橋式起重機計算說明書(完成)

1、 摘要此設(shè)計是對室內(nèi)橋式起重機開式傳動提升型結(jié)構(gòu)選型與計算的設(shè)計。橋式起重機用來提升和平移物體。橋式起重機主要由起升機構(gòu)、小車運行機構(gòu)、小車架和一些安全防護措施組成，橋架橫跨車間兩側(cè)的軌道上，小車在橋架橫梁上的軌道上沿著橫梁運動，吊鉤可到達車間的每一個角落，實現(xiàn)物體的提升和平移。橋式起重機，具有適應(yīng)范圍廣，提升重量范圍大，操作簡單，安裝拆卸方便等優(yōu)點，廣泛用于工廠生產(chǎn)和港口物流搬運中。隨著機械行業(yè)和現(xiàn)代物流業(yè)的發(fā)展，人們對起重機的要求也越來越高，這就對起重機的設(shè)計提出了更高的要求，起重機能否順利有效的運行，取決于它的各個主要部分的好壞及其性能穩(wěn)定性的高低，所以說橋式起重機的優(yōu)化設(shè)計意義深遠。該

2、橋式起重機的起重量為10噸，跨度為13米，起升高度為12米，起升速度為8米/分，小車運行速度為30米/分，橋架橫梁運行速度為80米/分。機械部分主要由小車架、卷筒、吊鉤、橋架橫梁和操縱室等構(gòu)成。橋式起重機可實現(xiàn)升降、平移兩種工作模式，本設(shè)計中根據(jù)起重量、起升速度和運行速度計算出電機功率、減速器、卷筒及各聯(lián)軸器型號，并以此依據(jù)來選型，綜合考慮多方面的因素，根據(jù)橋式起重機工作環(huán)境設(shè)計了起重機的安全保護措施，例如：在起重機的起動和運行過程中首先考慮到對制動的保護；以及對運動位置的限位保護等；同時各個系統(tǒng)有相應(yīng)的安全保護措施來保證起重機安全可靠運行。 關(guān)鍵詞：起重機；橋式起重機；小車；卷筒Abstra

3、ctThis is designed for indoor bridge crane - open-drive upgrade structure selection and calculation of the design. Bridge crane used to upgrade and translation objects. From the main bridge crane lifting bodies, car running, trailers and some small measure of security, across the bridge on both side

4、s of the Workshop on track, the car in the bridge beams on the track of movement along the beams, Hook can reach every corner of the workshop, to achieve the objects and enhance pan. Bridge crane, to a wide range of upgrading the weight of the large, simple, easy to install demolition of the advanta

5、ges of widely used in factory production and handling in the port logistics. With the machinery industry and the development of modern logistics industry, one of the cranes rising demand, which the design of the crane has put forward higher requirements, the crane can smooth and effective operation,

6、 it depends on the major part of the Good or bad performance and the level of stability, so that optimal design of the bridge crane far-reaching significance. The bridge crane from the weight of 10 tons, have a span of 13meters, up from the height of 12 meters, lifting speed of 8 m / min, the car ru

7、nning at 30 m / min, the bridge beams running at 80 m / min. Some of the major machinery from small trailers, reel, hook, bridge beams and manipulation, such as a room. Bridge crane movements can be realized, the translation work of the two models, in accordance with the design from weight lifting a

8、nd running speed to the velocity of the electrical power, reducer, reel and coupling models, and as a basis for selection, Considered various factors, the working environment under the bridge crane designed crane safety protection measures, such as: cranes in the process of starting and running to f

9、irst consider the protection of the brake, and the location of the movement limit protection At the same time the system has the appropriate security measures to ensure safe and reliable operation of a crane. KeyWords：Crane, bridge, crane ,car roll目錄摘要IAbstractII1 緒論12 小車起升機構(gòu)計算32.1確定起升機構(gòu)傳動方案，選擇滑輪組和吊

10、鉤組32.2 選擇鋼絲繩32.3 確定滑輪主要尺寸42.4 確定卷筒尺寸并驗算強度42.5 選擇電動機62.6 驗算電動機發(fā)熱條件62.7 選擇減速器62.8 驗算起升速度和實際所需功率72.9 校核減速器輸出軸強度72.10 選擇制動器82.11 選擇聯(lián)軸器82.12 驗算起動時間92.13 驗算制動時間92.14 高速浮動軸計算103 小車運行機構(gòu)計算123.1確定機構(gòu)傳動方案123.2 選擇車輪與軌道并驗算其強度123.3 運行阻力計算133.4 選電動機143.5 驗算電動機發(fā)熱條件143.6 選擇減速器153.7 驗算運行速度和實際所需功率153.8 驗算起動時間153.9 按起動工

11、況校核減速器功率163.10 驗算起動不打滑條件173.11 選擇制動器173.12 選擇高速軸聯(lián)軸器及制動輪183.13 選擇低速軸聯(lián)軸器193.14 驗算低速浮動軸強度194 大車運行機構(gòu)計算214.1確定傳動機構(gòu)方案214.2選擇車輪與軌道，并驗算其強度214.3 運行阻力計算224.4 選擇電動機234.5 驗算電動機發(fā)熱條件244.6 選擇減速器244.7 驗算運行速度和實際所需功率244.8 驗算起動時間254.9 起動工況下校核減速器功率254.10 驗算起動不打滑條件264.11 選擇制動器274.12 選擇聯(lián)軸器284.13 算低速浮動軸強度295 卷筒部件計算315.1卷筒

