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湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）中期檢查表
系?部：???工程技術(shù)系???
學(xué)生姓名
易暢明
學(xué)???號(hào)
200741914527
年級(jí)專業(yè)及班級(jí)
2007級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化(5)班
指導(dǎo)教師及職稱
吳彬?講師
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目
QTZ80塔式起重機(jī)機(jī)械部分設(shè)計(jì)
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作進(jìn)度
已完成的主要內(nèi)容
尚需解決的主要問題
?
??已完成了所需資料文獻(xiàn)的查找和調(diào)研，確定總體的設(shè)計(jì)方案，完成了總體的設(shè)計(jì)計(jì)算及各零件的設(shè)計(jì)，基本完成了塔機(jī)個(gè)部件的零件圖的總體裝配圖。?
?
?
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1、CAD圖的修改與打印
2、指導(dǎo)老師的審查與修改意見
3、對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行校核
??
?
指導(dǎo)教師意見
?
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????????????指導(dǎo)教師簽名：????????????????????年???月???日
檢查（考核）小組意見
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檢查小組組長簽名：?????????????????年???月???日
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湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書
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學(xué)生姓名
易暢明
學(xué)?號(hào)
200741914527
年級(jí)專業(yè)及班級(jí)
2007級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化(5)班
指導(dǎo)教師及職稱
吳彬???講師
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20????年?????月?????日
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填?寫?說?明
?
一、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書是學(xué)院根據(jù)已經(jīng)確定的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目下達(dá)給學(xué)生的一種教學(xué)文件，是學(xué)生在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下獨(dú)立從事畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作的依據(jù)。此表由指導(dǎo)教師填寫。
二、此任務(wù)書必需針對(duì)每一位學(xué)生，不能多人共用。
三、選題要恰當(dāng)，任務(wù)要明確，難度要適中，份量要合理，使每個(gè)學(xué)生在規(guī)定的時(shí)限內(nèi)，經(jīng)過自己的努力，可以完成任務(wù)書規(guī)定的設(shè)計(jì)研究內(nèi)容。
四、任務(wù)書一經(jīng)下達(dá)，不得隨意更改。
五、各欄填寫基本要求。
（一）畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）選題來源、選題性質(zhì)和完成形式：
請(qǐng)?jiān)诤线m的對(duì)應(yīng)選項(xiàng)前的“（?）”內(nèi)打“√”，科研課題請(qǐng)注明課題項(xiàng)目和名稱，項(xiàng)目指“國家青年基金”等。
（二）主要內(nèi)容和要求：
1．工程設(shè)計(jì)類選題
明確設(shè)計(jì)具體任務(wù)，設(shè)計(jì)原始條件及主要技術(shù)指標(biāo)；設(shè)計(jì)方案的形成（比較與論證）；該生的側(cè)重點(diǎn)；應(yīng)完成的工作量，如圖紙、譯文及計(jì)算機(jī)應(yīng)用等要求。
2．實(shí)驗(yàn)研究類選題
明確選題的來源，具體任務(wù)與目標(biāo)，國內(nèi)外相關(guān)的研究現(xiàn)狀及其評(píng)述；該生的研究重點(diǎn)，研究的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)方案；計(jì)算機(jī)應(yīng)用及工作量要求，如論文、文獻(xiàn)綜述報(bào)告、譯文等。
3．文法經(jīng)管類論文
明確選題的任務(wù)、方向、研究范圍和目標(biāo)；對(duì)相關(guān)的研究歷史和研究現(xiàn)狀簡要介紹，明確該生的研究重點(diǎn)；要求完成的工作量，如論文、文獻(xiàn)綜述報(bào)告、譯文等。
（三）主要參考文獻(xiàn)與外文資料：
在確定了畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目和明確了要求后，指導(dǎo)教師應(yīng)給學(xué)生提供一些相關(guān)資料和相關(guān)信息，或劃定參考資料的范圍，指導(dǎo)學(xué)生收集反映當(dāng)前研究進(jìn)展的近1－3年參考資料和文獻(xiàn)。外文資料是指導(dǎo)老師根據(jù)選題情況明確學(xué)生需要閱讀或翻譯成中文的外文文獻(xiàn)。
（四）畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的進(jìn)度安排：
1．設(shè)計(jì)類、實(shí)驗(yàn)研究類課題
實(shí)習(xí)、調(diào)研、收集資料、方案制定約占總時(shí)間的20%；主體工作，包括設(shè)計(jì)、計(jì)算、繪制圖紙、實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析等約占總時(shí)間的50%；撰寫初稿、修改、定稿約占總時(shí)間的30%。
2．文法經(jīng)管類論文
實(shí)習(xí)、調(diào)研、資料收集、歸檔整理、形成提綱約占總時(shí)間的60%；撰寫論文初稿，修改、定稿約占總時(shí)間的40%。
六、各欄填寫完整、字跡清楚。應(yīng)用黑色簽字筆填寫，也可使用打印稿，但簽名欄必須相應(yīng)責(zé)任人親筆簽名。
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目
QTZ80塔式起重機(jī)機(jī)械部分設(shè)計(jì)
選題來源
（?）結(jié)合科研課題??課題名稱：????????????????????????????????????????
（√）生產(chǎn)實(shí)際或社會(huì)實(shí)際??????????（?）其他???
選題性質(zhì)
（?）基礎(chǔ)研究?????（√）應(yīng)用研究?????（?）其他
題目完成形式
（?）畢業(yè)論文?????（√）畢業(yè)設(shè)計(jì)?????（?）提交作品，并撰寫論文
主要內(nèi)容和要求
該課題是設(shè)計(jì)塔式起重機(jī)總體機(jī)械部分，總機(jī)設(shè)計(jì)工作量大，不能全部詳細(xì)設(shè)計(jì)，只對(duì)總體機(jī)械進(jìn)行大體設(shè)計(jì)，對(duì)于其中個(gè)別設(shè)計(jì)詳細(xì)，特別對(duì)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)從下料到焊接成形的全部制造工藝過程都要分析,各工序按制造的先后順序分為校正、下料、酸洗淋化、噴丸、密封和焊接。但主要論述焊接工藝，包括單道工序中存在的工藝缺陷以及在工藝中缺陷互補(bǔ)的方法和其它一些直接校正的方法和參數(shù)控制法。
完成3張A0圖紙（折合），并要求CAD繪制。撰寫設(shè)計(jì)說明書，文字在1.0～1.5萬字間，條理清楚，計(jì)算有據(jù)，格式按湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院全日制普通本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）規(guī)范化要求。
設(shè)計(jì)說明書的內(nèi)容包括：課題的目的、意義、國內(nèi)外動(dòng)態(tài)；研究的主要內(nèi)容；總體方案的擬定和主要參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算；傳動(dòng)方案的確定及設(shè)計(jì)計(jì)算，主要工作部件的設(shè)計(jì)；主要零件分析計(jì)算和校核；參考文獻(xiàn)，鳴謝。
注：此表如不夠填寫，可另加附頁。
主要參考文獻(xiàn)與外文資料
?[1]成大先.《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)——常用工程材料》[M].化學(xué)工業(yè)出牌社2002（6）：21
[2]王曉敏.《工程材料學(xué)》[M].哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社2001（4）：4-5
[3]朱張校.《工程材料》[M].第三版?清華大學(xué)出版社2000（5）：17
[4]田奇.《建筑機(jī)械使用與維護(hù)》[M].中國建材工業(yè)出版社2001（10）
[5]鄧文英.《金屬工藝學(xué)》[M].第三版?高等教育出版社2002（7）?
