【JX613】桥式起重机起升机构的设计【5张CAD图纸+论文+开题报告+任务书+PPT】【机械毕业设计论文】【通过答辩】
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- 内容简介：
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本科生 毕业设计 任务书 题 目 ： 桥式起重机起升机构设计 题目性质：理论研究 应用与理论研究 应用研究 学 校 ： 江西农业大学 分 院： 工学院 专 业： 农业机械化及其自动化 班 级： 农机 1001 学 号 20100973 学生 姓名： 黎波 起讫日期： 2014 年 2 月 2014 年 5 月 说 明 1、毕业设计任务书由指导教师填写，并经分院审定，下达到学生。 2、 进度表由学生填写，至少每两周交指导教师签署审查意见，并作为毕业设计工作检查的主要依据。进度表中的周次是指实际的毕业设计进程中的周次。 3、学生根据指导教师下达的任务书独立完成开题报告，于 3 周内提交给指导教师批阅。 4、本任务书在毕业设计完成后，与论文一起交指导教师，作为论文评阅和毕业设计答 辩的主要档案资料，是学士学位论文成册的主要内容之一。 一：结构、性能及技术参数要求 起重量 Q=10 t， 起升速度： v=7.5 m/起升高度 H=6 m， 工作级别 级 40%） 二 :设计要求 （ 1） 进行小车起升设计与计算； （ 2）编制详细的设计计算说明书； （ 3）绘制起升结构总体装配图（ 1#）； （ 4） 绘制 吊钩滑轮组图 (1#)； （ 5） 绘制 滑轮轴图 (3#)； （ 6）绘制 滑轮轴套图和隔套图 (2#)； （ 7）绘制 吊钩横梁零件图 (3#)； （ 8） 毕业设计总结 。 三、毕业设 计实物内容及要求 无 四、毕业设计进度计划 序号 各阶段工作内容 起讫日期 备注 1 文献查阅、写开题报告2 对起升机构及抓斗进行设计计算 3 绘抓斗部件图 4 绘起升结构总体装配图 5 绘制原理、装配 6 书写设计说明书 五、主要参考资料 1 张质文等 . 起重机设计手册 M. 北京：中国铁道出版社， 1998 2 顾迪民 . 工程起重机 M. 北京 : 建筑工业出版社 , 1992 3 洪家娣 江西高校出版社， 2006 4 纪明刚，濮良贵 高等教育出版社 ,2007 科 毕 业 论 文（设 计） 题目 ： 桥式起重机起升机构的设计 学 院： 工学院 姓 名： 黎波 学 号： 20100973 专 业： 农业机械化及其自动化 年 级： 农机 1001 班 指导教师： 吴瑞梅 职 称： 副教授 2014 年 5 月 1 本科生毕业设计（论文）开题报告 题 目： 桥式起重机起升机构的设计 分 院： 工学院 专 业： 农业机械化及其自动化 班 级： 农机 10001 班 学 号： 20100973 姓 名： 黎波 指导教师： 吴瑞 梅 填表日期： 2014 年 5 月 桥式起重机的起升机构设计 2 一、 选题的依据及意义： 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。 起重机械是一种循环的、间歇动作的短程搬运物料的机械。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、回转或变幅机构把物料移位，然后物料在指定地点下放，接着进行相反动作，使取物装置回到原位，以便进行下一次的工作循环。在两个工作循环之间一般有短暂的停歇。起重机工作时，各机构经常是处于启动、制动以及正向、反向等相互交替的运动状态之中。 其中 桥式起重机 是桥架在高架轨道上运行的一种桥架型起重机，又称天车。桥式起重机的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。桥式 起重机 广泛地应用在 室内外仓库、厂房、码头和露天贮料场等处。