橋式起重機(jī)小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)和起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)【優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計(jì)+含5張CAD圖紙+帶任務(wù)書(shū)+開(kāi)題報(bào)告+35頁(yè)加正文0.98萬(wàn)字】-jxsj10

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橋式起重機(jī)小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)和起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).doc

起升2.dwg

齒形聯(lián)接盤(pán)A2.dwg

摘  要

本設(shè)計(jì)簡(jiǎn)要地介紹了橋式起重機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r、特點(diǎn)、組成、性能、結(jié)構(gòu)及起升機(jī)構(gòu)和小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，并參照相關(guān)資料對(duì)起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)及其零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，從方案論證到具體設(shè)計(jì)計(jì)算，充分發(fā)揮了計(jì)算機(jī)在整體設(shè)計(jì)中的作用，從而提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短了設(shè)計(jì)周期，提高了工作效率。

首先在橋式起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中，本設(shè)計(jì)從起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案展開(kāi)，在橋式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，從鋼絲繩的選取及校核、卷筒選定、吊鉤的設(shè)計(jì)、吊鉤橫軸確定、電機(jī)、減速器和制動(dòng)器的選取及相關(guān)校核這幾方面進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算。在小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算中我們從起重機(jī)整體出發(fā)，由受力計(jì)算，車(chē)輪選取，電機(jī)及減速器選定校核和浮動(dòng)軸的設(shè)計(jì)構(gòu)成。

關(guān)鍵詞：橋式起重機(jī)；起升機(jī)構(gòu)；小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)；設(shè)計(jì)

Abstract

The design brief introduction of the overhead crane state of development, characteristics, composition, performance, structure, and the lifting mechanism and operation of the trolley design, and in the light of relevant information on the crane and its components or design, from the feasibility study to the specific program design, make full use of computers in the overall design, thereby improving the design quality and shorten the design cycle, improve work efficiency.

 First in the overhead crane hoisting mechanism design, the design of hoisting bodies from the design program launched the bridge crane hoisting mechanism design, selected from the rope and Verification, selected reel, hook design, determine horizontal hook, motor, brake and reducer selection and related Check these aspects of design. Trolley operation in the design calculations from the crane overall, by force, wheel selection, motor and reducer selected Checking and floating axis constitutes the design.

