转炉炼钢车间电动过跨车设计.doc

本科毕业设计（论文）转炉炼钢车间电动过跨车设计学 院（部）： 专 业： 学 生 姓 名： 班 级： 学号 指导教师姓名： 职称 职称 最终评定成绩 年 月 摘 要本文所研究的内容是转炉炼钢车间电动过跨车的设计，这种过跨车也叫铁水过跨车，是炼钢车间里普遍使用的一类冶金车辆，它的作用是通过铁水罐，将炼钢炉内熔炼的铁水运送出，用于下一道工序生产。本文主要分为过跨车动力系统设计和运动系统设计，其中运动系统的设计为重点。在运动系统中又主要是车体和运行机构的设计，包括端梁、横梁、铁水罐支撑架等主要车体部件以及运行机构中传动轴的尺寸设计。车体主要使用钢板焊接，浮动轴采用普通机械切削方法加工。此外，本文内容还包括车体和零件的强度校核以及稳定性验算，以确保所设计出的产品有良好的稳定性和较强的适用性。动力系统中使用三级圆柱-圆锥齿轮减速器，并采用减速器外置的设计方案。以上设计主要依靠经验法和根据力学公式计算的方法确定尺寸并进行校核验算的，同时在设计过程中引入产品优化设计的理念，以提高产品性能降低成本。在转炉炼钢车间电动过跨车的设计过程中，充分体现了在现有理论基础上突破创新的理念，并且设计出的产品具有承载量大、实用性强、操作简便、工作安全可靠、便于维护等特点。关键词：过跨车，铁水罐，机构设计1ABSTRACTWhat this thesis investigates is designing converter steel-making plant electromotion, with anther name molten iron cross-train. The cross-train is a kind of metallurgy vehicle, which is commonly used in steel-train. It can carry the melten iron from steel-making furnace to the next place, which is ready for the further working. This thesis is mainly divided into two parts: power system design and locomotion system design. And the locomotion system design is the most important one. In this system, bodywork and moving mechanism design is the keystone which include the dimensions design of the transmission shaft and the main spare parts as the end-girder, the crossbeam, the nog of molten iron jar and so on. Bodywork is jointed by armor plate, and transmission shaft is adopted common mechanical cutting to process. Moreover, the content of this thesis also includes intensity checking and stability checking to make sure that the production has better stability and applicability. Two grade bevel-cylindrical gear reductor outside is used in the power system .The dimensions are determined and the strength is checking out by the method of experience and the mechanics formula. At the same time, introducing the philosophy of optimum design to improve the productions capability and to