【終稿全套】QD10t-31.5m箱形雙梁橋式起重機(jī)起重小車設(shè)計(jì)【7張CAD圖紙+文檔】

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前言1.1國(guó)內(nèi)外起重機(jī)發(fā)展概況起重運(yùn)輸機(jī)械行業(yè)在我國(guó)從上世紀(jì)五六十年代開始建立并逐步發(fā)展壯大，該行業(yè)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”期間平均每年增長(zhǎng)超過30，2006年依然保持著持續(xù)增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，目前市場(chǎng)前景非常好。近年來，國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展能源（其中煤炭工業(yè)迅猛發(fā)展，起重運(yùn)輸機(jī)械制造業(yè)將提供所需的豎井提升設(shè)備、斜井防爆下運(yùn)帶式輸送機(jī)、防爆移置式帶式輸送機(jī)、裝車機(jī)、露天礦連續(xù)開采輸送設(shè)備、用于洗選設(shè)備的各種輸送設(shè)備等）、電力（各種電站專用橋式/門式起重機(jī)、料場(chǎng)用物料搬運(yùn)裝卸設(shè)備、輸煤給煤棧橋內(nèi)物料輸送設(shè)備、環(huán)保排灰輸送設(shè)備、水電站用閘門啟閉機(jī)械、升船機(jī)、核電站廢料處理專用起重機(jī)等將有較大需求）、石化（起重運(yùn)輸機(jī)械制造業(yè)將提供所需的自動(dòng)灌裝和包裝碼垛設(shè)備、倉儲(chǔ)專用設(shè)備、廠內(nèi)和車間內(nèi)物料搬運(yùn)裝卸設(shè)備等）、冶金（對(duì)各種冶金起重機(jī)、廠內(nèi)和車間內(nèi)物料搬運(yùn)裝卸設(shè)備、料場(chǎng)堆取料與混勻料設(shè)備等將有較大需求）、造船、交通等工業(yè)領(lǐng)域（需要大量的高效、節(jié)能、低污染、智能化、柔性化、成套化的物料搬運(yùn)裝卸設(shè)備）。十一五”期間，我國(guó)起重運(yùn)輸機(jī)械產(chǎn)品的工業(yè)總產(chǎn)值、銷售收入和利潤(rùn)總額的年平均增長(zhǎng)率將超過15。到2010年，該行業(yè)的工業(yè)總產(chǎn)值將達(dá)到2670億元，銷售收入將達(dá)到2560億元，利潤(rùn)總額將達(dá)到148億元；出口額約達(dá)65億元，平均年增長(zhǎng)11；而國(guó)內(nèi)市場(chǎng)增長(zhǎng)的速度會(huì)呈逐年小幅遞減趨勢(shì)，其主要原因是國(guó)內(nèi)市場(chǎng)開放程度大幅度提高、而行業(yè)又均56河北建筑工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算書指導(dǎo)教師：王占英 任玉燦 設(shè)計(jì)題目：QD10t-31.5m箱形雙梁橋式起重機(jī)起重小車設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)人：侯躍龍?jiān)O(shè)計(jì)項(xiàng)目計(jì)算與說明結(jié)果3.1選擇鋼絲繩3.2滑輪和卷筒的計(jì)算3.2.1確定滑輪主要尺寸3.2.2確定卷筒尺寸，并驗(yàn)算強(qiáng)度3.3計(jì)算靜功率3.4選擇電動(dòng)機(jī)3.5驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱條件3.6選擇減速器3.7校核減速器的輸出強(qiáng)度3.9選擇聯(lián)軸器3.10驗(yàn)算起動(dòng)時(shí)間3.11浮動(dòng)軸強(qiáng)度驗(yàn)算4.1確定機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案4.2選擇車輪與軌道并驗(yàn)算其強(qiáng)度4.3運(yùn)行阻力計(jì)算44選電動(dòng)機(jī)4.5驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)發(fā)熱條件4.6選擇減速器4.7驗(yàn)算運(yùn)行速度和實(shí)際所需功率4.8驗(yàn)算起動(dòng)時(shí)間4.9 驗(yàn)算啟動(dòng)不打滑條件4.10制動(dòng)器的選擇4.11選擇聯(lián)軸器4.12驗(yàn)算低速浮動(dòng)軸強(qiáng)度5.1滑輪的尺寸計(jì)算與選擇5.2吊鉤組的選擇5.3車輪軸的設(shè)計(jì)計(jì)算5.3.1強(qiáng)度計(jì)算5.3.2疲勞計(jì)算6.1梁6.1.1集中力的計(jì)算6.1.2支承反力和最大彎矩的計(jì)算6.1.3斷面特性及最大應(yīng)力的計(jì)算6.1.4梁與梁連接焊縫的計(jì)算6.2梁6.2.1支承反力和最大彎矩的計(jì)算6.1.2斷面特性及最大應(yīng)力的計(jì)算6.1.3梁與梁連接焊縫的計(jì)算6.3梁6.3.1支承反力和最大彎矩的計(jì)算6.3.2斷面特性及最大應(yīng)力的計(jì)算6.3.3梁與、梁連接焊縫的計(jì)算6.4梁6.4.1支承反力和最大彎矩的計(jì)算6.4.2斷面特性及最大應(yīng)力的計(jì)算6.4.3梁端部斷面圖如圖所示6.4.4梁端部斷面剪切應(yīng)力的計(jì)算6.4.5支承斷面翼緣焊縫應(yīng)力的計(jì)算6.5梁6.5.1支承反力和最大彎矩的計(jì)算6.5.2斷面特性及最大應(yīng)力的計(jì)算6.5.3梁端部斷面圖6.5.4梁端部斷面剪切應(yīng)力的計(jì)算6.5.5支承斷面翼緣焊縫應(yīng)力的計(jì)算受到發(fā)達(dá)國(guó)家技術(shù)壁壘等限制；另一方面我國(guó)市場(chǎng)對(duì)高質(zhì)量高水平的起重運(yùn)輸機(jī)械需求旺盛，而我國(guó)行業(yè)的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)能力有待提高。政府主管部門應(yīng)加強(qiáng)對(duì)起重運(yùn)輸機(jī)械行業(yè)的政策引導(dǎo)和管理，樹立規(guī)模生產(chǎn)方式。國(guó)家應(yīng)重點(diǎn)培育34個(gè)起重運(yùn)輸機(jī)械集團(tuán)和重點(diǎn)配套件的生產(chǎn)體系，加大技術(shù)改造的力度，提升裝備水平，保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，降低制造成本，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。培育自主創(chuàng)新能力，走引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)、消化吸收再創(chuàng)新、集成創(chuàng)新的道路。發(fā)展自主品牌的新產(chǎn)品，替代進(jìn)口產(chǎn)品，并出口國(guó)際市場(chǎng)，參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)。