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桥式起重机 小车 运行 机构 设计

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桥式起重机小车运行机构和起升机构设计,桥式起重机,小车,运行,机构,设计

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XXXXXXXX设计（XXX）题目： 桥式起重机小车运行机构和起升机构设计 Design of traverse mechanism and hoistingmechanism for overhead crane学 院： 专业: 班级 学生姓名： 学号 指导教师： 完成日期：20XX年6月9日 任务书姓名学号毕业届别专业毕业设计（论文）题目桥式起重机小车运行机构和起升机构设计指导教师学 历职 称设计参数：（1）起升机构起重量Q=10 t，起升速度：v=7.5 m/min，起升高度 H=15 m，工作级别 M6 (中级 JC%=40%)。（2）小车运行机构小车轨距2 m，车轮数4个（其中2个驱动），小车运行速度：vc=45 m/min，集中驱动小车估计自重Gx=40 kN，小车运行机构的工作级别为M6 （中级，JC%=40%）设计要求：（1）进行小车起升和运行机构的设计与计算；（2）编制详细的设计计算说明书；（3）绘制起重机小车装配组图(1#)；（4）绘制起升机构传动图(2#)；（5）绘制卷筒组图(1#)；（6）绘制齿形联接盘图(2#)；（7）绘制卷筒压板零件图(3#)；（8）毕业设计总结。进度安排：2月23日3月8日 （第一周第二周），收集关于桥式起重机的相关知识；3月9日 3月22日（第三周第四周），完成开题报告，对毕业设计确定方案；3月23日4月5日 （第五周第六周），对桥式起重机起升机构进行设计计算；4月6日 4月19日 (第七周第八周)，对小车机构进行设计计算；4月20日5月3日 （第九周第十周），绘制原理、装配CAD图；5月4日 5月17日（第十一周第十二周），编写设计说明书，完成论文初稿；5月18日5月31日（第十三周第十四周），完成所有设计论文工作；6月1日 6月7日 （第十五周），准备答辩6月8日 6月10日（第十六周），答辩 指导教师签字： 年 月 日教研室意见： 教研室主任签字： 年 月 日题目发出日期2009年1月12日设计（论文）起止时间2009年1月12日2009年6月9日附注：设计（XX）开题报告书课题名称桥式起重机小车运行机构和起升机构设计课题来源课题类型导 师学生姓名学 号专 业一、目的及意义： 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地运用，以便让他们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。从而使他们专业知识和其技能得到质的提高，将他们能力提升到更高的层次，真正做到专业知识过硬，动手能力强，最终为我校打造出一批成功合格的优秀的大学毕业生，让他们更好地为我国机械行业的复兴去尽自已的一份力。二、主要内容 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与自动化，减轻体力劳动，提高劳动生产率的重要物品搬运设备。本设计简要地介绍了桥式起重机的发展状况、性能、结构、及其起升机构和小车运行机构的设计，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。(1) 桥式起重机起升机构：对起升机构传动方式进行比较，钢丝绳的选取及校核，卷筒选定，吊钩的设计，吊钩横轴确定，电机、减速器和制动器的选取及相关校核，绘制起升机构传动图、卷筒组图、齿形联接盘图及卷筒压板零件图；(2) 小车运行机构：从起重机整体出发，由受力计算、车轮选取、电机及减速器选定校核和浮动轴的设计组成，并绘制起重机小车装配总图。三、设计方法： (1) 首先了解桥式起重机的工作原理和组成情况；(2) 对桥式起重机的总体工作情况进行分析；(3) 确定起重机的主要设计参数；(4) 进行桥式起重机起升机构的设计；(5) 进行桥式起重机小车运行机构的设计；(6) 进行设计过程相关验算。