Keywords:  Overhead crane; Hoisting mechanism; Traverse mechanism; Design

目  錄

摘   要 I

Abstract II

1  概述 1

1.1 橋式起重機(jī)的簡(jiǎn)介 1

1.2 起重機(jī)械的發(fā)展 1

1.3 起重機(jī)械的特點(diǎn) 1

1.4 起重機(jī)械的組成 2

2  起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 2

2.1 確定起升機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案 3

2.2 鋼絲繩的選擇 3

2.3 滑輪的計(jì)算與選擇 4

2.4 吊鉤的計(jì)算 5

2.5 卷筒的計(jì)算 11

2.6 繩端固定裝置的計(jì)算 13

2.7 電動(dòng)機(jī)的選用 14

2.8 減速器的計(jì)算與選用 15

2.9 起升速度和實(shí)際所需功率 16

2.10 制動(dòng)器的選用 16

2.11 起升和制動(dòng)時(shí)間驗(yàn)算 16

2.12 高速浮動(dòng)軸的計(jì)算 17

2.13 聯(lián)軸器的計(jì)算與選用 19

3  小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 20

3.1 機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案 20

3.2 車(chē)輪的選用與驗(yàn)算 20

3.3 運(yùn)行阻力的計(jì)算 21

3.4 電動(dòng)機(jī)的選用 22

3.5 減速器的計(jì)算與選用 23

3.6 運(yùn)行速度和實(shí)際所需功率 23

3.7 起動(dòng)時(shí)間驗(yàn)算 24

3.8 校核減速器功率 25

3.9 起動(dòng)不打滑條件 25

3.10 制動(dòng)輪的計(jì)算 26

3.11 高速軸聯(lián)軸器及制動(dòng)器 26

3.12 低速軸聯(lián)軸器的選用 27

3.13 低速浮動(dòng)軸的驗(yàn)算 27

4  總結(jié) 29

謝辭 30

參考文獻(xiàn) 31

1摘 要 本 設(shè)計(jì) 簡(jiǎn)要地介紹了 橋式 起重機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r、 特點(diǎn)、組成、 性能、結(jié)構(gòu) 及起升機(jī)構(gòu)和小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ，并參照 相關(guān)資料 對(duì)起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)及其零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，從方案論證到具體設(shè)計(jì)計(jì)算，充分發(fā)揮了計(jì)算機(jī)在整體設(shè)計(jì)中的作用，從而提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量 ，縮短了設(shè)計(jì)周期，提高了工作效率。 首先在橋式起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中，本設(shè)計(jì)從起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案展開(kāi)，在橋式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，從鋼絲繩的選取及校核、卷筒選定、吊鉤的設(shè)計(jì)、吊鉤橫軸確定、電機(jī)、減速器和制動(dòng)器的選取及相關(guān)校核這幾方面進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算。在小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 中我們從起重機(jī)整體出發(fā)，由受力計(jì)算，車(chē)輪選取，電機(jī)及減速器選定校核和浮動(dòng)軸的設(shè)計(jì)構(gòu)成。 關(guān)鍵詞 ： 橋式起重機(jī)；起升機(jī)構(gòu)；小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)；設(shè)計(jì) 2 he of of of in of on or to of in in of of in by 3目 錄 摘 要 .............................................................................................................. I ............................................................................................................ 概述 ............................................................................................................. 1 式起重機(jī)的簡(jiǎn)介 .................................................................................... 1 重機(jī)械的發(fā)展 ........................................................................................ 1 重機(jī)械的特點(diǎn) ........................................................................................ 1 重機(jī)械的組成 ........................................................................................ 2 2 起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) ............................................................................................. 