2010年力爭(zhēng)有2530的產(chǎn)品接近或達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。樹立品牌意識(shí)，推進(jìn)名牌戰(zhàn)略，努力創(chuàng)建中國(guó)名牌產(chǎn)品、行業(yè)名牌產(chǎn)品。充分認(rèn)識(shí)“科技是第一生產(chǎn)力”的觀點(diǎn)。建立各類行業(yè)培訓(xùn)中心，加強(qiáng)對(duì)重點(diǎn)骨干企業(yè)、起重機(jī)械制造基地的管理干部、科技人才和高級(jí)技工的培訓(xùn)。樹立知識(shí)產(chǎn)權(quán)意識(shí)，加大保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的力度，嚴(yán)厲打擊各種違法行為，有利于調(diào)動(dòng)廣大科技人員和企業(yè)創(chuàng)新的積極性。加強(qiáng)調(diào)整各級(jí)行業(yè)協(xié)會(huì)，選拔一批有科技、生產(chǎn)、企業(yè)管理經(jīng)驗(yàn)的專職人員充實(shí)到各級(jí)行業(yè)協(xié)會(huì)。行業(yè)協(xié)會(huì)要積極推行職業(yè)化、專業(yè)化、年輕化，配合國(guó)務(wù)院有關(guān)部門加強(qiáng)對(duì)行業(yè)的管理。在國(guó)外，尤其是美國(guó)、日本和西歐的一些發(fā)達(dá)國(guó)家，機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)優(yōu)化已有幾十年的歷史，門橋式起重機(jī)已完全采用了模塊化設(shè)計(jì)，它可以根據(jù)用戶對(duì)設(shè)備起重量、起升高度和軌道跨距等主參數(shù)的要求，并結(jié)合用戶現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際空間和工作環(huán)境特點(diǎn)，直接調(diào)用參數(shù)化3D模型進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)組裝，然后對(duì)起重機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析和優(yōu)化，直到滿足用戶的要求。而在國(guó)內(nèi)，由于主梁結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法很難分析主梁局部應(yīng)力和變形，使一些真正危險(xiǎn)點(diǎn)被忽 略，或?qū)σ恍┍疽驯容^安全的部位無畏地加大或加厚，造成材料的浪費(fèi)和生產(chǎn)成本的增加，不利于產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。因此，對(duì)門橋式起重機(jī)主梁結(jié)構(gòu)的有限元分析和優(yōu)化具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。另外，隨著社會(huì)的進(jìn)步，環(huán)保意識(shí)和勞動(dòng)保護(hù)意識(shí)的提高，冶金起重機(jī)設(shè)計(jì)過程中把人機(jī)工程及操作環(huán)境舒適要求提到了較高的要求，如：司機(jī)室加裝冷、暖空調(diào)、隔熱保護(hù)、地面無線遙控、車上有線和無線通訊、航空座椅、司機(jī)休息室，上、下吊車全部采用斜梯、電氣室加裝隔熱防護(hù)和冷風(fēng)機(jī)，較窄的人行通道采取防滑措施，經(jīng)常檢修部分加裝吊籠等都為操作維護(hù)人員提供了較好的工作環(huán)境和條件。特別是雙層壁、雙層玻璃的司機(jī)室與可躺式航空座椅、冷暖空調(diào)、有線、無線通訊配合使用。為改善司機(jī)的工作條件、提高工作效率、減少工作失誤起到了很好的作用。人機(jī)工程合理化正逐步成為現(xiàn)代冶金起重機(jī)發(fā)展的主要趨勢(shì)之一，越來越引起人們的重視。橋架、小車架整體加工的應(yīng)用。橋架、小車架包括一些大型結(jié)構(gòu)件整體加工是保證冶金起重機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量的一項(xiàng)重要措施和有效途徑。由于冶金起重機(jī)工作的特殊性，對(duì)質(zhì)量提出了較高的要求，小車架整體加工指焊在小車架上的電動(dòng)機(jī)底座，制動(dòng)器底座，減速器支承座，卷筒支承座，和小車車輪支承座等機(jī)座一次性地劃線加工而成，相互間的形位、尺寸公差由機(jī)床保證，因此裝配工作變得特別簡(jiǎn)單。只要把電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、減速器、卷筒、車輪就位即可，不像舊的辦法，它們間的形位、尺寸誤差靠塞墊片來調(diào)節(jié)。簡(jiǎn)而言之，這些部件間的形位公差由機(jī)床精度保證與裝配工人的技術(shù)等級(jí)無關(guān)，排除了人為因素，因而大大提高了裝配精度和使用性能，同時(shí)也大大縮短了用戶的維修時(shí)間。我們認(rèn)為未來中國(guó)起重機(jī)的幾個(gè)發(fā)展趨勢(shì)如下：1、重點(diǎn)產(chǎn)品大型化、高速化、耐久化和專用化2、系列產(chǎn)品模塊化、組合化、標(biāo)準(zhǔn)化和實(shí)用化3、通用產(chǎn)品小型化、輕型化、簡(jiǎn)易化和多樣化4、產(chǎn)品性能自動(dòng)化、智能化、集成化和高效化5、產(chǎn)品組合成套化、系統(tǒng)化、復(fù)合化和信息化6、產(chǎn)品設(shè)計(jì)微機(jī)化、精確化、快速化和全面化7、產(chǎn)品構(gòu)造新型化、美觀化、宜人化和綜合化8、產(chǎn)品制造柔性化、靈捷化、精益化和規(guī)?；?.2橋式起重機(jī)定義及特點(diǎn)取物裝置懸掛在可沿橋架運(yùn)行的起重小車或運(yùn)行式葫蘆上的起重機(jī)，稱為“橋架型起重機(jī)”；橋架兩端通過運(yùn)行裝置直接支撐在高架軌道上的橋架型起重機(jī)，稱為“橋式起重機(jī)”。橋式起重機(jī)一般由裝有大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的橋架、裝有起升機(jī)構(gòu)和小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的起重小車、電氣設(shè)備、司機(jī)室等幾個(gè)大部分組成。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。起升機(jī)構(gòu)用來垂直升降物品，起重小車用來帶著載荷作橫向運(yùn)動(dòng)；橋架和大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)用來將起重小車和物品作縱向移動(dòng)，以達(dá)到在跨度內(nèi)和規(guī)定高度內(nèi)組成三維空間里作搬運(yùn)和裝卸貨物用3。橋式起重機(jī)是使用最廣泛、擁有量最大的一種軌道運(yùn)行式起重機(jī)，其額定起重量從幾噸到幾百噸。