5噸通用橋式起重機(jī)雙梁小車設(shè)計

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1、5 噸通用橋式起重機(jī)雙梁小車設(shè)計緒論橋式起重機(jī)是橋架在高架軌道上運(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)實現(xiàn)貨物垂直升降。三個機(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)外倉庫、廠房、碼頭和露天貯料場等處。 橋式起重機(jī)可分為普通橋式起重機(jī)、簡易梁橋式起重機(jī)和冶金專用橋式起重機(jī)三種。各類橋式起重機(jī)的特點如下1. 普通橋式起重機(jī)主要采用電力驅(qū)動，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

2、可達(dá) 60 米。2. 簡易梁橋式起重機(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單截面梁， 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(jī)：供吊運(yùn)鐵水注入混鐵爐、

3、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)，挑桿可上下擺動和回轉(zhuǎn)。 副小車用于修爐等輔助作業(yè)。1橋式類型起重機(jī)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。

4、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板組成，小車鋼軌布置在主腹板上方，箱體內(nèi)的短加勁

5、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)?？崭硅旒芙Y(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)， 除主腹板為實腹工字形梁外， 其余三片鋼板上按照設(shè)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(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，這在中國是較為廣泛采用的一種型式。下面具體介紹普通橋式起重機(jī)的構(gòu)造。 普通橋式起重機(jī)

6、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)包括電動機(jī)、 制動器、減速器、卷筒和滑輪組。 電動機(jī)通過減速器，帶動卷筒轉(zhuǎn)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(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)動方式可分為兩大類： 一類為集中驅(qū)動， 即用一臺電動機(jī)帶動長傳動軸驅(qū)動兩邊的主動車輪； 另一類為分別驅(qū)動、 即兩邊的主動車輪各用一臺電動機(jī)驅(qū)動。中、 小型橋式起重機(jī)較多采用制動器、 減速器和電動機(jī)組合成一體的“三合一”驅(qū)動方式，大起重量的普通橋式起重機(jī)為便于安裝和調(diào)整，驅(qū)動

7、裝置常采用萬向聯(lián)軸器。起重機(jī)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)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(dāng)車輪超過四個時，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)計課題為 5t 通用橋式起重機(jī)小車設(shè)計，主要包括起升、運(yùn)行兩大機(jī)構(gòu)及其安全裝置的設(shè)計計算和裝配圖與零部件圖的繪制。 將我們所學(xué)的知識最大2限度的貫穿起來， 使我們學(xué)以至用、理論聯(lián)系實際。培養(yǎng)我們的設(shè)計能力及理論聯(lián)系實際過程中分析問題、解決問題的能力。1.小車設(shè)計方案的確定2. 1.1 本設(shè)計原始數(shù)據(jù)：1 、 起重量 5 噸；2 、 起重機(jī)結(jié)構(gòu)采用箱型結(jié)構(gòu)；3 、 工作級別 M5；4 、 起升高

8、度 16 米；5 、 起重小車起升速度11.3m/min ；6 、 環(huán)境溫度： -20 0 C400 C;7 、 起重小車運(yùn)行速度37.4m/min ；8 、 海拔高度： 1000m以下；9 、 濕度：40%；10 、起重機(jī)軌道： P18；11 、室內(nèi)使用；12 、顏色：橘紅。1.2 設(shè)計要求：1 、依據(jù) GB3811-83起重機(jī)設(shè)計規(guī)范進(jìn)行。2 、圖紙：2.1 、小車總裝配圖（不考慮電氣部分）2.2 、卷筒結(jié)構(gòu)圖2.3 、滑輪組結(jié)構(gòu)圖2.4 、吊鉤組結(jié)構(gòu)圖2.5 、主動車輪組結(jié)構(gòu)圖2.6 、被動車輪組結(jié)構(gòu)圖3 、計算書內(nèi)容： 小車的概述、 結(jié)構(gòu)組成、機(jī)構(gòu)計算（卷筒計算、 電機(jī)計算、減速機(jī)選型

