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毕业设计（论文）中期报告题目：库房桥式起重机结构设计与分析1 设计（论文）进展状况。1.1通过查阅书籍资料，进行相关参数的选择和计算。通过查阅相关资料了解到桥式起重机组成结构，主要工作参数和设计型号以及各结构的作用设计理论，搞清楚起重机的工作原理，确定起重机整体的设计。结合相关计算方法，对相关设计进行计算。1.1.1 桥式起重机主梁的设计计算主要涉及内容a.主梁材料的选择：选用 Q235，其力学性能好。b. 桥式起重机主梁结构形式及截面尺寸的确定：根据标准选用后，验算是否符合要求。本设计选用箱形结构主梁，其组成由上下盖板及左右腹板焊接而成，断面为封闭的箱形，小车轨道安装在上盖板上。本设计选用了轨道安装在主梁的正中形式。为了防止上盖板变形，在箱形主梁内部，每隔一定间隔加焊了“长加劲板”和“短加劲板” 。门架的刚度由两主梁保证，两主梁外侧，一侧走台上安放大车运行机构，另一侧安放电气设备，走台增加了门架的整体刚度，便于起重机的维修，但也增大了门架的自重和对主梁的附加扭矩。在设计中应尽量减少走台的宽度。从主梁受力来考虑，主梁纵向外形以抛物线为优，但制造费时，故一般将两端做成斜线段式。c.主梁载荷的组合情况：由于起重机主梁受力情况复杂，在分析计算过程中，应合理处理。d.主梁强度以及刚度的计算：主梁中间截面的最大弯曲应力：= WyMhxvma/a/式中： 主梁中间截面对水平重心轴线 x-x 的抗弯截面模数Wx主梁中间截面对垂直重心轴线 y-y 的抗弯截面模数y主梁支承截面的最大剪应力: 2maxaISQ式中： 主梁支承截面所受的最大剪力。x主梁支承截面对水平重心轴线 x-x 的惯性矩xI主梁水平截面半面积对水平重心轴线 x-x 的静矩S主梁的垂直刚度计算:主梁在满载小车轮压的作用下，在跨中所产生的最大垂直挠度为： EIxaPLf 48/)61(23e.端梁的计算：端梁采用压制成型，再焊接成箱形结构，有焊缝和加工工时少，端梁变形小，重量轻，外形美观等优点。选用后进行强度较核。f.主梁与端梁的连接形式的选择：采用加连接扳用焊接的形式连接，门架的运输分割位置在端梁的中间区段，接头处的下盖板用连接板螺栓联接，侧面与顶面用角钢法兰联接。有制造简单、装拆方便、成本低等优点。g.司机室的选用：司机室的构造与安装位置，应保证司机有良好的视野，司机室一般与门架固定，并应安装在无滑线一侧。司机室的结构有敞开式和封闭式两种，若无特殊要求，室温在 1040 摄氏度的厂房内工作的一般制成敞开式，在多灰尘和有害气体的场合，露天及高温车间工作的司机室，一般制成封闭式。司机室的内部尺寸一般以满足视线要求为条件，宽度不宜过大，一般取 1.3m1.6m ，长度不小于2m，高度不低于 1.9m，司机室内部具体尺寸根据电器设备和工作要求确定。司机室的骨架应有足够的强度和刚度，一般有轧制的型钢和冲压的薄板焊成。地板应用厚 20mm 的木板制成，地板离骨架 100mm，人形过道处铺以 45mm 厚的橡胶板，地板和墙壁内用留有电缆线槽，玻璃窗的玻璃厚度应不小于 5mm 玻璃窗的尺寸和位置应保证司机坐着能看见起重机的取物装置在任何位置的工作情况，根据需要可设置上视窗和下视窗。1.2 进行了起重机整体结构的图绘制。1.3 完成外文资料翻译。（后附）2. 存在问题及解决措施存在问题：桥式起重机主梁的设计计算还存在一些问题。装配图的绘制。解决措施：所有存在的问题都需要寻找相关文献和资料进行相关的选取与计算，来进行解决。3. 后期工作安排3.1 完善装配图，并完成所有零件图的绘制工作。3.2 完成零件的设计计算并进行相关校核计算，撰写毕业论文。注：1. 正文：宋体小四号字，行距 20 磅；标题：加粗 宋体四号字2. 中期报告由各系集中归档保存，不装订入册。指导教师签字：年 月 日毕业设计(论文)开题报告题目：库房桥式起重机结构设计与分析 开 题 报 告 填 写 要 求1开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成。2开题报告内容必须按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）填写并打印（禁止打印在其它纸上后剪贴） ，完成后应及时交给指导教师审阅。3开题报告字数应在 1500 字以上，参考文献应不少于 15 篇（不包括辞典、手册，其中外文文献至少 3 篇） ，文中引用参考文献处应标出文献序号， “参考文献” 应按附件中参考文献“ 注释格式”的要求书写。