T橋式起重機(jī)小車機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、2017屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 分類號(hào)：TH215 題 目： 20T橋式起重機(jī)小車機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 作 者 姓 名： 阮吳祥 學(xué) 號(hào)： 2013080832 學(xué) 院： 機(jī)械與電子工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師姓名： 楊權(quán) 王松 指導(dǎo)教師職稱： 助教 工程師 2017年5月摘 要 橋式起重機(jī)主要應(yīng)用于大型加工企業(yè)，完成生產(chǎn)過程中的起重和吊裝工作。其中用于生產(chǎn)車間的橋式起重機(jī)，作業(yè)范圍能掃過整個(gè)廠房的建筑面積，具有非常重要的和不可替代的作用。本論文是對(duì)20T橋式起重機(jī)的小車進(jìn)行總體設(shè)計(jì)。本文首先對(duì)橋式起重機(jī)用途，工作特點(diǎn)，發(fā)展概況進(jìn)行了介紹；然后設(shè)計(jì)了起重機(jī)的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，最后設(shè)計(jì)并校核了起升

2、機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和許用應(yīng)力，最優(yōu)選擇了電機(jī)，減速器，制動(dòng)器和聯(lián)軸器，驗(yàn)算了起升機(jī)構(gòu)的起升時(shí)間。并通過AutoCAD進(jìn)行小車各部分設(shè)計(jì)圖的繪制得出合理的設(shè)計(jì)方案。關(guān)鍵詞： 橋式起重機(jī)；起升機(jī)構(gòu)；小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)； 校核ABSTRACTBridge crane is mainly used in large-scale processing enterprises to complete the lifting and lifting work in the production process. Among them, the bridge crane used in the production wor

3、kshop can sweep the floor area of the whole workshop, and has a very important and irreplaceable role.This paper is the overall design of 20T bridge crane trolley. Firstly, the bridge crane uses, work characteristics, development situation are introduced; then the design of the running mechanism of

4、crane structure, finally the design and check of hoisting mechanism and allowable stress, the optimal choice of the motor, reducer, brake and clutch, checking the lifting mechanism of the lifting time. And through the AutoCAD design of the car parts drawing a reasonable design.Keywords:Bridge Crane;

5、 Lifting Mechanism; the Car Run Institutions; Check目 錄緒論11 橋式起重機(jī)的用途12 橋式起重機(jī)的分類及工作特點(diǎn)13 橋式起重機(jī)及發(fā)展概述2第1章 小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)51.1 小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)說明51.2 小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)簡述51.3 小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算說明書6第3章 起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)172.1 確定起升機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案，選擇滑輪組和吊鉤組172.2 吊鉤組的選擇計(jì)算172.3 選擇鋼絲繩182.4 確定滑輪主要尺寸192.5 確定卷筒尺寸，并驗(yàn)算強(qiáng)度192.6 電動(dòng)機(jī)的選擇232.7 減速器的選擇242.8 校驗(yàn)電機(jī)的過載和發(fā)熱252.9 制動(dòng)

6、器的選擇262.10 聯(lián)軸器的選擇272.11 起動(dòng)時(shí)間的驗(yàn)算28結(jié) 論30參考文獻(xiàn)31致 謝32緒論1 橋式起重機(jī)的用途 橋式起重機(jī)是橫架在高架軌道上平面運(yùn)行的一種橋架式起重機(jī)，又稱天車。橋式起重機(jī)的的橋架沿著鋪設(shè)在兩側(cè)高架上的軌道縱向往復(fù)運(yùn)行，起重小車沿鋪設(shè)在橋架上的軌道橫向往復(fù)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)成一個(gè)三維空間立方體形的工作范圍，這樣就可以充分利用橋架下面的立體空間吊運(yùn)物料，不受地面設(shè)備的阻礙。橋式起重機(jī)廣泛地應(yīng)用在室外倉庫,廠房,碼頭,露天儲(chǔ)料場等處。 橋式起重機(jī)是起重機(jī)的一種，主要依靠在水平面內(nèi)的兩個(gè)相互垂直方向移動(dòng)的運(yùn)行機(jī)構(gòu)和起升機(jī)構(gòu)，可

7、作業(yè)于矩形場地及其上空，是工礦企業(yè)廣泛使用的一種運(yùn)輸機(jī)械。它具有工作可靠性高、制造工藝相對(duì)簡單、承載能力大的優(yōu)點(diǎn)。橋式起重機(jī)一般有大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的起升機(jī)構(gòu)、橋架和小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的司機(jī)室、電氣設(shè)備、起重小車等機(jī)構(gòu)組成，外形像一個(gè)兩端支撐在平行的兩條架空軌道上平移運(yùn)行的單跨平板橋。起重小車用來帶著載荷作橫向移動(dòng)，起升機(jī)構(gòu)用來垂直升降物品，以達(dá)到在跨度內(nèi)和規(guī)定高度內(nèi)組成三維空間里做裝卸和搬運(yùn)貨物用。 橋式起重機(jī)是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和起重運(yùn)輸中實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程、自動(dòng)化、機(jī)械化的重要工具和設(shè)備。 所以橋式起重機(jī)在室內(nèi)外工礦企業(yè)、鐵路交通、鋼鐵化工、港口碼頭以及物流周轉(zhuǎn)等部門和場所均得到廣泛的運(yùn)用1。2橋式起重機(jī)的分類