桥式起重机可分为普通桥式起重机、 抓斗式 桥式起重机和 电磁 桥式起重机三种。普通桥式起重机一般由起重小车、桥架运行机构、桥架金属结构组成。起重小车又由起升机构、小车运行机构和小车架三部分组成。起升机构包括电动机、制动器、减速器、 联轴器、 卷筒和 滑轮 组。由于这些零件结构和组合方式的不同，可以有很多种结构形式，但不管哪种形式，均应考虑到改善零部件受力情况，减少外形尺寸及自重，安全可靠，工作平稳，装配维修方便等因素。桥式电动机的滑轮组一般均为双联滑轮组，相应的卷筒也是左右对称双螺旋槽的卷筒或普通双联卷筒。由于制造和安装的误差以及车架受载后变形，使传动轴线之间容易产生偏心和歪斜，故在桥式起重机上应采用弹性联轴节。在桥式起重机上，一般采用块式制动器，通常安装在减速器的高速轴上。 电动机通过减速器，带动卷筒转动，使钢丝绳绕上卷筒或从卷筒放下，以升降重物。 长期以来，机械设计工作者沿用类比的设计方法。这种设计过程可概括为“设计 分析 再设计”的 过程。即首先根据设计任务及要求进行调查研究和收集有关资料，参照相同或类似任务现有的、已经完成的较为成熟的设计方案。凭借设计者的经验辅以必要的分析计算。确定一个合适的设计方案，并通过估算初步确定有关参数，然后对初定方案进行必要的分析及校核计算；如果某些设计要求得不到满足。则可进行设计方案的修改。设计参数的调整，并再次的进行分析计算。如此多次反复，直到获得满意的设计方案为止。 为了使我校毕业生能更好的将大学四年学习的专业基础知识灵活的运用，以便让我能将所学理论系统化，整体化，并能更好的将理论与实际相结合。从而使 我的专业知识和其技能得到质的提高，将我的能力提升到更高的阶层，真正做到专业知识过硬，动手能力强， 3 最终为我校打造出一批成功合格的优秀的大学毕业生，让我更好为我国机械行业的复兴去尽自已的一份力量。 二、 国内外研究现状及发展趋势（含文献综述）： 随着生产和科学技术的发展，起重机械无论是在产量上还是在品种及质量上都得到了极其迅速的发展，具体表现以下几个方面： 用起重机向大型化发展。为了提高建设工程的装卸和安装作业的机械化程度，工程起重机的发展，仍是以轻便灵活的中小型起重机为主。目前国外普遍用 10 40 吨级的工程起重机。从数据上看，中小级吨的占多数。 于液压传动具有体积小、重量轻、结构紧凑、能无极调速、操纵轻便、运转平稳和工作安全可靠等优点，因此今年来国内外各种类型的工程起重机广泛采用液压传动。我国的主要起重机厂，近年来的产品多是液压起重机。中、小吨位级的起重机已普遍采用液压传动。随着液压技术和液压元件的发展，液压起重机将会获得进一步发展。 化”（标准化、系列化、通用化），逐步采用国际标准。一些国家对工程起重机制订了国家标准，规定了起重 量系列。有些国家对起重量虽然没有统一的规定，但各制造厂自成系列，注意采用通用零部件，为生产和使用提供有利条件。目前一些国家还按起重机的起升机构、回转机构、及驱动桥等，不分用于汽车起重机还是桥式起重机一律进行标准化、系列化、通用化，使一种部件可以用在两种不同类型的起重机上。为了发展品种、增加产量，提高产品质量和满足现代化专业生产的要求，工程起重机的“三化”水平将进一步得到提高。 了充分发挥工程起重机的作用，扩大其使用范围，有的国家在设计起重机时重视了产品的多样性。例如在工作装置 设计方面，除了使用吊钩外，还设计了配备有电磁吸盘、抓斗、拉铲和木料抓取器等取物装置。有的还设计成用于建筑基础工程中，等一机多用的产品。起重机的科研成果和新产品的开发工作引起国内同行的极大兴趣，起重机的更新换代周期明显的缩短，可以预见，我国起重机行业的落后面貌，在三、五年后将得到明显的改变。 材料、新结构、性工艺。特别是电子技术更加完善操作条件，是国外发展工程机械的一个普遍倾向，即所谓的机电一体化，桥式起重机也不例外。钢铁工业的发展，合金钢强度不断提高，为工程起重机减轻自重，特别是吊 臂自重，创造了极为有利的条件。同时，在结构型式方面的改进也得到了重视。 