起重机小车设计说明书[参考样本]

1、机械课程设计说明书题目：32/5吨通用桥式起重机小车设计班级：机自0 218姓名：学号：200060太原科技大学课程设计说明书目录设计任务书 1第1章概述2第2章总体设计22.1 总体设计方案 72.2 四连杆变幅臂架系统运动学设计 72.3 3总体尺寸规划7第1章 主起升机构计算 71.1确定传动方案，选择滑轮组和吊钩组 71. 2选择钢丝纯71. 3确定卷筒尺寸并验算强度81.4初选电动机1 01. 5 选用标准减速器1 11.6 校核减速器输出轴强度 111.7 电动机过载验算和发热验算 111. 8选择制动器1 22. 9选择联轴器1 33. 1 0验算起动时间1 34. 1 1验算制

2、动时间1 45. 1 2高速轴计算1 5第2章副起升机构计算172.1确定传动方案，选择滑轮组和吊钩组 172. 2钢丝绳的选择1 72. 3确定卷筒尺寸并验算强度182. 4初选电动机212. 5选用标准减速器2 12 . 6校核减速器输出轴强度223 .7电动机过载验算和发热验算 222. 8选择制动器232. 9选择联轴器232. 1 0验算起动时间242. 1 1验算制动时间256. 1 2高速轴计算25第3章小车运行机构计算 276.1 确定机构传动方案276.2 选择车轮与轨道并验算其强度 286.3 运行阻力计算 296.4 选电动机306.5 验算电动机发热条件 306.6 选

3、择减速器316.7 验算运行速度和实际所需功率 316.8 验算起动条件 316.9 按起动工况校核减速器功率 326.10 验算起动不打滑条件 336.11 选择制动器336.12 选择联轴器 346.13 验算低速浮动轴的强度 356.14 小车缓冲器 36设计心得 37参考文献 39太原科技大学课程设计任务书学生姓名指导教师设计（论文）题目32/5吨通用双梁桥式起重机小车设计计算主要研 究内容1 .小车总体设计；2 .主/副起升机构设计计算；3 .小车运行机构设计计算；4 .小车主要安全装置设计计算；5 .小车总图绘制（标准0号或1号加长）1张；6 .机构部件图2号1张，机构零件图2号1

4、张（选其一即可）。学院（直属系）：机电工程学院时间：2009年12月13日研究方法搜集查阅与分析研究相关国内外资料，综合所学基础与专业知识，遵 循机械零件与起重机行业相关标准，在小组充分讨论基础上，制定合 理的具有先进性的设计方案，按时完成本设计提出的全部内容。主要技术 指标（或研 究目标）小车的主/副起升机构设建数：起重量32/5t,起起高度16/18m,起起速度7.51/19.5m/min起升机构工作级别M5/M5 ,小车运行机构设计参数：工作级别M5,运行速度45m/min,轨距2500mm，参考轮距2800mm, 小车参考自重：约11.5t主要参考 义献1张质文，包起帆等.起重机设计手

5、册.北京中国铁道出版社，20012倪庆兴，王殿臣.起重输送机械图册（上册）.北京：机械工业出版社，19913 AUTOCAD实用教程（2005中文版）.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社， 20054杨长揆，傅东明.起重机械（第二版）.北京：机械工业出版社,19855陈道南，盛汉中.起重机设计课程设计指导书.北京：机械工业出版 社,19916孙恒，陈作模.机械原理（第六版）.北京：高等教育出版社，20007 编写组编，起重机设计规范GB3811-2008.北京：标准出版社，2008概述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，又称大车。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

6、重小车沿铺设在桥架上的 轨道横向运行，设置在小车上的起升机构实现货物垂直升降。三个机构的综合， 构成一立方体形的工作范围，这样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、简易梁桥式起重机和冶金专用桥式起重机三种。 各类桥式起重机的特点如下1）普通桥式起重机主要采用电力驱动，一般是在司机室内操纵，也有远距 离控制的。起重量可达五百吨，跨度可达 60米。2）简易梁桥式起重机又称梁式起重机，具结构组成与普通桥式起重机类似， 起重量、跨度和工作速度均较小。桥架主梁是由工字钢或其它型钢和板钢组

