全套起重機(jī)小車設(shè)計(jì)

1、 機(jī)械課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書題目：32/5噸通用橋式起重機(jī)小車設(shè)計(jì) 班級(jí)：機(jī)自0 218 姓名： 學(xué)號(hào)：200 060 目 錄設(shè)計(jì)任務(wù)書-1第1章 概述-2第2章 總體設(shè)計(jì)-22.1 總體設(shè)計(jì)方案-72.2 四連桿變幅臂架系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)-7 2.3 總體尺寸規(guī)劃-7第1章 主起升機(jī)構(gòu)計(jì)算-71.1 確定傳動(dòng)方案，選擇滑輪組和吊鉤組-71.2 選擇鋼絲繩-71.3 確定卷筒尺寸并驗(yàn)算強(qiáng)度-81.4 初選電動(dòng)機(jī)-101.5 選用標(biāo)準(zhǔn)減速器-111.6 校核減速器輸出軸強(qiáng)度-111.7 電動(dòng)機(jī)過(guò)載驗(yàn)算和發(fā)熱驗(yàn)算-111.8 選擇制動(dòng)器-121.9 選擇聯(lián)軸器-131.10 驗(yàn)算起動(dòng)時(shí)間-131.11 驗(yàn)算制

2、動(dòng)時(shí)間-141.12 高速軸計(jì)算-15第2章 副起升機(jī)構(gòu)計(jì)算-172.1 確定傳動(dòng)方案，選擇滑輪組和吊鉤組-172.2 鋼絲繩的選擇-172.3 確定卷筒尺寸并驗(yàn)算強(qiáng)度-182.4 初選電動(dòng)機(jī)-212.5 選用標(biāo)準(zhǔn)減速器-212.6 校核減速器輸出軸強(qiáng)度-222.7 電動(dòng)機(jī)過(guò)載驗(yàn)算和發(fā)熱驗(yàn)算-222.8 選擇制動(dòng)器-232.9 選擇聯(lián)軸器-232.10 驗(yàn)算起動(dòng)時(shí)間-242.11 驗(yàn)算制動(dòng)時(shí)間-252.12 高速軸計(jì)算-25第3章 小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)計(jì)算-273.1 確定機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案-273.2 選擇車輪與軌道并驗(yàn)算其強(qiáng)度-283.3 運(yùn)行阻力計(jì)算 -293.4 選電動(dòng)機(jī)-303.5 驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)發(fā)熱

3、條件-303.6 選擇減速器-313.7 驗(yàn)算運(yùn)行速度和實(shí)際所需功率-313.8 驗(yàn)算起動(dòng)條件-313.9 按起動(dòng)工況校核減速器功率-323.10 驗(yàn)算起動(dòng)不打滑條件-333.11 選擇制動(dòng)器-333.12 選擇聯(lián)軸器-343.13 驗(yàn)算低速浮動(dòng)軸的強(qiáng)度-353.14 小車緩沖器-36設(shè)計(jì)心得-37參考文獻(xiàn)-39太原科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)院（直屬系）：機(jī)電工程學(xué)院 時(shí)間：2009年12月13日學(xué) 生 姓 名指 導(dǎo) 教 師設(shè)計(jì)（論文）題目32/5噸通用雙梁橋式起重機(jī)小車設(shè)計(jì)計(jì)算主要研究?jī)?nèi)容1. 小車總體設(shè)計(jì)；2. 主/副起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算；3. 小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算；4. 小車主要安全裝置設(shè)計(jì)計(jì)

4、算；5. 小車總圖繪制(標(biāo)準(zhǔn)0號(hào)或1號(hào)加長(zhǎng))1張；6. 機(jī)構(gòu)部件圖2號(hào)1張，機(jī)構(gòu)零件圖2號(hào)1張（選其一即可）。研究方法搜集查閱與分析研究相關(guān)國(guó)內(nèi)外資料，綜合所學(xué)基礎(chǔ)與專業(yè)知識(shí)，遵循機(jī)械零件與起重機(jī)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(jìn)性的設(shè)計(jì)方案，按時(shí)完成本設(shè)計(jì)提出的全部?jī)?nèi)容。主要技術(shù)指標(biāo)(或研究目標(biāo))小車的主/副起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jī)構(gòu)工作級(jí)別M5/M5， 小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)： 工作級(jí)別M5，運(yùn)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(xiàn)

