3321 橋式裝卸料機(jī)主梁及小車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì),裝卸,機(jī)主,小車,驅(qū)動(dòng),系統(tǒng),設(shè)計(jì) 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)1前 言物料搬運(yùn)機(jī)械主要是在企業(yè) ( 包括碼頭、料場(chǎng)、礦山和商業(yè)貨倉(cāng)等 ) 內(nèi)部進(jìn)行物料裝卸、運(yùn)輸、升降、堆垛和儲(chǔ)存的機(jī)械設(shè)備。一般包括起重機(jī)械、輸送機(jī)、裝卸機(jī)械、搬運(yùn)車輛和倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備等；習(xí)慣上不包括汽車、鐵路車輛、飛機(jī)和船舶等交通運(yùn)輸工具，以及輸送氣體和液體的管道。 現(xiàn)代的物料搬運(yùn)機(jī)械開始于 19 世紀(jì)。 19 世紀(jì) 30 年代前后，出現(xiàn)了蒸汽機(jī)驅(qū)動(dòng)的起重機(jī)械和輸送機(jī)； 19 世紀(jì)末期，由于內(nèi)燃機(jī)的應(yīng)用，物料搬運(yùn)機(jī)械獲得迅速發(fā)展； 1917 年，出現(xiàn)了既能起升又能搬運(yùn)的叉車 70 年代出現(xiàn)的計(jì)算機(jī)控制物料搬運(yùn)機(jī)械系統(tǒng)，使物料搬運(yùn)進(jìn)入高度自動(dòng)化作業(yè)階段。 物料搬運(yùn)機(jī)械按功能大致可分為起重機(jī)械、輸送機(jī)、裝卸機(jī)械、搬運(yùn)車輛和倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備等五類。一般說來，起重機(jī)械用于升降和搬運(yùn)，但搬運(yùn)距離較短，它的機(jī)構(gòu)作間歇式運(yùn)動(dòng) ；輸送機(jī)可連續(xù)輸送物料，搬運(yùn)路線一般固定不變，大多用來輸送散狀物料；裝卸機(jī)械能自行取物并裝卸物料。搬運(yùn)車輛可靈活安排搬運(yùn)路線，經(jīng)濟(jì)運(yùn)輸距離較長(zhǎng)，可在室內(nèi)或室外作業(yè)，具有行駛車輪 ；倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備是在倉(cāng)庫(kù)中完成堆、取、儲(chǔ)存物料的裝置，包括料倉(cāng)裝置、高架倉(cāng)庫(kù)和給料機(jī)等。隨著工業(yè)的發(fā)展，許多機(jī)械具有多種功能和用途，例如叉車是搬運(yùn)車輛，可用以裝卸，也可起升重物。物料搬運(yùn)機(jī)械的應(yīng)用在生產(chǎn)中有著重要的意義，這主要因?yàn)槲锪习徇\(yùn)的量十分巨大，有些鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，每生產(chǎn)一噸鋼材，需要搬運(yùn)的原材料、燃料、半成品、成品和廢料等的總量常達(dá) 50 噸以上 ；另外物料搬運(yùn)所需的費(fèi)用高，工業(yè)國(guó)家用于物料搬運(yùn)的費(fèi)用常占產(chǎn)品成本的 25 ％左右；物料搬運(yùn)占用勞動(dòng)力多，在機(jī)械化程度不高的企業(yè)里，搬運(yùn)工人常占工人總數(shù)的 15 ％以上 ；在人力搬運(yùn)不能承擔(dān)的重物和在高溫或有放射性物質(zhì)的區(qū)域作業(yè)時(shí)，必須利用機(jī)械進(jìn)行搬運(yùn)。因此，在生產(chǎn)中應(yīng)對(duì)物料搬運(yùn)系統(tǒng)給予足夠的重視，并盡量采用先進(jìn)適用的物料搬運(yùn)機(jī)械，以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、減少產(chǎn)品損傷、保護(hù)工人健康、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本?；谖覈?guó)礦山機(jī)械相對(duì)落后的現(xiàn)狀，為了提高礦山開采和礦料堆浸工藝的能力，在此我們擬訂了橋式移動(dòng)裝卸料機(jī)的設(shè)計(jì)方案。該機(jī)是在橋式起重機(jī)的基礎(chǔ)上改進(jìn)而成，機(jī)構(gòu)本身具有創(chuàng)新性，不僅具有起重機(jī)的搬運(yùn)能力同時(shí)還具有輸送機(jī)沒有的物料均勻堆放能力，在礦山散狀物料的搬運(yùn)和建堆方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，它建堆快速且礦料堆放均勻不被壓實(shí)，有效的增加了一次筑堆的寬度，能很好的滿足后續(xù)堆邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)2浸工藝的需要，是適合我國(guó)各大礦山及堆浸冶煉場(chǎng)所的新型設(shè)備。1 總體設(shè)計(jì) ]4~[1在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我們需要設(shè)計(jì)的是一個(gè)能在空中進(jìn)行物品的裝卸、運(yùn)行的橋式移動(dòng)裝卸機(jī)構(gòu)。結(jié)合所學(xué)知識(shí)，我們知道能進(jìn)行物品裝卸、運(yùn)行的機(jī)構(gòu)一般為起重機(jī)，所以本次設(shè)計(jì)將參照起重機(jī)的設(shè)計(jì)原理來進(jìn)行設(shè)計(jì)。起重機(jī)械是一種尋循環(huán)、間歇運(yùn)動(dòng)的機(jī)械，主要用于物品的裝卸。一個(gè)工作循環(huán)一般包括：取物裝置從取物點(diǎn)由起升機(jī)構(gòu)把物品提起、運(yùn)行、旋轉(zhuǎn)或變幅機(jī)構(gòu)把物品移位，然后物品在指定地點(diǎn)下降；接著進(jìn)行反方向運(yùn)動(dòng)，使取物裝置回到原位，以便進(jìn)行下一次的工作循環(huán)。在兩個(gè)工作循環(huán)之間，一般有短暫的停歇。由此可見，起重機(jī)工作時(shí)，各機(jī)構(gòu)經(jīng)常處于起動(dòng)、制動(dòng)以及正向、反向等相互交替的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中的。起重機(jī)一般是指除了起升機(jī)構(gòu)外還有水平運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的起重設(shè)備。根據(jù)水平運(yùn)動(dòng)形式的不同，分為橋式起重機(jī)和臂架式旋轉(zhuǎn)類型起重機(jī)兩類。橋式起重機(jī)的一般結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖 1.1 所示：LH圖 1.1 橋式起重機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖橋式類型起重機(jī)除了起升機(jī)構(gòu)外，還配有小車、大車兩個(gè)運(yùn)行機(jī)構(gòu)。依靠這些機(jī)構(gòu)的配合動(dòng)作，可在整個(gè)長(zhǎng)方形場(chǎng)地及其上空作業(yè)。橋式起重機(jī)適合與車間、倉(cāng)庫(kù)、露天堆場(chǎng)等處的物品裝卸工作。根據(jù)橋式類型起重機(jī)的特點(diǎn)以及根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，決定采用橋式起重機(jī)的設(shè)計(jì)邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)3方法來進(jìn)行本次設(shè)計(jì)。將小車部分加裝一個(gè)裝卸斗取代以前的釣鉤，用來完成物品的裝卸和運(yùn)輸。2 主梁的設(shè)計(jì) ]3~[12.1 主梁結(jié)構(gòu)的選擇橋式起重機(jī)的主梁主要有三種結(jié)構(gòu)：(1)單( 主)梁橋式起重機(jī)：具有一根主梁的橋式起重機(jī)(2)雙( 主)梁橋式起重機(jī)：具有兩根主梁的橋式起重機(jī)(3)葫雙橋式起重機(jī)：采用電動(dòng)葫蘆作為小車上起升機(jī)構(gòu)的橋式起重機(jī)。本次設(shè)計(jì)中采用兩根箱形主梁結(jié)構(gòu), 其主梁由上、下翼緣板和兩塊腹板組成，小車鋼軌布置在截面中心，如圖 2.1 所示0b 0 0h0a1aa2a1bbh圖 2.1 箱形梁截面圖假定主梁跨距為 12 米，主梁總長(zhǎng) 13.1 米，小車的行走速度為 20 米/分。下面將根據(jù)這些參數(shù)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)。