起重机械课程设计.doc

起 重 机 课 程 设 计(森林工程专业) 姓名:刘磊 学号:201314032016年 7 月 20 日目录一 起升机构11.1桥式起重机起升机构设计参数11.2起升机构布置11.3部件选择与安装11.3.1钢丝绳11.3.2滑轮和滑轮组21.3.3吊钩的选择31.3.4吊钩组的设计31.3.5卷筒组的计算选择31.3.6电动机的计算选择51.3.7减速器的计算选择51.3.8制动器的计算选择61.3.9联轴器的计算选择61.3.10起动时间验算71.3.11制动时间验算7二 大车运行机构设计计算72.1 车轮与轨道72.2阻力计算82.3电机的计算与选择82.4 电机验算82.5减速器的选择92.6高速联轴器的选择92.7 低速联轴器的选择92.8 制动器的选择102.9起动时间与起动平均加速度校验102.10运行打滑验算10三 小车运行机构113.1车轮与轨道113.2 阻力计算123.3电机的计算与选择123.4电机验算123.5减速器的选择133.6高速联轴器的选择133.7低速轴联轴器的选择133.8起动时间与起动平均加速度校验143.9制动器的选择143.10运行打滑验算15项目计算、选择、设计结果1、 起升机构1.1设计参数1.2起升机构设计与选择1.3部件选择与安装1.3.1钢丝绳1.3.2滑轮和滑轮组1.3.3吊钩的选择1.3.4吊钩组设计1.3.5卷筒计算与设计1.3.6电机的选择与计算1.3.7减速器选择1.3.8制动器的选择1.3.9联轴器1.3.10起动时间验算1.3.11制动时间验算2.1车轮与轨道2.2阻力计算2.3电机的计算与选择2.4电机验算2.5减速器2.6高速联轴器2.7低速联轴器2.8制动器选择2.9起动时间与起动平均加速度校验2.10运行打滑验算3.1车轮与轨道3.2阻力计算3.3电机的计算与选择3.4电机验算3.5减速器3.6高速轴联轴器3.7低速轴联轴器3.8起动时间与起动平均加速度校验3.9制动器的选择3.10运行打滑验算 桥架形式 双梁、箱型桥式起重机 起重量（吨） 32t 跨度（米） 25m 起升高度(米) 6m JC% 40 起升速度（m/s） 0.035m/s 小车运行速度（m/s） 0.25m/s 大车运行速度（m/s） 1.0m/s 工作级别 A4 设计参数采用电力驱动，平行轴线布置。部件：电机；浮动轴；联轴器；制动器；减速器；卷筒；吊钩；滑轮组。起重机整机工作级别A4，对应起升机构工作级别M5，大车运行机构M5，小车运行机构M3，重力加速度g=10m/s 主起升机构简图（1）钢丝绳 滑轮组倍率m=4。采用双联滑轮组，单层卷绕。采用631S+FC型钢丝绳。 最大净拉力计算：42920.3N 取：滑轮组效率hz=0.97，导向滑轮效率h1=0.98，Q=Q0+q= Q0+ 0.02Q0= Q0（1+0.02）=326400N。(p94)先根据安全系数法初定：F0Sn=42920.35=214601.5N根据表3-1-13，初选钢丝绳公称抗拉强度为sb =1550N/mm2，St=215500N，d=18.5mm。(p205)选择系数C值：=0.096其中：k=0.85，w=0.52，n=5。钢丝绳直径计算：=19.89mm，选择d=21mm型号：21NAT631S+FC1550 ZS69 32 GB1102-74（2）滑轮采用铸造滑轮，E1型，材料采用HT200。工作滑轮直径：D02119=399mm； 取滑轮直径D=560mm。滑轮轴采用通轴，由滑轮轴直径确定滑轮D5滑轮轴按弯矩计算: 简支梁，材料采用45钢，s挤=355/2.4=147MPa，求D5，计算：M=1.14B3/2+(B3-5)+ (B3-5)/2Q/2-(B3-5)+ (B3-5)/2Q/4-(B3-5)/2 Q/4=16946.1Nmm；W=3.14r3/32=3.14（D5/2）3/32；; 得：D5=8mm取D5=55mm。型号：滑轮 E121560-55 JB/T 9005.8-1999； 滑轮槽：9.0-2 JB/T 9005.1-1999；滑轮组：隔套，HT150，BT 55 JB/T 9005.81999；隔环，HT250， H 55 JB/T 9005.81999；涨圈，45钢，100 JB/T 9005.81999；挡盖，Q215A，G 55 JB/T 9005.81999。