【正文】 m 材料：大小齒輪采用的材料為 40Cr，并經(jīng)過調(diào)質(zhì)和表面淬火，硬度為 48—55HRC 閉式傳動(dòng)，精度 7 級，初選材料螺旋角 β =12o，使用期 6 年，每年工作 300天，每天 8 小時(shí)。 m 材料：大小齒輪采用的材料為 40Cr，并經(jīng)過調(diào)質(zhì)和表面淬火，硬度為40~55HRC 閉式傳動(dòng)，精度 7 級，初選材料螺旋角 β =12o 使用期 6 年，每年工作 300天，每天 8 小時(shí)。 m； V起重機(jī)或小車碰撞時(shí)的碰撞計(jì)算速度， m/min。 m； nt聯(lián)軸器的選用安全系數(shù)， 取 nt=； Φ 8剛性振動(dòng)系數(shù)， 取 Φ 8=~； Mi被連接軸上的扭矩， N m； Ma— 機(jī)構(gòu)制動(dòng)時(shí)需制動(dòng)的慣性力矩； Mjmin— 有利于機(jī)構(gòu)制動(dòng)時(shí)的最小阻力矩； 制動(dòng)慣性力矩 Ma Ma= (Gn Gz) Vk2 η gZz nm t +K (Jm Ji) nm t = (250+65) 2 970 + 970 = 式中： Zz— 制動(dòng)器數(shù)量； nm— 電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速， r/min。 a—— 起動(dòng) 平均加速度， m/s2。該結(jié)構(gòu)也便于車輪的裝拆。 起升機(jī)構(gòu)設(shè)有重錘式和雙重限位開關(guān)。 起重機(jī)由小車、橋架、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)和電器設(shè)備的組成。 小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方式有兩種。在小車架相應(yīng)的端梁外側(cè)固定著一根用角鋼彎折的撞尺。若將墜重固定在一連桿上，吊鉤組 上升到極限位置時(shí)，撞上連桿使其繞一端固定鉸擺動(dòng)并抬起固定其上的墜重，使開關(guān)動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)斷電。欄桿可用角鋼（ L50）或鋼管制作，高度不低于 800mm。 為了是部件容易拆卸，通常，將制動(dòng)器與齒輪聯(lián)軸器做成一個(gè)部件。通常，從動(dòng)車輪安裝在帶有兩個(gè)角形軸承箱上和轉(zhuǎn)動(dòng)的心軸上。由于采用了分組的獨(dú)立部件，因此使機(jī)構(gòu)的裝拆方便。外形像一個(gè)兩端支撐在平行的兩條架空軌道上平行運(yùn)行的單跨平板橋。 電動(dòng)葫蘆型橋式起重機(jī) 其特點(diǎn)是橋式起重機(jī)的起重小車用自行式電動(dòng)葫蘆代替，或者用固定式電動(dòng)葫蘆作起重小車的起升機(jī)構(gòu)，小車運(yùn)行 、 大車運(yùn)行等機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置也盡量與電動(dòng)葫蘆通用化。 （ 2）絕緣吊鉤橋式起重機(jī) 這種起重機(jī)結(jié)構(gòu)形式與通用吊鉤起重機(jī)形式基本相同。其 特點(diǎn)是在一臺小車上設(shè)有兩套各處獨(dú)立的起升機(jī)構(gòu)，一套為抓斗用，一套為吊鉤用（或一套為電磁吸盤用一套為吊鉤用，或一套為抓斗用一套為電磁吸盤用）。額定起重量為 10t 以下的多為一個(gè)起升機(jī)構(gòu)； 16t 以上的則多為主、副兩個(gè)起升機(jī)構(gòu)。提高使用性能和可靠性，增加起重機(jī)的功能，今后會(huì)更加注重起重機(jī)的安全性，研制新型安全保護(hù)裝置。以“三合一”運(yùn)行機(jī)構(gòu)南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 11 頁 共 65 頁 是當(dāng)今世界輕、中型起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的主流，將電動(dòng)機(jī)、減速器和制動(dòng)器合為一體，具有結(jié)構(gòu)緊湊、輕巧美觀、拆卸方便、調(diào)整簡單、運(yùn)行平穩(wěn) 、配套范圍大等優(yōu)點(diǎn)，國外也廣泛運(yùn)用到各種起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)上。