【毕业设计论文】桥式装卸料机主梁及小车驱动系统设计说明书【有对应的CAD图】

订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 毕业设计( 论文) 课 题 名 称 桥式装卸料机主梁及小车驱动系统设计 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 内容提要 物料搬运机械主要是在企业 ( 包括码头、料场、矿山和商业货仓等 ) 内部进行 物料装卸、运输、升降、堆垛和储存的机械设备。一般包括起重机械、输送机、装卸 机械、搬运车辆和仓储设备等；习惯上不包括汽车、铁路车辆、飞机和船舶等交通运 输工具，以及输送气体和液体的管道。 物料搬运机械按功能大致可分为起重机械、输送机、装卸机械、搬运车辆和仓储 设备等五类。一般说来，起重机械用于升降和搬运，但搬运距离较短，它的机构作间 歇式运动 ；输送机可连续输送物料，搬运路线一般固定不变，大多用来输送散状物 料；装卸机械能自行取物并装卸物料。搬运车辆可灵活安排搬运路线，经济运输距离 较长，可在室内或室外作业，具有行驶车轮 ；仓储设备是在仓库中完成堆、取、储 存物料的装置，包括料仓装置、高架仓库和给料机等。随着工业的发展，许多机械具 有多种功能和用途，例如叉车是搬运车辆，可用以装卸，也可起升重物。 本次毕业设计桥式装卸料机就是一种在生产领域可以广泛应用的物料搬运机械。 经过四个多月的努力，终于在指导老师悉心指导下完成了本次毕业设计。本次设计我 主要针对该机械的主梁和小车驱动系统进行设计。主梁已经是个成熟的技术项目了， 根据不同情况进行不同的选择，按已有的设计准则进行设计。小车驱动系统在参考了 传统的方案后，进行了新旧方案的对比分析。最后，对小车驱动系统进行了革新。使 它的传动效率和安全性都有了提高，而且制造难度和传统方案差别不大，实现了经济 和效益的双丰收。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 The Bridge Type loading and unloading machine main beam and the car drive system design Summary The material transporting machinery mainly is in the enterprise (including wharf, materials yard, mine and commercial goods warehouse and so on) the interior carries on material loading and unloading, the transportation, the fluctuation, piles up with t he storage mechanical device. Includes the hoisting machinery, the conveyer generally, loads and unloads the machinery, transports the vehicles and stores in a storehouse the equipment and so on; In custom not including transportation tool and so on automobile, railroad car, airplane and ships, as well as transportation gas and 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 liquid pipeline. The material transporting machinery may divide into the hoisting machinery, the conveyer approximately according to the function, loads and unloads the machinery, transports the vehicles and stores in a storehouse the equipment and so on five kinds. In general, the hoisting machinery uses in rising and falling and the transporting, but transports is away from short, its organization makes the intermittent type movement; The conveyer may the streamhandling material, general transport the route fixed to be invariable, mostly uses for to transport disperses the shape material; The loading and unloading mechanical energy takes the thing and the loading and unloading material voluntarily. Transports