3321 橋式裝卸料機主梁及小車驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計

3321 橋式裝卸料機主梁及小車驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計,裝卸,機主,小車,驅(qū)動,系統(tǒng),設(shè)計 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）進(jìn)度考核表設(shè)計（論文）課題 橋式裝卸料機主梁及小車驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計 系 機械與能源工程系 年級專業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè) 02 級機制本科班 學(xué)生姓名 羅 斌 學(xué)號 0241118090 指導(dǎo)教師 陳 志 剛 起止日期 畢業(yè)設(shè)計（論文）各階段工作任務(wù) 完成情況 指導(dǎo)教師簽字2006.3.10~2006.3.30 完成開題報告2006.4.1~2006.4.7 編寫設(shè)計說明書的前言和摘要2006.4.8~2006.4.15 編寫設(shè)計說明書的第一章2006.4.15~2006.4.25 編寫設(shè)計說明書的第二章2006.4.25~2006.5.15 編寫設(shè)計說明書的第三章2006.5.15~2006.5.28 畫 CAD 圖2006.5.28~2006.5.30 排版、修改、打印備注注：本表用于考核學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）的進(jìn)度及完成情況，是學(xué)生畢業(yè)答辯資格認(rèn)定和成績評定的依據(jù)之一。邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）進(jìn)度考核表設(shè)計（論文）課題 橋式裝卸料機主梁及小車驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計 系 機械與能源工程系 年級專業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè) 02 級機制本科班 學(xué)生姓名 羅 斌 學(xué)號 0241118090 指導(dǎo)教師 陳 志 剛 起止日期 畢業(yè)設(shè)計（論文）各階段工作任務(wù) 完成情況 指導(dǎo)教師簽字2006.3.10~2006.3.30 完成開題報告2006.4.1~2006.4.7 編寫設(shè)計說明書的前言和摘要2006.4.8~2006.4.15 編寫設(shè)計說明書的第一章2006.4.15~2006.4.25 編寫設(shè)計說明書的第二章2006.4.25~2006.5.15 編寫設(shè)計說明書的第三章2006.5.15~2006.5.28 畫 CAD 圖2006.5.28~2006.5.30 排版、修改、打印備注注：本表用于考核學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）的進(jìn)度及完成情況，是學(xué)生畢業(yè)答辯資格認(rèn)定和成績評定的依據(jù)之一。邵 陽 學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(論文)課 題 名 稱 橋式裝卸料機主梁及小車驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計 學(xué) 生 姓 名 羅 斌 學(xué) 號 0241118090 院( 系 )、專業(yè) 機械與能源工程系 指 導(dǎo) 教 師 陳 志 剛 職 稱 講 師 2006 年 6 月 1 日內(nèi)容提要物料搬運機械主要是在企業(yè) ( 包括碼頭、料場、礦山和商業(yè)貨倉等 ) 內(nèi)部進(jìn)行物料裝卸、運輸、升降、堆垛和儲存的機械設(shè)備。一般包括起重機械、輸送機、裝卸機械、搬運車輛和倉儲設(shè)備等；習(xí)慣上不包括汽車、鐵路車輛、飛機和船舶等交通運輸工具，以及輸送氣體和液體的管道。物料搬運機械按功能大致可分為起重機械、輸送機、裝卸機械、搬運車輛和倉儲設(shè)備等五類。一般說來，起重機械用于升降和搬運，但搬運距離較短，它的機構(gòu)作間歇式運動 ；輸送機可連續(xù)輸送物料，搬運路線一般固定不變，大多用來輸送散狀物料；裝卸機械能自行取物并裝卸物料。搬運車輛可靈活安排搬運路線，經(jīng)濟(jì)運輸距離較長，可在室內(nèi)或室外作業(yè)，具有行駛車輪 ；倉儲設(shè)備是在倉庫中完成堆、取、儲存物料的裝置，包括料倉裝置、高架倉庫和給料機等。隨著工業(yè)的發(fā)展，許多機械具有多種功能和用途，例如叉車是搬運車輛，可用以裝卸，也可起升重物。本次畢業(yè)設(shè)計橋式裝卸料機就是一種在生產(chǎn)領(lǐng)域可以廣泛應(yīng)用的物料搬運機械。經(jīng)過四個多月的努力，終于在指導(dǎo)老師悉心指導(dǎo)下完成了本次畢業(yè)設(shè)計。本次設(shè)計我主要針對該機械的主梁和小車驅(qū)動系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計。主梁已經(jīng)是個成熟的技術(shù)項目了，根據(jù)不同情況進(jìn)行不同的選擇，按已有的設(shè)計準(zhǔn)則進(jìn)行設(shè)計。小車驅(qū)動系統(tǒng)在參考了傳統(tǒng)的方案后，進(jìn)行了新舊方案的對比分析。最后，對小車驅(qū)動系統(tǒng)進(jìn)行了革新。使它的傳動效率和安全性都有了提高，而且制造難度和傳統(tǒng)方案差別不大，實現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)和效益的雙豐收。The Bridge Type loading and unloading machine main beam and thecar drive system designSummaryThe material transporting machinery mainly is in the enterprise (including wharf, materials yard, mine and commercial goods warehouse and so on) the interior carries on material loading and unloading, the transportation, the fluctuation, piles up with the storage mechanical device. Includes the hoisting machinery, the conveyer generally, loads and unloads the machinery, transports the vehicles and stores in a storehouse the equipment and so on; In custom not including transportation tool and so on automobile, railroad car, airplane and ships, as well as transportation gas and liquid pipeline.The material transporting machinery may divide into the hoisting machinery, the conveyer approximately according to the function, loads and unloads the machinery, transports the vehicles and stores in a storehouse the equipment and so on five kinds. In general, the hoisting machinery uses in rising and falling and the transporting, but transports is away from short, its organization makes the intermittent type movement; The conveyer may the streamhandling material, general transport the route fixed to be invariable, mostly uses for to transport disperses the shape material; The loading and unloading