三、 本课题研究内容 起重量 Q=10 t， 起升速度： v=7.5 m/起升高度 H=6m， 工作级别 级 40%)。 （ 1） 进行小车起升设计与计算； 桥式起重机的起升机构设计 4 （ 2）编制详细的设计计算说明书； （ 3）绘制起升结构总体装配图（ 1#）； （ 4） 绘制 吊钩滑轮组图 (1#)； （ 5） 绘制 滑轮轴图 (3#)； （ 6）绘制 滑轮轴套图和隔套图 (2#)； （ 7）绘制 吊钩横梁零件图 (3#)； （ 8） 毕业设计总结 。 四、 本课题研究方案 本 设计 简要介绍 桥式 起重机的发展状况、性能、结构、 及其起升机构设计 ，并对起重机起升机构及其零部件进行设计计算，从方案论证到具体设计计算，充分发挥了 计算机 在整体设计中的作用，从而提高了设计质量、缩短了设计周期，提高了工作效率。 桥式起重机起升机构：钢丝绳的选取及校核、卷筒选定、吊钩的设计、吊钩横轴确 定、浮动轴、电动机、滑轮组、减速器和制动器的选取及相关校核； 五、 研究目标、主要特色及工作进度： (1) 首先对桥式起重机的总体工作情况进行分析； (2) 确定起 重机的主要设计参数； (3) 进行桥式起重机起升设计； (4) 进行设计过程相关验算。 的： (1)研究桥式起重机的组成； (2)提高计算机绘图能力； (3)提高查阅资料的能力； (4)提高独立解决问题的能力。 六、参考文献： 1 张质文等 . 起重机设计手册 M. 北京：中国铁道出版社， 1998 2 顾迪民 . 工程起重机 M. 北京 : 建筑工业出版社 , 1992 3 洪家娣 江西高校出版社， 2006 4 纪明刚，濮良贵 高等教育出版社 ,2007 1 摘 要 桥式起重机是在建筑工地、工厂等场所广泛使用的一种机械装置，它的广泛应用是现代化生产特点的标志 。 设计一个结构合理、适用方便、工作可靠的桥式起重机起升机构在实际生产中具有非常积极的现实意义。 由于现在室内运行的桥式起重机基本上是采用电力驱动，且电动机容量的选择与各机构的尺寸布置和运转的经济性有密切关系， 所以刚开始 进行 起升机构 设计， 先 对动力系统进行计算、选择及校验。电动机的选择主要是热容量的选择，而校验主要是对电动机的过载能力 进行 校验和发热校验。桥式起重机 起升机构 设计主要包括 钢丝绳的选取及校 核、卷筒的设计选择、吊钩的选择、吊钩横轴确定、浮动轴、电动机、滑轮组的设计选择、减速器和制动器的选取及相关校核 。在设计中， 先 确定传动设计方案 ，再根据动力传动方向进行设计和计算 ，力求工作可靠。 本文完成了桥式起重机起升机构动力 部分 、传动 部分 的设计。功能实现合理，结构 相对比较简单 ，工作 比较 可靠。 关键词 ：桥式起重机；起升机构；起升机构零部件。桥式起重机起升机构的设计 2 he is in so of is It a to be to in s s on at of on to s is is to s s s In on to s is 3 目 录 摘 要 . 1 . 2 目 录 . 3 引 言 . 4 1 起升机构传动设计 . 5 . 5 . 6 . 6 . 8 . 8 . 11 . 11 . 13 . 14 . 15 . 16 . 17 . 18 . 18 . 19 2 轴的设计计算 . 22 . 22 . 23 3 用压板 固定钢丝绳的计算 . 24 . 24 . 24 总 结 . 26 参考文献 . 27 后 记 . 29 桥式起重机起升机构的设计 4 引 言 为了完成将物品从空间的某一地点搬运到另一地点这一作业，起重机一般有使物品沿空间的三个方向运动的机构。其中作上下移动的起升机构是不可缺少的。平面运动可以用两种不同的运动组合来实现。按照这种组合方式不同，起重机可分为两大类型：桥式起重机和回转类型起重机。驱动起重机运动的是运行机构，用来起吊货物的是起升机构。为了实现这些运动、安放这些机构并承受载荷，起重机必须有足够的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；以及，为保证起重机安全并可靠运转的安全和信号指示装置。 