毕业设计_16+16t带旋转吊具的电磁挂梁桥式起重机设计(小车部分)

毕业 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 _16+16t带旋转吊具的电磁挂梁桥式起重机设计(小车部分) 武汉科技大学本科毕业设计 大学本科毕业设计 16+16t带旋转吊具的电磁挂梁桥式起重机设计 摘 要 桥式起重机使厂矿企业实现机械化生产，减轻繁重体力劳动的重要设备。在一些连续性生产流程中他有事不可或缺的工艺设备。目前，桥式起重机被广泛应用在国民经济建设各个领域，产品也已经形成多个系列。随着经济建设的发展，用户对其性能要求越来越高，这需要我们从其零件着手，优化设计，提高桥式起重机的综合经济效益。 本文主要介绍了桥式起重机的整体设计理论和设计过程，其中重点设计了桥式起重机的起升机构和运行机构。主要包括桥式起重机小车运行机构的整体设计及传动机构的布置、起升机构的计算、小车运行机构计算。还有起升机构卷筒组的设计计算和吊具的设计计算。 关键词:桥式起重机;起重机小车;卷筒;吊具 I 武汉科技大学本科毕业设计 Abstract Bridge crane to enable the realization of mechanical production of Factories and mines to reduce the importance of heavy equipment manual(In some of the continuity of the production process it is essential for process equipment (It can be in plant ，warehouse use ， also son of the use of open-air yard ，is a most widely used mechanical crane(At present the bridge crane is widely used in various fields of national economic construction，the production has also formed a number of series (With the development of the economic construction, users increasingly high performance requirements so its design requirements has become more sophisticated，Which require us to proceed from the parts( And optimize the design improve the comprehensive cost-effective bridge crane(This article mainly introduced the entire design theory and design process of bridge-type hoist crane，which focused on the design of the bridge crane hoisting mechanism and operation of institutions(Including major bridge crane car running in the overall design and layout of the transmission mechanism，the lifting bodies，agencies calculate car running(Since there are groups or institutions reel and hook the design and calculation of the design group( Key words:bridge-type hoist crane;crane trolley;reel;hook II 武汉科技大学本科毕业设计 目 录 1 绪论 ................................................................... 1 1.1 选题依据 ......................................................... 1 1.2 桥式起重机在国内外的研究现状 ..................................... 2 1.2.1 国内大型起重机的发展现状 .................................... 2 1.2.2 国外大型起重机的发展现状 .................................... 3 1.3 桥式起重机的发展趋势 ............................................. 3 2 小车的设计与传动 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ................................................... 5 2.1 起重机小车的构造 ................................................. 5 2.2 起升机构的传动方案 ............................................... 5 8 2.3 小车运行机构的传动方案 ........................................... 2.3.1 带有开式齿轮传动的方案 ...................................... 8 3 小车起升机构计算 ...................................................... 13 3.1 确定起升机构传动方案 ............................................ 13 3.2 选择钢丝绳 ...................................................... 13 3.3 确定滑轮主要尺寸 ................................................ 14 3.4 确定卷筒尺寸，并验算强度 ........................................ 14 3.5 驱动装置的设计 .................................................. 15 3.5.1 卷筒转速的计算 ............................................. 15 3.5.2 选择电动机 ................................................. 15 3.6 验算电动机发热条件 .............................................. 17 3.7 选择减速器 ...................................................... 17 3.8 校核减速器输出轴强度 ............................................ 17 3.9 选择制动器 ...................................................... 18 3.9.1 制动器转矩计算 ............................................. 18 3.9.2 制动器型号的选择 ........................................... 