12、心軸計算315.2 選擇軸承325.3 繩端固定裝置計算336 吊鉤裝置的計算366.1確定吊鉤裝置構(gòu)造方案366.2 選擇并驗算吊鉤366.3 確定吊鉤螺母尺寸386.4 止推軸承的選擇386.5 吊鉤橫軸的計算386.6 滑輪軸的計算396.7 拉板的強度驗算406.8 滑輪軸承的選擇42結(jié) 論43參考文獻44致 謝451 緒論橋式起重機是橋架在高架軌道上運行的一種橋架型起重機，又稱天車。橋式起重機一般由起重小車、橋架運行機構(gòu)、橋架金屬結(jié)構(gòu)組成。起重小車又由起升機構(gòu)、小車運行機構(gòu)和小車架三部分組成。起升機構(gòu)包括電動機、制動器、減速器、卷筒和滑輪組。電動機通過減速器，帶動卷筒轉(zhuǎn)動，使鋼絲繩繞

13、上卷筒或從卷筒放下，以升降重物。小車架是支托和安裝起升機構(gòu)和小車運行機構(gòu)等部件的機架，通常為焊接結(jié)構(gòu)。橋式起重機的橋架沿鋪設(shè)在兩側(cè)高架上的軌道縱向運行，起重小車沿鋪設(shè)在橋架上的軌道橫向運行，構(gòu)成一矩形的工作范圍，就可以充分利用橋架下面的空間吊運物料，不受地面設(shè)備的阻礙。橋式起重機廣泛地應(yīng)用在室內(nèi)外倉庫、廠房、碼頭和露天貯料場等處。橋式起重機的基本任務(wù)是垂直升降重物，并可兼使重物作短距離的水平移動，以滿足重物裝卸、轉(zhuǎn)載、安裝等作業(yè)的要求。橋式起重機是現(xiàn)在應(yīng)用場所非常廣泛的一種通用起重運輸機械。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴大和自動化程度的提高，起重機在現(xiàn)代化生產(chǎn)過程中應(yīng)用越來越廣，

14、作用愈來愈大，對起重機的要求也越來越高。尤其是計算機技術(shù)的廣泛應(yīng)用，許多跨學(xué)科的先進設(shè)計方法出現(xiàn)，這些都促使起重機的技術(shù)進入嶄新的發(fā)展階段。起重機械運用廣泛，在現(xiàn)代工業(yè)中現(xiàn)代工業(yè)不僅對起重機的安全和高效提出越來越多的要求，而且隨著自動化控制以及計算機管理系統(tǒng)的日益廣泛，起重機從單一的搬運工具逐步演變成自動化、柔性化生產(chǎn)中的重要組成部分?，F(xiàn)今電子技術(shù)以及先進加工技術(shù)運用廣泛，計算機輔助設(shè)計更是的提高了設(shè)計師們的工作效率。如何結(jié)合新技術(shù)并運用到起重機中，讓整個起重系統(tǒng)更安全、更高效、應(yīng)用更廣泛將是設(shè)計師的工作重點。起重機械不僅可以作為輔助的生產(chǎn)設(shè)備，完成原料、半成品、產(chǎn)品的裝卸、搬運，進行機電設(shè)備

15、的安裝、維修，而且它也是一些生產(chǎn)過程工藝操作中的必須設(shè)備，例如鋼鐵冶金生產(chǎn)中的各個環(huán)節(jié)，從爐料準(zhǔn)備、加料到煉好的鋼水澆鑄成錠以及脫模取錠等。又例如原子能工業(yè)中的一些工藝操作等人所難達到之處，沒有起重機械，簡直無法生產(chǎn)。據(jù)統(tǒng)計，在我國冶金、煤炭部門的機械設(shè)備總臺數(shù)或總重中，起重運輸機械約占2565。起重機械與運輸機械發(fā)展到現(xiàn)在，已經(jīng)成為合理組織成批大量生產(chǎn)和機械化流水作業(yè)的基礎(chǔ)，是現(xiàn)代化生產(chǎn)的重要標(biāo)志之一。在我國四個現(xiàn)代化的發(fā)展和各個工業(yè)部門機械化水平、勞動生產(chǎn)率的提高中，起重機必將發(fā)揮更大的作用。隨著起重機的高速化和大型化，還需進一步深入開展對起重機載荷變化規(guī)律、動態(tài)特性和疲勞特性的研究。進一

16、步開展對起重機整機及零部件的可靠性試驗研究，提供起重機新的設(shè)計方法和數(shù)據(jù)。極限狀態(tài)設(shè)計、優(yōu)化設(shè)計、可靠性設(shè)計、有限元法、模塊化設(shè)計、反求工程設(shè)計、疲勞設(shè)計和健壯設(shè)計會更深入全面地得到應(yīng)用。結(jié)構(gòu)方面采用薄壁型材和異型鋼，減少結(jié)構(gòu)的拼接焊縫，提高抗疲勞性能。采用各種高強度低合金鋼新材料，提高承載能力，改善受力條件，減輕自重和增加外形美觀。橋式類型起重機橋架大多采用箱形四梁結(jié)構(gòu)，主梁與端梁采用高強度螺栓聯(lián)接，便于加工、運輸與安裝。在機構(gòu)方面進一步開發(fā)新型傳動零部件，簡化機構(gòu)?！叭弦弧边\行機構(gòu)由于結(jié)構(gòu)緊湊。拆裝方便、調(diào)整簡單并運行平穩(wěn)，將成為起重機運行機構(gòu)的主流，減速器殼體、卷筒及滑輪等的制造都以焊