mechanical energy takes the thing and the loading and unloading material voluntarily. Transports the vehicles to be possible nimbly to arrange the transporting route, the economical transportation to be away from long, may in the room or outdoor work, has the travel wheel; Stores in a storehouse the equipment is piles to in heaps, takes, the storage material installment in the warehouse, including the bunker installment, the high structure warehouse and gives the material machine and so on. Along with the industry development, many machineries have the many kinds of functions and the use, for example the forklift transports the vehicles, may use by to load and unload, also may lift the heavy item.This graduation design bridge type installs the unloading device is one kind in the realm of production may the widespread application material transporting machinery. After more than four months endeavors, finally in instructed teacher under the devotedly instruction to complete this graduation project. This time designs me mainly to aim at this machinery the king post and the car actuates the system to carry on the design. The king post already was the mature technical project, carries on the different choice according to the different situation, according to the design criterion which has has carried on the design. The car actuated the system after to refer to the traditional plan, has carried on the new old plan contrast analysis. Finally, actuated the system to the car to carry on the innovation. Caused its transmission efficiency and the security all had the enhancement, moreover the manufacture difficulty and the traditional plan difference was not big, has realized the economical and the benefit double abundant harvest.目 錄內(nèi)容提要Summary前言………………………………………………………………………...11 總體設(shè)計……………………………………………………………..….22 主梁的設(shè)計……………………………………………………..……….32.1 主梁的結(jié)構(gòu)選擇…………………………………………………..…..32.2 主梁的幾何尺寸的確定………………………………….………….32.3 載荷計算…………………………………………………………..…..42.4 載荷組合…………………………………………………………..…..62.5 強度計算………………………………………………………..……..73 小車驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計………………………………………………..…..173.1 確定方案……………………………………………………………...173.2 電動機的選擇……………………………………………..……….....173.3 減速器的選用………………………………………………………...223.4 聯(lián)軸器的選用……………………………………..……………..…...243.5 齒輪的校核……………………………………………………....…...273.6 軸承的選用…………………………………………………………...33總結(jié)………………………………………………………………………..35參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………. 36致謝………………………………………………………………………..37文獻(xiàn)翻譯附圖邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)1前 言物料搬運機械主要是在企業(yè) ( 包括碼頭、料場、礦山和商業(yè)貨倉等 ) 內(nèi)部進(jìn)行物料裝卸、運輸、升降、堆垛和儲存的機械設(shè)備。一般包括起重機械、輸送機、裝卸機械、搬運車輛和倉儲設(shè)備等；習(xí)慣上不包括汽車、鐵路車輛、飛機和船舶等交通運輸工具，以及輸送氣體和液體的管道。 現(xiàn)代的物料搬運機械開始于 19 世紀(jì)。 19 世紀(jì) 30 年代前后，出現(xiàn)了蒸汽機驅(qū)動的起重機械和輸送機； 19 世紀(jì)末期，由于內(nèi)燃機的應(yīng)用，物料搬運機械獲得迅速發(fā)展； 1917 年，出現(xiàn)了既能起升又能搬運的叉車 70 年代出現(xiàn)的計算機控制物料搬運機械系統(tǒng)，使物料搬運進(jìn)入高度自動化作業(yè)階段。 物料搬運機械按功能大致可分為起重機械、輸送機、裝卸機械、搬運車輛和倉儲設(shè)備等五類。一般說來，起重機械用于升降和搬運，但搬運距離較短，它的機構(gòu)作間歇式運動 ；輸送機可連續(xù)輸送物料，搬運路線一般固定不變，大多用來輸送散狀物料；裝卸機械能自行取物并裝卸物料。搬運車輛可靈活安排搬運路線，經(jīng)濟(jì)運輸距離較長，可在室內(nèi)或室外作業(yè)，具有行駛車輪 ；倉儲設(shè)備是在倉庫中完成堆、取、儲存物料的裝置，包括料倉裝置、高架倉庫和給料機等。隨著工業(yè)的發(fā)展，許多機械具有多種功能和用途，例如叉車是搬運車輛，可用以裝卸，也可起升重物。物料搬運機械的應(yīng)用在生產(chǎn)中有著重要的意義，這主要因為物料搬運的量十分巨大，有些鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，每生產(chǎn)一噸鋼材，需要搬運的原材料、燃料、半成品、成品和廢料等的總量常達(dá) 50 噸以上 ；另外物料搬運所需的費用高，工業(yè)國家用于物料搬運的費用常占產(chǎn)品成本的 25 ％左右；物料搬運占用勞動力多，在機械化程度不高的企業(yè)里，搬運工人常占工人總數(shù)的 15 ％以上 ；在人力搬運不能承擔(dān)的重物和在高溫或有放射性物質(zhì)的區(qū)域作業(yè)時，必須利用機械進(jìn)行搬運。因此，在生產(chǎn)中應(yīng)對物料搬運系統(tǒng)給予足夠的重視，并盡量采用先進(jìn)適用的物料搬運機械，以減輕勞動強度、減少產(chǎn)品損傷、保護(hù)工人健康、提高勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本。基于我國礦山機械相對落后的現(xiàn)狀，為了提高礦山開采和礦料堆浸工藝的能力，在此我們擬訂了橋式移動裝卸料機的設(shè)計方案。該機是在橋式起重機的基礎(chǔ)上改進(jìn)而成，機構(gòu)本身具有創(chuàng)新性，不僅具有起重機的搬運能力同時還具有輸送機沒有的物料均勻堆放能力，在礦山散狀物料的搬運和建堆方面具有明顯的優(yōu)勢，它建堆快速且礦料堆放均勻不被壓實，有效的增加了一次筑堆的寬度，能很好的滿足后續(xù)堆邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)2浸工藝的需要，是適合我國各大礦山及堆浸冶煉場所的新型設(shè)備。