9、、 制動器計算、聯(lián)軸器計算）（包括電機(jī)發(fā)熱） 、軸承的選擇計算 （減速機(jī)內(nèi)部的齒輪可以不計算）。34 、小車運(yùn)行部分計算（包括電機(jī)發(fā)熱）、車輪計算、車輪軸計算、軸承的選擇計算（減速機(jī)內(nèi)部的齒輪可以不計算）。5 、自己認(rèn)為需要增加的計算內(nèi)容。1.3 簡圖：主起升機(jī)構(gòu)簡圖吊鉤組機(jī)構(gòu)簡圖4高速浮動軸構(gòu)造小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)傳動簡圖52. 主起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計計算2.1確定起升機(jī)構(gòu)傳動方案，選擇滑輪組和吊鉤組按照布置宜緊湊的原則， 決定采用如下圖 5-1 的方案。按 Q=5t，查1 表 4-2 取滑輪組倍率 ih=2 ，承載繩分支數(shù)：Z=2ih=4查1 附表 9 選短型吊鉤組，得其質(zhì)量：G0 =99kg 兩端滑輪

10、間距 A=162mm。所以ih =2Z=42.2選擇鋼絲繩若滑輪組采用滾動軸承，當(dāng)i h=2，查 1 表 2-1 得滑輪組效率 h=0.985鋼絲繩所受最大拉力：QG0=500099=8.62KNSmax=2 20.9852i h查 2 表, 中級工作類型 ( 工作級別 M5) 時 , 安全系數(shù) n=5。鋼絲繩計算破斷拉力 Sb：S b=nSmax=58.62=43.1KN查 1 附表 1 選用纖維芯鋼絲繩 6W(19)-13.5-155I ，鋼絲公稱抗拉強(qiáng)度 1670MPa，光面鋼絲，左右互捻，直徑 d=11mm，鋼絲繩最小破斷拉6力 S b =66.68KN，標(biāo)記如下：鋼絲繩 6W(19)

11、-13.5-155I2.3確定滑輪主要尺寸滑輪的許用最小直徑：D d e1 = 20 251 =480mm式中系數(shù) e=25由 2 表 2-4 查得。由1 附表 2 選用滑輪直徑 D=280mm，取平衡滑輪的直徑 Dp=0.6*264=158.4 由表的 Dp=225mm?；喌睦K槽部分尺寸可由 1 附表 3 查得。由附表 4 選用鋼絲繩 d=11mm，D=280mm，滑輪軸直徑 D5=90mm的 E1 型滑輪，其標(biāo)記為：滑輪 E111 280-90 ZB J80 006.8-87所以D=400mm2.4確定卷筒尺寸，并驗算強(qiáng)度卷筒直徑：D d e 1 =11 25 1 =264mm由 1 附

12、表 13 選用， A 型卷筒繩槽尺寸 D=315mm由3 附表 14-3 查得槽距， t=14mm，槽底半徑 r=7mm卷筒尺寸：HihZ 04 t L1 = 218 103 3L=2D02 4 13 1623.14 326=1089.1mm取 L=1100mm式中 Z 0附加安全系數(shù)，取Z0 =2；L1卷槽不切槽部分長度，取其等于吊鉤組動滑輪的間距，即L1=A=162mm，實際長度在繩偏斜角允許范圍內(nèi)可以適當(dāng)增減；D0卷筒計算直徑D0=D+d=315+11=326mm卷筒壁厚：=0.02D +（610）=0.02 315+（610）=12.3 16.3取 =13mm卷筒壁壓應(yīng)力驗算：卷筒的長

13、度 L=946，而 3 倍 D 為 9457卷筒拉應(yīng)力驗算：卷筒長度L3D，尚應(yīng)校驗由彎矩產(chǎn)生的拉應(yīng)力，卷筒彎矩圖示與圖5-2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：M w = Smax l = SmaxL L1 =86201100 16222=4042780Nmm卷筒斷面系數(shù)：W =0.1D 4D i4=0.1 31542894=921729.67 mm3D315式中 D 卷筒外徑， D =315mm；Di 卷筒內(nèi)徑， Di = D -2=315-2 13=289mm于是M w=4042780=4.39MPal =921729.67W合成應(yīng)力：l =l +ly max =4.39+