17、代鑄，能減輕自重、增加承載能力和改善加工制造條件。減速器齒輪采用硬齒面，以減小體積，提高承載能力，增加使用壽命。在電控方面開發(fā)性能好、成本低、可靠性高的調(diào)速系統(tǒng)和屯控系統(tǒng)，發(fā)展半自動和全自動操縱。采用機、電、儀、液一體化技術(shù)，提高使用性能和可靠性，增加起重機的功能。有專家指出，未來的起重機驅(qū)動技術(shù)，由于變頻調(diào)速系統(tǒng)越來越多地得到應(yīng)用，交流鼠籠電動機將會重新受到重視并被廣泛采用。今后會更加注重起重機的安全性，研制新型安全保護裝置和故障自動顯示裝置，并重視司機工作條件的改善。在本設(shè)計之前,通過學(xué)習(xí)機械制圖,理力,材力,機械原理和機械零件及其課程設(shè)計等課程內(nèi)容,學(xué)生基本上掌握一般機器零部件的設(shè)計方法

18、;同時對橋式起重機,龍門起重機和旋轉(zhuǎn)起重機等典型起重機的構(gòu)造型式,工作原理和機構(gòu)計算等也有了初步的了解.本課程設(shè)計的目的是綜合運用以前學(xué)過的基礎(chǔ)理論知識,對整體起重機的主要部分進行設(shè)計,學(xué)習(xí)設(shè)計方法,熟悉零件的工藝性,機器裝配和安全技術(shù)等方面的知識,培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。2 小車起升機構(gòu)計算2.1確定起升機構(gòu)傳動方案，選擇滑輪組和吊鉤組按照布置宜緊湊的原則，決定采用如圖的傳動方案，采用了雙聯(lián)滑輪組。根據(jù)所規(guī)定的起重量Q為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列：8，10，12.5，16t，故選用為起重量進行計算。由于滑輪組倍率：，因而承載繩分支數(shù)為：圖1 起升機構(gòu)計算簡圖查附表8選圖號為G15吊鉤組，得其自重；兩動滑

19、輪間距2.2 選擇鋼絲繩若滑輪組采用滾動軸承，當(dāng)查1中表2-1得滑輪組效率：鋼絲繩所受最大拉力：查1中表2-4得中級工作類型時，安全系數(shù)。鋼絲繩的計算鋼絲破斷拉力總和:查附表1選用瓦林吞型鋼芯鋼絲繩，鋼絲公稱抗拉強度,光面鋼絲，右交互捻，直徑d = 14mm，其鋼絲最小破斷拉力，標(biāo)記如下：鋼絲繩 2.3 確定滑輪主要尺寸滑輪的許用最小直徑：式中系數(shù) 由1中表2-4查得。由附表2中選用滑輪直徑，取平衡滑輪直徑，由附表2選用?；喌睦K槽部分尺寸可由附表3查得。由附表4選用鋼繩直徑，滑輪直徑的型滑輪標(biāo)記為：滑輪 ZB J80 006.8-87由附表5平衡滑輪選用，滑輪軸直徑的F型滑輪標(biāo)記為：滑輪 Z

20、B J80 006.9-872.4 確定卷筒尺寸并驗算強度卷筒直徑：由附表13選用。卷筒繩槽尺寸由3附表14-8查得槽距，槽底半徑。卷筒尺寸：取式中 附加安全系數(shù)，??； 卷筒不切槽部分長度，取其等于吊鉤組動滑輪的間距，即，實際長度在繩偏斜角允許范圍內(nèi)可以適當(dāng)增減； 卷筒的計算直徑。卷筒壁厚：取。卷筒壁的壓應(yīng)力驗算：選用灰鑄鐵HT200，最小抗拉強度，許用壓應(yīng)力：y= 故抗壓強度足夠卷筒拉應(yīng)力驗算：由于卷筒的長度，尚應(yīng)校驗由彎矩產(chǎn)生的拉應(yīng)力圖2 卷筒彎矩圖卷筒的最大彎矩發(fā)生在鋼絲繩位于卷筒中央時：卷筒斷面系數(shù)：式中 卷筒外徑，??；卷筒內(nèi)徑，取于是合成應(yīng)力：式中許用拉應(yīng)力： 卷筒強度驗算通過。故選

21、定卷筒直徑，長度；卷筒槽形的槽底半徑，槽距；起升高度，倍率；靠近減速器一端的卷筒槽向為左的A型卷筒，標(biāo)記為：卷筒 左 ZB J80 007.2-872.5 選擇電動機計算靜功率：式中 機構(gòu)總效率，一般，取電動機的計算功率：式中 系數(shù)由1中表6-1查得，對于中級起重機，,取查附表30選用電動機JZR2-42-8其， ，電動機質(zhì)量2.6 驗算電動機發(fā)熱條件按照等效功率法求得：當(dāng)JC%=25時所需的等效功率：式中 工作級別系數(shù)，查1中表6-4，（中級）； 系數(shù)，根據(jù)機構(gòu)平均起動時間平均工作時間的比值（）值查得。由1表6-3，一般起升機構(gòu)，取，由1圖6-6查得 由以上計算結(jié)果 可知，故選電動機能滿足發(fā)