[6]鄧文英.《金屬工藝學(xué)》[M].第四版?高等教育出版社2002（7）?
[7]紀(jì)名剛、濮良貴.《機(jī)械設(shè)計(jì)》[M].第七版?高等教育出版社2002（1）
[8]王先逵.《機(jī)械制造工藝學(xué)》[M].機(jī)械工業(yè)出版社?2000(12)
[9]趙熹華、馮吉才.《壓焊方法及設(shè)備》[M].機(jī)械工業(yè)出版社?2005(3)
[10]史美堂.《金屬材料及熱處理》[M].上海科學(xué)技術(shù)出版社?2003(1)
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工作進(jìn)度安排
起止日期
主要工作內(nèi)容
2010.09.18前
選題
2010.9.21前
下達(dá)任務(wù)書
2010.09.25前
開題
2010.09.25～2011.03.
設(shè)計(jì)
2011.03
中期考核
2011.03.～2011.05.10
完善與總結(jié)課題
2011.05.01～2011.05.16
提交正稿與指導(dǎo)老師評(píng)閱，專業(yè)委員會(huì)評(píng)閱
2011.05.17～2011.5.24
答辯與修改定稿
要求完成日期：20???年???月???日???????指導(dǎo)教師簽名：???????????????
審查日期：20???年???月???日???????????專業(yè)負(fù)責(zé)人簽名：?????????????
批準(zhǔn)日期：20???年???月???日????????????
接受任務(wù)日期：20???年???月???日；?????學(xué)生本人簽名：???????????????
注：簽名欄必須由相應(yīng)責(zé)任人親筆簽名。
摘 要
被人們喻為“巨人之臂”、“畫在天空中的弧、“力與美的象征”的起重機(jī)，廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)各部門進(jìn)行物質(zhì)生產(chǎn)和裝卸搬運(yùn)的重要設(shè)備。塔式起重機(jī)是一種能在一定范圍內(nèi)垂直起升和水平移動(dòng)物品的機(jī)械，是現(xiàn)代化工業(yè)與民用建筑中的主要施工機(jī)械。
本次設(shè)計(jì)是關(guān)于塔式起重機(jī)的傳動(dòng)部分，目標(biāo)是使塔式起重機(jī)所提起的重物能夠正常的升降以及讓小車能夠在橫梁上水平的運(yùn)行。首先，根據(jù)已知條件確定好設(shè)計(jì)的傳動(dòng)方案；然后，根據(jù)傳動(dòng)方案所提升的負(fù)載選擇電動(dòng)機(jī)，在依次選擇選擇蝸桿傳動(dòng)減速器、聯(lián)軸器、制動(dòng)器等；接著根據(jù)起升高度設(shè)計(jì)卷筒以及鋼絲繩的設(shè)計(jì)計(jì)算，最后是對(duì)小車的設(shè)計(jì)計(jì)算；根據(jù)上述所選出的標(biāo)準(zhǔn)件以及零部件應(yīng)用工程軟件繪制出塔式起重機(jī)的裝配圖，根據(jù)裝配圖拆出塔式起重機(jī)的零部圖。設(shè)計(jì)塔式起重機(jī)構(gòu)時(shí)，根據(jù)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)選擇標(biāo)準(zhǔn)元件實(shí)際情況進(jìn)行零部件的強(qiáng)度和壽命校核驗(yàn)算。最后把計(jì)算結(jié)果整理成設(shè)計(jì)說明書。
總之，為了確保產(chǎn)品的質(zhì)量和水平，設(shè)計(jì)工作按照科學(xué)的程序進(jìn)行，分清主次，合理取舍。
關(guān)鍵詞：塔式起重機(jī)；起升機(jī)構(gòu)；傳動(dòng)設(shè)計(jì)
Abstract
By people known as the”Giant of the arm”,”draw the art in the sky”,”a symble of strength and beauty” ,of the crane is widely used in material production sectors of the national economy and the importance of loading and unloading equipment.Tower crane is a species in certain range of vertical lifting and horizontal movement items of machinery,a modern industrial and civil buliding in the major construction machinery.
This design is part of the transmisson tower cranes,tower cranes which objective is to bring the weight down normal and allow car to run at the level of the beam.Fist,according to known the conditions of good design to determine the transmission program;then,according to the load drive upgrade program selection motor,wore drive in the orderof selection options reducer,couplings,brakes,etc;then roll under the lift,the design and Rope design calculation,the last car car is design and calculation;last elect under the standard condition and the application of engineering software to map out parts of tower crane’s assemble drawings,according to dismantle the tower crane assembley drawings of parts and plans.Design of tower crane bodies,in accordance with standard component for Driving choose the actual situation in parts of the intensity and lifetime calibration checking.Final results were organized into design sepcifications.
In short,in order to ensure product quality and level of design work carried out in accordance with scientific procedures,to distiguish between primary and secondary,a reasonable choice.
Keywords:Tower crane;Hoisting mechanism;Transmission Design.
