0403031丁志榮龍門起重機(jī)大車機(jī)構(gòu)的三維設(shè)計(jì)

《0403031丁志榮龍門起重機(jī)大車機(jī)構(gòu)的三維設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《0403031丁志榮龍門起重機(jī)大車機(jī)構(gòu)的三維設(shè)計(jì)（23頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 前言 1.1 國(guó)內(nèi)外龍門起重機(jī)發(fā)展的方向[2] 龍門起重機(jī)是用來降低笨重的體力勞動(dòng)強(qiáng)度、提高工作生產(chǎn)效率、實(shí)現(xiàn)安全快捷生產(chǎn)的起重運(yùn)輸設(shè)備。起重機(jī)作為關(guān)鍵的工藝裝卸設(shè)備或者主要的輔助機(jī)械在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門中有著十分廣泛的應(yīng)用。龍門起重機(jī)作業(yè)于方形場(chǎng)地及其上空，多用于森林、船廠、港口碼頭等處的物品裝卸。隨著世界科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)階段國(guó)際上龍門起重機(jī)朝著液壓化、大型化、高效率、多用途的方向發(fā)展。這在不同程度上使龍門起重機(jī)的產(chǎn)品趨于標(biāo)準(zhǔn)化，參數(shù)、尺寸規(guī)格化和零部件通用化，為起重機(jī)械制造的自動(dòng)化和機(jī)械化提供了便捷的條件。同時(shí)國(guó)外有的企業(yè)也基本上實(shí)現(xiàn)了零部件的連續(xù)生

2、產(chǎn)，應(yīng)用了光電系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)以及激光器切割下料系統(tǒng)，形成的生產(chǎn)自動(dòng)控制和管理系統(tǒng)廣泛用于搬運(yùn)、平料、組裝。 1.1.1國(guó)內(nèi)起重機(jī)的發(fā)展方向[2] （1）改進(jìn)起重機(jī)械的結(jié)構(gòu)，減輕了自重 目前計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)已經(jīng)在國(guó)內(nèi)起重機(jī)開始使用，這樣可以用來提高整體龍門起重機(jī)的技術(shù)性能和同時(shí)減輕起重機(jī)的自重，并在此前提下采用新結(jié)構(gòu)。 （2）充分吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù) 目前，我國(guó)起重機(jī)行業(yè)已經(jīng)明顯落后于西方國(guó)家。但是，我們可以充分吸收和利用國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，這樣一來可以明顯縮短設(shè)計(jì)周期，提高起重機(jī)質(zhì)量，降低生產(chǎn)的成本。 （3）

3、向大型化方向發(fā)展 由于能源工業(yè)越來越受到國(guó)家的的重視和資助，政府建造了許多大中型水電站，同樣發(fā)電機(jī)組越來越大。特別是長(zhǎng)江三峽工程的建設(shè)對(duì)大型起重機(jī)的需要量迅速上升。我們可以預(yù)見是大噸位高性能的起重機(jī)前景廣闊，將來的需要量非常大的。 1.1.2國(guó)外起重機(jī)的發(fā)展方向[2] （1）簡(jiǎn)化設(shè)備結(jié)構(gòu)，減輕自重，降低生產(chǎn)成本 芬蘭 Kone 公司的起重機(jī)就是一個(gè)很好的例子。其中他們公司生產(chǎn)的起升結(jié)構(gòu)的小車與架一段梁減速器的外殼合二為一，定滑輪與卷筒連組為一體。同時(shí)，絞車運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用三合一驅(qū)動(dòng)裝置，減輕了龍門起重機(jī)的自重。

4、 （2）更新零部件，提高整機(jī)性能 法國(guó)Patain公司的主梁采用偏軌箱型梁，其高、寬之比為4-3.5 左右，粱高是打筋板間距的1/2倍，就不用小筋板。將搭接方式運(yùn)用于主梁與梁端的連接。 （3）設(shè)備大型化 隨著世界經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，起重機(jī)設(shè)備的重量和體積越來越趨于大型化，調(diào)運(yùn)幅度和其重量也有所增加，為了節(jié)省使用和生產(chǎn)費(fèi)用，其服務(wù)適用范圍和場(chǎng)地也隨之增大。 （4）機(jī)械化運(yùn)輸系統(tǒng)的組合應(yīng)用 國(guó)外一些大型起重機(jī)廠為了降低生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)率，把起重機(jī)巧妙地