14、3951=19.7MPay130式中許用拉應(yīng)力l = b = 195 =39MPan258 l l卷筒強(qiáng)度驗算通過。故選定卷筒直徑D =315mm，長度L=1100mm；卷筒槽形的槽底半徑r =7mm，槽距 t =13mm，倍率 i h =3卷筒 A3151100-7 13-20 3 左 ZB J80 007.2-87所以Ds=90mmL=1100mm=13mm通過校核計算l l 強(qiáng)度驗算通過。2.5 選電動機(jī)計算靜功率：N j = QG0 v =5000998 =14KW10260102600.85式中 機(jī)構(gòu)總效率，一般=0.8 0.9 ，取 =0.85電動機(jī)計算功率：N e kd N j

15、=0.8 14=11.2KW式中系數(shù) kd 由2 表 6-1查得，對于 M 1 M e 級機(jī)構(gòu)，k d =0.75 0.85 ，取 kd =0.8查 1 附表30 選用電動機(jī)JZR-41-8 ，其，2Ne =11KWn1 =710rpm GD 2 d =1.06kg m2 ，電動機(jī)質(zhì)量 Gd =210kgN e =11.2KW選電動機(jī) YZR180L-82.6驗算電動機(jī)發(fā)熱條件按照等效功率法，求JC =25%時所需的等效功率：N x k25 N j =0.75 0.87 7.84=5.1KW9式中 k25 工作級別系數(shù)，查 2 表 6-4 ，對于 M5 M6 級，k 25 =0.75 ；系數(shù)，

16、根據(jù)機(jī)構(gòu)平均起動時間與平均工作時間的比重（ tq / t g ）查得。由 2 表 6-3 ，一般起升機(jī)構(gòu) t q / t g =0.1 0.2 ，取t q / t g =0.1 ，由 2 圖 6-6 查得=0.87 。由以上計算結(jié)果 N x N e ，故初選電動機(jī)能滿足發(fā)熱條件N x =5.1KWN x N e 電動機(jī)發(fā)熱驗算通過2.7選擇減速器卷筒轉(zhuǎn)速：Vi h=13.3* 2=26r/minN j =3.140.326D 0減速器總傳動比：、i0= n1 =710 =27.3n j26查 1 附表 35 選 PJ-500-3CA-左減速器，當(dāng)工作類型為中級（相當(dāng)工作級別為 M5 級）時，許

17、用功率 N=31.5KW， i 0 =40.17 ，質(zhì)量 G g =878，主軸直徑 d1 =60mm，軸端長 l1 =110mm（錐形）選減速器 PJ-500-3CA2.8驗算起升速度實際起升速度：v =26* 0.326 =8.476m/min102.9校核減速器輸出軸強(qiáng)度由 2-2-10 得輸出軸最大徑向力Fmax ：Fmax = 2 S+G/2F Fmax =1.05 * 8.624.56 / 2 =11.3KN F =26.5KN由 2-2-11 得輸出軸最大扭矩：M max = 2 MM M max =1.05*40=42KNm M =96500Nm由以上計算，所選減速器能滿足要求

18、M max M 減速器輸出軸強(qiáng)度足夠2.10選擇制動器所需靜制動力矩：M z K z M j = K z QG0 D 02i hi 0=1.75 5000399 0.315 0.85227.3=14.5 m式中 K z =1.75 制動安全系數(shù)，由 2 第六章查得。由 1 附表 15 選用 YWZ5-250/23 制動器，其制動轉(zhuǎn)矩 M ez =140225Nm，制動輪直徑 D z =250mm，制動器質(zhì)量 Gz =37.6 選用 YWZ5-250/23 制動器2.11選擇聯(lián)軸器高速聯(lián)軸器計算轉(zhuǎn)矩，由2 （ 6-26 ）式：M cn 8 M e1.51.8151408 Nm11式中 M e15