桥式起重机的特点在于：它不占建筑物内的地面 空间 ， 却能够在空间的范围内实现一系列的功能，非常的利于对空间的合理应用。 此外，桥式起重机 可以 以 较低的 价格实现借助控制盘和操纵盘进行自动控制、或半自动控制、内撞电脑的程序控制。可以说，设置在室内的起重机中，桥式起重机约占 90%。 对桥式起重机，特别是大功率的桥式起重机的需要量日以增加。随着现代科学技术的发展，各种新技术、新材料、新结构、新工艺在桥式起重机上得到广泛的应用 。所有这些因素都有里地促进了工程起重机的发展。根据国内外现有桥式起重机产品和技术资料的分析，近年来桥式起重机的发展趋势主要体现在以下几个方面： 1）通用型起重机以中小型为主，专用起重机向大型大功率发展 为了提高建设工程的装卸和安装作业的机械化程度，工程起重机的发展，仍然是以轻便灵活的中小型起重机为主。 2）重视 “三化 ”，逐步过渡采用国际标准 三化是指：标准化、系列化、通用化 3）发展一机多用产品 为了充分发挥工程起重机的作用，扩大其使用范围，有的国家在设计起重机是重视了 产品的多用性。 4）采用新技术、新材 料、新结构、新工艺 为了减轻起重机的自重，提高起重机的性能，保证起重机可靠地工作，现在都多采用新技术、新材料、新结构和新工艺。 5 1 起升机构传动设计 定起升机构传动方案 桥式起重机的起升机构通常是以省力钢丝绳滑轮组作为执行机构，滑轮组采用三个滑轮的形式，从卷筒出来的钢丝绳直接下放与吊钩联系，这时为了防止吊钩在钢丝绳收、放过程中水平移动，通常采用双联滑轮组，滑轮组倍率取为 =3。起升机构的传动形式随机器房的布置要求而定，一般总是由电动机通过联轴器、齿轮减速器带动卷筒。在高速轴上装有制动器，以便将 货物安全地停止于悬空状态。对于上面的传动机构简图，是一种通用的传动形式。电动机通过联轴器与减速器联系，减速器的低速轴直接与卷筒联系，这样可以减少在空间上的横向尺寸。在这一传动方式中，如果空间上布置的限制，使电动机紧靠减速器，为了补偿由于电动机及减速器底座高程误差或底架受力时的变形，联轴器要采用调节性能较好的弹性联轴器。联轴器靠减速器侧带有制动轮，以便使制动器能可靠的制动住悬挂的货物。在本次设计时，根据结构紧凑的原则，起升机构采用带浮动轴的传动方案，如图 1所示。在布置上有较大的空间，因此可以将电动机与减速器间 的距离加大，可以用弹性柱销齿式联轴器和带制动轮弹性柱销齿式联轴器，两联轴器之间用浮动轴联系（见图1）。这种方式可以允许有较大的安装误差。 123 4 56 78 9图 1 起升机构计算简图 吊钩组可以查有关标准选用，因缺乏现成资料， 查 起重机械 表 3吊钩组质量为： 330 原QQ (1桥式起重机起升机构的设计 6 与起重量原 30 1021 0 0 N (1丝绳的选用 双联卷筒的钢丝绳最大静拉力为： a x 组 (1式中组为升降滑轮组的效率，根据 m 值的大小查机械设计手册辅助资料表 3于中级工作制，查机械设计手册表 钢丝绳的安全系数 n=6 。 钢丝绳计算用钢丝破断拉力的总和 ： 2 5 86m a x b 起重机械 表 2用 376 型钢丝绳。 查机械设计手册 8918择 637 钢丝绳，公称抗拉强度 1670径为 d=14钢丝绳最小破断拉力0F=108 b。标记如下： 钢丝绳： 147S+670Z B/T 8918 解释为：公称直径为 14面状态为光面钢丝，结构形式为 6 股，每股 37 丝西鲁式天然纤维芯，钢丝公称抗拉强度 1670向为右交互捻，钢丝最小破断拉力为108 筒的设计计算 卷筒最小直径（槽底） 2 6 61412011 ( 1 式中 机构工作级别和钢丝绳结构有关的系数，查机械设计手册 3 根据钢丝绳直径， 取卷筒直径 D =400 卷槽尺寸： R=6 卷筒长度： 210 (1式中：0D卷筒计算直径，由钢丝绳中心算起的卷筒直径 0； D 卷筒名义直径（卷筒槽底直径）； 滑轮组倍率； 7 