大車及小車的供電由電纜小車導(dǎo)電、 DVS 兩種方式。 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 10 頁 共 65 頁 輕型化和多樣化 有相當(dāng)批量的起重機(jī)是在通用的場合使用，工作并不很繁重。 成套化和系統(tǒng)化 在起重機(jī) 單機(jī)自動(dòng)化的基礎(chǔ)上，通過計(jì)算機(jī)把各種起重運(yùn)輸機(jī)械組成一個(gè)物料搬運(yùn)系統(tǒng)，通過中央控制室的控制，與生產(chǎn)設(shè)備有機(jī)結(jié)合，與生產(chǎn)系統(tǒng)協(xié)調(diào)配合。主要 由全數(shù)字化 控制驅(qū)動(dòng)裝置、可編程序控制器、故障診斷及數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、數(shù)字化操縱給定檢測等設(shè)備組成。起重機(jī)不但容易操作，容易維護(hù)，而且安全性要好，可靠性要高，要求具有優(yōu)越的耐久性、無故障性、 維護(hù)性和使用經(jīng)濟(jì)性。 目前，德國、英國、法國、美國和日本的著名起重機(jī)公司都也采用起重機(jī)模塊化設(shè)計(jì)，并取得了顯著效益。同時(shí)我們應(yīng)該清醒的認(rèn)識到，與發(fā)達(dá) 國家相比，中國起重機(jī)械的制造狀況有以下幾個(gè)令人擔(dān)憂的因素： （ 1）整體技術(shù)含量偏低，突出表現(xiàn)在鋼結(jié)構(gòu)件制作材料和電氣控制系統(tǒng)水平較低； （ 2）規(guī)?；l(fā)展不夠，突出表現(xiàn)在低水平 重復(fù)建設(shè)嚴(yán)重，造成資源浪費(fèi)，專業(yè)化發(fā)展嚴(yán)重滯后。面對品種繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，大小不一，使用工況千差萬別的這些涉及人們生命安全和財(cái)產(chǎn)安全的起重機(jī)械，為了安全，中國政府將其納入特種設(shè)備進(jìn)行強(qiáng)制管理，在制度上建立了一整套法律 、 法規(guī) 、 規(guī)章 、 安全技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)體系，在體制上建立了遍布全國 31 個(gè)行政區(qū)的安全檢查網(wǎng)絡(luò)，從起重機(jī)械的設(shè)計(jì) 、 制造 、 安裝 、 改造 、 重大維修 、 使用 、 檢驗(yàn)檢測和監(jiān)督管理主要環(huán)節(jié)上進(jìn)行有效監(jiān)管，在此 ，重點(diǎn)介紹中國的起重機(jī)械制造許可制度。其中制動(dòng)裝置是用來使被提升物品可靠的停住在空中的裝置，對于起重機(jī)的安全操作時(shí)不可或缺的重要部件。4 或 Q’’=4S’’。 D2 =i0 P R 可得 Q’=i0 Q 即加傳動(dòng)比為 i0 的傳動(dòng)裝置后，起重量可以提高 i0 倍。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，起重量和起升速度不斷提高，因而機(jī)構(gòu)演變?nèi)遮呁晟啤? 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，日益顯現(xiàn)出起重機(jī)械作為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程機(jī)械化 、 自動(dòng)化 、 減輕體力勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的特種設(shè)備的突出地位。南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1 頁 共 65 頁 引言 物料 搬運(yùn)成了人類生產(chǎn)活動(dòng)的重要組成部分，距今已有五千多年的發(fā)展歷史?，F(xiàn)代起重機(jī)械結(jié)夠已向大型 、 精密 、 高 效 、 多功能 、 宜人化的機(jī)電一體化發(fā)展。 圖 起重機(jī)工作原理 圖 是起重機(jī)的原始形式轆轤的機(jī)構(gòu)見圖。并且可以隨 i0 增大而提高。