【《桥式起重机小车运行机构设计计算》3600字】

桥式起重机小车运行机构设计计算目录TOC\o"1-3"\h\u27426桥式起重机小车运行机构设计计算 1264271.1小车运行机构设计说明 1144911.2小车运行机构设计简述 2262791.3小车运行机构设计计算 219838(1)确定方案 28442(2)对车轮及其轨道进行选择与校检 215790(3)运行阻力的计算 421637(4)电动机的选择 429145(5)减速器的选择 614914(6)制动器的选择 1028167(7)轴联轴器的选择 101.1小车运行机构设计说明桥式起重机小车的组成方式及其特征桥式起重机小车由小车起升机构，运行机构及小车架这三部分组合而成。此外，大部分的起重小车还具有一些安全防护设施。桥式起重小车的特征为：1)起重小车由起升机构，小车运行机构，小车架以及安全防护装置组成2)起重小车的起升机构和运行机构独立运行3)桥式起重小车的所有机构都采用滚轮轴承，在其转动的心轴上安装有卷筒和车轮。一般情况下，主动车轮安装在带有两个角形轴承箱的独立轴上，而从动车轮安装在带有两个角形轴承箱的转动心轴上。联轴器用于连接主动车轮与减速器的输出端。4)起升机构与运行机构均采用减速器式传动装置。采用一级开式齿轮的一般只有起重重量大，传动比高的小车。但是高速级的一般还是采用减速器传动。5)一般用反接制动来取代过去的制动方式。[3]。（2）小车运行机构运行机构全部采用闭式齿轮传动。四个车轮在小车车架四周，车轮的组成为带有角形轴承箱的部件。小车架的台面上安装有电动机。由于电动机的轴和车轮的轴不在一个水平面上，所以采用立式三级圆柱齿轮减速器，并且采用带浮动的半尺联轴器链接减速器输入轴和电动机轴，以及减速器的两个输出轴端与车轮轴。1.2小车运行机构设计简述表1.小车相关参数名称数据最大起升重量20吨梁跨度31500毫米起升速度1828米/分起升高度14米起重机运行速度8095米/分起升机构运行速度4045米/分估计小车重量Ac=65千牛；JC=25%;CZ=600;G=0.81.3小车运行机构设计计算(1)确定方案通过反复的分析与比较，最终选取了了如图1.1的方案，如图小车的运行方法为两轮驱动，利用三级圆柱齿轮减速器来完成。图1.1小车运行机构传动简图(2)对车轮及其轨道进行选择与校检1)选择车轮及轨道并验算其强度车轮的最大轮压：小车重量大约为Ac=65KN轮胎均布值，求得：=62KN（1.1）车轮最小轮压值，求得：=QUOTE1/4AC=14.5KN（1.2）线载荷率值为：=3.07>1.6（1.3）查表得，选出车轮：当小车的工作速度小于60米/分，工作的级别是M6，经计算出车轮直径为400毫米，轻轨轨道为38kgf/m的许用轮压为11.6吨[4]，所以可以采用。强度验算：分两种情况进行计算：车轮与轨道为线接触，车轮与轨道为点接触。车轮踏面疲劳计算载荷，算出载荷为：PCQUOTE=（2QUOTEPmax+QUOTE）/3(1.4)=（2×67.5+17.5）/3=50.83KN车轮材料为ZG340-640，QUOTE=340Mpa，QUOTE=640Mpaa.线接触局部挤压强度：QUOTEPC1=K1*L*C1*C2（1.5）=6.0×400×43.9×1.01×0.9=95.7KN式中,K1——许用线接触应力常数（N/mm2），经过表可知为K1QUOTE=6.0L——车轮与轨道有效接触长度，对于P18，L=b=43.9mmC1——转速系数，经过表可知为车轮转速NT===35.83r/min时,C1=1.01C2——工作级别，经过表可知，当为M6时，C2=0.9PC1>PC，所以可以通过。b.点接触局部挤压强度：PC2=K2·QUOTER2·C1·C2/m3（1.6）=0.132×QUOTE3002×1.08×0.9÷0.4433=131.82KN式中，K2——许用点接触应力常数（N/mm2），由表查得K2=0.132R——曲率半径，车轮与轨道曲率半径中的大值。