5、組合在一起，形成了先進(jìn)的機(jī)械化運(yùn)輸系統(tǒng)。 1.1.3 國(guó)內(nèi)外起重機(jī)的比較[2] 現(xiàn)在，我國(guó)工程龍門起重機(jī)行業(yè)的發(fā)展也已經(jīng)有了很好的基礎(chǔ)，生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品門類，大、中、小企業(yè)框架的發(fā)展環(huán)境也都比較好，但與此同時(shí)我國(guó)同國(guó)際先進(jìn)的起重機(jī)制造廠家相比起來差距還是比較大的，主要表現(xiàn)在產(chǎn)品的可使用壽命、可靠性、人性化設(shè)計(jì)、管理模式和高新技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用上。相對(duì)而言，我國(guó)自主發(fā)明創(chuàng)造的能力還比較薄弱，有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品相對(duì)還比較少，大部分新產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù)還靠依賴于引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)；另一方面對(duì)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的消化、吸收、創(chuàng)新能力不足。其次，對(duì)市場(chǎng)反應(yīng)的速度比較慢，

6、產(chǎn)品更新的周期比較長(zhǎng)。中國(guó)起重機(jī)機(jī)械市場(chǎng)雖然在保持持續(xù)增長(zhǎng)的現(xiàn)狀，但中國(guó)起重機(jī)機(jī)械行業(yè)技術(shù)的發(fā)展仍然任重而道遠(yuǎn)。 隨著我國(guó)生產(chǎn)業(yè)和制造業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步，起重機(jī)機(jī)械制造業(yè)也得到長(zhǎng)足的發(fā)展和應(yīng)用，其中機(jī)械領(lǐng)域也已經(jīng)從無(wú)到有、從小到大慢慢地發(fā)展起來，逐步建立了一批起重機(jī)機(jī)械的科研機(jī)構(gòu)和大規(guī)模生產(chǎn)工廠。這些工廠不僅產(chǎn)品的種類齊全，而且有了自己的制造系列和標(biāo)準(zhǔn)。不但能生產(chǎn)輕小型的起重機(jī)，同時(shí)也能生產(chǎn)大噸位、技術(shù)先進(jìn)的大型起重機(jī)。但是總的來說，與世界先進(jìn)水品比起來，不管是在產(chǎn)品的數(shù)量、品種方面，亦或者在機(jī)械的質(zhì)量、性能方面都存在著較大的差距。我們應(yīng)該在獨(dú)立自主的前提下，學(xué)習(xí)國(guó)

7、外先進(jìn)技術(shù)，努力趕超世界先進(jìn)水平。 1.2 龍門起重機(jī)的現(xiàn)狀 1.2.1 龍門起重機(jī)是減輕笨重的體力勞動(dòng)、提高工作效率、實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的起重運(yùn)輸設(shè)備。在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門的物質(zhì)生產(chǎn)和物資流通中，起重機(jī)作為關(guān)鍵的工藝設(shè)備或主要的輔助機(jī)械，應(yīng)用十分廣泛。龍門起重機(jī)可在長(zhǎng)方形場(chǎng)地及其上空作業(yè)，多用于車間、倉(cāng)庫(kù)、露天堆場(chǎng)等處的物品裝卸。隨著我國(guó)物流業(yè)的迅猛發(fā)展,貨物運(yùn)輸?shù)娜找娣泵?集裝箱龍門起重機(jī)在港口、碼頭、貨場(chǎng)起著不可替代的作用[1]。 1.2.2 龍門起重機(jī)的分類[2]： 普通龍門起重機(jī)：這種起重機(jī)在日常生活中的用途最為廣泛，可以搬運(yùn)各種成件物品以及散狀物

