【正文】 車架的設(shè)計(jì)，使其構(gòu)造簡單，合理和便于制造。 已知數(shù)據(jù)：起重量 Q=8t,起升高度 H=10m，起升速度 v=12m/min,小車運(yùn)行速度c? =40m/min，工作級別均為中級，機(jī)構(gòu)接電持續(xù)率 JC=25%，小車質(zhì)量估計(jì) xcG =5t。車輪踏面疲勞強(qiáng)度計(jì)算載荷： m a x m i n2 2 4 3 7 5 0 1 2 5 0 0 3333333c PpPN? ??? ? ? 車輪材料，取 ZG340640， 340?S? MPa， 640?b?MPa 線接觸局部擠壓強(qiáng)度： 4 7 4 1 ???????? ClCDkP cc N 式中 ?1k 許用線接觸應(yīng)力常數(shù)（ N/mm2 ） , 由［ 1］表 52查得 61?k ； ?l 車輪與軌道有效接觸強(qiáng)度，對于軌道 24P （由［ 2］附表 22）， ??bl ?1C 轉(zhuǎn)速系數(shù)，由［ 1］表 53，車輪轉(zhuǎn)速 rDvn c ???? ?? pm時(shí)， ?C ； ?2C 工作級別系數(shù)，由［ 1］表 54，當(dāng)為 5M 級時(shí) 12?C 。 m? 420Nm 運(yùn)行摩擦阻力： ? ? ? ?0 420 22mQm Q Q cMPD ?? ? ? ?N 無載荷時(shí)： ? ?0 0 . 1 2 55 0 0 0 0 . 0 0 0 5 0 . 0 2 222xmQ dM G k ??? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? 39。 所用減速器的［ N］ 中級 =＜ N,如改選大一號，則中心距由 400 增至 600 ［ N］ 中級 =， ??i 相差太大，考慮到減速器由一定過載能力（如［ N］ 6?輕級 kW）故不再變動 驗(yàn)算起動不打滑條件 因室內(nèi)使用，故不計(jì)風(fēng)阻及坡度阻力矩，只驗(yàn)算空載及滿載起動時(shí)兩種工況。 l =80mm，由[2]附表 37查 ZSC400 減速器高速軸端為圓柱形 mmd 301 ? ， mml 55? ，所以 [2]附表41 選擇 G1 CL 鼓式齒式聯(lián)軸器，主動端 A 型鍵槽 1d =40mm。 m2 基本相符，故以上計(jì)算不需要修改 1 選擇低速聯(lián)軸器 低速軸聯(lián)軸器計(jì)算轉(zhuǎn)矩，可由前面的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 cM 求出 NmiMM cc 0 ?????????? ? 由 [2]附表 37 電動機(jī) ZSC400 減速器低速 軸端為圓柱形 d=65mm。其主動端： Y型軸孔， A 型鍵槽， mmLmmd 85601 ?? ， 。 卷筒 卷筒可用 HT150 到 HT300 的灰鑄鐵及 ZG270500、 ZG230450 的鑄鋼鑄造的毛坯， 也有用 Q235（ A3）鋼板焊接的毛坯焊接而成。 聯(lián)接盤 用于連接卷筒與減速器的輸出軸端。 聯(lián)接盤與卷筒的聯(lián)接型式，常見的有兩種：一種是連接鉸孔螺栓安裝在卷筒內(nèi)，另一種是連接鉸孔螺栓裝在卷筒之外的型式。后者輪轂與卷筒分別制成，然后裝配成一體。根據(jù)喇叭口的大小，可以分別配置自位的的滾動軸承和特質(zhì)的球面滑動軸承來支承卷筒軸。因扭矩直接由減速器輸出軸端通過齒輪聯(lián)接盤傳到卷筒上，所以卷筒軸為兩支點(diǎn)的轉(zhuǎn)動心軸（不承受扭矩）。一般在卷筒部件安裝調(diào)整好后，用一小段角鋼焊在小車架上使軸承座定位。 卷筒部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 題目和已知數(shù)據(jù)：起重重量 Q=8T，起 升高度 H=10m，起升速度 v=12m/min，小車的運(yùn)行速度 Vxc=40m/min，工作級別均為 M5級，機(jī)構(gòu)接電持續(xù)率 JC=25%，小車質(zhì)量估計(jì) Gxc=5T。軸的材料用 45號鋼。 cm 彎曲應(yīng)力： б w== 7?= 心軸的載荷變化為對稱循環(huán)。 cm б max= dM?= 7?= 許用應(yīng)力： [б ]w=ns? = = б max[б ]? 通過 故卷筒軸的疲勞和靜強(qiáng)度計(jì)算通 過。 ?