四、预期目的：(1)研究桥式起重机的组成；(2)提高办公软件WORD的使用能力；(3)提高计算机绘图能力；(4)提高查阅资料的能力；(5)提高独立解决问题的能力； (6)完成桥式起重机小车运行机构和起升机构的设计；功能实现合理，工作可靠。 指导教师签名： 日期：课题类型：（1）A工程设计；B技术开发；C软件工程；D理论研究； （2）X真实课题；Y模拟课题；Z虚拟课题 （1）、（2）均要填，如AY、BX等。摘 要本设计简要地介绍了桥式起重机的发展状况、特点、组成、性能、结构及起升机构和小车运行机构的设计，并参照相关资料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。首先在桥式起重机的起升机构设计中，本设计从起升机构的设计方案展开，在桥式起重机起升机构设计方面，从钢丝绳的选取及校核、卷筒选定、吊钩的设计、吊钩横轴确定、电机、减速器和制动器的选取及相关校核这几方面进行了设计计算。在小车运行机构的设计计算中我们从起重机整体出发，由受力计算，车轮选取，电机及减速器选定校核和浮动轴的设计构成。关键词：桥式起重机；起升机构；小车运行机构；设计AbstractThe design brief introduction of the overhead crane state of development, characteristics, composition, performance, structure, and the lifting mechanism and operation of the trolley design, and in the light of relevant information on the crane and its components or design, from the feasibility study to the specific program design, make full use of computers in the overall design, thereby improving the design quality and shorten the design cycle, improve work efficiency. First in the overhead crane hoisting mechanism design, the design of hoisting bodies from the design program launched the bridge crane hoisting mechanism design, selected from the rope and Verification, selected reel, hook design, determine horizontal hook, motor, brake and reducer selection and related Check these aspects of design. Trolley operation in the design calculations from the crane overall, by force, wheel selection, motor and reducer selected Checking and floating axis constitutes the design.Keywords: Overhead crane; Hoisting mechanism; Traverse mechanism; Design目 录摘 要IAbstractII1 概述11.1 桥式起重机的简介11.2 起重机械的发展11.3 起重机械的特点11.4 起重机械的组成22 起升机构设计22.1 确定起升机构传动方案32.2 钢丝绳的选择32.3 滑轮的计算与选择42.4 吊钩的计算52.5 卷筒的计算112.6 绳端固定装置的计算132.7 电动机的选用142.8 减速器的计算与选用152.9 