22、熱條件， 電動機發(fā)熱計算通過。2.7 選擇減速器卷筒轉(zhuǎn)速：減速器總傳動比：查附表35選ZQ-500-3CA減速器，當(dāng)中級工作類型時，許用功率，;自重，輸入軸直徑，軸端長（錐形）。2.8 驗算起升速度和實際所需功率實際起升速度：誤差：實際所需等效功率：2.9 校核減速器輸出軸強度由1中公式（6-16）得輸出軸最大徑向力：式中 卷筒上卷繞鋼絲繩引起的載荷； 卷筒及軸自重，參考附表14估計； ZQ-500減速器輸出軸端最大容許徑向載荷，由附表40查得。因此 由1中公式（6-17）得輸出軸最大扭矩：式中 電動機的額定力矩； 當(dāng)JC5=25時電動機最大力矩倍數(shù)；減速器傳動效率。 減速器輸出軸最大容許轉(zhuǎn)矩

23、，由附表36查得。因此, 由以上計算可知所選減速器能滿足要求2.10 選擇制動器所需靜制動力矩：式中 制動安全系數(shù)，由1查得。由附表15選用制動器，其額定制動力矩；制動輪直徑；制動器重量2.11 選擇聯(lián)軸器高速軸聯(lián)軸器計算轉(zhuǎn)矩，由1（6-26）式： 式中 電動機額定轉(zhuǎn)矩（前節(jié)求出）； 聯(lián)軸器安全系數(shù)； 剛性動載系數(shù)，一般。由附表31查得電動機JZR2-42-8電動機軸端為圓錐形，。由附表34查ZQ-500減速器高速軸端為圓錐形， 靠電動機軸端聯(lián)軸器 由附表43選用半聯(lián)軸器，其圖號為S139，最大容許轉(zhuǎn)矩3150值，飛輪力矩，。浮動軸的兩軸端為圓柱形 ,靠減速器軸端聯(lián)軸器 由附表45選用帶制動輪

24、的半齒聯(lián)軸器，其圖號為S124，最大容許轉(zhuǎn)矩3150，飛輪力矩，質(zhì)量。為與制動器相適應(yīng)，將S124聯(lián)軸器所帶制動輪，修改為應(yīng)用。2.12 驗算起動時間起動時間：式中： 靜阻力距：平均起動力矩：因此， 通常起升機構(gòu)起動時間，故所選電動機合適。2.13 驗算制動時間制動時間：式中 查1表6-6當(dāng)，。，故合適2.14 高速浮動軸計算（1）疲勞計算 由2起升機構(gòu)疲勞計算基本載荷式中 動載系數(shù), ；起升載荷動載系數(shù)，（物品起升或下降制動的動載效應(yīng)），由前節(jié)已選定軸徑，因此扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：軸材料用45號鋼,，彎曲： 扭轉(zhuǎn): ,軸受脈動循環(huán)的許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：考慮零件幾何形狀和零件表面狀況的應(yīng)力集中系數(shù)； 與零件幾何

25、形狀有關(guān),對于零件表面有急劇過渡和開有鍵槽及緊配合區(qū)段, ； 與零件表面加工光潔度有關(guān)，對于5，=；對于10，=；此處 考慮材料對應(yīng)力不對稱的敏感系數(shù)，對碳鋼，低合金鋼=0.2 安全系數(shù)，查表2-21得=1.25。因此 故 通過 （2）強度驗算 軸所受最大轉(zhuǎn)距：最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：式中 安全系數(shù)， =1.5 故通過浮動軸的構(gòu)造如圖所示，中間軸徑，取圖3 高速浮動軸構(gòu)造圖3 小車運行機構(gòu)計算3.1確定機構(gòu)傳動方案經(jīng)比較后，確定采用如下圖所示的傳動方案圖4 小車運行機構(gòu)傳動簡圖3.2 選擇車輪與軌道并驗算其強度小車質(zhì)量估計取。假定輪壓均布車輪最大輪壓：車輪最小輪壓：初選車輪：由附表17可知

26、，當(dāng)運行速度<60m/min時，工作級別為中級時，車輪直徑Dc=350mm，軌道型號為18kg/m(P18)的許用輪壓為3.49t=3.5t。根據(jù)GB4628-84規(guī)定，直徑系列為250，315，400，500，630mm，故初步選定車輪直徑。而后校核強度強度驗算：按車輪與軌道為線接觸及點接觸兩種情況驗算車輪接觸強度。車輪踏面疲勞計算載荷：車輪材料：取ZG340640，線接觸局部擠壓強度：式中 許用線接觸應(yīng)力常數(shù)（），由1表5-2查得； L車輪與軌道有效接觸強度，對于軌道P18（由附表22），； 轉(zhuǎn)速系數(shù)，由1表5-3，車輪轉(zhuǎn)速時，=1.02；工作級別系數(shù)，由1表5-4，當(dāng)為級時。 故通