2.2 主梁的幾何尺寸的確定為了保證所選截面基本滿足強(qiáng)度和剛度的要求, 箱形主梁截面的幾何尺寸應(yīng)在下列范圍內(nèi)選擇：2.2.1 梁高度和跨度之比：h/L=1/14︿﹀1/18，其中，小跨度時(shí) h/L 取較大值，大跨度時(shí) h/L 取較小值；在邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)4相同跨度下，大起重量又比小起重量的高度要大一些。主梁跨端高度（通常與端梁高度相等）一般為跨中高度的 0.35︿﹀0.4 倍。2.2.2 梁兩腹板間距與跨度之比：b0/L≧1/50︿﹀1/60，工藝要求的最小間距 b0min 約為 300 毫米（此時(shí)梁高不易超過 650 毫米） 。翼緣板的總寬度為：手工焊： b=b0+2（10+a 0） (2.1)自動(dòng)焊： b=b0+2（ 20+a0） (2.2)2.2.3 上翼緣板厚度由局部穩(wěn)定性要求決定：3 號(hào)鋼： a1/b1≥1/60 (2.3)16 錳鋼： a1/b1≥1/50 (2.4)2.2.4 緣板最小厚度為 6 毫米，腹板的最小厚度為 5 毫米。主梁截面應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，由強(qiáng)度、剛度、工藝、經(jīng)濟(jì)等條件進(jìn)行選擇。通用橋式起重機(jī)系列產(chǎn)品的主梁截面尺寸可查表 2.1 參考，進(jìn)行設(shè)計(jì)。]2[截面幾何參數(shù)確定：表 2.1 箱形梁截面幾何尺寸起 重 量 （噸）跨 度（米）1013.5 400 X 8 X 6750 X 6表中數(shù)字表示為：b X a1 X a2h0 X a0由此結(jié)合設(shè)計(jì)要求可確定主梁的翼緣板、腹板的尺寸翼緣板：b=400，a 1=8，a 2=6；腹板： h0=600，a 0=6。2.3 載荷計(jì)算邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)5作為均布載荷作用主梁上的橋架自重，在設(shè)計(jì)以前是未知的，因此開始計(jì)算時(shí)必須參考類似產(chǎn)品的數(shù)據(jù)，最后再根據(jù)實(shí)際色痕跡的重量進(jìn)行校正。初步計(jì)算可得橋架重量曲線圖 2.2 。]2[0246810121416182022410.5 16.5 2.5 28.5 31.5GⅠⅠⅠⅠⅠLⅠ圖 2.2 橋架重量曲線圖2.3.1 計(jì)算載荷 ]1[~8作用在橋式起重機(jī)上的載荷有固定載荷，活動(dòng)載荷，水平慣性力及大車歪斜側(cè)向力等。(1)固定載荷固定載荷有均布和集中載荷兩種。作用在主梁上的均布載荷有主梁、軌道、走臺(tái)（或水平珩架） 、欄桿（輔助珩架）等重量；作用在主梁上的集中載荷有操縱室、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)以及布置在走臺(tái)上的氣設(shè)備等重量。(2)活動(dòng)載荷作用在主梁上的活動(dòng)載荷為小車的自重和起重量引起的小車輪壓，計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮不同載荷組合下的動(dòng)力系數(shù)和沖擊系數(shù)。雙梁吊鉤式小車輪壓值可參考表 2.1邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)6(3)水平慣性力大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)起動(dòng)和制動(dòng)時(shí)引起的水平慣性力水平作用于主梁上，其中帶載荷小車質(zhì)量引起的慣性力以一個(gè)集中力 作用于跨中，由橋架質(zhì)量引起大 慣p的慣性力 均布作用在主梁上。大車慣性力作用如圖 3 所示。Ⅰq表 2.1 雙梁吊鉤式小車輪壓值輪 壓 （千克） 輪 距起重量（噸） 1P2Pb10 3700 3600 1400L/2LpⅠ Ⅰ qⅠ圖 2.3 大車慣性力作用圖2.4 載荷組合主梁的載荷組合可查表 2.2主梁第Ⅰ類載荷為大車不動(dòng)，小車位于所規(guī)定的位置起升或下降載荷。其中=1+（ -1）/2，最大應(yīng)力 為計(jì)算部位在自重及等效起重量作用下產(chǎn)生的最Ⅰ?Ⅰ max?邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)7大應(yīng)力； 為空載小車位于離跨端 L/4 處時(shí)在計(jì)算部位產(chǎn)生的應(yīng)力。min?主梁第Ⅱ類載荷組合為小車位于跨中滿載下降制動(dòng)，同時(shí)大車平穩(wěn)制制動(dòng)。表 2.2 主梁的載荷組合計(jì) 算 部 件 名 稱主 梁 載 荷第 Ⅰ 類 第 Ⅱ 類大 車 自 重 ⅠGⅠKG小 車 自 重 Ⅰ Ⅰ起 重 量 Ⅰ?QQⅠ?大 車 慣 性 力 ⅠP2.5 強(qiáng)度計(jì)算 ]18[72對(duì)各種工作類型的起重機(jī)均應(yīng)按第Ⅱ類載荷組合進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。2.5.1 彎曲應(yīng)力計(jì)算主梁垂直方向按簡(jiǎn)支梁計(jì)算。由活動(dòng)載荷引起的最大彎矩：當(dāng)一根梁上作用有兩個(gè)車輪時(shí)，最大彎矩截面位置：Z= (2.5))(2]/1[21PLb????式中： ——計(jì)算輪壓（考慮動(dòng)力系數(shù) 和沖擊系數(shù) ）21PⅠ Ⅰ?ⅠK邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)8bZL圖 2.4 最大彎矩位置示意圖確定 21PⅠ(1)小車支反力的計(jì)算(2.6)ⅠⅠⅠⅠⅠ QGV???????4121式中 、 為小車支反力1?2——小車重量ⅠG——起升載荷的重量ⅠQKN4.298.10421 ?????V(2)計(jì)算垂直輪壓車輪與軌道接觸的垂直壓力稱為輪壓。起重機(jī)每個(gè)支承點(diǎn)上一個(gè)或數(shù)個(gè)車輪（取決于總支承反力的大小與車輪的直徑） ，這些車輪與支承結(jié)構(gòu)均采用鉸接式連接系統(tǒng)。這樣，每個(gè)車輪所受的垂直壓力近乎相等，故可用下式計(jì)算：R= (2.7)mV式中V——支承點(diǎn)的垂直總反力邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)9m——支承點(diǎn)的車輪數(shù)R= =29.4 KN21V??性載荷的總稱，它是強(qiáng)度計(jì)算載荷中的重要部分，對(duì)疲勞計(jì)算也有影響。為了使設(shè)計(jì)計(jì)算方便，通常把最大振動(dòng)載荷表示為靜載荷或電動(dòng)機(jī)額定力矩的倍數(shù)動(dòng)載荷是起重機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變時(shí)（如起動(dòng)或制動(dòng)）產(chǎn)生的振動(dòng)載荷和慣，這個(gè)倍數(shù)稱為“動(dòng)力系數(shù)” 。動(dòng)力系數(shù)不僅與結(jié)構(gòu)因素（如系統(tǒng)質(zhì)量的分布，系統(tǒng)的剛度和阻尼等）有關(guān)，而且與使用條件（如外載荷的大小及其變化規(guī)律、有無沖擊等）有關(guān)，設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，一般只能選擇與實(shí)際情況大體相近的典型工況作為依據(jù)。試驗(yàn)表明，盡管起重機(jī)及其機(jī)構(gòu)的彈性系統(tǒng)是屬于多自由度的系統(tǒng)，但可以足夠準(zhǔn)確地把它化為雙質(zhì)量一自由度的系統(tǒng)，同時(shí)，在計(jì)算振動(dòng)載荷時(shí)，可以把傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的振動(dòng)與金屬結(jié)構(gòu)的振動(dòng)分開考慮。(2.8)R??Ⅰ?max表 2.3 動(dòng)力系數(shù)值8.524.9max ????RⅠ?8.524.9max ????RⅠ?(3)起重機(jī)運(yùn)行時(shí)的沖擊載荷運(yùn) 行 機(jī) 構(gòu)按運(yùn)行速度分（米/分）零件名稱20~~50低 速 軸 零 件高 速 軸 零 件其 余 高 速 軸2.00 由表 2.3 可知：Ⅰ所以有：由表可知：Ⅰ所以有：邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)10當(dāng)起重機(jī)或小車通過鋼軌接縫處或通過不平道路時(shí)，起重機(jī)和物品將在垂直方向產(chǎn)生振動(dòng)。有這種沖擊產(chǎn)生的影響用沖擊系數(shù)來表示，即在考慮這種載荷組合時(shí)，在起重機(jī)自重前乘以沖擊系數(shù) K。