8、及工作特點(diǎn) 隨著工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展，橋式起重機(jī)的種類越來越多，根據(jù)用途不同，可分為通用橋式起重機(jī)、冶金專用橋式水電站用橋式起重機(jī)、大起升高度橋式起重機(jī)根據(jù)使用吊具不同，可分為吊鉤式，抓斗式起重機(jī)和電磁吸盤式起重機(jī)等。根據(jù)起重機(jī)所具有的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，可以把起重機(jī)械分為單動(dòng)作和復(fù)雜動(dòng)作的起重機(jī)械兩大類。各類橋式起重機(jī)的分類如圖1橋式起重機(jī)按用途和構(gòu)造特征分類1。圖1橋式起重機(jī)按用途和構(gòu)造特征分類普通橋式起重機(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。起重小車又由小車架、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)和起升機(jī)構(gòu)三部分組成。起升機(jī)構(gòu)包括電動(dòng)機(jī)、減速器、制動(dòng)器、卷筒和滑輪組。電動(dòng)機(jī)通過減速器，帶動(dòng)卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)，使鋼絲繩繞上

9、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)；另一類為集中驅(qū)動(dòng)，即用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)長傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)兩邊的主動(dòng)車輪。中、小型橋式起重機(jī)較多采用減速器、制動(dòng)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)為便于調(diào)整和安裝，驅(qū)動(dòng)裝置常采用萬向聯(lián)軸器。 3 橋式起重機(jī)及發(fā)展概述（1） 國內(nèi)橋式起重機(jī)的發(fā)展 目 前 ， 國 內(nèi) 專 業(yè) 生 產(chǎn) 大 型 起 重 機(jī) 的 廠 家 很 多 。 其 中 以 三 一 重 工 、 中 聯(lián) 重 科 、 撫 挖

10、等 公 司 產(chǎn) 品 系 列 較 全 市 場 占 有 率 較 高 。 三 一 科 技 自 2 0 0 4 年 初 進(jìn) 入 履 帶 式 起 重 機(jī) 的 研 發(fā) 和 生 產(chǎn) 領(lǐng) 域 至 今 ， 己 成 功 開 發(fā) 出 5 0 t - 9 0 0 t 共 1 0 個(gè) 型 號(hào) 的 全 系 列 產(chǎn) 品 并 全 部 實(shí) 現(xiàn) 銷 售 。 其 9 0 0 t 履 帶 起 重 機(jī) 的 順 利 下 線 ， 標(biāo) 志 著 我 國 大 型 、 超 大 型 履 帶 起 重 機(jī) 自 主 研 發(fā) 領(lǐng) 域 已 走 在 亞 洲 前 列 ， 成 為 日 前 亞 洲 最 大 噸 位 的 履 帶 式 起 重 機(jī) 。 據(jù) 悉 ， 日 前

11、三 一 科 技 已 具 備 3 2 0 0 t 以 下 履 帶 式 起 重 機(jī) 的 開 發(fā) 能 力 2 。 中 聯(lián) 重 科 在 2 0 0 7 年 1 2 月 宣 布 實(shí) 行 品 牌 統(tǒng) 一 戰(zhàn) 略 后 現(xiàn) 已 成 功 開 發(fā) 了 5 0 t - 6 0 0 t 履 帶 式 起 重 機(jī) 產(chǎn) 品 系 列 。 作 為 中 國 起 重 機(jī) 行 業(yè) 的 領(lǐng) 跑 者 ， 徐 州 重 型 機(jī) 械 有 限 公 司 現(xiàn) 在 己 經(jīng) 形 成 了 以 汽 車 起 重 機(jī) 為 主 導(dǎo) ， 履 帶 式 重 機(jī) 和 全 路 面 起 重 機(jī) 為 側(cè) 翼 強(qiáng) 勢 推 進(jìn) 的 龐 大 型 譜 群 。 國 內(nèi) 最 具 歷 史

12、的 履 帶 式 起 重 機(jī) 生 產(chǎn) 企 業(yè) 撫 挖 現(xiàn) 已 擁 有 3 5 t - 3 5 0 t 的 履 帶 式 起 重 機(jī) 產(chǎn) 品 系 列 。 Q U Y 3 5 0 是 撫 挖 2 0 0 7 年 推 出 的 國 產(chǎn) 首 臺(tái) 3 5 0 t 履 帶 式 起 重 機(jī) ， 填 補(bǔ) 了 國 內(nèi) 3 5 0 t 履 帶 式 起 重 機(jī) 的 產(chǎn) 品 型 譜 空 白 。 （2） 國外橋式起重機(jī)的發(fā)展 目前，國外專業(yè)生產(chǎn)大型起重機(jī)廠家很多。其中利勃海爾、特雷克斯德馬格、馬尼托瓦克與神鋼等公司家產(chǎn)品系列較全，市場占有率較高。利勃海爾公司的產(chǎn)品技術(shù)先進(jìn)、工作可靠，其生產(chǎn)的LR系列履帶起重機(jī)最大起重量己達(dá)1

