2吨单轨抓斗起重机设计【6张CAD图纸、说明书】【GC系列】
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6张CAD图纸、说明书
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【温馨提示】====【1】设计包含CAD图纸 和 DOC文档，均可以在线预览，所见即所得，，dwg后缀的文件为CAD图，超高清，可编辑，无任何水印，，充值下载得到【资源目录】里展示的所有文件======【2】若题目上备注三维，则表示文件里包含三维源文件，由于三维组成零件数量较多，为保证预览的简洁性，店家将三维文件夹进行了打包。三维预览图，均为店主电脑打开软件进行截图的，保证能够打开，下载后解压即可。======【3】特价促销，，拼团购买，，均有不同程度的打折优惠，，详情可咨询QQ：1304139763 或者 414951605======【4】 题目最后的备注【GC系列】为店主整理分类的代号，与课题内容无关，请忽视
- 内容简介：
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南昌航空大学学士学位论文01绪 论起重机械是用来对物料起重、运输、装卸和安装等作业的机械设备，它在国民经济各部门都有广泛的应用，起着减轻体力劳动、节省人力、提高劳动生产率和促进生产过程机械化的作用。起重机在搬运物料时，经历上料、运送、卸料和回到原处的过程，有时运转，有时停转，是一种间歇动作的机械。通常，起重机械由工作机构、金属结构、动力装置与控制系统等三大部分组成。所谓工作机构是指起重机械的机械传动部分而言，常见的有起升机构、运行机构、回转机构和变幅机构，通常称为“起重机四大机构”。本设计为2t单轨抓斗起重机设计。当起重量不大时，多采用电动单轨起重机。这种起重机的特点是小车可以走到另一跨去，本设计侧重于机械方面的设计。主要机构有：起升机构、运行机构。起升机构用来实现货物的升降，它是任何起重机械不可或缺的一部分，是起重机中最重要与最基本的结构。起升机构工作的好坏将直接影响到整台起重机的工作性能。起重机构主要由驱动装置、传动装置、卷绕系统、取物装置与制动装置组成。此外，根据需要还可装设各种辅助装置等。本设计的起重机起升机构采用电动葫芦。电动葫芦结构紧凑，电机轴线垂直于卷筒轴线的电动葫芦采用蜗轮传动装置,宽度方面尺寸大,结构粗笨,机械效率低,加工较难题。其缺点为:长度尺寸大。液压系统为双重控制，溢流调节阀、磁接点压力表均可对压力进行精确的控制。电器控制部门采用了低电压控制，增加了支配系统的平安性。电动葫芦属于轻小型起重设备。它是将电动机、减速机构、卷筒等紧凑地集合成一体的起重机构。它可以单独使用，也可以作为电动单轨起重机、电动单梁或双梁起重机的小车来使用。由于电动葫芦结构非常紧凑，通常由厂家专门生产，价格便宜，从而得到了普遍的应用。电动葫芦可备有小车，以便在工字梁的下翼缘上运行，是吊重在一定范围内移动。钢丝绳电动葫芦工作安全可靠，起升速度较高，故在本设计中被采用。同时，为了减轻自重，减少零件数目，采用了锥形转子电动机。运行机构是使起重机或者载重小车作水平运动。工作性的运行机构用来搬运货物；非工作性的运行机构只是用来调整起重机的工作位置。运行机构有无轨运行和有轨运行之分。本设计采用有轨运行方式。这种方式在专门铺设的钢轨上运行，负荷能力大，运行阻力小。运行装置主要由运行支撑装置运行驱动装置两大部分组成。本设计着重于电动小车的设计。设计过程中，首先要确定总体的设计方案，然后各部件机构、尺寸及相互间的连接方式等，最后对部件中各零件进行校核。2 总体方案确定及基本参数2.1 总体方案确定本设计的单轨抓斗起重机主体由起升机构和运行机构组成。起升机构主要包括电动机、卷筒、减速器三个部分。