起升速度和实际所需功率162.10 制动器的选用162.11 起升和制动时间验算162.12 高速浮动轴的计算172.13 联轴器的计算与选用193 小车运行机构设计203.1 机构传动方案203.2 车轮的选用与验算203.3 运行阻力的计算213.4 电动机的选用223.5 减速器的计算与选用233.6 运行速度和实际所需功率233.7 起动时间验算243.8 校核减速器功率253.9 起动不打滑条件253.10 制动轮的计算263.11 高速轴联轴器及制动器263.12 低速轴联轴器的选用273.13 低速浮动轴的验算274 总结29谢辞30参考文献31IV摘要本设计简要地介绍了桥式起重机的发展状况、特点、组成、性能、结构及起升机构和小车运行机构的设计，并参照相关资料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。首先在桥式起重机的起升机构设计中，本设计从起升机构的设计方案展开，在桥式起重机起升机构设计方面，从钢丝绳的选取及校核、卷筒选定、吊钩的设计、吊钩横轴确定、电机、减速器和制动器的选取及相关校核这几方面进行了设计计算。在小车运行机构的设计计算中我们从起重机整体出发，由受力计算，车轮选取，电机及减速器选定校核和浮动轴的设计构成。关键词：桥式起重机；起升机构；小车运行机构；设计AbstractThe design brief introduction of the overhead crane state of development, characteristics, composition, performance, structure, and the lifting mechanism and operation of the trolley design, and in the light of relevant information on the crane and its components or design, from the feasibility study to the specific program design, make full use of computers in the overall design, thereby improving the design quality and shorten the design cycle, improve work efficiency. First in the overhead crane hoisting mechanism design, the design of hoisting bodies from the design program launched the bridge crane hoisting mechanism design, selected from the rope and Verification, selected reel, hook design, determine horizontal hook, motor, brake and reducer selection and related Check these aspects of design. Trolley operation in the design calculations from the crane overall, by force, wheel selection, motor and reducer selected Checking and floating axis constitutes the design.Keywords: Overhead crane; Hoisting mechanism; Traverse mechanism; Design目 录摘 要IAbstractII1 概述11.1 桥式起重机的简介11.2 起重机械的发展11.3 起重机械的特点11.4 起重机械的组成22 起升机构设计22.1 确定起升机构传动方案32.2 钢丝绳的选择32.3 滑轮的计算与选择42.4 吊钩的计算52.5 卷筒的计算112.6 