1 總體設(shè)計 ]4~[1在本次畢業(yè)設(shè)計中，我們需要設(shè)計的是一個能在空中進(jìn)行物品的裝卸、運行的橋式移動裝卸機構(gòu)。結(jié)合所學(xué)知識，我們知道能進(jìn)行物品裝卸、運行的機構(gòu)一般為起重機，所以本次設(shè)計將參照起重機的設(shè)計原理來進(jìn)行設(shè)計。起重機械是一種尋循環(huán)、間歇運動的機械，主要用于物品的裝卸。一個工作循環(huán)一般包括：取物裝置從取物點由起升機構(gòu)把物品提起、運行、旋轉(zhuǎn)或變幅機構(gòu)把物品移位，然后物品在指定地點下降；接著進(jìn)行反方向運動，使取物裝置回到原位，以便進(jìn)行下一次的工作循環(huán)。在兩個工作循環(huán)之間，一般有短暫的停歇。由此可見，起重機工作時，各機構(gòu)經(jīng)常處于起動、制動以及正向、反向等相互交替的運動狀態(tài)中的。起重機一般是指除了起升機構(gòu)外還有水平運動機構(gòu)的起重設(shè)備。根據(jù)水平運動形式的不同，分為橋式起重機和臂架式旋轉(zhuǎn)類型起重機兩類。橋式起重機的一般結(jié)構(gòu)簡圖如圖 1.1 所示：LH圖 1.1 橋式起重機結(jié)構(gòu)簡圖橋式類型起重機除了起升機構(gòu)外，還配有小車、大車兩個運行機構(gòu)。依靠這些機構(gòu)的配合動作，可在整個長方形場地及其上空作業(yè)。橋式起重機適合與車間、倉庫、露天堆場等處的物品裝卸工作。根據(jù)橋式類型起重機的特點以及根據(jù)設(shè)計的要求，決定采用橋式起重機的設(shè)計邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)3方法來進(jìn)行本次設(shè)計。將小車部分加裝一個裝卸斗取代以前的釣鉤，用來完成物品的裝卸和運輸。2 主梁的設(shè)計 ]3~[12.1 主梁結(jié)構(gòu)的選擇橋式起重機的主梁主要有三種結(jié)構(gòu)：(1)單( 主)梁橋式起重機：具有一根主梁的橋式起重機(2)雙( 主)梁橋式起重機：具有兩根主梁的橋式起重機(3)葫雙橋式起重機：采用電動葫蘆作為小車上起升機構(gòu)的橋式起重機。本次設(shè)計中采用兩根箱形主梁結(jié)構(gòu), 其主梁由上、下翼緣板和兩塊腹板組成，小車鋼軌布置在截面中心，如圖 2.1 所示0b 0 0h0a1aa2a1bbh圖 2.1 箱形梁截面圖假定主梁跨距為 12 米，主梁總長 13.1 米，小車的行走速度為 20 米/分。下面將根據(jù)這些參數(shù)進(jìn)行整體設(shè)計。2.2 主梁的幾何尺寸的確定為了保證所選截面基本滿足強度和剛度的要求, 箱形主梁截面的幾何尺寸應(yīng)在下列范圍內(nèi)選擇：2.2.1 梁高度和跨度之比：h/L=1/14︿﹀1/18，其中，小跨度時 h/L 取較大值，大跨度時 h/L 取較小值；在邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)4相同跨度下，大起重量又比小起重量的高度要大一些。主梁跨端高度（通常與端梁高度相等）一般為跨中高度的 0.35︿﹀0.4 倍。2.2.2 梁兩腹板間距與跨度之比：b0/L≧1/50︿﹀1/60，工藝要求的最小間距 b0min 約為 300 毫米（此時梁高不易超過 650 毫米） 。翼緣板的總寬度為：手工焊： b=b0+2（10+a 0） (2.1)自動焊： b=b0+2（ 20+a0） (2.2)2.2.3 上翼緣板厚度由局部穩(wěn)定性要求決定：3 號鋼： a1/b1≥1/60 (2.3)16 錳鋼： a1/b1≥1/50 (2.4)2.2.4 緣板最小厚度為 6 毫米，腹板的最小厚度為 5 毫米。主梁截面應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求，由強度、剛度、工藝、經(jīng)濟(jì)等條件進(jìn)行選擇。通用橋式起重機系列產(chǎn)品的主梁截面尺寸可查表 2.1 參考，進(jìn)行設(shè)計。]2[截面幾何參數(shù)確定：表 2.1 箱形梁截面幾何尺寸起 重 量 （噸）跨 度（米）1013.5 400 X 8 X 6750 X 6表中數(shù)字表示為：b X a1 X a2h0 X a0由此結(jié)合設(shè)計要求可確定主梁的翼緣板、腹板的尺寸翼緣板：b=400，a 1=8，a 2=6；腹板： h0=600，a 0=6。2.3 載荷計算邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)5作為均布載荷作用主梁上的橋架自重，在設(shè)計以前是未知的，因此開始計算時必須參考類似產(chǎn)品的數(shù)據(jù)，最后再根據(jù)實際色痕跡的重量進(jìn)行校正。初步計算可得橋架重量曲線圖 2.2 。]2[0246810121416182022410.5 16.5 2.5 28.5 31.5GⅠⅠⅠⅠⅠLⅠ圖 2.2 橋架重量曲線圖2.3.1 計算載荷 ]1[~8作用在橋式起重機上的載荷有固定載荷，活動載荷，水平慣性力及大車歪斜側(cè)向力等。(1)固定載荷固定載荷有均布和集中載荷兩種。作用在主梁上的均布載荷有主梁、軌道、走臺（或水平珩架） 、欄桿（輔助珩架）等重量；作用在主梁上的集中載荷有操縱室、大車運行機構(gòu)以及布置在走臺上的氣設(shè)備等重量。(2)活動載荷作用在主梁上的活動載荷為小車的自重和起重量引起的小車輪壓，計算時應(yīng)考慮不同載荷組合下的動力系數(shù)和沖擊系數(shù)。雙梁吊鉤式小車輪壓值可參考表 2.1邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)6(3)水平慣性力大車運行機構(gòu)起動和制動時引起的水平慣性力水平作用于主梁上，其中帶載荷小車質(zhì)量引起的慣性力以一個集中力 作用于跨中，由橋架質(zhì)量引起大 慣p的慣性力 均布作用在主梁上。大車慣性力作用如圖 3 所示。Ⅰq表 2.1 雙梁吊鉤式小車輪壓值輪 壓 （千克） 輪 距起重量（噸） 1P2Pb10 3700 3600 1400L/2LpⅠ Ⅰ qⅠ圖 2.3 大車慣性力作用圖2.4 載荷組合主梁的載荷組合可查表 2.2主梁第Ⅰ類載荷為大車不動，小車位于所規(guī)定的位置起升或下降載荷。其中=1+（ -1）/2，最大應(yīng)力 為計算部位在自重及等效起重量作用下產(chǎn)生的最Ⅰ?Ⅰ max?邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)7大應(yīng)力； 為空載小車位于離跨端 L/4 處時在計算部位產(chǎn)生的應(yīng)力。min?主梁第Ⅱ類載荷組合為小車位于跨中滿載下降制動，同時大車平穩(wěn)制制動。表 2.2 主梁的載荷組合計 算 部 件 名 稱主 梁 載 荷第 Ⅰ 類 第 Ⅱ 類大 車 自 重 ⅠGⅠKG小 車 自 重 Ⅰ Ⅰ起 重 量 Ⅰ?QQⅠ?大 車 慣 性 力 ⅠP2.5 強度計算 ]18[72對各種工作類型的起重機均應(yīng)按第Ⅱ類載荷組合進(jìn)行強度計算。2.5.1 彎曲應(yīng)力計算主梁垂直方向按簡支梁計算。由活動載荷引起的最大彎矩：當(dāng)一根梁上作用有兩個車輪時，最大彎矩截面位置：Z= (2.5))(2]/1[21PLb????式中： ——計算輪壓（考慮動力系數(shù) 和沖擊系數(shù) ）21PⅠ Ⅰ?ⅠK邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)8bZL圖 2.4 最大彎矩位置示意圖確定 21PⅠ(1)小車支反力的計算(2.6)ⅠⅠⅠⅠⅠ QGV???????4121式中 、 為小車支反力1?2——小車重量ⅠG——起升載荷的重量ⅠQKN4.298.10421 ?????V(2)計算垂直輪壓車輪與軌道接觸的垂直壓力稱為輪壓。起重機每個支承點上一個或數(shù)個車輪（取決于總支承反力的大小與車輪的直徑） ，這些車輪與支承結(jié)構(gòu)均采用鉸接式連接系統(tǒng)。這樣，每個車輪所受的垂直壓力近乎相等，故可用下式計算：R= (2.7)mV式中V——支承點的垂直總反力邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)9m——支承點的車輪數(shù)R= =29.4 KN21V??性載荷的總稱，它是強度計算載荷中的重要部分，對疲勞計算也有影響。為了使設(shè)計計算方便，通常把最大振動載荷表示為靜載荷或電動機額定力矩的倍數(shù)動載荷是起重機機構(gòu)運動狀態(tài)改變時（如起動或制動）產(chǎn)生的振動載荷和慣，這個倍數(shù)稱為“動力系數(shù)” 。動力系數(shù)不僅與結(jié)構(gòu)因素（如系統(tǒng)質(zhì)量的分布，系統(tǒng)的剛度和阻尼等）有關(guān)，而且與使用條件（如外載荷的大小及其變化規(guī)律、有無沖擊等）有關(guān)，設(shè)計計算時，一般只能選擇與實際情況大體相近的典型工況作為依據(jù)。