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桥式起重机
小车
机构
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制动轮.dwg
卷筒.dwg
带制动轮的联轴器.dwg
开题报告.docx
滑轮.dwg
联轴器.dwg
设计说明书.doc
设计说明书.pdf
起升机构装配图.dwg
高速浮动轴.dwg
目 录
摘要
II
Abstra III
1、 绪论 1
1.1 设计范围 1
1.2 桥式起重机的分类 1
1.3 桥式起重机的结构组成 2
1.4 桥式起重机小车及其运行机构 2
2、 确定传动的方案 3
2.1 传动方案的分类 3
2.2 传动方案的选择 3
3、起升机构中各个部件的计算与选择 5
3.1 钢丝绳的计算与选择 5
3.2 滑轮的计算与选择 5
3.3 吊钩的选择 5
3.4 卷筒组的选择与计算 6
3.5 初选电动机型号与计算 8
3.6 减速器选择与计算 9
3.7 制动器的选择与计算 11
3.8 联轴器的选择与计算 12
3.9 制动时间的验算 13
3.10 起动时间的验算 14
3.11 电动机发热验算 14
3.12 高速浮动轴的验算 14
结论 16
参考文献 17
50/10t 双梁桥式起重机小车起升机构设计
摘 要
桥式起重机桥架的纵向静止是顺着铺设在两边高高的架子上的轨道运转的，而起 重小车是顺着桥框上的轨道做横向运动，充沛利用了桥架下面空地段来吊运货物，它 不受低空设施的防碍。这次选用的起重机是在厂房应用的。
本次课题钻研的是起重机中小车起吊部分的构造设计，要求结构运转结实，定位 要精确，安然并牢靠，技术功用强大。
绪论局部简要地引荐了 50/10t 双梁桥式起重机的定义、功能、分类等，并参照
《起重机械设计》对起重机小车起升机构及其各个零部件的设计计算，从桥式起重机 起升机构各部件的介绍到详细零部件设计计算，《起重机械设计》为我做了具体参考， 大大提高了我的工作效率。
关键词：桥梁式起重机；起升机构；零部件的设计计算
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目 录摘要IIAbstraIII1、绪论11.1 设计范围11.2 桥式起重机的分类11.3 桥式起重机的结构组成21.4 桥式起重机小车及其运行机构22、确定传动的方案32.1 传动方案的分类32.2 传动方案的选择33、起升机构中各个部件的计算与选择53.1 钢丝绳的计算与选择53.2 滑轮的计算与选择53.3 吊钩的选择53.4 卷筒组的选择与计算63.5 初选电动机型号与计算83.6 减速器选择与计算93.7 制动器的选择与计算113.8 联轴器的选择与计算123.9 制动时间的验算133.10 起动时间的验算143.11 电动机发热验算143.12 高速浮动轴的验算14结论16参考文献17I50/10t 双梁桥式起重机小车起升机构设计摘 要桥式起重机桥架的纵向静止是顺着铺设在两边高高的架子上的轨道运转的，而起 重小车是顺着桥框上的轨道做横向运动，充沛利用了桥架下面空地段来吊运货物，它 不受低空设施的防碍。这次选用的起重机是在厂房应用的。本次课题钻研的是起重机中小车起吊部分的构造设计，要求结构运转结实，定位 要精确，安然并牢靠，技术功用强大。绪论局部简要地引荐了 50/10t 双梁桥式起重机的定义、功能、分类等，并参照起重机械设计对起重机小车起升机构及其各个零部件的设计计算，从桥式起重机 起升机构各部件的介绍到详细零部件设计计算，起重机械设计为我做了具体参考， 大大提高了我的工作效率。