reduce costs.In the research, the design concept of innovating present theory foundation is fully reflected, and the designed production has some good characteristics: more loading capacity, more practical, simple operation, safe and reliable, easy maintenance, and so on.Keywords: cross-train, molten iron jar, mechanism design目 录第1章 绪论51.1 引言51.2 电动过跨车的组成和特点51.3 电动过跨车的引用及现状51.4 本论文的研究内容6第2章 电动过跨车的整体设计72.1 电动过跨车整体方案确定72.2 电动过跨车基本参数选择9 2.2.1 过跨车轨距及额定工作速度9 2.2.2 确定额定起重量102.2.3 确定过跨车工作级别102.3 电动过跨车的计算载荷11 2.3.1 过跨车载荷计算概述11 2.3.2 确定计算载荷的种类13第3章 运行机构设计选型143.1 传动方式的方案选型14 3.1.1 传动方式的可选方案14 3.1.2 确定传动方案163.2 车轮组的初步选型16 3.2.1 过跨车支撑方式16 3.2.2 估算自重及车轮组选型16第4章 车架的设计计算194.1 车架的方案论证194.2 车架的结构设计20 4.2.1 车架主梁的形式20 4.2.2 车架结构的形式234.3 横梁的设计计算234.4 端梁的设计计算254.5 梁的稳定性验算274.6 筋板的设计274.7 确定过跨车的整体重量28第5章 动力系统设计295.1 起重及冶金用电动机概述29 5.1.1 起重及冶金用电动机的特点29 5.1.2 YZP系列电动机主要参数的说明295.2 电动机计算选型315.3 计算传动比及减速器选型32第6章 过跨车零部件设计与选型366.1 传动轴的设计计算及车轮轴验算366.2 联轴器的选择386.3 键的选择与校核406.4 制动器的选择42结论44参考文献45致谢47附录48第1章 绪论1.1 引言过跨车是电动平车的变型，是将电动平车沿车身长宽尺寸的长向行驶，变成沿车身的宽向行驶，与车间内天车配合，用于某些大型零部件的过跨运辅。作为运输机械，过跨车是轨道车辆，机车车辆的一种，轨道车辆按照用途主要分为两种：货车轨道车辆和客车轨道车辆。1.2 电动过跨车的组成和特点过跨车一般都由发动机，传动系统，制动系统，车体，车架，走行部，电器设备组成。发动机由曲轴连杆机构，配气机构，燃料供给系统，冷却系统，润滑系统和启动装置组成。在汽油发动机中增加了点火系统，机械传动式轨道车传动系统主要由离合器，变速器，换向箱，传动轴，车轴齿轮箱等组成。液力传动式轨道车传动系统主要由液力传动箱，车轴齿轮箱，传动轴等组成。电力传动式轨道车传动系统主要由同步牵引发电机，同步牵引发电机主整流柜，高低压电器柜和一，二级车轴齿轮箱和传动轴等组成。轨道车制动系统采用的是空气制动和手制动方式，制动系统还包括基础制动。空气制动是轨道车的主要制动系统，空气制动的主要部件是空气压缩机，前后分配器，单向阀，油水分离器，总风包，安全阀，远心集尘器，减压阀，自动制动阀，三通阀，副压缸，制动缸，缓解阀，双针压力表，折角塞门，截断塞门，制动软管。基础制动装置是由一系列杠杆机构组成的，制动缸推力经基础制动装置传到闸瓦上，产生制动作用。基础制动由制动缸活塞缸，传动装置和闸瓦等部分组成。手制动为机械传动，以人力通过基础制动装置将闸瓦紧贴车轮踏面产生制动作用。重型轨道车车体是用薄钢板压制成各种断面和杆件拼焊成的车棚架。骨架外面包有薄钢板作护板，骨架内面铺有胶合板作内护板。轨道车辆按照轨道车的不同性能，作用，可分为重型轨道车和轻型轨道车；按轨道车传动方式可分为机械传动式轨道车，液力传动式轨道车和电力传动式轨道车。1.3 电动过跨车的引用及现状铁水电动过跨车是用于冶金企业炼钢厂运送铁水的专用车辆。随着钢铁工业突飞猛进的发展，冶炼方法及冶炼设备也在逐步得以改进，特别是转炉炼钢在我国的发展速度很快，转炉的钢产量和品种不断增加，转炉的容量也在不断扩大。