試驗表明，盡管起重機及其機構(gòu)的彈性系統(tǒng)是屬于多自由度的系統(tǒng)，但可以足夠準(zhǔn)確地把它化為雙質(zhì)量一自由度的系統(tǒng)，同時，在計算振動載荷時，可以把傳動機構(gòu)的振動與金屬結(jié)構(gòu)的振動分開考慮。(2.8)R??Ⅰ?max表 2.3 動力系數(shù)值8.524.9max ????RⅠ?8.524.9max ????RⅠ?(3)起重機運行時的沖擊載荷運 行 機 構(gòu)按運行速度分（米/分）零件名稱20~~50低 速 軸 零 件高 速 軸 零 件其 余 高 速 軸2.00 由表 2.3 可知：Ⅰ所以有：由表可知：Ⅰ所以有：邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)10當(dāng)起重機或小車通過鋼軌接縫處或通過不平道路時，起重機和物品將在垂直方向產(chǎn)生振動。有這種沖擊產(chǎn)生的影響用沖擊系數(shù)來表示，即在考慮這種載荷組合時，在起重機自重前乘以沖擊系數(shù) K。沖擊系數(shù)與起重機或小車的運行速度、軌道或道路狀況有關(guān)，具體數(shù)值可查表 2.4表 2.4 沖擊系數(shù)值查取動力系數(shù) Ⅰ?由表可知: 0.1?ⅡK計算輪壓 21PⅠKN8.5.max2 ???ⅠR最大彎矩：當(dāng) 時 (2.9)21?LM??ax式中： ——系數(shù)經(jīng)查取 =0.342)1(b??? ?所以最大彎矩為：N·m 3max 109.2108.534.0?????LP?小車位于跨端極限位置 如圖 2.5 所示，由 引起的最大剪力minZ21PⅠ(2.10))(11bZLRQMINMAX??式中： =1.4 minZ117.6 KN??21PRm2.04121 ????bbN43max 106.7)8.(06.7???Q有 軌 運 行運行速度（米/秒）運行速度 ﹤1沖擊系數(shù) 1.0邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)11小車位于跨端極限位置 如圖 2.5 所示，由 引起的最大剪力minZ21PⅠ(2.10))(11bZLRQMINMAX??式中： =1.4 minZ117.6 KN??21PRm2.04121 ????bbN43max 106.7)8.(06.7???QZmin bL圖 2.5 小車極限位置示意圖此外還應(yīng)計算由均布、集中固定載荷在計算截面引起的彎矩，以及這些載荷在跨端截面引起的剪力（均要考慮沖擊系數(shù) ） 。ⅠK計算橈度的受力，剪力，彎矩圖如圖 2.6、圖 2.7、圖 2.8 所示邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)12ZLba cB圖 2.6 計算橈度的受力圖圖 2.7 計算橈度的剪力圖圖 2.8 計算橈度的彎矩圖邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)13(2.11)LcPbRA21??(2.12)aBM= (2.13)ZA?（ ）?0M= (2.14))(1aPRA??（ ）ba?M= (2.15))(ZLB?（ ）? ])()()([61 2323132313 ZLRCPLZaPbaZPaREIf AA ??????????????(2.16)Nm3max 09.08.54.0????LPM?主梁在水平方向按框架計算，由 及 引起的跨中彎矩大 慣P慣q(2.17)）（）（ 慣大 慣水 rLqr234214???????式中： (2.18)2138IBlcLr?——主梁水平方向慣性矩端梁水平1I——方向慣性矩2N (2.19)33105.7105.4?????amP小 車大 慣N/m (2.20)2.Lq主 梁慣根據(jù)參考書籍 ]18[48762.38cm4?I63391.09cm42M 水 =3.65×104Nm跨中截面翼緣板角點最大正應(yīng)力為邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)14(2.21)][?????yxWM水垂(2.21)XIyx(2.22)yIx?78.6MPa??跨端截面腹板的最大剪應(yīng)力(2.23)][?????ISQ式中： Q——計算截面上的計算剪力I——慣性矩（I=43072.12Nm）S——計算剪應(yīng)力的上截面對中和軸的面積矩（S=0.22936 ）——腹板總厚?（ =8mm）將以上數(shù)據(jù)帶入后Mpa8.50.102.437936684???????ISQ2.4.2 翼緣板局部彎曲應(yīng)力計算箱形結(jié)構(gòu)的小車軌道布置在兩腹板之間上翼緣板上，為了支撐軌道，箱形梁中除了設(shè)置長的加勁板外，尚需要設(shè)置短的加勁板。箱形梁上翼緣板由于計算輪壓 P 的作用，將沿梁的縱向與橫向產(chǎn)生彎曲正應(yīng)力、 ，其中最大值為：Z?X= (2.24) Z?2?NK?= (2.25)X3式中：N 經(jīng)由鋼軌傳到翼緣板上部分計算輪壓，可按下式計算當(dāng) 時用如下公式計算1ab?邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)15N= (2.26) 31296?aIbKP?式中： I——鋼軌的慣性矩——上翼緣板厚度?P——計算輪壓——加勁板間距1a——腹板間距b查取1K23]2[~1=0.12651K=1.2842=1.2843將以上數(shù)據(jù)和系數(shù)帶入N= =27.07 KN33801.624728.915???= = =107.8MPaZ?2?NK?2.= = =107.8MPaX23?23018.74?在箱形梁上翼緣板中，除了上述局部正應(yīng)力外，還有梁彎曲正應(yīng)力，故上翼緣板的計算為：(2.27) ][)()(2??????XZXZ式中： ——由垂直彎曲矩引起的正應(yīng)力?8.107.6.78.108.76.22?ⅠⅠⅠⅠ=143.2MPa< =176.5MPa][箱形梁上小車鋼軌的正應(yīng)力為：(2.28)][51ⅠⅠⅠ ?????WaNP邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)16式中： N——按前面的計算——鋼軌抗彎模數(shù)軌W[ ]——鋼軌許用應(yīng)力 （因采用的輕型鋼軌，其值為 225.4 MPa）Ⅰ?=154.62 MPa<[ ]=225.4 MPa631085.72.???ⅠⅠ Ⅰ?加勁板的局部擠壓應(yīng)力：(2.29)][21?????ⅠⅠbP式中： P——計算輪壓；b2——鋼軌底部寬度；——上翼緣板厚度；?1——加勁板厚度。=140.68 MPa<[ ]=175 MPa018..2067.853???ⅠⅠ? ?2.4.3 靜剛度計算 ][~1(2.30)20][453848113 LfrLEIqrLEIPf ?????ⅠⅠⅠⅠ式中 = =12.23 (2.31)2IBlcr?9.63187.023??I1 主梁水平方向慣性矩；I2 端梁水平方向慣性矩。經(jīng)計算 f 水 =4.37 mm<[f 水 ]=6 mm 符合要求2.4.4 上拱度主梁在滿載小車輪壓作用下產(chǎn)生變形，使小車軌道有一定的坡度。坡度過大會增加小車運行阻力，甚至在停車后會產(chǎn)生自動滑移現(xiàn)象。起重機運行機構(gòu)采用集中驅(qū)動時，不止在走臺上的驅(qū)動機構(gòu)也會因變形過大而影響正常工作。為此應(yīng)主梁做成一定上拱度，跨中拱度一般取 L/1000。這樣主梁彈性變形的曲線無論在空載或滿邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)17載，均較為平緩。3 小車驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計3.1 方案的確定方案一：動機帶動滾筒轉(zhuǎn)動，通過滾筒上的鋼絲繩拉動小車。一般傳統(tǒng)的方案中有這樣的設(shè)計，且組成小車驅(qū)動系統(tǒng)的零部件簡單，基本都是標(biāo)準(zhǔn)件。這種方案原理簡單，制造也相對簡單，但效率不高，而且在鋼絲繩與滑輪成一定角度時會對滑輪造成一個側(cè)向的拉力，時間長了會使得滑輪的緊固松動，有可能造成危險。方案二：在小車上裝電動機，然后帶動齒輪轉(zhuǎn)動，在大梁的一側(cè)裝上齒條，通過齒輪和齒條的嚙合運動來驅(qū)動小車。這種方案的傳動效率比方案一的要高，而且不存在方案一中的側(cè)向拉力造成的潛在危險。而且，齒輪、齒條的制造也是規(guī)范化了的，所以在制造上不比方案一復(fù)雜。在小車的運行過程中所產(chǎn)生的力主要都由主梁承受，相對方案一也安全得多。所以比較了方案一和方案二后，我們決定采用方案二，也就是用齒輪、齒條的嚙合運動來驅(qū)動小車。