4 年、月、日的日期一律用阿拉伯数字书写，例：“2008 年 11 月 26 日” 。1 毕业设计（论文）综述（题目背景、研究意义及国内外相关研究情况）1.1 题目背景起重机是指在一定范围内垂直提升和水平搬运重物的多动作起重机械,又称吊车。属于物料搬运机械。起重机的工作特点是做间歇性运动，即在一个工作循环中取料、运移、卸载等动作的相应机构是交替工作的。按结构形式，起重机主要分为轻小型起重设备、桥架式（桥式、门式起重机） 、臂架式、缆索式。桥式起重机属于桥架式的一种。桥式起重机广泛用在室内外仓库、厂房、码头和露天贮料场等处，桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，起重小车沿铺设在桥架上的轨道横向运行，构成一矩形的工作范围，就可以充分利用桥架下面的空间吊运物料，不受地面设备的阻碍。本课题针对设备库房合理设计桥式起重机，以提高工作效率。1.2 研究意义起重机作为物料搬运、装卸或用于安装的机械设备可以减轻或代替人们的体力劳动提高生产效率。它被广泛应用于国民经济的各个领域之中。在冶金行业、机械制造工业、电力工业、煤炭工业、交通运输业、建筑工业、建材工业等国民经济支柱行业中，起重运输机械都扮演着重要的角色。随着时代的发展制造工厂和装卸作业场所开始转向室内，使桥式起重机占据了主导地位。桥式起重机主要应用于大型加工企业如钢铁、冶金和建材等行业完成生产过程中的起重和吊装等工作。其中用于生产车间的桥式起重机是起重机的一个主要类型，由于起重机行驶在高空作业范围能扫过整个厂房的建筑面积具有非常重要的，不可替代的作用深受用户欢迎而得到极大的发展。另外，某厂在学习国外先进技术的基础上，结合本厂多年的设计与生产经验，设计生产了多台采用新型分别驱动运动机构的桥式起重机，使用效果很好，值得推广 1。1.3 国内外相关研究情况目前，国内销售市场对起重机械的需求正在不断增加，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 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，是现代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：（1）重点产品大型化，高速化和专用化；（2）系列产品模块化，组合化和标准化；（3）通用产品小型化，轻型化和多样化；（4）产品性能自动化，智能化和数字化；（5）产品组合成套化，集成化和柔性化；（6）产品构造新型化，美观化和实用化；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机企业在生产中更多采用优化设计、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巨大的影响。有关调查资料表明，百分之六十五的起重机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越来越多，近年来国外起重机机械主要发展趋势如下：（1）采用新理论、新技术和新手段。推广采用优化设计、可靠概率设计、极限状态设计、虚拟样机设计、CAD/CAE 等现代设计方法；（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；2 本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施2.1 研究的主要内容(1）熟悉桥式起重机设计过程、组成、结构特点及工作原理；(2）桥式起重机的主要结构及主要零部件设计，进行强度校核；(3）提交装配图、零件图、设计说明书等相关设计分析结果。拟采用的研究方案、研究方法或措施桥式起重机可分为普通桥式起重机、简易梁式起重机和冶金专用桥式起重机三种。是工程机械的一种，是现代工业生产和起重运输中实现生产过程机械化、自动化的重要工具和设备。桥式起重机的结构主要包括以下几方面：桥架、大车运行机构、起重小车，轨道 2。 其结构示意图如图 2.1 所示：1-驾驶室，2-辅助滑线架，3-交流磁力控制盘，4-电阻箱,5-起重小车，6-大车运行机构，7-端梁，8-主滑线，9-主梁图 2.1 桥式起重机结构示意图小车由起升机构，小车运行机构，小车架和保护装置等组成。小车起升机构包括电动机、制动器、减速器、卷筒和滑轮组。电动机通过减速器带动卷筒转动使上卷筒从卷筒放下，以达到起升的目的。