19、1電動機(jī)額定轉(zhuǎn)矩（前節(jié)求出）；n =1.5 聯(lián)軸器安全系數(shù)；8 =1.8 剛性動載系數(shù)，一般8 =1.5 2.0 。由1 附表 29 查得 JZR2 -41- 軸端 d65mm ， l105mm 。從1 附表34 查得減速器的高速軸為圓錐形 d 42mm, l85mm 。靠電動機(jī)軸端聯(lián)軸器由1 附表 43 選用 CLZ3 -S 139 半聯(lián)軸器，最大容許轉(zhuǎn)矩 M=3150NmM C值，飛輪力矩GD22 ，質(zhì)量tl0.403kgmGl =23.6kg浮動軸的兩端為圓柱形 d 55mm,l85mm靠減速器軸端聯(lián)軸器由1 附表 45 選用帶300mm 制動輪的半齒聯(lián)軸 器 , 其圖 號 為S385,

20、 最 大容 許轉(zhuǎn) 矩 Mt =1400Nm, 飛 輪 力 矩GD 2 l0.33 kg m2 , 質(zhì)量 18.4kg 為與制動器 Y 相適應(yīng) , 將 S385 聯(lián)軸器所需制動輪 , 修改為250mm 應(yīng)用半齒聯(lián)軸器； CLZ3 , 圖號 S139M C M t 帶250mm 制動輪半齒聯(lián)軸器 , 圖號 S3852.12驗算起動時間起動時間：t qn1C GD 21Q G0 D 2 038.2 M q M ji 2式中 GD 21GD 2d GD 2Z =1.063 2+0.403 2+0.33 2=1.40kg m2靜阻力矩：Q G0 D 05000 99 0.315kg mM j227.33

21、0.612i0.8512=306.1Nm平均起動轉(zhuǎn)矩：M q1.5M e 1.5 220330Nm tq710500099 0.315238.2 330306.11.15 1.4027.3 20.853=0.68s查2 對于 380t 通用橋式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)的t q 1 5 sec，此時 tq 1s.故所選電動機(jī)合適。tq0.68sec2.13驗算制動時間由 2 式（ 6-24 ）得，制動時間：t zn1M j )C(GD 2 )1(QG0 )D0238.2(M e2i 271038.2(2800455.26)1.151.402455.265020.650.46 sec式中M j (QG0 )

22、D2ih i0(500099)0.3150.85 84.2 Nm2327.3查 1表 6-6查得許用減速度a0.2,a=v / t z ， tz0.67 sec，因為t tz ，故合適。tz =0.46sectz0.67 sect tz132.14高速浮動軸（1）疲勞計算軸受脈動扭轉(zhuǎn)載荷，其等效扭矩：M Im ax6 M e2 146292 Nm式中6 動載系數(shù)6 =2由上節(jié)選擇聯(lián)軸器中， 已經(jīng)確定浮動軸端直徑d=42mm,因此扭轉(zhuǎn)應(yīng)力軸材料用 45 號鋼，b650MPa ,s360MPa許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：由 1 中式（ 2-11 ），（ 2-14 ）211 ok nIk式中 kkxkm 考慮零件

23、幾何形狀和零件表面狀況的應(yīng)力集中系數(shù)；k x 與零件幾何形狀有關(guān)，對于零件表面有急劇過渡和開有鍵槽及緊配合區(qū)段， kx =1.5 2.5km與零件表面加工光潔度有關(guān)，此處取k=21.25=2.5考慮材料對應(yīng)力循環(huán)對稱的敏感系數(shù)，對碳鋼，低合金鋼0.2n I 安全系數(shù)，查 1 表 30 得 nI1.25因此 ,2143 ok 66 .2MPa(2.50.2) 1.6故,n ok 通過 .（2）強(qiáng)度計算軸所受的最大轉(zhuǎn)矩M I Im ax2 M e1.68146245.28MPa最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：maxM I Im ax245.2826.68MPaW3.140.0423/16許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：14 IIs2

24、16nII135MPa1.6式中： nII安全系數(shù)，由 1 表 2-21 查得 nII 1.6max II故合適。浮動軸的構(gòu)造如圖所示，中間軸徑高速浮動軸構(gòu)造如圖所示，中間軸徑d1d(5 10)50 55mm ，取d155mm高速浮動軸構(gòu)造153. 小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計計算3.1確定傳動方案經(jīng)比較后，確定采用下圖所示傳動方案：小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)傳動簡圖3.2選擇車輪及軌道并驗算其強(qiáng)度車輪最大輪壓：小車質(zhì)量估計取Gxc =2560kg輪壓，則 Pmax=（5000+2560）/4= 1890kg車輪最小輪壓： Pmin=Gxc /4=5000/4=1250kg初選車輪：由 1 表 3-8-15P360