19 3.10 选择联轴器 ..................................................... 19 3.11 起制动时间验算 ................................................. 19 3.11.1 起动时间的验算 ............................................ 19 3.11.2 制动时间的验算 ............................................ 20 3.12 高速浮动轴 ..................................................... 21 3.12.3 高速浮动轴构造 ............................................ 23 4 小车运行机构计算 ...................................................... 24 4.1 确定传动方案 .................................................... 24 4.2 选择车轮及轨道并验算其强度 ...................................... 24 4.2.1 选择车轮及轨道并验算其强度 ................................. 24 4.2.2 强度验算 ................................................... 24 4.2.3 运行阻力的计算 ............................................. 25 4.2.4 电动机的选择 ............................................... 26 4.2.5 验算电动机发热条件 ......................................... 27 4.2.6 减速器的选择 ............................................... 28 4.2.7 验算运行速度和实际所需功 ................................... 28 III 武汉科技大学本科毕业设计 4.2.8 验算起动时间 ............................................... 28 按起动工况校核减速器功率 ................................... 30 4.2.9 4.2.10 验算起动不打滑条件 ........................................ 30 4.2.11 制动器的选择 .............................................. 31 4.2.12 轴联轴器的选择 ............................................ 32 4.2.13 验算低速浮动轴强度 ........................................ 33 5 小车架的设计计算 ...................................................... 35 5.1 端梁设计计算 .................................................... 35 5.2 小车架的结构尺寸 ................................................ 36 结束语 ................................................................... 37 参考文献 ................................................................. 38 致谢 ..................................................................... 39 IV 武汉科技大学本科毕业设计 1 绪论 1.1 选题依据 起重运输机械通常用于搬运物料，随着科学技术的进步、现代化大规模生产的发展，越来越广泛的适用于国民经济各部门。现在不仅在港口、车站、料场、电站、高层建筑、工矿企业等生产领域里用到起重运输机械，甚至在生活领域也都用到起重运输机械。所以它不仅在国民经济中占有重要的位置，而且它在社会生产和生活的领域正在不断扩大。 起重运输机械作为物料搬运工具，在完成一个工作过程中，一般都包括“储、装、运、卸”作业，因而对于提高生产能力、保证产品质量、减轻劳动强度、降低成本、提高运输效率、加快物资周转、流通等方面均有着重要的影响，对安全生产、减少事故更有显著作用。现代的搬运技术已经超越了单纯的减轻体力劳动这一传统概念，因为它不仅是在搬运数量上有很大变化，而且具有严格的时间、速度概念，必须根据系统的要求，及时的、迅速的、有节奏的“将必要的原材料或零部件，在规定的时间里，送到必要的工艺位置上”。否则，现代化的生产是不可能的。如果看看现代化大规模生产的汽车工业、冶炼工业、电子工业、以及先进的高效的加工中心、数控机床、装配自动线，就会深深感到我国的物料搬运机械与工业发达国家相比还很有差距。先在常有种说法:物料搬运技术是现代工业中最薄弱、最迫切要解决的问题之一。从而可以看出，搬运技术将是降低产品成本最有潜力的一个途径。 箱形双梁桥式起重机是由一个有两根箱形主梁和两根横向端梁构成的双梁桥架,在桥架上运行起重小车,可起吊和水平搬运各类物体,它适用于机械加工和装配车间料场等场合，如下图1.1为桥式起重机。 构成桥式起重机的主要金属结构部分是桥梁，它横架在车间两侧吊车梁的轨道上，并沿轨道前后运行。除桥架外，还有小车，小车上装有起升机构和运行机构，可以带着吊起的物品沿桥架上的轨道左右运行。于是桥架的前后运行和小车左右运行以及起升机构的升降动作，三者所构成的立体空间范围是桥式起重机调运物品的服务空间。 通用前世起重机，一般都具有三个结构:即起升机构(起重量稍大的有主副两套起升机构)、小车运行机构和大车运行机构。按正常工作程序，从起吊动作开始，先开动起升机构，空钩下降，吊起物品上升到一定高度，让后开动小车运行机构和大车运行机构到指定位置停止，在开动起升机构降下物品，然后空钩回升到一定高度，开动小车运行机构和大车运行机构使起重机回到原来位置，准备第二次吊运工作。每运送一次物品，就要重复上一次的过程，这个过程通常称为一个工作周期。在一个周期内，各个机构不是同时工作的。有时这个机构工作，别的机构停歇，但每个机构都至少作一次正向运转和一次反向运转。由于具有这样的工作特征，所以起重机是一种周期性间歇工作的机械。 1 武汉科技大学本科毕业设计 起重机械的基本参数有:起重量、起升高度、跨度、各机构的工作速度及各机构的工作级别。有些起重机械的生产率、轨距、外形尺寸、最大轮压、幅度、起重力矩等也是重要参数。这些参数说明起重机械的工作性能和技术经济指标，是设计起重机械的技术依据，也是生产使用中选择起重运输机械技术性能的重要依据。 图1.1桥式起重机示意图 1.2 桥式起重机在国内外的研究现状 1.2.1 国内大型起重机的发展现状 目前，国内专业生产大型起重机的厂家很多。其中以中联重科、 三一重工、 抚挖等公司产品系列较全市场占有率较高。中联重科在2007年12月宣布实行品牌统一战略后现已成功开发了50t~600t履带式起重机产品系列。 作为中国起重机行业的领跑者， 徐州重型机械有限公司现在已经形成了以汽车起重机为主导， 履带式重机和全路面起重机为侧翼强势推进的庞大型谱群。国内最具历史的履带式起重机生产企业抚挖现已拥有35t~350t的履带式起重机产品系列。 QUY350是抚挖2007年推出的国产首台350t履带式起重机， 填补了国内350t履带式起重机的产品型谱空。三一科技自2004年初进入履带式起重机的研发和生产领域至今，已成功开发出50t~900t共10个型号的全系列产品并全部实现销售。 