08kW 式中 ：JC值時的功率，位為kW； G：穩(wěn)態(tài)負(fù)載平均系數(shù)，根據(jù)電動機型號和JC值查表得G=

27、0.8。 選用電動機型號為YZR280M-10，=55KW，=556r/min，最大轉(zhuǎn)矩允許過載倍數(shù)λm=2.8；飛輪轉(zhuǎn)矩GD2=15.5KN.m2。 電動機轉(zhuǎn)速=561.92r/min 式中 :在起升載荷=326.4kN作用下電動機轉(zhuǎn)速； :電動機同步轉(zhuǎn)速； ,:是電動機在JC值時額定功率和額定轉(zhuǎn)速。 1.6 選用減速器 減速器總傳動比：=39.3，取實際速比=40。 起升機構(gòu)減速器按靜功率選取，根據(jù)=47.6kW，=561.92r/min，=40，工作級別為M5，選定減速器為ZQH100，減速器許用功率[]=79KW。低速軸最大扭矩為M=20500

28、N.m 減速器在561.92r/min時許用功率[]為[]==73.99>55kW 實際起升速度==7.38m/min 實際起升靜功率==46.77kW 用Ⅱ類載荷校核減速器輸出軸的徑向載荷，最大力矩。 1.7 電動機過載驗算和發(fā)熱驗算 過載驗算按下式計算： ≥==41.78kW =45KW>41.78kW，此題恰好與=的功率相等。 式中 ：準(zhǔn)接電持續(xù)率時，電動機額定功率，單位為kW； H:系數(shù)，繞線式異步電動機，取H=2.5； λm:基準(zhǔn)接電持續(xù)率時,電動機轉(zhuǎn)矩允許過載倍數(shù),查表得λm取1.7； m:電動機個數(shù)；

29、 η:總機械效率η=0.858。 發(fā)熱驗算按下式計算: P≥Pз 式中 P:電動機在不同接電持續(xù)率JC值和不同CZ值時允許輸出功率，單位為kW,按CZ=300，JC值=25%，查表得P=43.867kW。 ==38.08kW P=43.867>=38.O8kW 過載驗算和發(fā)熱驗算通過 1.8 選擇制動器 按下式計算，選制動器： ≥ 式中:制動力矩,單位為N.m； :制動安全系數(shù)，查表M5得=2.0； :下降時作用在電動機軸上的靜力矩，單位為N.m。 ==586.4N.m η':

30、下降時總機械效率，通常取η'≈η≈0.858 ==2586.4=1172.N.m 選用=1172.8N.m選用YWZ5-400/121制動器，其額定制動力矩1250N.m； 安裝時將制動力矩調(diào)整到所需的制動力矩=2000N.m。 1.9 選擇聯(lián)軸器 根據(jù)電動機和減速器以及浮動軸的軸伸尺寸及形狀選連軸器，使連軸器的許用應(yīng)力矩[M]>計算的所需力矩M,則滿足要求。 電動機的軸伸：d=85mm(錐形)，長度E=170±0.5mm； 減速器軸伸:d=90mm(柱形)，長度E=135mm； 浮動軸的軸頭：d=60mm， 長度E=107mm。 選取梅花彈性連軸器：型號為ML

31、L9-I-400[M]=2800N.m；GD2=132.54=530Kg.m；型號為MLL9，[M]=2800N.m；GD2=18.954=75.8Kg.m2。 電動機額定力矩=944.69N.m 計算所需力矩M=n=1.51.8944.69=2550.69N.M 式中n：安全系數(shù)取n=1.5； ：剛性動載系數(shù)，取＝1.8。 [M]=2800>M=2550.69N.M 所選連軸器合格。 1.10 驗算起動時間 起動時間： = =1.3s 式中： =15.6+530+75.8=621.4kN.m 靜阻力矩： ==796.5