具體的傳動方案見下圖 3.1邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)183.2 電動機的選擇選擇電動機包括選擇電動機類型、結(jié)構(gòu)形式、功率、轉(zhuǎn)速和型號。3.2.1 選擇電動機的類型和結(jié)構(gòu)形式電動機的類型和結(jié)構(gòu)形式應(yīng)根據(jù)電源種類（直流或交流） 、工作條件（環(huán)境、溫度等） 、工作時間的長短（連續(xù)或間歇）幾載荷的性質(zhì)、大小、起動性能和過載情況等條件來選擇。工業(yè)上一般采用三相交流電動機。Y 系列三相交流異步電動機由于具有結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、維護(hù)方便等優(yōu)點，故其應(yīng)用最廣。當(dāng)轉(zhuǎn)動慣量和啟動力矩較小時，可選擇 Y 系列三相交流異步電動機。在經(jīng)常啟動、制動和反轉(zhuǎn)、間歇或短時工作的場合（如起重機械和冶金設(shè)備等） ，要求電動機和轉(zhuǎn)動慣量小和過載能力大，因此，應(yīng)選用起重及冶金用的 YZ 和 YZR 系列三鄉(xiāng)異步電動機。電動機的結(jié)構(gòu)有開啟式、防護(hù)式、封閉式和防暴式等，可根據(jù)工作條件來選擇。根據(jù)設(shè)計的工作環(huán)境和工作條件，以及載荷情況，最后決定采用 YZR 繞線式三相電動機。邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)19圖 3.1 小車驅(qū)動系統(tǒng)的傳動方案3.2.2 確定電動機的轉(zhuǎn)速 ]12[~6同一功率的異步 3000,1500,1000,750r/min 等幾種。一般來說，電動機的同步轉(zhuǎn)速愈高，磁極對數(shù)愈少，外廓尺寸愈小，價格愈低；反之，轉(zhuǎn)速愈低，外廓尺寸愈大，價格愈貴。當(dāng)工作機轉(zhuǎn)速高時，選用高速電動機較經(jīng)濟(jì)。但若工作機轉(zhuǎn)速低也選用高速電動機，則這時總傳動比增大，會導(dǎo)致傳動裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價較高。所以，在確定電動機轉(zhuǎn)速時，應(yīng)全面分析。在一般機械中，用得最多的是同步轉(zhuǎn)速為 1500 或 1000r/min 的電動機綜合以上因素，和實際生產(chǎn)中的需要，最后決定，所選用的電動機的轉(zhuǎn)速為1500r/min。3.2.3 確定電動機的功率和型號邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)20電動機的功率是否合適，對電動機的正常工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響。功率選得過小，不能保證工作機的正常工作或使得電動機長期過載而過早損壞；功率選得過大，則電動機價格高，而且經(jīng)常不在滿載下運行，電動機效率和功率因數(shù)都較低，造成很大的浪費。電動機功率的確定，主要與載荷大小、工作時間長短、發(fā)熱多少等有關(guān)。對于長期連續(xù)工作、載荷穩(wěn)定的機械（如連續(xù)運輸機、鼓風(fēng)機等） ，可根據(jù)電動機所需要的功率來 P 選擇，而不必校驗電動機的發(fā)熱和啟動力矩。選擇時，應(yīng)使電動機的額定功率稍大與電動機的所需要的功率。對于間歇工作的機械，可稍微小于所需要的功率計算電動機所需功率：（1）小車牽引力的計算 ]2[~1小車穩(wěn)定運行時的牽引力 PP= (3.1)HP??附風(fēng)坡摩式中： ——小車運行時的摩擦力摩——小車在有坡度軌道上運行時克服重力分力引起的阻力坡——由風(fēng)載荷引起的阻力風(fēng)P——由起升機構(gòu)引起的阻力附H——齒輪嚙合引起的阻力① 計算運行摩擦力= (3.2)摩P附輪起 KDdGQ??2)(0式中： ——起升載荷的重量起——小車的自重0K——滾輪摩擦系數(shù) K=0.04D——軸承內(nèi)徑——軸承摩擦系數(shù)?邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)21=0.015?——附加摩擦阻力系數(shù)附K=1.8附——車輪的直徑輪D經(jīng)計算： =90 kg摩P② 計算坡度阻力= (3.3)坡 ）（ 起坡 0GQK?式中： ——坡度阻力坡=0.002坡經(jīng)計算： =20 kg坡P③ 計算風(fēng)載荷引起的阻力(3.4)）（ 物起風(fēng) FCq??式中： C——風(fēng)載體型系數(shù)C=1.2Q——工作狀態(tài)時的標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)壓（kg/ ）計算電動機時取2m1q=101q——小車的擋風(fēng)面積（ ）起F2迎風(fēng)面積按起重機組成部分（如主梁、支承腿、物品等）的凈面積垂直于風(fēng)向平面上的投影來計算(3.5)輪F???式中： ——起重機金屬結(jié)構(gòu)或機構(gòu)的充滿系數(shù)，即結(jié)構(gòu)或機構(gòu)的凈面積與其輪廓?面積之比。常用結(jié)構(gòu)形式的 值為：邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)22由型鋼或鋼板制成的珩架或空腹結(jié)構(gòu)=0.2~~0.6?管子珩架結(jié)構(gòu)（無斜桿珩架取小值）=0.2~~0.4實體板結(jié)構(gòu)=1?機構(gòu)=0.8~~1.0當(dāng)兩個或兩個以上的結(jié)構(gòu)并列，其迎風(fēng)面積相互重疊時，第二個和第二個以后的被前面遮擋的迎風(fēng)面積應(yīng)減小，減小的程度用折減系數(shù) 表示。?——物品的迎風(fēng)面積物F經(jīng)計算：=21.84 kg風(fēng)P④ 計算起升機構(gòu)引起的阻力(3.6)）（起進(jìn)出附 1????mKQS經(jīng)計算：=426.3 kg附P⑤ 計算齒輪嚙合引起的阻力H= (3.7)fql82經(jīng)計算：H=83 kg所以 P= (3.8)HPP??附風(fēng)坡摩=90+20+21.84+426.3+83=641.1 kg邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)23F=Pg=641.1 9.8?=6282.78 N（2） 電動機的選擇 ]12[76①驅(qū)動輪上的力矩為：(3.9)21)(?RHKPM???mkg?式中： ——驅(qū)動輪效率——驅(qū)動機構(gòu)效率2R——驅(qū)動輪半徑（米）經(jīng)計算M=214.7 mkg?②計算電動機的功率電動機按小車穩(wěn)定運行時的靜功率初選：（kw） (3.10)975nMN??靜式中： n——驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）經(jīng)計算=3.57 kw靜考慮實際的電動機功率要稍大于計算功率，所以電動機的功率選擇 4kw 的電動機。綜合以上因素，最后電動機選擇為 YZR 型繞線式電動機，功率為 4kw，轉(zhuǎn)速1500r/min。3.3 減速器的選用 ]614[7根據(jù)電動機的輸出轉(zhuǎn)速和小車的運行速度，因為傳動比比較大，所以決定選用蝸輪蝸桿減速器。蝸輪蝸桿減速器按蝸桿外形結(jié)構(gòu)分為圓柱蝸桿減速器、環(huán)面蝸桿減速器以及錐邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)24蝸桿減速器三大類。在機械設(shè)備的動力傳輸中，前二類應(yīng)用較為廣泛。根據(jù)蝸桿傳動包括：阿基米德圓柱蝸桿傳動） （ZA） 、漸開線圓柱蝸桿傳動）（ZI） 、錐面包絡(luò)圓柱蝸桿傳動（ZK） 、圓弧圓柱蝸桿傳動（ ZC）等。環(huán)面蝸桿傳動包括：直廓環(huán)面蝸桿傳動、平面包洛環(huán)面蝸桿傳動（分為一次包絡(luò)、二次包絡(luò)兩種） 、漸開面包絡(luò)環(huán)面?zhèn)鲃?、錐面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動等。環(huán)面蝸桿減速器與圓柱蝸桿減速器從嚙合原理上比較，前者具有許多優(yōu)點：瞬時接觸與相對滑動速度的夾角接近 90 度，有利于形成油膜，降低摩擦系數(shù)，提高傳動效率；共軛齒面在接觸位置處曲率接近，有利于降低齒面接觸應(yīng)力；蝸桿以環(huán)面包圍蝸輪，同時參加嚙合齒數(shù)多，因而承載能力顯著提高，在相同中心距的情況下，環(huán)面蝸桿減速器比圓柱蝸桿減速器傳遞功率大 1~2 倍。