新版 300kN橋式起重機(jī)大車行走部傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)

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齊 齊 哈 爾 工 程 學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目 300kN 橋式起重機(jī)大車行走部傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 院 （系） 專業(yè)班級(jí)學(xué)生姓名指導(dǎo)教師成 績(jī)年 月 日齊齊哈爾工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- II -300kN 橋式起重機(jī)大車行走部傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)摘要橋式起重機(jī)由橋架、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)和電氣設(shè)備構(gòu)成。在系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)中采用傳統(tǒng)布局的典型結(jié)構(gòu)，橋式起重機(jī)是一種提高勞動(dòng)生產(chǎn)率重要物品搬運(yùn)設(shè)備，主要適應(yīng)車間物品搬運(yùn)、設(shè)備的安裝與檢修等用途。起升機(jī)構(gòu)滑輪組采用雙聯(lián)滑輪組，重物在升降過(guò)程中沒(méi)有水平移動(dòng)，起升過(guò)程平穩(wěn)，且鋼絲繩的安裝和更換容易。相應(yīng)的卷繞裝置采用單層卷筒，有與鋼絲繩接觸面積大，單位壓力低的優(yōu)點(diǎn)。在起升機(jī)構(gòu)中還涉及到鋼絲繩、減速器、聯(lián)軸器、電動(dòng)機(jī)和制動(dòng)器的選擇等。關(guān)鍵詞：起升機(jī)構(gòu)；大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)；橋式起重機(jī)齊齊哈爾工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- III -AbstractA bridge from the bridge crane, crane traveling mechanism, the car run institutions and electrical equipment. The traditional layout of the typical structure is adopted in the design of the whole system, bridge crane is a significant increase labor productivity goods handling equipment, primarily to carry goods workshops, equipment installation and maintenance, etc Hoisting pulley group adopts double pulley block, weight no horizontal movement in the process of lifting, hoisting process is stable, and the steel wire rope installation and easy replacement. Winding installations in the corresponding single reel, a large area of contact with the rope, the advantages of low pressure units. In the lifting mechanism also involves rope, reducer, coupling, motor and brake the choice.Keywords: hoisting mechanism of crane traveling mechanism; bridge crane;齊齊哈爾工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- IV -目 錄摘要 .IIAbstract III1 引言 .11.1 起重機(jī)概念及知識(shí) 11.2 起重機(jī)發(fā)展及存在問(wèn)題 11.3 未來(lái)發(fā)展趨勢(shì) 21.4 橋式起重機(jī)的主要結(jié)構(gòu) 31.4.1 小車 .31.4.2 大車 .31.4.3 動(dòng)力裝置和控制系統(tǒng) .31.5 課題的目的、意義 .41.6 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .42 大車行走部傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì) .92.1 主要技術(shù)參數(shù) 92.2 橋式起重機(jī)的特點(diǎn)和種類 92.3 橋式起重機(jī)的一般構(gòu)造 102.4 設(shè)計(jì)的基本原則和要求 112.5 大車機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案 112.6 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)具體布置的主要問(wèn)題 123 大車行走部傳動(dòng)設(shè)計(jì) .143.1 輪壓計(jì)算 143.2 車輪選擇 153.3 阻力計(jì)算 163.4 電機(jī)的計(jì)算與選擇 173.4.1 靜功率計(jì)算 .173.4.2 電動(dòng)機(jī)過(guò)載能力校驗(yàn) .183.4.3 電動(dòng)機(jī)發(fā)熱校驗(yàn) .183.5 減速器的選擇 193.5.1 初選減速器 .193.5.2 驗(yàn)算運(yùn)行速度和實(shí)際所需功率 .203.6 驗(yàn)算啟動(dòng)不打滑條件 203.6.1 二臺(tái)電動(dòng)機(jī)空載時(shí)間時(shí)啟動(dòng) .20齊 齊 哈 爾 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ）- V -3.6.2 事故狀態(tài) .213.7 選擇制動(dòng)器 214 大車行走部聯(lián)軸器選型和軸的計(jì)算校核 234.1 制動(dòng)器至減速器段聯(lián)軸器選型 .234.2 制動(dòng)器至減速器段軸計(jì)算 .234.3 減速器至大車輪一段聯(lián)軸器選型 .254.4 減速器至大車輪一段軸的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 255 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 285.1 主梁的設(shè)計(jì)計(jì)算 .285.2 端梁的計(jì)算 375.2.1 端梁總體的尺寸 .375.2.2 計(jì)算載荷的確定 376 起重機(jī)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì) 426.1 模塊化和組合化 .426.2 輕型化和多樣化 426.3 自動(dòng)化和智能化 436.4 成套化和系統(tǒng)化 446.5 新型化和實(shí)用化 44結(jié)論 46致 謝 47參考文獻(xiàn) 48齊齊哈爾工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- 1 -1 引言1.1 起重機(jī)概念及知識(shí)二十世紀(jì)以來(lái)，由于鋼鐵、機(jī)械制造業(yè)和鐵路、港口及交通運(yùn)輸業(yè)的的發(fā)展，促進(jìn)了起重運(yùn)輸機(jī)械的發(fā)展。