最基本形式是通用吊鉤橋式起重機(jī)，其他形式的橋式起重機(jī)基本上都是在通用吊鉤橋式的基礎(chǔ)上派生發(fā)展出來的。1.3實(shí)習(xí)地點(diǎn)及實(shí)習(xí)內(nèi)容畢業(yè)實(shí)習(xí)是在張家口市神力起重設(shè)備有限公司對(duì)QD16t/20t雙梁橋式起重機(jī)小車進(jìn)行了參觀實(shí)習(xí)。第2章 總體設(shè)計(jì)2.1 概述總體設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)中極為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，它是對(duì)機(jī)器本身總的設(shè)想?？傮w設(shè)計(jì)的成敗關(guān)系到整部機(jī)器的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，直接決定了機(jī)械設(shè)計(jì)的成敗?？傮w設(shè)計(jì)指導(dǎo)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和零件設(shè)計(jì)的進(jìn)行至關(guān)重要。在接受設(shè)計(jì)任務(wù)后進(jìn)行細(xì)致的調(diào)查研究，收集國(guó)內(nèi)外同類機(jī)械的有關(guān)資料了解國(guó)內(nèi)外的使用、生產(chǎn)、設(shè)計(jì)和科研情況，并進(jìn)行分析比較，制定總體設(shè)計(jì)原則。設(shè)計(jì)原則應(yīng)當(dāng)保證所設(shè)計(jì)的機(jī)型符合有關(guān)的方針、政策。在滿足使用要求的前提下，力求結(jié)構(gòu)合理，經(jīng)濟(jì)性好，壽命長(zhǎng)，同時(shí)還應(yīng)考慮到綠色環(huán)保和操作的舒適安全?？傮w設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則：1.遵循“三化”原則：零件標(biāo)準(zhǔn)化，產(chǎn)品系列化，部件通用化。2.采用“四新”原則：新技術(shù)，新工藝，新結(jié)構(gòu)，新材料。3.滿足“三好”原則：好造，好用，好修。好造,即具有良好的工藝性，制造簡(jiǎn)單；好用，即具有良好的使用性能，表現(xiàn)為生產(chǎn)率高,操作輕便，機(jī)動(dòng)靈活，安全而且耐用可靠；好修，即一旦發(fā)生故障，易于拆卸，維修護(hù)理方便。4.對(duì)部件設(shè)計(jì)和零件設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)的原則。把各部件的設(shè)計(jì)制造特點(diǎn)作為部件和零件指導(dǎo)性文件，必須為零部件的設(shè)計(jì)人員創(chuàng)造方便條件，而零部件設(shè)計(jì)必須滿足總體設(shè)計(jì)提出的工作條件、尺寸、性能參數(shù)等方面的要求。制定設(shè)計(jì)總則以后，便可以編寫設(shè)計(jì)任務(wù)書。在調(diào)研的基礎(chǔ)上，運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，從優(yōu)選擇，確定總體參數(shù)，保證設(shè)計(jì)的成功。2.2 傳動(dòng)方案的確定箱式雙梁橋式起重機(jī)主要組成部分有小車（起升機(jī)構(gòu)，小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)和小車架），橋架（主梁，端梁，走臺(tái)和護(hù)欄等），大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)和司機(jī)室（操縱機(jī)構(gòu)和電器設(shè)備等）等部分組成。橋式起重機(jī)的運(yùn)動(dòng)，是由大車的縱向，小車的橫向及吊鉤的上下三種運(yùn)動(dòng)組成的。有時(shí)是單一的運(yùn)動(dòng)，有時(shí)是合成的動(dòng)作。他們都有各自的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來保證其運(yùn)動(dòng)形式的實(shí)現(xiàn)。2.2.1起升機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)原理起升機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)原理:起升機(jī)構(gòu)的動(dòng)力來源是由電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生，經(jīng)齒輪聯(lián)軸器，浮動(dòng)軸，制動(dòng)輪聯(lián)軸器，將動(dòng)力傳遞給減速器的高速軸端，經(jīng)減速器把電動(dòng)機(jī)的高轉(zhuǎn)數(shù)降低到所需的轉(zhuǎn)數(shù)之后，由減速器低速軸輸出經(jīng)卷筒上的齒輪聯(lián)軸器把動(dòng)力傳遞給卷筒組，再經(jīng)過鋼絲繩和滑輪組使吊鉤進(jìn)行升降，從而完成升降重物的目的。2.2.2起重小車運(yùn)行系統(tǒng)的傳動(dòng)原理起重小車運(yùn)行系統(tǒng)的傳動(dòng)原理動(dòng)力由電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生，經(jīng)制動(dòng)輪聯(lián)軸器，立式二級(jí)減速器的高速軸，并經(jīng)立式二級(jí)減速器把電動(dòng)機(jī)的高轉(zhuǎn)數(shù)降低到所需要的轉(zhuǎn)數(shù)之后，再由低速軸端輸出，經(jīng)半齒聯(lián)軸器傳到驅(qū)動(dòng)輪，再有驅(qū)動(dòng)輪的另一端經(jīng)半齒聯(lián)軸器通過浮動(dòng)軸，半齒聯(lián)軸器傳到另一驅(qū)動(dòng)輪。從而帶動(dòng)了小車驅(qū)動(dòng)輪的旋轉(zhuǎn)，完成小車的橫向運(yùn)送重物的目的。2.2.3大車運(yùn)行系統(tǒng)的傳動(dòng)原理動(dòng)力由電動(dòng)機(jī)發(fā)出，經(jīng)制動(dòng)輪聯(lián)軸器，補(bǔ)償軸和半齒聯(lián)軸器將動(dòng)力傳遞給減速器的高速軸端，并經(jīng)減速器把電動(dòng)機(jī)的高轉(zhuǎn)數(shù)降低到所需要的轉(zhuǎn)數(shù)之后，由低速軸傳出，又經(jīng)全齒聯(lián)軸器把動(dòng)力傳遞給大車的主動(dòng)車輪組，從而帶動(dòng)了大車主動(dòng)車輪的旋轉(zhuǎn)，完成橋架縱行吊運(yùn)重物的目的。大車兩端的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是一樣的。原有雙梁橋式專用起重機(jī)的大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)是由四個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的，電機(jī)較多，機(jī)構(gòu)比較繁雜，這給安裝和維修帶來了許多不便，同時(shí)也提高了生產(chǎn)成本，改進(jìn)后只在兩梁的兩側(cè)分別安裝一個(gè)電機(jī)，適當(dāng)提高電機(jī)功率，由兩對(duì)主、被動(dòng)車輪組成。