13、200t。其析架臂履帶式起重機(jī)系列在07年又喜添新品LR 1600/2，使其產(chǎn)品型譜更加完善。德馬格公司主要生產(chǎn)起重量從50t-1600t的cc系列履帶起重機(jī)。最近推出了世界最大的履帶式起重機(jī) CC8800-1雙臂新增功能套件使其起重能力達(dá)到3200t，馬尼托瓦克公司團(tuán)推出了新研發(fā)的31000型履帶式起重機(jī)。其獨(dú)特的創(chuàng)新是可變位配重。與使用普通的吊運(yùn)能力增強(qiáng)附件相比，可大量減少所需的地面準(zhǔn)備工作。此外，配備可變位配重的起重機(jī)能夠起吊和運(yùn)送所有等級(jí)的額定負(fù)荷，可以很方便地在工地上移動(dòng)。神鋼公司開發(fā)的履帶起重機(jī)產(chǎn)品系列化程度高、性價(jià)比高，深受發(fā)展中國家的歡迎，在全球范圍內(nèi)占有一定比例。近兩年神鋼在

14、中國市場中噸位履帶起重機(jī)的銷售業(yè)績較好日本產(chǎn)品的技術(shù)性能與德國產(chǎn)品還是有相當(dāng)差距，但其進(jìn)步較快，價(jià)格比德國產(chǎn)品更有競爭力，所以它們較適合我國一般履帶起重機(jī)用戶2。（3） 橋式起重機(jī)的發(fā)展趨勢1）設(shè)計(jì)、制作的計(jì)算機(jī)化、自動(dòng)化近年來，隨著電子計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，許多國內(nèi)外起重機(jī)制造商從應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)(CAD)逐漸使得產(chǎn)品更加輕型化和多樣化。 2）起重機(jī)控制元件的革新與應(yīng)用起重機(jī)的定位精度是對(duì)起重機(jī)的重要要求，多數(shù)采用轉(zhuǎn)角碼盤、齒輪鏈、激光頭與鑰板孔帶來保證，定位精度通常為3mm，高于1mm的精度需外加定位系統(tǒng)。在起重機(jī)起升速度、制動(dòng)器方面的改進(jìn)，則使用低速運(yùn)行的起重機(jī)吊鉤精確定位，起重機(jī)的剎

15、車系統(tǒng)也應(yīng)用微處理進(jìn)行控制和監(jiān)視工作。3）新材料、新工藝的應(yīng)用 由于鋼鐵工業(yè)新技術(shù)的應(yīng)用，鋼材質(zhì)量得以提高，在設(shè)計(jì)起重機(jī)主梁強(qiáng)度時(shí)，可使用較高的許用力而不需要很高的安全系數(shù)，以便減少起重機(jī)材料用量(這并不意味著不安全)，從而降低設(shè)備的重量和價(jià)格，因起重機(jī)重量的減小，可用功率較小的驅(qū)動(dòng)裝置啟動(dòng)，因此而減少電力，節(jié)省開支。 1.小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)1.1 小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)說明（1） 橋式起重機(jī)小車的組成及特點(diǎn)橋式起重機(jī)小車主要由起升機(jī)構(gòu)、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)和小車架三部分組成，另外，還有一些安全防護(hù)裝置。橋式起重機(jī)的小車主要具有下列特征：1)起升和運(yùn)行機(jī)構(gòu)由獨(dú)立的部件構(gòu)成。2)起重小車由起升機(jī)構(gòu)，小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)

16、和小車架以及安全防護(hù)裝置組成。3)所有機(jī)構(gòu)中均采用滾動(dòng)軸承。卷筒和車輪安裝在轉(zhuǎn)軸上合轉(zhuǎn)動(dòng)的心軸上。通常，從動(dòng)車輪安裝在帶有兩個(gè)角形軸承箱的轉(zhuǎn)動(dòng)心軸上。而主動(dòng)車輪安裝在帶有兩個(gè)角形軸承箱的獨(dú)立軸上，它與減速器的輸出軸端用聯(lián)軸器相連接。4)用制動(dòng)性能良好的電動(dòng)液壓推桿和電磁液壓推桿式制動(dòng)器來取代過去的幾種制動(dòng)方式，如反接制動(dòng)等。5)起升機(jī)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用減速器式傳動(dòng)裝置，僅在起重量較大，傳動(dòng)比高時(shí)，低速級(jí)才采用一級(jí)開式齒輪，而高速級(jí)仍采用減速器傳動(dòng)。在設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)和小車架的時(shí)候，遵循標(biāo)準(zhǔn)化，通用化和系列化的原則3。（2） 小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用全部為閉式齒輪傳動(dòng)，小車的四個(gè)車輪固定在小車架的四周，車

17、輪采用帶有角形軸承箱的成組部件，電動(dòng)機(jī)裝在小車架的臺(tái)面上，由于電動(dòng)機(jī)軸和車輪軸不在同一個(gè)平面上，所以運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用立式三級(jí)圓柱齒輪減速器，在減速器的輸入軸與電動(dòng)機(jī)軸之間以及減速器的兩個(gè)輸出軸端與車輪軸之間均采用帶浮動(dòng)軸的半齒聯(lián)軸器的連接方式。1.2 小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)簡述 表1.小車相關(guān)參數(shù) 名稱 數(shù)據(jù)最大起升重量 20t梁跨度 31500mm起升速度 18 28m/min起升高度 14m起重機(jī)運(yùn)行速度 80 95m/min起升機(jī)構(gòu)運(yùn)行速度 40 45m/min估計(jì)小車重量 Gxc=70KN；JC=25%;CZ=600;G=0.81.3 小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算( 1 ) 確定傳動(dòng)方案經(jīng)比較后,確定采