0L是卷筒有螺旋部分长； 1L 无绳槽卷筒端部尺寸，由结构需要决定； 2L 固定绳所需长度， 2 ； m 中间光滑部分长度，实 际长度在绳偏角允许范围内可以增减，根据钢丝绳允许偏角确定，暂取为 100 1Z 为固定钢绳的安全系数， ，取 21Z ； 1500022322 10m a 1550L 卷筒厚度： 铸铁卷筒 筒壁厚可先按经验公式初步确定，然后进行强度验算， = 10=00+（ 6 10） =14 18 =15 材料为 度为 15压强度极限 750N/拉强度极限 250N/ 卷筒壁压应力验算： 4m a x 压压 (1式中： t绳槽槽距； y抗压强度极限。 2 5 9 2m a x 压压 N/故卷筒压缩强度足够。 由于 ，需验算由弯矩和扭矩产生的应力（因扭转应力很小，一般忽略不计），卷筒受力和所受弯矩如图 2 所示。 桥式起重机起升机构的设计 8 图 2 卷筒受力和弯矩简图 卷筒断面抗弯模量计算公式 : 1 4 5 9 74 0 0 3 7 04 0 4444 3m a x 10120812 1001500172592 N 1 4 5 9 7 101 2 0 8 1 3 弯 N/ 225052505拉压弯压拉压弯故卷筒的强度足够。 卷筒转速： m in/ t 钩及其附件的选择计算 钩 根据机械设计手册表 应与 起重量为 10t 的情况，吊钩用 M 级强度级别的钢材（相当于 20 号优质钢），吊钩号为 10，吊钩尺寸如图 3 所示：吊钩材料采用度极限 b=420服强度 0 极限 s=2 335久极限 钩轴径螺纹尺寸为公制螺纹 ，内径 d=9 验算吊钩截面 的强度。 截面 拉伸计算： M P 524 压 进行更精确的计算时则验算吊钩径部的疲劳载荷。 图 3 直柄吊 钩 钩身主弯曲截面（水平截面） 危险截面。截面 ，内外侧边界最大应力应满足以下条件： 内( 1 外( 1 式中 1e 截面 心至截面内边 的距离（ 2e 截面 心至截面外边的距离（ 0R截面 心轴线至曲率中心 O 点距离（ 截面 面积（用等值梯形截面代替实际截面）（ 截面 形状系数； 桥式起重机起升机构的设计 10 6 3 252 11030852 21 1 0302853 221211 bb 012 0 s 因： 外 即 符合要求； 25 同理因： 内 即 符合要求； 当吊索和铅垂线成 45角度时求截面 的应力： 吊钩拉伸力： 5 0 0 0 02102 45 502 ； 截面内 的最大拉伸应力为 ： 11 2 5 0 0 010121 因为 截面 尺寸大致相等，所以两截面的参数近似相等，取成相等，以简化计算。 截 面 的剪切应力： 2 510 5 据第三强度理论求截面 的合应力； 222 1 内 ： 可知 即满足要求。 钩螺母 首先，螺母的高度不得不小于 H： Pd 22644 ( 1 式中： t螺距（ 8 P 许用挤压应力。钢对钢时 p=3035母材料采用 45 号钢）。 104644 22 522 Pd 母的高度选用 60制螺母的宽为 ： D= d 虑放止动片的尺寸，取螺母宽度 120D 钩横梁 吊钩横梁采用 45 钢，正火处理 850，调质处理硬度 230拉强度极限b=640服强度极限s=355曲疲劳极限 1 =275切疲劳极限1 =155用弯曲应力 1 =60计吊钩横梁如图 4 所示： 下面来验算该横梁是否能达到要求 : 中间截面 最大弯曲应力的计算公式为 : 桥式起重机起升机构的设计 12 2 ( 1 12( 1 式中 : 2 动载系数 , L 吊钩拉板中心之间的距离； 1d 吊钩与拉板配合的尺寸； 拉板厚度， =30 d吊钩孔径； h 吊钩与拉板配合的高度； B 横梁的宽度； 56 (工作时有相对转动，对中小起重量取小值，大起重量去大值 ) 34 (工作时无相对转动，对中小起重量取小值，大起重量去大值 )； 图 4 吊钩横梁 252 即符合要求。 02 51 7153555 因 为： 综上可知，该吊钩横梁能达到要求。 