滑轮组长度: L=3E+B3=3(B3-5)+B3=3(70-5)+70=265mm关于绳槽断面（JB/T9005.1-1999）：绳槽尺寸：9-2 JB/T9005.1-1999；绳槽高=27.5mm以轴径处挤压强度确定拉板厚度： =20mm，取20mm。(采用45钢)（3）吊钩采用P级吊钩，机构工作级别M5，确定钩号为20。材料DG20Mn。(p246）吊钩标记：LMD20-P。（4） 吊钩组设计吊钩横梁：见图，材料45钢。s挤=355/2.4=147MPa吊钩相关尺寸：d2=90mm，l3=187mm，m=80mm，n=30mm，k=12mm。螺纹TY9010，d3=90mm，d5=79mm，t=10mm。推力轴承选择型号：51418，内径90mm，高77mm。螺母高度计算： =15.1mm方形梁高：l=l3-轴承高-螺母高-k-10=187-77-16-12-10=72mm取吊钩轴颈：d2=90mm；得：B=318mm，取B=320mm。拉板：A点 ，b=42mm，取b=66mm。 B点 ，h0=86mm，取h0=86mm。轴颈处挤压应力： 综合以上，取b=172mm，h0=86mm，h0=69mm，=20mm，1=20mm拉板高度：H=h0+ h0+D/2+绳槽高+d+t=86+69+280+27.5+31+50=543.5mm，取H=544mm。（5）卷筒计算与设计采用铸造（HT200），双联卷筒，单层绕。卷筒直径： =357；取D=500mm。卷筒长度： 取 的计算：，取=100mm卷筒长：L=2(l0+l1+l2)+l3=2(279+54+10)+100=786mm 取L=1500mm 标记：卷筒 A5001500-1020-124-左 JB/T9006.2-1999；图号155-2(p233)强度检验：， =53.5(N/mm2)=141.2 (N/mm2) 满足。（6）电机的选择与计算采用YZR系列电机。JC%=40%；CZ=300。电机静功率：稳态平均功率：=11.424kW选取机座号为180L-6电机，额定功15kW，额定转速962r/min，最大转矩倍数3.2，转动惯量0.39kgm2。(p811)过载能力验算： 满足。发热验算: P=12.879W，KW 满足。(p843)（7）减速器选择 采用圆柱齿轮减速器，QJS系列卷筒转速：5.35传动比：179.81减速器的选择：QJS-450-160 ICW(p414)选择转速1000r/min，需用功率18.3kW减速器验算：轴端最大径向力：=45396.1N64000N 短暂最大扭矩：=22505Nm30000Nm（8）制动器的选择 制动力矩：178.5Nm 选择：YW250-220-3，制动力矩200Nm。(p315)（9）联轴器 电机输出轴直径55mm，减速器输入轴直径50mm。 电机额定扭矩：=148.91Nm； 电机最大扭矩：=312.711Nm。 d=19.08mm。 取浮动轴直径为55mm，与减速器连接端直径50mm。连轴器的选择： =985Nm。电机-减速器间：CL3型，CL3型联轴器许用转矩3150Nm，许用转速2400r/min，轴孔直径55mm，轴孔长112mm，转动惯量0.13。浮动轴-减速器间：TLL4联轴器,许用转矩710Nm，许用转速2400r/min，转动惯量0.5。 （10）起动时间验算电机平均起动转矩：=223.4Nm电机静阻力矩：=159.4Nm转动惯量：J=1.03kgm2起动时间：=1.56s 起动加速度：a=v/t=0.035/0.56=0.022m/s2（11）制动时间验算 102Nm；J=1.03 kgm2制动时间：=1.12s制动加速度：a=v/t=0.03 m/s2二、大车运行机构计算与选择方案：采用4车轮、对面布置、半数分别驱动。部件：电机、减速器、联轴器、车轮、轨道。桥架自重G=10t=100kN，小车自重q=0.35Q=11.2t=112kN，(p616)小车运行极限位置距轨道中心线距离l=2m。（1）车轮与轨道最大轮压：=223.72kN最小轮压：=29.48kN采用双轮缘车轮，Q/（G+q）=1.51，大车运行速度60m/min，根据表3-8-12（p359）查得：车轮直径500mm，轨道型号QU70(R=400mm)，许用轮压19.7t，车轮材料ZG310-570、HB320，伸出轴径75mm,长105mm。车轮踏面疲劳验算：点接触疲劳计算载荷： 满足。