對(duì)起重運(yùn)輸機(jī)械的性能也提出了更高的要求?，F(xiàn)代起重運(yùn)輸機(jī)械擔(dān)當(dāng)著繁重的物料搬運(yùn)任務(wù)，是工廠、鐵路、港口及其他部門實(shí)現(xiàn)物料搬運(yùn)機(jī)械化的關(guān)鍵。因而起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)都用優(yōu)質(zhì)鋼材制造，并用焊接代替鉚接，不僅簡(jiǎn)化了結(jié)。橋式起重機(jī)的橋架沿鋪設(shè)在兩側(cè)高架上的軌道縱向運(yùn)行，起重小車沿鋪設(shè)在橋架上的軌道橫向運(yùn)行，構(gòu)成一矩形的工作范圍，就可以充分利用橋架下面的空間吊運(yùn)物料，不受地面設(shè)備的阻礙。橋式起重機(jī)泛地應(yīng)用在室內(nèi)外倉(cāng)庫(kù)、廠房、碼頭和露天貯料場(chǎng)等處?？s短了工期，而且大大地減輕了自重，焊接結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代金屬結(jié)構(gòu)的特征。我國(guó)是應(yīng)用起重機(jī)械最早的國(guó)家之一，古代我們祖先采用杠桿及轱轆取水，就是用起重設(shè)備節(jié)省人力的例子。幾千年的封建統(tǒng)治年代，工業(yè)得不到發(fā)展，我自行設(shè)計(jì)制造的起重機(jī)很少，絕大多。70 年代，起重機(jī)的類型、規(guī)格、性能和技術(shù)水準(zhǔn)獲得了很大的發(fā)展，除了滿足國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)建設(shè)對(duì)起重機(jī)日益增長(zhǎng)的需要外，還向國(guó)外出口各種類型的高性能。1.2 起重機(jī)發(fā)展及存在問(wèn)題上個(gè)世紀(jì) 70 年代以來(lái)，隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，起重機(jī)械在品種及質(zhì)量上都得到了極其迅速的發(fā)展。隨著國(guó)名經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，特別是國(guó)家加大基礎(chǔ)工程建設(shè)的結(jié)構(gòu)件和機(jī)器設(shè)備的重量也越來(lái)越大，特別是大型水電站、石油、化工、路橋、冶煉、航天以及公用民用高層建筑的安裝作業(yè)的迫切需要，極大的促進(jìn)了起重機(jī)、特別是大型起重機(jī)的發(fā)展，起重機(jī)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)得到了迅速發(fā)展。隨著起重機(jī)的使用頻率、起重量的增大，對(duì)其安全性能、經(jīng)濟(jì)性能、效率及耐久性性等問(wèn)題，也越來(lái)越引起人們的重視，并對(duì)設(shè)計(jì)理念、方法及手段的探討也日趨深入。由于在起重機(jī)設(shè)計(jì)中采取常規(guī)設(shè)計(jì)方法時(shí)，許多構(gòu)件存在不合理性，進(jìn)而影響整個(gè)設(shè)備性能。計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用在很大范圍內(nèi)解決了起重機(jī)的設(shè)計(jì)問(wèn)題，尤其是有限元分析方法與計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合，為起重機(jī)結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確分析提供了強(qiáng)力的有效手段，在實(shí)際工程已日益普及，且今后的結(jié)構(gòu)分析從孤立的單獨(dú)構(gòu)件轉(zhuǎn)變到結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的整體空間分析。齊齊哈爾工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- 2 -1.3 未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)由于生產(chǎn)發(fā)展提出新的使用要求，起重機(jī)的種類、形式也需要相應(yīng)地發(fā)展和創(chuàng)新，性能也需要不斷變化與究善。由于現(xiàn)代化設(shè)計(jì)方法的建立和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)手段的應(yīng)用，使起重機(jī)設(shè)計(jì)思維觀念和方法有了進(jìn)一步的更新，其它技術(shù)領(lǐng)域和相鄰工業(yè)部門不斷取得的新科技成果在起重機(jī)上的滲透、推廣應(yīng)用等，更使起重機(jī)的各方面不斷地豐富更新。因此，起重機(jī)向現(xiàn)代化、智慧化、更安全。今后的發(fā)展主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：（1）產(chǎn)品大型化，高速化和專用化。目前，世界上最大的履帶起重機(jī)起重量 3000t，最大的橋式起重機(jī)起生日一 1200t，集裝箱岸連裝卸橋小車的最大運(yùn)行速度已達(dá) 350m/min，堆垛起重機(jī)級(jí)最大運(yùn)行速度 240m/min，垃圾處理用起重機(jī)的起升速度達(dá) 100m/min。（2）產(chǎn)品組合成套化、集成化和柔性化在起重機(jī)單機(jī)自動(dòng)化的基礎(chǔ)上，通過(guò)計(jì)算機(jī)把各種起重運(yùn)輸機(jī)械組成一個(gè)物料搬運(yùn)集成系統(tǒng)，通過(guò)中央控制室的控制，與生產(chǎn)設(shè)備有機(jī)結(jié)合，與生產(chǎn)系統(tǒng)協(xié)調(diào)配合。（3）產(chǎn)品構(gòu)造新型化、美觀化和實(shí)用化結(jié)構(gòu)方面采用薄壁型材和異形鋼、減少結(jié)構(gòu)的拼接焊縫，提高抗疲勞性能。采用各種高強(qiáng)度低合金鋼新材料，提高承載能力，改善受力件，減輕自重和增加外形美觀。（4）通用產(chǎn)品小型化、輕型化和多樣化有相當(dāng)批量的起重機(jī)是在通用的場(chǎng)合使用，工作并不很繁重。這類起重機(jī)批量大、用途廣，考慮綜合效益，要求起重機(jī)盡量降低外形高度，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，減小自重和輪壓，整個(gè)建筑物高度下降，建筑結(jié)構(gòu)輕型化，降低造價(jià)。（5）產(chǎn)品性能自動(dòng)化、智能化和數(shù)字化起重機(jī)的更新和發(fā)展，在很大程度上取決于電氣傳動(dòng)與控制的改進(jìn)。機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)相結(jié)合，先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，微電子技術(shù)，電力電子技術(shù)，電纜技術(shù)，液壓技術(shù)，機(jī)械傳動(dòng)和控制系統(tǒng)，自動(dòng)化和模糊控制技術(shù)在智能起重齊齊哈爾工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- 3 -機(jī)。新一代的大起重機(jī)的高效率的電控單元的已發(fā)展為完全電子數(shù)字控制系統(tǒng)。（6）系列產(chǎn)品模塊化、組合化和標(biāo)準(zhǔn)化用模塊化設(shè)計(jì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的整機(jī)設(shè)計(jì)方法，起重機(jī)上功能基本相同的構(gòu)件、部件和零件制成有多種用途，有相同聯(lián)接要素和可互換的標(biāo)準(zhǔn)模塊，通過(guò)不同模塊的相互組合，形成不同類型和規(guī)格的起重機(jī)。