32、N.m 電動機啟動力矩： =1.7=1.7944.69=1605.97N.m 平均起動加速度： ==0.095m/s2 =0.095 m/s2<[]=0.2 m/s2 電動機啟動時間合適。 1.11 驗算制動時間 制動時間： = =0.76s ：電機滿載下降轉(zhuǎn)速，單位為r/min； ==2600-556=644r/min =2000N.m =586.4N.m 平均制動減速器速度==0.17m/s2<[]=0.2m/s2，所以制動時間也合適。 1.12高速軸計算 1.12.1疲勞計算 軸受脈動扭轉(zhuǎn)載荷，其等效扭矩： 式中：等效系數(shù)，由表查得；相

33、應(yīng)于季候工作類型的電動機額定力矩傳至計算軸的力矩。 由上節(jié)選擇聯(lián)軸器中,已確定浮動軸端直徑d=55㎜. 因此扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為: 許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力: 軸材料用45鋼, ， ； -----考慮零件幾何形狀和零件表面狀況的應(yīng)力集中系數(shù); -----與零件幾何形狀有關(guān),對于零件表面有急劇過度和開鍵槽及緊配合區(qū)段, =1.5~2.5； -----與零件表面加工光潔度有關(guān),對于對于 此處取K=21.25=2.5 -----考慮材料對應(yīng)力循環(huán)不對稱的敏感系數(shù),對碳鋼,低合金剛，取=0.2. 安全系數(shù),查表得=1.6. 因此，故 通過。 1.12.2靜強度計算 軸的最大扭矩：

34、: 式中: -----動力系數(shù),由表查得,因軸的工作速度較高,取=2； 按照額定起重量計算軸受靜力矩, 。 最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力: 許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力: 式中: -----安全系數(shù)，由表查得=1.6。 故合適. 浮動軸的構(gòu)造如(2)圖所示, 中間軸徑。 浮動軸（2） 第2章 副起升機構(gòu)計算 2.1 確定傳動方案,選擇滑輪組和吊鉤組 按照構(gòu)造宜緊湊的原則，決定采用下圖的傳動方案。如圖（3）所示，采用了單聯(lián)滑輪組.按Q=5t，取滑輪組倍率=2，因而承載繩分支數(shù)為 Z=4。 副起升機構(gòu)簡圖（3） 吊具

35、自重載荷，其自重為：G=2.0%=0.0249kN=0.98kN 2.2 選擇鋼絲繩 若滑輪組采用滾動軸承， 當(dāng)=2，查表得滑輪組效率=0.97，鋼絲繩所受最大拉力： 按下式計算鋼絲繩直徑d： d=c=0.096=10.895mm c: 選擇系數(shù)，單位mm/，選用鋼絲繩=1850N/mm2，根據(jù)M5及查表得c值為0.096。 選不松散瓦林吞型鋼絲繩直徑d=10mm， 其標(biāo)記為6W(19)-10-185-I-光-右順(GB1102-74)。 2.3 確定卷筒尺寸并驗算強度 卷筒直徑： 卷筒和滑輪的最小卷繞直徑： ≥hd 式中h表示與機構(gòu)工作級別和鋼絲

36、繩結(jié)構(gòu)的有關(guān)系數(shù)； 查表得：卷筒=18；滑輪=20 卷筒最小卷繞直徑=d=1810=180 滑輪最小卷繞直徑=d=2010=200 考慮起升機構(gòu)布置及卷筒總長度不宜太長，滑輪直徑和卷筒直徑一致取D=400㎜。 卷筒長度：L=1500mm 卷筒壁厚δ=0.02D+(6~10)=[0.02400+(6~10)]mm=14~18mm，取δ=18mm，應(yīng)進行卷筒壁的壓力計算。 卷筒轉(zhuǎn)速=r/min=60r/min。 2.4 計算起升靜功率 ==18.17kW 式中η起升時總機械效率=0.894 為滑輪組效率取0.97；為傳動機構(gòu)機械效率取0.94；為卷筒軸承效率取0.99