7、成的 简单截面梁,用手拉的产或电动的产配上简易小车作为起重小车,小车一般在工字梁的下翼缘上运行。桥架可以沿高架上的轨道运行，也可沿悬吊在高架下面的 轨道运行，这种起重机称为悬挂梁式起重机。3）冶金专用桥式起重机在钢铁生产过程中可参与特定的工艺操作，其基本 结构与普通桥式起重机相似，但在起重小车上还装有特殊的工作机构或装置。 这 种起重机的工作特点是使用频繁、条件恶劣，工作级别较高。主要有五种类型。4）铸造起重机：供吊运铁水注入混铁炉、炼钢炉和吊运钢水注入连续铸锭 设备或钢锭模等用。主小车吊运盛桶，副小车进行翻转盛桶等辅助工作。5）夹钳起重机：利用夹钳将高温钢锭垂直地吊运到深坑均热炉中，或把它

8、取出放到运锭车上。6）脱锭起重机：用以把钢锭从钢锭模中强制脱出。小车上有专门的脱锭装 置，脱锭方式根据锭模的形状而定： 有的脱锭起重机用项杆压住钢锭，用大钳提 起锭模；有的用大钳压住锭模，用小钳提起钢锭。7）加料起重机：用以将炉料加到平炉中。主小车的立柱下端装有挑杆，用 以挑动料箱并将它送入炉内。主柱可绕垂直轴回转，挑杆可上下摆动和回转。副小车用于修炉等辅助作业。8）锻造起重机：用以与水压机配合锻造大型工件。主小车吊钩上悬挂特殊 盛料器高温液态钢包，用以支持和翻转钢包，副小车用来抬起钢包，浇铸液态金属0桥式类型起重机的金属结构一般由主梁和端梁组成，分为单主梁桥架和双梁 桥架两类。单主梁桥架由单

9、根主梁和位于跨度两边的端梁组成，双梁桥架由两根主梁和端梁组成。主梁与端梁刚性连接，端梁两端装有车轮， 用以支承桥架在高 架上运行。主梁上焊有轨道，供起重小车运行。 桥架主梁的结构类型较多比较典 型的有箱形结构、四桁架结构和空腹桁架结构。箱形结构又可分为正轨箱形双梁、偏轨箱形双梁、偏轨箱形单主梁等几种。正轨箱形双梁是广泛采用的一种基本形式， 主梁由上、下翼缘板和两侧的垂直腹 板组成，小车钢轨布置在上翼缘板的中心线上，它的结构简单，制造方便，适于 成批生产，但自重较大。偏轨箱形双梁和偏轨箱形单主梁的截面都是由上、下翼缘板和不等厚的主副 腹板组成，小车钢轨布置在主腹板上方， 箱体内的短加劲板可以省去

10、，其中偏轨 箱形单主梁是由一根宽翼缘箱形主梁代替两根主梁，自重较小，但制造较复杂。四桁架式结构由四片平面桁架组合成封闭型空间结构， 在上水平桁架表面一 般铺有走台板，自重轻，刚度大，但与其它结构相比，外形尺寸大，制造较复杂， 疲劳强度较低，已较少生产。空腹桁架结构类似偏轨箱形主梁，由四片钢板组成一封闭结构，除主腹板为 实腹工字形梁外，其余三片钢板上按照设计要求切割成许多窗口， 形成一个无斜 杆的空腹桁架，在上、下水平桁架表面铺有走台板，起重机运行机构及电气设备 装在桥架内部，自重较轻，整体刚度大，这在中国是较为广泛采用的一种型式。下面具体介绍普通桥式起重机的构造。 普通桥式起重机一般由起重小车

11、、 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、卷筒和滑轮组。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。 小车架是支托和 安装起升机构和小车运行机构等部件的机架，通常为焊接结构。起重机运行机构的驱动方式可分为两大类： 一类为集中驱动，即用一台电动 机带动长传动轴驱动两边的主动车轮；另一类为分别驱动、即两边的主动车轮各 用一台电动机驱动。中、小型桥式起重机较多采用制动器、 减速器和电动机组合-4 -太原科技大学课程设计说明书成一体的 三合一 ”驱动方式，大起重量的普通桥式起重机为

12、便于安装和调整，驱动装置常采用万向联轴器。起重机大车运行机构一般只用四个主动和从动车轮，如果起重量很大，常用增加车轮的办法来降低轮压。当车轮超过四个时，必须采用较接均衡车架装置， 使起重机的载荷均匀地分布在各车轮上。本次设计课题为32/5t通用桥式起重机小车设计，主要包括起开、运行两大 机构及其安全装置的设计计算和装配图与零部件图的绘制。将我们所学的知识最 大限度的贯穿起来，使我们学以至用、理论联系实际。培养我们的设计能力及理 论联系实际过程中分析问题、解决问题的能力。说明书所有公式格式全部应该如下所示：'，一 一 、一 2nd2 （Q Go） Dotzh =d C GD2-_2 03