其900t履带起重机的顺利下线， 标志着我国大型、超大型履带起重机自主研发领域已走在亚洲前列，成为目前亚洲最大吨位的履带式起重机。据悉，日前三一科技已具备3200t以下履带式起重机的开发能力。 2 武汉科技大学本科毕业设计 1.2.2 国外大型起重机的发展现状 目前，国外专业生产大型起重机厂家很多。其中利勃海尔、 特雷克斯-德马格、马尼托瓦克与神钢等公司家产品系列较全， 市场占有率较高。利勃海尔公司的产品技术先进、 工作可靠，其生产的LR系列履带起重机最大起重量已达1200t。 其桁架臂履带式起重机系列在007年又喜添新品LR1600/2，使其产品型谱更加完善 。德马格公司主要生产起重量从50t~1600t的CC系列履带起重机。 最近推出了世界最大的履带式起重机CC8800-1双臂新增功能套件使其起重能力达到3200t马尼托瓦克公司团推出了新研发的31000型履带式起重机。其独特的创新是可变位配重 (VPC)。与使用普通的吊运能力增强附件相比，可大量减少所需的地面准备工作。 此外， 配备可变位配重的起重机能够起吊和运送所有等级的额定负荷，可以很方便地在工地上移动。神钢公司开发的履 性价比高，深受发展中国家的欢迎，在全球范围内占有带起重机产品系列化程度高、 一定比例。近两年神钢在中国市场中吨位履带起重机的销售业绩较好日本产品的技术性能与德国产品还是有相当差距，但其进步较快， 价格比德国产品更有竞争力，所以它们较适合我国一般履带起重机用户。 1.3 桥式起重机的发展趋势 (1) 起重机的大型化。近年来，火电发电机组的功率不断增大，由以前的30万KW为主转为60万KW乃至100万KW为主， 对起重机的吨位需求增大。 由于美国核电技术的推广应用， 使大件吊装量大幅增加催生了大型起重机市场的需求。大型石化项目，同样需求大吨位的大型起重机特别是履带式起重机。 (2) 创新设计。开展对起重机传动型式创新、结构构造创新和功能原理创新等方面理论及技术基础研究，为此着重研究新材料、 新工艺、 新的传动装置， 从而通过对不同设计方案的优选、分解和组合来产生新的设计方案，不断推出创新设计成果。 (3)核心技术化。 各大知名企业均具有其独特的核心技术，并不断创新， 努力保持在同行业内的领先地位。 现在各大公司均大力研究开发自己的核心技术，以不断提升自己的产品档次和竞争能力。 (4) 模块化和组合化。 极短交货期的市场需求要求开展基于网络的协同异地设计技术、并行工程技术研究，这样可以缩短产品的开发周期。用模块化设计代替传统的整机设计方法，将起重机上功能基本相同的构件、 部件和零件制成有多种用途， 有相同联接要素和可互换的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 模块， 通过不同模块的相互组合，形成不同类型和规格的起重机。 达到改善整机性能，降低制造成本， 提高通用化程度，用较少规格数的零部件组成多品种、 多规格的系列产品， 充分满足用户需求。 (5)大吨位的自拆装系统。履带起重机体太笨重在公路上无法自由行走，必须拆卸才可运输， 到达工作点后再进行组装，需要辅助吊车。为减少或不用辅助吊车， 节省施工费用， 因此研制自拆装系统势在必行。目前中吨位履带起重机的自拆装系统已 3 武汉科技大学本科毕业设计 比较完善， 大吨位的自拆装系统仍是亟待解决的难题。 4 武汉科技大学本科毕业设计 2 小车的设计与传动方案 2.1 起重机小车的构造 桥式起重小车主要由起升机构、小车运行机构和小车架三部分组成;另外，还有一些安全防护装置。如图2.1 起升机构包括电动机、制动器、减速器、卷筒和滑轮组。电动机通过减速器，带动卷筒转动，使钢丝绳绕上卷筒或从卷筒放下，以升降重物。 小车运行机构包括电动机、制动器、减速器、车轮组等。 小车架是支托和安装起升机构和小车运行机构等部件的机架，通常为焊接结构。 图2.1桥式起重机小车构成图 2.2 起升机构的传动方案 (1 )闭式传动 5 武汉科技大学本科毕业设计 a) b) 图2.2 采用闭式传动的起升机构构造型式 1-电动机;2-带制动轮的弹性柱销联轴器或全齿联轴器;3-制动器;4-减速器 5-全齿联轴器;6-卷筒;7-轴承座;8-带制动轮的半齿联轴器;9-中间浮动轴 10-半齿联轴器;11-制动轮 桥式起重机的起升闭式传动方案常用的有如图2.2所示两种类型。在图2.2a中，电动机与减速器之间采用一带制动轮的弹性柱销联轴器或带制动轮的全齿联轴器直接相联接;而图2.2b中电动机与减速器之间采用一中间轴，轴的一端联有半齿联轴器，另一端则联有带制动轮的半齿联轴器。像这种在两个半齿联轴器之间没有外支座 6 武汉科技大学本科毕业设计 的中间轴，除允许径向和角度有微量偏移外，由于可沿轴向稍微串动，因此称它为浮动轴。 利用浮动轴联接比弹性柱销联轴器或全齿联轴器有两大优点: 1)容许较大的安装误差，而且轴愈长允许的安装误差愈大; 2)由于足够的维修操作空间，便于拆卸和更换零件; 3)使小车由于自重引起的轮压分布均匀。 利用浮动轴的缺点是增加了零件数量和增大了转动惯量，因而在起动与制动时增加了动力矩。 减速器与卷筒的联接型式很多，图2.2a中的5是用一个全齿联轴器来联接的，这种型式构造简单，分组性好，但在卷筒轴线方向所占的位置较长，且由于增加了卷筒的轴承部件和联轴器而使机构的自重有所增加。 为了缩短卷筒联接的轴向尺寸，采用同轴传动的型式，即把卷筒轴与减速与减速器低速轴合并为一根长轴。从受载情况 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ，这根轴是既受弯曲。此轴可以是三个轴承作支点的超静定轴，或用两个轴承作支点的静定轴，它们的共同缺点是装拆不便，轴的构造比较笨重，减速器不能单独进行装配和试运行。 (2 )开式传动 在电动机与卷筒之间除减速器外尚有开式齿轮传动。这种构造型式适用于起升速度较低的情况。因此车间用32t桥式起重机不便采用。 综上，选择如图2.2b所示的闭式传动方案。即在电动机与减速器之间采用一根浮动轴，卷筒与减速低速轴采用卷筒联轴器进行连接，又由于小车下旋转，把起升机构做成左右对称的形式，如图2.3所示。 7 武汉科技大学本科毕业设计 图2.3起升机构传动方案 1-电动机;2-齿轮式联轴器;3-制动器;4-中间浮动轴 5-卷筒;6减速器7-轴承座; 2.3 小车运行机构的传动方案 对于具有四个车轮其中半数为主动轮的小车运行机构，其传动方案可分为两大 类:带有开式齿轮传动的和全部为闭式齿轮传动的。 2.3.1 带有开式齿轮传动的方案 a) 8 武汉科技大学本科毕业设计 b) 图2.4具有开式齿轮传动的小车运行机构 1-电动机;2-制动器;3-联轴器;4-减速器;5-开式齿轮;6-车轮 在这种方案的运行机构中，传动的高速级封闭在箱壳内用油润滑，而低速级采用的是开式齿轮。图2.4a中开式大齿轮做成齿圈式，分别用螺栓固定在两个主动车轮的轮辐上，并与车轮一起绕固定的车轮心轴旋转。这种传动方案，经实际使用证明，虽然在繁重工作的条件下也能满足要求，具有足够的可靠性，但车轮的装拆检修不便。图2.4b中所示传动方案中的大齿轮与车轮装在一根转轴上。这种方案的优点是结构简单，可以很方便地检修车轮与轴承。缺点是大齿轮的支点距离较大，影响齿轮的正常啮合。 上述两种传动方案中，由于开式齿轮、轮齿的磨损严重，因此采用闭式齿轮传动。 9 武汉科技大学本科毕业设计 2.3.2 全部为开式齿轮传动的方案 a) b) 图2.5 减速器装在小车旁侧的运行机构 1-电动机;2-制动器;3-立式减速器;4-车轮;5-半齿轮联轴器; 6-浮动轴;7-全齿轮联轴器;8-十字沟槽联轴器 10 武汉科技大学本科毕业设计 a) b) 图2.6 减速器装在小车中间的运行机构 1-电动机;2-制动器;3-立式减速器;4-车轮;5-半齿轮联轴器; 6-浮动轴;7-全齿轮联轴器 全部为闭式齿轮传动方案如图2.5和2.6。这种方案的运行机构由电动机、制动器、立式减速器、车轮、半齿联轴器、浮动轴、全齿联轴器等组成。这些方案中由于具轮的维护保养条件好，齿轮传动构成独立的减速器部件，因此机构的装拆分组性好。 