25、，當(dāng)運(yùn)行速度40m/min1.6 ，工作級別為M5時，車輪直徑 Dc =250mm，許用 輪 壓 為11.8tPmax 。 GB4628 84規(guī) 定 ， 直 徑 系 為Dc =250,315,400,500,630mm，故初步選定車輪直徑Dc =250mm，而后校核強(qiáng)度。強(qiáng)度驗算：按車輪與軌道為線接觸及點接觸兩種情況驗算車輪接觸強(qiáng)度車輪踏面疲勞計算載荷：P c=（2Pmax+Pmin）/3= （21890+1250） /3=1677N16車輪材料為 ZG340-640， s=340Mpa， b=640Mpa 線接觸局部擠壓強(qiáng)度：P c =k1DclC 1C2=6.0 25026.13 11=3

26、9195sN式中, k 1 許用線接觸應(yīng)力常數(shù)（2表 5-2查得 k1=6.0N/mm），由 2l車輪與軌道有效接觸強(qiáng)度，對于 P24，l=b=26.13mmC1轉(zhuǎn)速系數(shù)，由 2 表 5-3 ，車輪轉(zhuǎn)速Nc=v/Dc=40/ （3.14*0.4）=31.85r/min時， C1 =1.0C2工作級別，由2 表 5-4 ，當(dāng)為 M5時，C2=1P c P c，故通過。點接觸局部擠壓強(qiáng)度：P c =k2R2C1C2/m3=0.132 2002 1 1/0.47 3=50855N2式中，k2 許用點接觸應(yīng)力常數(shù) （N/mm），由3 表 5-2 查得 k2=0.132R 曲 率 半 徑 ， 車 輪 與

27、 軌 道 曲 率 半 徑 中 的 大 值 。 車 輪R1 =D/2=250/2=125mm，軌道 R2 =200mm，故取 R=00mmm 由 R1/R2 比值所確定的系數(shù)， R1/R 2=125/200=0.625，由 3 表 5-5 查得 m=0.47P c Pc，故通過。; 驗算車輪強(qiáng)度大車車輪采用圓柱形踏面的雙輪緣車輪：材料選用 ZG340-640（相當(dāng)于 ZG55，正火后回火）車輪直徑 350mm。為了提高車輪的使用壽命， 車輪踏面和輪緣內(nèi)側(cè)進(jìn)行表面淬火， 便面強(qiáng)度達(dá)到 HB300 380. 對于淬硬層的深度，應(yīng)大于 1520mm，因輪壓Nmax=4192公斤，故選用 P18型鐵路鋼

28、軌（圓弧頂），由于軌頂面是弧形能適應(yīng)車輪的傾斜， 一級起重機(jī)跑偏的情況具有足夠的強(qiáng)度， 使壽命長，同時其軌頂應(yīng)有足夠的寬度以減少對基礎(chǔ)的比壓， 截面具有足夠的抗彎強(qiáng)度， 軌面一般與車輪配用，不再進(jìn)行強(qiáng)度校核。驗算車輪的疲勞強(qiáng)度由于車輪在使用中失效的主要原因是踏面疲勞損壞，車輪的計算蛀牙是踏面疲勞強(qiáng)度的計算。踏面疲勞計算載荷：PC=自 (4-11 式) 式中： PC-車輪他民疲勞計算載荷（N）17Pmax-起重機(jī)正常工作時的最大輪壓Pmin-起重機(jī)正常工作時的最小輪壓故PC=30.4KN因圓柱形踏面與圓弧頂鋼軌為點接觸所以車輪踏面的疲勞計算載荷應(yīng)滿足：;式中： C1-轉(zhuǎn)速系數(shù)，表 4-4 ，查得