13、7 5Mzh -Mj）m2644375 (2000 -586.4)(320 6,4) 103 0.672 1.15 (15.6 530 75.8) (2rJ-2402 42 0.858-0.76 s式中，心电动机满载下降转速，单位为r/min,'nd = 2n0 - nd = 2 父 600-556 = 644 r/min ;M zh 制动力矩，M zh =2000 N.m ;M 'j 净阻力矩，M 'j =586.4 N.m ;（该部分地区只作指导用，请删除）（去掉概述，目录要改为和后面计算内容一致，不要有错别字,公式及其文中公式符号，必须用“公式”格式，必须采用 W

14、ord2003以前的低版本打印）第1章主起升机构计算1.1 确定传动方案，选择滑轮组和吊钩组1所示，采用了双按照构造宜紧凑的原则，决定采用下图的传动方案。如图太原科技大学课程设计说明书联滑轮组.按Q=32t,表8-2查取滑轮组倍率1=4,因而承载纯分支数为 Z=2 ih =8Go吊具自重载荷。得其自重为： G=2.0%m Pq =0.02x320=6.4kN图1主起升机构简图1.2 选择钢丝绳若滑轮组采用滚动轴承，ih=4,查表得滑轮组效率hh =0.97钢丝绳所受最大拉力maxGo Q2hh ih320 6.42 4 0.97二 42kN按下式计算钢丝绳直径d=c , Smax =0.096

15、42 =19.7mm c:选择系数，单位 mm/q'N ,用钢丝纯 q =1850N/mm,据M5及A查表得c值为 0.096。选不松散瓦林吞型钢丝绳直径 d=20mm,其标记为 6W(19)-20-185-I-光-右顺(GB1102-74)。1.3 确定卷筒尺寸，转速及滑轮直径卷筒和滑轮的最小卷绕直径Do :Dom 后hMd式中h表示与机构工作级别和钢丝纯结构的有关系数；查表得：筒h1=18;滑轮h2=20;筒最小卷绕直径 Domin = h1 d=18 20=360;轮最小卷绕直径Domin = h2 d=20 20=400。考虑起升机构布置卷筒总长度不宜太长，轮直径和卷筒直径一致

16、取D=650 mm0卷筒长度HmL =2(Lo 1i " I =2( n)t 3t t l3=1946.8mm。 二Do式中L。：筒上有纯槽长度，Lo=("Hm+n)t,中安全圈n=2,起升高度H=16m, 二 Do槽节矩t=23mm,绕直径Do=670mm；11:定纯尾所需长度，取l1=3x23=69mm；I2：筒两端空余长度，取12=t=23mm；I3：筒中间无槽长度，根据滑轮组中心间距二150, 13=1761mm。卷筒壁厚 6 =0.02D+(610)=0.02 x650+(610)mm=1923mm 6 =20mm 进行卷 筒壁的压力计算。卷筒转速 nt =mvn

17、二 4 - 7.51 r/min=14.3r/min。二 Do 3.14 0.671.4 计算起升静功率(Q Go)% _ (320000 6400) 7.51Pj -47.6kWj 60 1 0 0 060 1000 0.97式中“起升时总机械效率 n ="z*h) =0.97x 0.94m 0.982 M 0.992=0.858 nz为滑轮组效率取0.97 ;传动机构机械效率取0.94 ;卷筒轴承效率取0.99 ;连 轴器效率取0.98。1.5 初选电动机PJC >GPj =0.8><47.6=38.08kW式中Pjc : JC值时的功率，位为kW；G:稳态负载

18、平均系数，根据电动机型号和JC值查表得G=0.8。选用电动机型号为 YZR280M-10, Pjc=55KW, nJC =556r/min,最大转矩允许过 载倍数入m=2.8;飞轮转矩 G2=15.5KN.m20电动机转速 nd = n0 -月-(n0 - nJC) =600 -e76 (600 - 556) =561.92r/min Pjc55式中心：在起升载荷PQ =326.4kN作用下电动机转速；n0:电动机同步转速；Pjc , njc :是电动机在JC值时额定功率和额定转速。1.6 选用减速器 n561 92减速器总传动比：i =也=56192=39.3,取实际速比i =40。ni14

19、.3起升机构减速器按静功率 Pj选取，根据Pj =47.6kW, % =561.92r/min, i =40,工作级别为M5,选定减速器为ZQH100,减速器许用功率Pnj=79KW低速轴最大扭矩为 M=20500N.m减速器在 561.92r/min 时许用功率Pnj为 Pnj = 79 父 561.92 =73.99>55kW 6007.51 39.30 .头际起升速度 v n =7.38m/min40一 、47 6 39 3实际起升静功率Pj=39.3=46.77kWj 40用R续载荷校核减速器输出轴的径向载荷，最大力矩。1.7 电动机过载验算和发热验算过载验算按下式计算：3V 工