13 轮组的设计计算 滑轮直径的大小对与钢丝绳的使用寿命影响很大，增大滑轮直径可以降低钢丝的弯曲应力和挤压应力，有利于提高钢丝绳的使用寿命。实验证明，卷筒和松开钢丝绳时，在钢丝上产生弯曲疲劳，特别是挤压疲劳对钢丝的折断起了决定性作用。为了提高钢丝绳的使用寿命，滑轮的直径不能过小。根据起重机设计规范的规定，滑轮的最小卷筒直径不能小于下式规定的数值： 式中：钢丝绳中心计算的滑轮最小卷绕直径（ h 与机构工作级别和钢丝绳机构有关的系数，查起重机械表 32 选得：h ； d 钢丝绳的直径（ 图 5 滑轮图 滑轮直径按下式计算： ； 取： 350D 桥式起重机起升机构的设计 14 钩拉板的设计计算 图 6 拉板简图 拉板的简图如图 6 所示，采用 45 号钢的材料，其上有轴孔的水平截面 垂直截面 危险截面。下面对这些截面一一验证。 水平截面 内侧孔边最大应力为： ( 1 式中：j截面集中系数，查起重机设计手册图 3418 得， 2.2j； b 拉板宽度； d 拉板与拉板的配合尺寸； 拉板厚度； 1 拉板的凸台高度； s ： 7.1 s满足要求。 水平截面 内侧孔边最大应力为（切向 ): 15 式中：0h孔中心到拉板底边的长度； s s即符号要求。 轴孔处的平均挤压应力为 则： d Q 12( 1 0251 d ： 所以符合要求。 轮轴的设计计算 根据滑轮和拉板的尺寸，滑轮轴受力和弯矩图如图 7 所示，则从图中可以发现该滑轮轴受弯矩最大为： 18531302 210 因： 33 所以： 8 5 13m a x d 式起重机起升机构的设计 16 3531 5取： 100d 图 7 滑轮轴受力弯矩图 动机选择计算 电动机静功率的计算，公式为： 100060 j( 1 式中： 为机构总效率， 。在此， 985.0z 为滑轮组效率； 为卷筒效率，d导向滑轮效率，见起重机械表 695.0e 为传动效率，见起重 机 械 表 6 采 用 闭 式 圆 柱 齿 轮 传 动 作 初 步 计 算 时 ，91 。 17 即： 0 060 0 5 线型异步电动机的稳态平均功率为： 0 0 式中： G 为稳态负载平均系数，见起重机械表 66得， , %40查连续运动机械表 33择 号，功率 步转速 750r/载转速 n=722r/大转矩倍数 子转动惯量 量 340 起升机构电动机过载能力按下式进行校验： 6000Mn u 1 式中：准接电持续率时的电动机的额定功率； u电动机台数； M 基准接电持续率时，电动机转矩的允许过载倍数； H 考虑电压降及转矩允差以及静载试验超载的系数，线绕异步电动机取 则： 0 0601021 0 0 0603 P 所以该起升机构电动机能满足不过热条件。 速器的选择计算 起升机构传动比： 20 式中： n 电动机额定转速（ r/ 筒转速（ r/ 查减速器标准， 选择 C 减速器 （ 外啮合渐开线圆柱齿轮减速器） ，i=40，极限偏差： (符合要求。 卷筒实际速度： i m/ 桥式起重机起升机构的设计 18 动器的选择 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裕度，制动器应满足下式要求： i 2 0( 1 则： 34032 1021 0 09 1 0 i Nm 查机械设计手册表 用 制动器。 轴器的选择 依据所传递的扭矩、转速和被连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： m ( 1 式中： T 所传递的扭矩的计算值（ Nm）； 按第 类 载 荷 计 算 的 传 动 轴 的 最 大 扭 矩 。 对 高 速 轴 T a x ；在此 M 为电动机转矩允许过载 倍数 电动机额定转矩， 9550(Nm)， n 为电动机的额定转速（ r/m）。对低速轴 2T 2T； 2 为起升载荷动载系数，查老师的资料表 1 2=1+T 为钢丝绳最大静拉力作用于卷筒的扭矩（ Nm）； T 联轴器许用扭矩（ Nm）； 1K 联轴器重要程度系数。