2
目錄
1 緒論 3
1.1塔式起重機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r 3
1.2塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)的目的意義 4
1.3塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)內(nèi)容 4
2 塔式起重機(jī)的傳動(dòng)方案設(shè)計(jì) 6
2.1方案一 6
2.1.1塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)方案 6
2.1.2小車水平運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)案 7
2.2方案二 8
2.2.1塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 8
3 塔式起重機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 9
3.1 塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 9
3.1.1塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)功率計(jì)算 9
3.1.2確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 10
3.1.3減速器的選擇 11
3.1.4分配傳動(dòng)比 11
3.1.5傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 12
3.2聯(lián)軸器的選擇 13
3.3小車水平運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)裝置計(jì)算 14
3.3.1計(jì)算電動(dòng)機(jī)的靜功率 14
3.3.2確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 15
3.3.3減速器的選擇 16
3.3.4分配傳動(dòng)比 16
3.3.5傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 16
3.4聯(lián)軸器的選擇 18
3.5吊鉤的計(jì)算 19
3.6塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)滑輪組倍率 21
3.7鋼絲繩計(jì)算 21
3.8卷筒尺寸及轉(zhuǎn)速計(jì)算 24
3.8.1卷筒主要尺寸的確定： 25
3.9起升機(jī)構(gòu)制動(dòng)器的選擇計(jì)算 27
3.10起升機(jī)構(gòu)的起動(dòng)、制動(dòng)時(shí)間的驗(yàn)算 30
3.10.1啟動(dòng)時(shí)間驗(yàn)算 31
3.10.2制動(dòng)時(shí)間驗(yàn)算 33
3.11小車水平運(yùn)動(dòng)的制動(dòng)器的選擇計(jì)算 34
3.12小車水平運(yùn)動(dòng)的起動(dòng)、制動(dòng)時(shí)間的驗(yàn)算 37
3.12.1啟動(dòng)時(shí)間驗(yàn)算 37
3.12.2制動(dòng)時(shí)間驗(yàn)算 39
4塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 41
4.1塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)方案 41
4.2塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)布置 41
5結(jié)論 43
6謝辭 44
7參考文獻(xiàn) 45
1 緒論
1.1塔式起重機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r
塔式起重機(jī)發(fā)明于二十世紀(jì)之初的歐洲。1900年有了第一個(gè)塔式起重機(jī)專利，1905年出現(xiàn)了塔身固定的臂架式起重機(jī)，第一次、二次世界大戰(zhàn)后塔式起重機(jī)得到了快速發(fā)展今年更是呈現(xiàn)形式多樣、需求旺盛的局面。
我國起重機(jī)制造業(yè)奠基于20世紀(jì)50年代。綜觀50年發(fā)展史，我國塔式起重機(jī)行業(yè)從無到有，從小到大，逐步形成了較為完整的體系和比較完整的系列型譜，塔式起重機(jī)成為建筑施工中的關(guān)鍵設(shè)備，塔式起重機(jī)行業(yè)也成為我國發(fā)展最快的機(jī)械行業(yè)之一。我們只用了50年時(shí)間走完了國外發(fā)達(dá)國家上百年塔式起重機(jī)發(fā)展的路程。70年代以來，起重機(jī)的類型、規(guī)格。性能和技術(shù)水平獲得很大的發(fā)展。起重機(jī)是減輕笨重體力勞動(dòng)、提高作業(yè)效率、實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的起重運(yùn)輸設(shè)備。在國民經(jīng)濟(jì)部門的物質(zhì)生產(chǎn)的物資流通中，起重機(jī)作為關(guān)鍵的工藝設(shè)備或重要的輔助設(shè)備，應(yīng)用十分廣泛，如今中國塔式起重機(jī)已經(jīng)批量走進(jìn)國際市場(chǎng)，目前我國已成為世界塔式起重機(jī)生產(chǎn)大國，也是世界塔式起重機(jī)主要需求市場(chǎng)之一。
我國今后相當(dāng)長的一段時(shí)間，電力需求是緊張的，受資源、環(huán)保、安全、可靠等因素的制約，水電、核電、風(fēng)電、太陽能發(fā)電在我國的電源結(jié)構(gòu)中的比例不可能大幅提高，我國煤炭資源豐富，火力發(fā)電在電源結(jié)構(gòu)中將長期處于主導(dǎo)地位。隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)、火力發(fā)電技術(shù)的進(jìn)步，燃煤電廠將向更大容量、更高參數(shù)的機(jī)組發(fā)展，在1000MW超臨界機(jī)組成為主流機(jī)組的今天，可以預(yù)測(cè)1300MW等更高參數(shù)的機(jī)組將是今后燃煤電廠的發(fā)展方向，3000t，m級(jí)、額定起重量為150t左右的大型塔式起重機(jī)將在今后火電建設(shè)中得到應(yīng)用。隨著火力發(fā)電廠鍋爐頂標(biāo)越來越高，將由目前電廠建設(shè)主力起重機(jī)履帶起重機(jī)和塔式起重機(jī)并存的局面改為主力起重機(jī)只能為塔式起重機(jī)，塔式起重機(jī)將居于不可替代的地位。
1.2塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)的目的意義
塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)的目的是對(duì)塔式起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)起升機(jī)構(gòu)傳動(dòng)的方法，熟悉所選零件的工藝性、機(jī)械裝配和安全技術(shù)等方面的知識(shí)，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。所以，其主要內(nèi)容是在于起重機(jī)的技術(shù)設(shè)計(jì)，即繪制計(jì)劃圖和編制計(jì)劃說明書。在塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)多注意結(jié)構(gòu)構(gòu)造的設(shè)計(jì)工作，即根據(jù)其計(jì)算得出的主要尺寸和選好的標(biāo)準(zhǔn)件，確定出起重機(jī)的整體結(jié)構(gòu)和各部件的結(jié)構(gòu)。
近年來，我國塔式起重機(jī)行業(yè)通過公關(guān)，在認(rèn)真研究國外技術(shù)，結(jié)合國情實(shí)際情況下，研究出不少好的產(chǎn)品，如CAD模塊化塔機(jī)組合設(shè)計(jì)，起重、布料兩用塔機(jī)等。塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)開發(fā)過程中，也解決了大功率起升機(jī)構(gòu)的無極變速、PLC控制問題以及長期困擾人們的起升機(jī)構(gòu)亂繩打扭問題等。以上問題都是塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)開發(fā)所實(shí)現(xiàn)的，因此，塔式起重機(jī)的設(shè)計(jì)對(duì)我國起重事業(yè)有著很重大的意義。