the vehicles to be possible nimbly to arrange the transporting route, the economical transportation to be away from long, may in the room or outdoor work, has the travel wheel; Stores in a storehouse the equipment is piles to in heaps, takes, the storage material installment in the warehouse, including the bunker installment, the high structure warehouse and gives the material machine and so on. Along with the industry development, many machineries have the many kinds of functions and the use, 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 for example the forklift transports the vehicles, may use by to load and unload, also may lift the heavy item. This graduation design bridge type installs the unloading device is one kind in the realm of production may the widespread application material transporting machinery. After more than four months endeavors, finally in instructed teacher under the devotedly instruction to complete this graduation project. This time designs me mainly to aim at this machinery the king post and the car actuates the system to carry on the design. The king post already was the mature technical project, carries on the different choice according to the different situation, according to the design criterion which has has carried on the design. The car actuated the system after to refer to the traditional plan, has carried on the new old plan contrast analysis. Finally, actuated the system to the car to carry on the innovation. Caused its transmission efficiency and the security all had the enhancement, moreover the manufacture difficulty and the traditional plan difference was not big, has realized the economical and the benefit double abundant harvest. 目 录 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 内容提要 Summary 前言 .1 1 总体设计 .2 2 主梁的设计 .3 2.1 主梁的结构选择 3 2.2 主梁的几何尺寸的确定 . . 3 2.3 载荷计算 4 2.4 载荷组合 6 2.5 强度计算 7 3 小车驱动系统设计 17 3.1 确定方案 .17 3.2 电动机的选择 .17 3.3 减速器的选用 .22 3.4 联轴器的选用 .24 3.5 齿轮的校核 .27 3.6 轴承的选用 .33 总结 35 参考文献 . 36 致谢 37 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 文献翻译 附图 前 言 物料搬运机械主要是在企业 ( 包括码头、料场、矿山和商业货仓等 ) 内部进行 物料装卸、运输、升降、堆垛和储存的机械设备。一般包括起重机械、输送机、装卸 机械、搬运车辆和仓储设备等；习惯上不包括汽车、铁路车辆、飞机和船舶等交通运 输工具，以及输送气体和液体的管道。 现代的物料搬运机械开始于 1 9 世纪。 1 9 世纪 3 0 年代前后，出现了蒸汽机驱 动的起重机械和输送机； 1 9 世纪末期，由于内燃机的应用，物料搬运机械获得迅速 发展； 1 9 1 7 年，出现了既能起升又能搬运的叉车 7 0 年代出现的计算机控制物料搬 运机械系统，使物料搬运进入高度自动化作业阶段。 