橋式起重機畢業(yè)設計

1、目 錄內容摘要. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1關鍵詞 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1Abstract. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1Key words. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1前 言. . . . . . . .

2、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11. 緒 論. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52. 大車運行機構的設計. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .72.1設計的基本原則和要求 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7 2.1.1機構傳動方案 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7 2.1.2大車運行

3、機構具體布置的主要問題 . . . . . . . . . . . .72.2 大車運行機構的計算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8 2.2.1確定機構的傳動方案 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8 2.2.2 選擇車輪與軌道，并驗算其強度 . . . . . . . . . . . . . .9 2.2.3 運行阻力計算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11 2.2.4選擇電動機 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4、 .12 2.2.5 驗算電動機發(fā)熱條件 . . . . . . . . . . . . . . . .13 2.2.6 減速器的選擇 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13 2.2.7 驗算運行速度和實際所需功率 . . . . . . . . . . . .13 2.2.8 驗算起動時間 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14 2.2.9 起動工況下校核減速器功率 . . . . . . . . . . . . . . .16 2.2.10 驗算啟動不打滑條件 . . . . . . . . . . .

5、 . . . . .16 2.2.11選擇制動器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19 2.2.12 選擇聯(lián)軸器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20 2.2.13 浮動軸的驗算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21 2.2.14 緩沖器的選擇 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .233. 小車運行機構的設計 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .253.1 確定機構傳動方案

6、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .253.2 選擇車輪與軌道并驗算其強度 . . . . . . . . . . . . . . . . . .253.3 運行阻力計算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .273.4選擇電動機 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .283.5 驗算電動機發(fā)熱條件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .293.6 減速器的選擇 . . . . . . . . . .

7、. . . . . . . . . . . . . .293.7 驗算運行速度和實際所需功率 . . . . . . . . . . . . . . . .293.8 驗算起動時間 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .303.9 起動工況下校核減速器功率 . . . . . . . . . . . . . . . .323.10 驗算起動不打滑條件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .323.11 選擇制動器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8、 . .333.12 選擇聯(lián)軸器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .343.13 浮動軸的驗算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .363.14緩沖器的選擇 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .374. 主要設計數(shù)據(jù) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .395. 后記 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9、. . . . . .40參考文獻 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43致謝 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44內容摘要: 本論文主要設計橋式起重機的小車和大車，其中小車主要包括起升機構、小車架、小車運行機構、吊具等部分。小車運行機構主要由減速器、主動輪組、從動輪組、傳動軸和一些連接件組成。本論文進行了大車和小車運行機構的相關計算以及驗算，其中包括緩沖器、電動機、減速器以及聯(lián)軸器的選擇和驗算，傳動方案的選擇，運行阻力的計算和起制動時間的驗

10、算等。關 鍵 詞： 橋式起重機，小車運行機構，減速器。Abstract： This thesis mainly design bridge crane cars and the cart，The bridge type hoist crane car consists of protmoted organization，the car frame，the car movement organization，hoisting mechanisms and so on. Its operation structure is composed of reducer，the driving wheel

11、 group，the driven wheel group，the transmission shaft and some connect fitting. The core of this structure is the design of the reducer. This thesis made the cart and car running institutions related calculation and checking, including buffer, motor and reducer and coupling choice and checking, trans

12、mission scheme choice, the calculation and the resistance of the start-stop time check, etc.Key words： Bridge Crane, car movement organization，the reducer.前 言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在兩側高架上的軌道縱向運行，起重小車沿鋪設在橋架上的軌道橫向運行，構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物料，不受地面設備的阻礙。 橋式起重機廣泛地應用在室內外倉庫、廠房、碼頭和露天貯

13、料場等處。橋式起重機可分為普通橋式起重機、簡易粱橋式起重機和冶金專用橋式起重機三種。 普通橋式起重機一般由起重小車、橋架運行機構、橋架金屬結構組成。起重小車又由起升機構、小車運行機構和小車架三部分組成。 起升機構包括電動機、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和小車運行機構等部件的機架，通常為焊接結構。 起重機運行機構的驅動方式可分為兩大類：一類為集中驅動，即用一臺電動機帶動長傳動軸驅動兩邊的主動車輪；另一類為分別驅動、即兩邊的主動車輪各用一臺電動機驅動。中、小型橋式起重機較多采用制動器、減速器和電動