关键词：桥梁式起重机；起升机构；零部件的设计计算II50/10t The double beam bridge type hoist crane car vice-lifts the organization designAbstractLongitudinal static of overhead traveling crane is laying tracks on both sides of a high shelf running down, and heavy vehicle is along a track on the bridge frame do lateral movement, make full use of the bridge below empty lots to lift goods, it is not subject to the low-level facilities prevented. Select the crane is applied in the workshop.Study of this topic is crane small car lifting part of the structural design, operation structure strong, positioning must be accurate, safe and reliable, has a strong technical function.The introduction partial briefly recommended the 50/10t double beam bridge type hoist crane definition, the function, the classification and so on, and refers to Hoisting machinery Design to lift the organization to the hoist crane car and each spare part design calculation, lifts the organization various parts introduction detailed spare part design calculation from the bridge type hoist crane, Hoisting machinery Design has made the concrete reference for me, enhanced my working efficiency greatly.Key words: Bridge-type hoist craneHoisting mechanismSpare part design calculationIII1 绪 论1.1 设计范围本次设计的选题运行范围是针对厂房内的双梁桥式起重机，它生产批量大，材料 消耗多。而我主要围绕起重机起吊部分展开设计计算及校核，下图所示就是经典的双 梁桥式起重机展示。双梁桥式起重机1.2 桥式起重机的分类桥式起重机分为两大类：用在车间的物料装卸、吊运普遍是通用桥式起重机，而 其往往装在车间的厂房立柱上；专用桥式起重机主要用在冶金厂的厂房、发电厂的厂 房等地。它的 组成 部分包括架框和运行小车， 两根主梁和两根端梁 组成了架框，而 端梁上 有行走的车轮，这样桥架的全体能够沿着车间上局部的轨道运转，小车车轮也 能够沿着桥架运转。因为取物安装、特用性能和 构造特点 等的差异分红桥式起重机 又 存有各类模式。此次主题选用通用桥式起重机，大都是电动的双梁起重机，依照取物 安装和构造之间的差异可分为：（1） 吊钩式桥式起重机 吊钩式桥式 起重机是把吊钩当做取 物安装的起重机 ，其组成局部有起重小车、架框运转机构、架框金属构造和电气管制设施等。（2） 抓斗式桥式起重机 抓斗式桥式起重机是把抓斗当做取物安装的起重机，用来抓碎散资料。剩下的局部地方和吊钩式桥式起动机一致。（3） 电磁式桥式起重机9电磁式桥式起重机是运用电磁盘当做取物安装的桥式起重机，吊运的是有导磁性 的金属料。（4） 两用桥式起重机 两用桥式起重机的两种取物安装分别是吊钩抓斗和抓斗电磁。其中的一种是用于吊钩，配有的别的一种起吊装备用于抓斗；而另外一种中的一套用于抓斗，配有的另 一种起吊机构用于电磁盘。（5） 三用桥式起重机 三用桥式起重机依据任务性质的差异，能够将其中恣意一种吊具变更运用。电动抓斗运用交流电，而电磁盘则反之，使用的时分变动电源需要经过转换开关来管制。 