物料搬运机械按功能大致可分为起重机械、输送机、装卸机械、搬运车辆和仓储 设备等五类。一般说来，起重机械用于升降和搬运，但搬运距离较短，它的机构作间 歇式运动 ；输送机可连续输送物料，搬运路线一般固定不变，大多用来输送散状物 料；装卸机械能自行取物并装卸物料。搬运车辆可灵活安排搬运路线，经济运输距离 较长，可在室内或室外作业，具有行驶车轮 ；仓储设备是在仓库中完成堆、取、储 存物料的装置，包括料仓装置、高架仓库和给料机等。随着工业的发展，许多机械具 有多种功能和用途，例如叉车是搬运车辆，可用以装卸，也可起升重物。 物料搬运机械的应用在生产中有着重要的意义，这主要因为物料搬运的量十分 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 巨大，有些钢铁联合企业，每生产一吨钢材，需要搬运的原材料、燃料、半成品、成 品和废料等的总量常达 5 0 吨以上 ；另外物料搬运所需的费用高，工业国家用于物 料搬运的费用常占产品成本的 2 5 左右；物料搬运占用劳动力多，在机械化程度不 高的企业里，搬运工人常占工人总数的 1 5 以上 ；在人力搬运不能承担的重物和 在高温或有放射性物质的区域作业时，必须利用机械进行搬运。因此，在生产中应对 物料搬运系统给予足够的重视，并尽量采用先进适用的物料搬运机械，以减轻劳动强 度、减少产品损伤、保护工人健康、提高劳动生产率和产品质量、降低生产成本。 基于我国矿山机械相对落后的现状， 为了提高矿山开采和矿料堆浸工艺的能力， 在此我们拟订了桥式移动装卸料机的设计方案。 该机是在桥式起重机的基础上改进而 成，机构本身具有创新性，不仅具有起重机的搬运能力同时还具有输送机没有的物料 均匀堆放能力，在矿山散状物料的搬运和建堆方面具有明显的优势，它建堆快速且矿 料堆放均匀不被压实，有效的增加了一次筑堆的宽度，能很好的满足后续堆浸工艺的 需要，是适合我国各大矿山及堆浸冶炼场所的新型设备。 1 总体设计 4 1 在本次毕业设计中，我们需要设计的是一个能在空中进行物品的装卸、运行的桥 式移动装卸机构。结合所学知识，我们知道能进行物品装卸、运行的机构一般为起重 机，所以本次设计将参照起重机的设计原理来进行设计。 起重机械是一种寻循环、间歇运动的机械，主要用于物品的装卸。一个工作循环 一般包括：取物装置从取物点由起升机构把物品提起、运行、旋转或变幅机构把物品 移位，然后物品在指定地点下降；接着进行反方向运动，使取物装置回到原位，以便 进行下一次的工作循环。在两个工作循环之间，一般有短暂的停歇。由此可见，起重 机工作时，各机构经常处于起动、制动以及正向、反向等相互交替的运动状态中的。 起重机一般是指除了起升机构外还有水平运动机构的起重设备。根据水平运动形 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 式的不同，分为桥式起重机和臂架式旋转类型起重机两类。 桥式起重机的一般结构简图如图 1 . 1 所示： L H 图 1.1 桥式起重机结构简图 桥式类型起重机除了起升机构外，还配有小车、大车两个运行机构。依靠这些机 构的配合动作，可在整个长方形场地及其上空作业。桥式起重机适合与车间、仓库、 露天堆场等处的物品装卸工作。 根据桥式类型起重机的特点以及根据设计的要求， 决定采用桥式起重机的设计方 法来进行本次设计。将小车部分加装一个装卸斗取代以前的钓钩，用来完成物品的装 卸和运输。 2 主梁的设计 3 1 2.1 主梁结构的选择 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 桥式起重机的主梁主要有三种结构： (1)单( 主) 梁桥式起重机：具有一根主梁的桥式起重机 (2)双( 主) 梁桥式起重机：具有两根主梁的桥式起重机 (3)葫双桥式起重机：采用电动葫芦作为小车上起升机构的桥式起重机。 本次设计中采用两根箱形主梁结构, 其主梁由上、下翼缘板和两块腹板组成， 小车钢轨布置在截面中心，如图 2.1 所示 0b0 0h 0 a 1 aa 2a 1b b h 图 2.1 箱形梁截面图 假定主梁跨距为 12 米，主梁总长 13.1 米，小车的行走速度为 20 米/分。下面将根据 这些参数进行整体设计。 2.2 主梁的几何尺寸的确定 为了保证所选截面基本满足强度和刚度的要求, 箱形主梁截面的几何尺寸应在 下列范围内选择： 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 2.2.1 梁高度和跨度之比： h/L=1/141/18，其中，小跨度时 h/L 取较大值，大跨度时 h/L 取较小值；在 相同跨度下，大起重量又比小起重量的高度要大一些。 主梁跨端高度（通常与端梁高度相等）一般为跨中高度的 0.350.4 倍。 2.2.2 梁两腹板间距与跨度之比： b0/L1/501/60，工艺要求的最小间距b0min约为300毫米（此时梁高 不易超过650毫米） 。 翼缘板的总宽度为： 手工焊： b=b0+2（10+a0） (2.1) 自动焊： b=b0+2（20+a0） (2.2) 2.2.3 上翼缘板厚度由局部稳定性要求决定： 3号钢： a1/b11/60 (2.3) 16锰钢： a1/b11/50 (2.4) 2.2.4 缘板最小厚度为 6 毫米，腹板的最小厚度为 5 毫米。 