1.3塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)內(nèi)容
本次設(shè)計(jì)塔式起重機(jī)的吊鉤的速度為0-15m/min，起重量為3t，起升高度為20m。塔式起重機(jī)的設(shè)計(jì)的內(nèi)容為：①塔式起重機(jī)起升方案的設(shè)計(jì)②塔式起重機(jī)機(jī)械傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算③繪制裝配草圖④繪制裝配草圖與主要零部件圖⑥編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。與此同時(shí)還要基本上掌握一般機(jī)械零部件發(fā)熱設(shè)計(jì)方法；同時(shí)對(duì)塔式起重機(jī)的構(gòu)造型式、工作原理和機(jī)構(gòu)計(jì)算等也有了初步的了解。在設(shè)計(jì)塔式起重機(jī)構(gòu)時(shí)，必須根據(jù)機(jī)構(gòu)實(shí)際使用的在和變化情況及其作用時(shí)間的長短選擇電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、鋼絲繩、吊鉤等以及計(jì)算零部件的強(qiáng)度和壽命。為了使所設(shè)計(jì)的塔式起重機(jī)具有先進(jìn)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)由具有耐用性和可靠性，這就要求在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)須將其按載荷情況和作用時(shí)間加以分類。這種分類的等級(jí)稱為機(jī)構(gòu)的工作級(jí)別。劃分機(jī)構(gòu)工作級(jí)別的因素有兩個(gè)：一是表明機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)間的機(jī)構(gòu)利用等級(jí)，二是表明機(jī)構(gòu)受載情況的機(jī)構(gòu)載荷狀態(tài)。
2 塔式起重機(jī)的傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)
2.1方案一
2.1.1塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)方案
圖 2-1 起升傳動(dòng)圖
實(shí)現(xiàn)重物升、降運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)稱為起升機(jī)構(gòu)。塔式起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)通常由電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、減速器、卷筒、鋼絲繩、滑輪組及吊鉤等零部件組成。如圖2-2
圖 2-2 原理圖
所示。電動(dòng)機(jī)1通過聯(lián)軸器2和減速器3相連，減速器3的輸出軸上裝有卷筒4，它通過鋼絲繩6和安裝在塔身或塔頂?shù)膶?dǎo)向滑輪5組與吊鉤7相連。電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，卷筒將纏繞在其上的鋼絲繩進(jìn)或放出，通過滑輪組式懸掛于吊鉤上的物品起升或下降。當(dāng)電動(dòng)機(jī)停止工作時(shí)，制動(dòng)器通過彈簧力將制動(dòng)輪剎住。
2.1.2小車水平運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)案
圖2-3 小車水平運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)圖
傳動(dòng)方法：首先，由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)帶動(dòng)聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動(dòng)，制動(dòng)器夾緊在聯(lián)軸器上，然后，當(dāng)機(jī)構(gòu)通電時(shí)，與電動(dòng)機(jī)相聯(lián)系的電磁鐵也通電而產(chǎn)生磁力，并壓迫推桿右移，左右制動(dòng)臂張開，制動(dòng)器松閘。當(dāng)電機(jī)斷電時(shí)，制動(dòng)器便立即上閘，制動(dòng)器用來保持小車的運(yùn)動(dòng)停止。最后，減速器與電動(dòng)機(jī)軸用鍵連接，蝸輪軸聯(lián)接卷筒，卷筒通過軸承帶動(dòng)纏繞在其上的鋼絲繩旋轉(zhuǎn)，鋼絲繩將滑輪組、小車連接起+-從而使卷筒的正反轉(zhuǎn)來控制小車水平方向的左右移動(dòng)。
2.2方案二
2.2.1塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)
圖2-3 塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)傳動(dòng)圖
傳動(dòng)方法：由一個(gè)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)聯(lián)軸器及制動(dòng)器，由制動(dòng)器控制重物的升降運(yùn)動(dòng)停止并使其保持在空中，調(diào)整重物的下降速度，保持小車的運(yùn)動(dòng)停止，由鋼絲繩分別將卷筒、滑輪組、小車、吊鉤連接起來，蝸桿減速器中的齒輪軸的兩端分別帶動(dòng)一個(gè)卷筒，其中一個(gè)卷筒用來控制重物的升降，另一個(gè)卷筒用來控制小車的水平運(yùn)動(dòng)。
分別結(jié)合兩種傳動(dòng)方案來比較，方案一雖然使用了兩個(gè)電動(dòng)機(jī)分別控制小車及重物的運(yùn)動(dòng)，但是傳動(dòng)簡單，易于實(shí)現(xiàn)，相比方案一來說，方案二由蝸桿減速器的齒輪軸分別帶動(dòng)兩個(gè)卷筒，此結(jié)構(gòu)復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)困難，因此，我選擇方案一來作為此次設(shè)計(jì)的傳動(dòng)方案。
3 塔式起重機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算
3.1 塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算
3.1.1塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)功率計(jì)算
（1）電動(dòng)機(jī)計(jì)算功率[1]
（kw） （3-1）
式中——最大起升載荷，N；
——機(jī)構(gòu)總效率， （為滑輪組總效率，為導(dǎo)向滑輪效率，為卷筒機(jī)械效率，采用滾動(dòng)軸承時(shí)=，為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)械效率，它與傳動(dòng)型式有關(guān)）；
v——起升速度，m/min。
==
=0.817
==（kW）
（2）電動(dòng)機(jī)的選擇
根據(jù)機(jī)構(gòu)工作級(jí)別、作業(yè)特點(diǎn)以及電動(dòng)機(jī)的工作特性，同時(shí)為了滿足電動(dòng)機(jī)起動(dòng)和不過熱要求，所選電動(dòng)機(jī)的額定功率應(yīng)該滿足下式：
（kW） （3-2）
式中——電動(dòng)機(jī)額定功率，kW；
——起升靜功率，kW；
——穩(wěn)態(tài)負(fù)載平均系數(shù)，與接電持續(xù)率JC有關(guān)，見表3-1。
表 3-1 穩(wěn)態(tài)負(fù)載平均系數(shù)
電動(dòng)機(jī)型式
機(jī)構(gòu)的接電持續(xù)率JC值
15%
0.70.75
繞線型電動(dòng)機(jī)
25%
0.70.75
40%
0.750.80
60%
0.801.0
鼠籠型電動(dòng)機(jī)
1.0
查表 ；
；
=（kW）