在不影響行走性能的前提下，精簡(jiǎn)了機(jī)構(gòu)，減少了故障率，易于安裝維修，電機(jī)的減少有效地降低了成本。2.2.4設(shè)計(jì)小車的基本原則和要求箱形雙梁橋式起重機(jī)由兩根箱形主梁和兩根橫向端梁構(gòu)成的雙梁橋架，在橋架上運(yùn)行起重小車，可起吊和水平搬運(yùn)各類物件，其中主梁做橫向移動(dòng)，小車做縱向移動(dòng)從而使起重機(jī)的工作范圍擴(kuò)展到一個(gè)立方形空間。箱形雙梁橋式起重機(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。而起重小車主要由起升機(jī)構(gòu)、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)和小車架以及限位安全裝置等組成。 在設(shè)計(jì)橋式起重機(jī)小車時(shí)，必須力求滿足以下幾方面的要求:1、整臺(tái)起重機(jī)與廠房建筑物的配合以及小車與橋架的配合要適當(dāng)。小車與橋架的互相配合，主要在 于小車軌距和橋架上的小車軌距應(yīng)相同；其次，小車上的緩沖器與橋架上的擋鐵位置要配合好，小車上的撞尺和橋架上的行程限位開關(guān)要配合恰當(dāng)。小車的平面布置愈緊湊，小車到橋架的兩端愈遠(yuǎn)，起重機(jī)工作范圍也就愈大。小車的高度小，相應(yīng)地可使起重機(jī)的高度減小，從而可降低廠房建筑物的高度。2、小車上機(jī)構(gòu)的布置及同一機(jī)構(gòu)中各零部件間的配合要求適當(dāng)。起升機(jī)構(gòu)和小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)在小車架平面上的布置要合理緊湊，但二者之間的距離不應(yīng)太小，否則維修不便，或造成小車架難以設(shè)計(jì)。3、小車車輪的輪壓分布要求均勻。如能滿足這個(gè)要求，則可以獲得最小的車輪、軸承及軸承箱尺寸，并且使起重機(jī)橋架主梁受到均勻的輪壓載荷。一般最大輪壓不應(yīng)超過平均輪壓的20%。4、小車架上的機(jī)構(gòu)與小車架結(jié)構(gòu)的配合要適當(dāng)。為使小車上的起升、運(yùn)行機(jī)構(gòu)與小車架配合的好，要求二者之間的配合尺寸相符；聯(lián)接零件要選擇適當(dāng)和安裝方便。在設(shè)計(jì)原則上，要以機(jī)構(gòu)為主，應(yīng)盡量用小車架去配合機(jī)構(gòu)；同時(shí)機(jī)構(gòu)的布置也要盡量使鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)制造方便。因?yàn)樾≤嚰苁怯脕戆仓门c支撐起升機(jī)構(gòu)和小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的，所以小車架要按照起升和運(yùn)行機(jī)構(gòu)的要求設(shè)計(jì)，但在不影響機(jī)構(gòu)工作的條件下，機(jī)構(gòu)的布置也應(yīng)配合小車架的設(shè)計(jì)，使其構(gòu)造簡(jiǎn)單、合理和便于制造。5、盡量選用標(biāo)準(zhǔn)零部件，以提高設(shè)計(jì)與制造的工作效率，降低生產(chǎn)成本。6、小車各部分的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮制造、安裝和維護(hù)檢修方便，要盡量在不需移動(dòng)鄰近部件的條件下，能將各部件拆下修理。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。我國(guó)制造的橋式起重機(jī)的小車具有下列特征；1、 起升和運(yùn)行機(jī)構(gòu)由獨(dú)立的部件構(gòu)成。這些部件之間用補(bǔ)償聯(lián)軸器聯(lián)系起來。齒輪聯(lián)軸器補(bǔ)償了轉(zhuǎn)軸中心線的偏移和歪斜，這些偏差和歪斜系因制造與安裝不精確，以及小車架變形而產(chǎn)生部件間彼此位移所引起的。由于采用了分組的獨(dú)立部件，因此，使小車上各機(jī)構(gòu)的裝拆方便。2、在設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)和小車時(shí)，遵循“三化”（標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和系列化）的原則。這可使零部件的互換性得到保證，降低制造和使用維護(hù)起重機(jī)的費(fèi)用，并使所需零部件的備品量減到最少。3、小車架用鋼板焊接而成。在車架上焊有底板。電動(dòng)機(jī)、減速器、制動(dòng)器和和可拆卸的軸承座等均安裝在這種底板上。為了簡(jiǎn)化車架的加工，底座的加工面應(yīng)盡量布置在同一水平面或垂直面上。4、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。起重機(jī)小車除有起升、運(yùn)行機(jī)構(gòu)和小車架外，還必須有必要的安全保護(hù)裝置:如欄桿、排障板、撞尺、緩沖器、和限位開關(guān)等。其具體要求分述如下:1、 欄桿 欄桿設(shè)置在與小車軌道相垂直的小車臺(tái)面邊緣上。為了便于維修上下，在小車的另外兩側(cè)不設(shè)欄桿。欄桿可用角鋼或鋼管制作，高度不低于1米，并應(yīng)設(shè)有間距為350的水平橫桿，底部應(yīng)設(shè)有不小于70高的圍護(hù)板。2、 排障板 排障板裝在小車架端梁兩端的車輪外邊，用于推開小車軌道上可能有的障礙物，以利于小車運(yùn)行。2、限位開關(guān) 用于限制吊鉤和小車架的極限位置。在起升機(jī)構(gòu)中，限位開關(guān)用于限制吊鉤向上運(yùn)行位置，使其不能碰到小車架。小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的行程限位開關(guān)，安裝在起重機(jī)橋架主梁的兩端，位于小車軌道外側(cè)的主梁蓋板上。在小車架相應(yīng)的端梁外側(cè)固定著一根用角鋼彎折的撞尺。當(dāng)小車運(yùn)行至極限位置時(shí)，撞尺壓迫限位開關(guān)的搖柄轉(zhuǎn)動(dòng)30，使開關(guān)盒內(nèi)的觸點(diǎn)斷開，于是運(yùn)行機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)斷電。由于接線關(guān)系，此時(shí)電動(dòng)機(jī)只能作反向運(yùn)行。3、 超載限制器 起升機(jī)構(gòu)超載限制器應(yīng)保證載荷不超過其額定值的10%，工作精度為23%。起重機(jī)小車的設(shè)計(jì)主要是對(duì)起升機(jī)構(gòu)、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)、小車架的設(shè)計(jì)以及包括欄桿、高度限位器、負(fù)載限制器和行程開關(guān)等在內(nèi)的安全裝置分析與計(jì)算，并在原有設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上做出改進(jìn)，并解決原來起重機(jī)上存在的影響工作性能的結(jié)構(gòu)，并盡可能降低成本。