1.4 橋式起重機(jī)的主要結(jié)構(gòu)1.4.1 小車小車的組件有：起升裝置，運(yùn)行裝置，小車架和保護(hù)裝置等組成。起升裝置又含的組件：電動(dòng)機(jī)、減速器、卷筒、制動(dòng)器以及滑輪組。電動(dòng)機(jī)經(jīng)由減速器來(lái)帶動(dòng)卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)使上卷筒從卷筒放下，以達(dá)到起升的目的。小車架要承受起升載荷和各機(jī)構(gòu)自重，應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，同時(shí)又要盡量減輕自重，以降低輪壓和門架受載。小車的電力則由滑線或軟電纜引入。小車的運(yùn)行機(jī)構(gòu)有兩種方式，本設(shè)計(jì)采用的是集中驅(qū)動(dòng)，用四輪支撐，車輪選圓柱雙輪緣車輪。設(shè)計(jì)時(shí)要考慮改善零部件的受力情況、減少外形尺寸和自重、安全可靠、工作平穩(wěn)、裝配維修方便等因素。1.4.2 大車大車由橋架和大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)組成。橋架：橋架為起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)，一方面支撐小車，允許小車在它上面橫向行駛；另一方面又是起重機(jī)行走的車體，可沿鋪設(shè)在廠房上面的軌道行駛。在其兩側(cè)的走臺(tái)上，安裝有大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)和電器設(shè)備，大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)用來(lái)驅(qū)動(dòng)大車行走，大車上一般還有駕駛室，用來(lái)操縱起重機(jī)和安裝各機(jī)構(gòu)的控制設(shè)備。門架主要由主梁和端梁組成。設(shè)計(jì)時(shí)要考慮其強(qiáng)度，剛度和穩(wěn)定性要求，也應(yīng)考慮自重和外形尺寸要小，加工制造簡(jiǎn)單，運(yùn)輸、存放和使用維修方便，成本低等因素。1.4.3 動(dòng)力裝置和控制系統(tǒng)動(dòng)力裝置是驅(qū)動(dòng)起重機(jī)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力設(shè)備，它在很大程度上決定了起重機(jī)的性能和構(gòu)造特點(diǎn)，橋式起重機(jī)的動(dòng)力裝置一般采用電動(dòng)機(jī)?？刂葡到y(tǒng)包括操縱裝置和安全裝置。各機(jī)構(gòu)的啟動(dòng)、調(diào)速、改向、制動(dòng)和停止，都通過(guò)操縱控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。齊齊哈爾工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- 4 -1.5 課題的目的、意義 起重機(jī)是指能在一定范圍內(nèi)垂直起升和水平移動(dòng)物品的機(jī)械，具有動(dòng)作間歇性和作業(yè)循環(huán)性，多用于人力不能完成的任務(wù)。本課題是 5t 單梁橋式大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，由于噸位較小其運(yùn)用的場(chǎng)所就必須在設(shè)計(jì)的考慮之內(nèi)，穩(wěn)定性與安全操作性也是設(shè)計(jì)的重要考慮部分。通過(guò)學(xué)習(xí)橋式起重機(jī)的設(shè)計(jì)方法和步驟，提高學(xué)生分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力，將自己所學(xué)的理論知識(shí)運(yùn)用到生產(chǎn)實(shí)際當(dāng)中去，培養(yǎng)動(dòng)手能力。同時(shí)讓我們了解制造行業(yè)的發(fā)展，為以后找工作做準(zhǔn)備。橋式起重機(jī)橋是在升高的軌道，也被稱為起重機(jī)運(yùn)行橋式起重機(jī)。龍門吊橋一起加入上凸起的軌道的縱向延伸的任一側(cè)，解除臺(tái)車在橋上敷設(shè)沿橫向形成矩形字段軌道，可利用的空間，他們占用電梯橋材料下，不會(huì)妨礙地面設(shè)備。橋式起重機(jī)廣泛地應(yīng)用在室內(nèi)外倉(cāng)庫(kù)、廠房、碼頭和露天貯料場(chǎng)等處。隨著科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)的發(fā)展，起重機(jī)在不斷的完善和發(fā)展中，先進(jìn)的電氣和機(jī)械設(shè)備逐漸在起重機(jī)上運(yùn)用。其趨向是增加自動(dòng)化程度，提高工作效率和使用性能，使其操作更加簡(jiǎn)化和安全可靠，運(yùn)用更普遍化。1.6 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀起重機(jī)作為一種古老的機(jī)械，時(shí)至今日，在其承載結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、取物裝置、控制系統(tǒng)及安全裝置等各方面都有了很大的發(fā)展，其設(shè)計(jì)理論、制造工藝、檢測(cè)手段等都逐漸趨于完善和規(guī)范化，它已成為一個(gè)更完整的機(jī)器。由于提出了生產(chǎn)發(fā)展的新要求，起重機(jī)的類型，形式也需要相應(yīng)的發(fā)展與創(chuàng)新，性能參數(shù)需要不斷改變和良好的學(xué)習(xí)。由于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和現(xiàn)代設(shè)計(jì)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的建立及應(yīng)用意味著起重機(jī)設(shè)計(jì)思維理念和方法的進(jìn)一步更新，新的科技成果和其他技術(shù)領(lǐng)域相鄰工業(yè)部門仍然滲透使起重機(jī)，推廣應(yīng)用，也使起重機(jī)的各個(gè)方面不斷充實(shí)更新。因此，起重機(jī)將向現(xiàn)代化、智慧化、更安全可靠方便的方向發(fā)展。1）國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀齊齊哈爾工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- 5 -加入世貿(mào)組織后，雖然國(guó)內(nèi)市場(chǎng)(特別是配套件)將受到較大沖擊，但同時(shí)也給我們帶來(lái)新技術(shù)的應(yīng)用，使國(guó)內(nèi)主機(jī)和配套件企業(yè)更清晰認(rèn)識(shí)到差距，更多地了解國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品存在的致命問(wèn)題，必將引導(dǎo)主機(jī)和配套件企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步。國(guó)內(nèi)工程機(jī)械產(chǎn)品近十年來(lái)隨著技術(shù)的引進(jìn)、消化、吸收，有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，產(chǎn)品性能、可靠性、外觀都有較大幅度的提高，但同國(guó)外工程機(jī)械比較來(lái)看，還存在較大差距，就工程起重機(jī)而言，今后的發(fā)展主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：（1）整機(jī)性能，由于先進(jìn)技術(shù)和新材料的應(yīng)用,同種型號(hào)的產(chǎn)品，整機(jī)重量要輕20% 左右。