因此，查《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》，選擇YZ系列電動(dòng)機(jī)，機(jī)座號(hào)為160M2-6，功率為7.5kW，轉(zhuǎn)速930r/min，定子電流16.5A，功率因素0.853，效率80.6，最大轉(zhuǎn)滿載轉(zhuǎn)矩1000r/min。電機(jī)，基本尺寸D=，E=。
3.1.2確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速
卷筒轉(zhuǎn)速的確定
（3-3）
=（r/min）
3.1.3減速器的選擇
圖3-1 蝸桿減速器圖
減速器的類型：蝸桿減速器；[2]
蝸桿在蝸輪下放嚙合處的冷卻和潤滑都較好，蝸桿軸承潤滑也方便。
3.1.4分配傳動(dòng)比
電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速為
r/min；
總傳動(dòng)比 =
故
3.1.5傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算
（1）0軸的計(jì)算
0軸：0軸即電動(dòng)機(jī)軸
=（kW）
（r/min）
=（N·m）
圖3-2 傳動(dòng)比計(jì)算圖
（2）I軸的計(jì)算
I軸：I軸即傳動(dòng)卷筒軸
=（KW）
=（r/min）
=（Nm）
總結(jié)，見下表
表 3-2 電動(dòng)機(jī)參數(shù)
軸序號(hào)
功率/ kW
轉(zhuǎn)速/ r/min
轉(zhuǎn)矩/ N·m
傳動(dòng)型號(hào)
傳動(dòng)比
效率
0
蝸桿傳動(dòng)
I
3.2聯(lián)軸器的選擇
（1）聯(lián)軸器傳動(dòng)扭矩的計(jì)算
（3-4）
=（N·m）
查《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》
，，
=（N·m）
=（N·m）
（2）聯(lián)軸器的選擇
聯(lián)軸器選擇見表3-3
表 3-3 聯(lián)軸器型號(hào)
聯(lián)軸器的型號(hào)
最大許用轉(zhuǎn)矩
，故聯(lián)軸器合用。
3.3小車水平運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)裝置計(jì)算
3.3.1計(jì)算電動(dòng)機(jī)的靜功率
（1）電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算
（kW） （3-5）
式中——機(jī)構(gòu)總效率， （為滑輪組總效率， 為導(dǎo)向滑輪效率， 為卷筒機(jī)械效率，采用滾動(dòng)軸承時(shí)，為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)械效率，它與傳動(dòng)型式有關(guān)）；
v——起升速度，m/min。
小車kg；起升載荷t；
摩擦阻力 Wmgf
（+）N
機(jī)構(gòu)總效率
=
==（kW）
（2）電動(dòng)機(jī)的選擇
根據(jù)機(jī)構(gòu)工作級(jí)別、作業(yè)特點(diǎn)以及電動(dòng)機(jī)的工作特性，同時(shí)為了滿足電動(dòng)機(jī)起動(dòng)和不過熱要求，所選電動(dòng)機(jī)的額定功率應(yīng)該滿足下式：
（kW） （3-6）
式中——電動(dòng)機(jī)額定功率，kW；
——起升靜功率，kW；
——穩(wěn)態(tài)負(fù)載平均系數(shù)，與接電持續(xù)率JC有關(guān)，見表3-4。
查表 JC40%；0
=（kW）
表 3-4 穩(wěn)態(tài)負(fù)載平均系數(shù)
電動(dòng)機(jī)型式
機(jī)構(gòu)的接電持續(xù)率JC值
15%
0.70.75
繞線型電動(dòng)機(jī)
25%
0.70.75
40%
0.750.80
60%
0.801.0
鼠籠型電動(dòng)機(jī)
1.0
因此，查《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》，選擇YZR系列電動(dòng)機(jī)，功率為kW，轉(zhuǎn)速r/min，功率因素，效率，最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)。電機(jī)，基本尺寸D，E。
3.3.2確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速
卷筒轉(zhuǎn)速 （3-7）
=（r/min）
3.3.3減速器的選擇
減速器的類型：蝸桿減速器；
3.3.4分配傳動(dòng)比
電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速為
r/min；
總傳動(dòng)比 =
故
3.3.5傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算
（1）0軸的計(jì)算
0軸：0軸即電動(dòng)機(jī)軸
=（kW）
（r/min）
=（N·m）
（2）I軸的計(jì)算
I軸：I軸即傳動(dòng)卷筒軸
=（kW）
圖 3-3 計(jì)算圖
=86.96（r/min）
=157.04（N·m）
總結(jié)，見下表
軸序號(hào)
功率/ kW
轉(zhuǎn)速/ r/min
轉(zhuǎn)矩/ N·m
傳動(dòng)型號(hào)
傳動(dòng)比
效率
0
蝸桿傳動(dòng)
I
表 3-5 傳動(dòng)參數(shù)
3.4聯(lián)軸器的選擇
圖3-4 聯(lián)軸器
（1）聯(lián)軸器的扭矩計(jì)算[3]
（3-8）
=（N·m）
查《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》
，，
=（N·m）
（N·m）
（2）聯(lián)軸器的選擇
故聯(lián)軸器的選擇見表3-6
表 3-6 聯(lián)軸器參數(shù)
型號(hào)
許用轉(zhuǎn)矩
需用轉(zhuǎn)速
軸孔直徑
Y型軸孔長度
3.5吊鉤的計(jì)算
起重機(jī)吊鉤的生產(chǎn)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。一般可根據(jù)用途和最大額定起重量選擇吊鉤的型式和規(guī)格。吊鉤組式起重機(jī)上應(yīng)用最廣的一種取物裝置，它由吊鉤、吊鉤螺母、推力軸承、吊鉤橫梁、滑輪、滑輪軸承、吊鉤拉板等零件組成。[4]
圖 3-5 吊鉤
吊鉤材料：DG20；
吊鉤斷面形狀為梯形；
（1）吊鉤鉤身的組要尺寸
（mm）
（mm）
（mm）110（mm）
（2）其它尺寸
各部分比例如下：
計(jì)算如下：
（mm）
1.01.2）110（mm）
（mm）120（mm）
（mm）
（mm）82.5（mm）
（mm）
（mm）
（mm）270（mm）
（mm）
（mm）60（mm）
3.6塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)滑輪組倍率
（1）滑輪的分類
按用途分類，一般可分為定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組、導(dǎo)向滑輪和均衡滑輪等。
定滑輪：裝在固定心軸上的滑輪。主要用以改變鋼絲繩作用方向，亦可用作平衡滑輪和導(dǎo)向滑輪。
動(dòng)滑輪：裝在移動(dòng)心軸上的滑輪。工作時(shí)隨載荷的起落而升降，同時(shí)又繞自身的心軸轉(zhuǎn)動(dòng)。用以達(dá)到省力的目的，但不改變鋼絲繩的作用方向。
滑輪組：鋼絲繩依次繞過若干定滑輪和動(dòng)滑輪組成的裝置稱為滑輪組。用來改變倍率，達(dá)到省力和減速的目的。
導(dǎo)向滑輪：用以改變鋼絲繩的方向并可沿心軸滑動(dòng)的滑輪?？善鸬脚爬K器的作用。
平衡滑輪：平衡兩支鋼絲繩拉力的滑輪。可是每個(gè)鋼繩受力相同。
（2）滑輪的選擇[5]
滑輪組材料：鑄造滑輪HT150
查《塔式起重機(jī)》5-1
當(dāng)額定起重量Q為3t時(shí)，倍率為2。
3.7鋼絲繩計(jì)算
鋼繩計(jì)算復(fù)雜。工作中除了承受拉伸、彎曲、扭轉(zhuǎn)、壓縮等復(fù)合應(yīng)力外，尚受有沖擊載荷的影響，因很難精確計(jì)算。為簡化計(jì)算，設(shè)計(jì)時(shí)一般采用靜力計(jì)算法。
鋼絲繩的材料:優(yōu)質(zhì)低碳鋼；
鋼絲繩類型：線接觸鋼絲繩；
起升機(jī)構(gòu)鋼絲繩直徑按最大靜載荷來確定。
（1）鋼絲繩中的最大靜拉力
（N） （3-9）
式中——最大起升載荷，N，其中所含吊具自重可按表3-7估計(jì)；