这种桥式起动机在相比之下适宜用于各种资料品种常常改动的状况之下。（6） 双小车桥式起动机 双小车桥式起动机中包括有两台起重小车，能够独自运作也可以结合运作，重载时，两台小车能够并列运转。这种起重机适用于起吊长方形物件。1.3 桥式起重机的结构组成桥式起重机常常是由装有大 车运转机构的 桥架 和装有 起升机构 以及小车运转机 构的起重小车 、电气设施、司机室 等几大局部组成。它的形态就像是一个 两端支撑 在 平行的两条架空轨道 上程度静止的单跨平板桥 。起升机构的功用是用来 垂直升降物 品，而起重小车的功用是 用来带 着 载荷做 横向静止；桥架和大车运转机构的功用是 用来将起重小车和物品作纵向挪动。1.4 桥式起重机小车及其运行机构桥式起重机的小车局部是由（1）起升机构（2）小车运转机构（3）小车架这三部分组成； 此外还有一些安然防护安装。 其中小车运转机构的组成部分分别包括：减速器电动机车轮联轴器传动轴等2、确定传动的方案2.1 传动方案的分类考虑到起重重量、起升的速度和起升的高度等设计参数的不一致，因此桥式起重 机的小车存在多种传动方案。大体包括闭式和带有开式的齿轮传动这两大类。2.2 传动方案的选择此处我选用了闭式齿轮传动。开式用于低速，起重量大于 80t。a 和 b 图中：件 1 是电动机，件 4 是减速器，它们之间一个采用的是带制动轮的 弹性柱销联轴器，一个采用的带制动轮的全齿联轴器间接衔接。c 图中所示：件 1 是电动机，件 4 减速器，它们之间采纳一个中部轴，然后轴的右端是件 10半齿联轴器。因为有径向和角度偏移，还能够沿轴向略微有些窜动， 所以称之为浮动轴。一个联轴器衔接与浮动轴相比照，浮动轴有以下几个长处：（1） 容许有 较大的装配误差，而轴越长的 话所允许的装配误差则 越大 。因而 浮动轴长度个别不可太短,不然所起的弥补作用不会太大；（2）因为培修操作空间足够，装配和改换整机更为便利；（3）小车因零部件自身分量而惹起的轮压散布较为平均。为了在起动和制动时 添加动力矩，则是应用浮动轴的缺陷添加整机数量和转动惯量。通过综合的考虑，选择方案 c。 考虑到安全上的问题，当浮动轴被扭断时，制动器仍就能够限制住卷筒，件 8 与件 3 应该凑近减速器。如图 c 中虚线所示，也能够把制动器放在减速器的外向，同时装置一个与制动器 相配合的制动轮，而后再在浮动轴的两端利用同种型号的两个半齿联轴器。3、起升机构中各个部件的计算与选择3.1 钢丝绳的计算与选择 初选双联滑轮组，额定起重重量，已知原始数据 Q=10t，选滑轮组倍率 m=3 钢丝绳的最大拉力：S j =Q+G钩2mh组式（3.1）上式中Q 代表：额定起重重量，已知原始数据 Q=10t； 查得 G钩 =0.02Q=0.2t组 代表：滑轮组效率。h组 =1-hm=1- 0.98= 0.98导3m(1-h导）3（1- 0.98）因此S = (10 + 0.2) 10 =17.35KNj2 3 0.98所选的钢丝绳直径需满足：式中系数 C=0.104d C S j式（3.2）d 0.104取标准直径 d=14mm，交互捻17350 =13.69mm选取钢丝绳：14NAT 6 19S + IWR1550Z 3.2 滑轮的计算与选择 滑轮的最小直径：式中滑轮系数 h=20,卷筒 h=18dmin = hd式（3.3）dmin = 20 14 = 280mm ,取 D = 300mm （轮槽底径） 平衡滑轮 D平 =（0.6 0.8）D取 D平 = 0.8D = 0.8 300 = 240 mm3.3 吊钩的选择短型吊钩组吊钩横梁滑轮轴的下面位置，钩子的直杆部分比较短，滑轮组的横着 方向的尺寸偏小，钢丝绳角度偏移量小，使用范围广泛，存在的缺陷是整 体的尺寸庞大。长型吊钩组吊钩直柄长，横梁滑轮轴形成一体，整体在高度上的尺寸偏小，不过 和短型吊钩组相反，它的轴向尺寸偏大，限制分支数只可以是偶数。挑选短型吊钩组，因为额定起重重量 Q=10t，任务类型是 M5，所以选择了直柄单钩 LM12-M,其材料为 DG20。3.4 卷筒组的选择与计算3.4.1 卷筒的最小直径的确定卷筒槽底直径滑轮布置图D (e -1) d绳式（3.4）式中 e 是系数，桥式起重机在中级任务类型的 e=25。