主梁截面应根据设计要求，由强度、刚度、工艺、经济等条件进行选择。通用桥 式起重机系列产品的主梁截面尺寸可查表 2.1 2 参考，进行设计。 截面几何参数确定： 表 2 . 1 箱形梁截面几何尺寸 起 重 量 （吨） 跨 度 （米） 10 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 13.5 400 X 8 X 6 750 X 6 表中数字表示为： b X a1 X a2 h0 X a0 由此结合设计要求可确定主梁的翼缘板、腹板的尺寸 翼缘板：b=400，a1=8，a2=6； 腹板： h0=600，a0=6。 2.3 载荷计算 作为均布载荷作用主梁上的桥架自重，在设计以前是未知的，因此开始计算时必 须参考类似产品的数据，最后再根据实际色痕迹的重量进行校正。初步计算可得桥架 重量曲线图 2.2 2 。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 0 2 4 6 8 1 0 1 2 1 4 1 6 1 8 2 0 2 2 2 4 1 0 . 5 1 6 . 5 2 2. 52 8 . 531 . 5 G 桥 ，吨 跨度L米 图 2.2 桥架重量曲线图 2.3.1 计算载荷 1118 作用在桥式起重机上的载荷有固定载荷，活动载荷，水平惯性力及大车歪斜侧向 力等。 (1)固定载荷 固定载荷有均布和集中载荷两种。 作用在主梁上的均布载荷有主梁、轨道、走台（或水平珩架） 、栏杆（辅助珩架） 等重量； 作用在主梁上的集中载荷有操纵室、 大车运行机构以及布置在走台上的气设备等 重量。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 (2)活动载荷 作用在主梁上的活动载荷为小车的自重和起重量引起的小车轮压， 计算时应考虑 不同载荷组合下的动力系数和冲击系数。 双梁吊钩式小车轮压值可参考表 2.1 (3)水平惯性力 大车运行机构起动和制动时引起的水平惯性力水平作用于主梁上，其中 带载荷小车质量引起的惯性力以一个集中力 大惯 p作用于跨中，由桥架质量引起 的惯性力 惯 q 均布作用在主梁上。大车惯性力作用如图 3 所示。 表 2.1 双梁吊钩式小车轮压值 轮 压 （千克） 轮 距 起重量 （吨） 1 P 2 P b 10 3700 3600 1400 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 L / 2 L p 大 惯 q 惯 图 2.3 大车惯性力作用图 2.4 载荷组合 主梁的载荷组合可查表 2.2 主梁第类载荷为大车不动，小车位于所规定的位置起升或下降载荷。其中 =1+（ - 1）/2，最大应力 max 为计算部位在自重及等效起重量作用下产生的最大 应力； min 为空载小车位于离跨端 L/4 处时在计算部位产生的应力。 主梁第类载荷组合为小车位于跨中满载下降制动，同时大车平稳制制动。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 表 2.2 主梁的载荷组合 计 算 部 件 名 称 主 梁 载 荷 第 类 第 类 大 车 自 重 大 G K 大 G 小 车 自 重 小 G K 小 G 起 重 量 等效 Q Q 大 车 惯 性 力 大惯 P 2.5 强度计算 181712 对各种工作类型的起重机均应按第类载荷组合进行强度计算。 2.5.1 弯曲应力计算 主梁垂直方向按简支梁计算。 由活动载荷引起的最大弯矩： 当一根梁上作用有两个车轮时，最大弯矩截面位置： Z= )(2 )/1 ( 21 21 PP LLbPP + + (2.5) 式中： 21 PP、计算轮压（考虑动力系数 和冲击系数 K ） 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 b Z L 图 2.4 最大弯矩位置示意图 确定 21 PP、 (1)小车支反力的计算 ）（ 起小 起小 QG QG VV+=+= 4 1 44 21 (2.6) 式中 1 V 、 2 V 为小车支反力 小 G小车重量 起 Q起升载荷的重量 4 .298 . 912000 4 1 21 = VV KN 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 (2)计算垂直轮压 车轮与轨道接触的垂直压力称为轮压。 起重机每个支承点上一个或数个车轮 （取决于总支承反力的大小与车轮的直径） ， 这些车轮与支承结构均采用铰接式连接系统。这样，每个车轮所受的垂直压力近乎相 等，故可用下式计算： R = m V (2.7) 式中 V 支承点的垂直总反力 m 支承点的车轮数 R= 21 VV=29.4 KN 性载荷的总称，它是强度计算载荷中的重要部分，对疲劳计算也有影响。 为了使设计计算方便， 通常把最大振动载荷表示为静载荷或电动机额定力矩的倍 数动载荷是起重机机构运动状态改变时（如起动或制动）产生的振动载荷和惯，这个 倍数称为“动力系数” 。动力系数不仅与结构因素（如系统质量的分布，系统的刚度 和阻尼等）有关，而且与使用条件（如外载荷的大小及其变化规律、有无冲击等）有 关， 设计计算时， 一般只能选择与实际情况大体相近的典型工况作为依据。 