18、用如圖1.1所示的傳動(dòng)方案。圖1.1 小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)簡圖小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)為兩輪驅(qū)動(dòng)，三級(jí)圓柱齒輪減速器( 2 ) 選擇車輪及軌道并驗(yàn)算其強(qiáng)度1)選擇車輪及軌道并驗(yàn)算其強(qiáng)度車輪的最大輪壓：小車自重估計(jì)取為=70KN假定輪壓均布，有=67.5KN （1.1）車輪最小輪壓：=1/4 =17.5 KN （1.2） 線載荷率： =2.86>1.6 （1.3）由表選擇車輪：當(dāng)運(yùn)行速度<60m/min， 工作級(jí)別M6時(shí)，車輪直徑D=400，軌道為38kgf/m 輕軌的許用輪壓為11.4t4，故可用。2)強(qiáng)度驗(yàn)算：按車輪與軌道為線接觸及點(diǎn)接觸兩種情況驗(yàn)算車輪接觸強(qiáng)度車輪踏面疲勞計(jì)算載荷： PC=（2

19、Pmax+ ）/3 ( 1.4 )=（2×67.5+17.5）/3 =50.83KN 車輪材料為ZG340-640，=340Mpa，=640Mpaa.線接觸局部擠壓強(qiáng)度： PC1= K1* L* C1*C2 （1.5）=6.0×400×43.9×1.01×0.9=95.7KN 式中, K1許用線接觸應(yīng)力常數(shù)（N/mm2），由表查得K1=6.0 L車輪與軌道有效接觸長度，對(duì)于P18， L=b=43.9mm C1轉(zhuǎn)速系數(shù)，由表查的車輪轉(zhuǎn)速 NT=35.83r/min時(shí),C1=1.01 C2 工作級(jí)別，由表，當(dāng)為M6時(shí)，C2 =0.9 PC1 >

20、; PC，故通過。b.點(diǎn)接觸局部擠壓強(qiáng)度： PC2= K2·R2·C1·C2 /m3 （1.6）=0.132×3002×1.08×0.9÷0.4433=132.82KN 式中，K2許用點(diǎn)接觸應(yīng)力常數(shù)（N/ mm2），由表查得K2=0.132R曲率半徑，車輪與軌道曲率半徑中的大值。車輪R1=D/2=400/2=200mm，軌道R2=300mm，故取R=300mm m由R1/ R2比值所確定的系數(shù)，R1/ R2 = 200/300=0.67，由表查得m=0.443 PC2> PC ，故通過。( 3 )運(yùn)行阻力的計(jì)算1)摩擦

21、阻力Fm：小車滿載運(yùn)行時(shí)的最大摩擦阻力： （1.7） =（20000+7000）×9.8× =4895.1N 式中: Q起升載荷（N）； G起重機(jī)或者運(yùn)行小車的自重載荷（N）；f滾動(dòng)摩擦系數(shù)（mm），由表查得f=0.6mm；車輪軸承摩擦系數(shù)，由表查得 =0.02； d與軸承相配合處車輪軸的直徑，d=125mm； D車輪踏面直徑，D=400mm；附加摩擦阻力系數(shù)，由表查得 =2； 摩擦阻力系數(shù)，初步計(jì)算時(shí)可按表查得 =0.01。2)坡道阻力： =（Q+G）sin =（Q+G） （1.8） =（20000+7000）×9.8×0.001=264.60N式中：

22、-為坡度角，當(dāng)其很小時(shí)計(jì)算中可用軌道坡度i代替i-值與起重機(jī)類型有關(guān)，橋式起重機(jī)為0.0013)風(fēng)阻力：室內(nèi)不考慮故起重機(jī)運(yùn)行阻力： =Fm+ +=4895.10+264.6=5159.7N （1.9）( 4 ) 電動(dòng)機(jī)的選擇 1)電動(dòng)機(jī)的靜功率：= （1.10） = =4.29kw 式中:機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率，取0.9 滿載運(yùn)行時(shí)的靜阻力；m驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù)m=1；2) 電動(dòng)機(jī)初選 對(duì)于橋式起重機(jī)的小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)可按下式初選電動(dòng)機(jī)：P=· =1.15×4.29=4.94kw （1.11）式中，電動(dòng)機(jī)功率增大系數(shù)，=1.15。由表選用電動(dòng)機(jī)YZR-160M1-6，額定功率5.5kw，額

23、定轉(zhuǎn)速930r/min，電動(dòng)機(jī)質(zhì)量153.5kg3) 電動(dòng)機(jī)過載能力校驗(yàn)運(yùn)行機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)過載能力按下式進(jìn)行校驗(yàn) =Pd （kw） （1.12） 式中 : 在基準(zhǔn)接電持續(xù)率時(shí)的電動(dòng)機(jī)額定功率（kw）；m電動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù)，暫取一臺(tái)；電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的標(biāo)么值，取1.7；運(yùn)行阻力(N),按式計(jì)算=5159.7N v-運(yùn)行速度（m/s）v=0.75m/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)初選啟動(dòng)時(shí)間，小車=5s計(jì)算 Pd 故滿足電動(dòng)機(jī)過載能力。4) 驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)發(fā)熱條件PS （1.13） 式中：G-運(yùn)行機(jī)構(gòu)穩(wěn)態(tài)負(fù)載平均系數(shù)，查表取0.8 -風(fēng)阻力，室內(nèi)為零 =5159.7N v-運(yùn)行速度（m

