桥式起重机整体设计.doc

东北林业大学毕业设计5中华人民共和国教育部东北林业大学 毕 业 设 计 设计题目： 桥式起重机小车设计 学 生： 李铎 指导教师： 孟春 副教授 学 院： 工程技术学院 专 业： 森林工程2008级3班 2012年6月16日桥式起重机小车设计摘 要根据机械设计标准和起重机设计标准及各零部件的选择标准，依据所给参数和具体工作环境，设计出了桥式起重机小车各个机构。起升机构采用电动机驱动，布置方式采用电动机轴与卷筒轴平等布置。小车运行机构主动轮采用对面布置方式，集中驱动。各零部件间采用具有补偿性能的齿轮联轴器连接，带制动轮的联轴器安装在减速器的高速轴上，这样，即使联轴器被损坏，制动器仍可将卷筒制动，确保机构安全。为使起升机构布置方便并增大补偿能力，在电动机与减速器之间采用浮动轴连接。带制动轮的半齿联轴器和制动器靠近减速器，万一浮动轴被扭断，制动器仍可以制动住卷筒。小车架有两根端梁和两根横梁组成，端梁焊接成箱形，在端梁与横梁上边焊有钢板，钢板上在安装电动机、减速器、制动器和轴承座的地方焊有垫板。关键词： 桥式起重机；起升机构；小车运行机构；小车架 Trolley bridge crane designAbstractAccording to the mechanical design standards and design standards for cranes and other parts of the selection criteria, based on the given parameters and the specific working environment, the design of the bridge crane car agencies. Lifting bodies using motor-driven layout with the use of motor axis equal axis reel layout. Car driving wheel used to run institutions across the layout, concentrated drive. Between the various components of compensation with the performance of the use of the gear coupling to connect with the coupling wheel brake installed on the axis of high-speed reducer, so that even if the coupling has been damaged can be brake drum brake to ensure that security agencies. In order to facilitate the hoisting mechanism and increase the compensation arrangement of capacity between the motor and reducer with floating-axis connection. Semi-round with brake and brake gear coupling near the reducer, if the floating-axis has been broken, brakes can still brake drum live. There are two small frame side beams and two beams of the client into a box-beam welding, in the end beam and the beams are welded top plate, steel plate installed on the motor, reducer, brake and bearing are the local welding plate .Keywords: bridge crane; hoisting