8、料，其起重量一般在100噸以下，跨度為4～35米。其中使用抓斗的普通門起重機(jī)工作級(jí)別相對(duì)較高。 水電站龍門起重機(jī):水電站龍門起重機(jī)主要用來吊運(yùn)和啟閉閘門,同時(shí)也可進(jìn)行安裝作業(yè)。起重量可以達(dá)80～500噸,只是跨度較小,為8～16米；起升速度普遍較低,為1～5米/分。這種起重機(jī)雖然不是經(jīng)常使用，但一旦使用起來工作卻十分繁重，所以要適當(dāng)提高工作級(jí)別。 造船龍門起重機(jī)：造船龍門起重機(jī)用于船臺(tái)裝拼船身，常常備有兩臺(tái)起重小車來同時(shí)裝拼：一臺(tái)有兩個(gè)主鉤，在橋架上的軌道上運(yùn)行；另一臺(tái)只有一個(gè)主鉤和一個(gè)副鉤，在橋架下的軌道上運(yùn)行，這樣以便翻轉(zhuǎn)和吊裝大型的船體分段。這種起重機(jī)起重量一般為100～1500噸；

9、跨度也很大?？梢赃_(dá)185米；起升速度一般為為 2～15米/分，同時(shí)還有0.1～0.5米/分的微動(dòng)速度。 集裝箱龍門起重機(jī)：集裝箱龍門起重機(jī)用于集裝箱碼頭使用。拖掛起重機(jī)將船上的集裝箱運(yùn)載橋卸下來，并運(yùn)到堆場(chǎng)或后方,再由集裝箱龍門起重機(jī)堆碼起來或直接裝車運(yùn)走,可加快集裝箱運(yùn)載橋或其他起重機(jī)的周轉(zhuǎn)?？啥逊鸥?～4層、寬6排的集裝箱的堆場(chǎng)，一般用輪胎式,也有用有軌式的。集裝箱龍門起重機(jī)與集裝箱跨車相比，其跨度和門架兩側(cè)的高度都較大。為適應(yīng)港口碼頭的運(yùn)輸需要，這種起重機(jī)的工作級(jí)別較高。起升速度為8～10米/分；跨度根據(jù)需要跨越的集裝箱排數(shù)來決定,最大為60米左右相應(yīng)于20英尺、30英尺、40英尺長(zhǎng)集

10、裝箱的起重量分別約為20噸、25噸和30噸[2]。 2 龍門起重機(jī)大車機(jī)構(gòu)整體方案設(shè)計(jì)[6] 門式起重機(jī)(以下簡(jiǎn)稱門機(jī)) 屬于大型起重設(shè)備, 廣泛使用在車站、碼頭、廠礦等露天作業(yè)場(chǎng)所, 其大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)用于沿固定軌道在行程長(zhǎng)度方向上改變起重機(jī)的工作位置。起重機(jī)使用的用途和場(chǎng)合不同, 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的使用特點(diǎn)也不同。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展, 新興行業(yè)不斷涌現(xiàn), 對(duì)門機(jī)的需求量越來越大, 要求越來越高。大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)成為保證起重機(jī)整機(jī)性能的關(guān)鍵機(jī)構(gòu)。因此, 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的參數(shù)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)選型格外重要[3]。 2.1 驅(qū)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)可分為分別驅(qū)動(dòng)

11、和集中驅(qū)動(dòng)。若龍門起重機(jī)兩邊支腿下面的驅(qū)動(dòng)輪分別由獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)裝置來驅(qū)動(dòng)，則稱為分別驅(qū)動(dòng)；若只由一套驅(qū)動(dòng)裝置通過中間傳動(dòng)軸來驅(qū)動(dòng)兩邊支腿下面的驅(qū)動(dòng)輪，則稱為集中驅(qū)動(dòng)。由于集中驅(qū)動(dòng)方式對(duì)傳動(dòng)軸力學(xué)要求嚴(yán)格，且不利于龍門起重機(jī)的啟動(dòng)和制動(dòng)，故我選擇分別驅(qū)動(dòng)。 驅(qū)動(dòng)裝置是由電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、減速裝置和車輪等組成。按照減速方式的不同，驅(qū)動(dòng)裝置可以分為：采用立式減速器的驅(qū)動(dòng)裝置、采用臥式減速器的驅(qū)動(dòng)裝置、采用渦輪減速器的驅(qū)動(dòng)裝置等。在此次設(shè)計(jì)中，我選擇采用臥式減速器的驅(qū)動(dòng)裝置。此裝置的動(dòng)力源來自于電動(dòng)機(jī)，然后電動(dòng)機(jī)經(jīng)過臥式減速器、末級(jí)開式齒輪傳動(dòng)減速后，帶動(dòng)車輪傳動(dòng)。此驅(qū)動(dòng)裝置可以有效的降