沖擊系數(shù)與起重機(jī)或小車的運(yùn)行速度、軌道或道路狀況有關(guān)，具體數(shù)值可查表 2.4表 2.4 沖擊系數(shù)值查取動(dòng)力系數(shù) Ⅰ?由表可知: 0.1?ⅡK計(jì)算輪壓 21PⅠKN8.5.max2 ???ⅠR最大彎矩：當(dāng) 時(shí) (2.9)21?LM??ax式中： ——系數(shù)經(jīng)查取 =0.342)1(b??? ?所以最大彎矩為：N·m 3max 109.2108.534.0?????LP?小車位于跨端極限位置 如圖 2.5 所示，由 引起的最大剪力minZ21PⅠ(2.10))(11bZLRQMINMAX??式中： =1.4 minZ117.6 KN??21PRm2.04121 ????bbN43max 106.7)8.(06.7???Q有 軌 運(yùn) 行運(yùn)行速度（米/秒）運(yùn)行速度 ﹤1沖擊系數(shù) 1.0邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)11小車位于跨端極限位置 如圖 2.5 所示，由 引起的最大剪力minZ21PⅠ(2.10))(11bZLRQMINMAX??式中： =1.4 minZ117.6 KN??21PRm2.04121 ????bbN43max 106.7)8.(06.7???QZmin bL圖 2.5 小車極限位置示意圖此外還應(yīng)計(jì)算由均布、集中固定載荷在計(jì)算截面引起的彎矩，以及這些載荷在跨端截面引起的剪力（均要考慮沖擊系數(shù) ） 。ⅠK計(jì)算橈度的受力，剪力，彎矩圖如圖 2.6、圖 2.7、圖 2.8 所示邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)12ZLba cB圖 2.6 計(jì)算橈度的受力圖圖 2.7 計(jì)算橈度的剪力圖圖 2.8 計(jì)算橈度的彎矩圖邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)13(2.11)LcPbRA21??(2.12)aBM= (2.13)ZA?（ ）?0M= (2.14))(1aPRA??（ ）ba?M= (2.15))(ZLB?（ ）? ])()()([61 2323132313 ZLRCPLZaPbaZPaREIf AA ??????????????(2.16)Nm3max 09.08.54.0????LPM?主梁在水平方向按框架計(jì)算，由 及 引起的跨中彎矩大 慣P慣q(2.17)）（）（ 慣大 慣水 rLqr234214???????式中： (2.18)2138IBlcLr?——主梁水平方向慣性矩端梁水平1I——方向慣性矩2N (2.19)33105.7105.4?????amP小 車大 慣N/m (2.20)2.Lq主 梁慣根據(jù)參考書籍 ]18[48762.38cm4?I63391.09cm42M 水 =3.65×104Nm跨中截面翼緣板角點(diǎn)最大正應(yīng)力為邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)14(2.21)][?????yxWM水垂(2.21)XIyx(2.22)yIx?78.6MPa??跨端截面腹板的最大剪應(yīng)力(2.23)][?????ISQ式中： Q——計(jì)算截面上的計(jì)算剪力I——慣性矩（I=43072.12Nm）S——計(jì)算剪應(yīng)力的上截面對(duì)中和軸的面積矩（S=0.22936 ）——腹板總厚?（ =8mm）將以上數(shù)據(jù)帶入后Mpa8.50.102.437936684???????ISQ2.4.2 翼緣板局部彎曲應(yīng)力計(jì)算箱形結(jié)構(gòu)的小車軌道布置在兩腹板之間上翼緣板上，為了支撐軌道，箱形梁中除了設(shè)置長(zhǎng)的加勁板外，尚需要設(shè)置短的加勁板。箱形梁上翼緣板由于計(jì)算輪壓 P 的作用，將沿梁的縱向與橫向產(chǎn)生彎曲正應(yīng)力、 ，其中最大值為：Z?X= (2.24) Z?2?NK?= (2.25)X3式中：N 經(jīng)由鋼軌傳到翼緣板上部分計(jì)算輪壓，可按下式計(jì)算當(dāng) 時(shí)用如下公式計(jì)算1ab?邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)15N= (2.26) 31296?aIbKP?式中： I——鋼軌的慣性矩——上翼緣板厚度?P——計(jì)算輪壓——加勁板間距1a——腹板間距b查取1K23]2[~1=0.12651K=1.2842=1.2843將以上數(shù)據(jù)和系數(shù)帶入N= =27.07 KN33801.624728.915???= = =107.8MPaZ?2?NK?2.= = =107.8MPaX23?23018.74?在箱形梁上翼緣板中，除了上述局部正應(yīng)力外，還有梁彎曲正應(yīng)力，故上翼緣板的計(jì)算為：(2.27) ][)()(2??????XZXZ式中： ——由垂直彎曲矩引起的正應(yīng)力?8.107.6.78.108.76.22?ⅠⅠⅠⅠ=143.2MPa< =176.5MPa][箱形梁上小車鋼軌的正應(yīng)力為：(2.28)][51ⅠⅠⅠ ?????WaNP邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)16式中： N——按前面的計(jì)算——鋼軌抗彎模數(shù)軌W[ ]——鋼軌許用應(yīng)力 （因采用的輕型鋼軌，其值為 225.4 MPa）Ⅰ?=154.62 MPa<[ ]=225.4 MPa631085.72.???ⅠⅠ Ⅰ?加勁板的局部擠壓應(yīng)力：(2.29)][21?????ⅠⅠbP式中： P——計(jì)算輪壓；b2——鋼軌底部寬度；——上翼緣板厚度；?1——加勁板厚度。=140.68 MPa<[ ]=175 MPa018..2067.853???ⅠⅠ? ?2.4.3 靜剛度計(jì)算 ][~1(2.30)20][453848113 LfrLEIqrLEIPf ?????ⅠⅠⅠⅠ式中 = =12.23 (2.31)2IBlcr?9.63187.023??I1 主梁水平方向慣性矩；I2 端梁水平方向慣性矩。經(jīng)計(jì)算 f 水 =4.37 mm<[f 水 ]=6 mm 符合要求2.4.4 上拱度主梁在滿載小車輪壓作用下產(chǎn)生變形，使小車軌道有一定的坡度。坡度過大會(huì)增加小車運(yùn)行阻力，甚至在停車后會(huì)產(chǎn)生自動(dòng)滑移現(xiàn)象。起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用集中驅(qū)動(dòng)時(shí)，不止在走臺(tái)上的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)也會(huì)因變形過大而影響正常工作。為此應(yīng)主梁做成一定上拱度，跨中拱度一般取 L/1000。這樣主梁彈性變形的曲線無論在空載或滿邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)17載，均較為平緩。3 小車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1 方案的確定方案一：動(dòng)機(jī)帶動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，通過滾筒上的鋼絲繩拉動(dòng)小車。一般傳統(tǒng)的方案中有這樣的設(shè)計(jì)，且組成小車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的零部件簡(jiǎn)單，基本都是標(biāo)準(zhǔn)件。這種方案原理簡(jiǎn)單，制造也相對(duì)簡(jiǎn)單，但效率不高，而且在鋼絲繩與滑輪成一定角度時(shí)會(huì)對(duì)滑輪造成一個(gè)側(cè)向的拉力，時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)使得滑輪的緊固松動(dòng)，有可能造成危險(xiǎn)。方案二：在小車上裝電動(dòng)機(jī)，然后帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，在大梁的一側(cè)裝上齒條，通過齒輪和齒條的嚙合運(yùn)動(dòng)來驅(qū)動(dòng)小車。這種方案的傳動(dòng)效率比方案一的要高，而且不存在方案一中的側(cè)向拉力造成的潛在危險(xiǎn)。而且，齒輪、齒條的制造也是規(guī)范化了的，所以在制造上不比方案一復(fù)雜。在小車的運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的力主要都由主梁承受，相對(duì)方案一也安全得多。所以比較了方案一和方案二后，我們決定采用方案二，也就是用齒輪、齒條的嚙合運(yùn)動(dòng)來驅(qū)動(dòng)小車。具體的傳動(dòng)方案見下圖 3.1邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)183.2 電動(dòng)機(jī)的選擇選擇電動(dòng)機(jī)包括選擇電動(dòng)機(jī)類型、結(jié)構(gòu)形式、功率、轉(zhuǎn)速和型號(hào)。