试验表明， 尽管起重机及其机构的弹性系统是属于多自由度的系统， 但可以足够准确地把它化为 双质量一自由度的系统，同时，在计算振动载荷时，可以把传动机构的振动与金属结 构的振动分开考虑。 RR= max (2.8) 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 表 2.3 动力系数值 8 . 582 4 . 29 max =RR 8 . 582 4 . 29 max =RR (3)起重机运行时的冲击载荷 当起重机或小车通过钢轨接缝处或通过不平道路时， 起重机和物品将在垂直方向 产生振动。有这种冲击产生的影响用冲击系数来表示，即在考虑这种载荷组合时，在 起重机自重前乘以冲击系数 K 。冲击系数与起重机或小车的运行速度、轨道或道路状 况有关，具体数值可查表 2 . 4 表 2 . 4 冲击系数值 运 行 机 构 按运行速度分（米/分） 零件名称 2050 低 速 轴 零 件 高 速 轴 零 件 其 余 高 速 轴 2.00 由表 2.3 可知： 2= 所以有： 由表可知： 2= 所以有： 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 查取动力系数 由表可知: 0 . 1= K 计算轮压 21 PP、 8 .588 .581 max1 2 = KRPP KN 最大弯矩： 当 21 PP =时 LPM= max (2.9) 式中： 2 ) 2 1 ( 2 1 L b =系数经查取 =0.34 所以最大弯矩为： 3 max 10399 . 2 121000 8 . 5834 . 0 =LPM Nm 小车位于跨端极限位置 min Z如图 2.5 所示，由 21 PP、引起的最大剪力 )( 1 1 bZL L R Q MINMAX = (2.10) 式中： min Z=1.4 m =+= 211 PPR117.6 KN 有 轨 运 行 运行速度（米/秒） 运行速度 1 冲击系数 1.0 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 2 . 04 . 0 2 1 2 1 21 2 1 = + =b PP bP b m 4 3 max 1064. 7)8 . 24 . 112( 12 106 .117 = =QN 小车位于跨端极限位置 min Z如图 2.5 所示，由 21 PP、引起的最大剪力 )( 1 1 bZL L R Q MINMAX = (2.10) 式中： min Z=1.4 m =+= 211 PPR117.6 KN 2 . 04 . 0 2 1 2 1 21 2 1 = + =b PP bP b m 4 3 max 1064. 7)8 . 24 . 112( 12 106 .117 = =QN 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 Zm i nb L 图 2.5 小车极限位置示意图 此外还应计算由均布、集中固定载荷在计算截面引起的弯矩，以及这些载荷在跨 端截面引起的剪力（均要考虑冲击系数 K ） 。 计算桡度的受力，剪力，弯矩图如图 2.6、图 2.7、图 2.8 所示 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 Z L ba c B 图 2.6 计算桡度的受力图 图 2.7 计算桡度的剪力图 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图 2.8 计算桡度的弯矩图 L c P L cb PRA 21 + + = (2.11) L ba P L a PRB + += 21 (2.12) M=ZRA (2.13) （aZ 0） M=)( 1 aZPZRA (2.14) （baZa+） M=)(ZLRB (2.15) （LZba+） )()()( 6 1 2 3 2 3 1 3 2 3 1 3 ZLRZ L C P L Z aLPbaZPaZPZR EI f AA += (2.16) 3 max 10399 . 2 121000 8 . 5834 . 0 =LPMNm 主梁在水平方向按框架计算，由 大惯 P及 惯 q 引起的跨中弯矩 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 ）（）（ 惯大惯 水 r LLq r LLP M 2 3 242 1 4 2 + = (2.17) 式中： 2 1 2 32 2 8 I I B lc Lr + += (2.18) 1 I主梁水平方向惯性矩端梁水平 2 I方向惯性矩 33 1015. 37 . 0105 . 4=amP 小车大惯 N (2.19) 700 12 7 . 01012 3 = = = L am q 主梁 惯 N/m (2.20) 根据参考书籍 18 = 1 I48762.38cm 4 = 2 I63391.09cm 4 M水=3.65104Nm 跨中截面翼缘板角点最大正应力为 += yx W M W M 水垂 (2.21) X I W y x = (2.21) y I W x y = (2.22) =78.6MPa 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 跨端截面腹板的最大剪应力 = I SQ (2.23) 式中： Q计算截面上的计算剪力 I惯性矩 （I=43072.12Nm） S计算剪应力的上截面对中和轴的面积矩 （S=0.22936） 腹板总厚 （=8mm） 将以上数据带入后 88.50 008 . 