20、父0'=与父（320 +6介10 M9:dQgkWmm 10001 3.31000 0.858 60Pn=45KW>41.78kVV止匕题Pn恰好与Pjc = P25的功率相等。式中Pn ,准接电持续率时，电动机额定功率，单位为 kVVH:系数，绕线式异步电动机，取 H=2.5;入m:基准接电持续率时，电动机转矩允许过载倍数，查表得入mM 1.7 ;m:电动机个数；“：总机械效率4=0.858。发热验算按下式计算：P>P3式中P:电动机在不同接电持续率JC值和不同CZ值时允许输出功率，单位为kW, 按 CZ=300 JC 值=25% 查表得 P=43.867kWG (Q G

21、o)、n1000 m3=38.08kW0.8 (320 6.4) 107.381000 1 0.858P=43.867>P=38.O8kWv过载验算和发热验算通过1.8 选择制动器按下式计算，选制动器：Mzh> KzhM j式中M力：制动力矩，单位为N.m;Kzh：制动安全系数，查表M5得Kzh=2.0;M 'j :下降时作用在电动机轴上的静力矩，单位为N.m，(Q G0)D0 (320 6.4) 103 0.67 0.858M j ='1=586.4N.m2mi2 4 40“':下降时总机械效率，通常取 ""=0.858 ' _

22、 _.Mzh = MzhM j =2 586.4=1172.N.m选用Kzh=1172.8N.m选用YWZ5-400/121制动器，其额定制动力矩1250N.m；安装时将制动力矩调整到所需的制动力矩Kzh=2000N.m。1.9 选择联轴器根据电动机和减速器以及浮动轴的轴伸尺寸及形状选连轴器，使连轴器的许用应力矩M>计算的所需力矩M,则满足要求。电动机的轴伸：d=85mm|形)，长度E=170± 0.5mm减速器轴伸：d=90mm柱形)，长度E=135mm浮动轴的轴头：d=60mm 长度E=107mm选取梅花弹性连轴器：型号为 MLL9-I-400M=2800N.m ; GD2

23、 =132.5 4=530Kg.m 型号为 MLL9 M=2800N.m； G12=18.95 4=75.8Kg.m2。Pjc55电动机额定力矩 Mn =9550 j =9550=944.69N.mn jc556计算所需力矩 M=n 8 M n=1.5 1.8 944.69=2550.69N.M式中n：安全系数取n=1.5;%.刚性动载系数，取*8 = 1.8。M=2800>M=2550.69N.M所选连轴器合格。1.10 验算起动时间起动时间：、 一 3_ 2+nd2. . (Q Go) 10Dotqc(GD )375( M q - M j)i m561.92(320 6.4) 103

24、 0.672= 1.15 (15.6 530 75.8) (1375 (1605.97 -796.5)402 42 0.858=1.3s式中：(GD2)i= (GD2)d + (GD2)i + (GD2)-40 -=15.6+530+75.8=621.4kN.m静阻力矩：39 G0)D0 =(320 6.4) 100.67 =796.5N.m2mi2 40 4 0.858电动机启动力矩:M =1.7 Mn=l.7 944.69=1605.97N.m qn平均起动加速度:a0 = 7.38 =0.095m/s2 q ta 60 1.3 60qaq =0.095 m/s 2< a=0.2 m

25、/s 2电动机启动时间合适。1.11验算制动时间制动时间:'一 一一 2nd2 (Q Go) Dotzh =dC gd2'2 °； 0 375(Mzh -M j) Lih2m2644375 (2000 -586.4)(320 6,4) 103 0.6721.15 (15.6 530 75.8) (402 42 0.858=0.76snd ,电机满载下降转速，单位为r/min ;nd =2n0 1nd =2 600-556=644r/minMzh =2000N.m' - .M j =586.4N.m平均制动减速器速度 azh = -V- = 7.83 =0.17

26、m/s2< a=0.2m/s 2,所以tzh 60 0.76 60制动时间也合适。1.12高速轴计算1.12.1 疲劳计算轴受脉动扭转载荷，其等效扭矩：M1h1Me=2 71.72 =143.43kgf.m式中：% =2等效系数，由表查得；Me相应于季候工作类型的电动机额定力矩传至计算轴的力矩N e(25%)42Me =975 =975=71.72kgf.mn1(25%)571MiW由上节选择联轴器中，已确定浮动轴端直径d=55 mm. 因此扭转应力为：-238.0kgf .m14343,3二 d32许用扭转应力: oh2 k'k轴材料用 45钢,ob = 6000kgf /cm