37、；連軸器效率取0.99。 2.5 初選電動機 ≥G=0.818.17=14.536kW 式中：在JC值時的功率,單位為kW; G：穩(wěn)態(tài)負(fù)載平均系數(shù),根據(jù)電動機型號和JC值查表得G=0.8。 選用電動機型號為YZR180L-6，=17KW，=955r/min，最大轉(zhuǎn)矩允許過載倍數(shù)λm=2.5；飛輪轉(zhuǎn)矩GD2=1.5KN.m2。 電動機轉(zhuǎn)速=951.9r/min 式中:在起升載荷=49.98kN作用下電動機轉(zhuǎn)速； :電動機同步轉(zhuǎn)速； ,:是電動機在JC值時額定功率和額定轉(zhuǎn)速。 2.6 選用減速器 減速器總傳動比： =15.865，取實際速比=1

38、6 起升機構(gòu)減速器按靜功率選取，根據(jù)=18.17kW，=951.9r/min，=16，工作級別為M5，選定減速器為ZQH50，減速器許用功率[]=31KW。低速軸最大扭矩為M=21000N.m。 減速器在951.9r/min時許用功率[]為[]==29.5kW>17kW 實際起升速度==19.334m/min； 實際起升靜功率==18.02kW。 用Ⅱ類載荷校核減速器輸出軸的徑向載荷，最大力矩。 2.7 電動機過載驗算和發(fā)熱驗算 過載驗算按下式計算： ≥==15.136kW =17KW>15.136kW，此題恰好與=的功率相等。 式中:基準(zhǔn)接電持續(xù)率時，電動機額定功率，單位

39、為kW； H:系數(shù)，繞線式異步電動機，取H=2.1； λm:基準(zhǔn)接電持續(xù)率時，電動機轉(zhuǎn)矩允許過載倍數(shù)，查表得λm取2.5； m:電動機個數(shù)； η:總機械效率η=0.894。 發(fā)熱驗算按下式計算: P≥Pз【特別注意：這些公式―――上下文中―――都用Word2003以前的低版本的“公式”格式打印】 式中 P:電動機在不同接電持續(xù)率JC值和不同CZ值時允許輸出功率，單位為kW，按CZ=150，JC值=25%，查表得P=15.393kW； ==14.42kW P=15.363>=14.42kW 過載驗算和發(fā)

40、熱驗算通過。 2.8 選擇制動器 按下式計算，選制動器 ≥ 式中：制動力矩，單位為N.m； ：制動安全系數(shù)，查表M5得=2.0； ：下降時作用在電動機軸上的靜力矩，單位為N.m； ==143.12N.m η'：下降時總機械效率，通常取η'≈η≈0.894 ==2143.12=286.24N.m 根據(jù)選用=286.24N.m選用YWZ315/30制動器，其額定制動力矩400N.m； 安裝時將制動力矩調(diào)整到所需的制動力矩=290N.m。 2.9 選擇聯(lián)軸器 根據(jù)電動機和減速器以及浮動軸的軸伸尺寸及形狀選連軸器

41、，使連軸器的許用應(yīng)力矩[M]>計算的所需力矩M,則滿足要求。 電動機的軸伸：d=55mm(錐形)，長度E=82±0.5mm； 減速器軸伸：d=50mm(柱形)，長度E=85mm； 浮動軸的軸頭：d=45mm， 長度E=84mm。 選取梅花彈性連軸器：型號為MLL6-I-200，[M]=630N.m；GD2=6.74=26.8Kg.m2；型號為MLL6，[M]=630N.m；GD2=1.854=7.4Kg.m2。 電動機額定力矩=170N.m 計算所需力矩M=n=1.52.0170=510N.m 式中 n：安全系數(shù)取n=1.5； ：剛性動載系數(shù)，?。?.