0 1012.43072 22936 . 0 10644 . 7 8 4 = = = I SQ Mpa 2.4.2 翼缘板局部弯曲应力计算 箱形结构的小车轨道布置在两腹板之间上翼缘板上，为了支撑轨道，箱形梁中除 了设置长的加劲板外，尚需要设置短的加劲板。 箱形梁上翼缘板由于计算轮压 P 的作用，将沿梁的纵向与横向产生弯曲正应力 Z 、 X ，其中最大值为： Z = 2 2 NK (2.24) X = 2 3 NK (2.25) 式中： N 经由钢轨传到翼缘板上部分计算轮压，可按下式计算 当 11 ab 时用如下公式计算 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 N= 33 1 2 11 96 1 a IbK P + (2.26) 式中： I钢轨的惯性矩 上翼缘板厚度 P计算轮压 1 a加劲板间距 1 b腹板间距 1 K 2 K 3 K 查取 2 1 1 K =0.1265 2 K=1.284 3 K=1.284 将以上数据和系数带入 N= 33 8 3 018. 06 . 0 1012.43072284. 196 1 108 .58 + =27.07 KN Z = 2 2 NK = 2 3 018. 0 1007.27284. 1 =107.8MPa X = 2 3 NK = 2 3 018. 0 1007.27284. 1 =107.8MPa 在箱形梁上翼缘板中，除了上述局部正应力外，还有梁弯曲正应力，故上翼 缘板的计算为： 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 )()( 22 + XZXZ (2.27) 式中：由垂直弯曲矩引起的正应力 8 . 107 8 . 107 6 . 78 8 . 107 8 . 107 6 . 78 22 +）（）（ =143.2MPa=176.5MPa 箱形梁上小车钢轨的正应力为： 5 1 轨 轨 轨 ）（ = W aNP (2.28) 式中： N按前面的计算 轨 W钢轨抗弯模数 轨 钢轨许用应力 （因采用的轻型钢轨，其值为 225.4 MPa） 6 3 101855 6 . 007.27108 .58 = ）（ 轨 =154.62 MPa 轨 =225.4 MPa 加劲板的局部挤压应力： 2 12 + = ）（ 挤 b P (2.29) 式中： P计算轮压； b2钢轨底部宽度； 上翼缘板厚度； 1加劲板厚度。 018. 0018. 02067. 0 108 .58 3 + = ）（ 挤 =140.68 MPa=175 MPa 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 2.4.3 静刚度计算 2 1 2000 4 5 3844 3 1 48 1 4 1 3 L f r L EI Lq r L EI LP f=+= 水 惯大惯 水 ）（）（ (2.30) 式中 2 1 2 33 3 8 I I B lc Lr + += 09.63391 38.48762 6 . 73 6 . 14 . 08 12 2 33 + +=12.23 (2.31) I1 主梁水平方向惯性矩； I2 端梁水平方向惯性矩。 经计算 f水=4.37 mmf水=6 mm 符合要求 2.4.4 上拱度 主梁在满载小车轮压作用下产生变形，使小车轨道有一定的坡度。坡度过大会增 加小车运行阻力，甚至在停车后会产生自动滑移现象。起重机运行机构采用集中驱动 时，不止在走台上的驱动机构也会因变形过大而影响正常工作。为此应主梁做成一定 上拱度，跨中拱度一般取 L/1000。这样主梁弹性变形的曲线无论在空载或满载，均 较为平缓。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 3 小车驱动系统的设计 3.1 方案的确定 方案一： 动机带动滚筒转动，通过滚筒上的钢丝绳拉动小车。一般传统的方案中有这样的 设计，且组成小车驱动系统的零部件简单，基本都是标准件。这种方案原理简单，制 造也相对简单，但效率不高，而且在钢丝绳与滑轮成一定角度时会对滑轮造成一个侧 向的拉力，时间长了会使得滑轮的紧固松动，有可能造成危险。 方案二： 在小车上装电动机，然后带动齿轮转动，在大梁的一侧装上齿条，通过齿轮和齿 条的啮合运动来驱动小车。这种方案的传动效率比方案一的要高，而且不存在方案一 中的侧向拉力造成的潜在危险。而且，齿轮、齿条的制造也是规范化了的，所以在制 造上不比方案一复杂。在小车的运行过程中所产生的力主要都由主梁承受，相对方案 一也安全得多。 所以比较了方案一和方案二后，我们决定采用方案二，也就是用齿轮、齿条的啮 合运动来驱动小车。 具体的传动方案见下图 3.1 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 3.2 电动机的选择 选择电动机包括选择电动机类型、结构形式、功率、转速和型号。 3.2.1 选择电动机的类型和结构形式 电动机的类型和结构形式应根据电源种类（直流或交流） 、工作条件（环境、温 度等） 、工作时间的长短（连续或间歇）几载荷的性质、大小、起动性能和过载情况 等条件来选择。 工业上一般采用三相交流电动机。