电动机选择的是锥形转子电动机，此种电动机自身可以实现制动，进而减轻自重，减少零件数目；卷筒选用双联卷筒；减速器选择同轴减速器，这种减速器特点是输出与输入同轴。电动机通电后旋转，从电动机轴输出的扭矩经联轴器传到减速箱，经减速箱三级减速后达到所需的传动比，减速箱带动卷筒转动，使缠绕在卷筒上的钢丝绳随之转动，同时钢丝绳把转动转变为上下方向的移动。钢丝绳通过滑轮组带动抓斗，使抓斗起重机实现下降、张开、抓料、闭合、卸料等一系列的动作，进而完成了整个工作过程。运行机构主要是指电动小车。电动小车在工字钢轨道上来回移动，可以实现物料在两个不同位置的运送，即实现小范围内的物料运送工作。2.基本参数此设计的单轨抓斗起重机涉及到的基本参数有:起重量:是指正常工作时被提升的额定载荷(包括抓斗).设计中的起重量为2t 。起升速度：设计中起升速度为。运行速度：运行速度为。起升高度：设计中的起升高度为20m。工作制度：反映机构使用繁忙程度和载荷特性的参数。本设计中的工作级别：起升为M6，运行为M5。3 抓斗计算本次设计采用的是双绳抓斗，主要是双绳抓斗生产率高。双绳抓斗由头部、撑杆、颚板及横梁组成，抓取和卸料动作是利用两个卷筒（起升卷筒与闭合卷筒）与两根钢丝绳（起升绳与闭合绳）来操控的。起升绳系在抓斗头部，闭合绳以滑轮组的形式绕于头部和横梁之间，倍率通常在26之间。3.1 抓斗的几何尺寸抓斗的额定容积：Error! No bookmark name given.抓取物料的容重 ： 3.1.1 抓斗的最大开度难抓取的物料时应取较大的值，易抓取的物料时应取取较小的值。 取3.1.2 抓斗的侧面积及侧面几何形状为了保证给定的抓斗容积V，颚板应有足够的侧面积。根据及物料的性质用以确定抓斗的侧面几何形状。应使侧板上缘的倾斜角大致与物料在运动状况下的自然坡角相等，通常约为3035。通过测量实际设计抓斗的尺寸： 则 侧面积 3.1.3 宽度确定抓斗宽度或的原则：块度比较大及坚实的物料堆 应取较小值；松散物料应取较大值。取Error! No bookmark name given.3.1.4 颚板铰点位置依据以下条件确定：在最大开度时，颚板的切口应是垂直方向，以便于切口插入物料。测量得 校正得 3.1.5 撑杆的长度的确定依据经验公式： 则 实际设计中取 撑杆铰点位置确定：为了使闭合绳的闭合力最小，有利于提高抓取能力，应使抓斗在开闭两种状况下滑轮中心距变动量最大。3.2 滑轮组倍率据“起重机械”表6 - 2取滑轮组倍率为 m=43.3 钢丝绳计算 对于起升机构，；对于开闭机构，。为了满足整机的需要，只计算时钢丝绳的直径。采用滚动轴承，则则导向滑轮效率为 且 按工作级别M6 ，使用抗拉强度 的钢丝绳，则查表钢丝绳标准，选用的钢丝绳。3.4 确定选取滑轮直径闭合绳绕过滑轮的次数是很多的，为了延长钢丝绳的寿命，常选用较大的滑轮，最大可达D=25d 。按工作级别M6，取 则 取滑轮直径 ， 3.5 上下横梁轴线的倾斜角 3.6抓斗强度计算3.6.1颚板的强度计算 颚板是受分布载荷的板，三边固定，一边是自由。最危险的部位在刃口的中央。单位长度弯矩为： 则刃口中央的弯曲应力为 选取材料为 ZGMn13, 查表得 所以合格。3.6.2撑杆强度当抓斗闭合终了瞬间，撑杆所受载荷最大。撑杆材料选取采用号钢。其，撑杆内力为 即 截面最小惯性矩： 查“金属结构”得稳定性系数为则 由 所以 撑杆强度满足要求。3.6.3撑杆铰轴套强度计算验算比压： 则 即撑杆铰轴套处合格。3.6.4颚板铰轴轴套强度计算验算比压：又 则 所以颚板铰轴轴套验算合格。4 起升机构4.1传动比的计算起升机构减速器采用渐开线齿形定轴外啮合三级传动减速器。4.1.1 级速比总速比： 4.1.2 卷筒转速电动机选用型千瓦锥形转子电动机。