隨著結(jié)構(gòu)分析應(yīng)用和先進(jìn)設(shè)備的使用,結(jié)構(gòu)形式更加合理（2）高性能、高可靠性的配套件,選擇余地大、適應(yīng)性好,性能得到充分發(fā)揮（3）電液比例控制系統(tǒng)和智能控制顯示系統(tǒng)的推廣應(yīng)用（4）操作更方便、舒適、安全、保護(hù)裝置更加完善（5）向吊重量大、起升高度、幅度更大的大噸位方向發(fā)展。幾千年的封建統(tǒng)治年代，工業(yè)得不到發(fā)展，我國(guó)自行設(shè)計(jì)制造的起重機(jī)很少，絕大多數(shù)起重運(yùn)輸設(shè)備主要依靠進(jìn)口。解放以后，隨著冶金、鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，起重運(yùn)輸機(jī)械獲得了飛速的發(fā)展，全國(guó)剛解放就建立了全國(guó)最大的大連起重機(jī)械廠，1949 年10月，在該廠試制成功我國(guó)第一臺(tái)起重量為50 噸，跨度為22.5m 的橋式起重機(jī)。為培養(yǎng)起重運(yùn)輸機(jī)械專業(yè)的人才，在上海交通大 學(xué)等多所高等工業(yè)學(xué)校中，創(chuàng)辦了起重運(yùn)輸機(jī)械專業(yè)。到目前為止，我國(guó)通用門式起重機(jī)和工程起重機(jī)已從過(guò)去的仿制渡到惡劣自行設(shè)計(jì)制造的階段。有些機(jī)種和產(chǎn)品，無(wú)論從結(jié)構(gòu)形式，還是性能指針都達(dá)到了較高水平。我國(guó)起重運(yùn)輸機(jī)械行業(yè)從上世紀(jì)五六十年代開(kāi)始建立并逐步發(fā)展壯大，并已形成了各種門類的產(chǎn)品范圍和龐大的企業(yè)群體，服務(wù)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行各業(yè)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，起重運(yùn)輸機(jī)械制造業(yè)也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。2005 年起重運(yùn)輸機(jī)械行業(yè)銷售額達(dá)到1272 億元，“十五”期間平均每年超過(guò)30%，2006 年依然保持著持續(xù)增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，目前的市場(chǎng)前景非常好。70年代以來(lái)，起重機(jī)的類型、規(guī)格、性能和技術(shù)水準(zhǔn)獲得了很大的發(fā)展，除了滿足國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)建設(shè)對(duì)起重機(jī)日益增長(zhǎng)的需要外，還向國(guó)外出口各種類型的齊齊哈爾工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- 6 -高性能、高水平的起重機(jī)。由此可見(jiàn)，起重機(jī)的設(shè)計(jì)制造，從一個(gè)側(cè)面反映惡劣一個(gè)國(guó)家的工業(yè)現(xiàn)代化水平。上個(gè)世界70 年代以來(lái)，隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，起重機(jī)械無(wú)論在品種及質(zhì)量上都得到了極其迅速的發(fā)展。隨著國(guó)名經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，特別是國(guó)家加大基礎(chǔ)工程建設(shè)的結(jié)構(gòu)件和機(jī)器設(shè)備的重量也越來(lái)越大，特別是大型水電站、石油、化工、路橋、冶煉、航天以及公用民用高層建筑的安裝作業(yè)的迫切需要，極大的促進(jìn)了起重機(jī)、特別是大型起重機(jī)的發(fā)展，起重機(jī)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)得到了迅速發(fā)展。隨著起重機(jī)的使用頻率、起重量的增大，對(duì)其安全性能、經(jīng)濟(jì)性能、效率及耐久性性等問(wèn)題，也越來(lái)越引起人們的重視，并對(duì)設(shè)計(jì)理念、方法及手段的探討也日趨深入。由于在起重機(jī)設(shè)計(jì)中采取常規(guī)設(shè)計(jì)方法時(shí)，許多構(gòu)件存在不合理性，進(jìn)而影響整個(gè)設(shè)備性能。計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用在很大范圍內(nèi)解決了起重機(jī)的設(shè)計(jì)問(wèn)題，尤其是有限元分析方法與 計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合，為起重機(jī)結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確分析提供了強(qiáng)力的有效手段，在實(shí)際工程已日益普及，且今后的結(jié)構(gòu)分析從孤立的單獨(dú)構(gòu)件轉(zhuǎn)變到結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的整體空間分析。2）國(guó)外研究現(xiàn)狀（1）重點(diǎn)產(chǎn)品大型化，高速化和專用化。由于工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，生產(chǎn)效率日益提高，以及產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中物料裝卸搬運(yùn)費(fèi)用所占比例逐漸增加，促使大型或高速起重機(jī)的需求量不斷增長(zhǎng)，起重量越來(lái)越大，工作速度越來(lái)越高，并對(duì)能耗和可靠性提出更高的要求。目前世界上最大的履帶起重機(jī)起重量3000t，最大的橋式起重機(jī)起生日一 1200t，集裝箱岸連裝卸橋小車的最大運(yùn)行速度已達(dá)350m/min，堆垛起重機(jī)級(jí)最大運(yùn)行速度240m/min，垃圾處理用起重機(jī)的起升速度達(dá)100m/min。（2）系列產(chǎn)品模塊化、組合化和標(biāo)準(zhǔn)化用模塊化設(shè)計(jì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的整機(jī)設(shè)計(jì)方法，將起重機(jī)上功能基本相同的構(gòu)件、部件和零件制成有多種用途，有相同聯(lián)接要素和可互換的標(biāo)準(zhǔn)模塊，通過(guò)不同模塊的相互組合，形成不同類型和規(guī)格的起重機(jī)。（3）通用產(chǎn)品小型化、輕型化和多樣化齊齊哈爾工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- 7 -有相當(dāng)批量的起重機(jī)是在通用的場(chǎng)合使用，工作并不很繁重。這類起重機(jī)批量大、用途廣，考慮綜合效益，要求起重機(jī)盡量降低外形高度，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，減小自重和輪壓，整個(gè)建筑物高度下降，建筑結(jié)構(gòu)輕型化，降低造價(jià)。（4）產(chǎn)品性能自動(dòng)化、智能化和數(shù)字化起重機(jī)的更新和發(fā)展，在很大程度上取決于電氣傳動(dòng)與控制的改進(jìn)。將機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)相結(jié)合，將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、光纜技術(shù)、液壓技術(shù)、模糊控制技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械的驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)起重機(jī)的自動(dòng)化和智能化。