14、機組合成一體的“三合一”驅動方式，大起重量的普通橋式起重機為便于安裝和調整，驅動裝置常采用萬向聯(lián)軸器。 起重機運行機構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。當車輪超過四個時，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。 橋架的金屬結構由主粱和端粱組成，分為單主粱橋架和雙粱橋架兩類。單主粱橋架由單根主粱和位于跨度兩邊的端粱組成，雙粱橋架由兩根主粱和端粱組成。主粱與端粱剛性連接，端粱兩端裝有車輪，用以支承橋架在高架上運行。主粱上焊有軌道，供起重小車運行。橋架主粱的結構類型較多比較典型的有箱形結構、四桁架結構和空腹桁架結構。 箱形結構又可分為正軌

15、箱形雙粱、偏軌箱形雙粱、偏軌箱形單主粱等幾種。正軌箱形雙粱是廣泛采用的一種基本形式，主粱由上、下翼緣板和兩側的垂直腹板組成，小車鋼軌布置在上翼緣板的中心線上，它的結構簡單，制造方便，適于成批生產，但自重較大。 偏軌箱形雙粱和偏軌箱形單主粱的截面都是由上、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，箱體內的短加勁板可以省去，其中偏軌箱形單主粱是由一根寬翼緣箱形主粱代替兩根主粱，自重較小，但制造較復雜。 四桁架式結構由四片平面桁架組合成封閉型空間結構，在上水平桁架表面一般鋪有走臺板，自重輕，剛度大，但與其它結構相比，外形尺寸大，制造較復雜，疲勞強度較低，已較少生產。 空腹桁架結構類似

16、偏軌箱形主粱，由四片鋼板組成一封閉結構，除主腹板為實腹工字形粱外，其余三片鋼板上按照設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，起重機運行機構及電氣設備裝在橋架內部，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。橋式起重機分類 1) 普通橋式起重機主要采用電力驅動，一般是在司機室內操縱，也有遠距離控制的。起重量可達五百噸，跨度可達60米。 2) 簡易梁橋式起重機又稱粱式起重機，其結構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。橋架主粱是由工字鋼或其它型鋼和板鋼組成的簡單截面粱，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

17、字粱的下翼緣上運行。橋架可以沿高架上的軌道運行，也可沿懸吊在高架下面的軌道運行，這種起重機稱為懸掛粱式起重機。 3) 冶金專用橋式起重機在鋼鐵生產過程中可參與特定的工藝操作，其基本結構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)鑄錠設備或鋼錠模等用。主小車吊運盛桶，副小車進行翻轉盛桶等輔助工作。 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

18、專門的脫錠裝置，脫錠方式根據(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。主柱可繞垂直軸回轉，挑桿可上下擺動和回轉。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翻料器，用以支持和翻轉工件；副小車用來抬起工件。本次設計課題為10t通用橋式起重機機械部分設計，我在參觀，實習和借鑒各種文獻資料的基礎上，同時在老師的精心指導下及本組成員的共同努力下完成的。1. 緒 論本次起重機設計的主要參數(shù)如下:起重量1

19、0t,跨度34m，起升高度為9m起升速度8m/min小車運行速度V=1.640m/min大車運行速度V=50m/min大車運行傳動方式為分別傳動；橋架主梁型式為箱形梁。根據(jù)上述參數(shù)確定的總體方案如下：小車的設計：小車主要有起升機構、運行機構和小車架組成。起升機構采用閉式傳動方案，電動機軸與二級圓柱齒輪減速器的高速軸之間采用兩個半齒聯(lián)軸器和一中間浮動軸聯(lián)系起來，減速器的低速軸與卷筒之間采用圓柱齒輪傳動。運行機構采用全部為閉式齒輪傳動，小車的四個車輪固定在小車架的四周，車輪采用帶有角形軸承箱的成組部件，電動機裝在小車架的臺面上，由于電動機軸和車輪軸不在同一個平面上，所以運行機構采用立式三級圓柱齒輪