为了提高生产率，减低能耗，减轻工人劳动强度，保证在几是分钟内炼出合格的钢水，转炉设备及其辅助设备都必须具有较高的机械化和自动化水平，铁水过跨车就是其中的主要辅助设备，它负责向转炉提供铁水。近年来，随着钢铁行业的快速发展，“安全、快速、重载”成为了对铁水过跨车的基本要求，各钢铁企业都对铁水车进行更新改造。160T铁水过跨车因容量适中、性价比高、市场容量比较大、技术难度比较大、制造的厂家少而具有一定的市场价值。1.4 本论文的研究内容（1）电动过跨车系统相关配套设备选型，设计与计算（2）电动过跨车机械结构设计与计算（3）电动过跨车运行机构设计（4）绘制过跨车总装配图和零件图（5）编写说明书第2章 电动过跨车的整体设计2.1 电动过跨车整体方案确定电动过跨车属于冶金车辆，矿渣车、铁水车、钢包车等大部分冶金车辆都有相似的结构。尤其是运行机构，几乎没有什么区别，所以各种冶金车辆的运行机构在设计时可以相互借鉴，取长补短。根据以往的电动过跨车的设计经验，结合此类冶金车辆的工作性质，此次的铁水过跨车的整体方案的设计草图如图2.1所示：1-车轴 2-车体 3-铁水罐支架图2.1 整体方案草图电跨车主要由车体、减速装置、铁水罐等几部分组成。其中减速装置与车轴使用连轴器连接，由电机带动减速器，再带动车轴运动而使电跨车运行。其减速装置设有外罩，以防高温钢水和炉渣的损坏。为了实现转炉炼钢，电动过跨车主要用于承载和运送转炉铁水罐和渣罐。所以为了实现这些运动，安放那些组成机构，电跨车必须有足够强度和刚度的金属结构，有驱动机构运动并实现运动控制的动力控制系统；为保证电跨车安全并可靠运转还需安装安全和信号指示的配套装置。 具体的设计方案如下：（1）两个电动机悬挂在同一根横梁的两侧，造成电动过跨车前轻后重或则前重后轻，使得电动过跨车易发生前后翻转。图2.2 方案1（2）两个电动机悬挂在电动过跨车端梁的同一侧，造成电动过跨车左轻右重或则左重右轻，使得电动过跨车易发生左右翻转。图2.3 方案2（3）两个电动机分别悬挂在两根横梁的异侧，电动过跨车易保持平衡，不易发生前后翻转或则左右翻转。图2.4 方案3综上所述，第3种电动过跨车整体方案最合理，最安全。2.2 电动过跨车基本参数选择电动过跨车设计的第一阶段，除了决定电跨车型式和总体方案外，基本参数的合理选择是很重要的。由于本次设计的过跨车属于起重运输机械，而且其主要机构、作用等很多方面都与桥式起重机的小车非常相似，又因为电跨车的设计目前还没有制订详尽的标准，所以此设计我参照起重机的国家设计标准来选取基本参数，主要参考桥式起重机小车的设计标准。所要选取的基本参数时，表征电跨车作业能力和生产率的承载量和机构运行速度，这些参数的选择必须满足用户的要求；同时，在最后决定这些参数的额定值时，必须遵循有关标准。2.2.1 过跨车轨距及额定工作速度由转炉炼钢车间电动过跨车的设计任务书得：轨距设计要求为4400mm，电跨车的行走速度为30m/min，行程为145m，结构合理，满足强度要求和刚度要求。2.2.2 确定额定起重量由设计任务书知轨距设计要求为4400mm，取铁水罐直径为4040mm，铁水罐高度为1160mm，则铁水罐体积为V=rh=3.1420201160=20.25m表2.1常用材料的密度材料名称密度（g/cm）材料名称密度（g/cm）碳钢7.85轧锌7.1铸钢7.8铅11.37高速钢8.3铁水7.9合金钢7.9锡7.29灰铸铁7.0金19.32百口铸铁7.55银10.5紫铜8.9汞13.55黄铜8.5镁合金1.74锡青铜8.8硅钢片7.6 知铁水密度为7.9 g/cm，铁水罐载满铁水的质量，即运载能力m=160g=160t.2.2.3 确定过跨车工作级别表2.2起重机利用等级利用等级总设计寿命/ h说明利用等级总设计寿命/ h说明T0200不经常使用T56300经常中等使用T1400T612500不经常繁忙使用T2800T725000繁忙使用T31600T850000T43200经常轻闲使用T9100000表2.3起重机的工作级别载荷状态T0T1T2T3T4T5T6T7T8T9L1-轻M1M2M3M4M5M6M7M8L2-中M1M2M3M4M5M6M7M8L3-重M1M2M3M4M5M6M7M8L4-特重M2M3M4M5M6M7M8首先由起重机利用等级知电动过跨车经常中等使用，其利用等级为T5，由于额定载重量为160t，属于L4-特重，因此由起重机的工作级别知电动过跨车的工作级别为M7.2.3 电动过跨车的计算载荷2.3.1 过跨车载荷计算概述一般载荷有两种，即动载荷和不均衡载荷，用动载系数k和不均衡系数k分别乘以静载荷，用以代替重物与索具在冲击振动时的动载荷和不均衡对称时的载荷。