2 定起升機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案 ............................................................................ 3 絲繩的選擇 ............................................................................................ 3 輪的計(jì)算與選擇 .................................................................................... 4 鉤的計(jì)算 ................................................................................................ 5 筒的計(jì)算 ..............................................................................................端固定裝置的計(jì)算 .............................................................................. 13 動(dòng)機(jī)的選用 .......................................................................................... 14 速器的計(jì)算與選用 .............................................................................. 15 升速度和實(shí)際所需功率 ...................................................................... 16 動(dòng)器的選用 ........................................................................................ 16 升和制動(dòng)時(shí)間驗(yàn)算 ............................................................................ 16 速浮動(dòng)軸的計(jì)算 ................................................................................ 17 軸器的計(jì)算與選用 ............................................................................ 19 3 小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) ................................................................................... 20 構(gòu)傳動(dòng)方案 .......................................................................................... 20 輪的選用與驗(yàn)算 .................................................................................. 20 行阻力的計(jì)算 ...................................................................................... 21 動(dòng)機(jī)的 選用 .......................................................................................... 22 速器的計(jì)算與選用 .............................................................................. 23 行速度和實(shí)際所需功率 ...................................................................... 23 動(dòng)時(shí)間驗(yàn)算 .......................................................................................... 24 4 核減速器功率 ...................................................................................... 25 動(dòng)不打滑條件 ...................................................................................... 25 動(dòng)輪的計(jì)算 ........................................................................................ 26 速軸聯(lián)軸器及制動(dòng)器 ........................................................................ 26 速軸聯(lián)軸器的選用 ............................................................................ 27 速浮動(dòng)軸的驗(yàn)算 ................................................................................ 27 4 總結(jié) ........................................................................................................... 29 謝辭 .................................................................................................................................... 30 參考文獻(xiàn) ......................................................................................................... 