如果 i0， M 驅(qū) ， D 均維持不變，這時(shí) M’’載 =M’載 ，亦即S’’=S’。 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 5 頁 共 65 頁 起重機(jī)的類型及特點(diǎn) 根據(jù) 起重機(jī)所搬運(yùn)的物品的特征 、 動(dòng)作的復(fù)雜程度以及工作場所或者生產(chǎn)工藝要求等條件的不同，可以將起重機(jī)簡單的分為三大類： (1)簡單起重機(jī)械：一般只作升降運(yùn)動(dòng)，而且大多數(shù)是手動(dòng)的 。 中國的起重機(jī)械整機(jī)制造企業(yè)，截止到 20xx 年 9 月 底統(tǒng)計(jì)有 1615 家。 （ 3）國際知名品牌寥寥無幾，除振華港機(jī)外，能夠打入國際市場并享有一定聲譽(yù)的知名品牌幾乎沒有； （ 4）惡性競爭嚴(yán)重，合理利潤難保，并造成安全措施投入極少，事故率居高不下。德國德馬格公司的標(biāo)準(zhǔn)起重機(jī)系列改用模塊化設(shè)計(jì)后，比單件設(shè)計(jì)費(fèi)用降低了 12%，生產(chǎn)成本下降 45%，經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。目前世界上最大的浮游起重機(jī)起重量達(dá) 6500t，最大的履帶式起重機(jī)起重量達(dá) 1200t，集裝箱岸邊裝卸橋 的最大運(yùn)行速度也達(dá) 350m/min，堆垛起重機(jī)最大運(yùn)行速度是 240m/min，垃圾處理用起重機(jī)的起升速度達(dá) 100m/min。變壓變頻調(diào)速、射頻數(shù)據(jù)通訊、故障自診監(jiān)控、吊具防搖的模糊控制、激光查找起吊物重心、近場感應(yīng)防碰撞技術(shù)、現(xiàn)場總線、 載波通訊及控制、 無接觸供電及三維條形碼技術(shù)等將廣泛得到應(yīng)用。這類起重機(jī)自動(dòng)化程度較高，具有信息處理功能，可使傳感器檢測出來的各種信息實(shí)施存儲、運(yùn)算、邏輯判斷、變換等處理加工進(jìn)而向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出控制指令。這類起重機(jī)批量大、 用途廣，考慮綜合效益，要求起重機(jī)盡量降低起重高度，簡化結(jié)構(gòu)，減小自重和輪壓，也可使整個(gè)建筑物下降，建筑結(jié)構(gòu)輕型化，降低造價(jià)。如此多的選擇項(xiàng)，通過不同的組合，可搭配成百上千種起重機(jī)，充分滿足用戶不同的需求。為使中小噸位的起重機(jī)小車結(jié)構(gòu)盡量簡化，同時(shí)降低起重機(jī)的尺寸高度，減小輪壓，國外已大量采用電動(dòng)葫蘆作為起升機(jī)構(gòu)。重視司機(jī)的工作條件，運(yùn)用人體工程學(xué)設(shè)計(jì)司機(jī)室，降低司機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度。這類起重機(jī)能在大多數(shù)作業(yè)環(huán)境中裝卸和搬運(yùn)物料及設(shè)備。 （ 5）三用橋式起重機(jī) 三用橋式起重機(jī)是一種多用的起重機(jī)。但是為了防止工作過程中帶電設(shè)備的電流可以經(jīng)過被吊物傳到起重機(jī)上，危急司機(jī)安全，故要求在吊鉤組 、 小車架 、 小車輪上設(shè)置 3 道絕緣裝置。因此，與上述通用橋式起重機(jī)相比，電動(dòng)葫蘆型橋式起重機(jī)雖然一般起重量較小 、 工作速度較慢 、 工作速度低，但其自重輕 、 能耗較小 、 易采用標(biāo) 準(zhǔn)產(chǎn)品電動(dòng)葫蘆配套，而且對廠房的建筑物的壓力較小，建筑和使用經(jīng)濟(jì)性都比較好。 起升機(jī)構(gòu) 用來垂直升降物品，起重小車用來帶著載荷作橫向運(yùn)動(dòng)；橋架和大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)用來將起重小車和物品作縱向移動(dòng)。 2）在設(shè)計(jì)構(gòu)和小車架的時(shí)候，遵循標(biāo)準(zhǔn)化 、 通用化和系列化的原則。而主動(dòng)車輪安裝在帶有兩個(gè)角形軸承箱的傳動(dòng)心軸上。但根據(jù)機(jī)構(gòu)布置需要，也可將制動(dòng)器作為獨(dú)立的部件來安裝。 