5、1 張質(zhì)文, 包起帆等. 起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè). 北京中國(guó)鐵道出版社，20012 倪慶興, 王殿臣. 起重輸送機(jī)械圖冊(cè)(上冊(cè)). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社, 19913 AUTOCAD實(shí)用教程(2005中文版). 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社, 20054 楊長(zhǎng)揆, 傅東明. 起重機(jī)械(第二版). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社, 19855 陳道南, 盛漢中. 起重機(jī)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書. 北京：機(jī)械工業(yè)出版 社, 19916 孫恒, 陳作模. 機(jī)械原理(第六版). 北京：高等教育出版社, 20007 編寫組編，起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范GB3811-2008. 北京：標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2008概 述橋式起重機(jī)是橋架在高架軌道上

6、運(yùn)行的一種橋架型起重機(jī)，又稱天車。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，設(shè)置在小車上的起升機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)貨物垂直升降。三個(gè)機(jī)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吊運(yùn)物料，不受地面設(shè)備的阻礙。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。橋式起重機(jī)可分為普通橋式起重機(jī)、簡(jiǎn)易梁橋式起重機(jī)和冶金專用橋式起重機(jī)三種。各類橋式起重機(jī)的特點(diǎn)如下 1) 普通橋式起重機(jī)主要采用電力驅(qū)動(dòng)，一般是在司機(jī)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(jiǎn)易梁橋式起重機(jī)又稱梁式起重機(jī)，其結(jié)構(gòu)組成與普通橋式

7、起重機(jī)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(jiǎn)單截面梁，用手拉葫蘆或電動(dòng)葫蘆配上簡(jiǎn)易小車作為起重小車，小車一般在工字梁的下翼緣上運(yùn)行。橋架可以沿高架上的軌道運(yùn)行，也可沿懸吊在高架下面的軌道運(yùn)行，這種起重機(jī)稱為懸掛梁式起重機(jī)。 3) 冶金專用橋式起重機(jī)在鋼鐵生產(chǎn)過(guò)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(jī)相似，但在起重小車上還裝有特殊的工作機(jī)構(gòu)或裝置。這種起重機(jī)的工作特點(diǎn)是使用頻繁、條件惡劣，工作級(jí)別較高。主要有五種類型。 4) 鑄造起重機(jī)：供吊運(yùn)鐵水注入混鐵爐、煉鋼爐和吊運(yùn)鋼水注入連續(xù)鑄錠設(shè)備或鋼錠模等用。主小車吊運(yùn)盛桶，副小車進(jìn)行翻轉(zhuǎn)盛桶等輔助

8、工作。 5) 夾鉗起重機(jī)：利用夾鉗將高溫鋼錠垂直地吊運(yùn)到深坑均熱爐中，或把它取出放到運(yùn)錠車上。 6) 脫錠起重機(jī)：用以把鋼錠從鋼錠模中強(qiáng)制脫出。小車上有專門的脫錠裝置，脫錠方式根據(jù)錠模的形狀而定：有的脫錠起重機(jī)用項(xiàng)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(jī)：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(dòng)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(dòng)和回轉(zhuǎn)。副小車用于修爐等輔助作業(yè)。 8) 鍛造起重機(jī)：用以與水壓機(jī)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(lái)抬起鋼包，澆鑄液態(tài)金屬。橋式類型起重機(jī)

9、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。主梁與端梁剛性連接，端梁兩端裝有車輪，用以支承橋架在高架上運(yùn)行。主梁上焊有軌道，供起重小車運(yùn)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(jiǎn)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

10、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。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(tái)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(qiáng)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(shí)腹工字形梁外，其余三片鋼板上按照設(shè)計(jì)要求切割成許多窗口，形成一個(gè)無(wú)斜桿的空腹桁架，在上、下水平桁架表面鋪有走臺(tái)板，起重機(jī)運(yùn)行機(jī)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(guó)是較為廣泛采用的一種型式。下面具體介紹普通橋式起