车轮R1=D/2=400/2=200mm，轨道R2=300mm，故取R=300mmm——由R1QUOTE/R2比值所确定的系数，R1QUOTE/R2=200/300=0.67，由表查得m=0.443PC2>PCQUOTE，故通过。(3)运行阻力的计算1)摩擦阻力Fm：小车满载运行时的最大摩擦阻力：（1.7）=（20000+7000）×9.8×=4895.1N式中:Q——起升载荷（N）；G——起重机或者运行小车的自重载荷（N）；f——滚动摩擦系数（mm），由表查得f=0.6mm；——车轮轴承摩擦系数，由表查得=0.02；d——与轴承相配合处车轮轴的直径，d=125mm；D——车轮踏面直径，D=400mm；——附加摩擦阻力系数，由表查得=2；——摩擦阻力系数，初步计算时可按表查得=0.01。2)坡道阻力：QUOTE=（Q+G）sinɑ=（Q+G）（1.8）=（20000+7000）×9.8×0.001=264.60N式中：为坡度角，当其很小时计算中可用轨道坡度i代替i值与起重机类型有关，桥式起重机为0.0013)风阻力：室内不考虑QUOTE故起重机运行阻力：=Fm++=4895.10+264.6=5159.7N（1.9）(4)电动机的选择1)电动机的静功率：=（1.10）==4.29kw式中:——机构传动效率，取0.9——满载运行时的静阻力；m——驱动电动机台数m=1；2)电动机初选对于桥式起重机的小车运行机构可按下式初选电动机：P=·=1.15×4.29=4.94kw（1.11）式中，——电动机功率增大系数，=1.15。由表选用电动机YZR-160M1-6，额定功率5.5kw，额定转速930r/min，电动机质量153.5kg3)电动机过载能力校验运行机构电动机过载能力按下式进行校验=Pd（kw）（1.12）式中:——在基准接电持续率时的电动机额定功率（kw）；m——电动机台数，暂取一台；——电动机转矩的标么值，取1.7；——运行阻力(N),按式计算=5159.7Nv运行速度（m/s）v=0.75m/sQUOTE机构传动效率n电动机额定转速（r/min）机构初选启动时间，小车=5s计算Pd故满足电动机过载能力。4)验算电动机发热条件PS（1.13）式中：G运行机构稳态负载平均系数，查表取0.8风阻力，室内为零 ==5159.7Nv运行速度（m/s）v=0.75m/sQUOTE机构传动效率，取值0.87则PS=3.9kw计算故满足电动机发热要求(5)减速器的选择车轮转速：（1.14）机构传动比：（1.15）根据减速器的传动比，计算出实际的运行速度：查《机械设计课程设计手册》附表40选用ZSC-600-v-2减速器1)验算运行速度和实际所需功率实际运行速度：（1.16）误差：（1.17）所以合适。实际所需电动机静功率：。（1.18）故所选电动机和减速器均合适。2)验算起动时间a.起动时间：tq=（1.19）式中：n1电动机额定转速（r/min）n1=930r/min；m--驱动电动机台数m=1；Mq=1.5Me=1.5Me——JC25%时电动机额定扭矩：Me=9550b.满载运行时的静阻力矩：Mj(Q=Q)=（1.20）式中：c.当满载时运行阻力矩：（1.21）==570.5d.空载时的运行阻力矩：Mj(Q=0)=（1.22）式中：e.当无载时运行阻力矩：=（1.23）=190.2f.初步估算高速轴上联轴器的飞轮转矩：（1.24）g.机构总飞轮矩（高速轴）：=1.15（0.142+0.26）=0.486kgf·m（1.25）h.故满载起动时间：tq(Q=Q)=（1.26）=3.98si.空载起动时间：tq(Q=0)=[（1.27）由表查得，故所选电动机能满足快速起动的要求.3)按起动工况校核减速器功率起动工况下校核减速器功率：Pj=（1.28）式中：m——运行机构中同一传动减速器的个数，m=1v运行速度（m/s）QUOTE运行机构的传动效率，QUOTE=0.87Fj运行静阻力（N），Fj=5159.7NFg运行启动时的惯性力（N）（1.29）QUOTE=1.1-1.3，考虑机构中旋转质量的惯性力增大系数因此N=（1.30）所选用减速器的N<,故减速器合适。