最終設(shè)計(jì)出優(yōu)化產(chǎn)品。2.3 基本參數(shù)1.額定起重量(Q)起重機(jī)正常工作時(shí)允許一次起升的最大重量稱為額定起重量，單位為噸（t）或千克，常用符號(hào)Q、P或CP等表示。橋式起重機(jī)的額定起重量是定值。當(dāng)額定起重量不只一個(gè)時(shí)，通常稱額定起重量為最大起重量，或簡(jiǎn)稱起重量。額定起重量:Q=10t2.起升高度(H)起升高度是指從地面至取物裝置最高位置的鉛垂距離（吊鉤的鉤環(huán)中心），單位為米。起升高度:H=12m3.跨度(L)與軌距(l)橋式起重機(jī)大車運(yùn)行軌道中心線之間的水平距離稱為跨度（L），小車運(yùn)行軌道中心線之間的水平距離稱為軌距?？缍葹椋篖=31.5 m軌距為：l=2 m4.工作級(jí)別確定起重機(jī)的工作級(jí)別是為了對(duì)起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供合理的基礎(chǔ)，為和客戶進(jìn)行協(xié)商時(shí)提供一個(gè)參考范圍，它能使起重機(jī)勝任它需要完成的工作任務(wù)。由利用等級(jí)和載荷狀態(tài)兩個(gè)因素來確定起重機(jī)的工作級(jí)別。工作級(jí)別為A55.起重機(jī)利用等級(jí)起重機(jī)在有效壽命期間有一定的總工作循環(huán)數(shù)。起重機(jī)作業(yè)的工作循環(huán)是從準(zhǔn)備起吊物品開始，到下一次起吊物品為止的整個(gè)作業(yè)過程。工作循環(huán)總數(shù)表征起重機(jī)的利用程度，它是起重機(jī)分級(jí)的基本參數(shù)之一。起重機(jī)利用等級(jí)為U56.工作速度起重機(jī)機(jī)構(gòu)工作速度根據(jù)作業(yè)要求而定。主起升速度：V1=13.3m/min小車運(yùn)行速度：V3=43.8m/min大車運(yùn)行速度：V2=112.5m/min第3章 起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算由已知條件：工作級(jí)別A5，起重機(jī)利用等級(jí)U5，主鉤額定起重量10t。參考文獻(xiàn)【1】P7表1-8得起重機(jī)為中級(jí)工作類型，JC%=25參考文獻(xiàn)【1】P50表4-3得安全系數(shù)K=5.5，=25（固定式）參考文獻(xiàn)【1】P65表4-14得選雙聯(lián)滑輪組X=2，倍率m=3參考文獻(xiàn)【3】表2-1得滑輪組的效率=0.985參考文獻(xiàn)【2】P230查附表8選圖號(hào)為G15吊鉤組，得其重量=219kg,兩動(dòng)滑輪間距A=185mm參考文獻(xiàn)【1】P50式4-4換算系數(shù)=0.85（619）=0.82（637）1. 選擇鋼絲繩計(jì)算鋼絲繩最的大靜拉為鋼絲繩破斷拉力為:=5.517.29=95.1KN查參考文獻(xiàn)【2】P224附表1選用瓦林吞型纖維芯鋼絲繩619W+FC，鋼絲公稱抗拉強(qiáng)度1670MPa，光面鋼絲，左右互捻，直徑d=14mm，鋼絲繩最小破斷拉力=108KN，標(biāo)記如下：鋼絲繩14NAT619W+FC1770ZS108GB8918-88滑輪的許用最小直徑圖3-1起升鋼絲繩纏繞簡(jiǎn)圖=14（25-1）=336mm式中系數(shù)e=25由【3】表2-4查的。由【2】附表2選用滑輪直徑D=355mm，取平衡滑輪直徑0.6D=213mm，由【2】附表2選用=225mm?；喌睦K槽部分尺寸可由【2】附表3查得。由【2】附表4選用鋼絲繩直徑d=14mm，D=355mm，滑輪軸直徑=90mm的型滑輪標(biāo)記為:滑輪14355-90 ZB J80 006.8-87由【2】附表5平衡滑輪選用d=14mm，D=225mm 滑輪軸直徑=45mm的F型滑輪標(biāo)記為： 滑輪F14225-45 ZB J80 006.9-87 卷筒直徑：=336mm由【2】附表13選用D=400mm，卷筒繩槽尺寸由【4】附表14-3查得槽距，t=16mm，槽底半徑r=8mm卷筒尺寸： 取L=1500 式中附加安全系數(shù)，取=2； 卷槽不切槽部分長(zhǎng)度，取其等于吊鉤組滑輪的間距，即=A=185mm 卷筒計(jì)算直徑=D+d=400+14=414mm 卷筒壁厚：取卷筒壁壓應(yīng)力驗(yàn)算： 選用HT200,最小抗壓強(qiáng)度 許用壓應(yīng)力=130 因?yàn)?故抗拉強(qiáng)度足夠。卷筒斷面系數(shù)=6.68所以 =28.2故卷筒的強(qiáng)度合理,尺寸設(shè)計(jì)合理。卷筒A4001500-816-153左ZB J80 007.2-87卷筒轉(zhuǎn)速減速器傳動(dòng)比：查【3】附表35選ZQ-500-3CA減速器 計(jì)算靜功率： 式中-機(jī)構(gòu)總效率，一般=0.80.9，取=0.85電動(dòng)機(jī)計(jì)算功率 式中 系數(shù)由【3】表6-1查得，=0.750.85取=0.8查【2】附表30選用電動(dòng)機(jī)JZR2-42-8其中=16KW，=715rpm，=1.46 kgm2，電動(dòng)機(jī)質(zhì)量=260kg按照等效功率法，求JC=25%時(shí)所需的等效功率：式中工作級(jí)別系數(shù)，查【2】表6-4得=0.75 系數(shù)，根據(jù)機(jī)構(gòu)起動(dòng)時(shí)間與平均工作時(shí)間的比值查得，由【2】表6-3，取tq/tg=0.1,由【2】表6-6查得=0.87由以上計(jì)算結(jié)果，故初選電動(dòng)機(jī)能滿足發(fā)熱條件卷筒轉(zhuǎn)速減速機(jī)總傳動(dòng)比=38.6 查參考文獻(xiàn)【2】附表35選擇ZQ-500-3CA減速器。許用功率P=12KW 傳動(dòng)比i=40 質(zhì)量m=345kg ，入軸直徑d1=50mm，軸端長(zhǎng)l1=85mm（錐形） 由【2】公式（6-16）得輸出軸最大徑向力： 式中 =217290=34580 N=34.58KN卷筒上卷繞鋼絲繩引起的載荷；Gj=4.56卷筒及軸的自重=20.5KNZQ500減速器輸出軸端最大允許徑向載荷，由【2】附表40查的=（34.58+4.56）=19.57KN=20.5KN 輸出軸端的短暫最大轉(zhuǎn)矩式中： =218 Nm電動(dòng)機(jī)軸額定力矩 =2.8當(dāng)JC=25%時(shí)電動(dòng)機(jī)最大力矩倍數(shù)，由【2】附表33查得=0.95減速機(jī)傳動(dòng)效率 =26500 Nm減速器輸出軸最大容許轉(zhuǎn)矩，由【2】附表36查得=0.82.821840.170.95=18635 Nm=26500由以上計(jì)算，所選減速器能滿足要求 實(shí)際起升速度因此該減速器符合要求。