11、重機(jī)的構(gòu)造。普通橋式起重機(jī)一般由起重小車、橋架運(yùn)行機(jī)構(gòu)、橋架金屬結(jié)構(gòu)組成。起重小車又由起升機(jī)構(gòu)、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)和小車架三部分組成。起升機(jī)構(gòu)包括電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、減速器、卷筒和滑輪組。電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速器，帶動(dòng)卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)，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(jī)構(gòu)和小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)等部件的機(jī)架，通常為焊接結(jié)構(gòu)。起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)方式可分為兩大類：一類為集中驅(qū)動(dòng)，即用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)長(zhǎng)傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)兩邊的主動(dòng)車輪；另一類為分別驅(qū)動(dòng)、即兩邊的主動(dòng)車輪各用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。中、小型橋式起重機(jī)較多采用制動(dòng)器、減速器和電動(dòng)機(jī)組合成一體的“三合一”驅(qū)動(dòng)方式，大起重量的普通橋式起重機(jī)為便于安裝和調(diào)整，驅(qū)

12、動(dòng)裝置常采用萬(wàn)向聯(lián)軸器。起重機(jī)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)一般只用四個(gè)主動(dòng)和從動(dòng)車輪，如果起重量很大，常用增加車輪的辦法來(lái)降低輪壓。當(dāng)車輪超過(guò)四個(gè)時(shí)，必須采用鉸接均衡車架裝置，使起重機(jī)的載荷均勻地分布在各車輪上。本次設(shè)計(jì)課題為32/5t通用橋式起重機(jī)小車設(shè)計(jì)，主要包括起升、運(yùn)行兩大機(jī)構(gòu)及其安全裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算和裝配圖與零部件圖的繪制。將我們所學(xué)的知識(shí)最大限度的貫穿起來(lái)，使我們學(xué)以至用、理論聯(lián)系實(shí)際。培養(yǎng)我們的設(shè)計(jì)能力及理論聯(lián)系實(shí)際過(guò)程中分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。_說(shuō)明書所有公式格式全部應(yīng)該如下所示: s式中，電動(dòng)機(jī)滿載下降轉(zhuǎn)速，單位為r/min， r/min ； 制動(dòng)力矩， N.m ； 凈阻力矩， N.m ；

13、(該部分地區(qū)只作指導(dǎo)用,請(qǐng)刪除)_（去掉概述，目錄要改為和后面計(jì)算內(nèi)容一致，不要有錯(cuò)別字，公式及其文中公式符號(hào)，必須用“公式”格式，必須采用Word2003以前的低版本打?。┑?章 主起升機(jī)構(gòu)計(jì)算1.1 確定傳動(dòng)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(dòng)方案。如圖1所示，采用了雙聯(lián)滑輪組.按Q=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(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖1.2 選擇鋼絲繩若滑輪組采用滾動(dòng)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(jì)算鋼絲繩直徑 d=c=0.

14、096=19.7mmc: 選擇系數(shù)，單位mm/，用鋼絲繩=1850N/mm，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滑輪的最小卷繞直徑： hd式中h表示與機(jī)構(gòu)工作級(jí)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?？紤]起升機(jī)構(gòu)布置卷筒總長(zhǎng)度不宜太長(zhǎng)，輪直徑和卷筒直徑一致取D=650。 卷筒長(zhǎng)度 =1946.8mm。式中：筒上有繩槽長(zhǎng)度，中安全圈n=2，起升高度H=1

15、6m， 槽節(jié)矩t=23mm，繞直徑=670mm； ：定繩尾所需長(zhǎng)度,取=323=69mm； ：筒兩端空余長(zhǎng)度,取=t=23mm； ：筒中間無(wú)槽長(zhǎng)度,根據(jù)滑輪組中心間距=150，=1761mm。卷筒壁厚=0.02D+(610)=0.02650+(610)mm=1923mm，=20mm，進(jìn)行卷筒壁的壓力計(jì)算。卷筒轉(zhuǎn)速=r/min=14.3r/min。1.4 計(jì)算起升靜功率 =47.6kW式中起升時(shí)總機(jī)械效率=0.858為滑輪組效率取0.97；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)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(dòng)機(jī) G=0.847.6=38.08kW式中 ：JC值時(shí)的功率，位為k