27、過點接觸局部擠壓強度：式中 許用點接觸應(yīng)力常數(shù)（），由1表5-2查得； 曲率半徑，車輪與軌道曲率半徑中的大值，車軌道曲率半徑；故取R=157.5； 由比值（r為中的小值）所確定的系數(shù)， ，由1表5-5查得 故通過根據(jù)以上計算結(jié)果，選定直徑的單輪緣車輪，標(biāo)記為： 車輪 DYL315 GB4628-843.3 運行阻力計算摩擦阻力矩：查附表19，由mm車輪組的軸承型號為7518，據(jù)此選車輪組軸承亦為7518.軸承內(nèi)徑和外徑的平均值。由1表7-17-3查得滾動摩擦系數(shù)k=0.0005,軸承摩擦系數(shù)，附加阻力系數(shù)，代入上式得滿載時運行阻力矩：運行摩擦阻力：當(dāng)無載時：3.4 選電動機電動機靜功率：式中

28、滿載時靜阻力；機構(gòu)傳動效率；驅(qū)動電動機臺數(shù)。初選電動機功率：式中 電動機功率增大系數(shù)，由1中表7-6查得，由附表30選用電動機JZR2-12-6，Ne=3.5kw，n1=910r/min，3.5 驗算電動機發(fā)熱條件等效功率：式中 工作級別系數(shù)，由1查得，當(dāng)JC=25%時，； 由1表6-5查得,查圖6-6得。，故所選電動機發(fā)熱條件通過。3.6 選擇減速器車輪轉(zhuǎn)速： 機構(gòu)傳動比：查附表40選用ZSC-600-VI-2減速器:;(當(dāng)輸入軸轉(zhuǎn)速為1000r/min時)，3.7 驗算運行速度和實際所需功率實際運行速度： 誤差： 合適 實際所需電動機等效功率： 故合適3.8 驗算起動時間起動時間：式中 驅(qū)

29、動電動機臺數(shù)；滿載運行時折算到電動機軸上的運行靜阻力矩：空載運行時折算到電動機軸上的運行靜阻力矩：初步估算制動輪和聯(lián)軸器的飛輪矩：機構(gòu)總飛輪矩： 滿載起動時間： 無載起動時間：由1表7-6查得，當(dāng)vc=30m/min時，推薦值為，故所選電動機能滿足快速起動要求。3.9 按起動工況校核減速器功率起動狀況減速器傳遞的功率：式中為計算載荷；運行機構(gòu)中同一級傳動的減速器個數(shù)，。所用減速器的N中級，合適3.10 驗算起動不打滑條件因室內(nèi)使用，故不計風(fēng)阻及坡度阻力矩，只驗算空載及滿載起動時兩種工況。空載起動時，主動車輪與軌道接觸處的圓周切向力： 車輪與軌道的粘著力：，故可能打滑。解決辦法是在空載起動時增大

30、起動電阻，延長起動時間。滿載起動時，主動車輪與軌道接觸處的圓周切向力： 車輪與軌道的粘著力：故滿載起動時不會打滑，因此所選電動機合適。3.11 選擇制動器由1查得，對于小車運行機構(gòu)的制動時間。取，因此，所需制動轉(zhuǎn)矩： =由附表15選用，其制動轉(zhuǎn)矩考慮到所需制動時間與起動時間很接近，故略去制動不打滑條件驗算3.12 選擇高速軸聯(lián)軸器及制動輪高速軸聯(lián)軸器計算轉(zhuǎn)矩，由1(6-26)式：式中 電動機額定轉(zhuǎn)矩； 聯(lián)軸器的安全系數(shù)，運行機構(gòu)； 機構(gòu)剛性動載系數(shù)，取。由附表31查得電動機JZR2-12-6兩端伸出軸各為圓柱形，。由表37查ZSC-600減速器高速軸端為圓柱形。故此附表41選GICL鼓形齒式聯(lián)

31、軸器，主動端A型鍵槽；從動端A型鍵槽。標(biāo)記為GICL1聯(lián)軸器 J19013-89其公稱轉(zhuǎn)矩，飛輪矩，。高速軸端制動輪：根據(jù)制動器已選定為，由附表16選制動輪直徑，圓柱形軸孔。標(biāo)記為制動輪200-Y35 JB/ZQ4389-86其飛輪矩，質(zhì)量。以上聯(lián)軸器與制動輪飛輪矩之和：與原估計基本相符，故以上計算不需修改。3.13 選擇低速軸聯(lián)軸器低速軸聯(lián)軸器計算轉(zhuǎn)距，可由前節(jié)的計算轉(zhuǎn)矩求出：由附表37查得ZSC-600減速器低速軸端為圓柱形，取浮動軸裝聯(lián)軸器軸徑，由附表42選用兩個鼓形齒式聯(lián)軸器。其主動端：Y形軸孔A型鍵槽，。從動端：Y型軸孔，A型鍵槽，標(biāo)記為：聯(lián)軸器ZBJ19014-89由前節(jié)已選定車輪