所需靜制動(dòng)力矩查參考文獻(xiàn)【1】P11式6-1知中級(jí)工作類型=1.75查參考文獻(xiàn)【2】附表15選用YMZ5-315/23制動(dòng)器 其制動(dòng)轉(zhuǎn)矩=180280Nm，制動(dòng)輪直徑Dz=315mm，制動(dòng)器質(zhì)量Gz=44.6kg高速軸聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 =1.51.8218=588.6Nm式中電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩 =218Nmn聯(lián)軸器安全系數(shù) n=1.5剛性動(dòng)載系數(shù) 一般=查參考文獻(xiàn)【2】附表31查得JZR2-42-8電動(dòng)機(jī)軸段為圓錐形d=65mm,l=105m由參考文獻(xiàn)【2】附表34查得ZQ-500減速器的高速軸端為圓錐形d=50mm,l=85mm靠電動(dòng)機(jī)軸端聯(lián)軸器 由【2】附表43選用CLZ3聯(lián)軸器，最大容許轉(zhuǎn)矩=3150Nm，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量=0.403kgm,質(zhì)量=23.6kg浮動(dòng)軸兩端為圓形=45mm，=85mm?？侩妱?dòng)機(jī)軸端聯(lián)軸器選帶300制動(dòng)輪的半聯(lián)軸器，最大容許轉(zhuǎn)矩=3150Nm，飛輪矩=1.8kgm,質(zhì)量=38.5kg。為與制動(dòng)器YWM5-315/23相適應(yīng)，將S124聯(lián)軸器所帶300制動(dòng)輪，修改為315mm應(yīng)用 起動(dòng)時(shí)間為式中靜力矩： 平均啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩：另取k=1.15得起動(dòng)時(shí)間為 由【3】表6-6查的許用減速度，a0.2,a= ，故 故合適（1） 疲勞強(qiáng)度由起升機(jī)構(gòu)疲勞計(jì)算基本載荷=306.32Nm式中：動(dòng)載系數(shù) =1.042起升載荷動(dòng)載系數(shù)=1+0.77.275560=1.08已選定軸徑d=50mm，因此扭轉(zhuǎn)壓力：=12.25軸材料為45號(hào)鋼，=600,=300彎曲應(yīng)力扭轉(zhuǎn)應(yīng)力軸受脈動(dòng)循環(huán)的許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力式中：k考慮零件幾何形狀和零件表面狀況的應(yīng)力系數(shù) k=與零件幾何形狀有關(guān)，對(duì)于零件表面有急劇過渡和開有鍵槽及緊配合區(qū)段=與零件表面加工粗糙度有關(guān)，對(duì)于高的粗糙度，=，對(duì)于低的粗糙度，=，此處取k=21.25=2.5考慮材料對(duì)應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱的敏感系數(shù)，對(duì)碳鋼及低合金鋼=0.2，安全系數(shù) =1.25=故通過。(2) 強(qiáng)度驗(yàn)算軸所受最大轉(zhuǎn)矩：最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力=120式中：安全系數(shù) =1.5因?yàn)?故通過.浮動(dòng)軸構(gòu)造如下圖,中間軸徑取=60mm.圖5-3 主動(dòng)車輪軸尺寸簡(jiǎn)圖第4章 運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算1.確定機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案圖4-1運(yùn)行機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下對(duì)于跨度為31.5m的小車運(yùn)行機(jī)構(gòu),采用集中驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)方案。2.選擇車輪與軌道并驗(yàn)算其強(qiáng)度小車質(zhì)量估取=4.0t 假定輪壓均勻分布:車輪最大輪壓=35000N車輪最小輪壓=4000=10000N由小車的運(yùn)行速度v=43.8m/min初選車輪 查參考文獻(xiàn)【3】P239附表17可知，當(dāng)運(yùn)行速度小于60m/min時(shí)，=2.461.6 工作級(jí)別為中級(jí)時(shí)，車輪直徑=350mm,軌道型號(hào)為24kg/m()的許用輪壓為3.49t3.5t。根據(jù)GB4628-84規(guī)定，直徑系列為 =250,315,400,500,630mm，故初步選定車輪直徑=315mm，而后進(jìn)行校核。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 查參考文獻(xiàn)【2】P355式3-8-1=26667N式中：起重機(jī)車輪最大輪壓 起重機(jī)車輪最小輪壓車輪材料取ZG340-640，=340,=6401） 線接觸局部擠壓強(qiáng)度式中：與材料有關(guān)的許用線接觸應(yīng)力（N/mm）；鋼制車輪的按參考文獻(xiàn)【2】P356表3-8-6查的=6車輪直徑 =400mml車輪與軌道的有效接觸長(zhǎng)度 查參考文獻(xiàn)【3】P246附表22 l=b=26.13mm轉(zhuǎn)速系數(shù) 查參考文獻(xiàn)【2】P356表3-8-7=33.44r/min 取=0.99 工作級(jí)別系數(shù) 查參考文獻(xiàn)【2】P356表3-8-8 取=1.0因?yàn)?故線接觸強(qiáng)度通過。2） 點(diǎn)接觸局部擠壓強(qiáng)度=參考文獻(xiàn)【2】P356式3-8-3式中：與材料有關(guān)的許用點(diǎn)接觸應(yīng)力（N/mm）；鋼制車輪的按表5-2查的=0.181 R曲率半徑，車輪與軌道曲率半徑中的大值，車輪=157.5mm軌道曲率半徑 查參考文獻(xiàn)【2】附表22查得=90mm，所以曲率半徑R=157.5mm。 m由比值確定的系數(shù)，=0.57查參考文獻(xiàn)【3】P356表3-8-9取m=0.44=30277N因?yàn)?故通過。根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果選直徑=400mm的單輪緣車輪，標(biāo)記為DYL-400 GB4628-84圖4-2車輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖3.運(yùn)行阻力計(jì)算1) 運(yùn)行阻力運(yùn)行阻力查參考文獻(xiàn)【2】P109式2-3-1式中：滿載運(yùn)行時(shí)最大摩擦阻力查參考文獻(xiàn)【2】P109式2-3-2 = =490Nm其中：f滾動(dòng)摩擦系數(shù)（mm），查參考文獻(xiàn)【2】P110表2-3-2 車輪軸承摩擦系數(shù)，查參考文獻(xiàn)【2】P110表2-3-3 d與軸承配合處車輪軸的直徑 附加摩擦阻力系數(shù)，查參考文獻(xiàn)【2】P110表2-3-4 摩擦阻力系數(shù)，初步計(jì)算時(shí)可查參考文獻(xiàn)【2】P110表2-3-5 坡道阻力查參考文獻(xiàn)【2】P110式2-3-7運(yùn)行摩擦阻力:當(dāng)無載時(shí): 4.