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 18 頁 共 65 頁 排障板裝在小車架端梁兩端的車輪外邊，用于推開小車軌道上可能有的障礙物，以便于小車的運(yùn)行。后一種布置方式使限位開關(guān)在小車臺面上的位置選擇較為靈活些。當(dāng)小車運(yùn)行至極限位置時(shí)，撞尺壓迫限位開關(guān)的搖柄轉(zhuǎn)動(dòng) 30℃ ，使開關(guān)盒內(nèi)的觸點(diǎn)斷開，于是運(yùn)行機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)斷電。即減速器位于小車主動(dòng)輪中間或減速器位于小車主動(dòng)輪一側(cè)。電器設(shè)備設(shè)置在主梁內(nèi)，司機(jī)室設(shè)有冷熱空調(diào)。 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)為兩側(cè)分別驅(qū)動(dòng)，采用萬向聯(lián)軸器與主動(dòng)平衡梁連接。 起重機(jī)的橋架由兩個(gè)偏軌箱形主梁和兩個(gè)箱形端梁以及平臺欄桿、扶梯、司機(jī)室等部分組成。 C、 總阻力矩 Wz=Wj+Wa=+= 電動(dòng)機(jī)的選擇 表 操作頻繁程度系數(shù) Ks 機(jī)構(gòu)工作 機(jī)構(gòu)作業(yè) 電動(dòng)機(jī)接電持續(xù)率 FC 級別 M 持續(xù) JC 15% 25% 40 60% 100% ~M3 15% M4~M5 25% M6 40% 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 26 頁 共 65 頁 M7~M8 60% 100% Pn≥ Kn Kt Ks Ka (Gn+Gz) Vn ηg Zm = (250+65) = 式中： Pn—— 電動(dòng)機(jī)在基準(zhǔn)時(shí)的功率， KW。 t— 制動(dòng)時(shí)間 s； K— 計(jì)入其他旋轉(zhuǎn)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量系數(shù)， 取 ~； Jm— 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量， Kg m； Pn電動(dòng)機(jī)在基準(zhǔn)值時(shí)的額定功率， KW； 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 34 頁 共 65 頁 nm電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速， N Pp= 2 WS ηh = 2 = N 式中： Pp每個(gè)緩沖器的碰撞力， N。 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 37 頁 共 65 頁 選用小齒輪數(shù) Z1=19，得 Z2=i Z1= 19=，取Z2=140 由公式 d1t≥3 2KtTt （ μ +1） (ZHZE)2 φ dξ α μ [σ H] 2 ① 試選載荷系數(shù) Kt= ； ② 小齒輪傳動(dòng)扭矩 T1= 103 N 選用小齒輪數(shù) Z5=19，得 Z6=i Z5= 19=，取Z6=83 由公式 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 41 頁 共 65 頁 d5t≥3 2KtTt （ μ +1） (ZHZE)2 φ dξ α μ [σ H] 2 ① 試選載荷系數(shù) Kt= ； ② 小齒輪傳動(dòng)扭矩 T3= 103 N 低速級齒輪計(jì)算 P3= n1=T1= m 高速級齒輪的計(jì)算 P1= n1=970r/min i1= T1= N m 式中： W每個(gè)緩沖器應(yīng)吸收的功能， N m 聯(lián)軸器的選擇 聯(lián)軸器傳遞扭矩的確定 Mt≥ nt Φ 8 Mi=9550 nt Φ 8 Pn i η gnm 式中： Mt標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器給出的許用公稱扭矩， N 表 機(jī)構(gòu)加速度和機(jī)構(gòu)加速時(shí)間 速度 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ m/min 加速度 加速時(shí)