2TL立柱式懸臂起重機(jī)的設(shè)計(jì)與分析【9張CAD全套圖紙】

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購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 湘潭大學(xué) 畢業(yè)論文說明書 題 目： 2柱式懸臂起重機(jī)的設(shè)計(jì)與分析 學(xué) 院： 專 業(yè)： 學(xué) 號(hào)： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 完成日期： I 2T 立柱式旋臂起重機(jī)的設(shè)計(jì) 摘要： 起重機(jī)是工程實(shí)際中廣泛應(yīng)用的特種設(shè)備。而旋臂起重機(jī)是近年發(fā)展起來的中小型起重裝備，安全可靠，具備高效、節(jié)能、省時(shí)省力、靈活和結(jié)構(gòu)獨(dú)特等特點(diǎn) 解起重機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀、分析起重機(jī)的工作原理、系統(tǒng)組成、所要求實(shí)現(xiàn)的功能和相應(yīng)的結(jié)構(gòu)上必不可少的。該設(shè)計(jì)主要針對(duì)起升機(jī)構(gòu)選擇相應(yīng)的零部件及技術(shù)參數(shù)，使其既能很好的實(shí)現(xiàn)起重機(jī)的運(yùn)行還不互相干涉且配合良好，也對(duì)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)做了詳細(xì)的分析介紹。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的定柱式旋臂起重機(jī)，存在著結(jié)構(gòu)笨重和剛度不足的缺陷， 隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，對(duì)產(chǎn)品提出了更高的要求，采用現(xiàn)代設(shè)計(jì)對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)和計(jì)算方法技術(shù)提升，已迫在眉睫。 關(guān)鍵詞 ： 起重機(jī)；起升機(jī)構(gòu)；回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) f 2is in is in of to of of of is on of it in to be is in of is in in in a to is 目錄 前言 ............................................................................................................................................... 1 第一章 起重機(jī)設(shè)計(jì)總則 ................................................................................................................. 2 我 國(guó)起重機(jī)械行業(yè) [5] ....................................................................................................... 2 國(guó)際起重機(jī)械行業(yè) [中國(guó)百科網(wǎng) ] ............................................................................................. 2 起重機(jī)的作用、作業(yè)特點(diǎn) [1] .......................................................................................... 3 起重機(jī)的組成 [9]............................................................................................................... 3 重機(jī)的類型 [9]................................................................................................................. 3 臂起重機(jī)介紹 [百度百科 ] ...................................................................................................... 4 第二章 起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ................................................................................................................. 6 定起升機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方案 ................................................................................................ 6 電動(dòng)葫蘆的選擇 .............................................................................................................. 7 鋼絲繩的選擇與使用 ...................................................................................................... 