图2.5为减速器装在小车旁边的型式。这种方案，安装维护减速器可在桥架走台上工作，较为安全便利;但缺点是减速器与靠近的一个车轮之间的扭矩较大，所需轴径也较大。在方案a中，处在减速器与车轮驱动轴之间的联轴器8，由于间隔很小，难于选择合适和可靠的结构。 在方案b中，车轮传动轴为一根通轴，没有联轴器5。两个车轮悬臂支承在轴承的处侧。因此结构简化，重量也相应的减轻。同时，由于空出了轴承7的位置，减速器出轴与车轮轴之间的间隔增大，可以采用较长的齿轮联轴器，从而也就增加了机构 11 武汉科技大学本科毕业设计 工作的可靠性。但是这种方案中，要求在小车架安装轴承处进行加工，以保证车轮轴线有足够的平行和准确，因此要求具有较高的制造工艺水平。 图2.6为减速器在两车轮中间的型式。在这种方案中，传动轴所受的扭矩较小。减速器出轴与车轮轴之间可采用半齿联轴器5和浮动轴6联接，或用一个全齿联轴器7和一根浮动轴6联接。由于安装的偏差允许稍大一些，因而安装方便。一般起重量10吨以上的桥式起重机小车都采用这种方案。 综合以上各优缺点及参数要求，最后选择2.6a运行机构。 12 武汉科技大学本科毕业设计 3 小车起升机构计算 3.1 确定起升机构传动方案 按照布置宜紧凑的原则，决定采用如下图3.1的方案，选用了双联滑轮组。 按Q=32t，参考[1]表3-2-8，分析知承载绳分支数:Z=16，若滑轮组采用滚动轴承，查[1]表2-2-3得滑轮组效率η=0.985 图3.1 起升机构传动方案 1-电动机;2-齿轮式联轴器;3-制动器;4-中间浮动轴 5-卷筒;6减速器7-轴承座; 3.2 选择钢丝绳 钢丝绳所受最大拉力: G，Q32000，9.80S,,,19.898KNmax2i，2，8，0.985,hh 查[1]表1-2-8,繁重工作车间及仓库类型和[1]表1-2-7 工作级别M6，再查[1]表 13 武汉科技大学本科毕业设计 3-1-2安全系数n=6 按下式计算钢丝绳直 d,cSmax,0.109，19898,15.38mm N c: 选择系数，单位mm/，用钢丝绳=1700N/mm?，据M6及查表得c值为,,bb0.109。 选不松散瓦林吞型钢丝绳直径d=17mm，查[1]表3-1-6选用纤维芯钢丝绳6×19W+FC，钢丝公称抗拉强度1700 N/mm?，光面钢丝，左右互捻，直径d=17mm标记如下: 6W(19)—17--1700—I--光--右交(GB1102-74)。 3.3 确定滑轮主要尺寸 滑轮的许用最小直径: D,d，e,17，25,425mm 式中系数e=25由[1]表3-2-1查得。由[5]附表1选用标准滑轮直径D=610mm，图号Q2-218.3H.。滑轮的绳槽部分尺寸可由[1]表3-2-2查得滑轮绳槽断面尺寸R=9.5mm，H=30mm,B1=53mm,E1=38mm,C=1.5mm。 3.4 确定卷筒尺寸，并验算强度 (1)卷筒直径 ，，D,de,1,17，(25,1),408mm 由[1]表3-3-2查的e=25，但是根据起重量选择:查[1]表3-3-6选择齿轮联接盘式卷筒组，选用D=800mm，卷筒绳槽尺寸由[1]表3-3-3查得槽距，t=19mm，槽底半径r=9.5mm。 (2)卷筒尺寸 L,4L，2L，3L，2L 01g2 ,,H，m,, ,4，Zt，2L，3L，2L 01g2,,π，D0,, 18，1000，2,,,4，1.5，19，2，160，3，19，2，3，100 ,,3.14，817,, ,1914.5mm L=2000mm 式中 Z——附加安全系数，取Z0=1.5; 0 H——最大起升高度，H=18m; L——无绳槽卷筒端部尺寸，由结构需要决定; 1 D——卷筒计算直径D =D+d=800+17=817mm; 00 14 武汉科技大学本科毕业设计 L——固定钢绳所需长度，L2?3t; 2 Lg ————中间光滑部分长度，根据钢丝绳允许偏角确定， m——滑轮组倍率，m=2。 (3)卷筒壁厚 ,,0.02D，(6~10)mm ,0.02，800，(6~10),22~26mm , 取=24mm (4)卷筒壁压应力验算 Smax,,ymax，t, 19898,,43.63MPa0.024，0.019 式中 Smax =19.898KN; , ---卷筒壁厚(mm); t---绳槽节距(mm); 选用灰铸铁HT350，最小抗拉强度,,340MPa b 许用压应力: ,340b,,,,,,68MPayn51 ,,,,,yymax 故抗压强度足够。 3.5 驱动装置的设计 3.5.1 卷筒转速的计算 单层卷绕卷筒转 60mv60，2，0.217 N,,,10.37r/minTπ，D3.14，0.8 式中 v—起升速度(m/s);v=13m/min=0.217 m/s D—卷筒卷绕直径，D=800mm 3.5.2 选择电动机 (1)电动机的静功率的计算 15 武汉科技大学本科毕业设计 Qv32000，9.8，0.217P,,,39.11KW j,1000m1000，2，0.87 式中Qv ——起升载荷及起升速度; ,——机构总效率 ; ,z ——滑轮组效率且取滚动轴承取098; ,d ——导向滑轮效率，滚动滑轮取0.987; ,t ——卷筒效率，取0.987; ,c ——传动效率，取0.85; (2)电动机功率的计算 QvP,G，,0.8，39.11,31.29KW W,1000m 式中 G——稳态负载平均系数，由[1]表2-2-6和[1]表2-2-5由工作级别(繁重的工作车间及仓库)可知取G=0.8。 (3)电动机型号的选择 查[1]表5-1-3选用电动机基准工作制S3-40%，电动机的额定频率为50Hz,额定电压380V，定子绕组为Y接， YZR -250M2-8 ([1]表5-1-13)机座IM1003，故额定功率为37kw,额定转速为720r/min,轴孔D=70mm。 (4)电动机过载能力校验 起升机构电动机过载能力按下式进行校验 HQvP,，,Pnd，m1000,,, 2.1P,，39.11,29.33KWd1，2.8 式中 P——在基准接电持续率时的电动机额定功率; n m——电动机台数，暂取一台; ,m ——电动机转矩的允许过载倍数，取2.8; H——考虑电压降及转矩允差以及静载试验超载的系数。接线异步电 动机取2.1，笼型取2.2。故取2.1。 Pd/Pn=29.33/37=79.2%<105%, 故满足电动机过载能力。 ,Pn Pd=29.33KW 故满足电动机过载能力。 16 武汉科技大学本科毕业设计 3.6 验算电动机发热条件 绕线型异步电动机发热按下式校验 VP0.217，32000，9.8qQP,G,,0.8，,31.29KW S,1000m,1000，2，0.87 式中 Ps——稳态平均功率(KW); G——稳态负载平均系数，一般由[1]表5-1-37及表5-1-41查得G=0.8; , ——机构总效率; Vq——物品起升速度(m/s); P——起升载荷(N); Q m——电动机的个数，此处m=1; ,由于Ps=31.44KW 31.29KW，故满足要求。该电机基准工作制S3-40%时，额定输出功率:Pn=37KW。 3.7 选择减速器 (1)减速器传动比 起升机构传动比 i=n/n=720/10.37=69.43r/min 0t 式中 n——电动机额定转速(r/min);额定转速为720r/min N————卷筒转速(r/min); N=10.37r/min tT 查[1]表3-10-2为 三级传动。 (2)标准减速器的选用 根据传动比，输入轴的转速，工作级别和电动机的额定功率来选择减速器的具体型号，并使减速器的许用功率[P]满足下式: , [P]k?Pn(KW) 式中:k--选用系数, 由[1]表3-10-24查的k=0.8 由于许多标准减速器有自己的标定的选用方法，QJS-D型起重机减速器用于起升机构的选用方法为: , [P]0.8?Pn =0.8×37=29.6KW 查[1]表3-10-6选择QJS-D 500-80-?,许用功率[P]=39KW，i =80，质量Gg=2410?，名义中心距α=500，故传动比i=80. 