绳端固定装置的计算132.7 电动机的选用142.8 减速器的计算与选用152.9 起升速度和实际所需功率162.10 制动器的选用162.11 起升和制动时间验算162.12 高速浮动轴的计算172.13 联轴器的计算与选用193 小车运行机构设计203.1 机构传动方案203.2 车轮的选用与验算203.3 运行阻力的计算213.4 电动机的选用223.5 减速器的计算与选用233.6 运行速度和实际所需功率233.7 起动时间验算243.8 校核减速器功率253.9 起动不打滑条件253.10 制动轮的计算263.11 高速轴联轴器及制动器263.12 低速轴联轴器的选用273.13 低速浮动轴的验算274 总结29谢辞30参考文献311 概述1.1 桥式起重机的简介起重机械和其它自然科学一样，是人类生产斗争经验的总结，它是随着人们的生产实践逐渐发展并不断丰富完善的。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与自动化，减轻体力劳动，提高劳动生产率的重要物品搬运设备。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横向行驶，吊钩则作升降运动。桥式起重机常见的类型有以下三种形式：通用桥式起重机：取物装置为吊钩，适用于各种物料的搬运，通用性强；抓斗式桥式起重机：取物装置是抓斗，用于大批量散粒物料的搬运；电磁桥式起重机：取物装置为电磁吸盘，为专用起重机，用于铁磁性物料的搬运。经过比较，选用电动双梁桥式起重机。这种起重机的各个工作机构均为电力驱动。起重小车在桥架主梁上方铺设的轨道上行驶，其桥架是双主梁结构形式。在桥架两侧的走台上，一侧用来安装大车运行机构，另一侧则安装有电气设备和给小车供电的滑线设施。普通桥式起重机一般由起重小车、桥架运行机构和桥架金属结构组成。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。1.2 起重机械的发展随着现代科学技术的迅速发展，工业生产规模的扩大和自动化程度的提高，起重机在现代化生产过程中应用越来越广，作用愈来愈大，对起重机的要求也越来越高。尤其是计算机技术的广泛应用，许多跨学科的先进设计方法出现，这些都促使起重机的技术进入崭新的发展阶段。起重机发展趋势轻型化和多样化。有相当批量的起重机是在通用场合使用，工作并不很繁重。这类起重机批量大、用途广，考虑综合效益，要求起重机尽量降低外形高度，简化结构，减小自重和轮压，也可使整个建筑物高度下降，建筑结构轻型化，降低造价。因此电动葫芦桥式起重机和梁式起重机会有更好的发展，并将取代大部分中小吨位的一般用途桥式起重机。1.3 起重机械的特点起重机械是一种间歇动作的机械，它具有重要而短暂的工作特征。起重机械在搬运物料时，通常经历着上料、运送、卸料以及回到原处的过程，各工作机构在工作时作往复周期性的运动，例如经历起升机构的工作由物品的升、降和空载取装置的升、降所组成；运行机构的工作由负载和空载时的往复运动所组成。在起重机械的每一个工作循环，即每搬运一次物品的过程中，其有关的工作机构都要作一次正向和反向的运动。起重机械与连续运输机械的主要区别就在于前者是以周期性的短暂往复工作循环运送物品，而后者是以长期连续单向的工作运送物品。正是由于这一基本差异决定了起重机械和连续运输机械在构造和设计计算方面的许多重要差别。在起重机械中，用来使货物提升或下降的机构称为起升机构。起升机构是起重机械最基本的机构。起升机构通常包括：取物装置、钢丝绳卷绕系统、制动装置、减速装置、驱动装置以及安全装置等部分，其中不少零件采用标准通用零件。起升机构中大多数情况均采用闭式减速器传动，并且以渐开线圆柱齿轮传动为主。一些新颖的齿轮传动如圆弧齿轮，摆线行星齿轮传动，渐开线少齿传动和谐传动正被逐渐应用到起重机械上来。1.4 起重机械的组成工作机构，它是起重机械的执行机构，其作用是使被吊运的物品获得必要的升降和水平位移，从而实现物品装卸、转载、安装等作业要求。起重机械上常用的工作机构有起升机构、运行机构、变幅机构和回转机构，即所谓起重机械的四大构件。