4)验算起动不打滑条件由于起重机是在室内使用，故坡度阻力及风阻力均不予考虑。以下按二种工况进行验算a.启动时按下式验算：（1.31）故得：10130.734≥9839.18b.制动时按下式验算：（1.32）故得：10127.18≥7105.856式中：QUOTE粘着系数，室内工作起重机取0.15；K粘着安全系数，可取K=1.05-1.2；QUOTE轴承摩擦系数，查表取0.015；d轴承内径（mm）d=125mm；D车轮踏面直径（mm），D=400mm；QUOTERmax驱动轮最大轮压（N），QUOTERmax=67500N；Tmq打滑一侧电动机的平均启动转矩（N·m）；故Tmq=9550·=9550×≈56.47N·mk及其他传动件飞轮矩影响的系数k=1.1-1.2；J1电动机转子转动惯量（kg·㎡）J1QUOTE=0.12J2电动机轴上带制动联轴器的转动惯量（kg·㎡）J2=0.41a起动机平均加速度（m/QUOTE）aq(Q=Q)=Tz打滑一侧的制动器的制动转矩（N·m），QUOTE=29.63N·m；az制动平均减速度（m/QUOTE）a2=v/QUOTEtz=0.147故满载起动时不会打滑，因此所选电动机合适。(6)制动器的选择满载、顺风和下坡时制动转矩:（1.33）=-28.56N·m式中Fp坡道阻力，Fp=294N；风阻力，室内=0N；Fm1满载运行时最小摩擦阻力，Fm1=2501.6Nm1制动器个数，m1=m=1tz制动时间，参考表查的1.5s；由表选用，其制动转矩考虑到所取制动时间与起动时间很接近，并验算了起动不打滑条件，故略去制动不打滑条件的验算。(7)轴联轴器的选择1)选择高速轴联轴器机构高速轴上全齿联轴器的计算扭矩：（1.34）式中Tn——电动额定转矩；n——联轴器的安全系数，运行机构n=1.35；——机构刚性动载系数，=1.2～1.0，取=1.8；由表查电动机YZR-160M1-6两端伸出轴各为圆柱d=48mm，=110mm。由表查ZSZ-600减速器高速轴端为圆柱形=35mm，=55mm。故表选鼓形齿式联轴器，主动端A型键槽=48mm，L=112mm；从动端A型键槽=35mm，L=82mm[5]。标记为：CL2联轴器JB/ZQ4218-86。其公称转矩＞=56.48N·m，飞轮矩=0.05kg·，质量=11.5kg高速轴端制动轮：根据制动器已选定为，由表选制动轮直径=200mm，圆柱形轴孔d=38mm，L=80mm，标记为：制动轮200-Y38JB/ZQ4389-86[6]，其飞轮矩=，质量=10kg以上联轴器与制动轮飞轮矩之和：+=,原估计基本相符，故以上计算不需修改2)低速轴联轴器计算转矩:（1.35）=3259.74N·m由表查得ZSC-600减速器低速轴端为圆柱形d=80mm，L=115mm，取浮动轴装联轴器轴径d=80mm，L=115mm，由故表选用两个CL鼓形齿式联轴器。其主动端：Y型轴孔A型键槽，=80mm。从动端：Y型轴孔，A型键槽，=75m，L=142mm[6]，标记为:CL5联轴器JB/ZQ4218-86由前已选定车轮直径=400mm，由表参考车轮组，取车轮轴安装联轴器处直径d=80mm，L=115mm，同样选用两个CL鼓形齿式联轴器。其主动轴端：Y型轴孔，A型键槽=75m，L=142mm，从动端：Y型轴孔，A型键槽=80mm，L=132mm[6]标记为：CL5联轴器JB/ZQ4218-863)验算低速浮动轴强度a.疲劳计算低速浮动轴的等效扭矩：（1.36）式中：等效系数，由表查得；由上节已取浮动轴端直径d=70mm.其扭转应力:（1.37）浮动轴的载荷变化为对称循环（因运行机构正反转转矩值相同），材料仍选用45钢，由起升机构高速浮动轴计算，得.许用扭转应力：（1.38）式中:——与起升机构浮动轴计算相同因为＜故疲劳验算通过。b.静强