32、直徑，由表19參考車輪組，取車輪軸安裝聯(lián)軸器處直徑，同樣選用兩個鼓形齒式聯(lián)軸器。其主動端：Y形軸孔，A型鍵槽，從動端：Y型軸孔，A型鍵槽，標(biāo)記為：聯(lián)軸器ZBJ19014-893.14 驗算低速浮動軸強度（1）疲勞驗算 由2運行機構(gòu)疲勞計算基本載荷： 由前節(jié)已選定浮動軸端直徑，其扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：浮動軸的載荷變化為對稱循環(huán)（因運行機構(gòu)正反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩值相同），材料仍選用45鋼，由起升機構(gòu)高速浮動軸計算，得，許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：式中： ，與起升機構(gòu)浮動軸計算相同 通過 （2）強度驗算 由2運行機構(gòu)工作最大載荷：式中 考慮彈性振動的力矩增大系數(shù)，對突然起動的機構(gòu)，此處取1.6；剛性動載系數(shù)，取1.8。 最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：

33、許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力: 故通過浮動軸直徑：，取4 大車運行機構(gòu)計算4.1確定傳動機構(gòu)方案跨度為中等跨度，為減輕重量，決定采用本書圖的傳動方案4.2選擇車輪與軌道，并驗算其強度按照如圖所示的重量分布，計算大車車輪的最大輪壓和最小輪壓圖5 輪壓計算圖滿載時，最大輪壓： 空載時，最大輪壓：空載時，最小輪壓：車輪踏面疲勞計算載荷：車輪材料：采用（調(diào)質(zhì)），由附表18選擇車輪直徑，由 1表5-1查得軌道型號為P38（鐵路軌道）或Qu70（起重機專用軌道）按車輪與軌道為線接觸及點接觸兩種情況驗算車輪接觸強度點接觸局部擠壓強度驗算： 式中 許用點接觸應(yīng)力常數(shù)（），由1表5-2查得=0.181； 曲率半徑，由車輪與軌道

34、曲率兩者曲率半徑中取大值，取Qu70軌道的曲率半徑為； 由比值（r為中的小值）所確定的系數(shù)，由1表5-5查得m=0.46；轉(zhuǎn)速系數(shù)，由1表5-3，車輪轉(zhuǎn)速時，；工作級別系數(shù)，由1表5-4查得，當(dāng)級時，1，故驗算通過 線接觸局部擠壓強度驗算： 式中 許用線接觸應(yīng)力常數(shù)（），由1表5-2查得=6.6； 車輪與軌道的有效接觸長度，P38軌道的，而Qu70軌道的，按后者計算； 車輪直徑；，同前，故驗算通過4.3 運行阻力計算摩擦總阻力矩： 查3查得車輪的軸承型號為7520，軸承內(nèi)徑和外徑的平均值。由1表7-17-3查得：滾動摩擦系數(shù),軸承摩擦系數(shù)，附加阻力系數(shù)，代入上式得：當(dāng)滿載時的運行阻力矩：運行摩

35、擦阻力：當(dāng)無載時：4.4 選擇電動機電動機靜功率： 式中 滿載運行時的靜阻力；5機構(gòu)傳動效率；m=2驅(qū)動電動機臺數(shù)。初選電動機功率： 式中 電動機功率增大系數(shù)，由1中表7-6查得，由附表30選用電動機JZR2-21-6，Ne=5.0kw，n1=930r/min， 4.5 驗算電動機發(fā)熱條件等效功率： 式中 工作級別系數(shù)，由1查得，當(dāng)JC=25%時，； 由1按起重機工作場所得,查得。由此可知，故所選電動機發(fā)熱條件通過4.6 選擇減速器車輪轉(zhuǎn)速： 機構(gòu)傳動比： 查附表35，選用兩臺減速器:;(當(dāng)輸入軸轉(zhuǎn)速為1000r/min時)，可見4.7 驗算運行速度和實際所需功率實際運行速度： 誤差： 實際所

36、需電動機靜功率： 故所選電動機和減速器均合適4.8 驗算起動時間起動時間： 式中 驅(qū)動電動機臺數(shù)； 滿載運行時的靜阻力矩： 空載運行時的靜阻力矩： 初步估算高速軸上制動輪和聯(lián)軸器的飛輪矩： 機構(gòu)總飛輪矩（高速軸）： 滿載起動時間： 無載起動時間： 由2知，起動時間在允許范圍（8-10s）之內(nèi)，故合適4.9 起動工況下校核減速器功率 式中運行機構(gòu)中同一級傳動的減速器個數(shù)，。因此， 所選用減速器的，所以合適4.10 驗算起動不打滑條件由于起重機是在室內(nèi)使用，故坡度阻力及風(fēng)阻力均不予考慮。以下按三種工況進行驗算1）二臺電動機空載時同時起動：式中 主動輪輪壓和；從動輪輪壓和；室內(nèi)工作的粘著系數(shù)；防止打

37、滑的安全系數(shù)，故兩臺電動機空載起動不會打滑2）事故狀態(tài)：當(dāng)只有一個驅(qū)動裝置工作，而無載小車位于工作著的驅(qū)動裝置這一邊時，則式中，工作的主動輪輪壓和；從動輪輪壓和一臺電動機工作時的空載起動時間，故不打滑3）事故狀態(tài)：當(dāng)只有一個驅(qū)動裝置工作，而無載小車遠離工作著的 驅(qū)動裝置這一邊時，則，與第二種工況相同，故也不會打滑4.11 選擇制動器由1取制動時間按空載計算制動力矩：取代入1的（7-16）式：式中， 坡度阻力 制動器臺數(shù)，兩套驅(qū)動裝置工作現(xiàn)選用兩臺制動器，查附表15得其額定制動力矩為避免打滑，使用時需將其制動力矩調(diào)至以下考慮到所需制動時間在驗算起動不打滑條件時已知是足夠安全的，故制動不打滑驗算從