42、0； [M]=630>M=510N.M 所選連軸器合格。 2.10 驗算起動時間 起動時間： = =1.0s 式中： =1.5+26.8+7.4=35.7kN.m 靜阻力矩： ==179.07N.m 電動機啟動力矩： =1.7=1.7170=289N.m 平均起動加速度： ==0.32m/s2 =0.32 m/s2<[]=0.4 m/s2 電動機啟動時間合適。 2.11 驗算制動時間 制動時間： = =0.85s ：電機滿載下降轉(zhuǎn)速，單位為r/min； ==21000-951.9=1048.1

43、r/min =290N.m =143N.m 平均制動減速器速度==0.37m/s2<[]=0.4m/s2 所以制動時間也合適。 2.12 高速軸計算 2.12.1疲勞計算： 軸受脈動扭轉(zhuǎn)載荷,其等效扭矩： 式中：等效系數(shù),由表查得=2；相應(yīng)于季候工作類型的電動機額定力矩傳至計算軸的力矩。 由上節(jié)選擇聯(lián)軸器中,已確定浮動軸端直徑d=45㎜. 因此扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為: 許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力: 軸材料用45鋼, ， ； -----考慮零件幾何形狀和零件表面狀況的應(yīng)力集中系數(shù); -----與零件幾何形狀有關(guān),對于零件表面有急劇過度和開鍵槽及緊配合區(qū)段, =1.5~2.5

44、； -----與零件表面加工光潔度有關(guān),對于對于 此處取K=21.25=2.5 -----考慮材料對應(yīng)力循環(huán)不對稱的敏感系數(shù),對碳鋼,低合金剛，取=0.2. 安全系數(shù),查表得=1.6. 因此 故通過。 2.12.2靜強度計算: 軸的最大扭矩: 式中: -----動力系數(shù),由表查得,因軸的工作速度較高,取=2； 按照額定起重量計算軸受靜力矩, 最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力: 許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力: 式中: -----安全系數(shù)，由表查得=1.6。 故合適. 浮動軸的構(gòu)造如圖（4）所示： 中間軸徑, 浮動軸（4） （注：上圖錯了，浮動軸兩端只能圓柱型軸）

45、 第3章 小車運行機構(gòu)計算 3.1 確定機構(gòu)傳動方案 經(jīng)比較后,確定采用如圖（5）所示的傳動方案。 運行機構(gòu)簡圖（5） 3.2 選擇車輪與軌道并驗算其強度 車輪的最大輪壓：小車自重估計取為=11300kgf 假定輪壓均布，有 =10825kgf 載荷率： =2.8>1.6 由表選擇車輪：當(dāng)運行速度<60m/min， 工作級別M5時，車輪直徑D=400㎜，軌道為38kgf/m 輕軌的許用輪壓為13.4t，故可用。 3.2.1疲勞計算： 疲勞計算時的等效載荷： 式中 ：效系數(shù)？？，由表查得1.1。 車輪的

46、計算輪壓： 根據(jù)點接觸情況計算接觸疲勞應(yīng)力： =27442.5 式中：r=9cm-----軌頂弧形半徑，由表查得。 對于車輪材料，由表查得接觸許用應(yīng)力，因此，，故疲勞計算通過。 3.2.2強度校核 最大計算輪壓：。 式中：沖擊系數(shù),由表第Ⅱ類載荷當(dāng)運行速度時，。 點接觸時進行強度校核的接觸應(yīng)力： = 車輪材料用ZG55-，由表查得： ，強度校合通過。 3.3 運行阻力計算 摩擦力矩： 由表知=400mm車輪的軸承型號為22213c調(diào)心滾子軸承，軸承內(nèi)徑和外徑的平均值d=92.5mm； 由表查得：滾動軸承摩擦系數(shù)k=0.0006；軸承摩擦系數(shù) ，附加阻

47、力系數(shù)。 代入上式得： 當(dāng)滿載時運行阻力矩： = =84 運行摩擦阻力： 當(dāng)無載時運行阻力矩： = =22 運行摩擦阻力：==110 3.4 選電動機 電動機靜功率:：==3.23kw 式中：-----滿載運行時靜阻力； m=1-----驅(qū)動電動機臺數(shù)。 初選電動機功率： kw 式中 ：電動機功率增大系數(shù)，表查得=0.9。 查表選用電動機YZR-160M-6,=5.5kw ；=； =；電動機重量=153.5kg。 3.5驗算電動機發(fā)熱條件 等效功率： kw 式中：-----工作類型系數(shù),由表查得0.75； -----根據(jù)值查得=1.