12、低減速器的負(fù)擔(dān)，壓縮安裝空間，使機(jī)構(gòu)更加緊湊。 2.2 支承裝置的設(shè)計(jì) 龍門起重機(jī)在枕木支承的軌道上運(yùn)行，其許用輪壓為10000—20000kg；在混凝土和鋼結(jié)構(gòu)支承的軌道上運(yùn)行的許用輪壓為60000kg。當(dāng)輪壓過大時(shí)。往往用增加車輪數(shù)目的方法來降低車輪的輪壓。為使每個(gè)車輪的輪壓均勻，在結(jié)構(gòu)上采用均衡臺(tái)車的形式。本文設(shè)計(jì)的是二輪均衡臺(tái)車，車輪固定在均衡梁上，且兩個(gè)車輪距離中間的支撐架距離相等，以保證兩個(gè)車輪輪壓均等。 2.3 車輪和軌道的設(shè)計(jì) 2.3.1車輪的選擇 車輪是起支承起重機(jī)使其沿軌道運(yùn)行的作用。車輪的輪緣有雙輪緣、單輪緣、無(wú)輪緣三種。輪緣的

13、作用是導(dǎo)向和防止脫軌。其中大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用雙輪緣機(jī)構(gòu)。車輪的踏面可制成圓柱形、圓錐形和鼓形。因?yàn)槲也捎玫氖欠謩e驅(qū)動(dòng)，所以我的車輪選用圓柱形。如圖2.1： 圖2.1 車輪參數(shù)表 表2.1： 單位：mm D B B1 H 600 160 110 20 同時(shí)大車輪距要大于跨度的1/6[4]，本次設(shè)計(jì)的龍門起重機(jī)跨度為26米，所以打車的輪距取5米。 三維設(shè)計(jì)如圖2.2：

14、 圖2.2 2.3.2軌道的選擇 龍門起重機(jī)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的軌道多采用P型與QU型起重機(jī)專用鋼軌[5]。為了和車輪相配合，我選用P50型號(hào)的軌道。如圖2.3： 圖2.3 軌道參數(shù)表 表2.2： 單位：mm h b B1 Y1 Y2 l r 152 70 132 71 81 46 13 3 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)

15、的驅(qū)動(dòng)裝置[6] 3.1 計(jì)算運(yùn)行靜阻力 龍門起重機(jī)的直線運(yùn)行靜阻力有：摩擦阻力、坡度阻力和風(fēng)阻力。 3.1.1 摩擦阻力 由三部分構(gòu)成了龍門起重機(jī)的直線運(yùn)行摩擦靜阻力：車輪沿軌道滾動(dòng)摩擦阻力、車輪軸承中的摩擦阻力、附加摩擦阻力?？偟哪Σ领o阻力的計(jì)算公式為： P摩=（Q+G）K附（kg） (3.1) 式中：Q————額定起重量（kg）； G————龍門起重機(jī)的自重（kg）； D輪————車輪直徑（cm）； K————滾動(dòng)摩擦系數(shù)（cm）； d————車輪軸承內(nèi)徑（mm）； ————軸承摩擦系

16、數(shù)； K附————附加阻力系數(shù)； 查閱《龍門起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表8—9，在選取車輪參數(shù)為600mm的前提下，取K=0.06。由于選擇滾動(dòng)軸承且為滾珠式的，查閱表8—10得=0.015。在車輪參數(shù)為600mm的前提下，軸承選擇型號(hào)為32220的滾動(dòng)軸承，內(nèi)徑為100mm。查表8—11得附加阻力系數(shù)K附=1.3。 所以，摩擦阻力: P摩=(Q+G)==1842.8 3.1.2坡度阻力 當(dāng)龍門起重機(jī)在有一定坡度的軌道上運(yùn)行時(shí)，須克服相應(yīng)的坡度阻力。坡度阻力的計(jì)算公式為：P坡=（Q+G）K坡

17、 （3.2） 其中K坡為坡道阻力系數(shù)，Q為額定起重量，G為龍門起重機(jī)自重。 查表8—12得K坡=0.001. 所以，坡度阻力P坡=（200000+115000）0.001=315。 3.1.3貨物風(fēng)載阻力 當(dāng)龍門起重機(jī)在室外工作時(shí)，還要考慮其風(fēng)阻力。計(jì)算公式為： P風(fēng)=q（F起+F貨）C（kg） （3.3） 其中，q————工作狀態(tài)下的正常風(fēng)壓，在這里取q=400kg/m2。 F起————龍門起重機(jī)的迎風(fēng)面積，包括主桁架、