3.8 校核减速器输出轴强度 减速器输出轴通过齿轮连接盘与卷筒相连时，输出轴及其轴端承受较大的短暂作用的扭矩和径向力，一般还需要对进行验算。 17 武汉科技大学本科毕业设计 轴端最大径向力 F,,S,G/2,[F]max2t ,(1，0.7，0.217)，19898，1319，2，9.8/2 ,36434N,60000N 式中 ,,,起升载荷动载系数，,,1，0.7，v22 S——钢丝绳的最大静拉力;Smax=19.898KN G——卷筒重力，[1]表3-3-6查得所选卷筒重力为Gt =27.028KN; t [F]——减速器允许得最大径向载荷，查[1]表3-10-7查得 [F]=60000N 减速器输出轴承受的最大扭矩应满足以下条件: T,,T,[T]max2 T,(1，0.7，0.217)，19898，0.8,18336N,m,42500Nmax , 式中——起升载荷动载系数; 2 T——钢丝绳最大静拉力在卷筒上产生的扭矩; [T] ——减速器输出轴允许的最大扭矩，查[1]表3-10-查得[T]=425000N?m; 故减速器满足要求。 3.9 选择制动器 3.9.1 制动器转矩计算 起升机构制动器的制动转矩必须大于由货物产生的静转矩，在货物处于悬吊状态时 具有足够的安全裕度，制动转矩应满足: ,Q,D,,0T, ,,z2mi,, 32000，9.8，0.8，0.87,1.75， 2，8，80 =298.41N?m 式中: Tz——制动器制动转矩(N?m); K——制动安全系数，与机构重要程度和机构工作级别有关，由[1] 表 2-2-7查得K取1.75; Q——额定起重载荷(N); D——卷筒卷绕直径(m); 0 , ——机构总效率，0.87; i——传动机构传动比，i=80; 18 武汉科技大学本科毕业设计 3.9.2 制动器型号的选择 根据制动器的特点，使用范围以及注意事项，选择电力液压块式制动器，由Tz选择YWZ5-315/50 ,制动轮直径D=315mm,额定制动转矩为355N•m质量61.4kg。 3.10 选择联轴器 T,k,k,T,[T]13?max 式中:T——所传动扭矩的计算值(N?m); T?max ——按第?类载荷计算的轴传最大扭矩，故=1; k1——联轴器重要程度系数，对起升机构，k1=1.8查[1]表3-12-2; k3——角度偏差系数，选用齿轮联轴器，k3=1.25查[1]表3-12-4，取角度偏差系数为0.50. [T] -----联轴器许用扭矩 (N?m); T,(0.7~0.8),T高速轴: maxmn ,0.75，2.8，490.76,1030N,M 式中:λm——电动转矩允许过载倍数，取2.8; Tn——电动机额定转矩，Tn=490.76N?m P37 Tn,9550,,9550，,490.76N,mn720 则 T,k,k,T13?max ,1.8，1.25，1030.6,2318.85N,m 由[1]表5-1-9查得YZR-255M2-8机座IM1003电动机轴端为圆锥形d=70mm，l=140mm。 浮动轴的两端为圆柱形d=70mm，l=105mm从[1]表3-10-9查得QJS-D500-80-IX减速器的高速轴为圆锥形d=60mm，l=140mm。 靠电动机轴端联轴由[1]表3-12-6选用CL6联轴器,最大容许转矩[Tt]=5600N?m,T值,质量G=34.9kg。 l 靠减速器轴端联轴器 由[1]表3-12-8选用带φ300制动轮的半齿联轴器，序号为6， 22最大容许转矩[T]=5600Nm, 飞轮力矩(GD)=5.4kg?m,质量54kg，为与制动器YWZ5-315/50相适应,将联轴器所需φ300制动轮,修改φ315为应用。 3.11 起制动时间验算 3.11.1 起动时间的验算 (1)起动时间的验算 19 武汉科技大学本科毕业设计 n,[J] 起动时间: t,,[t]qq9.55(T,T)qs 720，2.3014,,0.285s,1.5s 9.55，(834.292,225.28) 式中 n——电动机额定转速(r/min); Tq——电动机平均起动转矩，由[1]表2-2-8可知三相交流绕线 Tq=1.7Tn=1.7×490.76=834.292N?m Tj——电动机静阻力距， QD32000，9.8，0.80T,,,225.28N,m ; j2mi,2，8，80，0.87 [J]——机构运动质量换算到电动机轴上总转动惯量 2QD0[J],1.15，(J，J)， de2240m,i,, 2 ,1.15，(1.79，0.21)，0.0014,2.394kg,m 2 式中J——电动机转子的转动惯量kg?m，由[1]表5-1-13查得 d 2J=0.1.79kg?m; d 2Je——制动轮和联轴器的转动惯量kg?m，由[1]表3-12-6查得 2Je=0.21kg?m; [t]——推荐起动时间(s)，因为v=0.217m/s,由[1]表2-2-9 查 [t]=1.5s; 因为t,[t]，故合适。 qq (2)起动平均加速度 v ,, a,,aqtq 2 式中: aq ----启动平均加速度(m/s); V --- 起升速度(m/s) 2 [a]---平均升降加(减)速度推荐值(m/s)，参见[1]表2-2-10 查 得 [a]=0.8; 0.217 故 a<[a]满足要求。 a,,0.76,[a],0.8qq0.285 3.11.2 制动时间的验算 (1)满载下降制动时间: 20 武汉科技大学本科毕业设计 ''n,[J] t,,[t]zz'9.55(T,Tj)z 792，2.301 ,,1.03,1.5s9.55，(355-170.52) 式中 n——满载下降时电动机额定转速(r/min)通常 n=1.1n=1.1×720=792r/min; Tz——制动器制动转矩，由[1]表3-7-15 Tz =355N?m; Tj——满载下降时电动机静阻力距; QD3200，9.8，0.8，0.870Tj,,,170.52N,M 2mi,2，8，80 2 [J]——机构运动质量换算到电动机轴上 总转动惯量(kg?m); 2QD0[J],1.15，(J，J)，, de2240m,i, 2 =1.15×(1.79+0.21)+0.0014=2.301kg?m 22式中:Jd——电动机转子的转动惯量(kg?m)，由[1]表5-1-13查得 Jd=1.79kg?m; 2Je——制动轮和联轴器的转动惯量(kg?m)，由[1]表3-12-6查得 2Je=0.21kg?m; [t]——推荐制动时间(s)，可取[t]?[t]; zzq 因为t,[t]，故合适。zz (2)制动平均减速度: 'v a,[a]jtz ''vv 式中----满载下降速度 =1.1v=0.239m/s， t=1.03s，[a]=0.8 z 因为aj=0.239/1.03=0.23<[a]，故符合要求。 3.12 高速浮动轴 3.12.1 疲劳计算 轴受脉动扭转载荷，其等效扭矩: ImaxM,,M,1.015，490.76,498.12N,m6e 21 武汉科技大学本科毕业设计 式中 ,,,动载系数，,,0.(51，,),1.015;662 ,,,起升动载荷系数，,,1.03;22 由上节选择联轴器中，已经确定浮动轴端直径d=70mm, 因此扭转应力 M498.1262Imax,,,,7.26，10N/m,7.26MPan3W0.2，0.07 ,,45[1]3,11,1,600MPa,300MPa轴材料用号钢，由表可查的，，弯曲:bs ,240MPa,,-1/3,243/3,140MPa,,0.6,0.6，300,扭转:,,,, -1-1ss,180MPa 许用扭转应力 ,21,1,[],，okk,n，I 式中 ——考虑零件几何形状和零件表面状况的应力集中系数, 见 [1]表k,k,kxm 3-11-6 、[1]表3-11-7 、 [1]表3-11-8 ; k ——与零件几何形状有关，对于零件表面有急剧过渡和开有键槽及紧配合区x kx段，=1.5—2.5 k ——与零件表面加工光洁度有关，此处取k=2×1.25=2.5 m η ——考虑材料对应力循环对称的敏感系数，对碳钢，η=0.2对 低合金钢， η=0.3，取η=0.2; nn ——安全系数，由[1]表3-11-5得=0.8 II 2，140 ， 因此[,],,311MPaok2.5，0.2，1.8 故,,[,]通过。 