a——滑輪組倍率；
——滑輪組總效率；
——導(dǎo)向滑輪效率，
=
=（KN）
a=2，=，
表 3-7 吊具自重載荷的近似估計(jì)值
額定起升載荷
吊具自重載荷
3050
2%
100200
2.5%
300500
3%
8001250
3.5%
16002500
4%
因此
=（N）
（2）鋼絲繩的破斷拉力必須滿足下式
（N） （3-10）
式中——所選鋼絲繩的破斷拉力，N;
n——安全系數(shù)，見表3-8
==（N）
根據(jù)選擇起升鋼絲繩，查《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3.1-6
鋼絲繩6（19）-11-1400-I-光-右交-GB1102-74
表3-8選擇系數(shù)C和安全系數(shù)n
機(jī)構(gòu)工作級(jí)別
C值
安全系數(shù)
鋼絲繩公稱強(qiáng)度MPa（N/）
1550
1700
1850
0.085
0.080
0.077
3.5
0.090
0.085
0.080
4
0.095
0.090
0.085
4.5
0.100
0.095
0.090
5
0.106
0.100
0.095
5.5
3.8卷筒尺寸及轉(zhuǎn)速計(jì)算
卷筒是卷繞和容納鋼絲繩的部件。通過對(duì)鋼絲繩的收放，可把原動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力傳遞給鋼絲繩，并將原動(dòng)機(jī)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)。
卷筒的形式：卷筒的形狀一般為圓柱形，特殊要求的卷筒也有制成圓錐形或曲線形的。在起重機(jī)機(jī)械中主要是采用圓柱形的鋼絲繩。
按鋼絲繩在卷筒上卷繞層數(shù)可分為單層卷繞卷筒和多層卷繞卷筒。多層纏繞卷筒的容量大。主要用于起升高度很大，卷筒長度又受到限制的起升機(jī)構(gòu)。采用尺寸較小的多層卷繞卷筒對(duì)于減小機(jī)構(gòu)尺寸十分有利。多層卷繞的卷筒多采用不帶螺旋槽的光面卷筒，卷筒的兩端必須帶有側(cè)板，以防止鋼絲繩側(cè)向滑移。側(cè)板的高度應(yīng)比最外鋼絲繩高出12.5d。但多層卷繞卷筒的鋼絲繩所受的及壓力大，相互間摩擦力大，鋼絲繩壽命降低，也容易產(chǎn)生亂繩現(xiàn)象。此外，當(dāng)卷繞層數(shù)較多時(shí)，在繩索張力不變的情況下，卷筒的載荷力矩將隨卷筒上鋼絲繩層數(shù)的多少而變化，從而使機(jī)構(gòu)載荷力矩不穩(wěn)定。
卷筒的材料與制造
鑄造卷筒一般采用不低于HT200的灰鑄鐵鑄造，重要的卷筒QT450-10的球墨鑄鐵鑄造。采用鑄鋼時(shí)不低于ZG230-450，鑄鋼卷筒并不能使壁厚減少很多，且工藝復(fù)雜，成本高，因而較少采用。
焊接卷筒主要用于大直徑的卷筒，多用Q235鋼板彎成卷筒也可采用無縫鋼管制造。自重可以大大減輕，也適用于單件生產(chǎn)。
3.8.1卷筒主要尺寸的確定：
圖 3-6 卷筒
（1）卷筒的尺寸
卷筒的名義直徑：
D=（e1）d
=（161）11=165（mm）
卷筒的計(jì)算直徑：
16511
=176（mm）
繩槽半徑：
R=（0.530.56）d
=5.866.16（mm）=6（mm）
繩槽深度，標(biāo)準(zhǔn)槽：
h=（0.250.4）d
=2.754.4（mm）=3（mm）
繩槽節(jié)距，標(biāo)準(zhǔn)槽：
t=d（24）
=1315（mm）=14（mm）
（2）卷筒的計(jì)算[6]
多層纏繞卷筒纏繞部分的長度：n=3
（3-11）
=（mm）
卷筒壁厚計(jì)算：
焊接卷筒：
d（mm）
卷筒壁上的壓應(yīng)力為：
（3-12）
=（mm）
卷筒的轉(zhuǎn)速n:
（r/min）
式中a——滑輪組的倍率；
v——起升速度，m/min
——卷筒卷繞直徑，m, Dd（D為卷筒槽底的直徑，d為鋼絲繩直徑）
=（r/min）
3.9起升機(jī)構(gòu)制動(dòng)器的選擇計(jì)算
塔式起重機(jī)的起升和變幅機(jī)構(gòu)中一般采用常閉式制動(dòng)器，以保證工作安全可靠。而回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和行走機(jī)構(gòu)中則多采用常開式制動(dòng)器和綜合式制動(dòng)器，已達(dá)到工作平穩(wěn)。
塊式制動(dòng)器的工作原理：[7]
短行程交流電磁鐵塊式制動(dòng)器。直徑圓周表示與機(jī)構(gòu)傳動(dòng)軸相聯(lián)制動(dòng)器輪，制動(dòng)器瓦塊與制動(dòng)臂相鉸接，主彈簧用來產(chǎn)生制動(dòng)力矩。主彈簧右端頂在框架上，框架與左制動(dòng)臂固結(jié)在一起。推桿與右制動(dòng)器聯(lián)系在一起，上閘制動(dòng)時(shí)，主彈簧的壓力左推推桿，右推框架，從而帶動(dòng)左右制動(dòng)臂及其瓦塊壓向制動(dòng)輪，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。
圖 3-4 制動(dòng)器
當(dāng)機(jī)構(gòu)工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)通電，與電動(dòng)機(jī)相聯(lián)系的電磁鐵也通電而產(chǎn)生磁力，磁鐵吸引力銜鐵繞餃點(diǎn)做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，并壓迫推桿向右移動(dòng)，是主彈簧進(jìn)一步壓縮，這時(shí)在副彈簧及電磁鐵自重偏心作用下，左右制動(dòng)臂張開，制動(dòng)器松閘。如果一旦發(fā)生事故，電機(jī)斷電，制動(dòng)器便立即上閘，這是一種常閉式的制動(dòng)器。這種制動(dòng)器由于松閘裝置（電磁鐵）直接裝在制動(dòng)臂上，式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)緊湊、制動(dòng)塊。但由于電磁鐵尺寸限制，其制動(dòng)力矩小，并且在工作時(shí)沖擊及影響較大。
制動(dòng)器的材料：45鍛鋼。
制動(dòng)器型號(hào)：YW200-220
制動(dòng)器的靜力矩，可由下式確定：
（N.m） （3-13）
式中——最大起升載荷，N；
——鋼絲繩繞卷筒直徑，多層纏繞時(shí)D（2m）d, m為卷繞最多的層數(shù)；
——卷筒至制動(dòng)器軸間傳動(dòng)比；
——起升吊鉤至制動(dòng)器軸間傳動(dòng)效率。
=53.79（N·m）
起升機(jī)構(gòu)制動(dòng)器的制動(dòng)力矩必須大于由起升載荷產(chǎn)生的力矩。
（3-14）
式中——制動(dòng)安全系數(shù)，由表3-9查的。
=80.69（N·m）
表 3-9 制動(dòng)安全系數(shù)
工作類型
（輕級(jí)）
1.5
（中級(jí)）
1.75
（重級(jí)）
2.0
確定彈簧的作用力：
制動(dòng)器每個(gè)瓦塊摩擦面上的正壓力為：
（N） （3-15）
式中——制動(dòng)輪直徑，mm;
——制動(dòng)器的制動(dòng)力矩，N·m;
——摩擦系數(shù)；
——杠桿效率，取0.90.95
=2423.1（N）
則彈簧作用力為：
（3-16）
=296585.07（w）=2966.59（kw）
制動(dòng)瓦塊的比壓驗(yàn)算：
（3-17）
式中——許用比壓；
A——制動(dòng)瓦塊和制動(dòng)輪的接觸面積。
按下式計(jì)算：
（3-18）
式中B——制動(dòng)瓦塊的寬度（mm）,常??；
——制動(dòng)瓦塊在制動(dòng)輪上包角，一般取?。
B
=0.4=74（mm）
（）
=0.29
（MPa）
3.10起升機(jī)構(gòu)的起動(dòng)、制動(dòng)時(shí)間的驗(yàn)算
起升機(jī)構(gòu)的工作為周期性的，工作時(shí)分起啟動(dòng)、穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)和制動(dòng)三個(gè)階段。由于機(jī)構(gòu)在起動(dòng)和制動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生加速度和慣性力，若起動(dòng)和制動(dòng)時(shí)間過長，加速度小，將影響起重機(jī)的生產(chǎn)率。反之，加速度太大，又會(huì)給金屬結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)部件施加很大的動(dòng)載荷，并使零部件的受力增大。因此，必須把起動(dòng)與制動(dòng)控制在一定范圍內(nèi)。