但從制造工藝方面，環(huán)面蝸桿減速器比圓柱蝸桿減速器要復(fù)雜些。3.3.1 圓弧圓柱蝸桿減速器的類型、特點和適用范圍(1)類型圓弧圓柱蝸桿減速器按型式不同可分為如下四種類型：基本型圓弧圓柱蝸桿減速器（JB/T7935—95） 、軸裝式圓弧圓柱蝸桿減速器（JB/T6387—92） 、ZC 雙級蝸桿及齒輪—蝸桿減速器（JB/T7008—93） 、立式圓弧圓柱蝸桿減速器（JB/T7845—95） 。(2)產(chǎn)品特點蝸桿傳動是傳遞交錯軸間的動力或運動的傳動機構(gòu)，常用的交錯角等于 90 度。它具有惦記傳動比大、工作平穩(wěn)、振動小、噪聲低及可做成自瑣等特點。圓弧蝸桿傳動除具有普通蝸桿傳動的優(yōu)點外，還有以下特點：①齒形優(yōu)良。蝸桿蝸輪齒面為凹凸共軛嚙合，當(dāng)量曲率小，齒面間潤滑油膜容易形成，齒面接觸應(yīng)力低，具有良好的強度及潤滑幾何條件。② 形狀及分布合理。蝸桿與蝸輪嚙合時的瞬時接觸線相對滑動方向所形成的夾角近于直角，齒面間容易形成動壓潤滑，齒面間摩擦系數(shù)小，磨損少，傳動效率高。③齒輪強度高。在蝸桿齒不減弱的情況下，可增大蝸輪的齒根厚度，使蝸輪齒的彎曲強度增大，抗沖擊能力提高。④齒面理論嚙合區(qū)寬度小于普通蝸桿傳動，因此可節(jié)省蝸輪材料。⑤桿齒面易于進(jìn)行磨削加工。圓弧蝸桿螺旋面是由軸截面為一段凸圓弧的環(huán)邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)25面砂輪包絡(luò)成形，因此可保證蝸桿具有較高的齒形精度。⑥圓弧圓柱蝸桿減速器采用了滲碳、淬火及磨削的 ZC 蝸桿傳動，因而承載能力大，傳動效率高，壽命長。(3)產(chǎn)品的適用范圍圓弧圓柱蝸桿減速器為通用機械傳動裝置，廣泛適用冶金、礦山、起重、運輸、化工、建筑、建材、石油等各行。其工作條件為：蝸桿轉(zhuǎn)速不超過 1500 r/min工作環(huán)境溫度為 0~40 ，當(dāng)工作環(huán)境溫度低于 0 時，起動時潤滑油必須加COCO熱到 0 以上，當(dāng)環(huán)境溫度高于 40 時，必須采取冷卻措施。CO蝸桿軸可正、反向運行。3.3.2 結(jié)構(gòu)型式圓弧圓柱蝸桿減速器的結(jié)構(gòu)型式有基本型和軸裝式兩種類型，其中均含蝸桿位于蝸輪之下、之側(cè)、之上三種型式?；拘椭行木?a=63~100mm 的減速器不帶風(fēng)扇，機體采用整體結(jié)構(gòu)，中心距 a=125~500mm 的減速器采用風(fēng)扇冷卻，機體為剖分式結(jié)構(gòu)。軸裝式中中心距 a=63~100mm 的減速器不帶風(fēng)扇，機體采用整體結(jié)構(gòu)，中心距a=125~315mm 的減速器采用風(fēng)扇冷卻，機體為剖分式結(jié)構(gòu)。結(jié)合上面的原因和設(shè)計實際需要，最后選定為：CWS（蝸桿在蝸輪之側(cè)的圓弧圓柱蝸桿減速器） ，a=125mm 的圓弧圓柱蝸桿減速器，傳動比為 63。3.4 聯(lián)軸器的選用3.4.1 聯(lián)軸器的選擇現(xiàn)在人們所稱的聯(lián)軸器是機械式聯(lián)軸器的簡稱，聯(lián)軸器已經(jīng)發(fā)展為獨立的專業(yè)，形成較為完整的標(biāo)準(zhǔn)體系。聯(lián)軸器是機械產(chǎn)品中軸系傳動最常用的聯(lián)接部件，現(xiàn)在發(fā)展成為三大類別，多品種的產(chǎn)品系列。聯(lián)軸器在傳遞轉(zhuǎn)矩和運動過程中，與被聯(lián)接件一同回轉(zhuǎn)不脫開，而且不改變轉(zhuǎn)矩的大小，這是各類別聯(lián)軸器共性的功能；饒性聯(lián)軸器有補償兩軸相對偏移的功能；彈性聯(lián)軸器還有不同程度的減振和緩沖的功能；安全聯(lián)軸器還有過載安全保護(hù)功能。各種不同類別聯(lián)軸器在傳動系統(tǒng)中的功能比較見下表 3.1：邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)26表 3.1 各種聯(lián)軸器的性能比較序號 類 別 在傳動系統(tǒng)中的作用和功能 備 注1 剛性聯(lián)軸器 起聯(lián)接作用，只能傳遞運動和轉(zhuǎn)矩，不具備其他功能如：凸緣聯(lián)軸器、套筒聯(lián)軸器、夾殼聯(lián)軸器、平行軸聯(lián)軸器等無彈性元件饒性聯(lián)軸器金屬彈性元件饒性聯(lián)軸器如：齒式聯(lián)軸器、萬向聯(lián)軸器、鏈?zhǔn)铰?lián)軸器、滑塊聯(lián)軸器等如：膜片聯(lián)軸器、蛇形彈簧聯(lián)軸器、2饒性聯(lián)軸器非金屬彈性元件饒性聯(lián)軸器不僅能傳遞運動和轉(zhuǎn)矩，而且具有不同程度的軸向，徑向，角向補償功能傳遞轉(zhuǎn)矩和運動，有不同程度的減振、緩沖作用和軸向，徑向，角向補償量，改善傳動系統(tǒng)工作性能 如：彈性套柱銷聯(lián)軸器、輪胎式聯(lián)軸器、彈性活銷聯(lián)軸器3 安全聯(lián)軸器 傳遞運動和轉(zhuǎn)矩，過載安全保護(hù)，饒性安全聯(lián)軸器還有不同程度補償性能如：鋼球式、鋼砂式、摩擦式、液壓式、銷釘式等3.4.2 聯(lián)軸器的選用計算由于選用的電動機的功率為 4kw，轉(zhuǎn)速為 1500r/min理論轉(zhuǎn)矩（主動端）=25.5 Nm (3.11)nPTwA950?轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動 2736.mkgJ?邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)27起動次數(shù) Z=150 次/h環(huán)境溫度 t=25 Co主動端沖擊轉(zhuǎn)矩即起動轉(zhuǎn)矩=51 Nm (3.12)AST2?已知工作機參數(shù)負(fù)載平均轉(zhuǎn)矩 mNL?68負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量 203.kgjl?選用柱銷式彈性聯(lián)軸器，理論轉(zhuǎn)矩 T 應(yīng)滿足=68X1.1=75 Nm (3.13)tLAKT??現(xiàn)初選 GB4323 中 TL5 型 mNn??125最大轉(zhuǎn)矩 (3.14)n??02max半聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動慣量 221.kgJ?起動系數(shù) ： ZK=1.3溫度系數(shù) ：t=1.1tK沖擊系數(shù) =1.8AS質(zhì)量系數(shù) (3.15)54.013.086.????LAJ載荷為沖擊載荷時，計算主動端的沖擊轉(zhuǎn)矩：(3.16)ZtASJSAKT?max= mN???1.38.540.1=202 N??2?主動端沖擊轉(zhuǎn)矩小于彈性聯(lián)軸器的最大轉(zhuǎn)矩，故安全，可以選用邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)283.5 齒輪的校核 ]12~[63.5.1 按齒面接觸疲勞強度校核圓柱齒輪傳動齒面接觸疲勞強度校核公式有：Pa (3.17)HPeEaVAtH ZKudbF???????????1Pa (3.18)minliHWNPSZ?式中各符號的意義：b——齒寬；——齒輪分度圓的直徑；1du——齒數(shù)比；——分度圓上的圓周力 ； tF——工況系數(shù)； AK——動力系數(shù)； V——載荷分布系數(shù)； ?——載荷分配系數(shù)； aK——計算接觸應(yīng)力；H?——材料彈性系數(shù)； EZ——節(jié)點區(qū)域系數(shù)； H——接觸強度重合度系數(shù)； e——許用接觸應(yīng)力；HP?——試驗齒輪的接觸疲勞極限應(yīng)力；lim——接觸強度壽命系數(shù)； NZ邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)29——工作硬化系數(shù)； WZ接觸強度最小安全數(shù)； minHS計算中的有關(guān)數(shù)據(jù)及各系數(shù)的確定（1）分度圓上的圓周力 tF進(jìn)行疲勞強度計算時，應(yīng)以長期工作的最大載荷作為齒輪傳動的額定載荷。作用在齒輪上的其他載荷對疲勞強度的影響在工況系數(shù) 中予以考慮。齒輪的長期工AK作最大載荷是指應(yīng)力循環(huán)次數(shù)大于 （對彎曲）和 （對接觸）的最大載荷。310410一般，分度圓上的圓周力 ，可按齒輪傳遞的額定轉(zhuǎn)矩（或功率）進(jìn)行計算。