nok 3.12.2 强度计算 轴所受的最大转矩 M,,2Me,1.03，498.12,513.06N,m IImax 最大扭转应力 22 武汉科技大学本科毕业设计 M513.06ImIax,,,,7.48MPamax3W0.2，0.07 许用扭转应力 ,180s[],,,100MPa,IIn1.8II nn式中 ——安全系数，由[1]表2-21查得 ?? 因为,,[,]，故合适。maxII 3.12.3 高速浮动轴构造 高速浮动轴构造如图3.2所示，中间轴径，取d,d，(5~10),75~80mm1 d,80mm1 图3.2高速浮动轴构造 23 武汉科技大学本科毕业设计 4 小车运行机构计算 4.1 确定传动方案 经比较前面分析比较,确定采用如图4.1所示的传动方案。 图4.1小车运行机构传动简图 4.2 选择车轮及轨道并验算其强度 4.2.1 选择车轮及轨道并验算其强度 G车轮的最大轮压，小车自重估计取为=12000×10=120000N XC 假定轮压均布，有 11 p,(Q，G),(120000，320000),110000Nmaxxc44 车轮最小轮压 11 Pmin,G,，12000，10,30000NXC44 线载荷率 Q320000,,2.67,1.6G120000xc 由[1]表3-8-12选择车轮:当运行速度<60m/min,工作级别M6时，车轮直径D=500 ?，轨道为43kgf/m 轻轨的许用轮压为14.15t，故可用。 4.2.2 强度验算 按车轮与轨道为线接触及点接触两种情况验算车轮接触强度 车轮踏面疲劳计算载荷 P,(2P，P)/3 cmaxmin =(2×110000+30000)/3 =83.33KN 24 武汉科技大学本科毕业设计 车轮材料为ZG340-640，,错误～未找到引用源。 ,,340MPa,,,640MPasb (1)线接触局部挤压强度 P,KDLCCc112 =6.0×500×46×1.06×0.9=131.7KN 2 式中 K错误～未找到引用源。——许用线接触应力常数(N/mm)，由[1]表3-8-61 查得K错误～未找到引用源。=6.0 1 L——车轮与轨道有效接触长度，对于P43， L=46mm C错误～未找到引用源。——错误～未找到引用源。转速系数，由[1]表1 3-8-7，车轮转速=24.20r/min; NT C——工作级别，由[1]表3-8-8，当为M6时，C =0.9; 22 P,83.33KN,131.7KN,故通过。 C (2)点接触局部挤压强度 2RPKCC, c2123m 2300 错误～未找到引用源。,0.312，，1.06，0.9,159.7KN 30.414 2KK 式中 ——许用点接触应力常数(N/mm)，由[1]表3-8-6查得错误～未找22到引用源。=0.132 R——曲率半径，车轮与轨道曲率半径中的大值,故取R=300mm; m——由比值所确定的系数，= 200/300=0.67，由[1]表3-8-9R/RR/R1212 查得m=0.414 由P,83.33KN,159.7KN，故通过。c 4.2.3 运行阻力的计算 (1)摩擦阻力 小车满载运行时的最大摩擦阻力: 2f，,dF,(Q，G),,(Q，G),mD 25 武汉科技大学本科毕业设计 2，0.0006，0.02，0.12 ,(32000，12000)，10，2,6336N0.5 式中 Q——起升载荷(N); G——起重机或者运行小车的自重载荷(N); f——滚动摩擦系数(mm)，由[1]表2-3-2查得f=0.6mm; ,, ——车轮轴承摩擦系数，由[1]表2-3-3查得 =0.02; d——与轴承相配合处车轮轴的直径，d=120mm; D——车轮踏面直径，D=500mm; ——附加摩擦阻力系数，由[1]表2-3-4查得 =2; ,, ——摩擦阻力系数，初步计算时可按[1]表2-3-5查得 =0.01。 ,, F(2)坡道阻力 p F =(Q+G)sinα=(Q+G)?i p =(32000+12000)×10×0.001=440N 式中 α-为坡度角，当其很小时计算中可用轨道坡度i代替sinɑ i-值与起重机类型有关，桥式起重机为0.001 F(3)风阻力 w F 室内不考虑，故起重机运行阻力 w F,F，F，F,6336，440N,6776N jmpw 4.2.4 电动机的选择 (1)电动机的静功率 Fv j0P 错误～未找到引用源。 ,j1000,m 6776，38,60 ,,4.77KW 1000，0.9，1 , 式中:—机构传动效率，取0.9 F 错误～未找到引用源。—满载运行时的静阻力; j m—驱动电动机台数m=1; (2)电动机初选 对于桥式起重机的小车运行机构可按下式初选电动机: 26 武汉科技大学本科毕业设计 P,K,P,1.2，4.77,5.724KWdj 式中,K错误～未找到引用源。——电动机功率增大系数，K错误～未找到引dd用源。=1.2。 由[1]表5-1-13选用电动机YZR-160M2-6，额定功率7.5kw，额定转速940r/min， 电动机质量159.5kg。 (3)电动机过载能力校 运行机构电动机过载能力按下式进行校 2，，F，vJ，n1,j,P,，，,P ,,nd,1000,91280m，t,,asa，， P 式中 ， ——在基准接电持续率时的电动机额定功率; n m——电动机台数，暂取一台; , ——电动机转矩的标么值，取1.7; as FF ——运行阻力(N),按[1]式2-3-1计算错误～未找到引用源。=6776N jj, v——运行速度(m/s)v=0.633m/s， , ——机构传动效率， 2 错误～未找到引用源。——机构总转动惯量(kg?mm) n——电动机额定转速(r/min) tt ——机构初选启动时间，小车=5s aa ; 计算得P,6.689KW,P,2.803KWnd 故满足电动机过载能力。 4.2.5 验算电动机发热条件 vP,GP，P，,, SWIG，，,，mc,1000m, 式中, G----运行机构稳态负载平均系数，查[1]表5-1-38取0.8 P 错误～未找到引用源。-----风阻力，室内为零 WI FP ----运动部分所有质量的重力,=6776N; jG, v-----运行速度(m/s)，v=38/60=0.633m/s; 27 武汉科技大学本科毕业设计 , 错误～未找到引用源。----机构传动效率，取值0.87 0.633v 则 =0.8，6776，,3.94KWP,GP，P，,,sWIG，，,，mc,1000，1，0.871000m, P,P;故满足电动机发热要求。 计算 sn 4.2.6 减速器的选择 (1)减速器的传动比 机构的计算传动比 ,3.14，940，500nD ,,,38.85i0,6000060000，0.6330 式中，v——运行速度(m/s)，v=0.633m/s; n——电动机额定转速(r/min); D——车轮踏面直径，D=500mm; '由[2]附表39，选用一台ZSC-600-IV减速器，=37.9，(当输入转速为[P],14KWi中级1000r/min时)。可见。 Pj,[P]中级 4.2.7 验算运行速度和实际所需功 实际运行速度 i38.850v',v,38，,38.95m/minxcxci'37.90 误差 ',38.95,38vvxcxc,,，100%,2.5%,15%e38vxc 所以合适。 实际所需电动机静功率 v'38.95xcP',P,4.77，,4.89kw,7.5KWjjv38xc 故所选电动机和减速器均合适。 4.2.8 验算起动时间 (1)起动时间 2nQGD()，C21tmcGD [()],，1q2mMqMi,38.2()'0,J 28 武汉科技大学本科毕业设计 式中 ，错误～未找到引用源。----电动机额定转速(r/min) 错误～未找到n1 引用源。