电动机转速4.2 起升速度按起升结构工作级别M6，查“规范”取卷筒材料采用普通碳素钢 取310mm滑轮组倍率合格4.3机构效率4.3.1减速器总效率取 则 4.3.2抓斗滑轮组的效率 单个滑轮的效率取为 则滑轮组的效率 4.3.3卷筒的效率 取 4.3.4导向滑轮的效率 取 起升结构的总效率 4.4电动机的静功率 查表选取 ，则4.5电动机轴的静扭转力矩4.6制动器的计算 制动器是依靠摩擦副间的摩擦而产生制动作用的4.6.1制动电动机轴需要的静扭转力矩的计算4.6.2制动力矩的计算弹簧工作时的轴向压力 摩擦系数选取 则制动片平均直径： 且夹角 则制动力矩4.6.3制动安全系数计算查“起重机械”表，制动安全系数 故安全。4.6.4制动单位比压力弹簧的工作压力 制动片宽度：所以单位比压力为： 4.6.5轴向吸力定子线包通电过后，圆锥转子在轴向吸力作用下产生移动，打开制动盘后，使载荷产生上升或下降的运动。此轴向吸力应大于弹簧所产生制动力矩的压力和在静载荷下静扭转力矩在弹簧联轴器花键中产生的静摩擦力。圆锥转子轴在轴向吸力作用下带动联轴器相对齿轮长轴有轴向移动。有相对运动的花键尺寸是。则平均半径选取摩擦系数 则则轴向力 4.7起动时间4.7.1电动机额定转矩4.7.2电动机的平均力矩倍数 4.7.3总转动惯量电动机转子轴飞轮矩 联轴节飞轮矩 则起动时间：4.8制动时间 电动机转速为 则制动时间：4.9卷筒装置4.9.1卷筒绳槽底径卷筒材料选用查表得则 卷筒直径选取 其它尺寸： 4.9.2卷筒长度及壁厚其中：又 ，取 则 取 。卷筒壁厚：取 。4.9.3卷筒强度的校核卷筒强度采用，屈服极限为 则钢丝绳卷绕箍紧对卷筒时产生的压应力由，可得钢丝绳卷绕产生的弯曲正应力又 则 弯曲合成应力即 故满足要求。4.9.4计算卷筒压绳板和螺钉钢丝绳绳端固定方法：采用压绳板固定压绳板的计算绳尾的拉力 ：按欧拉公式 安全圈数n=2，则，；取每个压绳板的夹持力：压绳板选用圆形槽，则取只有在压绳板与钢丝绳之间和钢丝绳与卷筒之间的接触面上产生足够大的摩擦力，此摩擦力大于或等于钢丝绳在固定处的拉力，才能保证安全。取钢丝绳分离体则 ，又 ，则一个螺钉作用给压绳板的力：即 取n=6， ， 压板夹持力为： 螺钉的强度校核：螺钉选用国标GB70-86，标准件材料选用钢，屈服极限 螺纹内径 则 又 取 ，则故螺钉强度合格。4.9.5弹性联轴器计算1) 弹性联轴器的最大计算扭矩由 ，取得 2) 轮胎圈中间截面的剪切应力;则截面剪切应力： 3) 轮胎圈的扭转角假设在长度内，轮胎圈是一等截面环截面弹性系数：截面的极惯性矩：则4) 轮胎圈的挤压应力i正应力联轴器半体和压板作用给轮胎圈的正压力靠拧紧螺钉得到。在干燥表面，取则 ， ，ii挤压应力又橡胶的挤压许用应力所以 故符合要求。5) 螺钉的强度校核螺钉选用，。材料为钢螺纹内径，螺钉数目 又所以故强度满足。5 起升机构减速箱5.1轴的计算起升机构的减速器各齿轮和齿轮轴在载荷作用下，即由钢丝绳对卷筒产生的力矩的方向始终不变。载荷上升是由电动机通过齿轮传动把载荷起吊上来；载荷下降由电动机反相制动，阻止载荷以重力加速度下降。载荷上升和下降时，作用力方向不变，不以旋转方向的改变而改变，也就是齿轮和齿轮轴的齿是单面啮合。因此，起升减速器的轴在计算时假定扭转应力按脉动循环变化，弯曲应力按对称循环变化。5.1.1轴所传递的扭矩空心轴扭矩： 第三轴额定扭矩：，则第二轴额定扭矩：，第一轴额定扭矩：，则5.1.2第I轴受载及校核对图a,由，得则对图b,可简化如下：由，得 验算轴危险截面：a.I截面： 轴的材料采用20MnTiB,则查表，得，故第I截面合格。b.II截面：，（按齿根圆计算，不考虑应力集中影响） 材料的对称循环的扭转疲劳极限查表，得（按齿根圆直径，不考虑应力集中影响），故第II截面满足要求。c.III截面：III截面只受扭矩作用查表，得（不考虑应力集中影响）， 故第III截面满足要求。