tF分度圓上的圓周力 = (3.19)tdT2轉(zhuǎn)矩 T= (3.20)?P式中： P—齒輪傳遞的功率—齒輪的角速度= rad/s (3.21)?30n??n 為齒輪的轉(zhuǎn)速，由電動機的轉(zhuǎn)速為 1500r/min，蝸輪蝸桿減速器的傳動比為 63，可得：n= =24 r/min6315= =2.512?0n??T= =1388.9P= = =32.68 NtFdT2859.13?（2）工況系數(shù) AK]1[5是考慮齒輪在工作過程中，由于原動機和工作機械的載荷變動、沖擊、過載A等對齒輪產(chǎn)生 外部附加動載荷系數(shù)。如果有可能，工況系數(shù) 應(yīng)通過精確測量或AK綜合地對系統(tǒng)進(jìn)行分析來確定。一般=1.25AK（3） 動載荷系數(shù) V邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)30是考慮齒輪在嚙合過程中產(chǎn)生的內(nèi)部附加動載荷的系數(shù)。具體的 值，VK VK由下表可查取。經(jīng)查取=1.15V（4）載荷分布系數(shù) ?K是考慮載荷沿齒面接觸分布不均勻的系數(shù)。?K如果通過測量和檢查能夠確切掌握輪齒接觸情況，并作相應(yīng)地齒輪誤差修形（螺旋角修形、鼓形修形及熱變形修形等） ，可取 =1。如果對齒輪的結(jié)構(gòu)做特殊?K處理，或經(jīng)過仔細(xì)跑合后，能使載荷沿齒面接觸線均勻分布，也可以取 =1?K表 3.2 動載荷系數(shù)值1 2 4 6 8 10 12 141.21.41.61.82.0345678910vz1/100m/skv（5）載荷分配系數(shù) aK是考慮在同時嚙合的兩對輪齒上載荷分配不均勻的系數(shù)。查取 值aK aK=1a（6）材料彈性系數(shù) EZ是考慮配對齒輪的材料彈性模量 E 和泊松比 v 影響接觸應(yīng)力的系數(shù)。EZ查取：=189.8EZ邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)31（7）節(jié)點區(qū)域系數(shù) HZ是考慮捏合處法面曲率與端面曲率的關(guān)系，并把節(jié)圓上的圓周力換算為分度HZ圓上的圓周力，把法面圓周力換算為端面圓周力的系數(shù)查?。?1.9HZ（8）接觸強度重合度 e是考慮端面重合度，軸向重合度及螺旋角影響齒面接觸應(yīng)力的系數(shù)。 e=2.0eZ（9）試驗齒輪的接觸疲勞極限應(yīng)力 limH?齒面接觸疲勞極限應(yīng)力 ，可查取li=550 Pali（10）接觸強度壽命系數(shù) NZ是考慮由于齒輪設(shè)計壽命（通常以應(yīng)力循環(huán)次數(shù)或工作小時數(shù)表示）的不同，NZ而影響齒面接觸疲勞極限應(yīng)力的系數(shù)。當(dāng)齒輪的材料和熱處理方法不同時，齒面接觸疲勞的應(yīng)力循環(huán)基數(shù)也不同，當(dāng)應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N 不小于應(yīng)力循環(huán)基數(shù)時，即認(rèn)為應(yīng)進(jìn)行無限壽命計算，此時去=1NZ當(dāng)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)小于應(yīng)力循環(huán)次數(shù)時，即認(rèn)為應(yīng)進(jìn)行有限壽命計算，查取=1NZ（11）工作硬化系數(shù) W是考慮在運轉(zhuǎn)過程中，經(jīng)磨齒的硬齒面小齒輪對調(diào)質(zhì)或正火的大齒輪齒面產(chǎn)WZ生冷作硬化，從而使大齒輪面接觸疲勞極限應(yīng)力提高的系數(shù)?？刹槿?1.08WZ（12）最小安全系數(shù) minHS接觸強度和彎曲強度的最小安全系數(shù) minHS邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)32查取=1.0minHS將以上各式中的數(shù)值帶如下式(3.22)HPeEaVAtH ZKudbF???????????1=502 Pa(3.23)minliHWNHPSZ?=594 PaHP??符合要求3.5.2 按齒根彎曲疲勞強度Pa (3.24)FPFnaVAtF YmbKe????????Pa (3.25)SrFXNPY?inl式中各符號的意義—齒形系數(shù)F—彎曲強度重合度系數(shù)eY—螺旋角系數(shù)?—許用彎曲應(yīng)力FP?—試驗齒輪的彎曲疲勞極限應(yīng)力lim—彎曲強度壽命系數(shù)NY—彎曲強度尺寸系數(shù)X—相對應(yīng)力集中系數(shù)sr—彎曲強度最小安全系數(shù)minFS邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)33計算中的有關(guān)數(shù)據(jù)及各系數(shù)的確定（1）齒形系數(shù) FY是考慮齒形影響齒根彎曲應(yīng)力的系數(shù)，主要與句準(zhǔn)齒形，切齒刀具及載荷作F用點的位置有關(guān)，而且隨齒數(shù)及變位系數(shù)而改變。對基準(zhǔn)齒形符合 GB1356—78 的漸開線直齒輪，其載荷作用于齒頂時的齒形系數(shù)查取：=1.2FY（2）彎曲強度重合度 e是考慮端面重合度的影響，將載荷作用點由齒頂換算到外側(cè)單齒嚙合點（齒eY廓單齒嚙合區(qū)最高點）的系數(shù)，其值可查取=0.6eY（3）螺旋角系數(shù) ?是考慮斜齒輪因輪齒傾斜而影響齒根彎曲應(yīng)力的系數(shù)。?Y查取=0.92?Y（4）試驗齒輪的彎曲疲勞極限應(yīng)力 limF?由查取 的值limF?=340 Pali（5）彎曲強度壽命系數(shù) NY是考慮由于齒輪設(shè)計壽命（通常以應(yīng)力循環(huán)次數(shù)或工作小時數(shù)來表示）的不NY同而影響其齒根彎曲疲勞極限應(yīng)力的系數(shù)。通常，齒根彎曲疲勞的應(yīng)力循環(huán)基數(shù) = ，所以當(dāng)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)0613?時，即認(rèn)為按無限壽命計算，此時取 =16103?? NY可查取 的值NY=1.25NY（6）彎曲強度尺寸系數(shù) X是考慮實際齒輪的模數(shù)大于試驗齒輪的模數(shù)時，使齒輪的彎曲疲勞極限應(yīng)力XY邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)34極限應(yīng)力降低的系數(shù)。查得 的值XY=1（7）相對應(yīng)力集中系數(shù) sr是考慮實際齒輪對試驗齒輪因應(yīng)力集中的不同（齒根圓角不等）而影響齒根srY彎曲疲勞極限應(yīng)力的系數(shù)。 ?？刹榈?的值：sr=0.3srY將以上的數(shù)據(jù)或系數(shù)帶如下式：(3.26)FPFnaVAtFmbKe????????=320 Pa(3.27)SrFXNPY??minl=425 PaFP??經(jīng)計算表明，設(shè)計既滿足了齒面接觸疲勞強度的校核要求，又滿足了齒根彎曲疲勞強度的校核要求，所以設(shè)計是合理的。3.6 軸承的選用 ]12[~63.6.1 軸承類型選擇軸承有兩種常用的類型：雙列短圓柱滾子軸承。這種軸承承載能力大，內(nèi)孔有 1：12 錐度，摩擦系數(shù)小，溫升低，但不能承受軸向力，必須和能承受軸向力的軸承配合使用，因此整個部件支承結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。圓錐滾子軸承。承載能力大，可同時承受徑向力和軸向力，結(jié)構(gòu)比較簡單，但允許的極限轉(zhuǎn)速低一些。與雙列短圓柱滾子軸承配套使用承受軸向力的軸承主要有三種：60°角雙向推力向心球軸承。是一種新型軸承，在近來生產(chǎn)的機床上廣泛采用。具有承載能力大，允許極限轉(zhuǎn)速高的特點。外徑比同規(guī)格的雙列短圓柱滾子軸承小邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)35一些。在使用中，這種軸承不承受徑向力。推力球軸承。承受軸向力的能力最高，但允許的極限轉(zhuǎn)速低，容易發(fā)熱。向心推力球軸承。允許的極限轉(zhuǎn)速高，但承載能力低，主要用于高速輕載的機床。3.6.2 軸承的配置大多數(shù)機床主軸采用兩個支承，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便。但為了提高主軸剛度也有用三支承的。三支承結(jié)構(gòu)要求箱體上三支承孔具有良好的同心度，否則溫升和空載功率增大，效果不一定好。軸承配置時，除選擇軸承的類型不同外，推力軸承的布置是主要差別。推力球軸承布置在前支承、后支承還是分別布置在前、后兩支承，影響著溫升后軸的伸長方向以及結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，應(yīng)根據(jù)機床的實際要求確定。