8 確定滑輪的參數(shù) .............................................................................................................. 9 確定卷筒尺寸并驗(yàn)算其強(qiáng)度 .......................................................................................... 9 動(dòng)機(jī)的選擇 .................................................................................................................. 12 算起升速度和實(shí)際所需功率 ...................................................................................... 13 速器的設(shè)計(jì) ................................................................................................................... 14 式齒輪的設(shè)計(jì) ............................................................................................................... 36 筒心軸的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度計(jì)算 ......................................................................................... 39 物裝置計(jì)算 [5] ............................................................................................................. 41 絲繩在卷筒上的固定及計(jì)算 [7] ................................................................................. 42 算啟動(dòng)、制動(dòng)時(shí)間 [5] .................................................................................................. 44 第三章 運(yùn)行機(jī)構(gòu)與變幅機(jī)構(gòu) ....................................................................................................... 46 行機(jī)構(gòu) [9] ...................................................................................................................... 46 幅機(jī)構(gòu) [5] ....................................................................................................................... 46 第四章 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ............................................................................................................... 47 轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的組成及常用形式 [5] ........................................................................................ 47 荷計(jì)算 [9] ....................................................................................................................... 49 轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置計(jì)算 [5] ........................................................................................................ 50 動(dòng)機(jī)的選擇與校驗(yàn) ...................................................................................................... 53 定機(jī)構(gòu)速比選擇聯(lián)軸器 ............................................................................................... 54 動(dòng)器的選擇 ................................................................................................................... 54 速器的選擇 ................................................................................................................... 55 栓組連接的設(shè)計(jì) [8] ....................................................................................................... 