此外，针对某些特殊的使用要求，有时还设有伸缩机构，放倒机构，夹钳机构等，在这些机构中，实现物品垂直升降的起升结构是起重机械的基本工作机构，而其它机构则是辅助的工作机构，配合起升机构工作。根据具体使用要求，辅助的工作机构却是任何一种起重机械所必不可少的。金属结构，它是起重机械的骨架，决定了起重机械的结构造型，它用来支撑工作机构、物品的重力、自身重力以及外部载荷等，并将这些重力和载荷传递给起重机械的支撑基础。动力设备，它为起重机械提供工作动力、控制、照明和联络等。2 起升机构设计2.1 确定起升机构传动方案起升机构的设计应该确保满足起重机的主要工作性能，要合理选择机构型式，要使机构工作可靠，结构简单，自重轻和维修保养方便等。 起升机构的设计计算主要包括：根据总体设计要求选择合理的结构型式，并确定机构的传动布置方案；按给定的整机主要参数（最大额定起重量、起升高度、起升速度等）确定起升机构参数，并确定机构各部件的结构类型和尺寸；以及机构动力装置的选择计算等。起升机构的起重零部件的选择计算主要包括：吊钩、起升机构滑轮组倍率、起重钢丝绳、滑轮与卷筒。起升机构的布置如图2.1所示：图2.1 起升机构布置方案按照布置宜紧凑的原则，采用双联滑轮组。如下图：图2.2 滑轮组简图按，查文献1表选滑轮组倍率，承载绳分支数：。查文献1附表选图号为G15吊钩组，得其质量：，两动滑轮间距。2.2 钢丝绳的选择(1) 选择钢丝绳钢丝绳是由许多高强钢丝编绕而成。钢丝的材料通常采用优质碳素钢，其含碳量为，根据不同使用目的，其结构和编绕方式各不相同，有单绕，双重绕，三重绕等型式。起重机用钢丝绳采用双绕绳，即先由钢丝绕成股，再由股围绕绳芯绕成绳。绳芯的材料可用有机物芯如麻芯，棉芯，还可用石棉芯或金属芯。有机物芯的钢丝绳具有较大的挠性和弹性，润滑性好，但不能承受横向压力，不耐高温；石棉芯钢丝绳的特性与上述相似，但能在高温条件下工作；金属芯钢丝绳强度高，能承受高温工作和横向力，但润滑性较差。一般情况下常选用有机物芯的钢丝绳，高温时宜用石棉芯或金属芯，在卷筒上多层卷进绕时宜用金属芯的钢丝绳。若滑轮组采用滚动轴承，当，查文献1表得滑轮组效率：钢丝绳所受最大拉力：kN (2-1)查文献1附表选用，中级工作类型（工作级别）时安全系数。钢丝绳计算破断拉力: kN (2-2)查文献1附表选用瓦林型纤维芯钢丝绳，钢丝公称抗拉强度，光面钢丝，右交互捻，直径，钢丝绳最小破断拉力，标记如下：钢丝绳: 14NAT619W+FC1770ZS10867.4GB/T8918-1996(2) 钢丝绳允许的偏斜角1) 钢丝绳进出滑轮时的允许偏角: (2-3)式中由2查得: ； ； 。所以 。2) 钢丝绳进出卷筒时允许偏角：，查2表，。向空槽方向，向邻槽方向。2.3 滑轮的计算与选择滑轮的许用最小直径： (2-4)式中系数由查文献1表查得； 滑轮直径，取平衡滑轮直径 ，查文献1附表选用。滑轮的绳槽部分尺寸可由查文献2附表查得。由查文献1附表选用钢丝绳直径,滑轮轴直径的型滑轮标记为: 滑轮：E114350-80 JB/T 9005.3-1999由查文献1附表平衡滑轮选用,滑轮直径的型滑轮标记为:滑轮：F14250-80 JB/T 9005.3-19992.4 吊钩的计算(1) 确定吊钩装置构造方案吊钩按制造方法可分为锻造吊钩和片式吊钩；按其结构型式可分为单钩和双钩；长钩和短钩。吊钩装置用于三倍率双联滑轮组，所以必须采用长型的构造方案。吊钩钩身的截面形状有圆形，方形，梯形或字形。从受力情况分析，以字形截面最为合理，但锻造工艺较复杂。梯形截面受力较合理，锻造容易。锻造吊钩的材料一般采用号钢。起重量较小的吊钩也可采用或；片式吊钩由切割成型的多片钢板构成，其厚度不得小于20mm并使板钩在高度方向与钢板轧制方向一致。工程起重机常用T字形或梯形截面的锻造单钩。通过吊钩已经标准化，设计时可查阅有关手册直接选用。采用非标准吊钩或需对所选项吊钩进行强度验算时，可按下述方法进行。由文献3表选择一个锻造单面吊钩,钩号为，材料采用号钢。(2) 吊钩主体结构的主要尺寸1) 根据文献3当选择吊钩类型为直柄号吊钩，由文献5表所得。2) 吊钩螺母最小工作高度查文献4选M56螺母：mm (2-5)考虑设置防松螺栓，实际取螺纹高度：。3) 螺母外径：mm (2-6)取。