48、12。 由此可知， 故初選電動機發(fā)熱條件通過。 3.6 選擇減速器 車輪轉(zhuǎn)速： 機構(gòu)傳動比： 查表選用ZSC600-V-1減速器： ；kw，可見，故初選電動機發(fā)熱條件通過。 3.7 驗算運行速度和實際所需功率 實際運行速度： 誤差：，合適。 實際所需電動機靜功率： 。 故所選電動機和減速器均合適。 3.8 驗算起動條件 起動時間： 式中：=1000r.p.m； m=1(驅(qū)動電機臺數(shù)) 當(dāng)滿載時運行靜阻力矩： 當(dāng)無載時運行靜阻力矩： 初步估算制動輪和聯(lián)軸器的飛輪矩： 機構(gòu)總飛輪矩： 滿載起動時間： =4.59

49、 無載起動時間： = 由表查得，當(dāng)=30-60m/min時，起動時間推薦值為5~6sec，，故所選電動機滿足季候快速起動要求。 3.9 按起動工況校核減速器功率 起動狀況減速器傳遞的功率： 式中： = 計算載荷： -----運行機構(gòu)中同一級傳動減速器的個數(shù)： =1，因此kw 所選用減速器的kw

50、 =886.1kgf 車輪與軌道粘著力： = =931.5kfg 車輪與軌道粘著力： ， 故滿載起動時不會打滑，因此所選電動機合適。 3.11 選擇制動器 查得小車運行機構(gòu)的制動時間，取=4sec，因此所需的制動力矩： 由表選用制動器，額定制動力矩=4kgf.m，考慮到所取制動時間=4s與起動實際=4.42s比較接近，并驗算了起動不打滑條件，故略去制動不打滑條件的驗算。 3.12 選擇聯(lián)軸器 3.12.1機構(gòu)高速軸上全齒聯(lián)軸器的計算扭矩: 式中： =2等效系數(shù)，由表查

51、得； =1.4安全系數(shù)，由表查得； 相應(yīng)于機構(gòu)值的電動機額定力矩?fù)Q算到高速軸上的力矩 =5.36kgf 由表查電動機兩端伸出軸為圓柱形d=㎜，l=㎜及=40㎜，=49.5㎜；由附表查ZSC600減速器高速軸端為圓柱形d=30㎜，l=89.5㎜。故從附表中選一個全齒聯(lián)軸器：S391聯(lián)軸器，其最大允許扭矩；飛輪矩，重量。 高速軸端制動輪，根據(jù)制動器YWZ-200/100由表選用制動輪200-Z48，飛輪矩，重量。 以上兩部分飛輪矩之和與原估計相符，故有關(guān)計算不需要重新計算。 3.12.2低速軸的計算扭矩： 由附表查得減速器低速軸端為圓柱形d=65㎜；由附表查得主動

52、車輪的伸出軸端為圓柱形d=65mm，故從附表中選四個半齒聯(lián)軸器:聯(lián)軸器。 3.13 驗算低速浮動軸強度 3.13.1疲勞計算 低速浮動軸的等效扭矩： 式中： 等效系數(shù)，由表查得； 由上節(jié)已取浮動軸端直徑d=65mm，其扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 浮動軸的載荷變化為對稱循環(huán)(因運行機構(gòu)正反轉(zhuǎn)扭矩值相同)，許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力： 式中:材料用45鋼，?。?； ； 考慮零件幾何形狀和零件表面狀況的應(yīng)力集中系數(shù)，參考起升季候計算，取K=2.5。 安全系數(shù)，由表查得。 因此故疲勞驗算通過。 3.13.3靜強度計算 靜強度計算扭矩： 式中： 動力系數(shù),查表得； 扭轉(zhuǎn)應(yīng)力： 許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力