55 度的校核 ...................................................................................................................... 57 第五章 金屬結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) ............................................................................................................. 59 計(jì)起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的基本要求 [12] .............................................................................. 59 柱的設(shè)計(jì)計(jì)算 [11].......................................................................................................... 59 梁設(shè)計(jì)計(jì)算 [11] ............................................................................................................. 61 總結(jié) ................................................................................................................................................ 62 致謝 ................................................................................................................................................ 63 參考文獻(xiàn) ......................................................................................................................................... 64 1 前言 起重機(jī)是一種非標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械設(shè)備，通常是按訂單生產(chǎn)的。一般情況是，首先根據(jù)用戶對(duì)設(shè)備提出的性能參數(shù)、外形尺寸、質(zhì)量、價(jià)格等方面的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后開始生產(chǎn)。 起重機(jī)械種類繁多，應(yīng)用十分廣泛。近年來，工程起重機(jī)械異常迅猛，持續(xù)火爆，新理念、新技術(shù)、新材料不斷給予起重機(jī)械新的活力，因而起重機(jī)械行業(yè)的工程技術(shù)人員隨之面臨著新的挑戰(zhàn)和考驗(yàn)。 起重機(jī)是一種循環(huán)、間歇運(yùn)動(dòng)的機(jī)械，主要用于物品的裝卸。一個(gè)工作循環(huán)一般包括：取物裝置從取物地點(diǎn)由起升機(jī)構(gòu)把物品提起，運(yùn)行、旋轉(zhuǎn)或變幅機(jī)構(gòu)把物品移位，然后物品在指定地點(diǎn)下降；接著進(jìn)行反向運(yùn)動(dòng)，使取物裝置回到原位，以便進(jìn)行下一次的工作循環(huán)。在兩個(gè)工作循環(huán)之間，一般有短暫的停歇。由此可見，起重機(jī)械工作時(shí)，各機(jī)構(gòu)經(jīng)常是處于起動(dòng)、制動(dòng)以及正向、反向等相互交替的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中的。起重機(jī)是各種工程建設(shè)廣泛應(yīng)用的重要起重設(shè)備，它對(duì)減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省人力，降低建設(shè)成本，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，加快建設(shè)速度，實(shí)現(xiàn)工程施工機(jī)械化起著十分重要的作用。針對(duì)這一需求，本設(shè)計(jì)以立柱式旋臂起重機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算、三維建模和有限元仿真為主要內(nèi)容。 2 第一章 起重機(jī)設(shè)計(jì)總則 我國(guó)起重機(jī)械行業(yè) [5] 起重機(jī)與工程機(jī)械一樣，是真正具有中國(guó)特色的名稱與概念。我國(guó)起重機(jī)主要包括塔式起重機(jī)、汽車起重機(jī)、履帶式起重機(jī)、施工升降機(jī)、門式起重機(jī)、門座起重機(jī)、輪胎起重機(jī)、桅桿式起重機(jī)和攬索式起重機(jī)等。 我國(guó)工程機(jī)械行業(yè)已經(jīng)發(fā)展成機(jī)械工業(yè) 10大行業(yè)之一，我國(guó)也進(jìn)入了工程機(jī)械生產(chǎn)大國(guó)之列。工程起重機(jī)械用途廣泛，市場(chǎng)遍布國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門，其中主要有交通運(yùn)輸、能源、 原材料、農(nóng)林水利、城鄉(xiāng)發(fā)展以及現(xiàn)代化國(guó)防六大領(lǐng)域。工程起重機(jī)械是保證各種工程建 設(shè)實(shí)現(xiàn)高速度、高質(zhì)量和低成本的重要手段。 