mechanism; car run institutions; small frame目 录摘要Abstract1 绪论11.1对起重机研究的意义11.2国内外起重机发展11.3本设计的内容22 起升机构的设计计算32.1钢丝绳的选择32.2 滑轮和滑轮组的计算选择32.3卷筒组的计算选择42.4 吊钩的选择52.5电动机的计算选择52.6减速器的计算选择62.7制动器的计算选择82.8联轴器的计算选择82.9起制动时间验算82.10高速浮动轴验算103 小车运行机构的设计计算123.1轮压计算123.2 车轮轨道选用123.3 运行阻力的计算123.4电动机的选择133.5减速器的选择133.6联轴器的选择143.7制动器的选择153.8电动机验算153.9起动时间验算163.10运行打滑验算173.11低速浮动轴验算174 小车架的设计计算194.1 端梁设计计算194.2 小车架的结构尺寸20参考文献致谢桥式起重机小车设计1 绪论1.1对起重机研究的意义起重机械是用来对物料进行起重、运输、装卸和安装作业的机械。它可以完成靠人力无法完成的物料搬运工作，减轻人们的体力劳动，提高劳动生产率，在工厂、矿山、车站、港口、建筑工地、仓库、水电站等多个领域和部门中得到了广泛的应用。随着生产规模日益扩大，特别是现代化、专业化生产的要求，各种专门用途的起重机相继产生，在许多重要的部门中，它不仅是生产过程中的辅助机械，而且已成为生产流水作业线上不可缺少的重要机械设备，它的发展对国民经济建设起着积极的促进作用1。桥式起重机不但要容易操作，容易维护，而且安全性要好，可靠性要高，要求具有优异的耐久性、无故障性、维修性和使用经济性。加强对桥式起重机的研究和改进，促进其不断发展，必将对整个起重运输行业产生深远的影响。 桥式起重机一般被安装在厂房内，搬运任务比较繁重。对小车的研究可以进一步简化小车的设计，逐步实现小车的模块化设计2。1.2国内外起重机发展随着现代工业的迅速发展，新技术、新工艺的充分应用，社会生产力又跃上了一个新水平。一些大型、重型机构、设备、塔器的运输等工作，没有起重机是很难完成的。由于市场竞争的需要，起重机生产方式也由单件小批量向着多品种的变批量方向发展。由于工业生产规模的不断扩大，生产效率日益提高，以及产品生产过程中物料装卸搬运费用所占比例逐渐增加，促使大型或高速起重机的需求量不断增长。起重量越来越大，工作速度越来越高，对能耗和可靠性要求也越来越高。起重机已成为自动化生产流程中的重要环节3。1.2.1国外起重机发展目前世界销售市场对起重机械的需量正在不断增加，根据公布的财务统计数据，2007年世界最大的20家起重机制造商一个主要特点就是销售增长超过40%4。随着国际市场竞争的加剧，起重机械的科技含量要求明显提高，从而使国外各种制造起重机企业在生产中更多地采用优化设计、机械自动化和自动化设备去提高劳动生产率，这对世界销售市场、制造商和用户都产生了巨大的影响4。有关调查资料表明，65%的起重机械用户主要是为了提高生产率、减少劳动工资，因而要求采用先进的起重机设备的用户便越来越多。近年来，国外起重运输机械主要发展趋势如下5：(1)采用新理论、新技术和新手段。推广采用优化设计、可靠性概率设计、极限状态设计、虚拟样机设计、CAD/CAE设计等现代设计方法6。(2)向自动、智能和信息化，向成套、系统和规模化发展。(3)向大型、高效和节能化发展。最大的桥式起重机起重量达1200t。(4)向模块、通用化，向简易、多样化发展。(5)重视产品的合理人机关系、外观造型与表面涂装，有利于提高作业效率和操作安全、舒适7。1.2.2国内起重机发展方向目前国内销售市场对起重机械的需求量正在不断增加，据分析，目前全国的桥式、门式起重机的市场份额每年大约有200多亿。而其中桥式类型起重机就广泛应用于大型的生产车间、装配车间、以及冶金车间等等,是现代化生产中合理组织生产必不可少的生产设备。我国起重机应从以下几方面进行起重机的研究与改进8：(1)改进起重机械的结构，减轻自重。国内起重机多已采用计算机优化设计，以此提高整机的技术性能和减轻自重，并在此前提下尽量采用新结构。 (2)充分吸收利用国外先进技术。 (3)向大型化发展。