3.2.1 選擇電動(dòng)機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)形式電動(dòng)機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)形式應(yīng)根據(jù)電源種類（直流或交流） 、工作條件（環(huán)境、溫度等） 、工作時(shí)間的長(zhǎng)短（連續(xù)或間歇）幾載荷的性質(zhì)、大小、起動(dòng)性能和過載情況等條件來選擇。工業(yè)上一般采用三相交流電動(dòng)機(jī)。Y 系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)由于具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，故其應(yīng)用最廣。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和啟動(dòng)力矩較小時(shí)，可選擇 Y 系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)。在經(jīng)常啟動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)、間歇或短時(shí)工作的場(chǎng)合（如起重機(jī)械和冶金設(shè)備等） ，要求電動(dòng)機(jī)和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小和過載能力大，因此，應(yīng)選用起重及冶金用的 YZ 和 YZR 系列三鄉(xiāng)異步電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)有開啟式、防護(hù)式、封閉式和防暴式等，可根據(jù)工作條件來選擇。根據(jù)設(shè)計(jì)的工作環(huán)境和工作條件，以及載荷情況，最后決定采用 YZR 繞線式三相電動(dòng)機(jī)。邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)19圖 3.1 小車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)方案3.2.2 確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 ]12[~6同一功率的異步 3000,1500,1000,750r/min 等幾種。一般來說，電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速愈高，磁極對(duì)數(shù)愈少，外廓尺寸愈小，價(jià)格愈低；反之，轉(zhuǎn)速愈低，外廓尺寸愈大，價(jià)格愈貴。當(dāng)工作機(jī)轉(zhuǎn)速高時(shí)，選用高速電動(dòng)機(jī)較經(jīng)濟(jì)。但若工作機(jī)轉(zhuǎn)速低也選用高速電動(dòng)機(jī)，則這時(shí)總傳動(dòng)比增大，會(huì)導(dǎo)致傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)較高。所以，在確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，應(yīng)全面分析。在一般機(jī)械中，用得最多的是同步轉(zhuǎn)速為 1500 或 1000r/min 的電動(dòng)機(jī)綜合以上因素，和實(shí)際生產(chǎn)中的需要，最后決定，所選用的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為1500r/min。3.2.3 確定電動(dòng)機(jī)的功率和型號(hào)邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)20電動(dòng)機(jī)的功率是否合適，對(duì)電動(dòng)機(jī)的正常工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響。功率選得過小，不能保證工作機(jī)的正常工作或使得電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過載而過早損壞；功率選得過大，則電動(dòng)機(jī)價(jià)格高，而且經(jīng)常不在滿載下運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)效率和功率因數(shù)都較低，造成很大的浪費(fèi)。電動(dòng)機(jī)功率的確定，主要與載荷大小、工作時(shí)間長(zhǎng)短、發(fā)熱多少等有關(guān)。對(duì)于長(zhǎng)期連續(xù)工作、載荷穩(wěn)定的機(jī)械（如連續(xù)運(yùn)輸機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)等） ，可根據(jù)電動(dòng)機(jī)所需要的功率來 P 選擇，而不必校驗(yàn)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱和啟動(dòng)力矩。選擇時(shí)，應(yīng)使電動(dòng)機(jī)的額定功率稍大與電動(dòng)機(jī)的所需要的功率。對(duì)于間歇工作的機(jī)械，可稍微小于所需要的功率計(jì)算電動(dòng)機(jī)所需功率：（1）小車牽引力的計(jì)算 ]2[~1小車穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的牽引力 PP= (3.1)HP??附風(fēng)坡摩式中： ——小車運(yùn)行時(shí)的摩擦力摩——小車在有坡度軌道上運(yùn)行時(shí)克服重力分力引起的阻力坡——由風(fēng)載荷引起的阻力風(fēng)P——由起升機(jī)構(gòu)引起的阻力附H——齒輪嚙合引起的阻力① 計(jì)算運(yùn)行摩擦力= (3.2)摩P附輪起 KDdGQ??2)(0式中： ——起升載荷的重量起——小車的自重0K——滾輪摩擦系數(shù) K=0.04D——軸承內(nèi)徑——軸承摩擦系數(shù)?邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)21=0.015?——附加摩擦阻力系數(shù)附K=1.8附——車輪的直徑輪D經(jīng)計(jì)算： =90 kg摩P② 計(jì)算坡度阻力= (3.3)坡 ）（ 起坡 0GQK?式中： ——坡度阻力坡=0.002坡經(jīng)計(jì)算： =20 kg坡P③ 計(jì)算風(fēng)載荷引起的阻力(3.4)）（ 物起風(fēng) FCq??式中： C——風(fēng)載體型系數(shù)C=1.2Q——工作狀態(tài)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)壓（kg/ ）計(jì)算電動(dòng)機(jī)時(shí)取2m1q=101q——小車的擋風(fēng)面積（ ）起F2迎風(fēng)面積按起重機(jī)組成部分（如主梁、支承腿、物品等）的凈面積垂直于風(fēng)向平面上的投影來計(jì)算(3.5)輪F???式中： ——起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)或機(jī)構(gòu)的充滿系數(shù)，即結(jié)構(gòu)或機(jī)構(gòu)的凈面積與其輪廓?面積之比。常用結(jié)構(gòu)形式的 值為：邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)22由型鋼或鋼板制成的珩架或空腹結(jié)構(gòu)=0.2~~0.6?管子珩架結(jié)構(gòu)（無斜桿珩架取小值）=0.2~~0.4實(shí)體板結(jié)構(gòu)=1?機(jī)構(gòu)=0.8~~1.0當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上的結(jié)構(gòu)并列，其迎風(fēng)面積相互重疊時(shí)，第二個(gè)和第二個(gè)以后的被前面遮擋的迎風(fēng)面積應(yīng)減小，減小的程度用折減系數(shù) 表示。?——物品的迎風(fēng)面積物F經(jīng)計(jì)算：=21.84 kg風(fēng)P④ 計(jì)算起升機(jī)構(gòu)引起的阻力(3.6)）（起進(jìn)出附 1????mKQS經(jīng)計(jì)算：=426.3 kg附P⑤ 計(jì)算齒輪嚙合引起的阻力H= (3.7)fql82經(jīng)計(jì)算：H=83 kg所以 P= (3.8)HPP??附風(fēng)坡摩=90+20+21.84+426.3+83=641.1 kg邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)23F=Pg=641.1 9.8?