隨著我國(guó)深化改革，擴(kuò)大開放和發(fā)展社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)等一系列重大政策的貫徹實(shí)施， 起重機(jī)械行業(yè)在技術(shù)水平、科研條件、品種數(shù)量、產(chǎn)品質(zhì)量、專業(yè)化生產(chǎn)程度、生產(chǎn)規(guī)模、出口創(chuàng)匯、用戶服務(wù)、企業(yè)組織結(jié)構(gòu)優(yōu)化、高等教育及人才培養(yǎng)諸方面，均獲得了很大進(jìn)步，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域和國(guó)防現(xiàn)代化建設(shè)中正發(fā)揮著舉足輕重的作用。我國(guó)已經(jīng)成為世界貿(mào)易組織正式成員國(guó)，這也為起重機(jī)械的更大發(fā)展提供了新的機(jī)遇。 國(guó)際起重機(jī)械行業(yè) [中國(guó)百科網(wǎng) ] 歐洲作為工程起重機(jī)的發(fā)源地，也是經(jīng)濟(jì)非常發(fā)達(dá)的地 區(qū)，代表輪式起重機(jī)的最高水平，最負(fù)盛名的生產(chǎn)企業(yè)有利勃海爾、德馬克，同時(shí)還有森內(nèi)博根、德國(guó)格魯夫、多田野·法恩、波塔恩、奧米格、里格、 地區(qū)主要現(xiàn)狀為：主要生產(chǎn)全地面起重機(jī)、履帶式起重機(jī)，緊湊型輪胎起重機(jī)，也生產(chǎn)少量汽車起重機(jī)。其中全路面起重機(jī)、履帶起重機(jī)以中大噸位為主；緊湊型輪胎起重機(jī)則以小噸位為主；汽車起重機(jī)一般為通用底盤組裝全地面上車，即以改裝為主。其產(chǎn)品技術(shù)先進(jìn)、性能高、可靠性高，產(chǎn)品遍布全球。美國(guó)工程起重機(jī)相對(duì)落后于歐洲水平。近年來，通過收購和合并的手段，先是格魯夫收購了歐洲老牌 起重機(jī)企業(yè)克虜伯公司，然后特雷克斯收購了德國(guó)德馬克；隨后，馬尼托瓦克兼并了包括美國(guó)格魯夫公司在內(nèi)的國(guó)內(nèi)大部分工程起重機(jī)企業(yè)，使美國(guó)工程起重機(jī)行業(yè)得以蓬勃發(fā)展。目前該地區(qū)主要生產(chǎn)輪胎起重機(jī)、履帶式起重機(jī)、全路面起重機(jī)和汽車起重機(jī)。主要生產(chǎn)企業(yè)為馬尼托瓦克，特點(diǎn)是技術(shù)較先進(jìn)、性能較高、可靠性能高，其中汽車底盤技術(shù)和全路面技術(shù)領(lǐng)先于歐洲，產(chǎn)品主要銷往美州地區(qū)和亞太地 區(qū)。 日本作為二戰(zhàn)后崛起的經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國(guó)，輪式起重機(jī)開發(fā)生產(chǎn)雖然起步較晚（起步于 20 世紀(jì) 70 年代），但發(fā)展很快，很受亞太市場(chǎng)的歡迎；同時(shí)，日本通過收 購的手段來更新技術(shù)，加快發(fā)展速度，如日本多田野收購德國(guó)法恩底盤公司來發(fā)展其全路面技術(shù)。日本主要生產(chǎn)汽車起重機(jī)、履帶起重機(jī)、越野輪胎起重機(jī)、全路面起重機(jī)，其中越野輪胎起重機(jī)產(chǎn)量最大，汽車起重機(jī)的產(chǎn)量次之，呈減少趨勢(shì)，全路面起重機(jī)的產(chǎn)量最少，呈上升趨勢(shì)，主要生產(chǎn)企業(yè)為多田野、加藤、神鋼、日立、小松等。產(chǎn)品特點(diǎn)是技術(shù)水平、性能、可靠性落后于歐美水平， 40%的產(chǎn) 3 品用于出口。 起重機(jī)的作用、作業(yè)特點(diǎn) [1] 起重機(jī)械作用主要表現(xiàn)在減輕工人的繁重體力勞動(dòng)，加快施工與作業(yè)進(jìn)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低施工與 作業(yè)成本、提高質(zhì)量等方面。 起重機(jī)是以反復(fù)的循環(huán)方式完成貨物裝卸或設(shè)備安裝作業(yè)的。一個(gè)工作循環(huán)包括：取物、貨物上升、水平運(yùn)動(dòng)、下降、卸載，然后空吊具返回原地。一個(gè)工作循環(huán)時(shí)間一般從幾分鐘到二三十分鐘，其間各機(jī)構(gòu)在不同時(shí)刻有短暫的停歇時(shí)間。這一特點(diǎn)決定了電動(dòng)機(jī)的選擇和發(fā)熱計(jì)算方法；由于反復(fù)起動(dòng)和制動(dòng)，各機(jī)構(gòu)和結(jié)構(gòu)將受到強(qiáng)烈的震動(dòng)和沖擊，載荷是正反向交替作用的。許多重要構(gòu)件承受不穩(wěn)定變幅應(yīng)力的作用，這些都對(duì)構(gòu)件的強(qiáng)度產(chǎn)生較大的影響。 起重機(jī)屬于危險(xiǎn)性作業(yè)的設(shè)備，它發(fā)生事故造成的損失將是巨大的。所以起重機(jī) 設(shè)計(jì)和制造一定要嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。 起重機(jī)的組成 [9] 起重機(jī)由產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)、承受載荷的金屬結(jié)構(gòu)、提供動(dòng)力和起控制作用的電氣設(shè)備及各種指示裝置等四大部分組成。 起重機(jī)機(jī)構(gòu)有四類，即：使貨物升降的起升機(jī)構(gòu)；做平面運(yùn)動(dòng)的運(yùn)行機(jī)構(gòu)；使起重機(jī)旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；改變回轉(zhuǎn)半徑的變幅機(jī)構(gòu)。每一機(jī)構(gòu)均由電動(dòng)機(jī)、減速傳動(dòng)系統(tǒng)及執(zhí)行裝置等組成。 重機(jī)的類型 [9] 可根據(jù)使用要求，設(shè)計(jì)任何合適的起重機(jī)形式。但從構(gòu)造特征來看，種類繁多的起重設(shè)備可歸納為三大類。 1. 單動(dòng)作起 重設(shè)備 這類起重設(shè)備是使貨物作升降運(yùn)動(dòng)的起升機(jī)構(gòu)。常見有下列幾種： 1）千斤頂 一種升降行程很小，舉升能力較大的小型起重設(shè)備。螺旋千斤頂或齒條千斤頂可用于汽車維修；液壓千斤頂可將大型起重機(jī)頂起以跟換車輪。 