小车架要承受起升载荷和各机构自重，应有足够的强度和刚度，同时又要尽量减轻自重，以降低轮压和门架受载。桥式起重机主梁结构形式及截面尺寸的确定：根据标准选用后，验算是否符合要求。本设计选用箱形结构主梁，其组成由上下盖板及左右腹板焊接而成，断面为封闭的箱形，小车轨道安装在上盖板上。2.2 主要参数（1）最大起重量：100t（2）梁跨度：20000mm（3）起升速度：0.5-4.7m/min（4）起升高度：10m（5）起重机运行速度：80-95m/min（6）起升机构运行速度：30-45m/min3 本课题研究的重点及难点，前期已开展工作本课题研究的重点在于对桥式起重机整体结构的认识，了解主要组成部分及其功能。难点在于对小车起升机构与主要参数的研究与确定。通过搜集阅读很多关于桥式起重机的文献与文章，对国内外桥式起重机的现状与发展有了一定的了解。4 完成本课题的工作方案及进度计划（按周次填写）第 1-2 周：选题、收集与课题相关资料、文献，所需软件的了解与准备；第 3-4 周：通过文献阅读，了解桥式起重机研究现状，初步形成本课题设计思路与方案，并完成开题报告；第 5-6 周：桥式起重机设计思路的明确、设计方案与框架确定；第 7-10 周：完成桥式起重机主要结构设计，并完成中期报告；第 9-11 周：主要零件图绘制；第 12-13 周：完成论文撰写与装订和图纸的打印；第 14 周：送论文评阅，准备答辩；第 15 周：论文答辩。注：1. 正文：宋体小四号字，行距 20 磅。2. 开题报告由各系集中归档保存。5 指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见）指导教师： 年 月 日 6 所在系审查意见：系主管领导： 年 月 日参考文献1 吴雪梅.桥式起重机的新型运行机构J.起重运输机械,1993,(12).2 孙礼谦.桥式起重机副起升机构设计J.黑龙江科技信息,2011,(16).3 高崇仁,翟甲超,陶元芳等.双梁桥式起重机的主梁截面尺寸优化J.太原重型机械学院学报,1999,20(2).4 田国富,孙书慧,程艳辉.桥式起重机的箱形梁的优化设计J.沈阳工业大学学报,2000,22(6).5 宁振锋,李维越.新型起重小车介绍J.重工与起重技术,2004,(4).6 程贤福.桥式起重机箱形主梁的优化设计J.华东交通大学学报,2004,21(4).7 石川七男桥式起重机设计J.1968,12.8 石川七男.桥式起重机设计 续J.1968,12.9 许志沛,王金诺桥式起重机的小车架的承载能力J.起重运输机械,1994.(8).10 程文明,李亚民,张则强.桥式起重机与门式起重机轻量化设计的关键要素J.中国工程机械学报,2012,10(1).11 李国杰.低高度桥式起重机设计J.起重运输机械,1995,(11).12 黄伯良,黄坚.宝钢三期工程大型桥式起重机采用新技术J.冶金设备,1998,(2).13 杨国华.超跨度主梁螺栓联接的计算J.起重运输机械,2007,(7).14 高继勇,王金诺,来新民.桥式起重机动态分析与优化设计J.机械设计,1994.15 袁道幸.桥式起重机小车车轮组的改进J.设备管理与维修,1993,(11).16 Xu Gening,Yang Ruigang,Zhou Ke.Methodology to Estimate Remaining Service Life of Steel Structureby Possibilistic Reliability Theory,2010.17 Yuanxun Fan, Shuishui Li,Xiangdong Li. The Hoisting Mechanisms Dynamic Model and Dynamic Simolation of the Bridge Crange.2011.18 Xiangdong Li,Xucheng Yuan,Shuishui Li.The Trolleys Dynamic Model and Dynamic Simulation of the Bridge Crane.2011. 本科毕业设计（论文）题目：库房桥式起重机结构设计与分析库房桥式起重机结构设计与分析摘 要桥式起重机是一种提高劳动生产率重要物品搬运设备，主要适应车间物品搬运、设备的安装与检修等用途。桥式起重机由桥架、小车运行机构、大车运行机构和电气设备构成。在系统整体设计中采用传统布局的典型结构，小车运行机构采用集中驱动。