右端軸承： 令右端軸承也采用 [C]=40300N 右軸承的徑向負(fù)荷 Fr=fdRB= 14790=16270N 軸向負(fù)載 Fa=0 設(shè) M5級工作類型的軸承工作時(shí)數(shù) Lh=4000h，由表 1916查得 1311軸承的 e=，令raFF =0e，故 x=1， y=，當(dāng)量動負(fù)荷： P=xFr+yFa=1 16270+ 0=16270N 由（ 192）式： Lh= 361060 CnP?????? ∴ CP??????= 361060 hnL= 3660 400010??= 故動負(fù)荷 C= CP??????P= 16270=26150N[C] 安全 繩端固定裝置計(jì)算 根據(jù)鋼絲繩直徑為 ，由表 2311選擇壓板固定裝置（圖 41）并將壓板的繩槽改用 ? =40186。則在繩端固定處的作用力： S=faesmax= ??=2630N 壓板螺栓所受之拉力： P=1Sff? = ? =7560N 33 式中 f1—— 壓板梯形槽與鋼繩的換算摩擦系數(shù)。它要求強(qiáng)度足夠，工作安全可靠，轉(zhuǎn)動靈活，不會發(fā)生突然和鋼絲繩脫槽或楔在罩殼中等現(xiàn)象。長型吊鉤裝置兩滑輪間距離要比短型吊鉤裝置的小些，故其卷筒也可以短些。 吊鉤穿過橫軸與特制的圓螺母相連。但橫軸在兩側(cè)拉板孔內(nèi)可繞自身軸線自由轉(zhuǎn)動。 在滑輪的兩個(gè)向心滾動軸承的內(nèi)外座圈之間，裝有兩個(gè)定位環(huán)。到那在一些大起重的吊鉤裝置中，考慮到平衡滑輪的頻繁擺動，因此也有采用滾動軸承，并且滑輪直徑也和其他工作滑輪一樣大。 在拉板之內(nèi)有夾板 3，擋在滑輪的外側(cè)面。 35 滑輪的材料和卷筒的材料相同，一般用 HT150， HT200或 ZG230450,有時(shí)也用Q235的鋼板和型鋼焊接而成。 橫軸中部最大計(jì)算彎矩為； 11 42jQ DML? ???????? 橫軸軸頸處的計(jì)算彎矩為： 22jjQ S SM? ?? 式中 Qj=φ2Q—— 計(jì)算載荷； φ2—— 動載荷系數(shù)，可由第二章圖 22查 得。對中小起重量取較小值，對大起重量可取較大值。工作時(shí)鋼絲繩將滑輪提起，鋼絲繩的拉力經(jīng)滑輪傳到橫軸上。 已知數(shù)據(jù)：起重量 Q=8；起升速度 V=12m/min，雙聯(lián)滑輪組，倍率 ih=3；工作級別為 M5（ JC%=25）。再劃一垂線在斷面上均得兩個(gè)變數(shù) x和 y。如此，可將許多類似的 B點(diǎn)連成曲線，得面積 ?1各 ?2，即可算出系數(shù) k： 38 ? ? ? ?1222 5 1 0 2 5 5 0 . 0 9 15600k f fF? ? ? ? ? ? ? ? ? （ 3）計(jì)算 AA 截面上 1點(diǎn)的最大拉伸應(yīng)力： 11 1 . 1 8 0 0 。 Y為縱坐標(biāo)， X 為橫坐標(biāo)，繪出一點(diǎn)，并把各點(diǎn)連接起來，即得一條曲線。 由 [1]查得軸頸拉伸許用應(yīng)力： [σ]l=50MPa， σl＜ [σ]l故強(qiáng)度足夠 AA斷面的驗(yàn)算： （ 1）圖解法求斷面重心，首先按比例繪出吊鉤的截面形狀圖及其曲率中心位置，并在下邊做出相應(yīng)的 LGK坐標(biāo)。至于推力軸承和向心軸承可按照機(jī)械零件課程介紹的方法進(jìn)行。 B1B2截面按照厚壁筒公式計(jì)算，軸孔內(nèi)表面拉應(yīng)力（切向）為： ? ?221 22424jB Q RddS R d?????? 式中 [σ]= 3s? 。 為簡化計(jì)算起見，在進(jìn)行橫軸靜強(qiáng)度校核時(shí)，也可以按簡支梁及集中載荷來確定最大計(jì)算彎矩。 座坑直 : 1 1D D mm?? 式中 D—— 推力軸承的外徑。為了使鋼絲繩在滑輪與罩殼之間不致楔住，又不能使滑輪磨碰罩殼，因此在滑輪輪緣與罩殼之間留有間隙。 在滑輪心軸的兩端設(shè)有端蓋或止動插板，用來防止心軸的軸向串動。裝在輪轂孔 上的定位環(huán)，是用來確定軸承在滑輪輪轂內(nèi)的位置，其側(cè)面與軸承外座斷面間應(yīng)留有 的間隙。一般在每個(gè)滑輪輪轂內(nèi)裝有兩個(gè)滾動軸承，這兩個(gè)滾動軸承可以使向心軸承也可以是向心推力軸承。螺母的下凸緣要罩住推力軸承，并 與橫軸上平面的凸環(huán)形成迷宮式密封，以防止灰塵等污物的侵入。而短型吊鉤裝置上不能裝平衡滑輪，故其上的滑輪僅為偶數(shù)。長型吊鉤裝置的構(gòu)造特點(diǎn)是：吊鉤裝在橫軸上，滑輪 裝在單獨(dú)的心軸上；而短型吊鉤裝置的特點(diǎn)是：吊鉤橫軸和滑輪心軸合二為一。