24、/s）v=0.75m/s- -機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率，取值0.87則PS =3.9kw 計(jì)算 故滿足電動(dòng)機(jī)發(fā)熱要求( 5 ) 減速器的選擇車輪轉(zhuǎn)速： （1.14） 機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比： （1.15）根據(jù)減速器的傳動(dòng)比，計(jì)算出實(shí)際的運(yùn)行速度：查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊附表40選用ZSC-600-v-2減速器 1) 驗(yàn)算運(yùn)行速度和實(shí)際所需功率實(shí)際運(yùn)行速度： （1.16）誤差： （1.17） 所以合適。實(shí)際所需電動(dòng)機(jī)靜功率：。 （1.18）故所選電動(dòng)機(jī)和減速器均合適。2) 驗(yàn)算起動(dòng)時(shí)間a.起動(dòng)時(shí)間： tq= （1.19）式中 ：n1 -電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速（r/min） n1=930r/min； m-驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù) m=1；

25、Mq=1.5 Me=1.5MeJC25%時(shí)電動(dòng)機(jī)額定扭矩：Me =9550 b.滿載運(yùn)行時(shí)的靜阻力矩：Mj(Q=Q)= （1.20）式中：c.當(dāng)滿載時(shí)運(yùn)行阻力矩： （1.21）= =570.5 d.空載時(shí)的運(yùn)行阻力矩：Mj (Q=0)= （1.22）式中： e.當(dāng)無載時(shí)運(yùn)行阻力矩： = （1.23）=190.2f.初步估算高速軸上聯(lián)軸器的飛輪轉(zhuǎn)矩： （1.24）g.機(jī)構(gòu)總飛輪矩（高速軸）： =1.15（0.142+0.26）=0.486kgf·m （1.25）h.故滿載起動(dòng)時(shí)間：tq(Q=Q)= （1.26） =3.98si.空載起動(dòng)時(shí)間： tq(Q=0)= （1.27）由表查得，故

26、所選電動(dòng)機(jī)能滿足快速起動(dòng)的要求.3) 按起動(dòng)工況校核減速器功率起動(dòng)工況下校核減速器功率： Pj = （1.28）式中：m運(yùn)行機(jī)構(gòu)中同一傳動(dòng)減速器的個(gè)數(shù)，m=1 v-運(yùn)行速度（m/s） -運(yùn)行機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率，=0.87 Fj-運(yùn)行靜阻力（N），F(xiàn)j=5159.7N Fg -運(yùn)行啟動(dòng)時(shí)的慣性力（N） （1.29） l，考慮機(jī)構(gòu)中旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性力增大系數(shù)因此 N = （1.30）所選用減速器的N< , 故減速器合適。4)驗(yàn)算起動(dòng)不打滑條件由于起重機(jī)是在室內(nèi)使用，故坡度阻力及風(fēng)阻力均不予考慮。以下按二種工況進(jìn)行驗(yàn)算a.啟動(dòng)時(shí)按下式驗(yàn)算： （1.31） 故得：10130.734 9839.18b.

27、制動(dòng)時(shí)按下式驗(yàn)算： （1.32）故得：10127.187105.856式中：-粘著系數(shù)，室內(nèi)工作起重機(jī)取0.15； K-粘著安全系數(shù)，可取K=1.05-1.2； -軸承摩擦系數(shù)，查表取0.015； d-軸承內(nèi)徑（mm）d=125mm； D-車輪踏面直徑（mm），D=400mm； Rmax-驅(qū)動(dòng)輪最大輪壓（N），Rmax=67500N； Tmq-打滑一側(cè)電動(dòng)機(jī)的平均啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩（N·m）； 故Tmq =9550·=9550×56.47N·m k-及其他傳動(dòng)件飛輪矩影響的系數(shù)k=1.1-1.2； J1-電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（kg·） J1=0.12 J2

28、-電動(dòng)機(jī)軸上帶制動(dòng)聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（kg·）J2=0.41 a-起動(dòng)機(jī)平均加速度（m/）aq(Q=Q)= Tz-打滑一側(cè)的制動(dòng)器的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩（N·m），=29.63N·m； az-制動(dòng)平均減速度 （m/）a2=v/ tz=0.147故滿載起動(dòng)時(shí)不會(huì)打滑，因此所選電動(dòng)機(jī)合適。( 6 ) 制動(dòng)器的選擇滿載、順風(fēng)和下坡時(shí)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩: （1.33） =-28.56N·m式中Fp-坡道阻力， Fp=294N； -風(fēng)阻力，室內(nèi) =0N； Fm1-滿載運(yùn)行時(shí)最小摩擦阻力，F(xiàn)m1=2501.6N m1-制動(dòng)器個(gè)數(shù)， m1=m=1 tz-制動(dòng)時(shí)間，參考表查的2.5s；由表選用

29、，其制動(dòng)轉(zhuǎn)矩考慮到所取制動(dòng)時(shí)間與起動(dòng)時(shí)間很接近，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。( 7 ) 軸聯(lián)軸器的選擇1) 選擇高速軸聯(lián)軸器機(jī)構(gòu)高速軸上全齒聯(lián)軸器的計(jì)算扭矩： （1.34）式中 Tn電動(dòng)額定轉(zhuǎn)矩； n聯(lián)軸器的安全系數(shù)，運(yùn)行機(jī)構(gòu)n=1.35； 機(jī)構(gòu)剛性動(dòng)載系數(shù)，=1.22.0，取=1.8；由表查電動(dòng)機(jī)YZR-160M1-6兩端伸出軸各為圓柱d=48mm，=110mm。由表查ZSZ-600減速器高速軸端為圓柱形=35mm，=55mm。故表選鼓形齒式聯(lián)軸器，主動(dòng)端A型鍵槽=48mm，L=112mm；從動(dòng)端A型鍵槽=35mm，L=82mm5。標(biāo)記為：CL2聯(lián)軸器JB/ZQ421