18、支腿、沿小車方向的風(fēng) 載等，在這里取F起=480m2。 F貨————起吊貨物的迎風(fēng)面積，在這里取F貨=12m2。 C————風(fēng)載體形系數(shù)，取C=0.38。 所以，P風(fēng)=400（480+12）0.38=74784。 3.1.4 總的運(yùn)行靜阻力 總的運(yùn)行靜阻力P靜=P摩+P坡+P風(fēng)=1842.8+315+74784=76941.8 3.2 按靜功率初選電動(dòng)機(jī) 靜功率 N靜= （3.4） v————龍門起重機(jī)的運(yùn)行速度，v=30m/min。 m————電動(dòng)機(jī)的數(shù)目，m=2。

19、 ————運(yùn)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率，取=0.91。 所以N靜= ==20。 初選電動(dòng)機(jī)N=K電N靜=1.120=22。 查詢電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品目錄，選擇YZR200L-6型，其參數(shù)如表3.1： 電機(jī)參數(shù)表 表3.1： 型號(hào) 額定功率 轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)子飛輪矩 最大扭矩 YZR200L-6 22 964 6.99 2.88 3.3 減速器的選擇 起重機(jī)運(yùn)輸機(jī)構(gòu)的減速器雙面受力，而且起制動(dòng)時(shí)慣性矩較大[7]。 3.3.1 定出傳動(dòng)比 由電機(jī)的轉(zhuǎn)速和龍門起重機(jī)的運(yùn)行速度定出傳動(dòng)比： ===60 （3.5） （3.6） n——

20、——電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速（）； n輪————車輪轉(zhuǎn)速（）。 3.3.2 減速器的輸入功率 對(duì)于運(yùn)行機(jī)構(gòu)，減速器的輸入功率按啟動(dòng)工況確定： N= （3.7） 其中，P慣————起重機(jī)啟動(dòng)時(shí)的慣性力（kg）； P慣===3937.5 （3.8） v————龍門起重機(jī)的運(yùn)行速度，v=30m/min。 m————減速器的個(gè)數(shù)； 平————啟動(dòng)時(shí)的平均加速度（m/s2）。 ————運(yùn)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率，取=0.91。 N===31.3 根據(jù)以上計(jì)算，選取減速器的型號(hào)為Z

21、Q-850-3，輸入減速器的功率為33KW， 許用轉(zhuǎn)速為1000r/min，輸出軸上的短暫允許扭矩為11040，輸出軸端的最大容許載荷8900，傳動(dòng)比為31.5。 同時(shí)選擇聯(lián)軸器的型號(hào)為L(zhǎng)TZ13，許用轉(zhuǎn)速為1000，公稱轉(zhuǎn)矩為16000。 3.4 起動(dòng)時(shí)間的驗(yàn)算 滿載、上坡、逆風(fēng)時(shí)的 上坡時(shí)間： （3.9） 其中，————電動(dòng)機(jī)平均啟動(dòng)力矩； ————滿載時(shí)電動(dòng)機(jī)的靜力矩； n————電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）； ————電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子風(fēng)輪矩； ————電動(dòng)機(jī)軸上帶制動(dòng)聯(lián)軸器的飛輪

22、矩； k ————轉(zhuǎn)動(dòng)件飛輪矩影響系數(shù)，換算到電動(dòng)機(jī)軸上時(shí)可取=1.1-1.2, 在這里取1.2； 其他符號(hào)同前。 滿載運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)的靜力矩： （3.11） 根據(jù)表8-13得。 （3.12） 所以 = 4s8-10s 3.5電動(dòng)機(jī)的過載能力驗(yàn)算 電機(jī)的過載能力