53、 因此， 靜強度驗算通過。 第4章 小車安全裝置計算 4.1 小車緩沖器 小車質(zhì)量和運行速度都不大，故采用橡膠緩沖器，初定緩沖器數(shù)目n=2。 4.1.1 緩沖行程 式中 ：小車碰撞速度，有限位開關(guān)，故取=； ：容許的最大減速度，為4m/s2。 所以 4.1.2 緩沖能量 4.1.3 最大緩沖力 4.1.4 橡膠緩沖器的主要尺寸 橡膠斷面積A 式中 ：橡膠的許用應(yīng)力，采用中等硬度，中等強度的橡膠，，彈性模數(shù)； n:緩沖器個數(shù)，取n=2 選用圓形斷面，則其直徑D為 ，考

54、有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，取D=100mm 橡膠緩沖器的長度L ，取L=110mm 4.1.5 緩沖器的額定緩沖行程,額定緩沖容量和極限緩沖力F： 4.1.6 實際的緩沖行程，最大緩沖力和最大減速度 后記 我認(rèn)為我的這次起重機設(shè)計是我大學(xué)里專業(yè)學(xué)習(xí)收獲最多的一次。在設(shè)計中我系統(tǒng)得復(fù)習(xí)了許多以前的知識。對我知識體系的鞏固和升華有很大的作用。在這里，我將自己的一些設(shè)計心得寫出來與大家分享。 1）現(xiàn)在的機械設(shè)計可以說是一種組合與篩選。由于世界范圍的工業(yè)大生產(chǎn)，專業(yè)化，標(biāo)準(zhǔn)化成為一種

55、必然。社會的飛速進度也要求我們提高生產(chǎn)效率。這就要求現(xiàn)代企業(yè)必須能夠滿足大規(guī)模的生產(chǎn)要求。而標(biāo)準(zhǔn)化是這一趨勢的必然出路。標(biāo)準(zhǔn)化是有利也有弊的，它的主要弊端就是使許多企業(yè)單純依靠標(biāo)準(zhǔn)，失去了創(chuàng)新的能力。標(biāo)準(zhǔn)是一個最底的要求，是社會技術(shù)成熟的結(jié)果，它并不代表行業(yè)最先進的技術(shù)和設(shè)計方法。所以我們要在滿足標(biāo)準(zhǔn)化的同時進行技術(shù)創(chuàng)新。才能不斷地進步。只有這樣，設(shè)計才不會是一種純粹的數(shù)學(xué)游戲，而成為一種神圣的職業(yè)。 2）國內(nèi)的技術(shù)創(chuàng)新主要集中在零件上，這些年來，許多企業(yè)也加大了對控制方面的重視。但是我認(rèn)為機器整體的機型變化也很重要?，F(xiàn)在的起重機械，尤其是港口機械的機型雖然是許多輩前人的辛苦努力的結(jié)果，但是

56、這并不意味著這些機型就是完美的，其實我們也可以進行改進。比如利渤海爾的新型的港口移動式起重機，這種機型是一種多功能的機型，具有以往許多機型的優(yōu)點，同時也舍棄了其不合理的地方。這一點詳見我的英語翻譯。 3）專業(yè)其實是觸類旁通的，現(xiàn)代流行的許多設(shè)計理念比如有限元法，反求工程，工程數(shù)據(jù)庫，可靠性設(shè)計，疲勞設(shè)計，健壯設(shè)計等其實都不是搞機械設(shè)計的學(xué)者相出來的。國家863計劃中有一個CIM（計算機集成制造）工程，是有華中科技大學(xué)，清華大學(xué)，西安交通大學(xué)，北京航空航天大學(xué)，南京航空航天大學(xué)的一些做機械加工工藝的老師共同完成的?，F(xiàn)在的許多設(shè)計理念其實都是這個項目的派生物，現(xiàn)在這個項目完成的最好，同時也衍化出