Y 系列三相交流异步电动机由于具有结构简 单、价格低廉、维护方便等优点，故其应用最广。当转动惯量和启动力矩较小时，可 选择 Y 系列三相交流异步电动机。在经常启动、制动和反转、间歇或短时工作的场 合（如起重机械和冶金设备等） ，要求电动机和转动惯量小和过载能力大，因此，应 选用起重及冶金用的 YZ 和 YZR 系列三乡异步电动机。电动机的结构有开启式、防 护式、封闭式和防暴式等，可根据工作条件来选择。 根据设计的工作环境和工作条件，以及载荷情况，最后决定采用 YZR 绕线式三 相电动机。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图3.1 小车驱动系统的传动方案 3.2.2 确定电动机的转速 126 同一功率的异步 3000,1500,1000,750r/min 等几种。一般来说，电动机的同步 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 转速愈高，磁极对数愈少，外廓尺寸愈小，价格愈低；反之，转速愈低，外廓尺 寸愈大，价格愈贵。当工作机转速高时，选用高速电动机较经济。但若工作机转 速低也选用高速电动机，则这时总传动比增大，会导致传动装置结构复杂，造价 较高。所以，在确定电动机转速时，应全面分析。在一般机械中，用得最多的是 同步转速为 1500 或 1000r/min 的电动机 综合以上因素，和实际生产中的需要，最后决定，所选用的电动机的转速为 1500r/min。 3.2.3 确定电动机的功率和型号 电动机的功率是否合适，对电动机的正常工作和经济性都有影响。功率选得 过小，不能保证工作机的正常工作或使得电动机长期过载而过早损坏；功率选得 过大，则电动机价格高，而且经常不在满载下运行，电动机效率和功率因数都较 低，造成很大的浪费。 电动机功率的确定，主要与载荷大小、工作时间长短、发热多少等有关。对 于长期连续工作、载荷稳定的机械（如连续运输机、鼓风机等） ，可根据电动机 所需要的功率来 P 选择，而不必校验电动机的发热和启动力矩。选择时，应使电 动机的额定功率稍大与电动机的所需要的功率。对于间歇工作的机械，可稍微小 于所需要的功率 计算电动机所需功率： （1）小车牵引力的计算 2 1 小车稳定运行时的牵引力 P P=HPPPP+ 附风坡摩 (3.1) 式中： 摩 P 小车运行时的摩擦力 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 坡 P小车在有坡度轨道上运行时克服重力分力引起的阻力 风 P 由风载荷引起的阻力 附 P 由起升机构引起的阻力 H齿轮啮合引起的阻力 计算运行摩擦力 摩 P = 附 轮 起 K D dK GQ + + 2 )( 0 (3.2) 式中： 起 Q 起升载荷的重量 0 G 小车的自重 K滚轮摩擦系数 K=0.04 D轴承内径 轴承摩擦系数 =0.015 附 K附加摩擦阻力系数 附 K=1.8 轮 D车轮的直径 经计算： 摩 P =90 kg 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 计算坡度阻力 坡 P=）（ 起坡0 GQK+ (3.3) 式中： 坡 K坡度阻力 坡 K=0.002 经计算： 坡 P=20 kg 计算风载荷引起的阻力 ）（ 物起风 FFCqP+= (3.4) 式中： C风载体型系数 C=1.2 Q工作状态时的标准风压（kg/ 2 m）计算电动机时取 1 q 1 q=10 起 F 小车的挡风面积（ 2 m） 迎风面积按起重机组成部分（如主梁、支承腿、物品等）的净面积垂 直于风向平面上的投影来计算 轮 FF= (3.5) 式中： 起重机金属结构或机构的充满系数，即结构或机构的净面积与其轮廓 面积之比。常用结构形式的值为： 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 由型钢或钢板制成的珩架或空腹结构 =0.20.6 管子珩架结构（无斜杆珩架取小值） =0.20.4 实体板结构 =1 机构 =0.81.0 当两个或两个以上的结构并列，其迎风面积相互重叠时，第二个和第二个以后的 被前面遮挡的迎风面积应减小，减小的程度用折减系数表示。 物 F物品的迎风面积 经计算： 风 P =21.84 kg 计算起升机构引起的阻力 ）（ 起 进出附 1 1 = +m K m Q SSP (3.6) 经计算： 附 P =426.3 kg 计算齿轮啮合引起的阻力 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 H= f ql 8 2 (3.7) 经计算： H=83 kg 所以 P=HPPPP+ 附风坡摩 (3.8) =90+20+21.84+426.3+83 =641.1 kg F=Pg =641.19.8 =6282.78 N （2） 电动机的选择 1276 驱动轮上的力矩为： 21 )( R H KP M = mkg (3.9) 式中： 1 驱动轮效率 2 驱动机构效率 R驱动轮半径（米） 经计算 M=214.7 mkg 计算电动机的功率 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 电动机按小车稳定运行时的静功率初选： 975 nM N = 静 （kw） (3.10) 式中： n驱动轮的转速（转/分） 经计算 静 N=3.57 kw