16、W； G：穩(wěn)態(tài)負(fù)載平均系數(shù)，根據(jù)電動(dòng)機(jī)型號(hào)和JC值查表得G=0.8。選用電動(dòng)機(jī)型號(hào)為YZR280M-10，=55KW，=556r/min，最大轉(zhuǎn)矩允許過(guò)載倍數(shù)m=2.8；飛輪轉(zhuǎn)矩GD=15.5KN.m。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速=561.92r/min式中 :在起升載荷=326.4kN作用下電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速； :電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速； ,:是電動(dòng)機(jī)在JC值時(shí)額定功率和額定轉(zhuǎn)速。1.6 選用減速器減速器總傳動(dòng)比：=39.3，取實(shí)際速比=40。起升機(jī)構(gòu)減速器按靜功率選取，根據(jù)=47.6kW，=561.92r/min，=40，工作級(jí)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=20500N.

17、m減速器在561.92r/min時(shí)許用功率為=73.9955kW實(shí)際起升速度=7.38m/min實(shí)際起升靜功率=46.77kW用類載荷校核減速器輸出軸的徑向載荷，最大力矩。1.7 電動(dòng)機(jī)過(guò)載驗(yàn)算和發(fā)熱驗(yàn)算過(guò)載驗(yàn)算按下式計(jì)算：=41.78kW=45KW41.78kW，此題恰好與=的功率相等。式中 ：準(zhǔn)接電持續(xù)率時(shí)，電動(dòng)機(jī)額定功率，單位為kW； H:系數(shù)，繞線式異步電動(dòng)機(jī)，取H=2.5； m:基準(zhǔn)接電持續(xù)率時(shí),電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩允許過(guò)載倍數(shù),查表得m取1.7； m:電動(dòng)機(jī)個(gè)數(shù)； :總機(jī)械效率=0.858。發(fā)熱驗(yàn)算按下式計(jì)算: PP式中 P:電動(dòng)機(jī)在不同接電持續(xù)率JC值和不同CZ值時(shí)允許輸出功率，單位為kW

18、,按CZ=300，JC值=25%，查表得P=43.867kW。=38.08kW P=43.867=38.O8kW過(guò)載驗(yàn)算和發(fā)熱驗(yàn)算通過(guò)1.8 選擇制動(dòng)器按下式計(jì)算，選制動(dòng)器： 式中:制動(dòng)力矩,單位為N.m； :制動(dòng)安全系數(shù)，查表M5得=2.0； :下降時(shí)作用在電動(dòng)機(jī)軸上的靜力矩，單位為N.m。=586.4N.m :下降時(shí)總機(jī)械效率，通常取0.858 =2586.4=1172.N.m選用=1172.8N.m選用YWZ5-400/121制動(dòng)器，其額定制動(dòng)力矩1250N.m；安裝時(shí)將制動(dòng)力矩調(diào)整到所需的制動(dòng)力矩=2000N.m。1.9 選擇聯(lián)軸器根據(jù)電動(dòng)機(jī)和減速器以及浮動(dòng)軸的軸伸尺寸及形狀選連軸器，

19、使連軸器的許用應(yīng)力矩M計(jì)算的所需力矩M,則滿足要求。電動(dòng)機(jī)的軸伸：d=85mm(錐形)，長(zhǎng)度E=1700.5mm；減速器軸伸:d=90mm(柱形)，長(zhǎng)度E=135mm；浮動(dòng)軸的軸頭：d=60mm， 長(zhǎng)度E=107mm。 選取梅花彈性連軸器：型號(hào)為MLL9-I-400M=2800N.m；GD=132.54=530Kg.m；型號(hào)為MLL9，M=2800N.m；GD=18.954=75.8Kg.m。電動(dòng)機(jī)額定力矩=944.69N.m計(jì)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(dòng)載系數(shù)，取1.8。 M=2800M=2550.69N.M所選連軸