31 51 概述 式起重機(jī)的簡(jiǎn)介 起重機(jī)械和其它自然科學(xué)一樣，是人類(lèi)生產(chǎn)斗爭(zhēng)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，它是隨著人們的生產(chǎn)實(shí)踐逐漸發(fā)展并不斷豐富完善的。 橋式起重機(jī)是橋 架在高架軌道上運(yùn)行的一種橋架型起重機(jī)，又稱(chēng)天車(chē)。 橋式起重機(jī)是生產(chǎn)車(chē)間、料場(chǎng)、電站廠房和倉(cāng)庫(kù)中為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程機(jī)械化與自動(dòng)化，減輕體力勞動(dòng)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的重要物品搬運(yùn)設(shè)備。橋式起重機(jī)安裝在廠房高處兩側(cè)的吊車(chē)梁上，整機(jī)可以沿鋪設(shè)在吊車(chē)梁上的軌道縱向行駛。而起重小車(chē)又可沿小車(chē)軌道橫向行駛，吊鉤則作升降運(yùn)動(dòng)。 橋式起重機(jī)常見(jiàn)的類(lèi)型有以下三種形式： 通用橋式起重機(jī)：取物裝置為吊鉤，適用于各種物料的搬運(yùn)，通用性強(qiáng)；抓斗式橋式起重機(jī)：取物裝置是抓斗，用于大批量散粒物料的搬運(yùn)；電磁橋式起重機(jī)：取物裝置為電磁吸盤(pán)，為專(zhuān)用起 重機(jī)，用于鐵磁性物料的搬運(yùn)。 經(jīng)過(guò)比較，選用電動(dòng)雙梁橋式起重機(jī)。這種起重機(jī)的各個(gè)工作機(jī)構(gòu)均為電力驅(qū)動(dòng)。起重小車(chē)在橋架主梁上方鋪設(shè)的軌道上行駛，其橋架是雙主梁結(jié)構(gòu)形式。在橋架兩側(cè)的走臺(tái)上，一側(cè)用來(lái)安裝大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)，另一側(cè)則安裝有電氣設(shè)備和給小車(chē)供電的滑線(xiàn)設(shè)施。 普通橋式起重機(jī)一般由起重小車(chē)、橋架運(yùn)行機(jī)構(gòu)和橋架金屬結(jié)構(gòu)組成。起重小車(chē)又由起升機(jī)構(gòu)、小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)和小車(chē)架三部分組成。 重機(jī)械的發(fā)展 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(kuò)大和自動(dòng)化程度的提高，起重機(jī)在現(xiàn)代化生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用越來(lái)越廣，作用愈 來(lái)愈大，對(duì)起重機(jī)的要求也越來(lái)越高。尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，許多跨學(xué)科的先進(jìn)設(shè)計(jì)方法出現(xiàn)，這些都促使起重機(jī)的技術(shù)進(jìn)入嶄新的發(fā)展階段。 起重機(jī)發(fā)展趨勢(shì) 輕型化和多樣化。有相當(dāng)批量的起重機(jī)是在通用場(chǎng)合使用，工作并不很繁重。這類(lèi)起重機(jī)批量大、用途廣，考慮綜合效益，要求起重機(jī)盡量降低外形高度，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，減小自重和輪壓，也可使整個(gè)建筑物高度下降，建筑結(jié)構(gòu)輕型化，降低造價(jià)。因此電動(dòng)葫蘆橋式起重機(jī)和梁式起重機(jī)會(huì)有更 好 的發(fā)展，并將取代大部分中小噸位的一般用途橋式起重機(jī)。 重機(jī)械的特點(diǎn) 起重機(jī)械是一種間歇?jiǎng)幼鞯臋C(jī)械， 它具有重要而短暫的工作特征。起重機(jī)械在搬運(yùn)物料時(shí)，通常經(jīng)歷著上料、運(yùn)送、卸料以及回到原處的過(guò)程，各工作機(jī)構(gòu)在工作時(shí)作往復(fù)周期性的運(yùn)動(dòng)，例如經(jīng)歷起升機(jī)構(gòu)的工作由物品的升、降和空載取裝置的升、降所組成；運(yùn)行機(jī)構(gòu)的工作由負(fù)載和空載時(shí)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)所組成。在起重機(jī)械的每一個(gè)工作循環(huán)，即每搬運(yùn)一次物品的過(guò)程中，其有關(guān)的工作機(jī)構(gòu)都要作一次正向和反向的運(yùn)動(dòng)。起重機(jī)械與連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械的主要區(qū)別就在于前者是以周期性的短暫往復(fù)工作循環(huán)運(yùn)送物品，而后者是以長(zhǎng)期連續(xù)單向的工作運(yùn)送物品。正是由于這一基本差異決定了起重機(jī)械和連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械在構(gòu)造和設(shè)計(jì)計(jì)算方面的許多重要差別。在起重機(jī)械中，用來(lái)使貨物提升或下降的機(jī)構(gòu)稱(chēng)為起升機(jī)構(gòu)。起升機(jī)構(gòu)是起重機(jī)械最基本的機(jī)構(gòu)。起升機(jī)構(gòu)通常包括：取物裝置、鋼絲繩卷繞系統(tǒng)、制動(dòng)裝置、減速裝置、驅(qū)動(dòng)裝置以及安全裝置等部分，其中不少零件采用標(biāo)準(zhǔn)通用零件。 起升機(jī)構(gòu)中大多數(shù)情況均采用閉式減速器傳動(dòng)，并且以漸開(kāi)線(xiàn)圓柱齒輪傳動(dòng)為主。一 6 些新穎的齒輪傳動(dòng)如圓弧齒輪，擺線(xiàn)行星齒輪傳動(dòng)，漸開(kāi)線(xiàn)少齒傳動(dòng)和諧傳動(dòng)正被逐漸應(yīng)用到起重機(jī)械上來(lái)。 重機(jī)械的組成 工作機(jī)構(gòu)，它是起重機(jī)械的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其作用是使被吊運(yùn)的物品獲得必要的升降和水平位移，從而實(shí)現(xiàn)物品裝卸 、 轉(zhuǎn)載 、 安裝等作業(yè)要求。