起升机构滑轮组采用双联滑轮组，重物在升降过程中没有水平移动，起升过程平稳，且钢丝绳的安装和更换容易。相应的卷绕装置采用单层卷筒，有与钢丝绳接触面积大，单位压力低的优点。在起升机构中还涉及到钢丝绳、减速器、联轴器、电动机和制动器的选择等。小车运行机构中涉及小车轮压计算、小车车轮、小车轨道、减速器、联轴器、电动机和制动器的选择计算等。关键词：桥式起重机；起升机构；小车运行机构；大车运行机构Design and Analysis of The Structure of Bridge CraneAbstractBridge crane is a significant increase labor productivity goods handling equipment, primarily to carry goods workshops, equipment installation and maintenance, and other purposes. Beam from the bridge crane, the trolley running, traveling mechanism and electrical equipment constituted. The overall design of the system using the traditional layout of the typical structure and operation of institutions used car driven focus. Pulley group or agency from using double-pulley blocks, heavy objects in the process of lifting the level of no movement, or from the process smooth, and the installation and replacement of wire rope easily. Winding installations in the corresponding single reel, a large area of contact with the rope, the advantages of low pressure units. In lifting bodies also involves rope, reducer, couplings, electrical and brake the choice. Vehicles involved in the operation of institutions pressure on the wheels, car wheels, car track, reducer, couplings, electrical and brake the choice of calculation. Key words：Bridge crane; Hoisting mechanism car; Agencies operating; Cane traveling mechanismI目 录1 绪论.11.1 桥式起重机简介.11.2 普通桥式起重机的主要组成部分.11.2.1 小车.11.2.2 大车.11.2.3 动力装置和控制系统.11.3 普通桥式起重机的运行方式.22 小车起升机构的设计计算.32.1 主要技术参数.32.2 起重机工作机构的级别.32.3 吊钩组的设计计算.32.3.1 原始参数.32.3.2 设计步骤.32.4 滑轮组的设计计算.72.4.1 滑轮结构形式及相关尺寸确定.72.4.2 滑轮直径确定.82.4.3 吊钩组上滑轮轴的计算.82.4.4 滑轮轴承的选择计算.92.5 钢丝绳的选择计算.102.5.1 钢丝绳的最大静拉力.102.5.2 钢丝绳的选择.102.5.3 钢丝绳的标记选取钢丝绳为.102.6 卷筒的设计计算.102.6.1 卷筒类型的初步选择.102.6.2 卷筒直径的确定.112.6.3 双联卷筒长度和壁厚的确定.112.6.4 卷筒强度的计算.122.6.5 卷筒的抗压稳定性验算.132.7 钢丝绳在卷筒上的固定计算.132.7.1 固定方法的选择.13II2.7.2 绳尾固定处拉力计算.142.7.3 螺栓预紧力计算.142.7.4 螺栓强度验算.142.7.5 压板的选取.142.8 起升机构的设计计算.152.8.1 原始参数.152.8.2 