表2.4动载系数k（吊装）起吊牵引系统的工作方式k通过滑轮组用人力绞车牵引起吊设备时1.1直接用人力绞车牵引起吊设备时1.2通过滑轮组用机动绞车或汽车牵引设备时1.2直接用绞车或汽车牵引起吊时1.3通过滑轮组用制动控制器控制时的制动系统1.2直接用制动控制器控制的制动系统1.2表2.5动载系数k（运输）设备运输方式k用小胶皮轮平车人力拽运时1.2用胶皮轮大车马拉拽运时1.25用载重汽车载运时1.3用火车载运时1.2 图2.5 其中G=0.4Q, Q为额定起重量（t），L为起重机跨度（m）,G起重小车的重量（t）.2.3.2 确定计算载荷的种类电动过跨车主要的计算载荷包括横梁，端梁，车轮组，铁水罐，电动机，减速器等的自重，运载的重量以及轴的扭矩等。 (1) 横梁的体积V=37500.675 m，查常用材料的密度表知45钢的密度=7.85g/cm=7.8510 g/m，横梁的质量m=V=7.85100.675=5.310kg,横梁的重力G=mg=5.310 9.8=5210N=52KN（2）端梁的体积V=3955850 550=3.2410mm=0.71m,查常用材料的密度表知45钢的密度=7.85g/cm=7.8510 g/m，端梁的质量m=V=7.85100.71=5.5110kg, 端梁的重力G=mg=5.51109.8=5410N=54KN（3）铁水罐体积为V=rh=3.1420201160=20.25m 查常用材料的密度表知铁水密度为7.9 g/cm， 铁水罐载满铁水的质量，即运载能力m=160g=160t. 铁水罐载满铁水的重力G=mg=1609.8=1568 KN第3章 运行机构设计选型3.1 传动方式的方案选型3.1.1 传动方式的可选方案（1）单级圆柱齿轮传动，传动比i最大值为10，齿轮可为直齿，斜齿或人字齿，箱体常用铸铁铸造，支撑多采用滚动轴承，只有重型减速器才采用滑动轴承。图3.1 方案1（2）两级展开式圆柱齿轮传动，传动比i最大值为60，齿轮相对于轴承不对称，要求轴具有较大的刚度。高速级齿轮常布置在远离扭矩输入端的一边，以减少因弯曲变形所引起的载荷沿齿宽分布不均匀现象，高速级常用斜齿，建议用于载荷较平稳的场合。图3.2 方案2（3）两级圆锥-圆柱齿轮传动，圆锥直齿传动比i最大值为40，用于输入轴与出轴相交而传动比较大的传动。圆锥齿轮应在高速级，以减小锥齿轮尺寸并有利于加工，齿轮皆可分别做成直齿和斜齿。图3.3 方案3（4）三级圆锥-圆柱齿轮传动，圆锥直齿传动比i最大值为115，用于输入轴与输出轴相交而传动比较大的传动。圆锥齿轮应在高速级，以减小锥齿轮尺寸并有利于加工，齿轮皆可分别做成直齿和斜齿。图3.4 方案43.1.2 确定传动方案 初步确定电动机为三相异步电动机，型号为YZP160L-6，额定功率P=15KW，额定转速为n=1500r/min, 工作环境温度-4050时，当环境温度低于0时，启动前润滑油应加热至10。 根据车轮组选型表及运行速度v=30m/min，初步确定车轮组直径为d=700mm,确定角速度w=1.43rad/s,由公式w=2,得到传动轴的转速n=13.65 r/min,则总传动比i=n/ n=109.89,最接近第4种传动方案的传动比，应选第4种传动方案，即三级圆锥-圆柱齿轮传动。3.2 车轮组的初步选型3.2.1 过跨车支撑方式 根据车轮组选型表及运行速度v=30m/min，初步确定过跨车是由直径为d=700mm的四个大的车轮组支撑的。由前面的分析可知：横梁自重G=52KN,端梁自重G=54KN，载重G=1568KN，则每个大车轮的最大轮压G=（2 G+2 G+ G）/4=445KN。3.2.2 估算自重及车轮组选型表3.1车轮组选型表及起重机钢轨允许最大轮压/KN车轮直径/mm轨道型 号工作类 型运行速度/mmin60609090180P11轻3329.126.7中26.724.322.3重22.820.819.1特重2018.216.7350P18轻41.83834.9中34.931.729.1重29.927.225特重26.123.821.8400P38轻160146134中134122112重11410496特重10091.584500P43轻198180165中165150138重141.5129118特重124112.5103500P38 轻206180172中172150144重147129123特重129113107500P43轻246215206中206180172重176154147特重154134129700QU70轻505440422中465368352重422315302特重361275264由此可知大车轮自重为445KN，大车轮直径为700。