3.10.1啟動(dòng)時(shí)間驗(yàn)算
起升機(jī)構(gòu)在起動(dòng)階段，要使原來靜止的質(zhì)量開始運(yùn)動(dòng)這時(shí)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)力矩除了克服靜阻力矩外，還有一部分用來克服運(yùn)動(dòng)質(zhì)量的慣性阻力，即
（N·m） （3-19）
靜阻力矩按下式計(jì)算：[8]
（N·m） （3-20）
式中——額定起升載荷，N；
——卷筒計(jì)算直徑，m， Dd；
a——滑輪組倍率；
——卷筒至電動(dòng)機(jī)軸傳動(dòng)比；
——機(jī)構(gòu)總傳動(dòng)效率（包括滑輪組效率）。
=85.96（N·m）
慣性阻力矩為：
（N·m） （3-21）
式中——電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速，r/min;
——起動(dòng)時(shí)間，s;
——機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量換算到電動(dòng)機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)量，，按下式計(jì)算：
（3-22）
式中——電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，；
——制動(dòng)輪和聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，；
g——重力加速度，。
查《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》
，
=0.243（）
起升機(jī)構(gòu)的起動(dòng)時(shí)間為：
（3-23）
式中——電動(dòng)機(jī)的平均起動(dòng)力矩，Nm，參照表3-10；
——推薦起動(dòng)時(shí)間，s，一般為，起量取大值。
表 3-10 電動(dòng)機(jī)平均起動(dòng)轉(zhuǎn)矩
電動(dòng)機(jī)型式
三相交流繞線式
（1.61.8）
三相交流鼠籠式
（0.80.9）
并激直流電動(dòng)機(jī)
（1.71.8）
串激直流電動(dòng)機(jī)
（1.82.0）
復(fù)激直流電動(dòng)機(jī)
（1.81.9）
=104.52（N·m）
=1.27s
3.10.2制動(dòng)時(shí)間驗(yàn)算
滿載下降的制動(dòng)時(shí)間：[9]
（3-24）
式中——滿載下降時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min，通常取
=（r/min）
——制動(dòng)器制動(dòng)力矩，N·m；
——滿載下降時(shí)制動(dòng)軸靜力矩，N·m，按下式計(jì)算：
（3-25）
式中——下降時(shí)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量換算到電動(dòng)機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，，按下式計(jì)算：
——推薦制動(dòng)時(shí)間，s，
綜上所述，此制動(dòng)器滿足要求。
3.11小車水平運(yùn)動(dòng)的制動(dòng)器的選擇計(jì)算
圖3-5 制動(dòng)器
制動(dòng)器的靜力矩，可由下式確定：
（N.m） （3-26）
式中——最大起升載荷，N；
——鋼絲繩繞卷筒直徑，多層纏繞時(shí)d, m為卷繞最多的層數(shù)；
——卷筒至制動(dòng)器軸間傳動(dòng)比；
——起升吊鉤至制動(dòng)器軸間傳動(dòng)效率。
=89.03（N·m）
起升機(jī)構(gòu)制動(dòng)器的制動(dòng)力矩必須大于由起升載荷產(chǎn)生的力矩。
式中——制動(dòng)安全系數(shù)，由表3-11查的。
表 3-11 制動(dòng)安全系數(shù)
工作類型
（輕級(jí)）
1.5
（中級(jí)）
1.75
（重級(jí)）
2.0
=1.589.03=133.55（N·m）
確定彈簧的作用力：
制動(dòng)器每個(gè)瓦塊摩擦面上的正壓力為：
（N）
式中——制動(dòng)輪直徑，mm;
——制動(dòng)器的制動(dòng)力矩，N·m;
——摩擦系數(shù)；
——杠桿效率，取
（N）
則彈簧作用力為：
=356022.03（w）=356.02（kw）
制動(dòng)瓦塊的比壓驗(yàn)算：
式中——許用比壓；
A——制動(dòng)瓦塊和制動(dòng)輪的接觸面積。
按下式計(jì)算：
B——制動(dòng)瓦塊的寬度（mm）,常取；
——制動(dòng)瓦塊在制動(dòng)輪上包角，一般取。
=7474（mm）
（）
=0.35
（MPa）
3.12小車水平運(yùn)動(dòng)的起動(dòng)、制動(dòng)時(shí)間的驗(yàn)算
起升機(jī)構(gòu)的工作為周期性的，工作時(shí)分起啟動(dòng)、穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)和制動(dòng)三個(gè)階段。由于機(jī)構(gòu)在起動(dòng)和制動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生加速度和慣性力，若起動(dòng)和制動(dòng)時(shí)間過長，加速度小，將影響起重機(jī)的生產(chǎn)率。反之，加速度太大，又會(huì)給金屬結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)部件施加很大的動(dòng)載荷，并使零部件的受力增大。因此，必須把起動(dòng)與制動(dòng)控制在一定范圍內(nèi)。
3.12.1啟動(dòng)時(shí)間驗(yàn)算
起升機(jī)構(gòu)在起動(dòng)階段，要使原來靜止的質(zhì)量開始運(yùn)動(dòng)，這時(shí)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)力矩除了克服靜阻力矩外，還有一部分用來克服運(yùn)動(dòng)質(zhì)量的慣性阻力，即
（N·m）
靜阻力矩按下式計(jì)算：
（N·m） （3-27）
式中——額定起升載荷，N；
——卷筒計(jì)算直徑，m， ；
a——滑輪組倍率；
——卷筒至電動(dòng)機(jī)軸傳動(dòng)比；
——機(jī)構(gòu)總傳動(dòng)效率（包括滑輪組效率）。
（N·m）
慣性阻力矩為：
（N·m）
式中——電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速，r/min;
——起動(dòng)時(shí)間，s;
——機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量換算到電動(dòng)機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，kg·，按下式計(jì)算：
（3-28）
——電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，；
——制動(dòng)輪和聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，；
g——重力加速度，,g=9.81。
查《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》
，
起升機(jī)構(gòu)的起動(dòng)時(shí)間為：[10]
（3-29）
式中——電動(dòng)機(jī)的平均起動(dòng)力矩，N·m，參照表3-12；
——推薦起動(dòng)時(shí)間，s，一般為，起重量取大值。
表 3-12 電動(dòng)機(jī)平均起動(dòng)轉(zhuǎn)矩
電動(dòng)機(jī)型式
三相交流繞線式
（1.61.8）
三相交流鼠籠式
（0,80.9）
并激直流電動(dòng)機(jī)
（1.71.8）
串激直流電動(dòng)機(jī)
（1.82.0）
復(fù)激直流電動(dòng)機(jī)
（1.81.9）
=104.52（N·m）
3.12.2制動(dòng)時(shí)間驗(yàn)算
滿載下降的制動(dòng)時(shí)間：
（3-30）
式中——滿載下降時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min，通常?。?