20、減速器，在減速器的輸入軸與電動機軸之間以及減速器的兩個輸出軸端與車輪軸之間均采用帶浮動軸的半齒聯(lián)軸器的連接方式。小車架的設計，采用粗略的計算方法，靠現(xiàn)有資料和經(jīng)驗來進行，采用鋼板沖壓成型的型鋼來代替原來的焊接橫梁。大車運行機構的設計：大車運行機構的設計通常和橋架的設計一起考慮，兩者的設計工作要交叉進行。一般的設計步驟：1. 確定橋架結構的形式和大車運行機構的傳方式2. 布置橋架的結構尺寸3. 安排大車運行機構的具體位置和尺寸4. 綜合考慮二者的關系和完成部分的設計 大車機構傳動方案，基本分為兩類：分別傳動和集中傳動，橋式起重機常用的跨度（10.5-34m）范圍均可用分別傳動的方案本設計采用分別

21、傳動的方案。2. 大車運行機構的設計2.1設計的基本原則和要求大車運行機構的設計通常和橋架的設計一起考慮，兩者的設計工作要交叉進行，一般的設計步驟：1. 確定橋架結構的形式和大車運行機構的傳方式2. 布置橋架的結構尺寸3. 安排大車運行機構的具體位置和尺寸4. 綜合考慮二者的關系和完成部分的設計 對大車運行機構設計的基本要求是：1. 機構要緊湊，重量要輕2. 和橋架配合要合適，這樣橋架設計容易，機構好布置3. 盡量減輕主梁的扭轉載荷，不影響橋架剛度4. 維修檢修方便，機構布置合理2.1.1機構傳動方案大車機構傳動方案，基本分為兩類：分別傳動和集中傳動，橋式起重機常用的跨度（10.5-34m）范

22、圍均可用分別傳動的方案本設計采用分別傳動的方案。2.1.2大車運行機構具體布置的主要問題：1. 聯(lián)軸器的選擇2. 軸承位置的安排3. 軸長度的確定這三著是互相聯(lián)系的。在具體布置大車運行機構的零部件時應該注意以幾點：1. 因為大車運行機構要安裝在起重機橋架上，橋架的運行速度很高，而且受載之后向下?lián)锨?，機構零部件在橋架上的安裝可能不十分準確，所以如果單從保持機構的運動性能和補償安裝的不準確性著眼，凡是靠近電動機、減速器和車輪的軸，最好都用浮動軸。2. 為了減少主梁的扭轉載荷，應該使機構零件盡量靠近主梁而遠離走臺欄桿；盡量靠近端梁，使端梁能直接支撐一部分零部件的重量。3. 對于分別傳動的大車運行機構

23、應該參考現(xiàn)有的資料，在浮動軸有足夠的長度的條件下，使安裝運行機構的平臺減小，占用橋架的一個節(jié)間到兩個節(jié)間的長度，總之考慮到橋架的設計和制造方便。4. 制動器要安裝在靠近電動機，使浮動軸可以在運行機構制動時發(fā)揮吸收沖擊動能的作用。2.2 大車運行機構的計算起重機的起重量,橋架跨度，大車運行速度，工作類型為中級，機構運行持續(xù)率為，起重機的估計重量，小車的重量為，橋架采用箱形結構。2.2.1確定機構的傳動方案本起重機采用分別傳動的方案如圖（2-1）圖2-1大車運行機構圖1電動機 2制動器 3高速浮動軸 4聯(lián)軸器 5減速器 6聯(lián)軸器 7低速浮動軸 8聯(lián)軸器 9車輪2.2.2 選擇車輪與軌道，并驗算其強

24、度按照如圖所示的重量分布，計算大車的最大輪壓和最小輪壓：滿載時的最大輪壓：Pmax= = = 117.9KN空載時最大輪壓： = = = 69.4KN空載時最小輪壓： = = = 50.6KN式中的e為主鉤中心線離端梁的中心線的最小距離e=1m輪踏面疲勞計算載荷：Pc= = = 95.47 KN車輪材料：采用ZG340640（調質）=700MPa，選擇車輪直徑D=500mm，可查得軌道型號為（鐵路軌道）或（起重機專用軌道）按車輪與軌道為點接觸和線接觸兩種情況來驗算車輪的接觸強度點接觸局部擠壓強度驗算： = = = 282650N式中 許用點接觸應力常數(shù)（）查表取=0.181， R 曲率半徑，由