图3.5 大车轮主视图图3.6 大车轮刨视图第4章 车架的设计计算电动过跨车即是装有车轮的铆接或焊接的车架，并在这车架上安装有驱动机构和控制系统等。当设计电跨车时，必须尽量使车架外形尺寸最小，重量最轻。承载货物的重量和安装在小车上的各个机构的重量均匀地分布在电跨车的各个车轮上。如能满足这个要求，则可获得最小的车轮、轴及轴承箱的尺寸，并且使电跨车车架梁上得到均匀的载荷。在车架上，部件的布置对安装 、维护和修理来说应该是方便而且容易接近。当修理小车时，必须尽可能保证各个部件能取下修理而不致搬动邻近的部件，零件和部件要求经常有系统的检查，以及注油设备应该布置得使人们维护它们既方便而又安全。为了保证机构的可靠性和耐久性，传动机构基本上应该是减速器的(闭式的)型式。轴的支承应该优先采用滚动轴承。为了保证在修理时拆卸方便和不需拆开全部车体起见，车轮应该安装在带有以螺钉拧紧的轴承箱的单独轴上。为了将主动轮的转轴与减速箱式传动装置联接起来，必须采用容易拆开的齿轮联轴器，该联轴器可补偿电跨车的装配误差和车架的变形。因此，拆开联轴器后车轮可以与其轴承箱一起拆卸下来。减速器也可以独立的拆卸。在制造电跨车时，零件的热处理得到了广泛的应用，大大地提高了零件表面的耐磨性，延长了使用寿命。轴承的润滑多半采用集中润滑系统，它简化了起重机机构的维护，并保证了对全部轴承供给润滑油的控制工作。电跨车车除有运行机构、车架等主要组成部分之外，还必需有必要的安全防护装置：如限位开关、缓冲器和清轨器等。4.1 车架的方案论证 车架主要由两根主梁和两根端梁组成。小车轨道安装在上翼板边缘主腹板处，载荷直接作用在主腹板上。为宽主梁形式，依靠加宽主梁增加桥架的水平刚度，可省掉走台，变形量小。主梁外侧分别设有走台，轨道放在梁的中心线上，小车载荷依靠主梁上翼板和肋板来传递。结构工艺性好，主梁、端梁等部件可采用自动焊接，生产率高，但变形量大。图4.1 车架主视图图4.2 车架左视图4.2 车架的结构设计过跨车的车架主要由横梁、横梁和台面构成，铁水罐的载荷通过支撑架直接作用在横梁上，再通过端梁作用到车轮上。4.2.1 车架主梁的形式图4.3 车架主梁 主梁的组成：由左右腹板、上下翼板及长、短肋板组成。 技术要求如下：1） 上拱度：fk=L/700L/1000（L为主梁的跨度） 2） 旁弯：fb=L/1500L/2000（L为主梁的跨度）3） 腹板波浪变形：在受压区e1.2 4） 上翼板水平度：c B/2505） 腹板垂直度：a H/2006） 肋板之间距离公差：5mm 车架主梁主要包括横梁和端梁，其中横梁为：图4.4 横梁 端梁的制造工艺要点（1） 备料：上、下翼板、腹板、肋板及两端的弯板。（2） 装焊：1） 将肋板与上翼板装配并焊接。2） 装配两腹板并定位。3） 装弯板，并且水平尺检查弯板的水平度，并调节两端弯板的高度公差在规定范围内。4） 进行端梁内壁焊缝的焊接，先焊外腹板与肋板、弯板的焊缝，再焊内腹板与肋板、弯板的焊缝。5） 装配下翼板并定位。6） 焊接端梁的四条纵焊缝，并且应先焊下翼板与腹板的纵缝。 端梁的连接方式：依据桥架宽度和运输条件，在端梁上设置一个或两个安装接头，接头处采用高强度螺栓连接板。 其中端梁为： 图4.5 端梁4.2.2 车架结构的形式 车架的长度为8160mm,宽度为5455mm,高度为2660mm,轨距为4400mm,运输距离为145m,铁水罐上口至轨面距离为5000mm,轨道为QU100.4.3 横梁的设计计算 横梁的体积V=37500.675 m，查常用材料的密度表知45钢的密度=7.85g/cm=7.8510 g/m，横梁的质量m=V=7.85100.675=5.310kg,横梁的重力G=mg=5.310 9.8=5210N=52KN 图4.6 横梁计算简图图4.7 横梁剪力图图4.8 横梁弯矩图 铁水罐载满铁水的重力G=mg=1609.8=1568 KN，作用在1根横梁上重力只有铁水罐载满铁水的重力G的一半，因此载重作用于横梁上的均布载荷q=G/2L=653.33KN/m, 横梁的重力为G，横梁自重的均布载荷q= G/2L=13.1 KN/m.