1.3本设计的内容 已知起重机参数：最大额定起重量(kN)： 32 (32t)跨度（m）： 25 (25m) 起升高度（m）： 16 (16m)起升速度（m/s）： 0.16 (9.6m/min)小车运行速度（m/s）： 1.6 (90m/min)大车运行速度（m/s）： 1 (60m/min)工作级别 ： M5 JC=40%根据所给参数设计桥式起重机小车，工作环境为卫华集团厂房内。2 起升机构的设计计算2.1钢丝绳的选择采用双联滑轮组，钢丝绳的最大静拉力9：(kN)式中 起升量和吊具自重的总和，计算时如下： (kN) 滑轮组的倍率-4； 滑轮组的传动效率-0.97；、导向滑轮效率10-0.98,3个.按安全系数选择钢丝绳的直径，其破断拉力为：(kN)式中 钢丝绳整绳的破断拉力； n 钢丝绳的安全系数11。初步确定钢丝绳的公称抗拉强度为MPa。选用6W(19)纤维芯的钢丝绳12，则钢丝绳破断拉力的总和为：(N)由钢丝绳的破断拉力及公称抗拉强度查手册表3-1-11选取直径为20mm的钢丝绳，其破断拉力总和为278000N13。所选钢丝绳的标注如下：钢丝绳2.2 滑轮和滑轮组的计算选择2.2.1构造和材料的确定本设计中滑轮承受负载较大，为了减轻滑轮重量，使用型号为ZG270-500的铸钢滑轮，强度和冲击韧性都很高。2.2.2滑轮尺寸的确定滑轮的主要尺寸是滑轮直径、轮毂宽度和绳槽尺寸。起重机常用铸造滑轮，其结构尺寸已标准化（ZBJ80006.1-87），滑轮结构尺寸可按钢丝绳直径进行选定10。滑轮直径(mm)式中 D0按钢丝绳中心计算的滑轮直径(mm)；d钢丝绳直径(mm)；h轮绳直径比系数，与机构工作级别和钢丝绳结构有关。根据钢丝绳的直径和计算得到的滑轮直径选用标准的铸造的E型滑轮，E型为一般密封式，带有滚动轴承，无内轴套，其直径为400mm，与之相匹配的滚动轴承为209,滑轮的轴径为45mm。 2.2.3滑轮轴的校核抗压强度： (MPa)ZG270-500的抗压强度270MPa，满足要求。最大弯曲应力： (MPa)270(MPa)，满足要求。采用双联省力滑轮组，倍率为49。2.3卷筒组的计算选择2.3.1确定卷筒组的类型及构造卷筒组是起升机构和牵引机构中卷绕钢丝绳的部件。卷筒使用的材料是HT-250。本设计选用齿轮联接盘式卷筒组，其封闭式传动，分组性好，且卷筒轴不承受扭矩。2.3.2标准卷筒组的选择 根据起升量和卷筒组的类型，查起重机设计手册表3-3-6、表3-3-7选用卷筒组的图号为T208，其卷筒的名义直径为650mm、长度为2000mm，配套轴承为23522，卷筒、齿轮连接盘、卷筒鼓的图号分别为：T208-31、T208-71、T208-32，绳槽半径为11.5mm，标准绳槽的节距为24mm，卷筒组总长为2420mm，卷筒输入端轴的直径为110mm10。(1)名义直径(mm) 650(mm)(2)绳槽半径(mm) 11.5(mm)(3)标准绳槽的深度(mm)查手册选用标准值为7.5mm。(4)标准绳槽的节距mm=20+4=24(mm)(5)卷筒上有螺旋槽部分长(mm)(6)卷筒的长度(mm) 2000(mm)(7)卷筒的壁厚 卷筒由材料为HT250铸造而成，所以卷筒的壁厚为：mm=0.02650+9=22(mm) 钢丝绳瑞在卷筒上的固定必须安全可靠，便于检查和更换钢丝绳。最常用的方法是压板固定。 钢丝绳绕进或绕出卷筒时，钢丝绳偏离螺旋槽两侧的角度推荐不大于3.510。2.3.3卷筒强度计算卷筒在钢丝绳拉力作用下，产生压缩，弯曲和扭转剪应力。其中压应力最大。当时，弯曲和扭转的合成应力不超过压应力的10%15%，只讨论算压应力即可。当时，只要考虑弯曲应力。对尺寸较大，壁厚较薄的卷简还须对简壁进行抗压稳定性验算。本设计中，需校验压应力9。压应力计算公式为： (MPa)式中 卷筒壁厚(mm)；p绳槽节距(mm)；应力减小系数； 多层卷绕系数。查手册知，HT250的铸铁抗压强度极限(MPa)(MPa)因为， 所以卷筒满足抗压的要求。卷筒的计算转速(r/min)2.4 吊钩的选择本设计中取物装置选用短型吊钩组，吊钩的断面为梯形。查手册确定吊钩的强度等级为T 级，根据吊钩的强度等级、起升量及工作级别查手册表3-4-2选取吊钩的钩号为12，据钩号和吊钩的强度等级查手册表3-4-3选择吊钩的材料为DG34CrMo，吊钩采用锻造，锻造后须热处理14。