25、車輪軌道兩者曲率半徑中取大值，取 軌道的曲率半徑為R=400mm， m 由軌頂和車輪曲率半徑之比（r/R）所確定系數(shù)，查表得m=0.46， 轉速系數(shù)，車輪轉速系數(shù)= 工作級別系數(shù)，可查得=1； > 故驗算通過。線接觸局部擠壓強度系數(shù)驗算： = 6.6×500×70×0.95×1=219450N 式中 許用點接觸應力常數(shù)（）查表取=6.6， l 車輪與軌道的有效接觸長度，軌道的l=68mm， 軌道的l=70mm，按后者計算， 轉速系數(shù)，車輪轉速系數(shù)= 工作級別系數(shù)，可查得=1； > 故驗算通過。2.2.3 運行阻力計算摩擦總阻力距：Mm=（Q+

26、G）（K+d/2）由表可查得Dc=500mm車輪的軸承型號為：7520， 軸承內徑和外徑的平均值為：（100+180）/2=140mm由表查得：滾動摩擦系數(shù)K=0.0006m，軸承摩擦系數(shù)=0.02，附加阻力系數(shù)=1.5，代入上式中：當滿載時的運行阻力矩： Mm（Q=Q） =b(Q+G)( k +m) =1.5（100000+240000）×（0.0006+0.02×0.14/2） =1020N.m 運行摩擦阻力：Pm（Q=Q）= = 4080N當空載時：Mm（Q=0）=×G×（K+d/2） =1.5×240000×（0.0006+0

27、.02×0.14/2） =720N.mP m（Q=0）= Mm（Q=0）/（Dc/2） =720×2/0.5 =2880N2.2.4選擇電動機電動機靜功率：Nj=Pj·Vdc/（1000·m· ）=4080×50/1000/0.95/2 =1.75KW式中 Pj=Pm（Q=Q）滿載運行時的靜阻力(P m（Q=0）=2016N), m=2驅動電動機的臺數(shù),機構傳動效率。初選電動機功率：N=KdNj=1.3*1.75=2.28KW式中Kd電動機功率增大系數(shù)，由表查得 Kd=1.3查表得選用電動機JZR-12-6，Ne=3.5KW，n1=9

28、10r/min，（GD2）=0.142kg.m2，電動機的重量Gd=80kg2.2.5 驗算電動機發(fā)熱條件等效功率：Nx=K25·r·Nj =0.75×1.3×2.28 =1.7KW式中K25工作類型系數(shù)，由表查得當JC%=25時，K25=0.75 r按照起重機工作場所得tq/tg=0.25，查得r=1.3由此可知：Nx<Ne,故初選電動機發(fā)熱條件通過。選擇電動機：JZR-12-6。2.2.6 減速器的選擇車輪的轉速：nc=Vdc/（·Dc） =50/3.14/0.5=31.8r/min機構傳動比：=910/31.8=28.62查表可得，

29、選用兩臺ZQ-380V-IZ減速器=30；N=9.2KW，（當輸入轉速為1000r/min）?？梢奛j<N中級。(電動機發(fā)熱條件通過,減速器：ZQ-380V-IZ )2.2.7 驗算運行速度和實際所需功率實際運行的速度：=Vdc· i/ =50×28.62/30=47.7m/min誤差： =（Vdc- ）/ Vdc =（50-47.7）/50×100%=4.6%<15%合適實際所需的電動機功率：Nj=Nj· =1.75×47.7/50 =1.67KW由于Nj<Ne，故所選的電動機和減速器均合適2.2.8 驗算起動時間起動時間：

30、Tp=式中n1=910r/min m=2(驅動電動機臺數(shù))Mq=1.5 Me =1.5×9550×N/n1 =1.5×9550×3.5/910 =56.2N·mMe =9550×N/n1 JC25%時電動機額定扭矩滿載時運行靜阻力矩：Mj（Q=Q）= =35.8N·m空載運行時靜阻力矩：Mj（Q=0）= =25.3N·m初步估算高速軸上聯(lián)軸器的飛輪矩：(GD2)ZL+(GD2)l=0.468 N·m機構總飛輪矩:(GD2)1=(GD2)ZL+(GD2)l+(GD2)d =0.146+0.468=0.61K