38、略4.12 選擇聯(lián)軸器根據(jù)機構(gòu)傳動方案，每套機構(gòu)的高速軸和低速軸都采用浮動軸1）機構(gòu)高速軸上的計算轉(zhuǎn)矩： 式中 聯(lián)軸器的等效力矩；等效系數(shù)，見表2-7取由附表31查得，電動機JZR2-21-6，軸端為圓柱形，；由附表34查ZQ-350減速器高速軸端為圓錐形，故在靠電動機端從附表44中選兩個帶制動輪的半齒聯(lián)軸器（靠電動機一側(cè)為圓柱形孔，浮動軸端）；，；重量。在考減速器端，由附表43選用兩個半齒聯(lián)軸器（靠減速器端為圓錐形，浮動軸端直徑）；其，；重量高速軸上轉(zhuǎn)動零件飛輪矩之和：與原估計基本相符，故有關(guān)計算則不需要重復(fù)2）低速軸的計算扭矩： 由附表34查得ZQ-350減速器低速軸端為圓柱形，由附表19

39、查得，的主動車輪的伸出軸為圓柱形，故從附表42中選用4個聯(lián)軸節(jié)：其中兩個為：（靠減速器端）另兩個為：（靠車輪端）所有的，；重量（在聯(lián)軸器型號標(biāo)記中，分子均為表示浮動軸端直徑）4.13 算低速浮動軸強度1）疲勞強度驗算：低速浮動軸的等效扭矩：式中 等效系數(shù)，由表2-6查得由上節(jié)已選定浮動軸端直徑，故其扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為：由于浮動軸載荷變化為對稱循環(huán)（因為浮動軸在運行過程中正反轉(zhuǎn)之扭矩相同），所以許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為式中 材料用45號鋼，取，。所以， 考慮零件幾何形狀，表面狀況的應(yīng)力集中系數(shù)。由第二章第五節(jié)及2第四章查得：；安全系數(shù)（由表2-18查得） 故疲勞強度驗算通過 2）靜強度驗算：計算靜強度扭矩：式中

40、動力系數(shù)，查表2-5得扭轉(zhuǎn)應(yīng)力： 許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 ，故靜強度驗算通過高速軸所受扭矩雖比低速軸?。ǘ呦嗖畋叮?，但強度還是足夠的。5 卷筒部件計算5.1卷筒心軸計算由以上數(shù)據(jù)可知： 卷筒名義直徑；螺旋節(jié)距；卷筒長度；壁厚為通過做草圖得到卷筒心軸的支點位置，并參考有關(guān)資料，決定心軸的各段直徑。軸的材料用45號鋼 圖6 卷筒心軸的計算簡圖（1）支座反力心軸右輪轂支承處最大彎矩： （2）疲勞計算 對于疲勞計算采用等效彎矩，由表2-7查得等效系數(shù)，等效彎矩：彎曲應(yīng)力：心軸的載荷變化為對稱循環(huán)。由2-11，2-13式知許用彎曲應(yīng)力：軸材料用45號鋼，其；式中 安全系數(shù)（見表2-21）應(yīng)力集中系數(shù)， 與幾何形

41、狀有關(guān)的應(yīng)力集中系數(shù)； 與零件表面加工光潔度有關(guān)的應(yīng)力集中系數(shù)，故： 通過（3）靜強度計算卷筒軸屬于起升機構(gòu)低速軸零件，其動力系數(shù)可由表2-5查得， 許用應(yīng)力： 故卷筒軸的疲勞和靜強度計算通過5.2 選擇軸承 由于卷筒心軸上的左軸承的內(nèi)外座以同樣轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，故無相對運動，可按照額定靜載荷來選擇。右軸承的外座圈固定，內(nèi)座圈與心軸一同旋轉(zhuǎn)，應(yīng)按照額定動負荷來選擇（1）左端軸承由4（19-16）式軸承的額定靜負荷式中 額定靜負荷； 當(dāng)量靜負荷； 安全系數(shù)，由4表19-7取。參考附表14，選用中型雙排滾珠軸承，型號1313，由4表19-9查得軸承的額定靜負荷，左軸承的當(dāng)量靜負荷：式中 動負荷系數(shù)，由4表

42、19-6選取 安全（2）右端軸承：令右端軸承也采用1311，其額定動負荷右軸承的徑向負荷 軸向負荷 設(shè)級工作類型的軸承工作時數(shù)，由4表19-16查得1313軸承的，令，故，當(dāng)量動負荷：由7（19-2）式：得：故動負荷安全5.3 繩端固定裝置計算根據(jù)鋼繩直徑為14毫米，由4表23-11選擇壓板固定裝置，并將壓板的繩槽改為梯形槽。雙頭螺柱的直徑，下圖所示：圖7 繩端固定裝置已知卷筒長度計算中采用的附加圈數(shù)，繩索與卷筒繩槽間的摩擦系數(shù)。則在繩端固定處的作用力： 壓板螺栓所受之拉力： 式中 壓板梯形槽與鋼繩的換算摩擦系數(shù)。當(dāng)時： 螺柱由拉力和彎矩作用的合成應(yīng)力：式中 （螺柱數(shù)） （螺紋內(nèi)徑） 螺柱材料