2）滑車（俗稱葫蘆） 一種用鏈條或鋼絲繩與滑輪構(gòu)成的省力滑輪組，結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量輕，是一種可攜帶的起重工具，有手動(dòng)和電動(dòng)兩種。電動(dòng)葫蘆則是一種電動(dòng)起升機(jī)構(gòu)，配有運(yùn)行小車后可在空間布置的工字鋼軌上運(yùn)行，構(gòu)成單軌架空道，是一種生產(chǎn)流水線上空的自動(dòng)運(yùn)貨車。電動(dòng)葫蘆可作為梁式起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)。 3）絞車 由電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速器、卷筒、驅(qū)動(dòng)鋼絲繩滑輪組成的起重設(shè)備，用以起吊重物或產(chǎn)生牽引力。在礦山、建筑工地及艦船等處應(yīng)用。各類起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)都是一種絞車。絞車也有液壓或內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的。 4）升降機(jī) 一種由絞車拖動(dòng)吊箱，吊箱延軌道升降的起重設(shè)備。在建筑工地上應(yīng)用的建筑升降機(jī)是一種典型的形式。在高層建筑中應(yīng)用的電梯是供人員上下樓梯使用的，是一種安全信號(hào)設(shè)備齊全，自動(dòng)控制的、且制造很精良的載人升降機(jī)。礦山使用的礦井提升機(jī)與電梯類似，單更加大型化。 4 2. 橋式類型起重機(jī) 依靠運(yùn)行機(jī)構(gòu)和運(yùn)行小車運(yùn) 行機(jī)構(gòu)組成，使起重的貨物做平面運(yùn)動(dòng)，再加上置于小車上的起升機(jī)構(gòu)，作業(yè)的范圍是長(zhǎng)方形空間。根據(jù)結(jié)構(gòu)形式不同有下列幾種： 1）橋式起重機(jī)。 2）門式起重機(jī)，包括裝卸橋，岸邊集裝箱起重機(jī)。 3）纜索起重機(jī) 纜索起重機(jī)是一種特殊類型的橋式類型起重機(jī)，它的小車在特制的承載鋼索上運(yùn)行，承載鋼索支承于兩個(gè)塔架的頂端，跨度在 100常在大型建設(shè)工程中使用，如大型水電工程的大壩施工等。岸邊集裝箱起重機(jī)也是門式類型起重機(jī)，它的特點(diǎn)是有很長(zhǎng)的伸臂，可以跨越大型船舶進(jìn)行集裝箱裝卸，門架的跨度不大， 但可以通過集裝箱汽車。其他起重機(jī)特點(diǎn)將在下詳述。 依靠起重機(jī)的回轉(zhuǎn)和變幅機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的組合，使起吊的貨物作水平運(yùn)動(dòng)，作業(yè)范圍是圓柱形空間，由于起重機(jī)整體還可以延一定軌道運(yùn)行，所以，這類起重機(jī)的作業(yè)范圍是比較大的，它又可分為如下幾種： 1）塔式起重機(jī)。 2）門座起重機(jī)。 3）流動(dòng)起重機(jī)。 4）浮式起重機(jī)。 浮式起重機(jī)是以自行船舶為行駛裝置的起重機(jī)，設(shè)計(jì)時(shí)要時(shí)要考慮起重機(jī)在水上會(huì)搖擺的特點(diǎn)。 臂起重機(jī)介紹 [百度百科 ] 構(gòu)獨(dú)特，安全可靠 ，具備高效、節(jié)能、省時(shí)省力、靈活等特點(diǎn)，三維空得內(nèi)隨意操作，在段距、密集性調(diào)運(yùn)的場(chǎng)合，比其它常規(guī)性吊運(yùn)設(shè)備更顯示其優(yōu)越性。本產(chǎn)品廣泛用于各種行業(yè)的不同場(chǎng)所。懸臂起重機(jī)工作強(qiáng)度為輕型，起重機(jī)由立柱，回轉(zhuǎn)臂回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置及電動(dòng)葫蘆組成，立柱下端通過地腳螺栓固定在混凝土基礎(chǔ)上，由擺線針輪減速裝置來驅(qū)動(dòng)旋臂回轉(zhuǎn)，電動(dòng)葫蘆在旋臂工字鋼上作左右直線運(yùn)行，并起吊重物。起重機(jī)旋臂為空心型鋼結(jié)構(gòu)，自重輕，跨度大，起重量大，經(jīng)濟(jì)耐用。內(nèi)置式行 旋臂吊 走機(jī)構(gòu)，采用帶滾動(dòng)軸承的特種工程塑料走輪，摩擦力小，行走輕快；結(jié)構(gòu)尺寸 小，特別有利于提高吊鉤行程。 懸臂起重機(jī)系列可分為： 1)定柱式懸臂起重機(jī)； 2) 3)移動(dòng)式懸臂起重機(jī)； 4)墻壁式懸臂起重機(jī)； 5)臂行式懸臂起重機(jī)； 6)輕型龍門式懸臂起重機(jī)； 7)曲臂式懸臂起重機(jī)； 8)雙臂式懸臂起重機(jī)。 5 定柱式懸臂起重機(jī)又稱立柱式懸臂起重機(jī)，起重量在 125凱力起重自行研制的產(chǎn)品，可以根據(jù)客戶需求設(shè)計(jì)定制的專用起重設(shè)備。 立 柱式旋臂吊具有結(jié)構(gòu)新穎、合理、簡(jiǎn)單、操作方便、回轉(zhuǎn)靈活、作業(yè)空間大等優(yōu)點(diǎn)，是節(jié)能高效的物料吊運(yùn)設(shè)備，可廣泛適用于廠礦、車間的生產(chǎn)線、裝配線和機(jī)床的上、下工作及倉庫、碼頭等場(chǎng)合的重物吊運(yùn)。定柱式旋臂吊根據(jù)其旋臂所使用型鋼的不同可以分為： 本機(jī)由立柱、回轉(zhuǎn)旋臂及電動(dòng)葫蘆等組成。立柱下端固定于混泥土基礎(chǔ)上，旋臂回轉(zhuǎn)，可根據(jù)用戶需求進(jìn)行回轉(zhuǎn)?；剞D(zhuǎn)部分分為手動(dòng)和電動(dòng)回轉(zhuǎn)（擺線針輪減速劑安裝與上托板或者下托板上帶動(dòng)轉(zhuǎn)管旋臂回轉(zhuǎn)）。電動(dòng)葫蘆安裝在旋臂軌道上，用于起吊重物。 6 第二章 起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 定起升機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方案 起升機(jī)構(gòu)包括：取物裝置，鋼絲繩卷繞系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)裝置等部分，用來實(shí)現(xiàn)物品的上升與下降動(dòng)作。