31、g·滿載起動時間:t= = =8.53s空載啟動時間:t= = =5.26s起動時間在允許范圍(8s10s)內,故合適。2.2.9 起動工況下校核減速器功率起動工況下減速器傳遞的功率:=式中：Pd=Pj+Pg=Pj+ =4080+=8710.3Nm/運行機構中,同一級傳動減速器的個數(shù),m/=2.因此= =3.64KW所以減速器的N中級=9.2KW>N，所以選減速器功率合適。2.2.10 驗算啟動不打滑條件由于起重機室內使用,故坡度阻力及風阻力不考慮在內。以下按三種工況進行驗算。1）兩臺電動機空載時同時起動：n=>nz式中： 主動輪輪壓；= =5.1+6.9=12KN ；=

32、12KN 從動輪輪壓和； f=0.2 室內工作的粘著系數(shù)；nz =1.051.2 防止打滑的安全系數(shù)。n = =3.03n>nz，故兩臺電動機空載起動不會打滑。2）事故狀態(tài)：當只有一個驅動裝置工作,而無載小車位于工作著的驅動裝置這一邊時,則n=nz式中 =69KN主動輪輪壓； 非主動輪輪壓之和=2+ =2×51+69=171KN； 臺電動機工作時空載啟動時間；= =18.94 sn= =3.17n>nz,故不打滑.3）事故狀態(tài)當只有一個驅動裝置工作,而無載小車遠離工作著的驅動裝置這一邊時,則n=nz式中P1=51KN 主動輪輪壓P2=2=51+2*69=189KN 從動輪

33、輪壓=18.94 S，與第2種工況相同n=2.26 n>nz,故也不會打滑結論:根據(jù)上述不打滑驗算結果可知,三種工況均不會打滑2.2.11選擇制動器由參考資料中所述,取制動時間tz=5s按空載計算動力矩,即Q=0,得:Mz=式中=-13.11N·mPp=0.002G=240000×0.002=480NPmin=G =1920Nm=2制動器臺數(shù).兩套驅動裝置工作Mz= =30.8 N·m現(xiàn)選用兩臺YWZ-200/23的制動器，查表得其額定制動力矩=112 N·m，為避免打滑，使用時將其制動力矩調制30.8 N·m以下?？紤]到所取得制動時間，

34、在驗算起動不打滑條件時已知是足夠安全的，故制動不打滑驗算從略。2.2.12 選擇聯(lián)軸器根據(jù)傳動方案,每套機構的高速軸和低速軸都采用浮動軸.1）機構高速軸上的計算扭矩：=75×1.4=105 N·m式中：MI 連軸器的等效力矩。 MI=2×37.5=75N·m 等效系數(shù) 查表取=2 Mel=9550*=37.5 N·m由表查得：電動機JZR-12-6，軸端為圓柱形，d1=35mm，l=80mm；由表查得ZQ-380V-IZ的減速器，高速軸端為圓錐形d=40mm，l=60mm，故在靠電機端選兩個帶200制動輪半齒聯(lián)軸器S196（靠電動機一側為圓柱形

35、孔，浮動軸端d=40mm；MI=710N·m；(GD2)Zl=0.36； 重量G=15Kg） ；在靠近減速器端，選用兩個聯(lián)軸器S193（靠減速器端為圓錐形；浮動軸端直徑為d=40mm；MI=710N·m，(GD2)l=0.107，重量G=8.36Kg。 高速軸上轉動零件的飛輪矩之和為： (GD2)ZL+(GD2)L=0.36+0.107=0.467 與原估算的基本相符，故有關計算不需要重復。2）低速軸的計算扭矩： =105×30×0.95=2992.5 N·m查得ZQ-350減速器低速軸端為圓柱形，d=55mm，l=85mm。由參考文獻又可查得