20、器合格。1.10 驗(yàn)算起動(dòng)時(shí)間起動(dòng)時(shí)間： =1.3s式中： =15.6+530+75.8=621.4kN.m靜阻力矩：=796.5N.m電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)力矩：=1.7=1.7944.69=1605.97N.m平均起動(dòng)加速度：=0.095m/s=0.095 m/s=0.2 m/s電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)間合適。1.11 驗(yàn)算制動(dòng)時(shí)間制動(dòng)時(shí)間： = =0.76s：電機(jī)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(dòng)減速器速度=0.17m/s17kW實(shí)際起升速度=19.334m/min；實(shí)際起升靜功率=18.02kW。用類載荷校核減速器輸出軸的徑向載荷，最

21、大力矩。2.7 電動(dòng)機(jī)過(guò)載驗(yàn)算和發(fā)熱驗(yàn)算過(guò)載驗(yàn)算按下式計(jì)算：=15.136kW=17KW15.136kW，此題恰好與=的功率相等。式中:基準(zhǔn)接電持續(xù)率時(shí)，電動(dòng)機(jī)額定功率，單位為kW； H:系數(shù)，繞線式異步電動(dòng)機(jī)，取H=2.1； m:基準(zhǔn)接電持續(xù)率時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩允許過(guò)載倍數(shù)，查表得m取2.5； m:電動(dòng)機(jī)個(gè)數(shù)； :總機(jī)械效率=0.894。發(fā)熱驗(yàn)算按下式計(jì)算: PP【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(dòng)機(jī)在不同接電持續(xù)率JC值和不同CZ值時(shí)允許輸出功率，單位為kW，按CZ=150，JC值=25%，查表得P=15.393kW；=14.42kW

22、P=15.363=14.42kW過(guò)載驗(yàn)算和發(fā)熱驗(yàn)算通過(guò)。2.8 選擇制動(dòng)器按下式計(jì)算，選制動(dòng)器 式中：制動(dòng)力矩，單位為N.m； ：制動(dòng)安全系數(shù)，查表M5得=2.0； ：下降時(shí)作用在電動(dòng)機(jī)軸上的靜力矩，單位為N.m；=143.12N.m ：下降時(shí)總機(jī)械效率，通常取0.894 =2143.12=286.24N.m根據(jù)選用=286.24N.m選用YWZ315/30制動(dòng)器，其額定制動(dòng)力矩400N.m；安裝時(shí)將制動(dòng)力矩調(diào)整到所需的制動(dòng)力矩=290N.m。2.9 選擇聯(lián)軸器根據(jù)電動(dòng)機(jī)和減速器以及浮動(dòng)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(jì)算的所需力矩M,則滿足要求。電動(dòng)機(jī)的軸伸：d=55mm(

23、錐形)，長(zhǎng)度E=820.5mm；減速器軸伸：d=50mm(柱形)，長(zhǎng)度E=85mm；浮動(dòng)軸的軸頭：d=45mm， 長(zhǎng)度E=84mm。選取梅花彈性連軸器：型號(hào)為MLL6-I-200，M=630N.m；GD=6.74=26.8Kg.m；型號(hào)為MLL6，M=630N.m；GD=1.854=7.4Kg.m。電動(dòng)機(jī)額定力矩=170N.m計(jì)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(dòng)載系數(shù)，取2.0； M=630M=510N.M所選連軸器合格。2.10 驗(yàn)算起動(dòng)時(shí)間起動(dòng)時(shí)間： =1.0s式中： =1.5+26.8+7.4=35.7kN.m靜阻力矩：=179.

24、07N.m電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)力矩：=1.7=1.7170=289N.m平均起動(dòng)加速度：=0.32m/s=0.32 m/s=0.4 m/s電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)間合適。2.11 驗(yàn)算制動(dòng)時(shí)間制動(dòng)時(shí)間： = =0.85s：電機(jī)滿載下降轉(zhuǎn)速，單位為r/min；=21000-951.9=1048.1r/min=290N.m=143N.m平均制動(dòng)減速器速度=0.37m/s1.6由表選擇車輪：當(dāng)運(yùn)行速度60m/min， 工作級(jí)別M5時(shí)，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(jì)算：疲勞計(jì)算時(shí)的等效載荷： 式中 ：效系數(shù)？，由表查得1.1。車輪的計(jì)算輪壓： 根據(jù)點(diǎn)接觸情況計(jì)