27、2,仃s = 3550kgf /cm222二=0.22；入口1320kgf/cm .s = 0.6's =2130kgf/cmK =kx km-考虑零件几何形状和零件表面状况的应力集中系数；kx-与零件几何形状有关，对于零件表面有急剧过度和开键槽及紧配合区段，kx=1.52.5;km -与零件表面加工光洁度有关，对于V5,km =1.151.2;对于、3,km =1.25 1.35;此处取 K=2 1.25=2.5h -考虑材料对应力循环不对称的敏感系数，对碳钢，低合金刚，取h=0.2.nI安全系数，查表得nI=1.6.2 13202因止匕tok= 611.1kgf/cm2 ,故 tn

28、<tok通过。(2.5 0.2) 1.6l 1.12.2静强度计算轴的最大扭矩：M2 = c2Mj =2 79.65-159.3kgf.m式中：久2-动力系数，由表查得，因轴的工作速度较高，取唧2=2；M j按照额定起重量计算轴受静力矩，M j = 79.65kgf.mM2159.302二 8.532许用扭转应力：.2130n2 - 1.6= 1331.25kgf/cm最大扭转应力：.max 2 =3= 264kgf / cm式中：叫-安全系数，由表查得 1=1.6。t max< t ll 故合适.浮动轴的构造如(2)图所示，中间轴径 d1 =d +(510) =75 + (510

29、) =80 85mm，取d1 =85mm。浮动轴(2)第2章副起升机构计算2.1 确定传动方案，选择滑轮组和吊钩组按照构造宜紧凑的原则，决定采用下图的传动方案。如图(3)所示，采用了单联滑轮组.按Q=5t,取滑轮组倍率ih=2,因而承载纯分支数为 Z=4。2.2 选择钢丝纯若滑轮组采用滚动轴承，当ih=2,查表得滑轮组效率 几=0.97,钢丝纯所受最大拉力:SJ maxG0 Qhh ih x 1 4 0.9749 0.98= 12.88kN按下式计算钢丝绳直径d:d=c . Smax =0.096 J2.88=10.895mmc：选择系数，单位mm/JN",选用钢丝纯ob=1850N

30、/mm,根据M5及0b查表得c 值为0.096。选不松散瓦林吞型钢丝绳直径 d=10mm,其标记为 6W(19)-10-185-I-光-右顺(GB1102-74)。2.3 确定卷筒尺寸并验算强度卷筒直径：卷筒和滑轮的最小卷绕直径D0 .D°m 后hxd式中h表示与机构工作级别和钢丝纯结构的有关系数；查表得：卷筒h1=18;滑轮h2=20卷筒最小卷绕直径D0min = h1 d=18 10=180滑轮最小卷绕直径D°min = h2 d=20 10=200考虑起升机构布置及卷筒总长度不宜太长，滑轮直径和卷筒直径一致取D=400 mm0卷筒长度：L=1500mm卷筒壁厚 6 =

31、0.02D+(610)=0.02 父400+(610)mm=1418mm取 6 =18mm应进行卷筒壁的压力计算。卷筒转速ntmVn _ 4 19.5二 D03.14 0.41r/min=60r/min 。2.4 计算起升静功率= 18.17kW(Q Go)Vn =(49 0.98) 19.5 10360 1 0 0 060 1000 0.894式中“起升时总机械效率 刈="z*h， =0.97x0.94x0.992=0.894 z cnz为滑轮组效率取0.97 ; *h为传动机构机械效率取0.94 ;、为卷筒轴承效率取0.99 ;，连轴器效率取0.99。2.5 初选电动机PJC &

32、gt;GPj =0.8x18.17=14.536kW式中PJC .在JC值时的功率，单位为kW;G:稳态负载平均系数，根据电动机型号和JC值查表得G=0.8o选用电动机型号为 YZR180L-6, PJC=17KW, nJC =955r/min ,最大转矩允许过载倍数入m=2.5;飞轮转矩 GC2=1.5KN.m2oPi1817电动机转速 nd = n0 (n0 - nJC) =1000- (1000 - 955) =951.9r/minPJc17式中 ' :在起升载荷PQ=49.98kN作用下电动机转速；n0:电动机同步转速；Pjc,Qc :是电动机在JC值时额定功率和额定转速。2.