=940r/min; n1 m--驱动电动机台数 m=1; 7.5Mq,1.5Me,1.5，9550，,114.3N,m 9400 满载运行时的静阻力矩 M1584()mQ,Q M(Q,Q),,,48.04N,mj,i'37.9，0.870 式中,当满载时运行阻力矩 d M(Q,Q),,(Q，G)(K，,)mXC2 0.12 ,2，(32000，12000)，10，(0.0006，0.02，),1584N,m2空载时的运行阻力矩 M432(0)mQ, M(Q,0),,,13.1N,mj,i'37.9，0.870 式中，当无载时运行阻力矩 d,,(，,)MGkm(Q,0)xc2 0.12,2，12000，10，(0.0006，0.02，),432N,m 初步估2算高速轴上联轴器的飞轮转矩 22 (GD)，(GD),0.38kgf,mzl 2222,,机构总飞轮矩(高速轴) C(GD),C(GD)，(GD)，(GD)dzl =1.15×(0.41+0.38)=0.909kgfm 故满载起动时间 2940(32000，12000)，0.5t(Q,Q),[0.909，],3.6s q238.2(114.3,48.04)37.9，0.87 空载起动时 294012000，0.5t,(Q,0),，0.909，],0.8s q238.2(114.3,13.1)37.9，0.87(2)故满载起动加速度 29 武汉科技大学本科毕业设计 v382a(Q,Q),,0.176m/s q，，60tQ,Q60，3.6q 故空载起动加速度 v382a(Q,0),,,0.792m/s q，，60tQ,060，0.8q [t] 由[1]表1-3-7查得，的推荐植为5.2s,故 ,,V,38r/min,0.633m/sqc t(Q,Q),[t] , 故所选电动机能满足快速起动的要求。 qq 4.2.9 按起动工况校核减速器功率 起动工况下校核减速器功率 FFv，，，1jgP ,，jm1000, 式中，m——运行机构中同一传动减速器的个数，m=1; v----运行速度(m/s) ,, ----运行机构的传动效率，=0.87 FF 错误～未找到引用源。----运行静阻力(N)，按[1]式2-3-1 =6916.93N jj F 错误～未找到引用源。----运行启动时的惯性力(N) g Q，Gv32000，120000.633F,,，,1.2，，,928.4Nggt103.6 其中=1.1-1.3，考虑机构中旋转质量的惯性力增大系数 , 16776，928.4，0.633，， 因此P,，,5.61KWj11000，0.87 [P],14KW,P所选用减速器的 , 故减速器合适。 jj 4.2.10 验算起动不打滑条件 由于起重机是在室内使用，故坡度阻力及风阻力均不予考虑。以下按二种工况进行 验算。 1)启动时按下式验算 ( ，，,,2000,500,dikJ，Ji,,，，12，R,T,a,,maxmq,,KDDD,,，， 30 武汉科技大学本科毕业设计 0.150.02，1202000，37.9，0.87,,，，110000,，,,1.1500500,, 500，1.1，0.15，0.41，37.9，，，，76.2,，0.792,,500，， 故得15528?7611.44 (2)制动时按下式验算 ,,，，2000500,dikJ，J,i,,，，12,R,,T,a,,maxZ,,KDD,,D,,，， 0.150.02，1202000，37.9,,,，110000,，,,1.1500500，0.87,, 500，1.1，0.15，0.41，37.9，，，，56.4,，0.792,,500，， 故得14472?6605 , 式中，----粘着系数，室内工作起重机取0.15; K-----粘着安全系数，可取K=1.05-1.2; , -----轴承摩擦系数，见[1]表2-3-3取0.02; d-------轴承内径(mm)d=120mm; )，D=500mm; D------车轮踏面直径(mm RR ---驱动轮最大轮压(N)， 错误～未找到引用源。=110000N; maxxam T 错误～未找到引用源。----打滑一侧电动机的平均启动转矩(N?m) mq k-------及其他传动件飞轮矩影响的系数k=1.1-1.2; JJ 错误～未找到引用源。-----电动机转子转动惯量(kg??)=0.12 11 JJ -----电动机轴上带制动联轴器的转动惯量(kg??),错误～未找到引22用源。=0.41; 2 a----起动机平均加速度(m/错误～未找到引用源。s)，a=0.792m/错误～2未找到引用源。s; TT -----打滑一侧的制动器的制动转矩(N?m)，=56.4N?m; zz故满载起动时不会打滑，因此所选电动机合适。 4.2.11 制动器的选择 满载、顺风和下坡时制动转矩 31 武汉科技大学本科毕业设计 D,,T,F，F,F，，ZPm1',,2000i,m 2，，1Q，GvkJ，J,n,m，，，，,120.975，，，,，N,m,,'9.55m，tnZ，， 0.5，0.87T,400，0,3168，，，Z2000，37.9 2，，32000，12000，0.633，0.87，，0.975,,1940，，，,,,N,m3.2，，1.2，0.41，0.15，940,,，,,9.55，， =25.64N?m FF 式中 ，----坡道阻力，见[1]式2-3-7 =440N; pp FF----风阻力，室内=0N; w,w, F 错误～未找到引用源。---满载运行时最小摩擦阻力，见[1]式2-3-3错m1 F误～未找到引用源。=3168N; m1 '' -----制动器个数， 错误～未找到引用源。=m=1; mm t-----制动时间，参考[1]表2-3-6查的3.2s; z 由[1]表3-7-19选用，其制动转矩T=112N?m，考虑到所取制动时间YWZ200/235 与起动时间很接近，并验算了起动不打滑条件，故略去制动不打滑条件的验算。 4.2.12 轴联轴器的选择 (1)选择高速轴联轴器 机构高速轴上全齿联轴器的计算扭矩 T,n,T,1.35，1.8，76.2,185.166N,mc18n T 式中 ，错误～未找到引用源。——电动额定转矩; n n——联轴器的安全系数，运行机构n=1.35; ,,, ——机构刚性动载系数，=1.2,2.0，取=1.8; 888 由[1]表5-1-9查电动机YZR-160M2-6两端伸出轴各为圆柱d=48mm，l=110mm。由[2] d附表37查减速器ZSC-600高速轴端为圆柱形轴=35mm，l=55mm故[1]表3-12-6选鼓形1 齿式联轴器，主动端A型键=48mm，L=112mm;从动端A型键槽=35mm，L=82mm。 d2 32 武汉科技大学本科毕业设计 48，112标记为:CL2联轴器JB/ZQ4218-86。 35，82 2 其公称转矩，飞轮矩(GD)=0.06，质量[T],1400N,m,T,185.166N,mltc1 m=12.3kg (2) 低速轴联轴器计算转矩 ',n,,,T,i,,,1.35，1.8，76.2，37.9，0.87T8nC =6105.48N?m 由[2]附表37查得ZSC-600减速器低速轴端为圆柱形d=80mm，L=115mm，取浮动轴 [1]表3-12-6选用两个CL鼓形齿式联轴器。其主装联轴器轴径d=80mm，L=115mm，由故 动端:Y型轴孔A型键槽，=80mm。从动端:Y型轴孔，A型键槽，=75m，L=142mm， dd12 80，172标记为:CL5联轴器JB/ZQ 4218-86。 75，142 D 由前已选定车轮直径=500mm，由[1]表3-8-10参考车轮组，取车轮轴安,500c 装联轴器处直径d=80mm，L=115mm，同样选用两个CL鼓形齿式联轴器。其主动轴端:Y 型轴孔，A型键槽=75m，L=142mm，从动端:Y型轴孔，A型键槽=80mm，L=132mm dd12 80，172标记为:CL5联轴器 JB/ZQ 4218-86。 