25、算接觸疲勞應(yīng)力：=27442.5式中：查r=9cm-軌頂弧形半徑，查得。對(duì)于車輪材料，由表查得接觸許用應(yīng)力，因此，故疲勞計(jì)算通過(guò)。3.2.2強(qiáng)度校核 最大計(jì)算輪壓：。式中：沖擊系數(shù),由表第類載荷當(dāng)運(yùn)行速度時(shí)，。點(diǎn)接觸時(shí)進(jìn)行強(qiáng)度校核的接觸應(yīng)力：=車輪材料用ZG55-，由表查得：，強(qiáng)度校合通過(guò)。3.3 運(yùn)行阻力計(jì)算摩擦力矩： 由表知=400mm車輪的軸承型號(hào)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(dòng)軸承摩擦系數(shù)k=0.0006；軸承摩擦系數(shù) ，附加阻力系數(shù)。代入上式得：當(dāng)滿載時(shí)運(yùn)行阻力矩：=84運(yùn)行摩擦阻力：當(dāng)無(wú)載時(shí)運(yùn)行阻力矩： =22運(yùn)行摩擦阻力：=110

26、3.4 選電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)靜功率:：=3.23kw式中：-滿載運(yùn)行時(shí)靜阻力；m=1-驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù)。初選電動(dòng)機(jī)功率： kw式中 ：電動(dòng)機(jī)功率增大系數(shù)，表查得=0.9查表選用電動(dòng)機(jī)YZR-160M-6,=5.5kw ；=；=；電動(dòng)機(jī)重量=153.5kg。3.5驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)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=1.12。由此可知， 故初選電動(dòng)機(jī)發(fā)熱條件通過(guò)。3.6 選擇減速器車輪轉(zhuǎn)速： 機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比： 查表選用ZSC600-V-1減速器： ；kw，可見(jiàn)，故初選電動(dòng)機(jī)發(fā)熱條件通過(guò)。3.7 驗(yàn)算運(yùn)行速度和實(shí)際所需功率實(shí)際運(yùn)行速度： 誤差：，合適。實(shí)際所需電動(dòng)機(jī)靜功率：

27、 。 故所選電動(dòng)機(jī)和減速器均合適。3.8 驗(yàn)算起動(dòng)條件起動(dòng)時(shí)間：式中：=1000rpmm=1(驅(qū)動(dòng)電機(jī)臺(tái)數(shù)) 當(dāng)滿載時(shí)運(yùn)行靜阻力矩： 當(dāng)無(wú)載時(shí)運(yùn)行靜阻力矩： 初步估算制動(dòng)輪和聯(lián)軸器的飛輪矩： 機(jī)構(gòu)總飛輪矩： 滿載起動(dòng)時(shí)間： =4.59無(wú)載起動(dòng)時(shí)間： =由表查得，當(dāng)=30-60m/min時(shí)，起動(dòng)時(shí)間推薦值為56sec，故所選電動(dòng)機(jī)滿足季候快速起動(dòng)要求。3.9 按起動(dòng)工況校核減速器功率起動(dòng)狀況減速器傳遞的功率：式中： =計(jì)算載荷： -運(yùn)行機(jī)構(gòu)中同一級(jí)傳動(dòng)減速器的個(gè)數(shù)： =1，因此kw 所選用減速器的kwN=7.9kw，如改大一號(hào)，則中心距將增大，相差太大，考慮到減速器有定的過(guò)載能力，故不再改動(dòng)。3

28、.10 驗(yàn)算起動(dòng)不打滑條件由于起重機(jī)系室內(nèi)使用的，故坡度及風(fēng)阻力矩均不計(jì)，故在無(wú)載起動(dòng)時(shí)，主動(dòng)車輪上與軌道接觸處的圓周切向力：= =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(dòng)時(shí)不會(huì)打滑，因此所選電動(dòng)機(jī)合適。3.11 選擇制動(dòng)器查得小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的制動(dòng)時(shí)間，取=4sec，因此所需的制動(dòng)力矩： 由表選用制動(dòng)器，額定制動(dòng)力矩=4kgf.m，考慮到所取制動(dòng)時(shí)間=4s與起動(dòng)實(shí)際=4.42s比較接近，并驗(yàn)算了起動(dòng)不打滑條件，故略去制動(dòng)不打滑條件的驗(yàn)算。3.12 選擇聯(lián)軸器3.12.1機(jī)構(gòu)高速軸上全齒聯(lián)軸器的計(jì)算扭矩: 式中： =2等效系數(shù)，由表查得； =1.4安