由，得到F=F=418 KN.4.4 端梁的设计计算 端梁的体积V=3955850 550=3.2410mm=0.71m,查常用材料的密度表知45钢的密度=7.85g/cm=7.8510 g/m，端梁的质量m=V=7.85100.71=5.5110kg, 端梁的重力G=mg=5.51109.8=5410N=54KN图4.9 端梁计算简图图4.10 端梁剪力图图4.11 端梁弯矩图 铁水罐载满铁水的重力G=mg=1609.8=1568 KN，作用在1根端梁上重力只有两根横梁的重力加铁水罐载满铁水的重力的四分之一，即F=F=(522+1568)/4=418KN, 端梁的重力为G，端梁自重的均布载荷q=G/L=6.62KN/m.由，得到F=F=445KN.4.5 梁的稳定性验算 梁的弯曲强度条件为：=M/W 其中M为梁的最大弯矩，W为抗弯截面系数，由于梁是矩形，W=bh/6.其中b为截面的宽度，h为截面的高度。梁的材料主要是45钢，查表得45钢的弯曲许用应力=100MPa.横梁的最大弯矩M=578.29KN.m=578.2910N.m，W=0.360.5/6=0.015，=M/W=38.6 MPa=100MPa.因此横梁稳定。端梁的最大弯矩M=494 KN.m=49410N.m，W=0.550.85/6=0.066,=M/W=7.5 MPa=100MPa.因此端梁稳定。 4.6 筋板的设计 筋板是一个长方形，长肋板中间开有减轻孔。短筋板用整料制造，长筋板可用整料制作，也可用零料拼接。要求筋板宽度差不能太大，只能为1mm左右，筋板的四个角应保证90度，尤其是筋板与上盖板接触处的两个角更应严格保证直角。考虑主梁的自重和焊接变形的影响，为满足技术规定的主梁上挠要求，筋板应预制出数值大于技术的上挠度，一般跨中上挠度的预制值fm可取（1/3501/450）L。目前，上挠曲线主要有二次抛物线、正弦曲线以及四次函数曲线等。 国内的起重机制造一般采用二次抛物线上挠计算法。上挠度的制备方法多采用先划线后气割，切出相应的曲线形状。在专业生产时，也可采用靠模气割。图4.12 筋板 筋板的型号为1280X170X12，材料为Q235-A，单件重量28Kg。4.7 确定过跨车的整体重量 1根横梁的重力G=52KN，1根端梁的重力G=54KN，铁水罐载满铁水的重力G=1568KN，过跨车由2根横梁，2根端梁，1个铁水罐组成，则过跨车的整体重力G=2 G+2 G+ G=1780KN。第5章 动力系统设计5.1 起重及冶金用电动机概述5.1.1 起重及冶金用电动机的特点 起重冶金用电动机具有较大的过载能力、较高的机械强度和较好的动态特性。目前，我国行业内的起重冶金用电动机产品已有40多个系列或型号。YZ系列起重及冶金用三相异步电动机适用于各种型式的起重机及冶金辅助设备的电力传动，能在短时、断续周期性工作制工作，适用于频繁正反转等工作状态。YZ系列电动机在额定电压下直接启动，具有启动力矩大，启动电流小，机械强度高等特点。YZB（F）、YZB（F）E系列起重及冶金用变频调速三相异步电动机（以下简称电动机）是将起重及冶金用三相异步电动机的特点与变频调速的优点集于一体，具有过载能力大机械强度高、调速范围宽、运行稳定的特点，其基本技术条件符合IEC34-1国际标准和GB755国家标准的规定，电动机各项性能指标同国外九十年代水平相当。可使用于各种类型的起重及冶金机械或其他类似设备，及经常起重、制动、逆转的场合。1、电动机在下列条件下使用能正常运行。 1.1 环境温度不超过40（一般环境用）、60（冶金环境用）。 1.2 相对温度90% 1.3 海拔不超过1000m 1.4 频繁的启动，制动（电气或机械的）及逆转。2、电动机额定电压为380V，额定频率为50HZ，可在5-100HZ范围内连续调速，YZB系列电动机不带强迫风冷，YZBF系列电动机带强迫风冷。3、电动机基准工作制为S3-40%。5.1.2 YZP系列电动机主要参数的说明 YZP系列电动机主要参数包括额定功率P（KW），额定电流I（A），满载转速n（r/min）, 重量G（N）,额定转矩T（N.m）.图5.1 YZP系列电动机 在YZP系列电动机的理论分析中，电动机的参数是十分重要的物理量。