起重機(jī)械上常用的工作機(jī)構(gòu)有起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，即所謂起重機(jī)械的四大構(gòu)件。此外，針對(duì)某些特殊的使用要求，有時(shí)還設(shè)有伸縮機(jī)構(gòu)，放倒機(jī)構(gòu)，夾鉗機(jī)構(gòu)等，在這些機(jī)構(gòu)中，實(shí)現(xiàn)物品垂直升降的起升結(jié)構(gòu)是起重機(jī)械的基本工作機(jī)構(gòu)，而其它機(jī)構(gòu)則是輔助的工作機(jī)構(gòu)，配合起升機(jī)構(gòu)工作。根據(jù)具體使用要求，輔助的工作機(jī)構(gòu)卻是任何一種起重機(jī)械所必不可少的。金屬結(jié)構(gòu)，它是起重機(jī)械的骨架，決定了起重機(jī)械的結(jié)構(gòu)造型，它用來(lái)支撐工作機(jī)構(gòu)、物品的重力、自身重力以及外部載荷等，并將這些 重力和載荷傳遞給起重機(jī)械的支撐基礎(chǔ)。動(dòng)力設(shè)備，它為起重機(jī)械提供工作動(dòng)力、控制、照明和聯(lián)絡(luò)等。 72 起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 定起升機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案 起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)該確保滿(mǎn)足起重機(jī)的主要工作性能，要合理選擇機(jī)構(gòu)型式，要使機(jī)構(gòu)工作可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，自重輕和維修保養(yǎng)方便等。 起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算主要包括：根據(jù)總體設(shè)計(jì)要求選擇合理的結(jié)構(gòu)型式，并確定機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)布置方案；按給定的整機(jī)主要參數(shù)（最大額定起重量、起升高度、起升速度等）確定起升機(jī)構(gòu)參數(shù)，并確定機(jī)構(gòu)各部件的結(jié)構(gòu)類(lèi)型和尺寸；以及機(jī)構(gòu)動(dòng)力裝置的選擇計(jì)算等。 起升機(jī)構(gòu)的起重零部件的選擇計(jì)算主要包括：吊鉤、起升機(jī)構(gòu)滑輪組倍率、起重鋼絲繩、滑輪與卷筒。起升機(jī)構(gòu)的布置如圖 示： 圖 升機(jī)構(gòu)布置方案 按照布置宜緊湊的原則，采用雙聯(lián)滑輪組。如下圖： 圖 輪組簡(jiǎn)圖 按 Q 10t= ，查文獻(xiàn) [1]表 24? 選 滑輪組倍率 3a? ， 承載繩分支數(shù)： 26。查文獻(xiàn)[1]附表 8 選圖號(hào)為 鉤組，得其質(zhì)量：0 219，兩動(dòng)滑輪間距 185 。 絲繩 的選擇 (1) 選擇鋼絲繩 鋼絲繩是由許多高強(qiáng)鋼絲編繞而成。鋼絲的材料通常采用優(yōu)質(zhì)碳素鋼，其含碳量為%根據(jù)不同使用目的，其結(jié)構(gòu)和編繞方式各不相同，有單繞，雙重繞，三重繞等型式。起重機(jī)用鋼絲繩采用雙繞繩，即先由鋼絲繞成股，再由股圍繞繩芯繞成繩。繩 8 芯的材料可用有機(jī)物芯如麻芯，棉芯，還可用石棉芯或金屬芯。有機(jī)物芯的鋼絲繩具有較大的撓性和彈性，潤(rùn)滑性好，但不能承受橫向壓力，不耐高溫；石棉芯鋼絲繩的特性與上述相似，但能在高溫條件下工作；金屬芯鋼絲繩強(qiáng)度高，能承受高溫工作和橫向力，但潤(rùn)滑性較差。一般情況下常選用有機(jī)物芯的鋼絲繩，高溫時(shí)宜用石棉芯或金屬 芯，在卷筒上多層卷進(jìn)繞時(shí)宜用金屬芯的鋼絲繩。 若滑輪組采用滾動(dòng)軸承，當(dāng) 3a? ，查文獻(xiàn) [1]表 12? 得滑輪組效率： ?鋼絲繩所受最大拉力： 0m a x 1 0 0 0 0 2 1 9 1 7 . 22 2 3 0 . 9 9a ?? ?? ? ??? (2查文獻(xiàn) [1]附表 42? 選用 ，中級(jí)工作類(lèi)型（工作級(jí)別 安全系數(shù) 6.5?n 。 鋼絲繩計(jì)算破斷拉力 : m a x 5 . 6 1 7 . 2 9 6 . 3 2bS n S? ? ? ? ? (2查文獻(xiàn) [1]附表 1 選用瓦林型纖維芯鋼絲繩 ? ，鋼絲公稱(chēng)抗拉強(qiáng)度 1670光面鋼絲，右交互捻，直徑 14 ，鋼絲繩最小破斷拉力 ? ? 108，標(biāo)記如下： 鋼絲繩 : 149W+89182) 鋼絲繩允許的偏斜角 1) 鋼絲繩進(jìn)出滑輪時(shí)的允許偏角 : 002 t a n 2 t a n 2 9 . 2t a 7 2 8 . 60 . 7 ?????? ?(2式中 由 [2]查得 : ??； 0 4 0 0 1 4 4 1 4 m + =； 。 所以 ?130 ?? 。2) 鋼絲繩進(jìn)出卷筒時(shí)允許偏角： ? 1?查 [2]表 263? ， 273? 。向空槽方向 ?? ，向鄰槽方向 ?? 。 輪的計(jì)算與選擇 滑輪的許用最小直徑： ? ? ? ?1 1 4 2 5 1 3 3 6 m mD d e? ? ? ? ? ? (2式中 系數(shù) e 25? 由查文獻(xiàn) [1]表 42? 查得； 滑輪直徑 350 ，取平衡滑輪直徑 9 03 5 ??? 文獻(xiàn) [1]附表 2 選用 2 2 5 m 。 滑輪的繩槽部分尺寸可由查文獻(xiàn) [2]附表 3 查得。 由查文獻(xiàn) [1]附表 4 選用鋼絲繩直徑 14 , 350 ,滑輪軸直徑8 80的1E 型滑輪標(biāo)記為 : 滑輪： 50B/T 查文獻(xiàn) [1]附表 5 平衡滑輪選用 14 , 225 ,滑 輪直徑5 45的 F 型滑輪標(biāo)記為 : 滑輪： 50B/T 鉤的計(jì)算 (1) 確定吊鉤裝置構(gòu)造方案 吊鉤按制造方法可分為鍛造吊鉤和片式吊鉤；按其結(jié)構(gòu)型式可分為單鉤和雙鉤；長(zhǎng)鉤和短鉤。 吊鉤裝置用于三倍率雙聯(lián)滑輪組，所以必須采用長(zhǎng)型的構(gòu)造方案。吊鉤鉤身的截面形狀有圓形，方形，梯形或 T 字形。從受力情況分析，以 T 字形截面最為合理，但鍛造工藝較復(fù)雜。梯形截面受力較合理，鍛造容易。 鍛造吊鉤的材料一般采用 20 號(hào)鋼。起重量較小的吊鉤也可采用 20 236i ；片式吊鉤由切割成型的多片鋼板 構(gòu)成， 其厚度不 得小于 20使板鉤在高度方向與鋼板軋制方向一致。 工程起重機(jī)常用 T 字形或梯形截面的鍛造單鉤。通過(guò)吊鉤已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計(jì)時(shí)可查閱有關(guān)手冊(cè)直接選用。