大型高效起重機(jī)新一代電氣控制裝置已發(fā)展為全電子數(shù)字化控制系統(tǒng)。（5）產(chǎn)品組合成套化、集成化和柔性化在起重機(jī)單機(jī)自動(dòng)化的基礎(chǔ)上，通過(guò)計(jì)算機(jī)把各種起重運(yùn)輸機(jī)械組成一個(gè)物料搬運(yùn)集成系統(tǒng)，通過(guò)中央控制室的控制，與生產(chǎn)設(shè)備有機(jī)結(jié)合，與生產(chǎn)系統(tǒng)協(xié)調(diào)配合。（6）產(chǎn)品構(gòu)造新型化、美觀化和實(shí)用化結(jié)構(gòu)方面采用薄壁型材和異形鋼、減少結(jié)構(gòu)的拼接焊縫，提高抗疲勞性能。采用各種高強(qiáng)度低合金鋼新材料，提高承載能力，改善受力條件，減輕自重和增加外形美觀。目前各行業(yè)中使用的橋式起重機(jī)數(shù)不勝數(shù)，普遍采用小型PLC控制和調(diào)壓調(diào)速，基本上沒(méi)有智能化產(chǎn)品。中小型橋式起重機(jī)大多應(yīng)用16/3.2T,50/10T以及32/16T等類型，在冶金工業(yè)的大型起重機(jī)，各大鋼鐵公司基本上采用200t～480t起重機(jī)，而中小企業(yè)絕大多數(shù)采用趨于淘汰邊緣的75t ～160t 起重機(jī)，小噸位的在穩(wěn)定性上要求越來(lái)越高，這些起重機(jī)的更新?lián)Q代和現(xiàn)代化改造項(xiàng)目，形成了巨大的市場(chǎng)需求，也是科研人員進(jìn)一步研發(fā)的動(dòng)力和機(jī)會(huì)。隨著工業(yè)的發(fā)展，橋式起重機(jī)日常趨向高速化大型化智能化方向發(fā)展。高速化：大型橋式起重機(jī)主起升機(jī)構(gòu)的起升速度已達(dá)12m ／min，付起升速度15m／min，主副小車運(yùn)行速度均在40m／min，大車運(yùn)行80m／min以上。齊齊哈爾工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- 8 -大型化，英國(guó)亞當(dāng)森公司生產(chǎn)的世界上最大的鑄造起重機(jī)起重量已達(dá)550t，目前國(guó)內(nèi)最大的太原重工股份公司生產(chǎn)的450t起重機(jī)，使用在寶鋼、武鋼、鞍鋼、共有十多臺(tái)。智能化：整機(jī)電控配置先進(jìn)，已發(fā)展到全部機(jī)構(gòu)變頻調(diào)速，檢測(cè)手段先進(jìn)，運(yùn)行自動(dòng)監(jiān)控、自動(dòng)跟蹤、檢測(cè)智能化，給維護(hù)檢修提供了便捷。因此對(duì)于大型化的鑄造起重機(jī)，主起升機(jī)構(gòu)安全可靠性的設(shè)計(jì)就顯得更尤為重要。否則一旦發(fā)生事故后果是十分嚴(yán)重的。齊齊哈爾工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- 9 -2 大車行走部傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)2.1 主要技術(shù)參數(shù)表 2.1 主要技術(shù)參數(shù)Table1Maintechnicalparameters名稱 數(shù)據(jù)最大起重量 300kN（30t）粱跨度大車速度起重機(jī)自重10m（10000mm）3m/s20kN2.2 橋式起重機(jī)的特點(diǎn)和種類起重機(jī)是從事起吊、空中搬運(yùn)的一種設(shè)備。常見(jiàn)的起重機(jī)有：橋式起重機(jī)、門式起重機(jī)、塔式起重機(jī)、港口起重機(jī)、汽車起重機(jī)、履帶起重機(jī)和鐵路起重機(jī)等。橋式起重機(jī)是機(jī)械制造工業(yè)和冶金工業(yè)用得最廣泛的一種起重機(jī)機(jī)械，橋式起重機(jī)又稱“行車”或“天車”，是橫架在固定跨間上空用來(lái)吊運(yùn)各種物件的設(shè)備。橋式起重機(jī)的特點(diǎn)是它既不占地面面積，又不妨礙地面上的作業(yè)，而且以較少的物資材料和極為穩(wěn)定的形態(tài)把建筑物內(nèi)各處都當(dāng)作可能的作業(yè)范圍，進(jìn)行高速、高效的服務(wù)，可以在起升高度和大、小車軌道所允許的空間內(nèi)負(fù)擔(dān)任意位置的吊運(yùn)工作。此外，橋式起重機(jī)容易以廉價(jià)實(shí)現(xiàn)借助控制盤和操縱盤進(jìn)行自動(dòng)操縱、或半自動(dòng)操縱、內(nèi)裝電腦的程序操縱。設(shè)置在室內(nèi)的起重機(jī)中，橋式起重機(jī)約占90%。橋式起重機(jī)有很多類型。一般按以下方法進(jìn)行分類：根據(jù)橋架的結(jié)構(gòu)不同，分為箱式結(jié)構(gòu)，四珩架結(jié)構(gòu)和腹板梁結(jié)構(gòu)等，其中箱式結(jié)構(gòu)用得最廣泛。根據(jù)起吊裝置不同，分為吊鉤橋式起重機(jī)、電磁盤橋式起重機(jī)、抓斗橋式起重機(jī)。為了使吊鉤橋式起重機(jī)使用場(chǎng)合更廣泛，在吊鉤上附以可更換的電磁盤或馬達(dá)抓斗，以便作兩種或三種用途。齊齊哈爾工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- 10 -圖 2.1 橋式起重機(jī)示意圖2.3 橋式起重機(jī)的一般構(gòu)造橋式起重機(jī)構(gòu)造：沿建筑物較長(zhǎng)方向的兩壁設(shè)置的承軌梁，在梁上鋪設(shè)大車運(yùn)行軌道，將裝有 4 個(gè)車輪（載荷大時(shí)裝有 6 個(gè)或 8 個(gè)車輪）的橋架跨在軌道上；裝有起升機(jī)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)構(gòu)的電動(dòng)小車（cab）在橋架上運(yùn)行。大車軌道中心間的距離稱為跨度（span），在該軌道上運(yùn)行的動(dòng)作稱為大車運(yùn)行。在橋架的中心或兩端裝有大車運(yùn)行電動(dòng)機(jī)，從電動(dòng)機(jī)的水平軸引出動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)半數(shù)的車輪。起升、小車運(yùn)行及大車運(yùn)行的速度，按工況和起重量的大小適當(dāng)選定。一般來(lái)說(shuō)，在起重量小和使用頻繁時(shí)，速度較高。小車運(yùn)行速度同大車運(yùn)行的速度相比低得多，原因是小車運(yùn)行距離接近建筑物的寬度，它不會(huì)太長(zhǎng)，一般小于 40m，而大車沿建筑物的長(zhǎng)度方向運(yùn)行，所以多數(shù)運(yùn)行距離都是相當(dāng)長(zhǎng)的。小型和低速的起重機(jī)，多數(shù)在地面上用按鈕進(jìn)行操縱，而大型的高速的起重機(jī)，幾乎都坐在駕駛室內(nèi)進(jìn)行操作。起重機(jī) 5t 以下的起重機(jī)，多半用帶有電動(dòng)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的電葫蘆代替電動(dòng)小車。最近已有 30t 級(jí)的電葫蘆作為標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品在市場(chǎng)上銷售。齊齊哈爾工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- 11 -當(dāng)起重量超過(guò) 20t 時(shí)，一般起升速度比較低。只用單一的起升機(jī)構(gòu)長(zhǎng)時(shí)間處理小件貨物效率很低。因此在這種起重機(jī)上，一般并設(shè)一個(gè)副起升機(jī)構(gòu)。副起升也設(shè)在該小車上，但不用主起升電動(dòng)機(jī)，而大型起重機(jī)的主梁，多數(shù)都采用單腹板梁、箱形梁等焊接結(jié)構(gòu)。