75，142 4.2.13 验算低速浮动轴强度 (1)疲劳计算 低速浮动轴的等效扭矩 T76.2'nM,,,,i,,,1.4，，37.9，0.87,1758.8N,m11022 ,, 式中，等效系数，由【6】表2-7查得=1.4; 11 由上节已取浮动轴端直径d=80mm，其扭转应力 M1758.81,,,,17.18Mpan3W0.2，0.08 浮动轴的载荷变化为对称循环(因运行机构正反转转矩值相同)，材料仍选用45 钢，由起升机构高速浮动轴计算，得 ,,140MPa,,,180MPa,1s 许用扭转应力 ,11401,1,,,,,，,44.8MPa,,1kkn2.51.25? 33 武汉科技大学本科毕业设计 式中，——与起升机构浮动轴计算相同 k,nI 因为，故疲劳验算通过。 ,n,[,],1k (2)静强度计算 运行机构工作最大载荷 T76.2'nM,,,,,i,,,1.6，1.8，，37.9，0.87,3618N,m?max58022 ,, 式中， ——考虑弹性振动的力矩增大系数，对突然起动的机构， =1.5, 55 ,1.7，此处取=1.6; 5 ,, ——刚性动载系数，取=1.8; 88 最大扭转应力 M361862?max,,,,35.33，10N/m,35.33MPamax3W，，0.2，0.08 许用扭转应力 ,180s,,,,,120MPa,?n1.5? 因为，故静强度验算通过。 ,max,[,], 34 武汉科技大学本科毕业设计 5 小车架的设计计算 小车架由两根端梁和多根横梁组成框架结构，在端梁与横梁上边焊有钢板，构成小车架的台面。为了安装方便，台面上在安装电动机、减速器、制动器和轴承座的地方焊有垫板。端梁主要用于支撑车轮，故只需设计端梁，其他的横梁采用端梁相同的结构尺寸即可。端梁选用由钢板焊接而成箱形。整个小车架的材料是Q235钢。 5.1 端梁设计计算 端梁选用由钢板焊接而成箱形，其结构尺寸如图5.1所示。 图5.1端梁截面尺寸图 1、上盖板;2、中部下盖板;3、端部下盖板;4、腹板 (1)端梁中间截面的应力计算 M25000，11300，9.8，2.7，，max(MPa),, ,,,,,,69.04maxW4，3478x W 式中， ——端梁中间截面的截面模数，计算如下 x ,h47.8，0.8,,,,3,W,，B,h,，50，1.2，478,3478(cm) ,,,,x133,,,, (2)端梁在支承轮处的应力计算: 端梁支承截面对水平重心线x-x的惯性矩、截面模数及面积矩的计算如下: 首先求水平重心线的位置 水平重心线距上盖板中线的距离 35 武汉科技大学本科毕业设计 2，15.2，0.8，0.6，20.2，0.6，，C,，140，1.2，15.2，0.8，2，11，2，1.6 ，，2，11，1.6，0.6，15.2，0.8,8.2540，1.2，15.2，0.8，2，11，2，1.6 水平重心线的距腹板中线的距离 (cm) C,8.25,0.6,18.2，0.6,,3.272 水平重心线的距下盖板中线的距离 (cm) ，，C,15.2，0.6，0.8,8.25,8.353 端梁支承截面对水平重心线X-X的惯性矩 132,I,，40，1.2，40，1.2，8.250x12 1 32 ，2，，15.2，0.8，2，15.2，0.8，3.2712 1324，2，，11，1.6，2，11，1.6，8.35,6463cm12 端梁支承截面对水平重心线X-X的最小截面模数 113,,(cm) WI,,6463，,70600xx,1.628.35，C，322 端梁支承截面水平重心线X-X下部半面积矩 8.35,0.83,(cm) ，，S,2，11，1.6，8.35，8.35,0.8，0.8，,317x02 端梁支承截面的弯曲应力 M，，25000，11300，11.62Z,(kg?cm) ,,,,149.1W4，706x0 端梁支承截面的剪应力 ,R,S11200，3172Ax0,,,,,343(kg?cm) ,,2，6463，0.8nI,x0 端梁支承截面的合成应力 2222,,(MPa) ,,,，3,,149.1，3，343,11.0 端梁材料的许用应力不低于90MPa，故选择Q235钢满足要求。 5.2 小车架的结构尺寸 根据上述计算结果，初步确定小车的结构尺寸为:长×宽×高=5600mm×4170mm×502mm。 36 武汉科技大学本科毕业设计 结束语 随着毕业日子的到来，毕业设计也接近了尾声。这次设计是大学四年来最重要，也是最富有挑战性的一项综合型设计。在没有做毕业设计以前觉得毕业设计只是对这几年来所学知识的单纯总结，但是通过这次做毕业设计发现自己的看法有点太片面。毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次的毕业设计，我对大学四年所学知识有一个全面的检查。我这次设计的题目是16+16t带旋转吊具的电磁挂梁桥式起重机设计，通过对桥式起重机的设计、计算、受力分析等工作，使我对自己所学的知识有了更深的了解和掌握。 在设计过程中，通过跑调查，翻资料，查数据，设计计算，绘制图纸，写设计说明书等繁琐的工作，培养了我耐心细致的工作作风，这次设计使我受益匪浅。由于自身知识的欠缺，在设计中难免遇到了很多自己不明白的问题，通过老师的指导、同学的帮助和个人的一些努力，最终得以解决。 通过这次毕业设计，发现自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次毕业设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己的知识和综合素质。 37 武汉科技大学本科毕业设计 参考文献 [1] 张质文(起重机设计手册(北京:中国铁道出版社，1997 [2] 成大先机械设计手册[M]((第四版)(北京:化学工业出版社，2002 [3] 过玉清(起重运输机械(武汉:华中理工大学出版社，1992 [4] 陈道南、盛汉中( 起重机课程设计(北京:冶金工业出版社，2002 [5] 濮良贵、纪名刚(机械设计(北京:高等教育出版社，2000 [6] 陈国璋，孙桂林，金永懿等(起重机计算实例(北京:中国铁道出版社，2005 [7] 过玉清，周培德，盛汉中(起重运输机械(北京:冶金工业出版社，2005 [8] 廖念钊，莫雨松，李硕根等(互换性与技术测量(北京:中国计量出版社，2000 [9] 常明(画法几何及机械制图[M]((第三版)(武汉:华中科技大学出版社，2007 [10] (日)坂本种芳、长谷川政弘(桥式起重机设计计算(北京:中国铁道出版社，1987 [11] 朱龙根(机械设计(北京:机械工业出版社，2006 [12] 范祖尧(起重运输机械设计基础(北京:机械工业出版社，1991 [13] 沈静宝(起重运输机械计算(北京:中国铁道出版社，1982 [14] 倪庆兴(起重运输机械图册(北京:机械工业出版社，1992 [15] 付荣柏(起重机钢结构制造工艺(北京:中国铁道出版社，1991 38 武汉科技大学本科毕业设计 致谢 四年的读书生活在这个季节即将划上一个句号，而于我的人生却只是一个逗号，我将面对又一次征程的开始。四年的求学生涯在师长、亲友的大力支持下，走得辛苦却也收获满囊，在毕业设计即将付梓之际，思绪万千，心情久久不能平静。 在这学期毕业实习和毕业设计期间，得到了尊敬的范勤老师的精心指导。老师治学严谨，学识渊博，思想深邃，视野雄阔，为我营造了一种良好的精神氛围。授人以鱼不如授人以渔，置身其间，耳濡目染，潜移默化，使我接受了全新的思想观念，树立了宏伟的学术目标，领会了基本的思考方式，掌握了通用的设计方法。 在毕业设计期间，老师不断对我进行全面细致的指导。老师在百忙之中亲自带我们下厂进行毕业实习，为我们小组毕业设计的进行制定 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 ，并且在知识和经验方面给我们帮助，而且，经常给我们鼓励，使我们获得了很大的信心和动力。在生产实习过程中，厂的工人师傅亲自带我们下厂了解了各种机械的各部分构造和功能和工作原理。在老师的指导下，在工人师傅的热心帮助下，为我们圆满的完成毕业设计任务提供了许多条件和帮助。 我知道我无法用准确生动的语言来淋漓尽致地描述自己的真实感受，只好将它深深地埋在心底，化作一道虔诚的祝福:愿导师工作顺利，一生平安。同时，也将祝福送给每一位帮助过我的同学和朋友。 39