33、6 选用减速器减速器总传动比：i ="=951.9 =15.865,取实际速比i =16 ni 60起升机构减速器按静功率 Pj选取，根据Pj=18.17kW, % =951.9r/min, i =16,工作级别为M5,选定减速器为ZQH50,减速器许用功率Pnj=31KW低速轴最大扭矩为M=21000N.m减速器在 951.9r/min 时许用功率Pnj为Pnj = 31 父 951.9 =29.5kW>17kW 1000实际起升速度Vn =19.5 15.86516=19.334m/min;实际起升静功率Pj =18.17 15.865 =18.02kWA16用R续载荷校核

34、减速器输出轴的径向载荷，最大力矩。2.7 电动机过载验算和发热验算 过载验算按下式计算：3Pn> m 'mQ G02.1(49 0.98) 103 19.340 . n = =15.136kW10001 2.51000 0.894 60Pn=17KW>15.136kWV此题Pn恰好与 = P25的功率相等。式中Pn:基准接电持续率时，电动机额定功率，单位为 kWH:系数，绕线式异步电动机，取 H=2.1;入m:基准接电持续率时，电动机转矩允许过载倍数，查表得 入m取2.5 ;m: 电动机个数；“：总机械效率4=0.894。发热验算按下式计算：P>P3【特别注意：这些公

35、式上下文中都用Word2003以前的低版本的“公式”格式打印】式中P:电动机在不同接电持续率JC值和不同CZ值时允许输出功率，单位为kW 按 CZ=150 JC 值=25% 查表得 P=15.393kW3= 14.42kWG (Q G0) ' n _。8 (49 0.98) 103 19.341000 m1000 1 0.894P=15.363>P=14.42kWv过载验算和发热验算通过。2.8 选择制动器按下式计算，选制动器M zh> KzhM j式中Mzh.制动力矩，单位为N.m；Kzh .制动安全系数，查表 M5得Kzh=2.0;M'j.下降时作用在电动机轴上

36、的静力矩，单位为N.m；3M'j =(Q+G0)D0n' = (49+0.98)父10 MO.4"0.894=.12N m2mi2 4 16“：下降时总机械效率，通常取 刀七"=0.894' _ M zh = M zh M j=2 143.12=286.24N.m根据选用M zh =286.24N.m选用YWZ 5 315/30制动器，其额定制动力矩 400N.m；安装时将制动力矩调整到所需的制动力矩Kzh=290N.m。2.9 选择联轴器根据电动机和减速器以及浮动轴的轴伸尺寸及形状选连轴器，使连轴器的许用应力矩M>计算的所需力矩M,则满足要求

37、。电动机的轴伸：d=55mm|形）,长度E=82± 0.5mm减速器轴伸：d=50mm（l形），长度E=85mm浮动轴的轴头：d=45mm 长度E=84mm选取梅花弹性连轴器：型号为 MLL6-I-200 , M=630N.m ; GD2 =6.7 4=26.8Kg.m2;型号为 MLL6 M=630N.m； GD2=1.85 4=7.4Kg.m2。Pic17电动机额定力矩 Mn -9550 =9550- =170N.m*955计算所需力矩 M=n 8 M n=1.5 2.0 170=510N.m式中 n :安全系数取n=1.5;%.刚性动载系数，取% = 2.0;M=630>

38、M=510N.M 所选连轴器合格。2.10 验算起动时间起动时间：nd2 (Q G0) 103 D0tqd c(GD2) j -375(Mq -M j)i2m2951.9375 (289 -179.07)1.15 (1.5 26.8 7.4)(49 0.98) 103 0.412 ZT22162 42 0.894=1.0s式中：(GD2)1= (GD2)d + (GD2)l + (GD2)z=1.5+26.8+7.4=35.7kN.m静阻力矩：(Q Go)Do (49 0.98) 103 0.41=(Q02 0 =() =179.07N.m2mi2 16 4 0.894电动机启动力矩：M =1

39、.7 M n=1.7 170=289N.m q n平均起动加速度:. n 19.34aa =0.32m/s2qta 60 1.0 60qaq =0.32 m/s 2< a=0.4 m/s 2电动机启动时间合适。2.11 验算制动时间 制动时间：'2nd2 (Q G°)D0tzh =d C GD2 - (Q 2 0；-375(MzhMj)ih2m2951.9(49 0.98) 103 0.412=1.15 (1.5 26.8 7.4) (2 )2375 (290 -143)162 42 0.894=0.85s nd',电机满载下降转速，单位为r/min ；nd =