(3) 吊钩强度验算1) 吊钩轴的颈部螺纹M56处拉伸应力： (2-7)式中螺纹内径，由文献4表6-3查得，；动力系数，由文献4图查得。由文献6表查得等级，安全系数，材料号钢，由文献6表查得，故，故满足强度要求。2) 吊钩弯曲部分断面强度验算：其受拉力，偏心力距，由 (2-8)式中 得出：。MPa (2-9)MPa (2-10)因为,故满足强度要求。其应力分布如图2.3所示。 图2.3 吊钩弯曲处应力分布3) 吊钩弯曲部分断面B-B强度验算：系物绳张力一侧：kg (2-11)图2.4 钢丝绳一侧受力由上图2.4钢丝绳受力图可得：kg (2-12)MPa (2-13) (2-14)故满足强度要求。因为B-B断面尺寸按理当比断面小，但由于断面有强烈的磨损，一般取与断面相同的尺寸。(4) 推力球轴承的选择由于轴承在工作过程中很少转动，故可根据额定静负荷选择。由文献3表选51211(GB/T301-1995)推力球轴承，由文献表查得其额定静负荷，由文献7表13-6查得载荷系数。轴承当量静负荷： (2-15) 所以 安全。式中 安全系数由文献3表选用。(5) 吊钩组轴及拉板的强度验算1) 吊钩横轴的计算由文献1附图可知，横轴两侧拉板的间距是由滑轮之间尺寸所决定。横轴可做为一简支梁来进行强度计算。横轴的计算载荷如图2.5(a)： (2-16)式中由文献1图查取动载系数。 横轴的最大弯矩： (2-17)中间断面的截面模数如图2.5b： (2-18)图2.5 吊钩横轴和滑轮轴的计算简图弯曲应力： (2-19)横轴材料由文献6表查取，许用应力。故横轴强度足够。其中式中为安全系数见文献6表5-10。2) 滑轮轴的计算滑轮轴是一个简支梁，支点距离。它的作用是承受滑轮的三个压力，为计算简便起见，把三个力看作集中力如图2.5c。滑轮的作用力： (2-20)轴上的弯矩（和断面）： (2-21)和断面模数： (2-21)弯曲应力： (2-21)滑轮轴的材料与吊钩横轴相同，亦为号钢，许用应力也相同。，故强度足够。3) 拉板的强度校核图2.6 拉板简图拉板的尺寸如图2.6所示，断面a-a的拉伸应力： (2-24)式中应力集中系数，由文献1图5-13查得。拉板材料为Q-235号钢，由文献6表和表得了屈服极限和安全系数，许用拉伸应力： (2-25)垂直断面内侧拉应力最大，其为： (2-26)又因为吊钩横梁的轴颈，材料铸钢ZG340-640，由文献6表查出，由文献6表查得安全系数为。2.5 卷筒的计算(1) 卷筒尺寸1) 卷筒直径： (2-27)查文献1附表13取，卷筒绳槽尺寸由文献2表14-3查得槽距， 槽底半径。2) 卷筒长度 (2-28)式中 起重机最大高度： ； 卷筒的计算直径：； 附加安全圈数，一般取圈：取； 绳槽节距：查文献2表，取； 卷筒不切槽部分长度：取其等于吊钩滑轮的间距；取 。 卷筒的壁厚： (2-29)取。(2) 卷筒强度验算1) 卷筒壁压应力验算 (2-30)式中 多层卷绕系数， 取单层则； 应力减小系数，考虑绳圈绕入时对筒壁应力有减小作用，一般可取； 钢丝绳最大静拉力，； 卷筒壁厚，； 绳槽节距，；将数值代入上式，得：。对铸铁卷筒HT20-40，则文献6表10-1查得其最小抗拉强度。许用压应力： (2-31)，故卷筒压缩强度足够。 2) 卷筒应力验算由于卷筒长度，尚应校验由弯矩产生的拉应力，卷筒弯矩图如图2.7。图2.7 卷筒受力简图卷筒的最大弯矩发生在钢丝绳位于卷筒是中间时: (2-32)卷筒断面系数: (2-33)式中 卷筒外径,； 卷筒内径,于是 (2-34)合成应力: (2-35)式中 许用应力 由文献6表和查，。 所以 ，卷筒强度验算通过。故选定卷筒直径，长度，卷筒槽的槽底半径，槽距；起升高度H=15m，倍率a=3靠近减速器一端的卷筒槽为向左的A型卷筒，标记为：卷筒：左 JB/T 9006.219992.6 绳端固定装置的计算根据钢绳直径为，由文献2表选择压板固定装置（图2.8）并将压板的绳槽改用梯形槽。双头螺柱的直径M24。图2.8 钢绳固定端简图用压板固定钢丝绳,已知卷筒长度计算采用的附加圈数，绳索与卷筒绳槽间的摩擦系数。则在绳端固处的作用力： (2-36)压板螺栓所受之拉力： (2-37)式中-压板梯形槽与钢绳的换算摩擦系数。