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求所給參數(shù)，起重量 Q=2t,屬于小起重量旋臂起重機(jī)。主要技術(shù)要求參數(shù)如下： 表 2起重機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 起重量 Q 起升高度 H 跨度 L 起升速度 V 回轉(zhuǎn)速度 轉(zhuǎn)角范圍 2t 10m 6m 8m/280 傳動(dòng)裝置中廣泛采用減速器，它是原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間獨(dú)立的閉合傳動(dòng)裝置，用來降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩以滿足各種工作機(jī)的需要。根據(jù)設(shè)計(jì)要求及分析，給出如下兩個(gè)傳動(dòng)方案： 圖 2第一種傳動(dòng)方案 1— 電動(dòng)機(jī)； 2、 5— 聯(lián)軸器 ;3— 減速器； 4— 開式齒輪； 6— 卷筒 圖 2第二種傳動(dòng)方案 1— 電動(dòng)機(jī)； 2— 聯(lián)軸器； 3— 減速器； 4— 開式齒輪； 5— 卷筒 7 圖 2— 1 這種方案是最簡(jiǎn)單也是最通用的一種傳動(dòng)方式，電動(dòng)機(jī) 1 通過聯(lián)軸器 2與減速器 3聯(lián)系，減速 器的低速軸與開始齒輪連接再與卷筒連接。在這一傳動(dòng)方式中，由于電動(dòng)機(jī)緊靠減速器，為了補(bǔ)償電動(dòng)機(jī)及減速器高程誤差，或底架受力時(shí)的變形，聯(lián)軸器需要采用調(diào)節(jié)性能較好的彈性聯(lián)軸器或雙齒輪聯(lián)軸器。聯(lián)軸器靠減速器側(cè)帶有制動(dòng)輪，以便使制動(dòng)器能可靠地制動(dòng)住懸掛的貨物。這種方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝及維修比較方便。適合于與小型起升機(jī)構(gòu)。 圖 2后一級(jí)齒輪做成開式齒輪傳動(dòng)，這種與卷筒的連接方式比較容易，減速器低速軸的伸出軸帶有外齒輪，與卷筒法蘭內(nèi)齒輪嚙合，起到聯(lián)軸器的作用，另外，伸出軸還有支承座。卷筒的左端伸出軸通過滾動(dòng) 軸承支承在減速器伸出軸的支承座上。這種結(jié)構(gòu)非常緊湊，但是安裝需要起重工具給予協(xié)助。這種方案適用于起重量較大時(shí)。 電動(dòng)葫蘆的選擇 由額定起重量為 2t,起升高度為 10米，通過查閱“龍馬起重”（靖江市龍馬起重設(shè)備有限公司 ）選擇電動(dòng)葫蘆為號(hào)為 技術(shù)性能如下表： 表 2— 2 技術(shù)性能 參數(shù) 單位 起重量 2 噸 起升高度 12 米 起重速度 8/ /分 運(yùn)行速度 20 米 /分 鋼絲繩繩經(jīng) 11 毫米 鋼絲繩規(guī)格 × 37字鋼軌道型號(hào)（ 20運(yùn)行軌道最小半徑 2 米 起升電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率 3 千瓦 額定速度 1380 轉(zhuǎn) /分 額定電流 運(yùn)行電機(jī)型號(hào) 額定功率 瓦 額定轉(zhuǎn)速 1380 轉(zhuǎn) /分 額定電流 機(jī)構(gòu)工作級(jí)別 重量（ 295 千克 8 鋼絲繩的選擇與使用 鋼 絲繩是起重機(jī)機(jī)械的重要零件之一，它是一種易于彎曲的撓性件。具有強(qiáng)度高、撓型好、自重輕、運(yùn)行平穩(wěn)，極少突然斷裂等特點(diǎn)，因而廣泛用于起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)，也可用于旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。它還用作捆綁物件的繩索、桅桿起重機(jī)的張緊繩、纜索起重機(jī)和空氣索道的牽引繩、承載繩等。 鋼絲繩受力復(fù)雜，受載時(shí)，鋼絲繩中有拉升應(yīng)力、彎曲應(yīng)力、擠壓應(yīng)力及鋼絲繩捻制下的殘余應(yīng)力。當(dāng)鋼絲繩繞過滑輪時(shí)，受到變應(yīng)力作用使材料產(chǎn)生疲勞，最終由于鋼絲繩與繩槽、鋼絲繩之間磨損而破斷。 因?yàn)樵谄鹕^程中，鋼絲繩的安全至關(guān)重要，所以要保證鋼絲繩的 使用壽命，為此我們采用一下措施： 1）盡量減少鋼絲繩的彎曲次數(shù)； 2）高安全系數(shù)，即降低鋼絲繩的應(yīng)力； 3）選用較大的滑輪與卷筒直徑。 滑輪槽的尺寸與材料對(duì)鋼絲繩的壽命有很大的關(guān)系，其太大會(huì)使鋼絲繩與滑輪接觸面積減小，太小會(huì)使鋼絲繩與槽壁間的摩擦劇烈，甚至?xí)ㄋ馈? 1. 鋼絲繩破斷拉力計(jì)算 由《起重吊裝簡(jiǎn)易計(jì)算》 [2]可知，鋼絲繩破斷拉力計(jì)算公式如下： ????? ? 4 2 （ 2 式中 鋼絲繩的破斷拉力（ N） 鋼絲繩中每一根鋼絲的直徑 n — 鋼絲繩中每一根鋼絲的總根數(shù) b? — 鋼絲繩中鋼絲的抗拉強(qiáng)度（ 鋼絲繩中鋼絲的總斷面面積 2? — 鋼絲繩中的搓捻不均勻引起的受載不均勻系數(shù) （當(dāng)鋼絲繩為 6× 37+1 時(shí)， ? =鋼絲繩為 6× 19+1時(shí)， ? = 本設(shè)計(jì)選用 6× 37+1型鋼絲繩，與以同徑者 6× 19+1型相比較，鋼絲多且細(xì)，則繩的撓性好，而耐磨性稍差，在此基礎(chǔ)上還能滿足我們的需求。所以我們選用6× 37+1型鋼絲繩（ 驗(yàn)算 6× 37+1 型 0 02 2 2)a x ???????? ? (2 驗(yàn)算 6× 19+1 型 9 0 01 1 4)a x ??????? ? （ 2 2. 鋼絲繩允許拉力的計(jì)算 通過查閱《起重吊裝簡(jiǎn)易計(jì)算》 [2]表 1— 8，用于機(jī)動(dòng)起重設(shè)備的安全系數(shù) ～ 6，我們選用較大的安全系數(shù) K=6，滑輪組倍率 2?m ，則可以的鋼絲繩的允許拉力為： b ?? （ 2 確定滑輪的參數(shù) 滑輪是是起重機(jī)的承載零件，可以引導(dǎo)和改變 繩索拉力方向，用以支承鋼絲繩，平衡鋼絲繩分支的拉力，組成滑輪組，達(dá)到勝利和增速的作用?