36、，=500mm的主動車輪的伸出軸為圓柱形，d=75mm，l=105mm。故可選用四個聯(lián)軸節(jié)：其中兩個為： （靠減速器端） 另外兩個為： （靠車輪端）所有的MI=3150N·m；GD2=0.44 ，重量G=25.5Kg（在聯(lián)軸器型號標記中，分子均為表示浮動軸端直徑）。2.2.13 浮動軸的驗算1）疲勞強度的計算低速浮動軸的等效力矩：MI=1Meli =1.4×3.75×30×0.95=1496.34Nm式中1等效系數(shù)，查表2-7查得1=1.4由上節(jié)已取得浮動軸端直徑D=60mm，故其扭轉應力為： MPa由于浮動軸載荷變化為循環(huán)（因為浮動軸在運行過程中正反轉

37、矩相同），所以許用扭轉應力為： =49.10 MPa式中，材料用45號鋼，取b=60000 N/cm2；s=300 MPa，所以，-1=0.22b=0.22×600=132 MPa；s=0.6s=0.6×300=180 MPaK=KxKm=1.6×1.2=1.92考慮零件的幾何形狀，表面狀況的應力集中系數(shù)。查表可得Kx=1.6，Km=1.2，nI=1.4安全系數(shù)，由表查得n<-1k 故疲勞強度驗算通過。2）靜強度的計算計算強度扭矩： =2.5×37.5×30×0.95=2672.03Nm式中動力系數(shù)，查表得到=2.5扭轉應力：=

38、61.85MPa許用扭轉剪應力：MPa t<tII,故強度驗算通過。高速軸所受扭矩雖比低速軸小，但強度還是足夠，故高速軸驗算省去。2.2.14 緩沖器的選擇1)碰撞時起重機的動能 W動= G 帶載起重機的重量G=240000+100000×0.1 =250000N V0 碰撞時的瞬時速度，V0=（0.30.7）Vdx g 重力加速度取10m/s2則W動= =7031.25 N. m2) 緩沖行程內由運行阻力和制動力消耗的功 W阻=（P摩+P制）S 式中P摩運行阻力，其最小值為Pmin=Gf0min=240000×0.008=2000N f0min 最小摩擦阻力系數(shù)可取

39、f0min=0.008 P制制動器的制動力矩換算到車輪踏面上的力，亦可按最大制動減速度計算 P制=24000×0.55=13750N =0.55 m /s2 S緩沖行程取S=140 mm因此W阻=（2000+13750）×0.14=2205N .m3） 緩沖器的緩沖容量一個緩沖器要吸收的能量也就是緩沖器應該具有的緩沖容量為： =7031.25-2205 =4826.25 N m 式中 n 緩沖器的個數(shù) 取n=1故選擇彈簧緩沖器彈簧D=120 mm，d=30 mm3. 小車運行機構的設計3.1 確定機構傳動方案經(jīng)比較后,確定采用如圖所示的傳動方案。圖3-1運行機構簡圖3.2

40、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=4000kg假定輪壓均布，有=3500kg=35000N車輪最小輪壓：載荷率： =2.5>1.6由表初選車輪：當運行速度<60m/min， ，工作級別M5中級時，車輪直徑=350，軌道為18kg/m （）的許用輪壓為3.19t。根據(jù)GB462884規(guī)定，直徑系列為=250、315、400、500、620mm，故初步選定車輪直徑=315mm。而后校核強度。1）疲勞強度的計算：按車輪與軌道為點接觸和線接觸兩種情況來驗算車輪的接觸強度。車輪踏面疲勞計算載荷： 車輪材料，取ZG6.0，=310MPa，=640MPa點接觸局部擠壓強

41、度驗算：式中 許用點接觸應力常數(shù)（N/m）查表取=0.132， R 曲率半徑，由車輪軌道兩者曲率半徑中取大值，取 軌道的曲率半徑為R=157.5mm， m 由軌頂和車輪曲率半徑之比（r/R）所確定系數(shù)，查表得m=，由表可查得m=0.47 轉速系數(shù)，車輪轉速系數(shù)= 工作級別系數(shù)，可查得=1； > Pc 故驗算通過。線接觸局部擠壓強度系數(shù)驗算： = 6.0×315×28.2×0.96×1 =51166N 式中 許用點接觸應力常數(shù)（）查表取=6.0， l 車輪與軌道的有效接觸長度，軌道的l=b=28.2mm， 轉速系數(shù)，車輪轉速系數(shù)= 工作級別系數(shù)，可查