5.1.3第II轴校核 和的分力： 由，得 由，得 则 验算轴的危险断面：a.I截面：由，得 查表，得则故I截面满足要求。b.II截面： ； 键槽引起的应力集中，算得齿轮和齿轮轴装配过盈而引起的应力集中，算得取二者中最大值，即 则 扭转应力按脉动循环应力由 查表，得 则 故II截面满足要求。c.III截面：由带圆角的阶梯轴引起的应力集中，由 ， 查表，得 则 查表，得，故III截面满足要求。d.IV截面： ；查表，得，查表，得，则故IV截面满足要求。e.V截面：经分析，V截面受力情况同I截面相似，且两处轴径相等，故截面也满足要求。III轴IV轴校核方法同上，且两轴经校核后，均满足强度要求。5.2齿轮校核以第一对传动齿轮为例5.2.1选择材料及参数材料选用20CrMn，选8级精度的渐开线圆柱齿轮。小齿轮齿数，大齿轮齿数。传动比螺旋角两齿轮都可以采用硬齿面，则HRC=56625.2.2计算切向力起升载荷动载荷系数则动载荷系数由，Z=12500h 则选取，则查表选取载荷系数分度圆上的基本切向力第I轴联轴器的效率为1，滚动轴承的效率为0.99则最大扭矩计算最大切向力由，得查表，得由查得齿间载荷分配系数则轮齿齿面接触强度切向力：同上，轮齿弯曲强度切向力：5.2.3齿面接触强度法向压力角查表，得节点区域系数弹性系数由，得重合度系数螺旋角系数节圆处的计算接触应力： 许用接触耐性应力计算工作硬化系数则所以齿面接触耐久性的安全系数：5.2.4齿面接触静强度计算节圆处的齿面接触最大计算应力：由则齿面接触静强度安全系数查表，得则5.2.5轮齿弯曲强度计算齿形系数查表，得应力修正系数重合度系数螺旋角系数磨损系数则齿根弯曲应力：试验齿轮弯曲疲劳极限应力尺寸系数则许用弯曲疲劳应力 齿轮弯曲静强度计算弯曲最大计算应力齿跟弯曲静强度的安全系数：查表，得则所以弯曲静强度满足要求。6 运行机构运行机构的任务是使起重机或载重小车作水平运动。6.1传动比的计算6.1.1此运行机构减速比（采用二级齿轮减速）每一级传动比为： 总速比：6.1.2走轮转速6.2 运行速度6.3 机构的效率取齿轮传动效率则6.4运行摩擦阻力运行摩擦阻力包括：车轮轴承中的摩擦；车轮的滚动摩擦；以及车轮轮缘与轨道间的附加摩擦阻力。6.4.1车轮轴承中的摩擦 车轮轮压 车轮直径 车轮轴枢直径 车轮轴承摩擦系数选取，又，6.4.2车轮的滚动摩擦车轮前进时，由于车轮与轨道之间的挤压应力的合力偏向运行前方。滚动摩擦系数取6.4.3总摩擦阻力附加阻力系数取（全轮驱动）则6.5电动机容量的初选每组运行驱动机构的静功率为：取，又故所以选取额定功率为1.5kw 的ZYD21-4型锥形转子电动机。6.6走轮轮压6.7 验算起动时间 6.8制动器计算6.8.1制动电动机轴需要的静转力矩由公式得：电动机最小制动行程电动机最小制动时间： 6.8.2制动器制动力矩所选电动机制动环尺寸：，则压力弹簧：工作压力，则6.8.3所选制动片单位比压力6.8.4制动时间 6.9 电动机最大力矩 因此电动机的最大力矩能够克服最大动力。6.10验算电动机打滑6.10.1起动时间打滑验算取附着系数（室内）安全系数，则又则 即6.10.2验算制动时间打滑取制动时，打滑安全系数则 即参考文献1陈道南,盛汉中主编.起重机课程设计.冶金工业出版社,19832起重机设计手册. 机械工业出版社,19803倪庆兴,王焕勇编著.起重机械.上海交通大学出版社,19904黄金新编译.国外轮式起重机.中国建筑工业出版社,19825谭庆昌,赵洪志,曾平主编.机械设计.吉林科学技术出版社,20006徐灏编著.机械设计手册.机械工业出版社,19927徐克晋编著.金属结构.太原重型机械学院,19828谭浩强编著.C程序设计.清华大学出版社,19999侯洪生主编.机械工程图学.科学出版社,200110秦荣荣,
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