设计计算步骤.153 小车运行机构的设计计算.203.1 原始参数.203.2 小车运行机构布局图.203.3 驱动方案初步确定.203.3.1 轮与轮道的选取.203.3.2 运行阻力计算.213.3.3 电机的选择.223.3.4 减速器选择.223.3.5 联轴器的选择.233.3.6 制动器的选择.243.3.7 电机过载校检.243.3.8 起动时间与起动平均加速度的校验.253.3.9 运行打滑验算.254 起重机金属结构的设计计算.274.1 桥式起重机主梁的设计计算主要涉及内容.275 大车运行机构的设计计算.315.1 大车运行机构的确定.315.2 选择车轮和轨道并验算其强度.315.3 运行阻力计算.32 5.3.1 摩擦总阻力矩.325.3.2 运行摩擦阻力.325.4 选择电动机.335.5 减速器的选择.335.5.1 车轮转数.335.5.2 机构传动比.345.5.3 验算运行速度和实际功率.345.5.4 启动工况下校核减速器功率.35I5.6 验算启动不打滑条件.355.6.1 两台电动机空载时间启动时.35 5.6.2 事故状态.365.6.3 制动器选择.366 安全装置的选择说明.386.1 主要安全装置的说明.386.1.1 走台和栏杆.386.1.2 排障板.386.1.3 小车行程限位开关.386.1.4 起升高度限位开关.386.1.5 大车行程限位开关.386.1.6 缓冲器与挡铁.487 结论.40参考文献.41致谢.42毕业设计（论文）知识产权声明.43毕业设计（论文）独创性声明.44附录.4501 绪论1.1 桥式起重机的简介 桥式起重机是生产车间、料场、电站厂房和仓库中为实现生产过程机械化和自动化，减轻体力劳动，提高劳动生产率的重要物品搬运设备。它横架于车间、仓库和料场上空进行物料吊运的起重设备。由于它的两端坐落在高大的水泥柱或者金属支架上，形状似桥。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，可以充分利用桥架下面的空间吊运物料，不受地面设备的阻碍。它是使用范围最广、数量最多的一种起重机，它通常用来搬运物品，也可用于设备的安装与检修等用途。桥式起重机安装在厂房高处两侧的吊车梁上，整机可以沿铺设在吊车梁上的轨道纵向行驶，而起重小车又可沿小车轨道（铺设在起重机的门架上）横向行驶，吊钩则作升降运动。因此，它的工作范围是其所能行驶地段的长方体空间，正好与一般车间形式相适应 。11.2 普通桥式起重机的主要组成部分1.2.1 小车 小车由起升机构，小车运行机构，小车架和保护装置等组成。小车起升机构包括电动机、制动器、减速器、卷筒和滑轮组。电动机通过减速器带动卷筒转动使上卷筒从卷筒放下，以达到起升的目的。小车架要承受起升载荷和各机构自重，应有足够的强度和刚度，同时又要尽量减轻自重，以降低轮压和门架受载。小车的电力则由滑线或软电缆引入。小车的运行机构有两种方式，本设计采用的是集中驱动，用四轮支撑，车轮选圆柱双轮缘车轮。设计时要考虑改善零部件的受力情况、减少外形尺寸和自重、安全可靠、工作平稳、装配维修方便等因素。1.2.2 大车 大车由桥架和大车运行机构组成。桥架：桥架为起重机的金属结构，一方面支撑小车，允许小车在它上面横向行驶；另一方面又是起重机行走的车体，可沿铺设在厂房上面的轨道行驶。在其两侧的走台上，安装有大车运行机构和电器设备，大车运行机构用来驱动大车行走，大车上一般还有驾驶室，用来操纵起重机和安装各机构的控制设备。门架主要由主梁和端梁组成。设计时要考虑其强度，刚度和稳定性要求，也应考虑自重和外形尺寸要小，加工制造简单，运输、存放和使用维修方便，成本低等因素。1.2.3 动力装置和控制系统 1动力装置是驱动起重机运动的动力设备，它在很大程度上决定了起重机的性能和构造特点，桥式起重机的动力装置一般采用电动机。控制系统包括操纵装置和安全装置。各机构的启动、调速、改向、制动和停止，都通过操纵控制系统来实现。1.3 普通桥式起重机的运行方式桥式起重机是一种循环的、间隙动作的、短程搬运机械。一个工作循环一般包括上料、运送、卸料及回到原位的过程，即取物装置从取物地点由起升机构把物料提起，由运行机构把物料移位，然后物料在指定地点下放，接着进行相反动作，使取物装置回到原处，以便进行下一次工作循环。在两个工作循环之间一般有短暂的停歇。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之中。