23、的驗(yàn)算，其目的是為了校核電動(dòng)機(jī)是否能克服在室外工作的龍門起重機(jī)在工作狀態(tài)最大風(fēng)壓所引起的載荷，以免工作中發(fā)生停車現(xiàn)象。其計(jì)算式為： ————電動(dòng)機(jī)實(shí)際最大力矩（） ————滿載時(shí)電動(dòng)機(jī)的靜力矩（）； ————電動(dòng)機(jī)最大力矩倍數(shù)； ————電動(dòng)機(jī)額定力矩（）； ————電動(dòng)機(jī)的個(gè)數(shù)； 所以= （3.13） ,電機(jī)可以用。 3.6制動(dòng)器的選擇 龍門起重機(jī)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的制動(dòng)器是為了保正起重機(jī)的安全運(yùn)行，提高工作效率而設(shè)計(jì)的一種裝置，對(duì)于在室外工作的起重機(jī)，其制動(dòng)器的制動(dòng)力矩應(yīng)該滿足在滿載、順風(fēng)、

24、及下坡情況下，使起重機(jī)停住[8]，即： （） （3.14） 其中，————電動(dòng)機(jī)的靜力矩； ————制動(dòng)時(shí)間（s）； = 65.7 故選擇制動(dòng)器的型號(hào)為YWZ-200/25，制動(dòng)輪直徑為200mm，推動(dòng)器型號(hào)為YT1-25。 3.7打滑驗(yàn)算 為了使起重機(jī)運(yùn)行時(shí)可靠的啟動(dòng)或制動(dòng)，應(yīng)分別對(duì)驅(qū)動(dòng)輪做啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí)的打滑驗(yàn)算。 起動(dòng)時(shí)要求： （3.15） 其中，————粘著系數(shù)，這里取0.12； ————粘著安全系數(shù)，可取 =1.05-1.2，這里取1.1； ————機(jī)構(gòu)在起動(dòng)時(shí)的傳動(dòng)效率； ————驅(qū)動(dòng)輪

25、的輪壓（）,在這里為4700； ————電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子飛輪矩之和（)； ————電動(dòng)機(jī)上帶制動(dòng)輪聯(lián)軸器的飛輪矩（）； ————其他傳動(dòng)件飛輪矩影響系數(shù)，換算到電動(dòng)機(jī)上時(shí)可取 =1.1-1.2，在這里取1.1； ————驗(yàn)算打滑一側(cè)電動(dòng)機(jī)的平均起動(dòng)力矩（）; ————起重機(jī)起重時(shí)的平均加速度（）； 式子左邊= 式子右邊 = 式子成立，車輪不打滑。 4 運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)[9] 4.1 臥式齒輪的傳動(dòng)設(shè)計(jì) 4.1.1選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 根據(jù)設(shè)計(jì)傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10—8查詢， 選用7級(jí)精度。根

26、據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10—1可以選擇小齒輪的材料為40Cr，大齒輪為45鋼，其中40Cr調(diào)制處理，硬度為280HBS，45鋼調(diào)制處理，硬度為240HBS，兩者材料硬度差為40HBS。傳動(dòng)比為1.9，初選小齒輪齒數(shù)z1為18，則大齒輪齒數(shù)z2為34。 4.1.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 按式，進(jìn)行計(jì)算； （4.1） （1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1）試選載荷系數(shù)。 2）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 （4.2） 3）由表10-7選取齒寬系數(shù)=1。 4）由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)。 5）由圖10-21

27、d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。 6）由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)，。 7）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。取失效率為1%，安全系數(shù)S=1，由式（10-12）得： （4.3） （4.4） （2）計(jì)算 1）試算小齒輪的分度圓直徑，帶入中較小的值。 2）計(jì)算圓周速度： 3）計(jì)算 齒寬。 4）計(jì)算齒寬與齒高之比。模數(shù)。齒高 。 5）計(jì)算載荷系數(shù)。 查表10-2得使用系數(shù)KA=1，根據(jù)v=0.48，7級(jí)精度，由圖10-

28、8查得 動(dòng)載荷系數(shù)=1.04；直齒輪，;由表10-4用插值法查得7級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支承懸臂布置時(shí)，，再由查圖10-13得;故載荷系數(shù)： （4.5） 6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校核所算得的分度圓直徑，由式（10-10a）得： （4.6） 7）計(jì)算模數(shù)。 （4.7） 4.1.3按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式為： （4.8） （1） 確定計(jì)算參數(shù) 1） 由圖10-20c查得小齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限。 2） 由圖10-18取彎曲疲勞