采用非標(biāo)準(zhǔn)吊鉤或需對(duì)所選項(xiàng)吊鉤進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算時(shí)，可按下述方法進(jìn)行。 由 文獻(xiàn) [3]表 61? 選擇一個(gè) 造單面吊鉤 ,鉤號(hào)為 8 ，材料采用 20 號(hào)鋼 。 (2) 吊鉤主體結(jié)構(gòu)的主要尺寸 1) 根據(jù)文獻(xiàn) [3]當(dāng) 10t Q? 選擇吊鉤類(lèi)型為直柄 8 號(hào)吊鉤，由文獻(xiàn) [5]表 51? 所得。 2) 吊鉤螺母最小工作高度查文獻(xiàn) [4]選 母： 00 . 8 0 . 8 5 6 4 4 . 8? ? ? (2考慮設(shè)置防松螺栓，實(shí)際取螺紋高度： 56 。 3) 螺母外徑： 0( 1 . 8 ~ 2 ) ( 1 . 8 ~ 2 ) 5 6 1 0 0 . 8 ~ 1 1 2? ? ? (2取 D 108。 (3) 吊鉤強(qiáng)度驗(yàn)算 1) 吊鉤軸的頸部螺紋 拉伸應(yīng)力： 21 2 2 2111 . 1 1 0 0 0 0= = = = 4 2 . 3 M P 5 7 . 5 4? ? ?? (2 10 式 中 d — 螺紋內(nèi)徑，由文獻(xiàn) [4]表 6得 1 ； 2? — 動(dòng)力系數(shù)，由文獻(xiàn) [4]圖 22? 查得 ? 。 由文獻(xiàn) [6]表 85? 查得等級(jí) 安全系數(shù) 4?n ，材料 20 號(hào)鋼，由文獻(xiàn) [6]表 105? 查 得s? ，故 ? ? M P ? ， ? ?? ? 故滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。 2) 吊鉤彎曲部分?jǐn)嗝?強(qiáng)度驗(yàn)算： 其受拉力 Q ，偏心力距 ? ?12e?? ， 由 xR ?????? 000彎拉 ??? 0202022 ( ) l n ( ) 1() bk b R e B bB b h h R e?? ????? ? ? ? ? ???????????(2式中 ? ? 。5343969343502212110????????????????????????????11.0?k 。 3211 632 1 . 0 4 1 0 0 0 0 2 4 3 1 0 1 8 . 84 3 2 0 1 0 0 . 1 1 1 0 0 1 0 D?? ????? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? (23221 632 1 . 0 4 1 0 0 0 0 2 5 3 1 0 6 . 4( 2 ) 4 3 2 0 1 0 0 . 1 1 (1 0 0 2 9 6 ) 1 0 D H?? ????? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ? ? (2因?yàn)?? ? l? ,故滿(mǎn)足強(qiáng)度要求 。 其應(yīng)力分布如圖 示。 圖 吊鉤彎曲處應(yīng)力分布 113) 吊鉤彎曲部分?jǐn)嗝?度驗(yàn)算： 系物繩張力一側(cè)： 32c o s 4 5 7 . 0 7 1 02P Q Q? ? ? ? ? (2圖 鋼絲繩一側(cè)受力 由上圖 絲繩受力圖可得 ： 4 5 0 . 5 5 0 0 0T V P C O S Q? ? ? ? ? (23213 632 1 . 0 4 1 0 0 0 0 2 4 3 1 0 1 8 . 84 3 2 0 1 0 0 . 1 1 1 0 0 1 0 D?? ????? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? (22 4 2 2436322( 2 )1 . 0 4 1 0 0 0 0 2 5 3 1 0 6 . 4 M P 2 0 1 0 0 . 1 1 ( 1 0 0 2 9 6 ) 1 0Q e Q D F K D h??????? ? ? ????? ? ? ?? ? ? ? ? ?(2故滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。 因?yàn)?面尺寸按理當(dāng)比 面小，但由于 面有強(qiáng)烈的磨損，一般取與面相同的尺寸。 (4) 推力球軸承的選擇 由于軸承在工作過(guò)程中很少轉(zhuǎn)動(dòng) ，故可根據(jù)額定靜負(fù)荷選擇。由文獻(xiàn) [3]表 510? 選51211(301力球軸承，由文獻(xiàn) ??3 表 510? 查得其額定靜負(fù)荷0 1 5 8 0 0 0 ，由文獻(xiàn) [7]表 13得 載荷系數(shù) 5.1? 軸承當(dāng)量靜負(fù)荷： 0 1 . 2 1 0 0 0 0 0 1 2 0 0 0 0 f F? ? ? ?(2所以 000 0 0 0 01 2 0 0 0 ??? 安全。 式中 n— 安全系數(shù)由文獻(xiàn) [3]表 719? 選 用 。 (5) 吊鉤組軸及拉板的強(qiáng)度驗(yàn)算 1) 吊鉤橫軸的計(jì)算 12 由文獻(xiàn) [1]附圖可知，橫軸兩側(cè) 拉板的間距是由滑輪之間尺寸所決定 ( 287 m m )L ? 。橫軸可做為一簡(jiǎn)支梁來(lái)進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。 橫軸的計(jì)算載荷如圖 2.5(a)： 2 1 . 0 4 1 0 0 0 0 0 1 0 4 0 0 0 ? ? ? ?(2式中 由文獻(xiàn) [1]圖 22? 查取動(dòng)載系數(shù) ? 。 橫軸的最大彎矩： 1 0 4 0 0 0 2 8 . 7 7 4 6 2 0 0 N c ?? ? ? ? (2中間斷面的截面模數(shù)如圖 22 3( ) ( 1 6 6 . 3 ) 1 1 1 9 5 . 6 c d ? ?? ? ?(2圖 鉤橫軸和滑輪軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖 彎曲應(yīng)力： 13746200 3 8 . 1 M P 5 . 6W? ? ? ?(2橫軸材料由文獻(xiàn) [6]表 105? 查取 許用應(yīng)力 ? ? M P ?? n ?。故橫軸強(qiáng)度足夠。其中式中 為安全系數(shù)見(jiàn)文獻(xiàn) [6]表 5 2) 滑輪軸的計(jì)算 滑輪軸是一個(gè)簡(jiǎn)支梁，支點(diǎn)距離 。它的作用是 承受 滑輪的三個(gè)壓力 ， 為計(jì)算簡(jiǎn)便起見(jiàn)，把三個(gè)力看作集中力如圖 滑輪的作用力： 21 2 31 . 0 4 1 0 0 0 0 0= = = = = = 3 4 6 6 7 3P P P ? ? (2軸上的 彎矩（ 1 2面）： 111040009 9 4 6 8 0 0 0 N c 4 0 0 3 3 1 0 4 0 0 0 7 . 