=6282.78 N（2） 電動(dòng)機(jī)的選擇 ]12[76①驅(qū)動(dòng)輪上的力矩為：(3.9)21)(?RHKPM???mkg?式中： ——驅(qū)動(dòng)輪效率——驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)效率2R——驅(qū)動(dòng)輪半徑（米）經(jīng)計(jì)算M=214.7 mkg?②計(jì)算電動(dòng)機(jī)的功率電動(dòng)機(jī)按小車穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的靜功率初選：（kw） (3.10)975nMN??靜式中： n——驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）經(jīng)計(jì)算=3.57 kw靜考慮實(shí)際的電動(dòng)機(jī)功率要稍大于計(jì)算功率，所以電動(dòng)機(jī)的功率選擇 4kw 的電動(dòng)機(jī)。綜合以上因素，最后電動(dòng)機(jī)選擇為 YZR 型繞線式電動(dòng)機(jī)，功率為 4kw，轉(zhuǎn)速1500r/min。3.3 減速器的選用 ]614[7根據(jù)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速和小車的運(yùn)行速度，因?yàn)閭鲃?dòng)比比較大，所以決定選用蝸輪蝸桿減速器。蝸輪蝸桿減速器按蝸桿外形結(jié)構(gòu)分為圓柱蝸桿減速器、環(huán)面蝸桿減速器以及錐邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)24蝸桿減速器三大類。在機(jī)械設(shè)備的動(dòng)力傳輸中，前二類應(yīng)用較為廣泛。根據(jù)蝸桿傳動(dòng)包括：阿基米德圓柱蝸桿傳動(dòng)） （ZA） 、漸開線圓柱蝸桿傳動(dòng)）（ZI） 、錐面包絡(luò)圓柱蝸桿傳動(dòng)（ZK） 、圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)（ ZC）等。環(huán)面蝸桿傳動(dòng)包括：直廓環(huán)面蝸桿傳動(dòng)、平面包洛環(huán)面蝸桿傳動(dòng)（分為一次包絡(luò)、二次包絡(luò)兩種） 、漸開面包絡(luò)環(huán)面?zhèn)鲃?dòng)、錐面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)等。環(huán)面蝸桿減速器與圓柱蝸桿減速器從嚙合原理上比較，前者具有許多優(yōu)點(diǎn)：瞬時(shí)接觸與相對(duì)滑動(dòng)速度的夾角接近 90 度，有利于形成油膜，降低摩擦系數(shù)，提高傳動(dòng)效率；共軛齒面在接觸位置處曲率接近，有利于降低齒面接觸應(yīng)力；蝸桿以環(huán)面包圍蝸輪，同時(shí)參加嚙合齒數(shù)多，因而承載能力顯著提高，在相同中心距的情況下，環(huán)面蝸桿減速器比圓柱蝸桿減速器傳遞功率大 1~2 倍。但從制造工藝方面，環(huán)面蝸桿減速器比圓柱蝸桿減速器要復(fù)雜些。3.3.1 圓弧圓柱蝸桿減速器的類型、特點(diǎn)和適用范圍(1)類型圓弧圓柱蝸桿減速器按型式不同可分為如下四種類型：基本型圓弧圓柱蝸桿減速器（JB/T7935—95） 、軸裝式圓弧圓柱蝸桿減速器（JB/T6387—92） 、ZC 雙級(jí)蝸桿及齒輪—蝸桿減速器（JB/T7008—93） 、立式圓弧圓柱蝸桿減速器（JB/T7845—95） 。(2)產(chǎn)品特點(diǎn)蝸桿傳動(dòng)是傳遞交錯(cuò)軸間的動(dòng)力或運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，常用的交錯(cuò)角等于 90 度。它具有惦記傳動(dòng)比大、工作平穩(wěn)、振動(dòng)小、噪聲低及可做成自瑣等特點(diǎn)。圓弧蝸桿傳動(dòng)除具有普通蝸桿傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)外，還有以下特點(diǎn)：①齒形優(yōu)良。蝸桿蝸輪齒面為凹凸共軛嚙合，當(dāng)量曲率小，齒面間潤(rùn)滑油膜容易形成，齒面接觸應(yīng)力低，具有良好的強(qiáng)度及潤(rùn)滑幾何條件。② 形狀及分布合理。蝸桿與蝸輪嚙合時(shí)的瞬時(shí)接觸線相對(duì)滑動(dòng)方向所形成的夾角近于直角，齒面間容易形成動(dòng)壓潤(rùn)滑，齒面間摩擦系數(shù)小，磨損少，傳動(dòng)效率高。③齒輪強(qiáng)度高。在蝸桿齒不減弱的情況下，可增大蝸輪的齒根厚度，使蝸輪齒的彎曲強(qiáng)度增大，抗沖擊能力提高。④齒面理論嚙合區(qū)寬度小于普通蝸桿傳動(dòng)，因此可節(jié)省蝸輪材料。⑤桿齒面易于進(jìn)行磨削加工。圓弧蝸桿螺旋面是由軸截面為一段凸圓弧的環(huán)邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)25面砂輪包絡(luò)成形，因此可保證蝸桿具有較高的齒形精度。⑥圓弧圓柱蝸桿減速器采用了滲碳、淬火及磨削的 ZC 蝸桿傳動(dòng)，因而承載能力大，傳動(dòng)效率高，壽命長(zhǎng)。(3)產(chǎn)品的適用范圍圓弧圓柱蝸桿減速器為通用機(jī)械傳動(dòng)裝置，廣泛適用冶金、礦山、起重、運(yùn)輸、化工、建筑、建材、石油等各行。其工作條件為：蝸桿轉(zhuǎn)速不超過 1500 r/min工作環(huán)境溫度為 0~40 ，當(dāng)工作環(huán)境溫度低于 0 時(shí)，起動(dòng)時(shí)潤(rùn)滑油必須加COCO熱到 0 以上，當(dāng)環(huán)境溫度高于 40 時(shí)，必須采取冷卻措施。CO蝸桿軸可正、反向運(yùn)行。3.3.2 結(jié)構(gòu)型式圓弧圓柱蝸桿減速器的結(jié)構(gòu)型式有基本型和軸裝式兩種類型，其中均含蝸桿位于蝸輪之下、之側(cè)、之上三種型式?；拘椭行木?a=63~100mm 的減速器不帶風(fēng)扇，機(jī)體采用整體結(jié)構(gòu)，中心距 a=125~500mm 的減速器采用風(fēng)扇冷卻，機(jī)體為剖分式結(jié)構(gòu)。軸裝式中中心距 a=63~100mm 的減速器不帶風(fēng)扇，機(jī)體采用整體結(jié)構(gòu)，中心距a=125~315mm 的減速器采用風(fēng)扇冷卻，機(jī)體為剖分式結(jié)構(gòu)。結(jié)合上面的原因和設(shè)計(jì)實(shí)際需要，最后選定為：CWS（蝸桿在蝸輪之側(cè)的圓弧圓柱蝸桿減速器） ，a=125mm 的圓弧圓柱蝸桿減速器，傳動(dòng)比為 63。3.4 聯(lián)軸器的選用3.4.1 聯(lián)軸器的選擇現(xiàn)在人們所稱的聯(lián)軸器是機(jī)械式聯(lián)軸器的簡(jiǎn)稱，聯(lián)軸器已經(jīng)發(fā)展為獨(dú)立的專業(yè)，形成較為完整的標(biāo)準(zhǔn)體系。聯(lián)軸器是機(jī)械產(chǎn)品中軸系傳動(dòng)最常用的聯(lián)接部件，現(xiàn)在發(fā)展成為三大類別，多品種的產(chǎn)品系列。聯(lián)軸器在傳遞轉(zhuǎn)矩和運(yùn)動(dòng)過程中，與被聯(lián)接件一同回轉(zhuǎn)不脫開，而且不改變轉(zhuǎn)矩的大小，這是各類別聯(lián)軸器共性的功能；饒性聯(lián)軸器有補(bǔ)償兩軸相對(duì)偏移的功能；彈性聯(lián)軸器還有不同程度的減振和緩沖的功能；安全聯(lián)軸器還有過載安全保護(hù)功能。各種不同類別聯(lián)軸器在傳動(dòng)系統(tǒng)中的功能比較見下表 3.1：邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)26表 3.1 各種聯(lián)軸器的性能比較序號(hào) 類 別 在傳動(dòng)系統(tǒng)中的作用和功能 備 注1 剛性聯(lián)軸器 起聯(lián)接作用，只能傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩，不具備其他功能如：凸緣聯(lián)軸器、套筒聯(lián)軸器、夾殼聯(lián)軸器、平行軸聯(lián)軸器等無彈性元件饒性聯(lián)軸器金屬?gòu)椥栽埿月?lián)軸器如：齒式聯(lián)軸器、萬向聯(lián)軸器、鏈?zhǔn)铰?lián)軸器、滑塊聯(lián)軸器等如：膜片聯(lián)軸器、蛇形彈簧聯(lián)軸器、2饒性聯(lián)軸器非金屬?gòu)椥栽埿月?lián)軸器不僅能傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩，而且具有不同程度的軸向，徑向，角向補(bǔ)償功能傳遞轉(zhuǎn)矩和運(yùn)動(dòng)，有不同程度的減振、緩沖作用和軸向，徑向，角向補(bǔ)償量，改善傳動(dòng)系統(tǒng)工作性能 如：彈性套柱銷聯(lián)軸器、輪胎式聯(lián)軸器、彈性活銷聯(lián)軸器3 安全聯(lián)軸器 傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩，過載安全保護(hù)，饒性安全聯(lián)軸器還有不同程度補(bǔ)償性能如：鋼球式、鋼砂式、摩擦式、液壓式、銷釘式等3.4.2 聯(lián)軸器的選用計(jì)算由于選用的電動(dòng)機(jī)的功率為 4kw，轉(zhuǎn)速為 1500r/min理論轉(zhuǎn)矩（主動(dòng)端）=25.5 Nm (3.11)nPTwA950?轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng) 2736.mkgJ?邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)27起動(dòng)次數(shù) Z=150 次/h環(huán)境溫度 t=25 Co主動(dòng)端沖擊轉(zhuǎn)矩即起動(dòng)轉(zhuǎn)矩=51 Nm (3.12)AST2?已知工作機(jī)參數(shù)負(fù)載平均轉(zhuǎn)矩 mNL?68負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 203.kgjl?選用柱銷式彈性聯(lián)軸器，理論轉(zhuǎn)矩 T 應(yīng)滿足=68X1.1=75 Nm (3.13)tLAKT??現(xiàn)初選 GB4323 中 TL5 型 mNn??125最大轉(zhuǎn)矩 (3.14)n??02max半聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 221.kgJ?起動(dòng)系數(shù) ： ZK=1.3溫度系數(shù) ：t=1.1tK沖擊系數(shù) =1.8AS質(zhì)量系數(shù) (3.15)54.013.086.????LAJ載荷為沖擊載荷時(shí)，計(jì)算主動(dòng)端的沖擊轉(zhuǎn)矩：(3.16)ZtASJSAKT?max= mN???1.38.540.1=202 N??2?主動(dòng)端沖擊轉(zhuǎn)矩小于彈性聯(lián)軸器的最大轉(zhuǎn)矩，故安全，可以選用邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)283.5 齒輪的校核 ]12~[63.5.1 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核圓柱齒輪傳動(dòng)齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核公式有：Pa (3.17)HPeEaVAtH ZKudbF???????????1Pa (3.18)minliHWNPSZ?式中各符號(hào)的意義：b——齒寬；——齒輪分度圓的直徑；1du——齒數(shù)比；——分度圓上的圓周力 ； tF——工況系數(shù)； AK——?jiǎng)恿ο禂?shù)； V——載荷分布系數(shù)； ?——載荷分配系數(shù)； aK——計(jì)算接觸應(yīng)力；H?——材料彈性系數(shù)； EZ——節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)； H——接觸強(qiáng)度重合度系數(shù)； e——許用接觸應(yīng)力；HP?——試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限應(yīng)力；lim——接觸強(qiáng)度壽命系數(shù)； NZ邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)29——工作硬化系數(shù)； WZ接觸強(qiáng)度最小安全數(shù)； minHS計(jì)算中的有關(guān)數(shù)據(jù)及各系數(shù)的確定（1）分度圓上的圓周力 tF進(jìn)行疲勞強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，應(yīng)以長(zhǎng)期工作的最大載荷作為齒輪傳動(dòng)的額定載荷。作用在齒輪上的其他載荷對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響在工況系數(shù) 中予以考慮。齒輪的長(zhǎng)期工AK作最大載荷是指應(yīng)力循環(huán)次數(shù)大于 （對(duì)彎曲）和 （對(duì)接觸）的最大載荷。310410一般，分度圓上的圓周力 ，可按齒輪傳遞的額定轉(zhuǎn)矩（或功率）進(jìn)行計(jì)算。tF分度圓上的圓周力 = (3.19)tdT2轉(zhuǎn)矩 T= (3.20)?P式中： P—齒輪傳遞的功率—齒輪的角速度= rad/s (3.21)?30n??n 為齒輪的轉(zhuǎn)速，由電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為 1500r/min，蝸輪蝸桿減速器的傳動(dòng)比為 63，可得：n= =24 r/min6315= =2.512?0n??T= =1388.9P= = =32.68 NtFdT2859.13?（2）工況系數(shù) AK]1[5是考慮齒輪在工作過程中，由于原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)械的載荷變動(dòng)、沖擊、過載A等對(duì)齒輪產(chǎn)生 外部附加動(dòng)載荷系數(shù)。如果有可能，工況系數(shù) 應(yīng)通過精確測(cè)量或AK綜合地對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析來確定。一般=1.25AK（3） 動(dòng)載荷系數(shù) V邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)30是考慮齒輪在嚙合過程中產(chǎn)生的內(nèi)部附加動(dòng)載荷的系數(shù)。具體的 值，VK VK由下表可查取。經(jīng)查取=1.15V（4）載荷分布系數(shù) ?K是考慮載荷沿齒面接觸分布不均勻的系數(shù)。?K如果通過測(cè)量和檢查能夠確切掌握輪齒接觸情況，并作相應(yīng)地齒輪誤差修形（螺旋角修形、鼓形修形及熱變形修形等） ，可取 =1。如果對(duì)齒輪的結(jié)構(gòu)做特殊?K處理，或經(jīng)過仔細(xì)跑合后，能使載荷沿齒面接觸線均勻分布，也可以取 =1?K表 3.2 動(dòng)載荷系數(shù)值1 2 4 6 8 10 12 141.21.41.61.82.0345678910vz1/100m/skv（5）載荷分配系數(shù) aK是考慮在同時(shí)嚙合的兩對(duì)輪齒上載荷分配不均勻的系數(shù)。查取 值aK aK=1a（6）材料彈性系數(shù) EZ是考慮配對(duì)齒輪的材料彈性模量 E 和泊松比 v 影響接觸應(yīng)力的系數(shù)。EZ查?。?189.8EZ邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)31（7）節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) HZ是考慮捏合處法面曲率與端面曲率的關(guān)系，并把節(jié)圓上的圓周力換算為分度HZ圓上的圓周力，把法面圓周力換算為端面圓周力的系數(shù)查取：=1.9HZ（8）接觸強(qiáng)度重合度 e是考慮端面重合度，軸向重合度及螺旋角影響齒面接觸應(yīng)力的系數(shù)。 e=2.0eZ（9）試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限應(yīng)力 limH?齒面接觸疲勞極限應(yīng)力 ，可查取li=550 Pali（10）接觸強(qiáng)度壽命系數(shù) NZ是考慮由于齒輪設(shè)計(jì)壽命（通常以應(yīng)力循環(huán)次數(shù)或工作小時(shí)數(shù)表示）的不同，NZ而影響齒面接觸疲勞極限應(yīng)力的系數(shù)。當(dāng)齒輪的材料和熱處理方法不同時(shí)，齒面接觸疲勞的應(yīng)力循環(huán)基數(shù)也不同，當(dāng)應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N 不小于應(yīng)力循環(huán)基數(shù)時(shí)，即認(rèn)為應(yīng)進(jìn)行無限壽命計(jì)算，此時(shí)去=1NZ當(dāng)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)小于應(yīng)力循環(huán)次數(shù)時(shí)，即認(rèn)為應(yīng)進(jìn)行有限壽命計(jì)算，查取=1NZ（11）工作硬化系數(shù) W是考慮在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，經(jīng)磨齒的硬齒面小齒輪對(duì)調(diào)質(zhì)或正火的大齒輪齒面產(chǎn)WZ生冷作硬化，從而使大齒輪面接觸疲勞極限應(yīng)力提高的系數(shù)?？