在主梁兩側(cè)設(shè)有輕型水平梁，稱為副梁。它通過(guò)水平構(gòu)件同主梁一起構(gòu)成一個(gè)水平框架，這對(duì)因主梁在大車運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的慣性力所引起的水平載荷，是一個(gè)十分堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)。此外，主副梁之間布置大車運(yùn)行驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，與其相聯(lián)的減速機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)軸、軸承等。在它們的上方鋪設(shè)走臺(tái)板，設(shè)立欄桿，以便檢修人員行走。對(duì)箱形結(jié)構(gòu)或殼體結(jié)構(gòu)的主梁來(lái)說(shuō)，因?yàn)槠渌娇箯潉偠却?，所以多?shù)都不帶副梁。小車是用型鋼和鋼板制成一個(gè)構(gòu)架，在上面設(shè)有主副起升用電動(dòng)機(jī)、支持貨物用制動(dòng)器及和它們相聯(lián)的減速齒輪機(jī)構(gòu)，通過(guò)該機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)卷筒旋轉(zhuǎn)。必要時(shí)，在該機(jī)構(gòu)上還設(shè)速度制動(dòng)器，供調(diào)節(jié)下降速度用，在小車外側(cè)設(shè)有運(yùn)行電動(dòng)機(jī)，它經(jīng)過(guò)齒輪減速減低速度并驅(qū)動(dòng)車輪旋轉(zhuǎn)，使小車運(yùn)行。2.4 設(shè)計(jì)的基本原則和要求對(duì)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求是：1）和橋架配合要合適，這樣橋架設(shè)計(jì)容易，機(jī)構(gòu)好布置2）機(jī)構(gòu)要緊湊，重量要輕3）維修檢修方便，機(jī)構(gòu)布置合理4）盡量減輕主梁的扭轉(zhuǎn)載荷，不影響橋架剛度2.5 大車機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案大車機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案，基本分為兩類：分別傳動(dòng)和集中傳動(dòng)，橋式起重機(jī)常用的跨度（10.5-32M）范圍均可用分別傳動(dòng)的方案本設(shè)計(jì)采用分別傳動(dòng)的方案。起重機(jī)采用分別傳動(dòng)的方案如圖 2-1;齊齊哈爾工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- 12 -圖 2.2 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)圖1—電動(dòng)機(jī) 2—制動(dòng)器 3—高速浮動(dòng)軸 4—減速器 5—聯(lián)軸器6 低速浮動(dòng)軸 7—車輪2.6 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)具體布置的主要問(wèn)題這三著是互相聯(lián)系的。在具體布置大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的零部件時(shí)應(yīng)該注意以幾點(diǎn)：（1）如果單從保持機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)性能和補(bǔ)償安裝的不準(zhǔn)確性著眼，凡是靠近電動(dòng)機(jī)、減速器和車輪的軸，最好都用浮動(dòng)軸。（2）制動(dòng)器要安裝在靠近電動(dòng)機(jī)，使浮動(dòng)軸可以在運(yùn)行機(jī)構(gòu)制動(dòng)時(shí)發(fā)揮吸收沖擊動(dòng)能的作用。（3）對(duì)于分別傳動(dòng)的大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)應(yīng)該參考現(xiàn)有的資料，在浮動(dòng)軸有足夠的長(zhǎng)度的條件下，使安裝運(yùn)行機(jī)構(gòu)的平臺(tái)減小，占用橋架的一個(gè)節(jié)間到兩個(gè)節(jié)間的長(zhǎng)度，總之考慮到橋架的設(shè)計(jì)和制造方便。齊齊哈爾工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- 13 -（4）為了減少主梁的扭轉(zhuǎn)載荷，應(yīng)該使機(jī)構(gòu)零件盡量靠近主梁而遠(yuǎn)離走臺(tái)欄桿；盡量靠近端梁，使端梁能直接支撐一部分零部件的重量。齊齊哈爾工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- 14 -3 大車行走部傳動(dòng)設(shè)計(jì)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)：采用分別傳動(dòng)的方案方案：采用 4 車輪、對(duì)面布置、分別驅(qū)動(dòng)。部件：電機(jī)、減速器、聯(lián)軸器、車輪、軌道。橋架自重 G=0.45Q+0.82L=21.7t=217kN，小車自重 q=0.4Q=12t=120kN3.1 輪壓計(jì)算按照?qǐng)D 3.1 所示的重量分布,計(jì)算大車車輪的最大輪壓和最小輪壓，小車運(yùn)行極限位置距軌道中心線距離 l=2m。eL=2.5m 2Pmax2PminGg=G-xc1.25m圖 3.1 輪壓重量分布滿載最大輪壓： =159.05kNLlqQp????24-Gmax空載最大輪壓： =72.25kNlax’空載最小輪壓： =36.25kNLlq???24-Pin式中： —起重機(jī)自重；Gq—小車自重；—起升載荷；Q—橋架跨度；L3.2 車輪選擇使用雙輪緣車輪，輪緣高為 25mm—30mm。選擇的工作級(jí)別M4， =0.72，大車運(yùn)行速度 3m/s，GQ/齊齊哈爾工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- 15 -初選車輪踏面直徑，車輪材料，軌道及其材料。根據(jù)表 3-8-12 查得：車輪直徑 700mm，軌道型號(hào) QU70，許用輪壓 30.7t，車輪材料 ZG310-570、HB320。軸承型號(hào)為 7524車輪踏面疲勞驗(yàn)算：按照點(diǎn)接觸驗(yàn)算疲勞計(jì)算載荷： 118.116kN???32minaxPc535.4kN2132CmRK式中。 與材料有關(guān)的許用點(diǎn)接觸應(yīng)力常數(shù)（N/mm 2）；根據(jù)表 3-8-6 選取，?K2=0.1；R—曲率半徑，取車輪曲率半徑與軌面曲率半徑中之大值（mm），R=700mm；m—有軌道頂面與車輪的曲率半徑之比（ r/R）所確定的系數(shù)，根據(jù)表 3-8-9 選取， m=0.468。轉(zhuǎn)速系數(shù)，根據(jù)表 3-8-7 選取， C1=1；?1C工作級(jí)別系數(shù)，根據(jù)表 3-8-8 選取， C2=1.12。2故車輪的踏面的疲勞強(qiáng)度滿足要求。齊齊哈爾工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- 16 -圖 3.2 車輪結(jié)構(gòu)圖3.3 阻力計(jì)算只考慮摩擦阻力。（300+217+120）*0.08=4969N??????qGQWm式中 G—橋架自重載荷；Q—起升載荷；q—小車自重載荷；—摩擦阻力系數(shù)，初步計(jì)算時(shí)按表 3.1 選取， =0.08。??