5 7 2 8 0 0 0 N c 3 2? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?(21 2面模數(shù)： 3 3 3113 3 3220 . 1 0 . 1 5 . 6 1 7 . 6 c 1 0 . 1 1 0 . 4 1 1 2 . 5 c ? ? ?? ? ? ?(2彎曲應(yīng)力： 111222468000 2 6 6 M P . 6728000 6 4 . 7 M P 2 . 5? ? ?? ? ?(2滑輪軸的材料與吊鉤橫軸相同，亦為 40鋼，許用應(yīng)力也相同。 ? ? M ?? ， 故強(qiáng)度足夠。 3) 拉板的強(qiáng)度校核 14 圖 板簡(jiǎn)圖 拉板的尺寸如圖 示，斷面 拉伸應(yīng)力： 32 1 . 1 1 0 0 0 0 0 2 . 2 1 0 7 . 1 M P a( ) 2 ( 1 8 6 . 7 ) 1???? ? ?? ? ? ? ?(2式中 — 應(yīng)力集中系數(shù)，由文獻(xiàn) [1]圖 5得。 拉板材料為 鋼，由文獻(xiàn) [6]表 85? 和表 105? 得了屈服極限 s?和安全系數(shù) 7.1?n ，許用拉伸應(yīng)力： ? ? 220 1 2 9 M P 7sl n?? ? ? ? (2垂直斷面 內(nèi)側(cè)拉應(yīng)力最大，其為： 42631 . 0 4 1 0 7 7 . 6 M P 6 7 1 0 1 0? ??? ? ?? ? ?(2又因?yàn)榈蹉^橫梁的軸頸，材料鑄鋼 文獻(xiàn) [6]表 110? 查出 s?，由 文獻(xiàn) [6]表 10得安全系數(shù)為 4?n 。 ? ? n ??? ??? M P 筒的計(jì)算 (1) 卷筒尺寸 1) 卷筒直徑 ： ( 1 ) 1 4 ( 2 5 1 ) 3 3 6 m mD d e? ? ? ? ? ? (2查文獻(xiàn) [1]附表 13 取 400 ， 卷筒繩 槽尺寸由 文獻(xiàn) [2]表 14得槽距 ， 14 ， 槽底半徑 8 。 2) 卷筒長(zhǎng)度 0101 5 0 0 0 3L = 2 4 t + L = 2 3 4 1 4 + 1 8 5 1 4 9 0 m 1 4 4 1 4D??? ???? ? ? ? ? ? ??? ???????(2式 中 H — 起重機(jī)最大高度： 1 5 1 5 0 0 0 m ； 0D— 卷筒的計(jì)算直徑：0 4 1 4 m d= + =； 0Z— 附加安全圈數(shù)，一般取 圈：取0Z 3?； t — 繩槽節(jié)距：查 文獻(xiàn) [2]表 333 ?? ，取 14 ； 1L — 卷筒不切槽部分長(zhǎng)度：取其等于吊鉤滑輪的間距1； 取 1500 。 卷筒的壁厚： 0 . 0 2 ( 6 ~ 1 0 ) 0 . 0 2 4 0 0 ( 6 ~ 1 0 ) 1 4 ~ 1 8 m ? ? ? ? ? ? (2取 。 (2) 卷筒強(qiáng)度驗(yàn)算 1) 卷筒壁壓應(yīng)力驗(yàn)算 m a xm a x 1 2 t? ?? ? (2式中 1A — 多層卷繞系數(shù)， 取單層則1 1A?； 2A — 應(yīng)力減小系數(shù)，考慮繩圈繞入時(shí)對(duì)筒壁應(yīng)力有減小作用，一般可取2 ； 鋼絲繩最 大靜拉力，m a x 1 7 2 0 0 0 k ； ? — 卷筒壁厚， 18? ； t— 繩槽節(jié)距， 14 ； 將數(shù)值代入上式，得：m a x 5 1 M P a? ?。 對(duì)鑄鐵卷筒 文獻(xiàn) [6]表 10 得其最小抗拉強(qiáng)度 b?。 許用壓應(yīng)力： 16 ? ?1195 1 3 0 M P 5 ? ? ? (2? ??? ?故卷筒壓縮強(qiáng)度足夠。 2) 卷筒應(yīng)力驗(yàn)算 由于卷筒長(zhǎng)度 ? ，尚應(yīng)校驗(yàn)由彎矩產(chǎn)生的拉應(yīng)力，卷筒彎矩圖如圖 圖 筒受力簡(jiǎn)圖 卷筒的最大彎矩發(fā)生在鋼絲繩位于卷筒是中間時(shí) : 1m a x m a x 1 5 0 0 1 8 51 7 2 0 0 1 1 3 0 9 0 0 0 N m l S ? ?? ? ? ? ? ? (2卷筒斷面系數(shù) : 44 44 34 0 0 3 6 40 . 1 0 . 1 2 0 1 1 2 0 2 . 5 m ? ?? ? ?(2式中 D — 卷筒外徑 , 400 ； 卷筒內(nèi)徑 , 21424 0 02 ?????? 11309000= = = 5 . 6 M P 5W? (2合成應(yīng)力 : ? ?? ?'m a 6 6 3 . 7 2 4 . 7 M P ? ??? ? ? ? ? ? ?(2式中 許用應(yīng)力 ? ? MP ? n ? 由 文獻(xiàn) [6]表 105? 和 110? 查 b?， 52 ?n 。 17所以 ? ? /? ?，卷筒強(qiáng)度驗(yàn)算通過(guò)。故選定卷筒直徑 400 ，長(zhǎng)度 1500 ，卷筒槽的槽底半徑 8 ，槽距 18 ；起升高度 H=15m，倍率 a=3 靠近減速器一端的卷筒槽為向左的 A 型卷筒，標(biāo)記為： 卷筒： A 4 0 0 1 5 0 0 8 1 8 1 5 3? ? ? ? ?— 左 1999 端固定裝置 的計(jì)算 根據(jù)鋼繩直徑為 14由 文獻(xiàn) [2]表 11擇壓板固定裝置（圖 將壓板的繩槽改用 040?? 梯形槽。雙頭螺柱的直徑 圖 繩固定端簡(jiǎn)圖 用壓板固定鋼絲繩 ,已知卷筒長(zhǎng)度計(jì)算采用的附加圈數(shù) 20 ?Z，繩索與卷筒繩槽間的摩擦系數(shù) 15.0?f 。則在繩端固處的作用力： m a x 0 . 1 5 417200 1 1 7 8 . 1 ?? ? ? (2壓板螺栓所受之拉力： 11 1 7 8 . 1 3 3 5 8 . 3 1 5 0 . 1 9 8SP ? ??? (2式中 1f 040?? 時(shí)： 10 . 1 5 0 . 1 9 8s i n c o s 0 . 6 4 3 0 . 1 5 0 . 7 6 6ff f??? ? ?? ? ? (2螺柱由拉力和彎矩作用的合成應(yīng)力： 2 31 12 30 . 30 . 141 . 3 3 3 8 5 . 3 1 6 4 9 . 31 3 9 M P 1 4 2 1 . 8 0 . 1 2 1 . 8 224?????? ? ?? ???(2 18 式中 2?Z （螺栓數(shù)）； 1 （螺紋內(nèi)徑）； l= = ? ? ??（彎矩）。 螺栓材料為 由 文獻(xiàn) [6]表 85? 查取屈服極限 s?，則許用拉伸應(yīng)力為：（由 [6]表 105? 取安全系數(shù) n ）。 ? ? MP 0 ?????， 因?yàn)?? ?l???