当时： (2-38)螺柱由拉力和弯矩作用的合成应力： (2-39)式中（螺栓数）； （螺纹内径）； （弯矩）。 螺栓材料为，由文献6表查取屈服极限，则许用拉伸应力为：（由6表取安全系数）。 ， 因为，故通过强度验算。2.7 电动机的选用(1) 电动机的功率确定起升机构静功率： (2-40)式中 机构总效率是由三部分组成：滑轮组效率、卷筒效率和减速器效率，由文献3查得一般，取。电动机的计算功率： (2-41)式中 系数由文献1表查得，对于级机构，。查文献1附表30选用电机，其，电机质量。(2) 验算电动机发热条件电动机的发热验算 (2-42)其中 （查文献2表） 由此，初选电动机能满足不过热条件。2.8 减速器的计算与选用(1) 减速器传动比卷筒转速： (2-43)减速器总传动比： (2-44)式中 电动机额定转速； 卷筒转速；(2) 减速器的选取查文献1附表选取减速器，当工作类型为中级时，许用功率，质量，输入轴直径，轴端长度（锥形）。(3) 输出轴强度校核：输出轴最大径向力Rmax (2-45)式中:卷筒上卷引起的载荷；卷筒及轴自重，由文献1附表估算；减速器输出轴端最大允许向载荷，由1附表查得。由文献1公式得输出最大扭矩： (2-46)式中:电机轴额定力矩； 当时电机最大转矩倍数，由文献1附表查出； 减速器传动效率； 减速器输出轴最大容许转矩，由文献1附表。所以：由上计算，所选取减速器能满足要求。2.9 起升速度和实际所需功率(1) 实际速度验算货物实际速度： (2-47)误差： (2-48)(2) 实际功率实际所需等效功率： (2-49)2.10 制动器的选用根据物体下降时的扭矩 (2-50)由文献3附表选用：电力液压推杆制动器。参数： 制动直径； 制动力矩；配用推动器型号：； 电机功率；配用制动架型号：ZDJ-300/25Z。制动转矩： (2-51)2.11 起升和制动时间验算 (1) 起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,必须把起动和制动时间(或起动加速度与制动减速度)控制在一定的范围内。起动时间： (2-52)式中电动机额定转速， (2-53)静阻力矩： (2-54)平均起动转矩： (2-55)所以 (2-56)通常起升机构起动时间为，此处小于，可在电气设计时，增加起动电阻，延长起动时间，故所选电动机合适。(2) 制动时间验算制动时间: (2-57)式中 (2-58)由文献1表查得许用加速度，故：，符合要求。2.12 高速浮动轴的计算(1) 疲劳计算 由文献2起升机构疲劳计算基本载荷 (2-59)式中 动载系数，；起升载荷动载系数（物品起升或下降制动的动载效应），由前节选定轴径，因此扭转应力：轴材料用号钢，弯曲：， 扭矩：； 轴受脉动循环的许用扭转应力：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，对于粗糙度为3.2, ；对于粗糙度为12.5；,此处取； 考虑材料对应力循环不对称的敏感系数，对碳钢及低合金钢； 安全系数，（由文献2表查得）。所以 。故 通过。(2) 强度验算 轴所受最大转矩： (2-60)最大扭转应力： (2-61)许用扭转应力： (2-62)式中 安全系数，。因为 ，故通过。浮动轴的构造如图2.9所示，中间轴径：，取。图2.9 高速浮动轴构造图2.13 联轴器的计算与选用高速轴联轴器计算转矩，由1 式： (2-63)式中 电机额定转矩； 联轴器安全系数； 刚性动载系数，一般。由文献1附表查得电动机轴端为圆锥形,轴端，。从文献1附表查得减速器的高速轴端为圆锥形，。靠电动机轴端联轴器由文献1附表选用半联轴器，最大容许转矩值，飞轮矩，质量。浮动轴的两端为圆柱形，。靠减速器端联轴器 由文献1附表选用带制动轮的半齿联轴器最大容许转矩值，飞轮矩，质量。为与制动器YWZ-200/25相适应，将联轴器所带制动轮。3 小车运行机构设计3.1 机构传动方案经比较后，确定采用如图3.1所示的传动方案。图3.1 小车运行机构传动图3.2 车轮的选用与验算(1) 车轮选用车轮最大轮压，小车质量为。假定轮压均布： (3-1)车轮最小轮压： (3-2)初选车轮：由文献1附表可知，当运行速度，工作级为中级时，车轮直径轨道型号为的许用轮压为。