齊齊哈爾工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- 17 -表 3.1 摩擦系數(shù)選取表車輪直徑 mm 500 600 700 800 900滾動(dòng)摩擦系數(shù) 0.06 0.08 0.08 0.10 0.123.4 電機(jī)的計(jì)算與選擇3.4.1 靜功率計(jì)算M 靜 =W 靜 （kg·m）…………………………（4）iD??2電動(dòng)機(jī)軸到車輪中間的傳動(dòng)比i—電動(dòng)機(jī)軸到車輪中間的傳動(dòng)比η—機(jī)構(gòu)效率 取 η=0.9N 靜 = （kw）…………………………… …（5）975電靜nn 電 —預(yù)選電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)數(shù)或 N 靜 = （kw）……………………………（6）nVW?6012摩V—起重機(jī)移動(dòng)速度（m/min）空載時(shí)的 W 摩 及 M 靜 對(duì)室內(nèi)工作的起重機(jī)取滿載時(shí)的 倍Gn?總 總根據(jù) N 靜的計(jì)算值，取其 2 倍左右，初步選擇電動(dòng)機(jī)功率。靜功率： =6.37kW29.013810???mvFPjj?m—驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)總數(shù)，m=2；v—初選運(yùn)行速度， 3m/s；—運(yùn)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)的總機(jī)械效率， =0.9??Fj—起重機(jī)（小車）只考慮摩擦阻力運(yùn)行時(shí)的靜阻力，F(xiàn) j= =3822NmW初選： =12.74kW37.602???jdPK室內(nèi)工作及裝卸橋小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的，取 1.2~2.6（對(duì)應(yīng)速度 30~180m/min）采用 YZR 系列電機(jī)。JC%=40% 。齊齊哈爾工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- 18 -選取機(jī)座號(hào)為 180L-6 電機(jī)，額定功 15kW，額定轉(zhuǎn)速 n=970r/min，最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù) 2.03.4.2 電動(dòng)機(jī)過(guò)載能力校驗(yàn) najas PtJnFm ?????????? Wk35.4]89120.7.1038[7.2]9180[12???式中：m—電動(dòng)機(jī)個(gè)數(shù)，m=2；—平均啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩標(biāo)準(zhǔn)值， =1.7；as as?Fj—只考慮摩擦阻力運(yùn)行時(shí)的靜阻力，F(xiàn) j= =3822NmV—運(yùn)行速度，m/s—機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率；?n—電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速 r/min—機(jī)構(gòu)總傳動(dòng)慣量：J?電動(dòng)機(jī)初選啟動(dòng)時(shí)間，可根據(jù)運(yùn)行速度確定， =8s；?at at?? 2232221 .109.0713.905 )(.)( kgmnqGQmk ?????? ）（??式中 k：考慮其他傳動(dòng)件飛輪矩影響的系數(shù)，折算到電動(dòng)機(jī)軸上可取1.1~1.2；J1：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 kg.m2;J2:電動(dòng)機(jī)軸上制動(dòng)輪和聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；0.05kgm 23.4.3 電動(dòng)機(jī)發(fā)熱校驗(yàn)對(duì)于運(yùn)行機(jī)構(gòu)繞線式電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱驗(yàn)算，按穩(wěn)態(tài)平均功率 校核，即spnjs PkmVFGP ??????? W051.692103895.10?式中。G—穩(wěn)態(tài)負(fù)載平均系數(shù)，見(jiàn)]表 8-15.取 G=0.95。故初選電動(dòng)機(jī)發(fā)熱條件滿足要求齊齊哈爾工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- 19 -3.5 減速器的選擇3.5.1 初選減速器減速機(jī)傳動(dòng)比 i= = ………………………（ 7）車 輪電nDV?預(yù)電V 預(yù) —預(yù)定的起重機(jī)額定速度 m/minn 電 n 車輪 —電動(dòng)機(jī)、車輪的轉(zhuǎn)速 n 轉(zhuǎn)/分D—車輪的直徑 m根據(jù)算得的傳動(dòng)比，再取定實(shí)際的傳動(dòng)比 i 實(shí)實(shí)際移動(dòng)速度 V 實(shí) = （m/min）…………………（8）實(shí)電inD?傳動(dòng)比： =11.85vi60??式中。 電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，970r/min?nD—車輪踏面直徑，700mmV—初選運(yùn)行速度，3m/s；減速器輸入功率按起動(dòng)工況計(jì)算。=3.08kW9.013)6238(210)(Pj ???????vFmgj=6.162kN=6162N7.tqGQg?式中。m—運(yùn)行機(jī)構(gòu)減速器的個(gè)數(shù)，m=2；V—運(yùn)行速度，0.5m/s；運(yùn)行機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率；0.9??只考慮摩擦阻力運(yùn)行時(shí)的靜阻力，4930N；jF運(yùn)行起動(dòng)時(shí)的慣性力。g，考慮機(jī)構(gòu)中旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性力增大系數(shù)。2.1??t—機(jī)構(gòu)初選啟動(dòng)時(shí)間，大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)一般去 8~10。齊齊哈爾工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- 20 -根據(jù)計(jì)算輸入功率，可從標(biāo)準(zhǔn)減速器的承載能力表中選擇適用的減速器。選用兩臺(tái) QJS-280-80-I-P-L 減速器 i=80；[N]=9.1kW，當(dāng)輸入轉(zhuǎn)速為1000r/min，輸入軸直徑 55mm、長(zhǎng)為 80mm，輸出軸直徑 65mm、長(zhǎng)為 130mm，減速器總長(zhǎng)為 1024mm，寬 450mm，高為 584mm，許用功率為 9.1kW，其自重為350kg。3.5.2 驗(yàn)算運(yùn)行速度和實(shí)際所需功率實(shí)際運(yùn)行的速度： =iV???/·0 m/in56.28017.3??誤差： ，合適/)(??? %18.4/).(??實(shí)際所需的電動(dòng)機(jī)功率：，合適VPojj/·??? KW5.62.305.8. ???nP3.6 驗(yàn)算啟動(dòng)不打滑條件由于起重機(jī)在室內(nèi)使用，故坡度阻力及風(fēng)阻力均不予考慮。以下三種工況進(jìn)行驗(yàn)算。3.6.1 二臺(tái)電動(dòng)機(jī)空載時(shí)間時(shí)啟動(dòng) zccd nDkpdkpQtgvGfn ???????????? 2)0(62??式中： 4016397maxin1 ??pN—主動(dòng)輪輪壓從動(dòng)輪輪壓和??N24012f=0.2 室內(nèi)工作的粘著系數(shù)n =1.05～1.2—防止打滑的安全系數(shù)z=3.1428.008.45102471.6095322?????????????