=998.8（r/min）
——制動(dòng)器制動(dòng)力矩，N·m；
——滿載下降時(shí)制動(dòng)軸靜力矩，N·m，按下式計(jì)算：
——下降時(shí)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量換算到電動(dòng)機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，，按下式計(jì)算：
——推薦制動(dòng)時(shí)間，s，
綜上所述，此結(jié)構(gòu)滿足要求。
4塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.1塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)方案
圖 4-1 塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)圖
塔式起重機(jī)是由電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、制動(dòng)器、蝸桿減速器、滑輪組、鋼絲繩、小車等組合起來的傳動(dòng)系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)采用兩個(gè)電動(dòng)機(jī)分別帶動(dòng)一個(gè)傳動(dòng)，一個(gè)控制塔式起重機(jī)的起升的傳動(dòng)，一個(gè)控制小車水平運(yùn)行的傳動(dòng)。
4.2塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)布置
電動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸器、制動(dòng)器和減速器相連，首先，由電動(dòng)機(jī)軸帶動(dòng)聯(lián)軸器旋轉(zhuǎn)，聯(lián)軸器用來聯(lián)接兩根同軸線布置或基本平行的轉(zhuǎn)軸，傳遞扭矩同時(shí)補(bǔ)償少許角度和徑向偏移并能夠改善傳動(dòng)裝置的動(dòng)態(tài)特性。本設(shè)計(jì)所選的聯(lián)軸器的類型為CL2。制動(dòng)器固定在聯(lián)軸器上，聯(lián)軸器帶動(dòng)制動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)，本設(shè)計(jì)采用塊式制動(dòng)器，制動(dòng)瓦塊與制動(dòng)臂相鉸接，主彈簧用來產(chǎn)生制動(dòng)力矩。主彈簧右端頂在框架上，框架與左制動(dòng)臂固結(jié)在一起。推桿與右制動(dòng)臂聯(lián)系在一起，上閘制動(dòng)時(shí)，主彈簧的壓力左推推桿，右推框架，從而帶動(dòng)左右制動(dòng)臂以及其瓦塊壓向制動(dòng)輪，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。電動(dòng)機(jī)通電，與電動(dòng)機(jī)相聯(lián)系的電磁鐵也通電而產(chǎn)生磁力，磁鐵吸引銜鐵繞餃點(diǎn)作逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，并壓迫推桿向右移動(dòng)，是主彈簧進(jìn)一步壓縮，這時(shí)在副彈簧及電磁鐵自重偏心作用下，左右制動(dòng)臂張開，制動(dòng)器松閘。如果發(fā)生事故，電機(jī)斷電，制動(dòng)器便立即上閘。減速器與電動(dòng)機(jī)用鍵連接，減速器用來降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩，本設(shè)計(jì)采用蝸桿減速器，是蝸桿下置的形式，由蝸桿帶動(dòng)蝸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸輪伸出軸與卷筒鍵連接，卷筒靠滾動(dòng)軸承正反旋轉(zhuǎn)，鋼絲繩繞在卷筒上，通過滑輪組使吊鉤實(shí)現(xiàn)上升或下降并實(shí)現(xiàn)小車的水平方向的運(yùn)動(dòng)。
5結(jié)論
塔式起重機(jī)是減輕笨重體力勞動(dòng)、提高作業(yè)效率、實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的起重運(yùn)輸設(shè)備。在國民經(jīng)濟(jì)各部門的物質(zhì)生產(chǎn)和物質(zhì)流通中，塔式起重機(jī)作為關(guān)鍵的工藝性設(shè)備或重要的輔助機(jī)械，應(yīng)用十分廣泛。
在設(shè)計(jì)過程中，我總結(jié)了兩種塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方案，為了避免結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜化，我選擇了有兩個(gè)電動(dòng)機(jī)分別控制傳動(dòng)的方案，這樣會(huì)使傳動(dòng)簡化。在選擇制動(dòng)器的時(shí)候，我選擇了在塔式起重機(jī)中應(yīng)用較為普遍的塊式制動(dòng)器，因?yàn)樗Y(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，宜安裝在高速軸上。經(jīng)過對(duì)塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，我對(duì)塔式起重機(jī)的傳動(dòng)有了一定的了解，經(jīng)過剛開始得采集資料到一步步的計(jì)算，再到校核，接著完成裝配圖，最后是零件圖的設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多知識(shí)，了解了電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、制動(dòng)器、鋼絲繩、滑輪組應(yīng)怎樣選擇，知道了如何對(duì)蝸桿減速器、卷筒、小車、吊鉤等進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，從而也獲得了對(duì)這種常規(guī)設(shè)計(jì)的常規(guī)認(rèn)識(shí)，體會(huì)到了理論與實(shí)踐結(jié)合的重要性。培養(yǎng)了獨(dú)立思考，解決問題的能力和實(shí)事求是的工作作風(fēng)，為做一名合格的工程技術(shù)人員奠定了良好的基礎(chǔ)。
通過本次的設(shè)計(jì)，我了解了設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于確定一個(gè)合理傳動(dòng)方案，好的傳動(dòng)方案可以做到省時(shí)、省力、省錢，它是提高生產(chǎn)效率，增加企業(yè)效益的必經(jīng)之路。
6謝辭
經(jīng)過進(jìn)一學(xué)期的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，大學(xué)四年的生活即將告一段落，這份畢業(yè)設(shè)計(jì)是我離校前的最后一份作業(yè)。不同于以往的課程設(shè)計(jì)，這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)是歷時(shí)最長，內(nèi)容更加廣泛，要求更加嚴(yán)格。其間，我體會(huì)到了自己知識(shí)的匱乏，但同時(shí)我也收獲了許多，我學(xué)到了許多以前不知道的東西，當(dāng)然這都需要大家耐心的教我。論文即將完成，我的心情也非常激動(dòng)，這里有著我三個(gè)月的心血，也有老師和大家的心血。感謝老師和同學(xué)們給與我的幫助，也請(qǐng)你們接受我最真摯的謝意！
首先，要感謝在大學(xué)期間我的各科任課老師，謝謝你們傳授我基本的專業(yè)知識(shí)，讓我有了一定了基礎(chǔ)設(shè)計(jì)能力。
其次，感謝這次畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師鄧子龍老師。謝謝他在百忙之余解答我設(shè)計(jì)中遇到的疑問，提出許多寶貴的意見，幫我改正設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤，也教會(huì)了我許多專業(yè)方面的知識(shí)。使我的設(shè)計(jì)能夠順利的進(jìn)行下去。他一絲不茍，刻苦鉆研的精神也是我日后學(xué)習(xí)的榜樣。在此，特別衷心的感謝鄧?yán)蠋?，謝謝您的指導(dǎo)，使我的設(shè)計(jì)盡量做到盡善盡美。
最后感謝的是答辯委員的各位老師，謝謝你們的考核和指導(dǎo)，感謝我的同學(xué)及朋友們，是他們的支持和幫助是我有了今天來之不易的一切。
但由，于本人理論水平和能力有限，論文難免有不足之處，希望各位老師予以批評(píng)、指正。
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