根据GB4628-84规定，直径系列为，。故初选定车轮直径为，而后校核强度。(2) 强度验算按车轮与轨道为线接触两种情况验算车轮接触强度。车轮踏面疲劳计算载荷： (3-3)车轮材料，由文献5表1-27选ZG340-60，。线接触局部挤压强度： (3-4)式中 许用线接触应力常数()，由文献1附表查得其为6； 车轮与轨道有效接触强度,对于轨道(P18)（由文献1附表）； 转速系数，由1表，车轮转速时，； 工作级别系数，由文献1表，当为级时；，故通过。点接触局部挤压强度 (3-5)式中 许用点接触应力常数，由文献1表查得； 曲率半径，车轮与轨道曲率半径中最大值车轮轨道曲率半径（由文献1附表查得），故取； 由比值（为，中的小值）所确定的系数，由文献1表查得。,故通过。根据以上计算结果，选定直径的单轮缘车轮子：3.3 运行阻力的计算摩擦阻力矩： (3-6)查文献1附表，此选车轮组轴承亦。轴承内径和外径的平均值。由文献1表查得滚动摩擦系数，轴承摩擦系数，附加阻力系数，代入式得满载运行阻力矩： (3-7)运行摩擦阻力： (3-8)当空载时： (3-9)运行摩擦阻力： (3-10)3.4 电动机的选用(1) 电动机选用电动机静功率： (3-11)式中 满载时静功率;机构传动效率； 驱动电动机台数。初选电动机功率： (3-12)式中电动机功率增大系数，由文献3中，取由文献3表，JC%=40%型号YZR-132MB。，同步转速为，满载时转速为。输出轴径为。(2) 验算电动机发热条件等效功率： (3-13)式中 G由文献2表7-11查得小车运行机构其可取；故 ，所以所选电动机发热条件通过。3.5 减速器的计算与选用车轮转速： (3-14)机构传动比： (3-15) 电动机的额定转矩: (3-16)疲劳计算基本载荷： (3-17)式中-电动机的额定转矩； -刚性动载系数，。则有： 相对工作级别的计算功率，按，得。初选型号查文献5表。又由式。因为 ，所以选择减速器满足要求。 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P满足下式： (3-18)式中K选用系数，根据减速器的型号和使用场合确定。根据以上条件选用型号为型减速器。3.6 运行速度和实际所需功率(1) 实际运行速度 (3-19)误差： (3-20)(2) 实际所需等效功率 (3-21)3.7 起动时间验算起动时间： (3-22)式中；驱动电机台数； (3-23)满载运行时折算到电动机轴上的运行静阻力矩： (3-24)满载运行时折算到电动机轴上的运行静阻力矩： (3-25)初步估算制动轮和联轴器的飞轮矩： (3-26)机构总飞轮矩： (3-27)(1) 满载起动时间： (3-28)(2) 无载荷起动时间： (3-29)由文献1表查得，当时，推荐值为，故所选项电动机能满足要求。3.8 校核减速器功率起动状况减速器传动的功率： (3-30)式中运行机构中同一级传动的减速器个数，。所以所选用减速符合标准。3.9 起动不打滑条件因室内使用，故不计风及坡阻力矩，只验算空载及满载起动时两种工况。空载起动时，主动车轮配轨道接触处的圆周切向力： (3-31)车轮与轨道的粘着力：，故可能打滑。解决办法是在空载起动时增大起动电阻，延长起动时间。满载起动时，主动车办与轨道接触处的圆周切向力： (3-32)车轮与轨道的粘着力： (3-33)故满载起动时不会打滑，因此所选项电动机合适。3.10 制动轮的计算由1查得，对于小车运行机构制动时间取，因此，所需制动转矩： (3-34)由文献1表选用YWZ100/25Z型制动轮，其制动转矩。考虑到所取制动时间与起动时间接近，故略去制动不打滑条件验算。3.11 高速轴联轴器及制动器(1) 高速轴联轴器 高速轴联轴器计算转矩，由文献1 式： (3-35)式中 N联轴器的安全系数，运行机构； 机构刚性动载系数，取。由文献3表查电动机YZR-132MB两端伸出轴各为圆柱形，。由文献5附表查得减速器高轴端为圆柱形，。故从文献4表12-2选凸缘联轴器。主动端A型键槽，从动端A型键槽，。标记为：联轴器。其公称转矩，,飞轮矩，质量。(2) 制动器高速轴端制动器：根据制动器已选定为，其飞轮矩，质量。以上联轴器与制动轮飞轮转矩之