刹槿?1.08WZ（12）最小安全系數(shù) minHS接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度的最小安全系數(shù) minHS邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)32查取=1.0minHS將以上各式中的數(shù)值帶如下式(3.22)HPeEaVAtH ZKudbF???????????1=502 Pa(3.23)minliHWNHPSZ?=594 PaHP??符合要求3.5.2 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度Pa (3.24)FPFnaVAtF YmbKe????????Pa (3.25)SrFXNPY?inl式中各符號(hào)的意義—齒形系數(shù)F—彎曲強(qiáng)度重合度系數(shù)eY—螺旋角系數(shù)?—許用彎曲應(yīng)力FP?—試驗(yàn)齒輪的彎曲疲勞極限應(yīng)力lim—彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù)NY—彎曲強(qiáng)度尺寸系數(shù)X—相對(duì)應(yīng)力集中系數(shù)sr—彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù)minFS邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)33計(jì)算中的有關(guān)數(shù)據(jù)及各系數(shù)的確定（1）齒形系數(shù) FY是考慮齒形影響齒根彎曲應(yīng)力的系數(shù)，主要與句準(zhǔn)齒形，切齒刀具及載荷作F用點(diǎn)的位置有關(guān)，而且隨齒數(shù)及變位系數(shù)而改變。對(duì)基準(zhǔn)齒形符合 GB1356—78 的漸開線直齒輪，其載荷作用于齒頂時(shí)的齒形系數(shù)查?。?1.2FY（2）彎曲強(qiáng)度重合度 e是考慮端面重合度的影響，將載荷作用點(diǎn)由齒頂換算到外側(cè)單齒嚙合點(diǎn)（齒eY廓單齒嚙合區(qū)最高點(diǎn)）的系數(shù)，其值可查取=0.6eY（3）螺旋角系數(shù) ?是考慮斜齒輪因輪齒傾斜而影響齒根彎曲應(yīng)力的系數(shù)。?Y查取=0.92?Y（4）試驗(yàn)齒輪的彎曲疲勞極限應(yīng)力 limF?由查取 的值limF?=340 Pali（5）彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù) NY是考慮由于齒輪設(shè)計(jì)壽命（通常以應(yīng)力循環(huán)次數(shù)或工作小時(shí)數(shù)來表示）的不NY同而影響其齒根彎曲疲勞極限應(yīng)力的系數(shù)。通常，齒根彎曲疲勞的應(yīng)力循環(huán)基數(shù) = ，所以當(dāng)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)0613?時(shí)，即認(rèn)為按無限壽命計(jì)算，此時(shí)取 =16103?? NY可查取 的值NY=1.25NY（6）彎曲強(qiáng)度尺寸系數(shù) X是考慮實(shí)際齒輪的模數(shù)大于試驗(yàn)齒輪的模數(shù)時(shí)，使齒輪的彎曲疲勞極限應(yīng)力XY邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)34極限應(yīng)力降低的系數(shù)。查得 的值XY=1（7）相對(duì)應(yīng)力集中系數(shù) sr是考慮實(shí)際齒輪對(duì)試驗(yàn)齒輪因應(yīng)力集中的不同（齒根圓角不等）而影響齒根srY彎曲疲勞極限應(yīng)力的系數(shù)。 。可查得 的值：sr=0.3srY將以上的數(shù)據(jù)或系數(shù)帶如下式：(3.26)FPFnaVAtFmbKe????????=320 Pa(3.27)SrFXNPY??minl=425 PaFP??經(jīng)計(jì)算表明，設(shè)計(jì)既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度的校核要求，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的校核要求，所以設(shè)計(jì)是合理的。3.6 軸承的選用 ]12[~63.6.1 軸承類型選擇軸承有兩種常用的類型：雙列短圓柱滾子軸承。這種軸承承載能力大，內(nèi)孔有 1：12 錐度，摩擦系數(shù)小，溫升低，但不能承受軸向力，必須和能承受軸向力的軸承配合使用，因此整個(gè)部件支承結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。圓錐滾子軸承。承載能力大，可同時(shí)承受徑向力和軸向力，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但允許的極限轉(zhuǎn)速低一些。與雙列短圓柱滾子軸承配套使用承受軸向力的軸承主要有三種：60°角雙向推力向心球軸承。是一種新型軸承，在近來生產(chǎn)的機(jī)床上廣泛采用。具有承載能力大，允許極限轉(zhuǎn)速高的特點(diǎn)。外徑比同規(guī)格的雙列短圓柱滾子軸承小邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)35一些。在使用中，這種軸承不承受徑向力。推力球軸承。承受軸向力的能力最高，但允許的極限轉(zhuǎn)速低，容易發(fā)熱。向心推力球軸承。允許的極限轉(zhuǎn)速高，但承載能力低，主要用于高速輕載的機(jī)床。3.6.2 軸承的配置大多數(shù)機(jī)床主軸采用兩個(gè)支承，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便。但為了提高主軸剛度也有用三支承的。三支承結(jié)構(gòu)要求箱體上三支承孔具有良好的同心度，否則溫升和空載功率增大，效果不一定好。軸承配置時(shí)，除選擇軸承的類型不同外，推力軸承的布置是主要差別。推力球軸承布置在前支承、后支承還是分別布置在前、后兩支承，影響著溫升后軸的伸長(zhǎng)方向以及結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，應(yīng)根據(jù)機(jī)床的實(shí)際要求確定。在配置軸承時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）每個(gè)支承點(diǎn)都要能承受徑向力。（2）兩個(gè)方向的軸向力應(yīng)分別有相應(yīng)的軸承承受。（3）徑向力和兩個(gè)方向的軸向力都應(yīng)傳遞到箱體上，即負(fù)載都有機(jī)床支承件承受。3.6.3 軸承的精度和配合主軸軸承精度要求比一般傳動(dòng)軸高。前軸承的誤差對(duì)主軸前端的影響最大，所以前軸承的精度一般比后軸承選擇高一級(jí)。普通精度級(jí)機(jī)床的主軸，前軸承選 C 或 D 級(jí)，后軸承選 D 或 E 級(jí)。精度或高精度級(jí)機(jī)床，前軸承選 B 或 C 級(jí)，后軸承選 C 或 D 級(jí)邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)36總 結(jié)三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)到今日已經(jīng)基本完成，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)做的一次總測(cè)驗(yàn)，是鍛煉也是檢驗(yàn)自己四年來所學(xué)并掌握運(yùn)用知識(shí)的能力，是我們高等院校學(xué)生的最后的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，通過這次設(shè)計(jì)，我學(xué)到了許多原來未能學(xué)到的東西，對(duì)過去沒有掌握的知識(shí)得到了更進(jìn)一步鞏固。獨(dú)立思考，綜合運(yùn)用所掌握理論知識(shí)的能力得到很大的提高，學(xué)會(huì)了從生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，針對(duì)實(shí)際課題解決實(shí)際問題，掌握了綜合使用各種設(shè)計(jì)手冊(cè)、圖冊(cè)、資料的方法，提高了電腦繪圖水平，也是為我們即將參加工作所做的必要準(zhǔn)備，打下基礎(chǔ)，更是我們四年機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)知識(shí)的一次綜合。