43、為45號鋼，屈服極限，則許用拉伸應(yīng)力為：（由表2-21取安全系數(shù)） 通過6 吊鉤裝置的計算6.1確定吊鉤裝置構(gòu)造方案已知吊鉤裝置用于三倍率雙聯(lián)滑輪組，所以必須采用長型的構(gòu)造方案6.2 選擇并驗算吊鉤由3表13-12選擇一個10噸鍛造單面吊鉤，如圖所示，材料采用20號鋼圖8 鍛造單面吊鉤（1）吊鉤軸頸螺紋處拉伸應(yīng)力： 式中 螺紋內(nèi)徑，由7表6-3查得，； 動力系數(shù)，由圖2-2查得。由1查得軸頸拉伸許用應(yīng)力：，故強度足夠（2） 吊鉤彎曲部分A-A斷面的驗算：I. 圖解法求斷面重心 首先按比例繪出吊鉤的截面狀況圖及其曲率中心位置，并在下邊做出相應(yīng)的LGK坐標(biāo)（下圖）。用垂線將截面分為許多小格。在劃一

44、垂線在斷面上均得兩個變數(shù)x和y。若把每根垂線所得變數(shù)乘積為縱坐標(biāo)，為橫坐標(biāo)，繪出一點，并把各點連接起來，即得一條曲線。令在曲線下面的面積為，則重心的橫坐標(biāo)為：II. 圖解法求系數(shù) 由曲率中心點與所作曲線上的點相連，再由重心點做的平行線，使其與相應(yīng)的垂線相交于點。如此，可將許多類似的點連成曲線，得面積和，即可算出系數(shù)：III. 計算截面上1點的最大拉伸應(yīng)力：對于20號鋼，由2表15-1：式中 20號鋼屈服極限； 安全系數(shù)故 驗算通過（截面驗算從略）圖9系數(shù)k的圖解法6.3 確定吊鉤螺母尺寸（1）螺母的最小工作高度考慮設(shè)置防松螺栓，實際取螺紋高度：（2）螺母外徑6.4 止推軸承的選擇由于軸承在工作

45、過程中很少轉(zhuǎn)動，故可根據(jù)額定靜負荷來選擇由附表5，選擇8217推力軸承，由4表19-21，表19-6查得其額定靜負荷，動負荷系數(shù)軸承當(dāng)量靜負荷：故安全式中 安全系數(shù)由4表19-7選取。6.5 吊鉤橫軸的計算由附圖25知，橫軸兩側(cè)拉板的間距是由滑輪6和8的尺寸所決定的，即。橫軸可做為一簡支梁來進行強度計算橫軸的計算載荷：圖10 吊鉤橫軸和滑輪軸的計算簡圖橫軸的最大彎矩：中間斷面的截面模數(shù)： 彎曲應(yīng)力：橫軸材料用45號鋼，許用應(yīng)力橫軸強度足夠。式中為安全系數(shù)6.6 滑輪軸的計算滑輪軸也是一個簡支梁，支點距離仍然是。它作用有三個滑輪的壓力，為計算簡便起見，把三個力看作集中力滑輪的作用力：軸上的彎矩：

46、2-2和3-3截面模數(shù)：彎曲應(yīng)力：滑輪軸的材料與吊鉤橫軸相同，亦為45號鋼，故許用應(yīng)力也相同，強度足夠。6.7 拉板的強度驗算拉板的尺寸如圖所示，斷面的拉伸應(yīng)力：式中應(yīng)力集中系數(shù)，由圖5-13查得拉板材料為號鋼，許用拉伸應(yīng)力圖11 拉板的計算簡圖軸頸與拉板的單位壓力：拉板軸孔內(nèi)表面的擠壓應(yīng)力：拉板許用擠壓應(yīng)力故 和6.8 滑輪軸承的選擇滑輪直徑，計算直徑，圓周速度，則滑輪的工作轉(zhuǎn)數(shù)：每個滑輪中采用兩個徑向滾動軸承（見附圖25）。由附表4選218，查4表198其額定負荷額定靜負荷軸承徑向負荷：式中 動負荷系數(shù)，由表196查得軸承的軸向負荷：由1表1-4軸承工作小時數(shù)由7(19-2)式得：所以故安全可用結(jié) 論此次畢業(yè)設(shè)計是我們從大學(xué)畢業(yè)生走向未來工程師重要的一步。從最初的選題，開題到計算、繪圖直到完成設(shè)計。其間，查找資料，老師指導(dǎo)，與同學(xué)交流，反復(fù)修改圖紙，每一個過程都是對自己能力的一次檢驗和充實。 通過這次實踐，我了解了起重機的用途及工作原理，熟悉了一般機器設(shè)備的設(shè)計步驟，鍛煉了工程設(shè)計實踐能力，培養(yǎng)了自己獨立設(shè)計能力。此次畢業(yè)設(shè)計是對我專業(yè)知識和專業(yè)基礎(chǔ)知識一次實際檢驗和鞏固，同時也是走向工作崗位前的一次熱身。畢業(yè)設(shè)計收獲很多，比如學(xué)會了查找相關(guān)資料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，分析數(shù)據(jù)，提高了自己的繪圖能力，懂得了許多經(jīng)驗公式的獲得是前人不懈努力的結(jié)果。  但是畢業(yè)設(shè)計也暴