在配置軸承時，應(yīng)注意以下幾點：（1）每個支承點都要能承受徑向力。（2）兩個方向的軸向力應(yīng)分別有相應(yīng)的軸承承受。（3）徑向力和兩個方向的軸向力都應(yīng)傳遞到箱體上，即負(fù)載都有機床支承件承受。3.6.3 軸承的精度和配合主軸軸承精度要求比一般傳動軸高。前軸承的誤差對主軸前端的影響最大，所以前軸承的精度一般比后軸承選擇高一級。普通精度級機床的主軸，前軸承選 C 或 D 級，后軸承選 D 或 E 級。精度或高精度級機床，前軸承選 B 或 C 級，后軸承選 C 或 D 級邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)36總 結(jié)三個月的畢業(yè)設(shè)計到今日已經(jīng)基本完成，本次畢業(yè)設(shè)計是我們大學(xué)四年所學(xué)知識做的一次總測驗，是鍛煉也是檢驗自己四年來所學(xué)并掌握運用知識的能力，是我們高等院校學(xué)生的最后的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，通過這次設(shè)計，我學(xué)到了許多原來未能學(xué)到的東西，對過去沒有掌握的知識得到了更進(jìn)一步鞏固。獨立思考，綜合運用所掌握理論知識的能力得到很大的提高，學(xué)會了從生產(chǎn)實際出發(fā)，針對實際課題解決實際問題，掌握了綜合使用各種設(shè)計手冊、圖冊、資料的方法，提高了電腦繪圖水平，也是為我們即將參加工作所做的必要準(zhǔn)備，打下基礎(chǔ)，更是我們四年機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)知識的一次綜合。本次設(shè)計也暴露了我們不少的缺點和問題：對于所學(xué)知識還沒有做到仔細(xì)、認(rèn)真消化，許多方面還是只有一個大概的認(rèn)識，沒有深入探討，對實際事物沒有深刻得了解，沒有做到理論聯(lián)系實際，沒有達(dá)到對所學(xué)的知識熟練運用的水平。這也從一個側(cè)面反映出我們設(shè)計經(jīng)驗不足，思維不夠開拓，不夠靈活。從而是我得出一個結(jié)論：無論是現(xiàn)在還是以后走上工作崗位，還是再深造，都應(yīng)該虛心向老師和前輩們學(xué)習(xí)，從而不斷完善自我，提高自我水平。本次設(shè)計根據(jù)設(shè)計課題的要求及相關(guān)參數(shù)，運用機械設(shè)計的基本方法進(jìn)行橋式裝卸料機主梁的設(shè)計計算；根據(jù)裝卸機總裝配圖的要求，合理的設(shè)計出橋式裝卸料機小車驅(qū)動系統(tǒng)，滿足裝卸機的工作要求。另外本文通過對橋式移動裝卸料機的安全設(shè)計重點解決了以下問題： 1．提高礦山開采和礦料堆浸工藝的能力；2．小車在啟動停止時帶來的安全問題得到解決；3．本文設(shè)計小車驅(qū)動系統(tǒng)時，沒有采用起重機常用的驅(qū)動方式，而是采用了齒輪—齒條傳動，這使得小車運動更平穩(wěn)，定位更準(zhǔn)確；但因為本人水平有限所有本設(shè)計難免有錯誤和不足之處，希望各位老師能悉心指出和指導(dǎo)。邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)37參 考 文 獻(xiàn)[1]王官遜、孟憲蕙、裘為章主編， 《起重機設(shè)計手冊》 ，機械工業(yè)出版社，1980[2]陳道南、盛漢中主編， 《起重機設(shè)計手冊》 ，冶金工業(yè)出版社，1986[3]陳道南、過玉卿、周培德、盛漢中主編， 《起重運輸機械》 ，冶金工業(yè)出版社，1988[4]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)， 《起重機設(shè)計規(guī)范》 ，中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1984[5]東北工學(xué)院編， 《機械零件設(shè)計手冊》 ，冶金工業(yè)出版社，1982[6] 吳宗澤主編， 《機械設(shè)計》,高等教育出版社，2003[7] 武漢水利電力學(xué)院編， 《結(jié)構(gòu)力學(xué)和工程結(jié)構(gòu)》 ，水利電力出版社，1978[8] 大連工學(xué)院編， 《起重機械》 ，機械工業(yè)出版社，1982[9] 王寬福、馮麗云主編， 《焊接與化機焊接結(jié)構(gòu)》 ，浙江大學(xué)出版社，1992[10] 哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室編， 《理論力學(xué)》 ，高等教育出版社，1997[11] 劉鴻文主編， 《簡明材料力學(xué)》 ，高等教育出版社，2002[12] 成大先主編， 《機械設(shè)計手冊》 ，化學(xué)工業(yè)出版社，2004[13] 謝鐵邦，李柱，席宏卓主編， 《互換性與技術(shù)測量》 ，華中科技大學(xué)出版社，1998[14]徐憬主編， 《機械設(shè)計手冊》 機械工業(yè)出版社，1978[15]劉朝儒、彭福蔭 、高政一主編， 《機械制圖》 ，高等教育出版社， 2002[16]張尚才 主編， 《控制工程基礎(chǔ)》 ，浙江大學(xué)出版社，2004[17]孫恒 陳作模主編， 《機械原理》 ，高等教育出版社，2003[18]哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室 編， 《理論力學(xué)》 ，高等教育出版社， 2003[19]曾志新 呂明， 《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》 ，武漢理工大學(xué)出版社， 2004[20] The reasonable of the bridge type derrick chooses to usePeking rises heavy conveyance machine graduate school Xu lei[21]ShiPing Chief editor English in mechanical engineering [22] Prepare in response to the dint the piece pulls to repair main beam in derrick in type in bridge bottom the loads the ability with the exaltation 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)38Pleased the way of Chen Zu dao Din Yang xi致 謝時間這東西總是來時漫漫去時匆匆，隨著鍵的跳動我四年的大學(xué)生活和幾個月的畢業(yè)設(shè)計一起結(jié)束，真有些措手不及。即將要踏出校園，步入社會，進(jìn)入工作崗位了，雖然了解總有這么一天，也只有在社會這個大熔爐中才能得到更多的鍛煉，才能把自己十幾年在學(xué)校累積的知識學(xué)以至用，充分發(fā)揮自己所長，可是也從此遠(yuǎn)離單純的學(xué)習(xí)的快樂與疲憊，而面對勾心斗角競爭激烈，對于期盼了幾年的告別考試與課堂，真是不知道該喜該憂。我不是很積極的人一切都很平淡，大學(xué)四年的生活沒有大起大落沒有悲歡離合，學(xué)到的知識也有限的很，用到實踐中就更是少之有少，到了該認(rèn)識真正的自我，并努力的充實自我，完善自我的時候了，許是很多人有此感覺吧，畢業(yè)設(shè)計真是讓人有一種知之甚少的無力感。本次設(shè)計即將完成，我的心情卻無法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意！在這里首先要感謝我的指導(dǎo)老師陳老師。陳老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計的每個階段，從實習(xí)查閱資料到設(shè)計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計，裝配草圖等整個過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的設(shè)計較為復(fù)雜煩瑣，但是陳老師仍然細(xì)心地糾正圖紙中的錯誤。 其次要感謝同學(xué)們給我?guī)椭椭С?在設(shè)計中遇到的困難,他們會熱心的給我排憂解難;遇到不能解決的問題,大家一起討論.然后還要感謝我的母校對我的大力栽培,感謝大學(xué)四年來所有的老師，為我們打下機械專業(yè)知識的基礎(chǔ)；正是因為有了這些專業(yè)知識此次畢業(yè)設(shè)計才會順利完成。 最后感謝我的爸爸媽媽，焉得諼草，言樹之背，養(yǎng)育之恩，無以回報，你們永遠(yuǎn)健康快樂是我最大的心愿。