40、2n0 - nd =2 1000-951.9=1048.1r/minMzh=290N.m' M j =143N.mV 19 34平均制动减速器速度 azh = n-=. =0.37m/s2< a=0.4m/s 2tzh60 0.85 60所以制动时间也合适。2.12高速轴计算2.12.1 疲劳计算：轴受脉动扭转载荷，其等效扭矩：M1 =KMe =2 16.9=33.8kgf.m e式中：j 1等效系数，由表查得j 1=2； M e相应于季候工作类型的电动机额定力矩传至计算轴的力矩。NMe -975n1(25%)977=16.9kgf .m二 M1n W由上节选择联轴器中，已确定浮

41、动轴端直径d=45 mm. 因此扭转应力为：33.83 =185.4kgf.cm0.2 4.53许用扭转应力: oh1ni轴材料用 45 钢,0 b = 6000kgf / cm2, crs = 3550kgf/cm222q = 0.22<rb =1320kgf/cm . 7s = 0.6os = 2130kgf/cmK =kx km-考虑零件几何形状和零件表面状况的应力集中系数；kx-与零件几何形状有关，对于零件表面有急剧过度和开键槽及紧配合区段，kx=1.52.5;km -与零件表面加工光洁度有关，对于V5,km =1.151.2;对于'、. 3,km =1.25 1.35;

42、此处取 K=2 1.25=2.5h -考虑材料对应力循环不对称的敏感系数，对碳钢，低合金刚，取h=0.2.nI安全系数，查表得nI=1.6.因此丁贵二 f2故tn<tok通过。2.12.2 静强度计算：轴的最大扭矩：M2 = c2Mj = 2 179.07 = 35814kgf.m式中：久2-动力系数，由表查得,因轴的工作速度较高，取中c2M j按照额定起重量计算轴受静力矩，M j =179.07kgf .m最大扭转应力：.maxM 2358.143W 0.2 4.5=196.5kgf / cm2许用扭转应力：-2s 2130电 1.6二1331.25kgf/cm2式中：h -安全系数，

43、由表查得 h=1.6。tmax< tll 故合适.浮动轴的构造如图(4)所示：中间轴径 d1 = d + (5 10) = 45+ (5 10) = 50 55mm,Md1 = 55mm,浮动轴（4）（注：上图错了，浮动轴两端只能圆柱型轴）第3章小车运行机构计算3.1 确定机构传动方案经比较后，确定采用如图(5)所示的传动方案运行机构简图(5)3.2 选择车轮与轨道并验算其强度车轮的最大轮压：小车自重估计取为 Gxc=11300kgf假定轮压均布，有1 _ _1Pmax(Q Gxc)(1 1 30 03 2 0C)0=10825kgf4 4载荷率：QGxc3200011300=2.8&g

44、t;1.6式中：r=9cm轨顶弧形半径，由表查得。由表选择车轮：当运行速度60m/min, -Q-至2.8工作级别M5时，车轮直Gxc径D=400nim,轨道为38kgf/m轻轨的许用轮压为13.4t,故可用。1.1.1 疲劳计算：疲劳计算时的等效载荷：Qd = 2Q =1.1 32000 = 35200kgf式中中2 :效系数？ ？，由表查得1.1车轮的计算轮压：Pjmax =Q 2：Gxc =32000 1.1 11300 1 = 46500kgf根据点接触情况计算接触疲劳应力:jd= 40003 pK2 1)2 = 40003 46500( 21 )2 =27442.5kgf/cm240

45、 30. jD J ,、40 30对于车轮材料，由表查得接触许用应力仃jd =24000 30000kgf /cm2 ,因此, 仃jd <%,故疲劳计算通过。1.1.2 强度校核最大计算轮压：Pjmax =k2Pmax =1.0 17000 = 17000kgf。式中：k2冲击系数，由表第II类载荷当运行速度vW1m/sec时，k? = k = 1点接触时进行强度校核的接触应力:21 221 2d max2= 18509.4kgf/cm2=40冲jmax(67) =40呼500v9)车轮材料用ZG55-U 由表查得:9dmax =2000023000kgf/cm2 ,仃 dmax <

46、; 。d max 强度校合通过。3.3 运行阻力计算d.摩擦力矩： Mm=“Q Gxc)(k 口,)由表知Dc=400mm车轮的轴承型号为22213c调心滚子轴承，轴承内径和外 c径的平均值d=92.5mm；由表查得：滚动轴承摩擦系数 k=0.0006;轴承摩擦系数 N =0.015,附加阻力系数P =1.5。代入上式得：当满载时运行阻力矩：0.0925)2Mm (Q Gxc)(k -)= 1.5 (32000 11300) (0.0006 0.015=84 kgf .m运行摩擦阻力：Pm(Q£) = M2)=善=420kgf De /0.422当无载时运行阻力矩：Mm(Qf) =