29、 C1=1.13（插值法計算） C2-運(yùn)行機(jī)構(gòu)工作級別系數(shù)，表4-5 得： C2=1.00（工作級別為M5）K2-與車輪材料有關(guān)的點接觸應(yīng)力常熟，查4-6 得： K2=0.126（插值法計算）查得： ;b=640MPa s P3-39R-曲率半徑， P18 型軌道頂面曲率半徑，R=175mm，取車輪半徑與軌道頂曲面曲率半徑中之大值，故取R=175mmm由軌道頂面曲率半徑與車輪半徑之比所確定的系數(shù)：m=0.514根據(jù)比值，查 0.487 表 4-7 得： m=0.487 則：PC=30.4KN C1C2K2=37.75KN所以車輪疲勞強(qiáng)度校核通過。3.3運(yùn)行阻力的計算1. 摩擦阻力 Fm：小車滿

30、載運(yùn)行時的最大摩擦阻力：F m ( Q G ) 2 fd( Q G )D= （5000+2560)*0.015*9.8 =1111.3N式中，摩擦阻力系數(shù)，初步計算時可按(1) 表 2-3-5 查得=0.015 。滿載運(yùn)行時最小摩擦阻力：Fm0=( GQ ) 2 fdD= (5000 2560 ) 2 0.4 0.02 60 *9.8 25018=592.7N空載運(yùn)行時最小阻力：Fm1 =G(2 fd )D=2560*9.8*(0.4*2+0.02*60)/2500=200NF=0.4(查表 2-3-2)=0.02 （查表 2-3-3 ）2. 坡道阻力 F pFp =（Q+G） sin= （

31、5000+2560）*9.8*0.001=74N3. 風(fēng)阻力 F風(fēng) F 風(fēng) =0F j =1111.32+74+0=1185.32N3.4選電動機(jī)電動機(jī)的靜功率：Fj v 0Pj=m1000=1185.3243 . 70 .91601000=0.96kw式中， 機(jī)構(gòu)傳動效率，取0.9 式中Fj =Fm(Q=Q)滿載運(yùn)行時的靜阻力；m驅(qū)動電動機(jī)臺數(shù)m=1；對于橋式起重機(jī)的小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)可按下式初選電動機(jī)：P=kd Pj=1.33 0.96=1.27kw初選電動機(jī)功率：N=kd Nj =1.25*1.27=1.5kw式中， kd 電動機(jī)功率增大系數(shù)，由1 表 7-6 得 kd=1.25 。由附表選用

32、電動機(jī)YZR112M-，6 Ne=1.5kw，n1=877 r/min ，電動機(jī)質(zhì)量 74kg 。193.5驗算電動機(jī)發(fā)熱條件電機(jī)等效功率：Nx =K2.5 r Nj=0.751.12 1.27=1.06kw式中， K2.5工作類型參數(shù)，由2 表 6-4 查得 K2.5=0.75r由 (1) 按起重機(jī)工作場所得tq/tg=0.2 ，查得 r=1.12由此可知， Nx N e ，滿足發(fā)熱要求3.6選擇減速器車輪轉(zhuǎn)速：cVDC43.755.7/ minn =DC0.25r機(jī)構(gòu)傳動比：0n187715.7i=n255.7由1附表 40，選用 JSC-350-2 減速器。故 NJN3.7驗算起升速度和

33、實際所需功率實際運(yùn)行速度：i 031.539.826.8m / minVdc=Vdc46.7i 0誤差：VdcVdc31.526.814.8%15%Vdc31.5實際所需電動機(jī)靜功率：Nj =NJV dc3.7226.8Vdc3.15kw31.520由于 Nj Ne，故所選電動機(jī)和減速器均合適3.8驗算起動時間起動時間：t q=n1 mc(GD 2 ) 1(Q G) D 2C 38.2(mMq M J )i 20式中 n 1 =1000r/min ； m=1(驅(qū)動電動機(jī)臺數(shù) ) ；Mq=1.5Me=1.55.8955083N m1000Me JC25%時電動機(jī)額定扭矩：Me =9550 ne

34、(JC 25%)n1 ( JC 25%)3.9按起動工況校核減速器功率起動工況下校核減速器功率：N d=PdVdc1000m式中 P d=Pj +Pg=Pj +QGVdc g60tq (Q Q )1026.8=8100+(7000+20000)=17904Nm運(yùn)行機(jī)構(gòu)中同一傳動減速器的個數(shù)，m =1因此N d=1790426.88.89kw1000600.91所選用減速器的 N JC25%=6.9kwNd,故減速器合適。3.10驗算起動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)行驗算空載起動時，主動車輪與軌道接觸的圓周切向力：21vcP2 kdP1kT Q