57、許多設(shè)計理念，比如模塊化設(shè)計，并行工程，全壽命周期設(shè)計，仿真與虛擬設(shè)計，動態(tài)分析等。所以我們不能固步自封地只想著起重機方面的東西，我們的專業(yè)學(xué)習(xí)范圍本身就比較小，如果我們沒有意識到這一點，我們就不能取得很大的突破。 4）學(xué)習(xí)是一個不斷的過程，當(dāng)初我在初次遇到一些概念，比如并行工程，產(chǎn)品全壽命，快速響應(yīng)設(shè)計，模塊化設(shè)計，可持續(xù)發(fā)展設(shè)計等時，我對這些概念很不以為然，認(rèn)為搞這些研究的人都是在浪費國家的錢，當(dāng)時我片面得認(rèn)為這些名詞更應(yīng)該是工業(yè)工程的范圍。是工業(yè)管理應(yīng)該研究的對象?，F(xiàn)在回想起來，自己當(dāng)初就是太狹隘了，在現(xiàn)在的社會化大生產(chǎn)中，以人為本的設(shè)計思想，高效，準(zhǔn)確，服務(wù)已經(jīng)成為企業(yè)每個人的核心思

58、想，作為一個設(shè)計人員，更應(yīng)該充分地掌握這些服務(wù)理念，其實也是一種設(shè)計理念。 5）CAD技術(shù)的應(yīng)用是一種必然?，F(xiàn)代高節(jié)奏的特征要求我們提高效率，而CAD技術(shù)是必然的途徑。 6）現(xiàn)代的許多企業(yè)各個設(shè)計人員各自為政，資源不能共享，其實一些通用的設(shè)計是可以做到這一點的，比如起重機設(shè)計中的各種標(biāo)準(zhǔn)件的塊，如果每一個人建立一個只屬于自己的塊集，浪費大量的時間，我們其實可以共享一個塊集的，這也說明我們的企業(yè)還沒有做到從傳統(tǒng)企業(yè)到現(xiàn)代企業(yè)的轉(zhuǎn)變。 7）在這次設(shè)計中，我采取AUTOCAD繪制了所有的圖形，在繪圖中學(xué)到了許多以前沒有見到過的新的方法?，F(xiàn)在與大家共享。 （1）作圖時，按1：1畫即可，然后按計

59、劃的比例縮放到圖框里即可。 （2）在執(zhí)行保存圖形命令時，在彈出的“圖形另存為”對話框中，選擇對話框右方的“工具”下拉菜單中的“安全選項”可以實現(xiàn)加密。 （3）用戶可以通過定義快捷命令或者常用命令來指定快捷鍵。快捷命令可以用一個或幾個簡單的字母來代替常用命令。原命令，*新命令。 （4）可以設(shè)置自動保存的時間在“工具”-“選項”中。 （5）“？”在許多場合是很有幫助的。 （6）“查詢”功能的使用。 （7）打開一個與所用圖層結(jié)構(gòu)不一致的圖形時，可以使用圖層轉(zhuǎn)換器來實現(xiàn)。 （8）注意保存日志文件。便于檢查。 在本次設(shè)計中的不足還希望秦老師予以指正，感謝秦老師的指導(dǎo)。 （注：去掉后記）

60、 參考文獻 [1]張質(zhì)文，包起帆等.起重機設(shè)計手冊.中國鐵道出版社.2001.北京. [2]倪慶興，王殿臣.起重輸送機械圖冊（上冊）.北京：機械工業(yè)出版社，1991. [3]周明衡. 減速器選用手冊. 北京. 化學(xué)工業(yè)出版社. 2002 [4]AUTOCAD實用教程（2005中文版）.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社.2005. [5]大連理工大學(xué)工程畫教研室.機械制圖, 北京：高等教育出版社，2000. [1]楊長揆，傅東明. 起重機械（第二版）. 北京：機械工業(yè)出版社，1985. [2]倪慶興，王殿臣.起重輸送機械圖冊（上冊）.北京：機械工業(yè)出版社，1991. [3]