42、得=1； > Pc 故驗算通過。根據(jù)以上計算結果，選定直徑Dc=315的單輪緣車輪，標記為：車輪 DYL315 GB 4628843.3 運行阻力計算摩擦總阻力距Mm=（Q+G）（K+d/2）由表可查得Dc=350mm車輪的軸承型號為：7518，據(jù)此選Dc=315mm車輪組軸承型號亦為：7518。 軸承內徑和外徑的平均值為：（90+160）/2=125mm由表查得：滾動摩擦系數(shù)K=0.0005m，軸承摩擦系數(shù)=0.02，附加阻力系數(shù)2.0，代入上式中：當滿載時的運行阻力矩： Mm（Q=Q） =b(Q+G)( k +m) =2.0×（10000+4000）×（0.000

43、5+0.02×0.125/2） =490N.m 運行摩擦阻力：Pm（Q=Q）= 3111N當空載時：Mm（Q=0）=×G×（K+d/2） =2.0×4000×（0.0005+0.02×0.125/2） =140N.mP m（Q=0）= Mm（Q=0）/（Dc/2） =140×2/0.315=888.9N3.4選擇電動機電動機靜功率：Nj=Pj·Vdc/（1000·m· ） =3111×40/1000/0.9/1=2.3KW式中 Pj=Pm（Q=Q）滿載運行時的靜阻力， m=1驅動電動機

44、的臺數(shù),=0.9機構傳動效率。初選電動機功率：N=KdNj=1.15*2.3=2.65KW式中Kd電動機功率增大系數(shù)，由表查得 Kd=1.15查表得選用電動機JZR-12-6,Ne=3.5KW，n1=910r/min，（GD2）=0.142kg.m2，電動機的重量Gd=80kg3.5 驗算電動機發(fā)熱條件等效功率：Nx=K25·r·Nj =0.75×1.12×2.3=1.94KW式中K25工作類型系數(shù)，由表查得當JC%=25時，K25=0.75 r按照起重機工作場所得tq/tg=0.25，查得r=1.12由此可知：Nx<Ne,故初選電動機發(fā)熱條件通過

45、。選擇電動機：JZR-12-6。3.6 減速器的選擇車輪的轉速：nc=Vdc/（·Dc） =40/3.14/0.315=40.4r/min機構傳動比：=910/40.4=22.5查表可得，選用ZSC-400-I-2減速器；ic=23；N=2.8KW，（當輸入轉速為1000r/min）?？梢奛j<N中級。(電動機發(fā)熱條件通過,減速器：ZSC-400-I-2 )3.7 驗算運行速度和實際所需功率實際運行的速度：=Vdc· i/ =40×22.5/23=39.17m/min誤差： =（Vdc- ）/ Vdc =（40-39.17）/40×100%=2.0

46、6%<15%合適實際所需的電動機功率：Nj=Nj· =1.94×39.17/40=1.90KW由于Nj<Ne，故所選的電動機和減速器均合適3.8 驗算起動時間起動時間：Tp=式中n1=910rpm m=1(驅動電動機臺數(shù)) Mq=1.5 Me =1.5×9550×N/n1=1.5×9550×3.5/910=56.2N·mMe =9550×N/n1 JC25%時電動機額定扭矩滿載時運行靜阻力矩：Mj（Q=Q）= =23.7N·m空載運行時靜阻力矩：Mj（Q=0）= =6.8N·m初步估

47、算高速軸上聯(lián)軸器的飛輪矩：(GD2)ZL+(GD2)l=0.26 N·m機構總飛輪矩:C (GD2)1=C (GD2)ZL+(GD2)l+(GD2)d =1.15(0.142+0.468)=0.466Kg·滿載起動時間:t= =2.59s空載啟動時間:t= = =0.64s由表查得，當Vc=40m/min=0.67m/s時，推薦起動時間為5.5s，故所選電動機能滿足快速起動要求。3.9 起動工況下校核減速器功率起動工況下減速器傳遞的功率:=式中：Pd=Pj+Pg=Pj+ =3111+=6688.4Nm/運行機構中,同一級傳動減速器的個數(shù),m/=1.因此= =3.64KW所以