29、壽命系數(shù),。 3） 計(jì)算彎曲疲勞壽命許用應(yīng)力。取彎曲疲勞安全系數(shù)=1.4，由式10-12得： （4.9） （4.10） 4）計(jì)算載荷系數(shù)。 5)查詢齒形系數(shù)。查得，。 6）查取應(yīng)力校正系數(shù)。查得,。 7）計(jì)算大小齒輪的并加以比較。 大齒輪數(shù)值大。 （2） 設(shè)計(jì)計(jì)算

30、 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取模數(shù)值為16，則齒面接觸疲勞強(qiáng)度和齒根彎曲疲勞強(qiáng)度都滿足。 則，取18，大齒輪齒數(shù)。 4.1.4幾何尺寸計(jì)算 （1） 計(jì)算分度圓直徑，。 （2） 計(jì)算中心距 （3） 計(jì)算齒輪寬度 取。 小齒輪三維圖形如圖4.1： 圖4.1 大齒輪三維圖形如圖4.2： 圖4.2 4.2 主動(dòng)輪軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 4.2.1 求出軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 取制動(dòng)器，減速器，聯(lián)軸器，臥式減速

31、器的總傳動(dòng)效率為[10]，則 。同時(shí)主動(dòng)輪軸的轉(zhuǎn)速和車輪相同為。 則 （4.12） 4.2.2 求出作用在齒輪上的力 （4.13） （4.14） ————圓周力。 ————徑向力。 4.2.3 初步確定軸的最小直徑 先按式15-2初步估算軸的最小直徑，選取軸的材料為40，調(diào)制處理。根據(jù)表15-3，取A0=98，于是得。軸的最小直徑是安裝軸承的處得直徑。取100mm。 4.2.4 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖4.3：

32、 圖4.3 其中C和D處有一處為危險(xiǎn)截面。 C處：由支座反力引起的=2139628，由齒輪切向力引起的=7852000。 所以總的 （4.15） 扭矩 （4.16） 利用彎扭合成應(yīng)力公式校核； （4.17） 其中————抗彎抗扭截面系數(shù)； 前已選定材料為40Cr，調(diào)制處理，由表15-1查得=70MPa。因?yàn)楣拾踩? 4.3 小齒輪軸的設(shè)計(jì) 4.2.1 求出軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 取制動(dòng)器，減速器，聯(lián)軸器，的總傳動(dòng)效率為，則 。同時(shí)小齒輪軸的轉(zhuǎn)速為。則

33、 ————小齒輪軸的傳入功率。 ————電動(dòng)機(jī)的輸出功率。 ————小齒輪軸上的轉(zhuǎn)矩。 4.2.2 求出作用在齒輪上的力 (4.18) (4.19) 4.2.3 初步確定軸的最小直徑 先按式15-2初步估算軸的最小直徑，選取軸的材料為40，調(diào)制處理。根據(jù)表15-3，取A0=98，于是得。軸的最小直徑是安裝小齒輪的處得直徑。取90mm。 4.3.4 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖4.4 4.4 從動(dòng)輪1軸的設(shè)計(jì) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 圖4.5 4.5 從動(dòng)輪2軸的設(shè)計(jì)

34、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下： 圖4.6 5 安全技術(shù) 正確的潤(rùn)滑能決定起重機(jī)各機(jī)構(gòu)的使用壽命，因此潤(rùn)滑技術(shù)是起重機(jī)維護(hù)的重要程序之一。 5.1 潤(rùn)滑方式 起重機(jī)的主要潤(rùn)滑方式有集中潤(rùn)滑和分散潤(rùn)滑。當(dāng)起重機(jī)的起重量偏大時(shí)，采用電動(dòng)泵開油和手動(dòng)泵開油的集中潤(rùn)滑。而當(dāng)龍門起重機(jī)的起重量是中小噸位時(shí)大多采用分散潤(rùn)滑。潤(rùn)滑的時(shí)候用油杯或油槍對(duì)潤(rùn)滑點(diǎn)分別滴油[6]。本設(shè)計(jì)采用分散潤(rùn)滑。 5.2 潤(rùn)滑油料 錠子、齒輪油、變壓器油是龍門起重機(jī)最常用的輪滑油[11]。齒輪油中含有較多的角質(zhì)和瀝青質(zhì)，粘度較大。錠子油和變壓油則相反，其中所含有的角質(zhì)