在电机学中利用电动机的参数构成等值电路，以此为基础对YZP系列电动机的各种运行特性进行分析。在YZP系列电动机的仿真分析中，数学模型也涉及到YZP系列步电动机的参数。YZP系列电动机的参数包括YZP系列电动机定子电阻、漏电抗，转子电阻、漏电抗及励磁阻抗。这些参数的确定，可以利用电机设计制造时的技术数据进行理论计算，也可以通过试验的方法确定。但前者，不仅计算复杂，而且与实际存在较大的误差；后者，虽然方法简单，但无法将各参数进行分离，为此常采用估算的方法来分离参数，与实际情况也存在较大的误差。若电动机参数的理论值与实际值差异较大，则理论分析将与实际运行不相符。 表5.1电动机主要参数序型号额定转速电流type功率rotatingcurrent号rotedApowerKW1Y801-20.7528251.82Y802-21.128252.53Y90S-21.528403.44Y90L-22.228404.75Y100L-2328806.46Y112M-2428908.27Y132S1-25.5290011.18Y132S2-27.52900159Y160M1-211293021.810Y160M2-215293029.411Y160L-218.5293035.512Y180M-222294042.213Y200L1-230295056.914Y200L2-237295069.815Y225M-245297083.916Y801-40.5513901.517Y802-40.751390218Y90S-41.114002.719Y90L-41.514003.720Y100L1-42.21420521Y100L2-4314206.822Y112M-4414408.823Y132S-45.5144011.624Y132M-47.5144015.425Y160M-411146022.626Y160L-415146030.327Y180M-418.5147035.928Y180L-422147042.529Y200L-430147056.830Y225S-437148070.431Y225M-445148084.232Y90S-60.759102.333Y90L-619103.234Y100L-61.5910435Y112M-62.29405.636Y132S-639607.237Y132M1-649609.438Y132M2-65.596012.639Y160M-67.59701740Y160L-61197024.641Y180L-61597031.642Y200L1-618.597037.743Y200L2-62297044.644Y225M-63098059.545Y132S-82.27105.846Y132M-837107.747Y160M1-847209.95.2 电动机计算选型 电动过跨车的运行速度V=30m/min=0.5m/s,查摩擦系数表知车轮的摩擦系数表，车轮所受摩擦力f=F=26.9KN,其中F为车轮最大轮压。工作机所需功率P=fV/1000=13.43KW.查表知联轴器的效率=0.99，滚动轴承的效率=0.99，圆柱直齿轮效率=0.98，锥齿轮效率=0.99。电动机所需功率= P/（）=15KW。车轮直径为d=700mm,半径r=350mm,速度为v=0.5m/s, v=wr,则w=v/r=1.43rad/s,w=2n/60,车轮转速n=13.65r/min,传动方式为三级圆锥-圆柱齿轮传动，总传动比i=100115，i=n/ n,电动机转速 n=13651569 r/min。表5.2电动机的选择方案方案电动机型号额定功率（KW）同步转速（r/min）传动比额定转矩极数1Y160L-4151500982.342YZP160L-61515001122.563Y180L-61510001052.16 由表中数据知方案1的传动比i过小，并且极数为4，不适用于三级圆锥-圆柱齿轮传动，方案3的同步转速n过小，不适用于三级圆锥-圆柱齿轮传动，因此选择方案2，选择电动机YZP160L-6，转速n=1500 r/min.5.3 计算传动比及减速器选型 总传动比i= n/ n=1500 / 13.65=109.9。 减速器是指原动机与工作机之间独立封闭式传动装置，用来降低转速并相应地增大转矩。在某些场合，也有用作增速的装置，并称为增速器。