22 小车起升机构的设计与计算2.1 主要技术参数表 2.1主要技术参数名 称 数 据最大起重量 100t粱跨度 20000mm起升速度 0.54.7m/min起升高度 10m起重机运行速度 8095m/min起升机构运行速度 3045m/min2.2 起重机工作机构的级别 起重机工作级别 A6；其中载荷状态为 Q2(有时起升额定载荷,一般起升中等载荷)；利用等级为 U6(总工作循环次数 N= ,不经常繁忙使用)起升机构工作级别 M6；610其中利用等级为 T6,载荷状况为 L2；小车运行机构工作级别 M4；其中利用等级为 T4,载荷状况 L3；大车运行机构工作级别 M4；其中利用等级为 T4,载荷状况 L2。2.3 吊钩组的选择计算 2.3.1 原始参数机构工作级别:M6, 采用双联滑轮组,倍率: m=4，起升质量: = 100t，起升速Qm度: ，初取 。5.0nVmin/744nV/i2.3.2 设计步骤a. 吊钩形式选择吊钩采用倍率 m=4 的双联滑轮组 ,故采用长形吊钩组，吊钩用普通的短吊钩。b. 吊钩结构及制造方法的确定选用吊钩断面为梯形的吊钩,其受力情况合理.用锻造方式制造,材料为 20 钢,机加工前热处理,硬度小于或等于 156HBS。c. 吊钩主要尺寸的确定 3图 2.1 吊钩单钩 D 即 D =30-35 mm ，则由公式 额Q)5.3(10)5.3(m30得，h=30 (因为吊钩断面为梯形，故 h=D)。2.10/h式中：Q 额额定起重量（吨）d. 钩身强度计算12 和 34 断面为危险断面，通常垂直断面 34 取与水平断面 12 相同的断面，而最大拉应力约为 12 断面的 50% ，故只验算 12 面 ： 1(2.1)096.58.13DeAPBQ795式中：A断面面积，A=15840 2m断面重心坐标， =65mm1e1e断面形状系数， =0.096BB起升动力系数， =1.5622对于 20 钢，查表 得 ；取安全系数 n=1.3，则许用应力为：3 2s/N0， m1467.98205故取 h=200mm。i. 吊钩拉板强度计算 6拉板结构尺寸如下图所示，断面 AA 受拉伸应力，计算如下：， ，其中 为拉板厚度,因拉板材料)120(56.)(23dbPQl 2N/m1760l为 A3 钢，查表得屈服极限： ；取安全系数 n=1.7，则许用拉伸应力4s2/为： 因： mm4812760.因轴孔要受挤压应力，则有： 1204.3252dPQj取安全系数 n=3.5，则有： 235kg/cm75.4019.由上可得： 取 。m3.57.6822拉板结构图如下：图 2.5 拉板结构图如图所示：12.48mm，n=3.5 ， 5.43mm， ，b=200mm，d=120mm，h=100mm 。m202.4 滑轮组的设计计算2.4.1 滑轮结构形式及相关尺寸的确定 根据所需设计桥式起重机性能要求，采用铸钢滑轮，其强度和冲击韧性好，材料选：ZG230 450。 7图 2.6 滑轮结构2.4.2 滑轮直径的确定 普通滑轮直径的选择： ，查表选取mdhD4280)1.2()(D=630mm。式中：h与机构工作级别和钢丝绳结构有关的系数，查表取 h=22.4d钢丝绳直径，d=20mm平衡轮直径的选择： mm。4820.max0hdP2.4.3 吊钩组上滑轮轴的计算a. 吊钩装置简图如下：L=475mm，L1=78mm，L2=112mm ，L3=95mm图 2.7 吊钩滑轮轴b. 滑轮轴可简化为简支梁 认为作用四个集中载荷受力情况图如下：图 2.8 简支梁受力图 8图 2.9 简支梁弯矩图如图，可得： =70.2KN， KN358.4qt 4.1020QP=10951.2mNPMo3max4.173N弯曲应力为： 3ax.029dWZ滑轮轴材料为 45 钢， 则有： ，查手册选取 d=130mm， ， m1020943 KNP.0，材料 45 钢 ，d=130mm 。max10952MN 2S/N92.4.4 滑轮轴承的选择计算 轴承的圆周速度：m/min (2.7)16min/4 Vvn工作转数： KN18C每个滑轮中均采用两个径向滚动轴承，根据滑轮组的选择，查表选用 6226 型轴承。查表得，额定静载荷： ；额定动载荷： 。KNKNC50所选轴承的验算：KN (2.8)2.1395.02PfTnFh式中： 寿命系数，取 =2hfh负荷系数， =1.5FFf速度系数， =0.95nfn温度系数， =1TTf 9因为 KN，故校核通过。