对起升机构， ； 3K角度偏差系数。除齿轮联轴器外， 13K； 417722 a m。 查机械设计手册表 凸缘 联轴器和 带制动轮弹性柱销齿式联轴器。 接中间轴弹性柱销齿式联轴器公称转矩30Nm，转动惯量 质量 8动轮直径0D=250带制动轮弹性 齿式联轴器公称转矩600Nm，转动惯量 量 19 动和制动时间验算 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 太 长， 而 加速度 太 小，就会 影响 到 起重机的生产率 。如果 起动制动时间 太 短，加速度 太 大，金属机构和传动部件就会受到比较大的 动载荷，因此，必 须把起动 时间 和制动时间控制在一定的 允许值 之内。 起动时间和起动平均加速度验算： (1) 9 5 5 0( 1 式中：动机的平均启动转矩（ Nm），见起重机械 6 电动机静阻力矩，按下式计算： j 20（ Nm） 推荐起动时间（ s），见起重机械表 6 J 机构运动质量换算到电动机轴上的总转动惯量（ Kg按下式计算： 22204015.1 动机转子的转动惯量（ Kg在电动 机样本中查取； 动轮联轴器的转动惯量； 轴器的转动惯量； 19 1 04 1 m m 14 1 69 5 5 0 s 通常 3 80t 通用桥式起重机，起动时间 1 2s，上述起动时间符合电动机起动要求。 桥式起重机起升机构的设计 20 (2) qq m/式中 :q起动平均加速度 (m/ 平均升降加 (减 )速 度推荐值 (m/见起重机械表 6 m/ qq m/以起动平均加速度符合要求。 (3) 满载下制动时间： 1n 满载下降时 电动机转速（ r/通常取 ； 制动器制动转矩（ Nm）； 1载下降时制动轴静转矩（ Nm）；按下式计算： j 201（ Nm） 1J 下降时换算到电动机轴上的机构总转动惯量（ kg按下式计算： 2201 4015.1 推荐制动时间（ s），可取 qz ； 01 Nm； 2232201 = 13 1 11 s 查表知 1 2s 之间，所以符合要求。 21 制动时间长短与起动机作业条件有关。制动时间过短，会引起物件上下跳动，难以准确定位。制动时间过长，会产生 “溜钩 ”现象，影响吊钩工作。 制动平均减速度： zj m/式中： 1v 满载下降速度（ m/s） ,可取 ； 1 zj m/表 6 m/以符合要求。桥式起重机起升机构的设计 22 2 轴的设计计算 筒轴的设计计算 图 8 卷 筒 轴 受力弯矩图 卷筒轴受力弯矩如图 8 所示（由于扭矩很小可以不用考虑），则从图中可以发现该滑轮轴受弯矩最大为： 19297.0 m a xm a x 因： 33 所以： 3 m a xm a x d ： 7 2 5 3 m a x Fd ： 85d 23 动轴的设计计算 由上节对电动机的选择可知浮动轴所传递的扭矩为： 509 5 50 m 因为浮动轴只承受扭矩，查机械设计表 151，轴的材料为 45，调质，硬度 230拉强度极限 B =640服强度极限s=355曲疲劳极限 1 =275切疲劳极限 1 =155用弯曲应力 1 =60： 2 式中： T 许用扭转切应力，查机械设计表 153 得 T =30 所以： 14 8 33 2 T 取 d =40 桥式起重机起升机构的设计 24 尾固定处的拉力 为 了减少钢丝绳固定处的拉力，钢丝绳在卷筒上应有 3 圈的安全圈，利用钢丝绳与卷筒之间的摩擦，减少绳尾固定处的拉力，根据欧拉公式，绳尾固定处拉力 (N) ( 3 式中： 钢丝绳与卷筒表面 之间的摩擦系数， = 安全圈在卷筒上包角（通常取 3 圈）； e 自然对数的底数， e 取： 4, ； 则： m a xm a x N 旋预紧力 P 压板槽为半圆形，若不考虑钢丝绳与卷筒摩擦力的影响，经分析，则压板固定的实际安全系数可提高近一倍。 则有： 224 旋强度验算 压板
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