；喞K槽尺寸應(yīng)保證鋼絲繩順利繞過且接觸面積應(yīng)盡可能大，以避免產(chǎn)生鋼絲繩與滑輪輪緣的摩擦甚至是跳槽?；営奢喚?、輪輻和輪轂三部分組成的?；喌木唧w尺寸，可按鋼絲繩直徑由起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)查得。 鋼絲繩繞過滑輪尺寸時(shí)要產(chǎn)生橫向變形，故滑輪槽底半徑應(yīng)稍大于鋼絲繩半徑，鋼絲繩直徑小時(shí) 絲繩直徑大時(shí) 滑輪的主要尺寸是換輪直徑 D，輪轂寬度 B 和繩槽尺寸，起重機(jī)常用鑄造滑輪已標(biāo)準(zhǔn)化（ 87）?；喗Y(jié)構(gòu)尺寸可按鋼絲繩直徑進(jìn)行選定。 1） 工作滑輪直徑 （ 2 式中 0D — 按鋼絲繩中心計(jì)算的滑輪直徑（鋼絲繩卷繞直徑） d — 鋼絲 繩直徑， 2e — 輪繩直徑比。 查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 2— 3，根據(jù)機(jī)構(gòu)工作級(jí)別，取繩經(jīng)比系數(shù) e=16,則可得 1761611m ??=280，由附表選用鋼絲繩直徑為 d=11輪直徑D=280，滑輪軸直徑為 0 滑輪標(biāo)記為 87— 11×280 確定卷筒尺寸并驗(yàn)算其強(qiáng)度 卷筒是起升機(jī)構(gòu)和牽引機(jī)構(gòu)中卷繞鋼絲繩的部件。起升機(jī)構(gòu)的卷筒是用來卷繞并儲(chǔ)存鋼絲繩的，卷筒大多用鑄鐵鑄造：大卷筒和單件生產(chǎn)的卷筒，用鋼板焊 10 接。卷筒承受起升載荷的作用，應(yīng)有做狗剛性的底座予以支承，而卷筒的軸應(yīng)該是靜定支承。 根據(jù)鋼絲繩在卷筒卷繞層數(shù)分為單層卷筒和多層卷筒，卷筒材料采用不低于40的鑄鐵，特殊是可采用 號(hào)鋼板焊成。 卷筒直徑的大小直接影 響鋼絲繩的彎曲程度，為保證鋼絲繩壽命，卷筒直徑不能太小，卷筒直徑必須大于鋼絲繩直徑的一點(diǎn)倍數(shù)，卷筒直徑一般為： 0 ? （ 2 式中 0D — 卷筒卷繞直徑（鋼絲繩中心所在直徑）， 1e — 與機(jī)構(gòu)工作 級(jí)別和鋼絲有關(guān)的系數(shù)； d — 鋼絲繩直徑， 帶入數(shù)字得 9 818110 ???為了適當(dāng)?shù)臏p少卷筒的長(zhǎng)度，則應(yīng)該選用較大直徑的卷筒，根據(jù)《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》 [7]表 14— 1，選用直徑 D=300卷筒，卷筒槽尺寸由表 14— 3 得4,槽底半徑 R=準(zhǔn)槽）。 圖 2— 3是卷筒的大體形狀及尺寸。 圖 2— 3 單層繞卷筒長(zhǎng)度 210 2 ??（ 2 式中 0L — 卷筒上車螺旋槽部分的長(zhǎng)度， 1L — 無繩槽卷筒端部尺寸，根據(jù)構(gòu)造需要選定， 2L — 固定鋼絲繩所需要的查長(zhǎng)度， 2 ? ， 11 ( 10m a ?? ?（ 2 式中 最大起升高度， m — 滑輪組倍率； 0D — 卷繞計(jì)算直徑，由鋼絲繩中心算起的直徑， 1Z — 為固定鋼絲繩的安全圈數(shù)， Z ； p — 繩槽節(jié)距 — 4~2(? 。 綜上，帶入數(shù)得： 1514)23 1 00 0 0(0 ???? ??21431 ??? 21432 ??? 4142843152210 ???????（ 2 取 00? 。 3. 卷筒壁厚 ? 6~12)10~6(??? （ 2 取 14?? 卷筒壁中承受復(fù)雜的應(yīng)力，包括起升鋼絲繩拉力纏繞而產(chǎn)生的壓應(yīng)力，鋼絲繩拉力產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)和彎曲應(yīng)力，根據(jù)分析扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的應(yīng)力非常小，可忽略不計(jì)，卷筒壁中的應(yīng)力主要是鋼絲繩在卷筒壁上產(chǎn)生的壓縮應(yīng)力。而當(dāng)卷筒的長(zhǎng)度小于或等于 3 倍卷筒直徑，即當(dāng) ? 時(shí)，主要計(jì)算壓應(yīng)力，彎曲和扭轉(zhuǎn)的合成應(yīng)力一般不大于壓應(yīng)力的 %15~%10 ，所以只計(jì)算壓應(yīng)力是合理的，此時(shí)卷筒內(nèi)表面上的最大壓應(yīng)力為 )]([Sm a 壓??? ?? （ 2 式中 1A — 多層卷繞系數(shù)，該 值與鋼絲繩卷繞層數(shù)有關(guān)； 2A — 應(yīng)力減小系數(shù)，考慮繩圈繞入時(shí)對(duì)筒壁有減小作用，一般可取2A = 鋼絲繩中最大靜拉力； 12 ? — 卷筒壁厚，可按 下列初選： 鑄鋼卷筒 d?? 鑄鐵卷筒 )? D? t — 卷筒繩槽節(jié)距； ][壓? — 許用壓應(yīng)力 對(duì) 鋼 2][ s?? ?壓（ s? — 屈服強(qiáng)度） 對(duì)鑄鐵 5][ y?? ?壓（ y? — 抗壓強(qiáng)度） 所以 M p 7 2 4 4 8 90 1 0 1 2 m a ????? ?? 壓 （ 2 選用灰鑄鐵 00?，許用壓應(yīng)力為 ? ? M ?壓?因?yàn)?? ?壓壓 ?? ?，所以抗彎強(qiáng)度符合要求。 動(dòng)機(jī)的選擇 3 . 2 7 K 86 1 2 082 0 0 06 1 2 0 ???? ?起靜N (2 式中 起Q — 起升載荷重量， V— 物品上升速度（米 /分）； 0? — 機(jī)構(gòu)總效率，一般取 為了滿足電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間不過熱要求，對(duì)起升機(jī)構(gòu)，可按下式初選相應(yīng)于機(jī)構(gòu)的 %的電動(dòng) 機(jī)功率： （千瓦）靜電 （ 2 式中 電k — 系數(shù)。 由《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》 [7]表 8— 10，取 1?電k ，則 13 ??