，故通過(guò)強(qiáng)度驗(yàn)算。 動(dòng)機(jī)的選用 (1) 電動(dòng)機(jī)的功率確定 起升機(jī)構(gòu)靜功率： 00() ( 1 0 0 0 0 2 1 9 ) 7 . 5 1 4 . 7 3 k 2 6 0 1 0 2 6 0 0 . 8 5j Q G ? ??? ? ?? ? ?(2式中 機(jī)構(gòu)總效率 ? 是由三部分組成：滑輪組效率滑?、卷筒效率筒?和減速器效率減?，由 文獻(xiàn) [3]查得一般 ，取 。 電動(dòng)機(jī)的計(jì)算功率： = 0 . 8 1 4 . 7 3 = 1 1 . 7 8 k d jP k p?? (2式中 系數(shù)獻(xiàn) [1]表 16? 查得，對(duì)于16M~5.0?8.0? 查 文獻(xiàn) [1]附表 30 選用電機(jī) 842? ，其 ? ?2 5 % 1 3 k ，1 m ，? ? ?電機(jī)質(zhì)量 260 。 (2) 驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)發(fā)熱條件 電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱驗(yàn)算 4 0 4 0 = 0 . 8 1 4 . 7 3 0 . 7 6 = 9 . 0 k k p k? ? ?(2其中 k（查文獻(xiàn) [2]表 28 1 4 k 由此 ?0P，初選電動(dòng)機(jī)能滿(mǎn)足不過(guò)熱條件。 速器的計(jì)算與選用 (1) 減速器傳動(dòng)比 卷筒轉(zhuǎn)速： 007 . 5 3 . 3 m i 1 4 0 . 4 1 4? ?? ? ?? (2減速器總傳動(dòng)比： 10 725 4 1 . 91 7 . 3n? ? ? (2中 1n — 電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速；1 m 卷筒轉(zhuǎn)速； (2) 減速器的選取 查 文獻(xiàn) [1]附表 35 選取 Q 500速器，當(dāng)工作類(lèi)型為中級(jí)時(shí)，許用功 率? ? 78 ，400 ??i，質(zhì)量 345，輸入軸直徑 1 50 ，軸端長(zhǎng)度 1 110 （錐形）。 (3) 輸出軸強(qiáng)度校核： 輸出軸最大徑向力 ?m a x m a ) 0 . 5 ( 3 4 . 4 4 . 5 6 ) 1 9 . 5 K N ，飛輪矩 ? ? 22 ?質(zhì)量 。浮動(dòng)軸的兩端為圓柱形 55 ， 85 ?？繙p速器端聯(lián)軸器 由 文獻(xiàn) [1]附表 45 選用帶 制動(dòng)輪的半齒聯(lián)軸器最大容許轉(zhuǎn)矩 [ ] 3150? 值，飛輪矩 ? ? 22 ? 。為與制動(dòng)器 5 相適應(yīng)，將聯(lián)軸器 帶 制動(dòng)輪。 24 3 小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 構(gòu)傳動(dòng)方案 經(jīng)比較后，確定采用如圖 示的傳動(dòng)方案。 圖 車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)圖 輪的選用與驗(yàn)算 (1) 車(chē)輪選 用 車(chē)輪最大輪壓，小車(chē)質(zhì)量為 4 0 0 0 k 。假定輪壓均布： m a x 11( ) ( 1 0 0 0 0 4 0 0 0 ) 3 5 k G? ? ? ? ?(3車(chē)輪最小輪壓： m i n 11 4 0 0 0 1 0 0 0 k g 1 0 k ? ? ? ?(3初選車(chē)輪： 由 文獻(xiàn) [1]附表可知，當(dāng)運(yùn)行速度 60 m m ， ?? 作級(jí)為中級(jí)時(shí)，車(chē)輪直徑 350 m 軌道型號(hào)為 ( )18 kg m P 18 的許用輪壓為 P 。 根據(jù) 定，直徑系列為 250 m ， 315 400 500 600 故初選定車(chē)輪直徑為 315 而后校核強(qiáng)度。 (2) 強(qiáng)度驗(yàn)算 按車(chē)輪與軌道為線(xiàn)接觸兩種情況驗(yàn)算車(chē)輪接觸強(qiáng)度。車(chē)輪踏面疲勞計(jì)算載荷： m a x m i 3 5 0 0 0 1 0 0 0 0 = 2 6 6 6 7 k ???? (3車(chē) 輪材料，由 文獻(xiàn) [5]表 1 340 M P ， 640 M P 。 線(xiàn)接觸局部擠壓強(qiáng)度： ' 1 1 2 6 . 0 3 1 5 2 8 . 2 0 . 9 0 . 9 6 4 6 0 4 9 . 5 k D l C C? ? ? ? ? ? ? (3 25式中 1k — 許用線(xiàn)接觸應(yīng)力常數(shù) ( 2N ，由 文獻(xiàn) [1]附表 25? 查得其為 6； l— 車(chē)輪與軌道有效接觸強(qiáng)度 ,對(duì)于軌道 (由 文獻(xiàn) [1]附表 22 ） 2 8 .2 m ； 1C — 轉(zhuǎn)速系數(shù)，由 [1]表 35? ，車(chē)輪轉(zhuǎn)速 r p 5 ???? c ? 時(shí)， C ； 2C — 工作級(jí)別系數(shù)，由 文獻(xiàn) [1]表 45? ，當(dāng)為6C ； P ??，故通過(guò)。 點(diǎn)接觸局部擠壓強(qiáng)度 22"12331 5 7 . 50 . 1 3 2 0 . 9 0 . 9 6 3 0 2 7 7 4 7k C ? ? ? ? ? (3式中 2k — 許用點(diǎn)接觸應(yīng)力常數(shù) 2(N/ ，由 文獻(xiàn) [1]表 25? 查得 k ； r — 曲率半徑，車(chē)輪與軌道曲率半徑中最大值車(chē)輪231521 ?? r （由 文獻(xiàn) [1]附表 22 查得），故取 315 1 5 7 . 5 m = ； m — 由r 為 1r ， 2r 中的小值）所確定的系數(shù)， ? 文獻(xiàn) [1]表 55? 查得 47.0?m 。 ??,故通過(guò)。 根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，選定直徑 315m 的單輪緣車(chē) 輪子： S Y L - 3 1 5 G B 4 6 2 8 - 8 4 行阻力的計(jì)算 摩擦阻力矩： ( ) ( )2m x c G k ??? ? ? (3查 文獻(xiàn) [1]附表 19 ，此選 315m 車(chē)輪組軸承亦6215。軸承內(nèi)徑和外徑的平均 值7 5 1 3 0 1 0 2 . 5 m ==。由 文獻(xiàn) [1]表 37~17 ?? 查得滾動(dòng)摩擦系數(shù) 0005.0?k ， 軸承摩擦系數(shù)