D (25 -1) 12.5 = 300mm 。 取标准规格 D = 400mm, R = 7.5mm, p = 16mm, H1 = 5.5mm3.4.2 卷筒长度和厚度的计算L双 = （2L0 + L1 + L2）+ Lg式（3.5）而 L0= ( H max m + n)tpD0式（3.6）式中已知最大起升高度 H max =16m； n 表示：钢丝绳安全圈数，n1.5 取 2；t 表示：绳槽节距，t=d+（24）取 t=16mm；L1、L2 是剩下部分和不动钢丝绳所须长度，取 L1 = L2 = 3t ； 其中 Lg = L3 - 2H min tana；L3=350mm；H min =1350mm；a 5o 6o ，取 tan6=0.1；Lg = 350 - 2 1350 0.1 = 80mmL0卷筒一半的绳槽部分的长度。16000 3Lo = p(400 +12.5)+ 216 = 624.64mm卷筒长度 L 双=2（624.64+48+48）+80=1521.28mm取 L 双=1550mm，卷筒材料采用 HT20-40壁厚d= 0.02D + (6 10) = 0.02 40 + (6 10) = 14 18取d=16mm，卷筒转速 n=vm/( D0)=37.06 转/分。3.4.3 卷筒强度校核卷筒的材料是 HT20-40，抗压强度为 400MPa,抗拉强度为 200MPa 卷筒受到的压力：s压 = Smax / pd=17350/(16 16)=67.77MPas压 = sb / k =400/5=80MPa式中 k 是起重机安全系数，取 k=5s压 s压 ,符合要求。因 L3D,故计算弯曲拉应力： 钢丝绳处于卷筒中央时，产生最大弯矩：卷筒断面系数：内W = 0.1(D4 - D4）/ D弯矩产生的拉应力：Mmax=Smaxl =Smax(L-Lg)/2=17350(1550-80)/2=12752103 N.mm=0.1（ 4004 - 2404 ）/400=5570560 mm3s拉 =M/W=12752000/5570560=2.3MPass拉 = 6 =2006= 33.3 MPa因此卷筒的弯曲应力强度足够。3.5 初选电动机型号与计算起升机构功率计算s拉 s拉 （Q + G）VN静 =(千瓦)式（3.7）6120hO式中 0起升机构的总效率。0=组筒传=0.980.980.94=0.903（N= 10000 + 200）16 = 29.53KW静6120 0.9035N jc% = 2 K电 N静 = 0.85 29.53 = 25.10KW按此公式初步选定起升机构的电动机功率，并选定电动机型号为 JZR252-8，功率 N30KW转速 n720 转/分最大转矩倍率j= 3.08转动惯量 GD2电3.38 公斤米 2额定扭矩M 额 = 975= 975 720 40.625公斤米N30n3.6 减速器选择与计算3.6.1 减速器概述作用闭式传动中选择圆柱齿轮减速器，它的传动效率较高。 减速器的作用：（1） 减缓速度并提升输出扭矩，按电机输出乘减速比获得扭矩输出比例，不外 要关注不容许经过减速器的额外扭矩。（2） 减缓速度的同时使负载的惯量减低了，减速比的平方是惯量的缩小。3.6.2 减速器选型计算3.6.2.1 起升机构传动比ni = 电n卷= 720 = 19.4337.06式（3.8）已知传动比 I=22.9 电动机功率 N=30KW，电动机转速 n=720 转/分。选择型号为 ZQH65-V-3CA 的减速器，对应传动比 i=20，输入功率 N=47.5KW，转速 n=750 转/分。3.6.2.2 减速器从动轴上的力的校核（1）最大扭矩的验算18M max = 0.75j M 额 i h M 式中 M 额电动机的额定扭矩。M 额=40.625 公斤米； i传动比，i=20； 从电动机传动到减速器从动轴的效率=0.94；j电机最大转矩倍数，j= 3.08 。M max = 0.75 3.08 40.625 20 0.94 = 1764.64公斤米 查到减速器短暂容许扭矩M=2500Kgm，所以 M max M 。