所选吊钩的标注：直柄吊钩 LY12T， 其结构形式见手册253页。2.5电动机的计算选择2.5.1计算起升机构静功率(kW)式中 机构总效率，在此滑轮组效率；为导向滑轮效 率； 为卷筒效率，；为传动效率15。2.5.2选择电动机功率考虑起重机的类型，用途、机构工作级别和作业特点，以及电动机的工作特性，同时为了满足电动机起动和不过热要求，按满载起升计算所得的静功率应乘以稳态负载平均系数，由此得到隐态平均功率，按此功率选择JC值和CZ值一致的电动机功率16。除电动葫芦外，起重机的起升机构一般使用绕线型异步电动机。绕线型异步电动机的稳态平均功率为：(kW)根据G值，查手册选取JC%=40，CZ=300。查手册表5-1-3，根据，JC%，CZ的值，选择绕线型异步电动机YZR315M10，其额定功率为75kW，工作制度S340%，同步转数600r/min，额定转速为579 r/min，最大转矩倍数为3.4，转动惯量为8.68kgm2，质量为1156kg，输出端轴径为95mm。2.5.3电动机过载能力和发热校验(1)起升机构电动机过载能力按下式进行校验17：(kW)=75(kW)式中 基准接电持续率时，电动机转矩的允许过载倍数；考虑电压降及转矩允差以及静载试验超载的系数；在基准接电持续率时的电动机额定功率(kW)；m电动机台数。(2)电动机发热校验 (kW)(kW)因为，所以发热校验合格。式中 电动机工作的接电持续率JC值、CZ值时的允许输出功率(kW)；工作循环中，负载的稳态功率(kW) 18。2.6减速器的计算选择起升机构、运行机构多采用QJ型减速器，减速器的箱体为焊接结构，外形美观，自重轻，单位重量传递的扭矩较大。QJ-D型减速器是在QJ型减速器的基础上派生出来的，齿轮参数与QJ型完全相同，只有箱体是带底座的铸铁箱体，它的刚性好15。2.6.1计算减速器传动比起升机构传动比按下式计算：式中 电动机额定转速(r/min)；卷筒转速(r/min)。2.6.2标准减速器的选用选用标准型号的减速器时，其总设计寿命一般应与它所在机构的利用等级相符合。一般情况下，可根据传动比、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满足一定条件10。QJ型起重机减速器用于起升机构的选用方法：(kW)式中 起升载荷动载系数；工作级别，。查手册表3-10-5、表3-10-7、表3-10-8、表3-10-11选择型号为QJR-D-500-31.5-IV-P-W的标准减速器，其许用功率为79kW，输入轴直径90mm、长为170mm，输出轴直径170mm、长为240mm，减速器总长为1622mm，高为1030mm，宽为640mm，质量为2200kg，输出轴端最大允许径向载荷60000N，许用输出扭矩42500Nm19。起升机构的实际起升速度为： (m/min)误差为：,满足要求。2.6.3减速器的验算(1)轴端最大径向力，按下式校验:(N) =60000(N)式中 卷筒重力(N)；减速器输出轴端的允许最大径向载荷(N)。 输出轴轴端的最大径向力经验算满足要求。(2)基于起升机构载荷的特点，减速器输出轴承受的短暂最大扭矩应满足以下条件:(Nm) T=42500(Nm)式中 T钢丝绳最大静拉力在卷筒上产生的扭矩(Nm)；T减速器输出轴允许的短暂最大扭矩(Nm)。经验算减速器输出轴的最大扭矩满足要求20。2.7制动器的计算选择制动器是保证起重机安全的重要部件，起升机构的每一套独立的驱动装置至少要装设一个支持制动器。支持制动器应是常闭式的，制动轮必须装在与传动机构刚性联结的轴上。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系数，制动转矩应满足下式要求:(Nm)式中 制动器制动转矩(Nm)；制动安全系数，与机构重要程度和机构工作级别有关；卷筒卷绕直径(mm)；滑轮组倍率；传动机构传动比。查手册选用标准块式制动器其型号为：YW500800，制动轮直径为500mm，额定制动转矩为1400Nm，整机质量为158kg10。