35、 0Gxc2=g60tq QDc / 20700026.83500 0.0050.02 0.125235000.000529.81600.410.4 / 2=847.4 =8474N車輪與軌道的粘著力：FP f3500 0.2 700kg7000N T（ Q 0），故可能打滑。解（ Q 0）1決辦法是在空載起動時增大起動電阻，延長起動時間。滿載時起動，主動車輪與軌道接觸處的圓周切向力：T Q Q（ Q G XC 0vcP2 ( fd / 2)P1k）2（60tq (Q Q )D Cg= 320001120036.19.81603.8216000.00050.020.141.5216000.00

36、05+20.4 / 2=1069.5 =10695N車輪與軌道的粘著力：（Q Q）P1f2000070000.22700kg27000N T(Q Q ) ，故滿F2載起動時不會打滑，因此所選電動機(jī)合適。3.11選擇制動器由 2 查得，對于小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)制動時間t z 3 4s，取 tz =2s，因此，所需制動轉(zhuǎn)矩：2Q Gxc Dc2Q Gxc kd1n12M z38.2tzmcGDl2i0mi0= 1100011.150.86320000 7000 0.420.9138.2246.72222000070000.00050.020.125 10-246.70.9=27.2 Nm由附表 15 選用

37、 MW 10040 ，其制動轉(zhuǎn)矩 M ez112Nm考慮到所取制動時間tz2s與起動時間 t q1.23s很接近，故略去制動不打滑條件驗算3.12選擇高速軸聯(lián)軸器及制動輪高速軸聯(lián)軸器計算轉(zhuǎn)矩，由2（6-26 ）式：M c n8 M e1.35 1.817.5542.64Nm式中 M e 9750N e JC25%97501.817.55Nm 電動額定轉(zhuǎn)矩；n11000n 聯(lián)軸器的安全系數(shù)，運(yùn)行機(jī)構(gòu) n=1.35 ；8 機(jī)構(gòu)剛性動載系數(shù)，8 =1.2 2.0 ，取8 =1.8 。由附表 31 查電動機(jī) YZR112M-6兩端伸出軸各為圓柱d=32mm， l =80mm。由附表 37 查 JSC-

38、350 減速器高速軸端為圓柱形 d1 =22mm， l =50mm。故從 1 附表 41 選鼓形齒式聯(lián)軸器，主動端 A 型鍵槽 d1 =32mm，L=80mm；從動端 A 型鍵槽 d 2 =22mm，L=50mm。標(biāo)記為： GICL 聯(lián)軸器 3280 ZBJ19013-89。其公稱轉(zhuǎn)矩 TnNm 12250630，飛輪矩GD2=0.009kg m2，質(zhì)量Gl =5.9kgM c =42.65Nml高速軸端制動輪：根據(jù)制動器已選定為YWZ5 100 /18 ，由 1 附表 16選制動輪直徑 D z =100mm，圓柱形軸孔 d=32mm，L=80mm，標(biāo)記為：制動輪 100-Y32 JB/ZQ4

39、389-86 ，其飛輪矩 GD 2 Z = 0.2kg m2 ，質(zhì)量 Gz =10kg以上聯(lián)軸器與制動輪飛輪矩之和：GD 2 l + GD 2 z =0.209kg m2原估計 0.281kg m2 基本相符，故以上計算不需修改233.13選擇低速軸聯(lián)軸器低速軸聯(lián)軸器計算轉(zhuǎn)矩，可由前節(jié)的計算轉(zhuǎn)矩M c 求出M C 1M c i0142.64 15 0.9 287 Nm22由 1 附表 37 查得 ZSC-350減速器低速軸端為圓柱形 d=45mm，L=80mm，取浮動軸裝聯(lián)軸器軸徑 d=45mm，L=80mm，由1 附表 42 選用兩個 GICLZ4鼓形齒式聯(lián)軸器。其主動端：Y 型軸孔 A 型