30、8-86。其公稱轉(zhuǎn)矩=56.48N·m，飛輪矩=0.05kg·，質(zhì)量=12.5kg高速軸端制動(dòng)輪：根據(jù)制動(dòng)器已選定為，由表選制動(dòng)輪直徑=200mm，圓柱形軸孔d=38mm，L=80mm，標(biāo)記為：制動(dòng)輪200-Y38 JB/ZQ4389-866，其飛輪矩=，質(zhì)量=10kg以上聯(lián)軸器與制動(dòng)輪飛輪矩之和：+= , 原估計(jì)基本相符，故以上計(jì)算不需修改2) 低速軸聯(lián)軸器計(jì)算轉(zhuǎn)矩: （1.35）=3259.74N·m 由表查得ZSC-600減速器低速軸端為圓柱形d=80mm，L=115mm，取浮動(dòng)軸裝聯(lián)軸器軸徑d=80mm，L=115mm，由故表選用兩個(gè)CL鼓形齒式聯(lián)軸器。其

31、主動(dòng)端：Y型軸孔A型鍵槽，=80mm。從動(dòng)端：Y型軸孔，A型鍵槽，=75m，L=142mm6，標(biāo)記為: CL5聯(lián)軸器JB/ZQ 4218-86 由前已選定車輪直徑=400mm，由表參考車輪組，取車輪軸安裝聯(lián)軸器處直徑d=80mm，L=115mm，同樣選用兩個(gè)CL鼓形齒式聯(lián)軸器。其主動(dòng)軸端：Y型軸孔，A型鍵槽=75m，L=142mm，從動(dòng)端：Y型軸孔，A型鍵槽=80mm，L=132mm6標(biāo)記為： CL5聯(lián)軸器 JB/ZQ 4218-863) 驗(yàn)算低速浮動(dòng)軸強(qiáng)度a.疲勞計(jì)算低速浮動(dòng)軸的等效扭矩： （1.36）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=70mm.其扭轉(zhuǎn)應(yīng)力: （1.37）

32、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)轉(zhuǎn)矩值相同），材料仍選用45鋼，由起升機(jī)構(gòu)高速浮動(dòng)軸計(jì)算，得.許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力： （1.38）式中: 與起升機(jī)構(gòu)浮動(dòng)軸計(jì)算相同因?yàn)?故疲勞驗(yàn)算通過。b.靜強(qiáng)度計(jì)算運(yùn)行機(jī)構(gòu)工作最大載荷: （1.39）式中: 考慮彈性振動(dòng)的力矩增大系數(shù)，對(duì)突然起動(dòng)的機(jī)構(gòu)，=1.51.7，此處取=1.6； 剛性動(dòng)載系數(shù)，取=1.8。最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力: （1.40） 許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：因此 故靜強(qiáng)度驗(yàn)算通過 浮動(dòng)軸直徑：（510）=7580mm 取=80mm.1.4本章小結(jié)電機(jī)選用YZR-160M1-6，額定功率5.5kw，額定轉(zhuǎn)速930r/min，電動(dòng)機(jī)質(zhì)量153.5kg；減速器選用

33、ZSC-600-v-2減速器 ；制動(dòng)器選擇，其制動(dòng)轉(zhuǎn)矩；高速聯(lián)軸器選擇CL2聯(lián)軸器JB/ZQ4218-86；低速聯(lián)軸器CL5聯(lián)軸器 JB/ZQ 4218-86.2.起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 已知數(shù)據(jù)：起重重量主鉤 20t；起升高度H=14m；起升速度 20m/min；小車運(yùn)行速度V=45m/min ；工作類型均為中級(jí)，機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)持續(xù)率%=25。2.1 確定起升機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案 按照布置宜緊湊的原則，決定采用如下圖2.1的方案，選用了雙聯(lián)滑輪組。按Q=20t，查表取滑輪組倍率m=4，承載繩分支數(shù)：Z=2ih=8圖2.1 起升機(jī)構(gòu)簡圖2.2 吊鉤組的選擇計(jì)算( 1 ) 吊鉤形式選擇吊鉤采用倍率m=4的雙聯(lián)滑輪組,

34、故采用長形吊鉤組吊鉤用普通的短吊鉤( 2 ) 吊鉤主要尺寸的確定圖2.2 吊鉤主要尺寸圖D=160 h=180mm B=140mm 鉤身強(qiáng)度計(jì)算計(jì)算公式： N/ （2.1）式中：A斷面面積，A=15840斷面重心坐標(biāo)，=65mm斷面形狀系數(shù)，=0.096起升動(dòng)力系數(shù)，=1.56對(duì)于20鋼，查表得；取安全系數(shù)n=1.3，則許用應(yīng)力為： （2.2）2.3 選擇鋼絲繩鋼絲繩所受最大拉力：=26288.7N （2.3）滑輪效率，取=0.97m起升倍率，m=4n安全系數(shù)，取n=6 查表得,繁重工作車間及倉庫類型和工作級(jí)別M6，安全系數(shù)n=6 按下式計(jì)算鋼絲繩直徑 d=c=0.114 mm/N=19.44