48、減速器的N中級=2.8KW<N，如改選大一號，則中心距將由400增至600，相差太大、考慮到減速器有一定的過載能力，故不再變動。3.10 驗算起動不打滑條件由于起重機系室內使用的，故坡度及風阻力矩均不計，故在無載起動時，主動車輪上與軌道接觸處的圓周切向力： =470.1kg=4701N車輪與軌道粘著力：，故可能打滑。解決辦法是在空載啟動時增大啟動電阻，延長啟動時間。滿載起動時，主動車輪上與軌道接觸處的圓周切向力： =544kg=5440N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的制動時間，取=4S，因此所需的制動力矩： =13

49、.8N.m由表選用制動器，額定制動力矩=112N.m?？紤]到所取制動時間=3s與起動實際=2.59s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)軸器根據(jù)傳動方案,每套機構的高速軸和低速軸都采用浮動軸.1）機構高速軸上的計算扭矩：=67.5×1.35=91 N·m式中MI 連軸器的等效力矩。 MI=1.8×37.5=67.5N·m 等效系數(shù) 查表取=1.8 Mel=9550*=37.5 N·m由表查得：電動機JZR-12-6，軸端為圓柱形，d1=35mm，l=80mm；由表查得ZSZ-400的減速器，高速軸端為圓

50、柱形d=30mm，l=55mm，故選GCL鼓形齒式聯(lián)軸器，主動端A型鍵槽d=35mm，l=80mm，從動端A型鍵槽d=30mm，l=55mm。標記為GIGLZ聯(lián)軸器ZBJ19013-89。 T=91N·m，(GD2)l=0.09Kg·，重量G=5.9Kg。 高速軸端制動輪，根據(jù)制動器YWZ-200/123，由表選用制動輪直徑=200mm，圓柱型軸孔d=35mm，l=80mm標記為：制動輪200-Y35 JB/ZQ4389-86，其飛輪矩，重量。高速軸上轉動零件的飛輪矩之和為： (GD2)ZL+(GD2)L=0.209 Kg·與原估算的基本相符，故有關計算不需要重復

51、。2）低速軸的計算扭矩： =×91×30×0.9=1228.5 N·m查得ZSC-400減速器低速軸端為圓柱形，d=65mm，l=85mm。取浮動軸裝聯(lián)軸器軸徑d=65mm，l=85mm，選兩個GICLZ鼓形齒式聯(lián)軸器，主動端A型鍵槽d=65mm，l=85mm，從動端A型鍵槽d=60mm，l=85mm。標記為：GIGLZ聯(lián)軸器ZBJ19014-89 由前一節(jié)已選定的車輪直徑=315mm，取車輪軸安裝聯(lián)軸器處直徑d=55mm，l=85mm，同樣選兩個GICZ鼓形齒式聯(lián)軸器，主動端A型鍵槽d=65mm，l=85mm，從動端A型鍵槽d=60mm，l=85mm。

52、標記為：GIGLZ聯(lián)軸器ZBJ19014-893.13 浮動軸的驗算1）疲勞強度的計算低速浮動軸的等效扭矩：式中1 等效系數(shù)，查表2-7查得1=1.8由上節(jié)已取得浮動軸端直徑D=60mm，故其扭轉應力為： MPa由于浮動軸載荷變化為循環(huán)（因為浮動軸在運行過程中正反轉矩相同），材料用45號鋼，取sb=60000 N/cm2；ss=300 MPa，所以，t-1=0.22sb=0.22×600=132 MPa；ts=0.6ss=0.6×300=180 MPa。.所以許用扭轉應力為： =44.8 MPa式中：K=2.5考慮零件的幾何形狀，表面狀況的應力集中系數(shù)，nI=1.25安全系數(shù)， tn<t-1k 故疲勞強度驗算通過。2）靜強度的計算靜強度計算扭矩： 式中： 動力系數(shù),查表得； 剛性動載系數(shù)，此處取1.8。最大扭轉應力： 許用扭轉應力： 故靜強度驗算通過。高速軸所受扭矩雖比低速軸小，但強度還是