選電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)靜功率:KW式中：m電動(dòng)機(jī)的個(gè)數(shù)，采用集中驅(qū)動(dòng)m=1v運(yùn)行速度 v=43.8m/min小車滿載時(shí)的靜阻力運(yùn)行機(jī)構(gòu)的總機(jī)械效率 =0.9=1.152.30=2.65KW式中：電動(dòng)機(jī)功率增大系數(shù)查參考文獻(xiàn)【3】附表7-6取=1.15查參考文獻(xiàn)【2】附表30選用JZR2-12-6型電動(dòng)機(jī) =3.5KW,n=910r/min,=0.79轉(zhuǎn)動(dòng)慣量=0.142kgm,電動(dòng)機(jī)質(zhì)量=80kg。5.驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)發(fā)熱條件電動(dòng)機(jī)等效功率：式中：工作級(jí)別系數(shù)，=25%時(shí)，=0.75 r=1.12 ,故初選電動(dòng)機(jī)發(fā)熱條件通過。6.選擇減速器 車輪轉(zhuǎn)速：機(jī)械傳動(dòng)比：查參考文獻(xiàn)【2】附表40選用ZSC-400-2型減速器。=22，=2.8KW7.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：=0.5%15%實(shí)際所需電動(dòng)機(jī)等效功率：=2.17KW故合適。8.驗(yàn)算起動(dòng)時(shí)間查參考文獻(xiàn)【3】P83式1 式中：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，=910r/min m電動(dòng)機(jī)個(gè)數(shù)，m=1 =1.5=1.595503.5/910=56.25Nm滿載運(yùn)行時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)軸上的運(yùn)行靜阻力矩=24.3Nm空載運(yùn)行時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)軸上的運(yùn)行靜阻力矩=6.94Nm初步估算制動(dòng)輪和聯(lián)軸器的飛輪矩=0.26kgm機(jī)構(gòu)總飛輪矩： =1.150.07+0.26 =0.466kgm1) 滿載起動(dòng)時(shí)間 =2.64s 2) 空載啟動(dòng)時(shí)間 =0.65s由【3】表7-6查得,當(dāng)Vc=45m/min=0.75m/s時(shí)，tq推薦值為5.5s，故所選電動(dòng)機(jī)能滿足快速啟動(dòng)要求9.驗(yàn)算啟動(dòng)不打滑條件 因室內(nèi)使用，故不計(jì)風(fēng)阻及坡度阻力矩，只計(jì)算空載和滿載啟動(dòng)兩種工況。 空載啟動(dòng)時(shí)，助動(dòng)車輪與軌道接觸處的圓周切向力：車輪與軌道的粘著力： ，故可能打滑。解決辦法就是在空載時(shí)增大啟動(dòng)電阻，延長(zhǎng)起動(dòng)時(shí)間滿載時(shí)，主動(dòng)輪與軌道接觸的圓周切向力：車輪與軌道啟動(dòng)時(shí)的粘著力：故滿載啟動(dòng)時(shí)不回打滑，因此所選電動(dòng)機(jī)合適10.制動(dòng)器的選擇為了避免制動(dòng)輪制動(dòng)時(shí)行輪在鋼軌上的滑移現(xiàn)象，必須控制適當(dāng)?shù)臏p速度并進(jìn)行滿載制動(dòng)驗(yàn)算。1） 選擇制動(dòng)器查參考文獻(xiàn)【2】P112式2-3-21式中：坡道阻力，=225N 滿載運(yùn)行時(shí)最小摩擦阻力，=1687.5N 制動(dòng)器個(gè)數(shù)，=1 m電動(dòng)機(jī)個(gè)數(shù)，m=1 制動(dòng)時(shí)間，查參考文獻(xiàn)【2】P111式2-3-6 取=3.5s =14.9Nm查參考文獻(xiàn)【2】附表15選用YWZ3200/23制動(dòng)器，制動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩=112Nm考慮到所取制動(dòng)時(shí)間tz=3s與起動(dòng)時(shí)間=2.64s很接近，故略去制動(dòng)不打滑條件驗(yàn)算11.選擇聯(lián)軸器1） 高速軸聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩=1.351.837.5=91Nm查參考文獻(xiàn)【2】P112式2-3-23式中：n聯(lián)軸器的安全系數(shù)，n=1.5 剛性動(dòng)載系數(shù)，=1.8電動(dòng)機(jī)軸端尺寸：D=35mm，L=80mm，減速器輸入端尺寸：d=30mm，l=55mm減速器輸出端尺寸：=55mm，=82mm制動(dòng)輪軸端尺寸：查參考文獻(xiàn)【2】P358式3-8-10d=80mm，l=115mm。選擇聯(lián)軸器：參考文獻(xiàn)【2】附表41選G1CL型聯(lián)軸器，許用轉(zhuǎn)矩=630Nm轉(zhuǎn)動(dòng)慣量=0.009kgm標(biāo)注為：CICLZ3聯(lián)軸器ZBJ19013-892) 低速軸聯(lián)軸器的選擇低速軸計(jì)算轉(zhuǎn)矩=917.3Nm減速器輸出端與制動(dòng)輪端選用GICLZ3型聯(lián)軸器許用轉(zhuǎn)矩=3150Nm 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量=0.12kgm質(zhì)量m=25.4kg標(biāo)注為：CICLZ3聯(lián)軸器ZBJ19014-8912.驗(yàn)算低速浮動(dòng)軸強(qiáng)度1） 疲勞驗(yàn)算運(yùn)行機(jī)構(gòu)疲勞計(jì)算基本載荷=680.4Nm選定浮動(dòng)軸端直徑d=60mm，其扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為浮動(dòng)軸的載荷變化為對(duì)稱循環(huán)，材料選用45鋼，得=140,=180,許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：=44.8,故通過。2） 強(qiáng)度驗(yàn)算運(yùn)行機(jī)構(gòu)工作最大載荷： =1088.6式中;考慮彈性震動(dòng)的力矩增大系數(shù)，對(duì)突然啟=起動(dòng)的機(jī)構(gòu)，=，此處=1.6 剛性動(dòng)載系數(shù)，取=1.8最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力=120,故通過。浮動(dòng)軸直徑=6570，取=70mm。第5章 零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 1.滑輪的尺寸計(jì)算與選擇工作滑輪直徑 查參考文獻(xiàn)【2】P214式3-2-1式中：按鋼絲繩中心計(jì)算的滑輪直徑 鋼絲繩直徑 輪繩直徑比系數(shù)，與機(jī)構(gòu)工作級(jí)別和鋼絲繩結(jié)構(gòu)有關(guān) 查參考文獻(xiàn)【2】P215式3-2-1 =20故=2018.5=370mm查參考文獻(xiàn)【2】P217式3-2-4選擇滑輪直徑D=400mm，選擇滑輪型號(hào)為19500-120ZBJ80006.3-87=120mm，=140mm，=215mm,=245mm,B=100mm,=110mm,=94mm,=90mm,=10mm.