本次設(shè)計(jì)也暴露了我們不少的缺點(diǎn)和問題：對(duì)于所學(xué)知識(shí)還沒有做到仔細(xì)、認(rèn)真消化，許多方面還是只有一個(gè)大概的認(rèn)識(shí)，沒有深入探討，對(duì)實(shí)際事物沒有深刻得了解，沒有做到理論聯(lián)系實(shí)際，沒有達(dá)到對(duì)所學(xué)的知識(shí)熟練運(yùn)用的水平。這也從一個(gè)側(cè)面反映出我們?cè)O(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足，思維不夠開拓，不夠靈活。從而是我得出一個(gè)結(jié)論：無論是現(xiàn)在還是以后走上工作崗位，還是再深造，都應(yīng)該虛心向老師和前輩們學(xué)習(xí)，從而不斷完善自我，提高自我水平。本次設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)課題的要求及相關(guān)參數(shù)，運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)的基本方法進(jìn)行橋式裝卸料機(jī)主梁的設(shè)計(jì)計(jì)算；根據(jù)裝卸機(jī)總裝配圖的要求，合理的設(shè)計(jì)出橋式裝卸料機(jī)小車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，滿足裝卸機(jī)的工作要求。另外本文通過對(duì)橋式移動(dòng)裝卸料機(jī)的安全設(shè)計(jì)重點(diǎn)解決了以下問題： 1．提高礦山開采和礦料堆浸工藝的能力；2．小車在啟動(dòng)停止時(shí)帶來的安全問題得到解決；3．本文設(shè)計(jì)小車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，沒有采用起重機(jī)常用的驅(qū)動(dòng)方式，而是采用了齒輪—齒條傳動(dòng)，這使得小車運(yùn)動(dòng)更平穩(wěn)，定位更準(zhǔn)確；但因?yàn)楸救怂接邢匏斜驹O(shè)計(jì)難免有錯(cuò)誤和不足之處，希望各位老師能悉心指出和指導(dǎo)。邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)37參 考 文 獻(xiàn)[1]王官遜、孟憲蕙、裘為章主編， 《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》 ，機(jī)械工業(yè)出版社，1980[2]陳道南、盛漢中主編， 《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》 ，冶金工業(yè)出版社，1986[3]陳道南、過玉卿、周培德、盛漢中主編， 《起重運(yùn)輸機(jī)械》 ，冶金工業(yè)出版社，1988[4]中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)， 《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》 ，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1984[5]東北工學(xué)院編， 《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》 ，冶金工業(yè)出版社，1982[6] 吳宗澤主編， 《機(jī)械設(shè)計(jì)》,高等教育出版社，2003[7] 武漢水利電力學(xué)院編， 《結(jié)構(gòu)力學(xué)和工程結(jié)構(gòu)》 ，水利電力出版社，1978[8] 大連工學(xué)院編， 《起重機(jī)械》 ，機(jī)械工業(yè)出版社，1982[9] 王寬福、馮麗云主編， 《焊接與化機(jī)焊接結(jié)構(gòu)》 ，浙江大學(xué)出版社，1992[10] 哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室編， 《理論力學(xué)》 ，高等教育出版社，1997[11] 劉鴻文主編， 《簡(jiǎn)明材料力學(xué)》 ，高等教育出版社，2002[12] 成大先主編， 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 ，化學(xué)工業(yè)出版社，2004[13] 謝鐵邦，李柱，席宏卓主編， 《互換性與技術(shù)測(cè)量》 ，華中科技大學(xué)出版社，1998[14]徐憬主編， 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 機(jī)械工業(yè)出版社，1978[15]劉朝儒、彭福蔭 、高政一主編， 《機(jī)械制圖》 ，高等教育出版社， 2002[16]張尚才 主編， 《控制工程基礎(chǔ)》 ，浙江大學(xué)出版社，2004[17]孫恒 陳作模主編， 《機(jī)械原理》 ，高等教育出版社，2003[18]哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室 編， 《理論力學(xué)》 ，高等教育出版社， 2003[19]曾志新 呂明， 《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》 ，武漢理工大學(xué)出版社， 2004[20] The reasonable of the bridge type derrick chooses to usePeking rises heavy conveyance machine graduate school Xu lei[21]ShiPing Chief editor English in mechanical engineering [22] Prepare in response to the dint the piece pulls to repair main beam in derrick in type in bridge bottom the loads the ability with the exaltation 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)38Pleased the way of Chen Zu dao Din Yang xi致 謝時(shí)間這東西總是來時(shí)漫漫去時(shí)匆匆，隨著鍵的跳動(dòng)我四年的大學(xué)生活和幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)一起結(jié)束，真有些措手不及。即將要踏出校園，步入社會(huì)，進(jìn)入工作崗位了，雖然了解總有這么一天，也只有在社會(huì)這個(gè)大熔爐中才能得到更多的鍛煉，才能把自己十幾年在學(xué)校累積的知識(shí)學(xué)以至用，充分發(fā)揮自己所長(zhǎng)，可是也從此遠(yuǎn)離單純的學(xué)習(xí)的快樂與疲憊，而面對(duì)勾心斗角競(jìng)爭(zhēng)激烈，對(duì)于期盼了幾年的告別考試與課堂，真是不知道該喜該憂。我不是很積極的人一切都很平淡，大學(xué)四年的生活沒有大起大落沒有悲歡離合，學(xué)到的知識(shí)也有限的很，用到實(shí)踐中就更是少之有少，到了該認(rèn)識(shí)真正的自我，并努力的充實(shí)自我，完善自我的時(shí)候了，許是很多人有此感覺吧，畢業(yè)設(shè)計(jì)真是讓人有一種知之甚少的無力感。本次設(shè)計(jì)即將完成，我的心情卻無法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意！在這里首先要感謝我的指導(dǎo)老師陳老師。陳老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從實(shí)習(xí)查閱資料到設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，裝配草圖等整個(gè)過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜煩瑣，但是陳老師仍然細(xì)心地糾正圖紙中的錯(cuò)誤。 其次要感謝同學(xué)們給我?guī)椭椭С?在設(shè)計(jì)中遇到的困難,他們會(huì)熱心的給我排憂解難;遇到不能解決的問題,大家一起討論.然后還要感謝我的母校對(duì)我的大力栽培,感謝大學(xué)四年來所有的老師，為我們打下機(jī)械專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)；正是因?yàn)橛辛诉@些專業(yè)知識(shí)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)才會(huì)順利完成。 最后感謝我的爸爸媽媽，焉得諼草，言樹之背，養(yǎng)育之恩，無以回報(bào)，你們永遠(yuǎn)健康快樂是我最大的心愿。