KNSP18796.14max式中：n 为钢丝绳折减系数，取 n=0.85钢丝绳最小破断拉力，查手册选取 =220KNx x2.5.3 钢丝绳的标记选取钢丝绳为直径 20mm，光面钢丝，结构形式为 6 西鲁式，纤维芯，抗拉强度为 167019，右交互捻，最小破断拉力为 220KN，单位长度重量 147 ，因此2m/N mKg10/标记为：20NAT619S+FC1670ZS220147GB/T89181996。2.6 卷筒的设计计算 102.6.1 卷筒类型的初步选择 由于起升高度比较高，根据滑轮倍率和起升速度，采用双联卷筒，标准槽形，用铸造方式制造，材料为灰铸铁。2.6.2 卷筒直径的确定a. 直径确定D mm，查手册选用 A 型卷筒，直径 D=400mm。3802)10(dh）（式中：h与机构级别有关的系数，取 h=20；d钢丝绳的直径，d=20mmb. 卷筒的槽形的选择查手册，选标准槽形，其尺寸为槽底半径 R=11mm，槽距 ，表面精度为m21P1 级，标记为：槽形 JB/T9006.119993。122.6.3 双联卷筒长度及壁厚的确定a. 卷筒上有螺旋槽部分长mm (2.9)27.3)4201.3(10max0 PZDHL）（式中： 滑轮组倍率, a4卷筒计算直径0d20最大起升高度， mmmaxH1maxH固定钢丝绳安全圈数,1Z3Z绳槽槽距， =22mmP1Pb. 双联卷筒长度mm3210LL）（ 1980672.）（故取 L=2000mm。式中： 卷筒两端的边缘长度根据结构取 =70mm；1 1固定钢丝绳所需长度 mm；2 2P中间光滑部分长度根据钢丝绳允许偏角 左右,则有：3 3；150295023900434 .L.h.lLh.l minmin取物装置处于上极限时，动滑轮轴线与卷筒轴线的间距，取minh=1500mm；i由卷筒出来的两根钢丝绳引入悬挂装置的两动滑轮的间距: =319mm。4l 4l 11所选卷筒标记为：卷筒 A400 左 JB/T9006.21999 41250c. 卷筒壁厚 确定对铸铁卷筒，按经验公式初选 ： （610）=0.02 400+（610）D. =1418mm ，取 mm。182.6.4 卷筒强度的计算 因卷筒长度 L=2000mm3D=1200mm，需计算压应力和弯曲应力。 a. 压应力的计算卷筒最大压应力在筒壁的内表面：(2.10) 4.62187.maxPS压 aMP.5.40ny由于 46.5KWKWQvHPMn 5.4608.19543.2103 Pn8故验算通过。式中： 电机额定功率；n KPnu电动机台数；u=1电动机过载倍数； =3.3MMH电机有关系数；绕线型 H=2.1V实际起升速度 min/1.90aDvid机构的效率；取 =0.8Q起升机构的总载荷；Q= 0PQ电机发热校核 sP因为 =68.385KW =58.73KW，所以校核通过。s式中： 电机允许输出功率，查表取 P=68.385KW稳态平均功率 =58.73KWs 608.10.954.13uvGse. 制动器的选择 制动转矩满足下式要求：=1.084685.124.875.1230iaDQKTZ mN103根据 =1.08468 ；查表得选取 YW 500/121 型电力液压块式制动器；ZMmN3 9Z额定制动转矩 =11202240 ；制动轮直径：D=500mm; 转动惯量：n。20.gJ式中： 制动器制动转矩ZT制动安全系数，取 =1.75KZKf. 联轴器的选择 电机与浮动轴连接处联轴器电机轴端尺寸：d=95mm(圆锥)； L=170mm；浮动轴尺寸：d=95mm ，选取联轴器应满足下式要求：=5328 (2.13)85/1209380131 .Tmax TmN式中： 所传递扭矩计算值 17联轴器重要程度系数； =1.81K1K角度偏差系数； =133传动轴最大扭矩；maxT（0.70.8） =nmTmN7248590.08联轴器许用扭矩根据以上要求，查手册选用 LM12 型梅花弹性联轴器，其 ；转动630nT惯量： ，选用合理联轴器，标注为：2805.KgJLnLM12 联轴器 MT12aGB/T 52722002。19YAZ减速器与浮动轴的连接处联轴器浮动轴端尺寸：d=95mm减速器输入轴：d=90mm L=170mm；制动轮直径： D=500mm。根据以上结构尺寸可知：T=5328 m，选取 LMZ11I500 型带制动轮的梅花型联轴器；N许用转矩： =9000 m。由于 =5328 m，故选用合理。2715.3KgJLZnTNnTNg. 