29、全系數(shù)，由表查得；相應(yīng)于機(jī)構(gòu)值的電動(dòng)機(jī)額定力矩?fù)Q算到高速軸上的力矩=5.36kgf由表查電動(dòng)機(jī)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(gè)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(dòng)輪，根據(jù)制動(dòng)器YWZ-200/100由表選用制動(dòng)輪200-Z48，飛輪矩，重量。以上兩部分飛輪矩之和與原估計(jì)相符，故有關(guān)計(jì)算不需要重新計(jì)算。3.12.2低速軸的計(jì)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(dòng)車輪的伸出軸端為圓柱形d=65mm，故從附表中選四個(gè)半齒聯(lián)軸器:聯(lián)軸器。3.

30、13 驗(yàn)算低速浮動(dòng)軸強(qiáng)度3.13.1疲勞計(jì)算低速浮動(dòng)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(dòng)軸端直徑d=65mm，其扭轉(zhuǎn)應(yīng)力浮動(dòng)軸的載荷變化為對(duì)稱循環(huán)(因運(yùn)行機(jī)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(jì)算，取K=2.5。 安全系數(shù)，由表查得。因此故疲勞驗(yàn)算通過(guò)。3.13.3靜強(qiáng)度計(jì)算靜強(qiáng)度計(jì)算扭矩： 式中： 動(dòng)力系數(shù),查表得；扭轉(zhuǎn)應(yīng)力： 許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力因此， 靜強(qiáng)度驗(yàn)算通過(guò)。第4章 小車安全裝置計(jì)算4.1 小車緩沖器小車質(zhì)量和運(yùn)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

31、程式中 ：小車碰撞速度，有限位開(kāi)關(guān)，故取=；：容許的最大減速度，為4m/s。 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(qiáng)度的橡膠，彈性模數(shù)； n:緩沖器個(gè)數(shù)，取n=2 選用圓形斷面，則其直徑D為 ，考有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，取D=100mm橡膠緩沖器的長(zhǎng)度L ，取L=110mm4.1.5 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(shí)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(jī)設(shè)計(jì)是我大學(xué)里專業(yè)學(xué)習(xí)收獲最多的一次。在設(shè)計(jì)中我系統(tǒng)得復(fù)習(xí)了許多以前的知識(shí)。對(duì)我知識(shí)體系的鞏固和升華

32、有很大的作用。在這里，我將自己的一些設(shè)計(jì)心得寫出來(lái)與大家分享。1）現(xiàn)在的機(jī)械設(shè)計(jì)可以說(shuō)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)化成為一種必然。社會(huì)的飛速進(jìn)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(shì)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(gè)最底的要求，是社會(huì)技術(shù)成熟的結(jié)果，它并不代表行業(yè)最先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)計(jì)方法。所以我們要在滿足標(biāo)準(zhǔn)化的同時(shí)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新。才能不斷地進(jìn)步。只有這樣，設(shè)計(jì)才不會(huì)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(guó)內(nèi)的技術(shù)創(chuàng)新主要集中在零件上，這些年來(lái)

33、，許多企業(yè)也加大了對(duì)控制方面的重視。但是我認(rèn)為機(jī)器整體的機(jī)型變化也很重要。現(xiàn)在的起重機(jī)械，尤其是港口機(jī)械的機(jī)型雖然是許多輩前人的辛苦努力的結(jié)果，但是這并不意味著這些機(jī)型就是完美的，其實(shí)我們也可以進(jìn)行改進(jìn)。比如利渤海爾的新型的港口移動(dòng)式起重機(jī)，這種機(jī)型是一種多功能的機(jī)型，具有以往許多機(jī)型的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也舍棄了其不合理的地方。這一點(diǎn)詳見(jiàn)我的英語(yǔ)翻譯。3）專業(yè)其實(shí)是觸類旁通的，現(xiàn)代流行的許多設(shè)計(jì)理念比如有限元法，反求工程，工程數(shù)據(jù)庫(kù)，可靠性設(shè)計(jì)，疲勞設(shè)計(jì)，健壯設(shè)計(jì)等其實(shí)都不是搞機(jī)械設(shè)計(jì)的學(xué)者相出來(lái)的。國(guó)家863計(jì)劃中有一個(gè)CIM（計(jì)算機(jī)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