因 ，故兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)空載啟動(dòng)不會(huì)打滑。zn＞齊齊哈爾工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- 21 -3.6.2 事故狀態(tài)當(dāng)只有一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置工作，而五載小車位于工作著的驅(qū)動(dòng)裝置這一邊時(shí)，則： ??zccd nDkpdkpQtgvGfn ???????????? 206121??式中 ---非主動(dòng)輪輪壓之和Np4570184922maxin1???工作的主動(dòng)輪輪壓；N570一臺(tái)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)的空載啟動(dòng)時(shí)間???Qtq因 ，故不打滑。z＞事故狀態(tài)。當(dāng)只有一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置工作，而無(wú)載小車遠(yuǎn)離工作著的驅(qū)動(dòng)裝置這一邊時(shí)，則： Np64910min1??p26705822imax??????與第 2 種工況相同358.4??qt 85.325.00.96714.0396758.4607132.1 ????????????n故不打滑。zn＞3.7 選擇制動(dòng)器由《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》中所述,取制動(dòng)時(shí)間 stz5?按空載計(jì)算制動(dòng)力矩，即 Q=0 代入 ?????????????????????????2012.38iGDmctnMCzjz ?式中： ????mNipcj ???????? 7.1649.518_0n---坡度阻力Np 632.2.?齊齊哈爾工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- 22 -258425.01.632min ?????????????????CDdkGp?m=2---制動(dòng)器臺(tái)數(shù)，兩套驅(qū)動(dòng)裝置工作 mNMz ???????? ???????????? 2849.205.861.052.38907.162現(xiàn)選用兩臺(tái) YWZ 電力液壓塊式制動(dòng)器，得其額定制動(dòng)力矩 N/5 1ezM為避免打滑，使用時(shí)需將制動(dòng)力矩調(diào)至 28 以下，考慮到所取的制動(dòng)時(shí)間，在驗(yàn)算啟動(dòng)不打滑條件時(shí)已知是足夠安全的，故制動(dòng)不答話驗(yàn)算從??0??Qqzt略 。??15圖 3.3 YWZ 電力液壓塊式制動(dòng)器23/05?齊齊哈爾工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- 23 -4 大車行走部聯(lián)軸器選型和軸的計(jì)算校核4.1 制動(dòng)器至減速器段聯(lián)軸器選型查得電動(dòng)機(jī)兩端伸出軸各為圓柱形 ， 。由表 37 查 ZSC-md35?l80600 減速器高速軸端為圓柱形 。故此附表 41 選 GICL 鼓形1l齒式聯(lián)軸器，主動(dòng)端 A 型鍵槽 ；從動(dòng)端 A 型鍵槽L,。標(biāo)記為 GICL1 聯(lián)軸器 J19013-89mLd5,32?ZB5380?其公稱轉(zhuǎn)矩 ，。mNMTcn ????916304.2 制動(dòng)器至減速器段軸計(jì)算P=9.1kW，當(dāng)輸入轉(zhuǎn)速為 1000r/min，式中 ——電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩；?? 5.3710.9597501%2 ?????nJCee——聯(lián)軸器的安全系數(shù)，運(yùn)行機(jī)構(gòu) ； n .1n——機(jī)構(gòu)剛性動(dòng)載系數(shù)， ，取 。8?2~.8?8.??（1）扭矩計(jì)算 由扭矩計(jì)算基本載荷式中 ——?jiǎng)虞d系數(shù), ；6 ????045.19.216??——起升載荷動(dòng)載系數(shù)，（物品起升或下降制動(dòng)的動(dòng)載效應(yīng)），2? .60.77.02 ??v?由前節(jié)已選定軸徑 ，因此扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：md5???MPa5.12.045.2863I?WMaxn?軸材料用 45 號(hào)鋼, ， ，Pb6?as??彎曲： ??s 27.27.01 ?????扭轉(zhuǎn): ,a1403? Pass 18036.0.??齊齊哈爾工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- 24 -軸受脈動(dòng)循環(huán)的許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力： ??IknK120??????——考慮零件幾何形狀和零件表面狀況的應(yīng)力集中系數(shù)；mxkK??——與零件幾何形狀有關(guān),對(duì)于零件表面有急劇過(guò)渡和開(kāi)有鍵槽及緊配合區(qū)段, ；5.2~1?xk——與零件表面加工光潔度有關(guān)，對(duì)于 5， = ；對(duì)于mk mk2.1~.10， = ；此處mk3 2.1??K——考慮材料對(duì)應(yīng)力不對(duì)稱的敏感系數(shù)，對(duì)碳鋼，低合金鋼 =0.2? ?——安全系數(shù)，查表 2-21 得 =1.25。InIn因此 ????MPa9.825.10.40????k?故 通過(guò) kn?（2）強(qiáng)度驗(yàn)算 軸所受最大轉(zhuǎn)距： 38MPa2109.2max????eM?最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力： mNW15.75.70.3826axmax?許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力： ??2MPa15.???ns?齊齊哈爾工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- 25 -式中 ——安全系數(shù)， =1.5?n?n故通過(guò)?????max浮動(dòng)軸的構(gòu)造如圖所示，中間軸徑 ，取md5~0)15(1??d51?4.3 減速器至大車輪一段聯(lián)軸器選型查得，電動(dòng)機(jī)，軸端為圓柱形， ， ；md651?l10在考減速器端，由附表 43 選用兩個(gè)半齒聯(lián)軸器 （靠減速器端為圓錐形，93S浮動(dòng)軸端直徑 ）；其， ， ；重量md40???NMl?70??227.mkgGDzl??kgG36.8?與原估計(jì)基本相符，故有關(guān)計(jì)算則不需要重復(fù)4.4 減速器至大車輪一段軸的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 mNXnNMeel ????3.518./10%965901選擇的減速器傳動(dòng)比 i=11.85 減速器的機(jī)械效率取 96%1）疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算：低速浮動(dòng)軸的等效扭矩： mN13985.0423.5101 ??????????ielI式中 ——等效系數(shù)，由表 2-6 查得1 ?由上節(jié)已選定浮動(dòng)軸端直徑 ，故其扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為：m6d