起动时间验算 起重时间计算：(2.14)1.)687194(5.2)(5.9jqdqTJt s查表 推荐起动时间， =11.5S ， =2.44KW，所以校验通过。CPS式中： 电机允许输出容量； =4.629KWC工作循环中，负载稳态功率SG稳态平均系数；取 G=0.83.3.4 减速器选择 a. 减速器传动比确定 09.24.381idn根据减速器手册，选取 =25式中： 电机额定转速； =921r/mindnd西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）22车轮转速；in min/2.385.014rDVni b. 减速器选择计算输入功率= =7.7KW 10VFZPGJJ）（ 8.01562.3根据设计需要选取运行机构减速器个数 Z=1；因工作级别为 M6，则按下式选择：4.157JKPKw查表取放大系数 K=2，根据 =25， =15.4KW，电机输入转速 =921r/min ；查手册i dn选用 QJR23625VIP ， L， JB/T8905.11999；减速器高速轴许用功率 ：传动比： =25，中心距： 。KWPn6.17i m236a3.3.5 联轴器的选择a. 选择联轴器公式(3.1)1594.6835.1ncTN式中： 联轴器安全系数；取 =1.35n刚性动载系数；取 =1.8电机额定转矩nT 4.65921.509nPn m电机与浮动轴连接处联轴器选择：电机轴端尺寸，d=48mm（锥形）; L=110mm浮动轴尺寸，d=50mm ; 根据结构尺寸和 ,查手册选用 LM8 型梅花弹性联NTc轴器，其 ； ，转动惯量： ，mNTt120in/450rn 210468.KgJ。满足要求标注：LM7 联轴器2203.mKgJL630tT159cGB/T 52722002。aMYA7685b. 低速轴联轴器选择选用联轴器公式 =iTnc1N.3785.024.13.式中： 减速器传动比； =25ii西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）23机构传动效率； =0.85 其它同上减速器输出端与浮动轴联轴器选用：减速器低速端尺寸：d=80mm;L=130mm 浮动轴尺寸：d=80mm。根据结构尺寸，选取两个 LM10 型梅花弹性联轴器；其中： 转动惯1.371cTmN 560tTmN量 ，故满足要求。205KgJL60tT1.371c标注为：LM10 联轴器 GB/T 52722002bMTYA098浮动轴与车轮轴的联轴器选用：浮动轴尺寸：d=80mm；车轮轴尺寸：d=65mm ，L=85 mm。根据结构尺寸和 ，选取 LM9 型梅花弹性联轴器。其中1.371CmN转动惯量： ，故满足要求。2410.mKgJLTt50.1标注：LM9 联轴器 GB/T 52722002。bMYA9863.3.6 制动器的选择 制动器安装在电动机轴端，因制动时高速轴能起一部分缓冲作用，以减少制动时冲击制动转矩计算： 5.9)()(975.01202 mnJknvQtmiDFT LZdXZMLWPZ ）（ 5.1920817218.06.358.3)21540( 3 ）（=25.4 mN选用 YWZ100/18 型电力液压制动器；其制动转矩： ；制动轮直径4nTmND=100mm；转动惯量： ，因 25.4 5.66KW，故过载校验通过。KW3.6式中： 电机额定功率； =6.3KWnnP平均起动转矩系数；取 =1.7mmm电机个数;m=1运行静阻力； =4012KNjFjFV运行速度； =0.67m/s256091314.60iDnV机构传动效率； =0.88机构总转动惯量；计算公式为：J1)089.175.()(3.9)(2 nVQmJkXZLd 223Kg8.18.091675. 电机转动惯量； =0.1175dJdJ电机轴上制动轮和联轴器的转动惯量； =0.0189ZL ZLJ2mgk其它传动件飞轮矩影响系数；k =1.1n电机额定转速;n=921r/min机构初选起动时间； =4Sat at3.3.8 起动时间与起动平均加速度的校验 a. 满载上坡时的起动时间t=2.02S右边，制动打滑验算通过。式中： 附着系数；取 =0.15K附着安全系数；取 K=1.05轴承摩擦系数； =0.02d 轴承内径； d=90mm驱动轮最小轮压； =17500NminPminP打滑侧电机起动转矩； =qTqT80nNk 飞
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