其中：k2=0.1；R=400mm；m=0.461；C1=0.98；C2=1（2）阻力计算只考虑摩擦阻力。 =5320N（3）电机的计算与选择静功率：=2.96kW初选：=5.92kW采用YZR系列电机、卧式。JC%=40%，CZ=300。选取机座号为160M2-6电机，额定功7.5kW，额定转速940r/min，最大转矩倍数2.8，转动惯量0.15kgm2，输出轴直径48mm,长度110mm。（p811）（4）电机验算电机过载校验：发热校验：（5）减速器传动比：=24.6减速器输入功率按起动工况计算。=7.4kW=7980N减速器选择：采用圆柱齿轮减速器，QJR200-25IPW，高速轴直径32mm，低速轴直径65mm。(6)高速轴联轴器计=206Nm采用带制动轮联轴器，序号4，许用转矩3150Nm，许用转速2400r/min，转动惯量1.8。（p444）（7）低速轴连轴器 计算扭矩：=4886 Nm采用CL7型，许用转矩18000Nm，许用转速2270r/min，转动惯量0.21。（p445）（8）制动器的选择制动力矩： 选择：YW200-300-2。额定制动力矩180Nm。(p315)（9）起动时间与起动平均加速度校验起动时间： 起动加速度：a=v/t=1/5.82=0.172m/s2（10）运行打滑验算起动： 不满足，起动打滑。制动： 满足，制动不打滑。三、小车运行机构方案：双轨、4轮、2驱动轮，集中驱动。部件：电机1台，减速器1台，车轮4组，联轴器5个，浮动轴2个，制动器1个。小车自重q=0.35Q=11.2t=112kN。（1）车轮与轨道最大轮压：=108kN最小轮压：=28 kN采用单轮缘车轮，Q/(G+q)=1.51，小车运行速度15m/min，根据表3-8-12查得：车轮直径400mm，轨道型号P38(R=300)，许用轮压16t，车轮材料ZG310-570、HB320，轴径80mm,长度115mm。(p359)车轮踏面疲劳验算：线接触疲劳计算载荷： 满足。（2）阻力计算只考虑摩擦阻力。=4.32kN=4320N（3）电机的计算与选择静功率：=1.2kW初选：=2.4kW采用YZR系列电机。JC%=40%。选取机座号为132M2-6电机，额定功3.7kW，额定转速908r/min，最大转矩倍数2.5，转动惯量0.07kgm2，输出轴直径38mm,长80mm，J型伸出。（4）电机验算电机过载校验：发热校验：（5）减速器传动比：=106.4减速器输入功率按起动工况计算。=1.65kW=1620N减速器选择：采用圆柱齿轮减速器，QJS450-100 IPL，输入轴转速1000r/min,高速轴许用功率29kW，高速轴直径50mm，长110mm，J型伸出，低速轴直径150mm,长200mm,J型伸出，质量1400kg。（p416）（6）高速轴联轴器计算扭矩：序号7联轴器，许用转矩5600Nm，许用转速2000r/min，转动惯量1.675，轮径400mm。 （7）低速轴连轴器 连接50，80，中间加浮动轴。计算扭矩：最大扭矩： 减速器-浮动轴间：采用 CLZ9 联轴器许用转矩 28000Nm，许用转速 1000r/min。 浮动轴-车轮之间，采用 CL8 联轴器，许用转矩 22400Nm，许用转速 1140r/min。浮动轴直径取 55mm，与减速器连接轴颈处取 140mm。（8）起动时间与起动平均加速度校验起动时间： 起动加速度：a=v/t=0.25/5.01=0.05m/s2（9）制动器的选择制动力矩：选择：YWZ4 -400/50。额定制动力矩400Nm。(p318)（10）运行打滑验算起动：不满足，启动打滑。制动：不满足，制动打滑。Q=326400Nd=21mm钢丝绳型号：21NAT631S+FC1550 ZS69 32 GB1102-74滑轮型号： E1 21560-55 JB/T 9005.8-1999吊钩：LMD20-P卷筒：A5001500-1020-124-左 JB/T9006.2-1999；图号155-2电机：180L-6 P静=14.28KWPj=11.424KWP额=15KWn额=962r/min标准减速器型号：QJS-450-160 ICW制动器型号：YW250-220-3制动力矩200Nm电机-减速器间：CL3型，CL3型联轴器浮动轴-减速器间：TLL4联轴器J=1.03kgmt=1.56sa=0.022m/s102N