减速器主要由传动零件（齿轮或蜗杆）、轴、轴承、箱体及其附件所组成，其基本结构有三大部分：1） 齿轮、轴及轴承组合；2）箱体；3）减速器附件。其常用术语如下：减速比i：减速器输入转速与输出转速之比。级 数：减速器所含齿轮的套数。采用单套齿轮的称为单级，减速比一般小于10：1，采用多套齿轮的称为多级，以满足较大的传动比的要求。效 率：指在额定负载情况下，减速器输出功率与输入功率的比值。额定寿命：指减速器在额定负载下，以额定输入转速运转时的连续工作小时数。 额定转矩：在某一确定输入转速下，可保证减速器额定寿命的安全输出转矩。极限转矩：减速器可承受的瞬时最大输出转矩。抗扭刚度：反映整机在额定负载时弹性扭转变形的大小。回 差：也称为“回程间隙”或“背隙”。主要是由齿轮啮合侧隙造成的运动滞后量，通常在换向时产生。回差反映了齿轮加工和装配的精度水平。噪 音：此数值是在距离减速器一米，输入转速为3000转/分钟，减速器空载正常运行时的测量值。 如何选用理想减速器：1、尽量选用接近理想减速比： 减速比=输入转速/输出转速；2、扭矩计算：对减速机的寿命而言，扭矩计算非常重要，并且要注意加速度的最大 转矩值(TP)，是否超过减速机之最大负载扭力；3、减速机的适用性很高，工作系数都能维持在1.2以上，但在选用上也可以根据自己的需要来决定；4、输入轴径不能大于提供的最大使用轴径；5、根据选择的机型号、负载转距、传动比、输出转速确定所需的电机规格；6、我公司可承接特殊规格产品的订货，并可为客户提供专用设计服务。减速器的选型包括原始条件、选择类型、确定规格等步骤。 相比之下，类型选择比较简单，而准确提供减速器的工况条件，掌握减速器的设计、制造和使用特点是减速器正确合理选择规格的关键。规格选择要满足强度、热平衡、轴伸部位承受径向载荷等条件。按机械功率或转矩选择规格（强度校核），减速只能按一种特定的工况条件设计，故选用时用户需根据各自的要求考虑不同的修正系数，工厂应该按实际选用的电动机功率（不是减速器的额定功率）打铭牌；专用减速器按用户的专用条件设计，该考虑的系数，设计时一般已作考虑，选用时只要满足使用功率小于等于减速器的额定功率即可，方法相对简单。 减速器的额定功率一般是按使用（工况）系数KA=1（电动机或汽轮机为原动机，工作机载荷平稳，每天工作310h，每小时启动次数5次，允许启动转矩为工作转矩的2倍），接触强度安全系数SH1、单对齿轮的失效概率1,等条件计算确定的。 所选减速器的额定功率应满足 PC=P2KAKSKRPN (5.1)式中： PC计算功率（KW）； PN减速器的额定功率（KW）； P2工作机功率（KW）； KA使用系数，考虑使用工况的影响； KS启动系数，考虑启动次数的影响； KR可靠度系数，考虑不同可靠度要求。目前世界各国所用的使用系数基本相同。虽然许多样本上没有反映出KS，KR两个系数，但由于知己（对自身的工况要求清楚）、知彼（对减速器的性能特点清楚），选型时一般均留有较大的富裕量，相当于已考虑了KRKS的影响。图5.2 减速器示意图表5.3 FDBY减速器型号公称传动比i公称转速r/min输入n输出n22.415006722.41000442515006025100040281500542810003631.515004831.510003235.515004235.510002840150038401000254515003345100022501500305010002056150027561000186315002463100016711500217110001480150018.880100012.590150016.790100011.1100150015100100010112150013.611210009.4查表知型号为FDBY-228/i=112的减速器合适。第6章 过跨车零部件设计与选型6.1 传动轴的设计计算及车轮轴验算 传动轴总成主要由传动轴及其两端焊接的花键和万向节叉组成。传动轴中一般设有由滑动叉和花键轴组成的滑动花键，以实现传动长度的变化。 传动轴在工作时，其长度和夹角是在一定范围变化的。设计时应保证在传动轴长度处在最大值时，花键套与轴有足够的配合长度；而在长度处在最小时不顶死。传动轴夹角的大小直接影响到万向节的寿命、万向传动的效率和十字轴旋转的不均匀性。 传动轴设计应满足如下基本要求： 1. 保证所连接的两根轴相对位置在预计范围内变动时，能可靠地传