2.8联轴器的计算选择依据所传递的扭矩、转速和被联接的轴径等参数选择联轴器的具体规格，起升机构中的联轴器应满足下式要求：式中 所传扭矩的计算值(Nm)；联轴器重要程度系数，对起升机构，；角度偏差系数。根据减速器输入轴的直径，查手册选择联轴器型号为：带制动轮齿轮式联轴器，序号9，其许用转矩为8000 Nm，飞轮矩为16.3 kgm2。根据电动机的输出轴径，查手册选择联轴器型号为：许用转矩为Nm转动惯量为1.15kgm2，其质量为109.5kg17。高速浮动轴端为圆柱形，d=90mm，l=115mm。2.9起制动时间验算机构起动和制动时，产生加速度和惯性力。如起动和制动时间过长，加速度小，要影响起重机的生产率;如起动和制动时间过短，加速度太大，会给金属结构和传动部件施加很大的动载荷。因此，必须把起动与制动时间(或起动加速度与制动减速度)控制在一定的范围内19。2.9.1起动时间与起动平均加速度验算(1)起动时间验算(s)=(46)s式中 电动机额定转速(r/min)； 电动机平均起动转矩(Nm)，按下式计算：(Nm) 电动机静阻力矩(Nm)，按下式计算：(Nm) 机构运动质量换算到电动机轴上的总转动惯量(kgm2)，按下式计算：(kgm2) 电动机转子的转动惯量(kgm2)； 制动轮和联轴器的转动惯量(kgm2)； 推荐起动时间(s)。所以起动时间满足要求10。(2) 起动平均加速度：(m/s2) 式中 起动平均加速度(m/s2)；起升速度(m/s)；平均升降加（减）速度推荐值(m/s2)。所以该起动时间合适10。2.9.2制动时间与制动平均减速度验算(1)满载下降制动时间：式中 满载下降时电动机转速(r/min)，通常取；制动器制动转矩(Nm)；满载下降时制动轴静转矩(Nm)，按下式计算： (Nm)下降时换算到电动机轴上的机构总转动惯量(kgm2)，按下式计算：(kgm2)推荐制动时间(s)。所以满载时制动时间满足要求。(2)制动平均减速度: (m/s2) 式中 满载下降速度，。所以该制动时间合适9。2.10高速浮动轴验算2.10.1疲劳计算 轴受脉动扭转载荷，其等效扭矩18：(Nm)式中 等效系数，由起重机课程设计手册表2-7查得=2。相应于机构工作类型的电动机额定力矩折算至计算轴的力矩(Nm)。(Nm)由选择的联轴器中，已确定浮动轴端直径mm，因此扭转应力：(N/cm2)许用扭转应力：(N/cm2)轴材料用45号钢，调质处理。由机械设计，表13-1查得：N/cm2，N/cm2，由起重机课程设计表2-17得：N/cm2，N/cm2 。式中 考虑零件几何形状和零件表面状况的应力集中系数， 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段，。 与零件表面加工光洁度有关，对于，；对于，。此处取 考虑材料对应力循环不对称的敏感系数，对碳钢、低合金钢。 安全系数，查起重机课程设计表2-21得。故，通过9。2.10.2静强度计算 轴的最大扭矩：(Nm)式中 动力系数，查起重机课程设计表2-5得。 按额定起重量计算轴所受静阻力矩，由上节计算得Nm。最大扭转应力：(N/cm2)许用扭转应力：(N/cm2)式中 安全系数，查起重机课程设计表2-21得。，故合适18。浮动轴的构造如图2-1所示，mm，mm，中间轴径mm，取mm。图2-1 高速浮动轴3 小车运行机构的设计计算3.1轮压计算根据经验公式可知小车的质量为：(t)满载时的最大轮压：(kN)空载时的最小轮压：(kN)3.2 车轮轨道选用3.2.1车轮轨道的选择(t)小车车轮使用单轮缘车轮，其中，根据工作级别、运行速度和的值，查手册表3-8-12，初选车轮踏面直径=500mm，车轮擦材料为65Mn，其抗拉强度800MPa，轨道为P43，车轮轴承型号7524，数量为二，自重250kg。车轮采用单轮缘，圆柱形车轮，圆形轨道，其曲率半径为300mm10。3.2.2车轮的疲劳计算车轮的疲劳计算载荷，可由小车的最大轮压和最小轮压来确定，其计算式如下:(kN)车轮踏面接触强度计算：按赫兹公式计算接触疲劳强度，因为车轮与轨道的接触形式是点接触，其许用轮压由下式计算：(kN)Fc式中 与材料有关的许用点接触应力常数(N/mm2)； 曲率半径，取车轮曲率半径与轨面曲率半径中之大值(mm)； 由轨道顶面与车轮的曲率半径之比(r/R)所确定的系数； 转速系数； 工作级别系数。