滾動(dòng)軸承型號(hào)GB276-2242.吊鉤組的選擇1）選擇吊鉤查參考文獻(xiàn)【2】P248 單鉤 式中：Q額定起重量 Q=16t查參考文獻(xiàn)【1】P86 選用D=150mm的單鉤（梯形截面） A型短鉤圖5-2吊鉤尺寸簡(jiǎn)圖2） 驗(yàn)算吊鉤 鉤軸徑螺紋T8010處拉伸應(yīng)力=42.3式中：螺紋內(nèi)徑，查參考文獻(xiàn)【5】P560T8010中=57.5mm單鉤的動(dòng)力系數(shù)，查參考文獻(xiàn)【4】P106=1.1查參考文獻(xiàn)【4】P106軸徑拉伸許用應(yīng)力：因?yàn)?，故?qiáng)度足夠。螺紋的剪切應(yīng)力按第一圈螺紋承受載荷的一半，剪切面的高度為螺距的一半計(jì)算。=46.16=(0.60.8)=112.8150.4因?yàn)?故剪切強(qiáng)度足夠。查參考文獻(xiàn)【2】P248圖3-4-7得鉤身主彎曲截面（水平截面）A-A最危險(xiǎn)。截面A-A中，內(nèi)外側(cè)邊界最大應(yīng)力應(yīng)滿足要求。 對(duì)20鋼，=188式中:=220MP n安全系數(shù)，n=1.30.9(其中0.9是考慮M5工作級(jí)別系數(shù))確定吊鉤的螺母尺寸螺母的最小工作高度：=0.864=51mm考慮設(shè)置防松螺栓，實(shí)際取螺紋高度H=78mm。螺母外徑：=(1.82)=124.2138mm取=130mm。止推軸承的選擇由于軸承在工作過程中很少轉(zhuǎn)動(dòng)，故可根據(jù)額定靜載荷來選擇。查參考文獻(xiàn)【2】P260表3-4-12.選用8217推力球軸承。內(nèi)徑為100mm，外徑為150mm，厚度為38mm，重量為2.2kg。查參考文獻(xiàn)【2】附表5額定靜負(fù)荷=239000N,動(dòng)負(fù)荷系數(shù)為1.15。軸承當(dāng)量靜載荷：N, 式中：安全系數(shù)，=1.25故安全。吊鉤橫軸的計(jì)算橫軸兩側(cè)拉板的間距是由滑輪的尺寸所決定的，由于兩滑輪間距離L=105mm,4個(gè)滑輪軸L=1054=420mm，橫軸可做為一個(gè)簡(jiǎn)支梁進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。N橫軸最大彎矩=836000Nmm中間斷面的截面模數(shù):彎曲應(yīng)力：橫軸材料用45鋼，許用應(yīng)力=故橫軸強(qiáng)度足夠?；嗇S計(jì)算滑輪軸也是一個(gè)簡(jiǎn)支梁，支點(diǎn)距離仍然是420mm。它作用有四個(gè)滑輪的壓力，為計(jì)算簡(jiǎn)便起見，把四個(gè)力看作集中力。滑輪的作用力：軸上的彎矩：截面系數(shù)：彎曲應(yīng)力：滑輪軸的材料與吊鉤橫軸相同,均為45號(hào)鋼,故許用應(yīng)力也相同故強(qiáng)度足夠。拉板的強(qiáng)度驗(yàn)算拉般的尺寸如圖，斷面a-a的拉伸應(yīng)力：式中：k應(yīng)力集中系數(shù)，k=2.2拉板材料為Q235鋼，許用拉伸應(yīng)力拉板軸孔內(nèi)表面的擠壓應(yīng)力：拉板許用擠壓應(yīng)力因?yàn)?故強(qiáng)度足夠。3.車輪軸的設(shè)計(jì)計(jì)算查參考文獻(xiàn)【2】P358表3-8-10小車輪組400的車輪軸尺寸為圖5-3主動(dòng)車輪軸尺寸簡(jiǎn)圖1)強(qiáng)度計(jì)算軸受到純彎曲時(shí)的計(jì)算應(yīng)力式中：用最大輪壓計(jì)算的軸的最大彎矩=3375000Nmm軸的抗彎斷面系數(shù)Nmm=25.84軸受到純扭轉(zhuǎn)時(shí)的計(jì)算應(yīng)力式中:第二類載荷的計(jì)算扭矩電動(dòng)機(jī)的額定起轉(zhuǎn)扭矩=9550=9550=38.9Nm抗扭斷面模數(shù) =6.7彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力合成的計(jì)算應(yīng)力，故強(qiáng)度計(jì)算通過。2）疲勞計(jì)算軸受到純彎曲時(shí)的計(jì)算應(yīng)力=25.84軸受到純扭轉(zhuǎn)時(shí)的計(jì)算應(yīng)力第一類載荷的動(dòng)力系數(shù)=1+=1+=1.5車輪軸所受的計(jì)算扭矩=1.538.9250.9=1312875Nmm=5.26彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力合成的計(jì)算應(yīng)力=式中：45鋼的抗拉強(qiáng)度，=710 k應(yīng)力集中系數(shù)，k=2 n安全系數(shù)，n=1.4 ，故疲勞計(jì)算通過。第6章 小車架的設(shè)計(jì)計(jì)算梁的受力及彎矩的計(jì)算1. 梁(1)集中力的計(jì)算在梁上作用的集中力是主固定滑輪重量的一半及三倍主鋼絲繩最大張力之和，即式中：主固定滑輪重量，查參考文獻(xiàn)【4】P598附表。=523=156KG=1560N 動(dòng)載系數(shù)，取=1.3 主卷揚(yáng)鋼絲繩最大拉力，=21134.02N圖6-1梁受力簡(jiǎn)圖(2)支承反力和最大彎矩的計(jì)算(3)斷面特性及最大應(yīng)力的計(jì)算材料采用45鋼，取安全系數(shù)n=1.5，許用應(yīng)力1) 總斷面相對(duì)a-a軸的靜力矩2) 總斷面的面積3) 總斷面重心到a-a軸的距離4) 總斷面對(duì)x-x軸的慣性矩5)總斷面對(duì)x-x軸的斷面系數(shù)對(duì)于下部邊緣：對(duì)于下部邊緣：在下部邊緣處拉應(yīng)力：在上部邊緣處壓應(yīng)力：(4)梁與梁連接焊縫的計(jì)算連接焊縫的剪切應(yīng)力：圖6-3梁受力簡(jiǎn)圖式中：梁與梁連接處焊縫的數(shù)目。=2 焊縫高度。=6mm l焊縫長(zhǎng)度。l=360mm故梁與梁連接焊縫強(qiáng)度足夠。2. 梁梁上集中作用力為梁與梁連接處的力(1) 支承反力和最大彎矩的計(jì)算圖6-4梁斷面圖(2)斷面特性及最大應(yīng)力的計(jì)算梁選擇工字形斷面1)總斷面相對(duì)a-a軸的靜力矩2)總斷面的面積3)總斷面重心到a-a軸的距離4)總斷面對(duì)x-x軸的慣性矩5)總斷面對(duì)x-x軸的斷面系數(shù)對(duì)于下部邊緣：對(duì)于下部邊緣：在下部邊緣處拉應(yīng)力：在上部邊緣處壓應(yīng)力：(3)梁與梁連接焊縫的計(jì)算在與梁處焊縫受力較大。連接焊縫的剪切應(yīng)力：式中：梁與梁連接處焊縫的數(shù)目。=2 焊縫高度。=6mm l焊縫長(zhǎng)度。l=360mm故梁與、梁連接焊縫強(qiáng)度均足夠。3.梁梁所受集中力有梁的支反力，運(yùn)行機(jī)構(gòu)減速器作用的集中力和電動(dòng)機(jī)作用的集中力。圖6-5梁受力簡(jiǎn)圖(1)支承反力和最大彎矩的計(jì)算 (2)斷面特性及最大應(yīng)力的計(jì)算梁選擇箱形斷面結(jié)構(gòu)1)總斷面相對(duì)a-a軸的靜力矩2)總斷面的面積6-6梁選擇箱形斷面斷面圖3)總斷面重