35、mm （2.4）c: 選擇系數(shù)，單位mm/，用鋼絲繩=1700N/mm²，據(jù)M6及查表得c值為0.114。選不松散瓦林吞型鋼絲繩直徑d=20.0mm，查表選用纖維芯鋼絲繩6×19W+FC，鋼絲公稱抗拉強(qiáng)度1670 N/mm²，光面鋼絲，左右互捻，直徑d=20.0mm標(biāo)記如下：20NAT6×19S+FC1670ZS220147GB/T891819962.4 確定滑輪主要尺寸( 1 ) 滑輪的許用最小直徑：D=500mm （2.5）式中系數(shù)e=25由表查得。由表選用標(biāo)準(zhǔn)滑輪直徑D=630mm，圖號(hào)Q2-218.3H.由于選用短型吊鉤，所以不用平衡滑輪?；喌?/p>

36、繩槽部分尺寸可由表查得滑輪繩槽斷面尺寸R=11.0mm,H=35.0mm,B1=60mm,E1=44mm,C=1.5mm.?；嗇S徑計(jì)算：材料采用45鋼，sb=600MPa，t=0.75sb=450MPa。按剪切強(qiáng)度計(jì)算滑輪軸半徑：=10mm查表選擇滑輪尺寸，D5=70mm, 根據(jù)滑輪組的選擇，查表選用6216型軸承。其標(biāo)記為：滑輪A120.0×630-70 JB/T9005.3-19992.5 確定卷筒尺寸，并驗(yàn)算強(qiáng)度( 1 ) 卷筒直徑： D=20.0×=380mm （2.6）由表查得e=20但是根據(jù)起重量選擇：查表選擇齒輪聯(lián)接盤式卷筒組，選用Do=400mm，槽形 J

37、B/T9006.11999卷筒繩槽尺寸由表查得槽距，p=22mm，槽底半徑r=11.0mm( 2 ) 卷筒尺寸：L= （2.7）= =2455.1mm 取L=2500mm式中 Z0附加安全系數(shù)，取Z0=2； H最大起升高度，H=14m L1無繩槽卷筒端部尺寸，由結(jié)構(gòu)需要決定。 D0卷筒計(jì)算直徑D0 =400mm L2固定鋼繩所需長度，L23p 中間光滑部分長度，根據(jù)鋼絲繩允許偏角確定 m滑輪組倍率 m= ih=4( 3 ) 卷筒壁厚： =+（610）mm （2.8）=0.02×400+（610）=1418 mm取=18mm( 4 ) 卷筒壁壓應(yīng)力驗(yàn)算：= （2.9）= =66.46M

38、Pa 式中： Smax =26.28KN -卷筒壁厚（mm） t-繩槽節(jié)距（mm） 選用灰鑄鐵HT350，最小抗拉強(qiáng)度=340MPa許用壓應(yīng)力：=68MPa （2.10） 故抗壓強(qiáng)度足夠( 5 ) 卷筒拉應(yīng)力驗(yàn)算：由于卷筒長度L3D，尚應(yīng)校驗(yàn)由彎矩產(chǎn)生的拉應(yīng)力，卷筒彎矩圖示與圖2.3 圖2.3 卷筒彎矩圖卷筒最大彎矩發(fā)生在鋼絲繩位于卷筒中間時(shí)：= =31.25kn·m （2.11）卷筒斷面系數(shù)：=0.1=0.1×=20112024.96 （2.12） 式中：D-卷筒直徑，取D=400mm -卷筒內(nèi)徑，=D-2=400-2×18=364mm 于是 =11.43MPa

39、合成應(yīng)力： =+=11.43+=31.53MPa （2.13）式中許用拉應(yīng)力 =68MPa卷筒強(qiáng)度驗(yàn)算通過。( 6 ) 卷筒的抗壓穩(wěn)定性驗(yàn)算PPK/n （2.14）式中 n穩(wěn)定系數(shù)，n取1.4；P卷筒壁單位面積上所受到的壓力；其中P=2Smax/Dt=5.95MPa 對(duì)于鑄鐵卷筒，PK=2432.5 MPa則P=5.95PK/n=17.123.2故穩(wěn)定性滿足。故選定卷筒直徑=400mm，長度L=2500mm；卷筒槽形的槽底半徑=11.0mm，槽距p=22.0mm；起升高度=14m，倍率m=4卷筒標(biāo)記為：D400×2500-11×22-14×4JB/T9006.11

40、999( 7 ) 鋼絲繩在卷筒上的固定 固定方法選擇用壓板固定，由于鋼絲繩直徑d=20.0mm,從表選擇序號(hào)為7的壓板，壓板螺栓直徑為M24 1)繩尾固定處的拉力 為了減小鋼絲繩固定處的拉力，鋼絲繩在卷筒上應(yīng)有1.5-3圈的安全圈。利用鋼絲繩與卷筒之間的摩擦，減小繩尾固定處的拉力。根據(jù)歐拉公式，繩尾固定處拉力 SG=3558.52N （2.15）式中：Smax-鋼絲繩最大靜拉力（N）； -鋼絲繩與卷筒表面之間的摩擦系數(shù)，=0.12 0.16;-安全圈在卷筒上包角（通常取1.53圈）； e-自然對(duì)數(shù)的底數(shù)，e2.718.2) 螺栓預(yù)緊力P 壓板槽為半圓形， 考慮鋼絲繩與卷筒之間的摩擦力作用： P