時(shí)： f1= sin cosff??? = 0 .1 50 .6 4 3 0 .1 5 0 .7 6 6??= 螺柱由拉力和彎矩作用的合成應(yīng)力： ZdMdZP???? 3121 4 ??? 式中 Z=2（螺柱數(shù)） d1=（螺紋內(nèi)徑） M? =S l=2630 =4730N雙頭螺柱的直徑 M16。右軸承的外座圈固定，內(nèi)座圈與心軸一同旋轉(zhuǎn)，應(yīng)按照額定動載荷來選擇。 Km= =； Kx=—— 與零件幾何形狀有關(guān)的應(yīng)力集中系 數(shù)（ Dd =7870 =， rd = 770 =， Km=—— 與零件表面加工粗糙度有關(guān)的應(yīng)力集中系 數(shù)，按粗糙度為 5查得。 20=14790 20=295800N ? 疲勞計(jì)算： 對于疲勞計(jì)算采用等效彎矩，由表 27查得等效系數(shù) ? =，等效彎矩： 31 Md=kd卷筒長度 L=1500mm；壁厚為 ? =15mm?，F(xiàn)有的鋼絲繩固定裝置都是利用摩擦力來固定的。 卷筒軸承座主要承受卷筒和卷筒軸的自重及鋼絲繩通過卷筒與軸專遞的作用力。 卷筒軸的材料通常為調(diào)制的 45 號鋼。缺點(diǎn)是加工及裝配工時(shí)較多。 卷筒輪轂 卷筒輪轂的型式有整體式和裝配式兩種。因此，可使減速器輸出軸扭矩借助聯(lián)接盤傳到卷筒上，而使卷筒旋轉(zhuǎn)。在我國現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)系列橋式起重機(jī)小車中常采用鑄造卷筒。 28 最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 62m a xm a x 36 9 6 . 7 1 0 / 1 00 . 2 0 . 0 6M N m M P aW? ? ? ? ? ??Ⅱ 許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 ? ? MP an s ??? ?? max? ＜ ??II? 故通過 浮動軸直徑： 5(1 ??dd ～ 65)10? ～ mmdmm 70,70 1 ?取 29 第四章 橋式起重機(jī) 卷筒部件及設(shè)計(jì)計(jì)算 卷筒部件的構(gòu)造 卷筒部件的形式很多，根據(jù)起升機(jī)構(gòu)傳動方案的不同而不同。其主動端： Y型軸孔， A 型鍵槽， mmLmmd 85,651 ?? 。 標(biāo)記為 GICL1 聯(lián)軸器 55308035?? ZBJ1901389 其公稱轉(zhuǎn)矩 ?nT 630Nm＞ cM =91Nm,飛輪矩 ? ? 22 0 0 mkgGD l ?? 質(zhì)量 ? ?lGD2 = 高速軸端制動輪：根據(jù)制動器已經(jīng)選定為 YWZ 23/2020 ，由 [2]附表 16 選制動輪直徑 mmDz 200? ，圓柱形軸孔 mmLmmd 80,35 ?? ，標(biāo)記為：制動輪 200Y35 JB/ZQ438986 ,其飛輪矩為 ? ?zGD2 =解決辦法是在空載起動時(shí)增大電阻，延長起動時(shí)間 滿載起動時(shí)，主動車輪與軌道接觸處的圓周切向力： 25 ? ? ? ? ? ? 2/26012cqxc DkPdkPtvgGQT ???????? ?????????? = ? ? 0 05 2 650 0 05800 0 500 0 2 60 5 / 2??? ? ? ????????? =360kg=3600N 車輪與軌道的黏著力： ? ? 1 8 0 0 0 5 0 0 0 0 . 2 1 3 0 0 k g 1 3 0 0 02F P f N? ?? ? ? ? ?＞ ? ?T? 故滿載起動時(shí)不會打滑，因此所選電動機(jī)合適 選擇制動器 由［ 1］查得，對于小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)制 動時(shí)間 zt ? 3~4s，取 zt =3s。m —— 運(yùn)行機(jī)構(gòu)中同一級傳動減速器的個(gè)數(shù) 39。 初選電動機(jī)功率： 5 4djN k N? ? ? ?Kw 式中 ?dk 電動機(jī)功率增大系數(shù)，由［ 1］表 76查得， ?dk 由［ 2］附表 30選擇電動機(jī) JZR2 11 6??, ? kW， 1 885n? r/min,? ?2 dGD ? kg軸承內(nèi)徑和外徑的