查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》 [4]附表 6— 3選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)，選用電動(dòng)機(jī)為 動(dòng)機(jī)型號(hào)為 6，電動(dòng)機(jī)工作制為 時(shí)工作制），工作定額為 30分，額定功率為 4定轉(zhuǎn)速為 915r/ 電動(dòng)機(jī)工作因?yàn)闇厣l(fā)熱，過高的溫升會(huì)使繞組的絕緣材料加速老化，故需要對(duì)按靜功率選擇的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行發(fā)熱驗(yàn)算，以控制電動(dòng)機(jī)溫升在容許的范圍內(nèi)。 按照工作類型系數(shù)法，由《起重機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)例》 [9]表 2— 9 可知 %25等效功率為 靜等效 N?? ?N（ 2 ? 的值結(jié)合《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》 [7]表 8— 14和圖 8— 37得 ，則 2 k 2 70 ???等效等效 N?N，所以所選電動(dòng)機(jī)滿足要求。 算起升速度和實(shí)際所需功率 驅(qū)動(dòng)裝置總傳動(dòng)比 筒 （ 2 式中 n — 電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn) /分） 筒n — 穩(wěn)定時(shí)卷筒的轉(zhuǎn)速 m i n/i n/20 ???? ?筒（ 2 式中 m — 滑輪組倍率； v — 物品上升速度（米 /分）； 所以 ?? ???誤差： %15][%008 ???????? ?? v 14 實(shí)際所需等效功率： ????（ 2 N ?'，驗(yàn)算合格。 速器的設(shè)計(jì) 因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)到減速器高速軸用聯(lián)軸器連接，其傳動(dòng)比為 1。 本設(shè)計(jì)采用 二級(jí)圓柱斜齒輪減速器，減速器傳動(dòng)比為 20，開式齒輪傳動(dòng)比為 對(duì)于兩級(jí)圓柱齒輪減速器，一般按齒輪浸油高度要求，即按各級(jí)齒輪直徑相近的條件分配傳動(dòng)比， 21 ) ，所以這里分配的 i ， i 。 m 8m 1 53322311201??????筒(2 （ 2 其中 01? 、 02? 、 03? 依次為電動(dòng)機(jī)..??????與Ⅰ軸，Ⅱ軸與軸，Ⅲ 軸與 3軸間的傳遞效率，所以帶入數(shù)字得 8 9 92 . 9 ???????????????卷電（ 2 電動(dòng)機(jī)的輸入轉(zhuǎn)矩 ???? 36 5 其余各軸的輸入轉(zhuǎn)速為 ?????????????????? 4 2 . 1 3/9 . 5 2 表 2軸的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù) 軸 名 功率 P（ 轉(zhuǎn)矩 T（ ） 轉(zhuǎn)速n(r/傳動(dòng)比 i 效率? 電機(jī)軸 915 1 軸 915 軸 軸 筒軸 1） 度等級(jí)、材料。 本設(shè)計(jì)采用斜齒輪。 起重機(jī)為一般機(jī)械，速度不高，故選用 7級(jí)精度（ 88）。 材料 選擇，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 [8]表 10擇小齒輪材料為 40制），硬度為 280齒輪的材料為 45鋼（調(diào)制）硬度為 240者硬度差為 40 2） 設(shè)起重機(jī)工作壽命為 15年，（每年工作 300天）每天工作 8 小時(shí)。 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) ? ? 911 ???????? ???N 3） 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。 取失效概率為 1%，安全系數(shù) 1?s ，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式（ 10 M P 1l i ??? ??M P ][ 2l i ??? ?? 16 第一級(jí)傳動(dòng) 初選小齒輪 181?z ，大齒輪齒數(shù) 932 ?z ，螺旋角 ?14?? 。 1） 按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算 3 211 )(12?? ??（ 2 ○ 1 確定公 式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 選取 6.1?齒寬系數(shù) 1?d? 、材料的彈性影響系數(shù) ? 、Z 、由圖 10a? 、 a? 、所以 ??a?許用接觸應(yīng)力 M P [][][ 21 ???? ???○ 2 試算小齒輪的分度圓直徑 由計(jì)算公式得 t (31 ??????? ○ 3 計(jì)算圓周速度 t /1 ?????? ?○ 4 計(jì)算齒寬 b 及模數(shù) o o ?????????????○ 5 計(jì)算縱向重合度 ?????? ???? ○ 6 計(jì)算縱向重合度 K 。 已知使用 系數(shù) 1?根據(jù) ， 7級(jí)精度，由圖 10得動(dòng)載 ； 17 由表 10得 由圖 10得 由表 10 K 。故載荷系數(shù) ?????7 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑 311 ???○ 8 計(jì)算模數(shù) ?? ??2）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 3 2121][co ??? ?? （ 2 ○ 1 計(jì)算載荷系數(shù)。 ???????，由圖查得螺旋角影響系數(shù)為 Y。 ○ 2 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) 014c o o o o ??????3 由表查得齒形系數(shù) 應(yīng)力校正系數(shù) 4 計(jì)算大小齒輪的 ? ?并加以比較 @nts