61、西南交通大學(xué)等.起重機設(shè)計手冊. 北京：機械工業(yè)出版社，2001 [4]周明衡. 減速器選用手冊. 北京. 化學(xué)工業(yè)出版社. 2002 [5]陳道南，盛漢中.起重機設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書. 北京：機械工業(yè)出版社，1991. [6]起重機設(shè)計手冊編寫組.起重機設(shè)計手冊. 北京：機械工業(yè)出版社，1985. [7]徐格寧.起重輸送機金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計. 北京：機械工業(yè)出版社，2003. [8]孫恒，陳作模.機械原理（第六版）. 北京：高等教育出版社，2000. [9] 楊長揆，傅東明. 起重機械（第一版）. 北京：機械工業(yè)出版社，1991. [10]倪慶興，王殿臣.起重機械. 上海：上海交通大學(xué)

62、出版社， [11]管彤賢,潘力行，龔賢.起重機械典型結(jié)構(gòu)圖冊. 北京：人民交通出版社，1993. [12]唐增寶，何永然，劉以俊.機械設(shè)計課程設(shè)計.武漢：華中科技大學(xué)出版社. [13]AUTOCAD實用教程（2005中文版）.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社.2005. [14]馮如設(shè)計在線.AUTOCAD2006與機械制圖手冊.北京：電子工業(yè)出版社.2006 [15]大連理工大學(xué)工程畫教研室.機械制圖, 北京：高等教育出版社，2000. 去掉以上圖書，寫上任務(wù)書中參考文獻即可 附： 橋式起重機大車運行機構(gòu)設(shè)計（完整一套設(shè)計，有說明書:論文，圖紙） 橋

63、式起重機大車運行機構(gòu)設(shè)計（完整一套設(shè)計，有說明書:論文，圖紙） 大車運行機構(gòu).dwg 底座.dwg 減速器.dwg 畢業(yè)設(shè)計（論文) 立題審核表(2006屆).doc 開題報告.doc 論文.doc 起重機大車運行設(shè)計.doc 目???? 錄 摘要…………………………………………………………………………?? 5 ABSTRACT……………………………………………………………………?? 6 0 引言………………………………………………………………………?? 7 1起重機的概述……………………………………………………………?? 8 1．1國內(nèi)外工程起重機的發(fā)展趨勢……

64、…………………………………?? 8 1．1．1國內(nèi)工程起重機的發(fā)展趨勢……………………………………??? 8 1．1．2國外工程起重機的發(fā)展趨勢……………………………………??? 9 1．2 起重機械的分類………………………………………………………?? 9 1．3 起重機的組成及其工作原理……………………………………… 12 1．3．1 工作機構(gòu)…………………………………………………………?? 13 1．3．2金屬結(jié)構(gòu)…………………………………………………………?? 15 1．3．3動力裝置…………………………………………………………?? 15 1．3．4控制系統(tǒng)…………………

65、………………………………………?? 16 2 方案論證………………………………………………………………??? 16 2．1橋式起重機…………………………………………………………??? 16 2．1．1橋式起重機的結(jié)構(gòu)………………………………………………?? 16 2．1．2 橋式起重機的電力驅(qū)動概況……………………………………?? 17 2．2大車運行機構(gòu)………………………………………………………… 19 2．2．1大車運行機構(gòu)驅(qū)動方式……………………………………………19 2．2．2 大車運行機構(gòu)的結(jié)構(gòu)……………………………………………?? 21 2．3 支承裝置………………

66、……………………………………………??? 25 2．4 起重機用減速器……………………………………………………… 28 3 大車運行機構(gòu)的設(shè)計及計算…………………………………………??? 28 3．1起重機的技術(shù)參數(shù)…………………………………………………… 28 3．2 起重機大車運行機構(gòu)的總體設(shè)計計算……………………………… 30 3．2．1 車輪及軌道………………………………………………………?? 30 3．2．1．1 車輪的種類和工作特點……………………………………… 30 3．2．1．2車輪的結(jié)構(gòu)…………………………………………………… 30 3．2．1．3車輪計算……………………………………………………… 32 3．2．2 運行阻力的計算…………………………………………………?? 34 3．2．2．1 摩擦阻力 …………………………………………………… 34 3．2．2．2坡道阻力 …………………………………………………… 35 3．2．2．3 風(fēng)阻力 ……………………………………………………… 35 3．2．2．4 靜阻力 ………………………………