40、鍵槽， d1 =45mm。從動端： Y型軸孔， A 型鍵槽， d2 =45m，L=80mm，標(biāo)記為GICLZ3聯(lián)軸器 4580ZBJ 19014 894580由前節(jié)已選定車輪直徑Dc =250mm，車輪軸安裝聯(lián)軸器處直徑d=45mm，L=80mm，同樣選用兩個GICLZ4 鼓形齒式聯(lián)軸器。其主動軸端：Y 型軸孔， A 型鍵槽 d1 =45m， L=80mm，從動端： Y 型軸孔， A型鍵槽 d2 =45mm，L=80mm，標(biāo)記為：GICLZ3 聯(lián)軸器 4580 ZBJ19014-8945803.14驗算低速浮動軸強(qiáng)度（1）疲勞驗算由4運(yùn)行機(jī)構(gòu)疲勞計算基本載荷M r max5M e i01.84

41、2.66 15.7 0.9 542 Nm22前節(jié)已選定浮動軸端直徑d=70mm，其扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：M r max54221.7 106N / m221.7MPan0.2 0.053W浮動軸的載荷變化為對稱循環(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 軸 計 算 ， 得1 140MPa , s 180MPa ，許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：1114011kn2.544.8MPak1.2524式中 k、n 1k通過n與起升機(jī)構(gòu)浮動軸計算相同（2）強(qiáng)度驗算由4 運(yùn)行機(jī)構(gòu)工作最大載荷MmaxM e1.6 1.842.6658i015.7 0.9 868N.m22式中5

42、考慮彈性振動的力矩增大系數(shù)，對突然起動的機(jī)構(gòu)，5 =1.5 1.7 ，此處取5 =1.6 ；8 剛性動載系數(shù)，取8 =1.8 。最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：maxM max86834.7106 N / m 234.7MPaW0.20.05 3許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：s180120MPan1.5max 故通過浮動軸直徑： d1d（510） =5055m取。d1 =50mm致謝非常感謝在我大學(xué)的最后學(xué)習(xí)階段畢業(yè)設(shè)計階段李達(dá)敏老師給自己的指導(dǎo)，從最初的定題，到資料收集，到寫作，修改，到論文定稿，他給了我耐心的指導(dǎo)和無私的幫助，為了指導(dǎo)我們的畢業(yè)論文，他放棄了自己的休息時間，他的這種無私奉獻(xiàn)的敬業(yè)精神令人欽佩，在此我向他表示

43、我誠摯的謝意。同時，感25謝所有的任課老師和所有同學(xué)在這四年來為自己的指導(dǎo)和幫助， 是他們教會了我專業(yè)知識，教會了我如何學(xué)習(xí)，教會了我如何做人。正是由于他們，我才能在各方面取得顯著的進(jìn)步， 在此向他們表示我由衷的謝意， 并祝所有的老師培養(yǎng)出越來越多的優(yōu)秀人才，桃李滿天下！通過這一段的努力，我的畢業(yè)設(shè)計終于完成了， 這意味著大學(xué)生活即將結(jié)束。在大學(xué)階段，我在學(xué)習(xí)上和思想上都受益匪淺， 這除了自身的努力外， 與各位老師，同學(xué)和朋友的關(guān)心，支持和鼓勵是分不開的。在我的設(shè)計過程中，我的指導(dǎo)老師傾注了大亮點心血，從選題到開題報告，從寫作提綱，到一遍一遍的指出我設(shè)計中的具體問題，嚴(yán)格把關(guān)，循循善誘，在此我表示衷心感謝。 同時我還要感謝在我學(xué)習(xí)期間給我極大關(guān)心和支持的各位要是以及關(guān)心我的同學(xué)和朋友。畢業(yè)設(shè)計是一次再系統(tǒng)學(xué)習(xí)的過程， 畢業(yè)設(shè)計的完成， 同樣也意味著新的學(xué)習(xí)生活的開始。 我將銘記我曾是一名河南科技學(xué)院新科學(xué)院的學(xué)子， 在今后的工作中把新科學(xué)院的優(yōu)良傳統(tǒng)發(fā)揚(yáng)光大。感謝各位老師的批評指導(dǎo)。