故车轮的踏面的疲劳强度满足要求9。3.3 运行阻力的计算小车在直线轨道上稳定运行的静阻力由摩擦阻力，坡道阻力和风阻力三项组成。由于本设计起重机是室内使用，所以坡道阻力和风阻力为零。即：摩擦阻力 (1)小车满载运行时的最大摩擦阻力：(N) (2)满载运行时最小摩擦阻力:(N) (3)空载运行时最小摩擦阻力:(N)本设计坡道阻力为零。该起重机为室内使用，故不考虑风阻力。所以运行阻力为：3.4电动机的选择3.4.1电动机的静功率可按下式计算：(kW)式中 小车运行静阻力(N)；机构传动效率，可取；电动机个数。3.4.2 电动机初选一般可根据电动机的静功率和机构的接电持续率JC值，对照电动机的产品目录选用。由于运行机构的静载荷变化较小，动载荷较大，因此所选电动机的额定功率应比静功率大，以满足电动机的起动要求1。 对于桥、架类型起重机的大、小车运行机构可按下式初选电动机:(kW)式中 考虑到电动机起动时惯性影响的功率增大系数，对于室内工作的起重机及 装卸桥小车运行机构可取。 根据已知数据查手册选用YZR系列电动机，其机座号为YZR225L-8，额定功率为22kW，同步转速为750r/min，额定转速为715r/min，最大转矩倍数为2.9，转子的转动惯量为0.82kgm2，输出轴直径、长度分别为65mm、140mm10。3.5减速器的选择3.5.1减速器的传动比机构的计算传动比： 式中 电动机额定转速(r/min)；车轮踏面直径(mm)；计算传动比。 按所采用的传动方案考虑传动比分配，并选用标准减速器或进行减速装置的设计，确定出实际传动比16。3.5.2标准减速器的选用 减速器的计算输入功率为(kW)式中 刚性动载系数，该系数与电动机 驱动特性和计算两侧的转动惯量的比值有关；基准接电持续率时，电动机额定功率（kW）。根据计算输入功率，可从标准减速器的承载能力表中选择适用的减速器。查手册可得：选用QJR-D-33512.5VIPL型减速器，其公称传动比为12.5，输入轴直径55mm、长为110mm，输出轴直径110mm、长为195mm，减速器总长为1100mm，高为695mm，许用功率为730kW，许用转矩为12500Nm，其自重为790kg9。小车运行机构的实际运行速度为：( m/s)误差为：3.6联轴器的选择3.6.1高速轴高速轴联轴器的计算扭矩应满足：(Nm)式中 联轴器安全系数；联轴器许用扭矩(Nm)。根据电动机输出轴和减速器输入轴的直径，查手册选择高速轴的联轴器型号为: ，其许用转矩为Nm，转动惯量0.45kgm210。3.6.2低速轴低速轴联轴器的计算扭矩应满足： (Nm) 查手册选择低速轴的联轴器型号为：，靠近减速器的一端的联轴器。靠近车轮端则用 ，许用转矩为Nm。转动惯量为1.15kgm2，其质量为109.5kg9。3.7制动器的选择制动转矩按下式计算： (Nm)式中 计及其他传动件飞轮矩影响的系数，折算到点机轴上可取为1.11.2；风阻力(N)；坡道阻力(N)；满载运行时最小摩擦阻力(N)；制动器个数；电动机个数；制动时间(s)；电动机转子转动惯量(kgm2)；电动机轴上制动轮和联轴器的转动惯量(kgm2)。根据制动轮直径和制动力矩选用制动器，其型号为：YW315-300，制动力矩为250Nm，使用时将制动力矩调整为237.14Nm17。3.8电动机验算3.8.1过载验算过载验算公式如下：Pn=11kW=(kW)(kW)式中 平均起动转矩标准值，对绕线型异步电动机取1.7；机构总转动惯量，即折算到电动机轴上的机构旋转运动质量与直线运动质量转动惯量之和：(kgm2)机构初选起动时间，可根据运行速度确定，一般情况下桥架类起重机小车运行机构s。电动机满足不过载要求10。3.8.2发热验算发热验算应满足下一条件：Pn=22kW = (kW)满足不过热验算9。3.9起动时间验算3.9.1满载、上坡时满载、上坡时的起动时间，起动时间一般应满足下列要求:对小车s (s)式中 电动机额定转速(min-1)；电动机的平均起动转矩(Nm)。起动时间满足要求10。