41、= =5981.92N （2.16）3) 螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算壓板螺栓除受預(yù)緊力的拉伸作用外，還受墊圈與壓板之間的摩擦力P使螺栓彎曲引起的拉力，故螺栓的最大應(yīng)力為：= （2.17）則=式中：z-固定鋼絲繩的螺栓數(shù)量，取z=3; d1-螺栓螺紋內(nèi)徑18（mm）； -墊圈與鋼絲繩壓板之間的摩擦系數(shù)，取=0.16； t-P 的作用力臂，t=22.5mm;螺栓許用拉應(yīng)力，取=0.8S/1.5=0.8*225/1.5=120MPa, S為螺栓屈服強(qiáng)度為225MPa.由于,故滿足要求。( 8 ) 卷筒轉(zhuǎn)速的計(jì)算單層卷繞卷筒轉(zhuǎn)NT=60.7r/min （2.18）式中v起升速度（m/s）；V=0.33 m/s D0

42、卷筒卷繞直徑，D0=400mm2.6 電動(dòng)機(jī)的選擇( 1 ) 電動(dòng)機(jī)靜功率的計(jì)算 （2.19）式中：Q起升負(fù)荷，= 吊具自重 V起升速度；V=0.34 m/s機(jī)構(gòu)總效率，取=0.8( 2 ) 電動(dòng)機(jī)功率的選擇繞線型異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)平均功率： （2.20） 初選電動(dòng)機(jī)：選用YZR315S8，額定功率，n=724r/min; 過載系數(shù)：；根據(jù)JC=25%，CZ=150；查表得：允許輸出功率；轉(zhuǎn)動(dòng)慣量2.7 減速器的選擇( 1 ) 減速器傳動(dòng)比的確定 （2.21）查手冊選取實(shí)際傳動(dòng)比：上式中：電機(jī)額定轉(zhuǎn)速，=724 r/min 卷筒轉(zhuǎn)速=63.7r/min （2.22）a為滑輪倍率，a=4卷筒計(jì)算直徑

43、；=400mmV起升速度：V=20m/min( 2 ) 標(biāo)準(zhǔn)減速器的選擇按靜功率P選?。弘姍C(jī)輸入功率 ；輸入轉(zhuǎn)速：，因機(jī)構(gòu)工作級(jí)別為M6故：；根據(jù)和以上數(shù)據(jù)；查手冊，選取：減速器：QJR50012.5、III，C、W、JB/T8905.11999 其有關(guān)參數(shù)如下：高速軸許用功率； > ; 滿足要求。( 3 ) 減速器的驗(yàn)算 最大徑向力的驗(yàn)算 （2.23） 許用徑向力： < 滿足要求鋼絲繩最大靜拉力卷筒重力；起升載荷動(dòng)載系數(shù)，取=1.56減速器輸出軸端的最大允許徑向載荷，取=45600N最大扭矩驗(yàn)算： （2.24） = 8612.2 < =42500 驗(yàn)算通過式中：T鋼絲繩最大

44、靜拉力在卷筒上產(chǎn)生的力矩減速器輸出軸允許的短暫最大扭矩，查手冊：=42500 2.8 校驗(yàn)電機(jī)的過載和發(fā)熱( 1 ) 電機(jī)過載能力校驗(yàn) （2.25） > 54.4KW驗(yàn)算通過式中：電機(jī)額定功率； u電動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù)；u=1電動(dòng)機(jī)過載倍數(shù)；=3.3H電機(jī)有關(guān)系數(shù)；繞線型H=2.1V實(shí)際起升速度機(jī)構(gòu)的效率；取=0.8Q起升機(jī)構(gòu)的總載荷；Q=( 2 ) 電機(jī)發(fā)熱校核 （2.26） =68.385KW > =65.26KW 校核通過 式中：電機(jī)允許輸出功率，查表取 P=68.385KW 穩(wěn)態(tài)平均功率 （2.27） =65.26KW 2.9 制動(dòng)器的選擇制動(dòng)轉(zhuǎn)矩滿足下式要求： （2.28） =1.2054 根據(jù)=1.2054；查表得選取YW500/121型電力液壓塊式制動(dòng)器；額定制動(dòng)轉(zhuǎn)矩=11202240；制動(dòng)輪直徑：D=500mm; 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：式中：制動(dòng)器制動(dòng)轉(zhuǎn)矩 制動(dòng)安全系數(shù)；取=1.752.10 聯(lián)軸器的選擇( 1 ) 電機(jī)與浮動(dòng)軸連接處聯(lián)軸器 電機(jī)軸端尺寸：d=95mm(圓錐); L=170mm ; 浮動(dòng)軸尺寸 ：d=95mm選取聯(lián)軸器應(yīng)滿足下式要求： （2.29） =5328 式中：所傳遞扭矩計(jì)算值 聯(lián)軸器重要程度系數(shù)；=1.8角度偏差系數(shù)；=1傳動(dòng)軸最大扭矩；（0.70.8） =聯(lián)軸器許用扭矩根據(jù)以上要求，查手冊，選用LM12型梅花彈性聯(lián)軸器；其m ；轉(zhuǎn)動(dòng)