（2）最大径向力的验算式（3.9）Fmax= Smax +PGj F 2式（3.10）式中S max 表示钢丝绳最大静拉力， S max = 17350N ，即 1735 公斤；PGj 卷筒分量 GGJ=800 公斤。Fmax= 1735 + 800 = 2135公斤2经查得：减速器的低速轴上，最大短时许可扭矩为 5250 公斤米，而低速 轴上最强准许径向载荷 P=9940 公斤。Fmax F 因此满足要求。（3）起升速度验算pD n3.14 0.4125 720实V=0 绳 = 15.543米 / 分 ，即 V=0.25905m/s。实m i3 20V -V实V16 -15.54316速度偏差应小于 15% DV = 0.029即 DV = 2.9% 1.75 ，因此满足要求。制动器的制动转矩一定得比货品产生的静力矩大，保障足够的安全裕度。 这里采用的是常闭的，通用的块式制动器。3.8 联轴器的选择与计算3.8.1 联轴器的分类及特性联轴器在起重机中主要是用来衔接两根总体平行或同轴线安置的转轴，在传递扭 矩的同时也弥补了一些角度和轴向偏移，更有甚者还能改善传动装置的动态特性。而 半联轴器一般也可以当制动轮来用。在起重机中常常用到的联轴器包含齿轮式、弹性 套柱销的、尼龙柱式、万向联轴器、耦合器等。3.8.2 联轴器的选型计算初选 CL 型联轴器（双锥型轴端）为电动机轴上的联轴器，并校核：M 计 M 式中 M 计联轴器上传播的算数力矩（公斤米）； M联轴器许用的扭矩（公斤米）M 计 = M 等效n1 = n1 j等效1 j等效2 M 零额 ；式（3.13）其中 nI相应于第 I 类载荷的安全系数，nI=1.8；j等效1 理论起重量变更波及的等效静载荷系数，；j等效1 = 1j等效2 机 构 启 动 、 制 动 时 动 载 荷 对 传 递 部 件 波 及 的 等 效 动 载 荷 系j等效2 = 1.6 ；M 零额相对于机构 JC%值的电动机额外力矩传至计算零部的力矩 M 零额=M 额=40.625 公斤米。M 等效 = 11.6 40.625 = 65公斤米所以 M 计 = 1.811.6 40.625 = 117公斤米 。联计按结构型式衔接尺寸和 M 计 查找联轴器的产品目录，因为考虑到电动机的轴径为 70mm，所以选定型号为 CL4 的联轴器，其允许最大扭矩M=560 kgm，GD2=0.85kg m2.因为 M K g N静 ，满足要求。3.12 高速浮动轴的验算许用应力计算法：3653 tp13n (1- r )4d 式(3.17)式中 P传动的功率（KW）；n轴的转速，r/minr= d0/d轴内径 d0 与外径之比，对实心轴 r=0；许用应力，对 Q235 取 11.519.5MPa。36530133 11.5720 (1- 0)d 56.1所以取 d=80mm 符合要求。4 结 论通过此次桥梁式起重机的设计，我在原有的理论力学、机械设计基础等知 识的基础上学到了更多，收获满满。在设计的过程中我先大体的的复习了一下以前的 知识，然后通过在图书馆翻阅有关起重机的发展、起重机的设计等书籍，使设计效率 大大提高，同时又在起重机这一方面学习到了很多新的知识。从选题到大纲再到外文翻译，前期的准备工作准备的非常认真，之后就开始着手 于毕业论文及图纸的绘制。根据给出的任务要求，此次桥梁式起重机的设计必须满足 传动平稳可靠，传动装置部分的质量和体积竟可能使成本降到最低。通过参考起重机械设计中传统桥梁式起重机小车副起升机构的设计，小车副 起升机构采用了把减速器放在小车的主动轮的中段的传动模式，并用联轴器连接。再 从吊钩组、卷筒组、滑轮组及钢丝绳的选择与计算、电动机型号的选择、制动器的选 择、联轴器的选择和浮动轴的选择以及一系列的校核来完成小车副起升机构的总体设 计。通过设计选用 JZR2 52-8 的交流电动机作为动力源，联轴器将电动机的输出轴与 减速器的高速轴联接了起来，因为减速器放出的转速比较慢，输出轴经过万向联轴器 与浮动轴联接，浮动轴的另一端则是由联轴器与车轮的芯轴联接，把动力传递
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