47、Gc(k，)0.0925= 1.5 11300 (0.0006 0.015)=22运行摩擦阻力：Pm(Q<)=Mm(Q9 =八22 =110kgfDC 0.4C223.4 选电动机Pj, xc420 42.4电动机静功率：NJ =3.23kw102 60 m 102 60 0.9 1式中：Pj = Pm(Q=Q)满载运行时静阻力；m=1驱动电动机台数。初选电动机功率：N =kdNj =0.9 3.23 = 2.91 kw式中kd ,电动机功率增大系数，表查得kd =0.90查表选用电动机 YZR-160M 1-6, Ne=5.5kw ; n产1000r/min；(GD2)d =0.41k

48、gf.m2;电动机重量 Gd =153.5kg。3.5 验算电动机发热条件等效功率： Nx =k25 Nj =0.75 1.12 3.23 = 2.71 kw式中：k25-工作类型系数，由表查得0.75；¥-根据%' = 0.2 值查得 了=1.12。由此可知，Nx<此故初选电动机发热条件通过。3.6 选择减速器车轮转速：兀=皿 =42.4=33.8rpm二Dc 3.14 0.4机构传动比：i0 =凡=1000 = 29.59nc33.8查表选用ZSC600-V-1减速器：i0'=31.2 ； N重级=6.21 kw ,可见Nj < N重级，故初选电动机发

49、热条件通过。3.7 验算运行速度和实际所需功率实际运行速度：v'xc =Vxcy =42.4 至59 = 40.21m/mini'031.2误差：e = v晨 vxc =4。2142.4'1go% = 5.1% 0 15% 合适。 vxc42.4实际所需电动机静功率:v'N'j = N j _ vxcxc- 40.21 =3.23= 3.06kw < Ne o42.4故所选电动机和减速器均合适。3.8 验算起动条件起动时间：tq375(mMq -M j)2m,e(GD )1一 、一 2(Q ' Gxc)Dc2 i0式中：n1=1000r.p

50、.m；m=1(驱动电机台数)5.5Mq =1.5Me =1.5 975=8.04kgfmq1000当满载时运行静阻力矩:M j(Q =Q)M m(Q =Q)84i031.2 0.9=2.99kgf .m当无载时运行静阻力矩:M j(Q 6)M m(Q 6)22i031.3 0.9= 0.783kgf.m初步估算制动轮和联轴器的飞轮矩:2 _2(GD )z =0.38kgf.m机构总飞轮矩：_ 2_2_2_ 一_ _2c(GD )1 =c(GD )d (GD 川=1.15 (0.41 0.38) = 0.79kgf.m满载起动时间:x10000 ” (32000 11300) 0.4、，“tq(

51、Q:q) ,0.79 '2 = 4.59s375(8.04-2.99)31.22 0.9=4.59无载起动时间：tq (Q= 0) _2侬 (1 0 79 . 11300 0.4)375 (8.04-0.783)31.22 0.9=1.05s由表查得，当vxc=30-60m/min时，起动时间推荐值为 56sec tq > tq(Q= Q)故所选电动机满足季候快速起动要求。3.9 按起动工况校核减速器功率起动状况减速器传递的功率：一PdV'xcN =-102 60 m'式中：Pd = Pj Pg = PjVxcK 60tq(Q3420(3200011300 ) 4

52、0.211060442= 1076.5kgf计算载荷：m 运仃机构中同一级传动减速命的个数： m =1 ,因此=7.9 kw一 1076.5 40.21N =-102 60 0.9 1所选用减速器的N重级=6.21kw<N=7.9kw,如改大一号，则中心距将增大, 相差太大，考虑到减速器有定的过载能力，故不再改动。3.10 验算起动不打滑条件由于起重机系室内使用的，故坡度及风阻力矩均不计，故在无载起动时，主 动车轮上与轨道接触处的圆周切向力：Gxcx Vxc'2(1 吗)P+Pkg60tq(Qf)Dc21130040.21 .典1060 0.930.0925565 (0.0006

53、 0.015 2 ) 1.5 5650 0.00060.42=886.1kgf车轮与轨道粘着力:F(q6)=P1f =5 6 5 00.2 =1 1 3k0gf T(q)T(Q :Q)Gxc Q Vxc'xc j xcg60tq(Q=Q)P,(kJ-) : Rk2Dc2_ 11300 3200040.21= 1060 4.420.092521650 (0.0006 0.0152 ) 21650 0.00060.422=931.5kfg车轮与轨道粘着力：F（Qq）=Rf =21650X0.2=4330>T（q=q），故满载起动时不会打滑，因此所选电动机合适。3.11 选择制动器查得小车运行机构的制动时间tz=34sec,取tz=4s