3.9.2空载时空载时起动时间:(s)式中 电动机的平均起动转矩：(Nm)满载、上坡时作用于电动机轴上的静阻力矩，按式计算:(Nm)空载时机构总转动惯量，即折算到电动机轴上的机构旋转运动质量与直线运动质量转动惯量之和：(kgm2)起动时间满足17。3.9.3起动平均加速度为了避免过大的冲击及物品摆动，应验算起动时的平均加速度，一般应在允许的范围内。起动平均加速度：(m/s2)0.32(m/s2)满足要求。3.10运行打滑验算为了使起重机运行时可靠地起动或制动，防止出现驱动轮在轨道上的打滑现象，避免车轮打滑影响起重机的正常工作和加剧车轮的磨损，应分别对驱动轮作起动和制动时的打滑验算。对于小车运行机构按空载运行工况验算10。起动时按下式验算:N(N)起动不打滑。制动时按下式验算:N(N)制动不打滑。式中 粘着系数，室内工作的起重机取0.15；K粘着安全系数，可取K=1.051.2；制动时间(s)；全部驱动轮压之和(N)；全部制动车轮轮压之和(N) 10。3.11低速浮动轴验算3.11.1疲劳计算 低速浮动轴等效扭矩：(Nm)式中 等效系数，由起重机课程设计手册表2-7查得=1.5。相应于机构JC%值的电动机额定力矩折算至计算轴的力矩(Nm)。(Nm)由选择的联轴器中，已确定浮动轴端直径mm，因此扭转应力：(N/cm2)浮动轴的载荷变化为对称循环（因运行机构正反转扭矩值相同），许用扭转应力：(N/cm2)轴材料用45号钢，调质处理。由机械设计，表13-1查得：N/cm2， N/cm2，由起重机课程设计手册表2-17得： N/cm2， N/cm2 。安全系数，查起重机课程设计手册表2-21得。故，疲劳验算通过9。3.11.2静强度计算 静强度计算扭矩：(Nm)式中 动力系数，查起重机课程设计手册表2-5得。扭转应力：(N/cm2)许用扭转剪应力：(N/cm2)因此，静强度验算通过9。浮动轴的构造如图所示，mm，中间轴径mm，取mm。图11-2 低速浮动轴4 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21。4.1 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11-3所示20。图11-3 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：(MPa)式中 Wx端梁中间截面的截面模数，计算如下：(cm3)(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：(cm)水平重心线的距腹板中线的距离：(cm)水平重心线的距下盖板中线的距离(cm)端梁支承截面对水平重心线X-X的惯性矩： (cm4)端梁支承截面对水平重心线X-X的最小截面模数：(cm3)端梁支承截面水平重心线X-X下部半面积矩：(cm3)端梁支承截面的弯曲应力：(kgcm2)端梁支承截面的剪应力：(kgcm2) 端梁支承截面的合成应力：(MPa) 端梁材料的许用应力不低于90MPa，故选择Q235钢满足要求9。4.2 小车架的结构尺寸 根据上述计算结果，确定小车的结构尺寸为：长宽高=3800mm3800mm502mm。参考参考文献1 严大考, 郑兰霞.起重机械M. 郑州:郑州大学出版社, 2003. 2 九省二区第三届泛珠三角先进制造论坛论文集C. 天津: 出版社不祥,2006.3 须雷. 现代起重机的特征和发展趋向J. 起重运输机械, 1997(10):3-6.4 李学涛. 东风汽车公司开展物流工作的回顾和今后工作的展望报告J, 1996(5):3-4.5 罗婉霞. 国外起重机制造业的发展趋势及中国起重机制造业的现状J. 机械开发, 1999(2):4-7.6 Deepak Khemani, Radhika B,Selvamani,Ananda Rabi Dhar, et al, CBR in Fused CastRefractory Manufacture,S. Crawa ndA Yreece:ECCBR,2002,LN AI24 16:560-574.7 L athamR S e tal .Co nnectivitya nalysis:toolfo rpo