35、和瀝青質(zhì)比較少，所以錠子油和變壓油的粘度小，且流速性好。 龍門起重機(jī)常用的潤(rùn)滑脂包括：復(fù)合鋁基潤(rùn)滑脂、鈣基潤(rùn)滑脂、工業(yè)鋰基潤(rùn)滑脂等。我們應(yīng)該根據(jù)不同的部件和使用條件，相對(duì)適時(shí)的選用潤(rùn)滑脂和潤(rùn)滑時(shí)間，這樣可以保證龍門起重機(jī)大車機(jī)構(gòu)安全有效地運(yùn)行。我這里設(shè)計(jì)的是臥式減速器，選用飛濺潤(rùn)滑[12]。 6 結(jié) 論 本次計(jì)的任務(wù)是設(shè)計(jì)龍門起重機(jī)的大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)，通過對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置以及運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，這其中包括了電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器

36、、減速器、聯(lián)軸器等的選擇和臥式傳動(dòng)齒輪、軸的設(shè)計(jì)與校核，我對(duì)龍門起重機(jī)的大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)有了充分的了解。并且所選擇和設(shè)計(jì)的內(nèi)容都滿足相關(guān)規(guī)定和要求，本次設(shè)計(jì)達(dá)到了設(shè)計(jì)初期的目的。 世界上發(fā)達(dá)的工業(yè)國(guó)家已經(jīng)進(jìn)入新的技術(shù)革命時(shí)代，在那些國(guó)家出現(xiàn)了大量的新技術(shù)，使企業(yè)向分散化、專業(yè)化、小型化方向發(fā)展[15]。而我國(guó)，現(xiàn)階段還處在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)周期化階段，發(fā)明創(chuàng)造能力遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家，落后發(fā)達(dá)國(guó)家20年之久[16]。所以，我們必須調(diào)整生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，企業(yè)管理秩序，努力把我們的企業(yè)改革成獨(dú)立的專業(yè)化工廠。 7 參 考 文 獻(xiàn) [1]袁玫

37、. 集裝箱龍門起重機(jī)大車走行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算[M].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2005（5）：117-119. [2] [3]胡斌仁. 門式起重機(jī)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)典型結(jié)構(gòu)分析[J].起重機(jī)運(yùn)輸機(jī)械，2010（4）：34-35. [4]穆祥貞，白廣利，劉廣東等.龍門起重機(jī)的設(shè)計(jì)[J].機(jī)械工程師2009（7）：143-144. [5]徐格寧，張維平. K-10000 塔式起重機(jī)大車軌道強(qiáng)度及軌枕間距計(jì)算[J].起重機(jī)運(yùn)輸機(jī)械，2001（9）:6-8. [6]張質(zhì)文，起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]北京，中國(guó)鐵路出版社，1998. [7]胡天明.30/10t龍門起重機(jī)減速器的設(shè)計(jì)[M].建設(shè)機(jī)械技術(shù)與管理，2007

38、,11:107-108. [8]謝合嶺，鄭樹民. 門式起重機(jī)大車運(yùn)行制動(dòng)方案的改進(jìn)[J].起重機(jī)運(yùn)輸機(jī)械，1995,02:11-13. [9]濮良貴，紀(jì)名剛.齒輪傳動(dòng)[M].機(jī)械設(shè)計(jì)，2009,05:186-213，360-385. [10]王勇兵.U型龍門起重機(jī)大車減速高速軸的改進(jìn)[J].起重機(jī)運(yùn)輸機(jī)械，2004,01:62. [11] 郭建農(nóng). 四軌龍門起重機(jī)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計(jì)[J].起重機(jī)運(yùn)輸機(jī)械，2000（7）：35. [12] 梁俊杰. 橋( 門) 式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)接地存在的問題[J].起重機(jī)運(yùn)輸機(jī)械，2007（5）：68-69. [13]穆祥貞，白廣利，劉廣東等.龍

39、門起重機(jī)的設(shè)計(jì)[J].機(jī)械工程師2009（7）：143-144. [14] [15] Mohd Ashraf Ahmad. Active Sway Suppression Techniques of a Gantry Crane System[J]. Active Sway Suppression Techniques of a Gantry Crane System，2009（3）：322-333. [16] V.A. Kopnov. Fatigue life prediction of the metalwork of a travelling gantry crane[J]. Eknteriuburg，2010（2）:12-25. - 22 -