34、航天大學(xué)，南京航空航天大學(xué)的一些做機(jī)械加工工藝的老師共同完成的。現(xiàn)在的許多設(shè)計(jì)理念其實(shí)都是這個(gè)項(xiàng)目的派生物，現(xiàn)在這個(gè)項(xiàng)目完成的最好，同時(shí)也衍化出許多設(shè)計(jì)理念，比如模塊化設(shè)計(jì)，并行工程，全壽命周期設(shè)計(jì)，仿真與虛擬設(shè)計(jì)，動(dòng)態(tài)分析等。所以我們不能固步自封地只想著起重機(jī)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(méi)有意識(shí)到這一點(diǎn)，我們就不能取得很大的突破。4）學(xué)習(xí)是一個(gè)不斷的過(guò)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(jì)，模塊化設(shè)計(jì)，可持續(xù)發(fā)展設(shè)計(jì)等時(shí)，我對(duì)這些概念很不以為然，認(rèn)為搞這些研究的人都是在浪費(fèi)國(guó)家的錢，當(dāng)時(shí)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

35、理應(yīng)該研究的對(duì)象?，F(xiàn)在回想起來(lái)，自己當(dāng)初就是太狹隘了，在現(xiàn)在的社會(huì)化大生產(chǎn)中，以人為本的設(shè)計(jì)思想，高效，準(zhǔn)確，服務(wù)已經(jīng)成為企業(yè)每個(gè)人的核心思想，作為一個(gè)設(shè)計(jì)人員，更應(yīng)該充分地掌握這些服務(wù)理念，其實(shí)也是一種設(shè)計(jì)理念。5）CAD技術(shù)的應(yīng)用是一種必然。現(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(gè)設(shè)計(jì)人員各自為政，資源不能共享，其實(shí)一些通用的設(shè)計(jì)是可以做到這一點(diǎn)的，比如起重機(jī)設(shè)計(jì)中的各種標(biāo)準(zhǔn)件的塊，如果每一個(gè)人建立一個(gè)只屬于自己的塊集，浪費(fèi)大量的時(shí)間，我們其實(shí)可以共享一個(gè)塊集的，這也說(shuō)明我們的企業(yè)還沒(méi)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(jì)中，我采取AUT

36、OCAD繪制了所有的圖形，在繪圖中學(xué)到了許多以前沒(méi)有見(jiàn)到過(guò)的新的方法?，F(xiàn)在與大家共享。（1）作圖時(shí)，按1：1畫即可，然后按計(jì)劃的比例縮放到圖框里即可。（2）在執(zhí)行保存圖形命令時(shí)，在彈出的“圖形另存為”對(duì)話框中，選擇對(duì)話框右方的“工具”下拉菜單中的“安全選項(xiàng)”可以實(shí)現(xiàn)加密。（3）用戶可以通過(guò)定義快捷命令或者常用命令來(lái)指定快捷鍵。快捷命令可以用一個(gè)或幾個(gè)簡(jiǎn)單的字母來(lái)代替常用命令。原命令，*新命令。（4）可以設(shè)置自動(dòng)保存的時(shí)間在“工具”-“選項(xiàng)”中。（5）“？”在許多場(chǎng)合是很有幫助的。（6）“查詢”功能的使用。（7）打開(kāi)一個(gè)與所用圖層結(jié)構(gòu)不一致的圖形時(shí)，可以使用圖層轉(zhuǎn)換器來(lái)實(shí)現(xiàn)。（8）注意保存日志文件。便于檢查。在本次設(shè)計(jì)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）參考文獻(xiàn)1張質(zhì)文，包起帆等.起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè).中國(guó)鐵道出版社.2001.北京.2倪慶興，王殿臣.起重輸送機(jī)械圖冊(cè)（上冊(cè)）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991.3周明衡. 減速器選用手冊(cè). 北京. 化學(xué)工業(yè)出版社. 20024AUTOC