【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ——運(yùn)行機(jī)構(gòu)中同一級(jí)傳動(dòng)減速器的個(gè)數(shù)=1.因此所用減速器N[N]，合適。因起重機(jī)系室內(nèi)使用，故不計(jì)風(fēng)阻及坡度阻力矩，以下按三種工作情況進(jìn)行運(yùn)算。1. 兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)空載時(shí)同時(shí)驅(qū)動(dòng) 式中(主動(dòng)輪輪壓) （從動(dòng)輪輪壓） 粘著系數(shù)（室內(nèi)工作） 防止打滑的安全系數(shù)所以 ，故兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)空載起動(dòng)不會(huì)打滑。2. 事故狀態(tài)當(dāng)只有一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置工作時(shí)。而無(wú)載小車位于工作著的驅(qū)動(dòng)裝置這一邊時(shí)，則 式中 一臺(tái)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)間的空載啟動(dòng)時(shí)間所以 所以，不會(huì)打滑，因此所選電動(dòng)機(jī)合適。 選擇制動(dòng)器對(duì)于小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)制動(dòng)時(shí)間tz3~4s，取tz=3s。因此，所需制動(dòng)力矩：式中 制動(dòng)器臺(tái)數(shù)，兩套驅(qū)動(dòng)裝置。所以由JB/ZQ438886選用兩臺(tái)YWZ200/23制動(dòng)器，其制動(dòng)轉(zhuǎn)矩Mez=112N m。為避免打滑使用時(shí)將其制動(dòng)力矩調(diào)制32Nm以下?？紤]到所取的制動(dòng)時(shí)間，在驗(yàn)算起動(dòng)不打滑條件時(shí)已知是足夠安全的，故制動(dòng)不打滑驗(yàn)算省略。(1)機(jī)構(gòu)高速軸上全齒聯(lián)軸器的計(jì)算扭矩： 式中 ——機(jī)構(gòu)剛性動(dòng)載系數(shù)； ——聯(lián)軸器的安全系數(shù)； ——相應(yīng)于機(jī)構(gòu)JC%值的電動(dòng)機(jī)額定力矩折算到高速軸上的力矩，由JB/T101051999查得電動(dòng)機(jī)JZR2216兩端伸出軸為圓柱形d=48mm， =110mm，及,；ZQ350Ⅱ2減速器高速軸端為圓柱形。選擇全齒聯(lián)軸器Cl2聯(lián)軸器 JB/ZQ 421886，飛輪矩高速軸端制動(dòng)輪：根據(jù)制動(dòng)器已經(jīng)選定為YWZ200/23，選制動(dòng)輪：200Y35 Q/(Y)，飛輪矩，重量。以上兩部分飛輪矩之和與原估計(jì)基本相符，故有關(guān)計(jì)算步則不需要重新計(jì)算。（2） 低速軸的計(jì)算扭矩： 由GB914788查得ZSC600III2減速器低速軸端為圓柱形d=80mm，=115mm。主動(dòng)車輪的伸出軸端為圓柱形d=115mm，=130mm。選擇全齒聯(lián)軸器CL7（JB/ZQ421886）。取浮動(dòng)軸端直徑d=80mm。 演算低速浮動(dòng)軸強(qiáng)度1）疲勞計(jì)算低速浮動(dòng)軸的等效扭矩為： 式中：=——等效系數(shù)；——考慮材料對(duì)應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱的敏感系數(shù)，對(duì)于45號(hào)鋼；由上節(jié)選擇聯(lián)軸器中，已確定浮動(dòng)軸的直徑d=80mm因此扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：浮動(dòng)軸的載荷變化為對(duì)稱循環(huán)（因運(yùn)行機(jī)構(gòu)正反轉(zhuǎn)扭矩值相同），許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：軸的材料為45號(hào)鋼，；。——考慮零件幾何形狀和零件表面狀況的應(yīng)力集中系數(shù)。 ——與零件幾何形狀有關(guān)，對(duì)于零件表面有急劇過(guò)渡和開有鍵槽及緊配合區(qū)段，； ——與零件表面加工光潔度有關(guān)，?。淮颂幦。弧踩禂?shù)，查《起重機(jī)課程設(shè)計(jì)》[4]表221得；因此，疲勞驗(yàn)算通過(guò)。2）靜強(qiáng)度計(jì)算靜強(qiáng)度計(jì)算扭矩： 式中 ——?jiǎng)恿ο禂?shù)，查得。最大扭轉(zhuǎn)力矩：許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力， 式中 ——安全系數(shù)，查得。，故靜強(qiáng)度計(jì)算通過(guò)。第3章 吊鉤組的計(jì)算吊鉤組是起重機(jī)上應(yīng)用最普遍的取物裝置，它由吊鉤、吊鉤螺母、推力軸承、吊鉤橫梁、滑輪、滑輪軸以及拉板等零件組成。目前常用的吊鉤有單鉤和雙鉤。起重機(jī)吊鉤處承受物品重量外還要承受起升機(jī)構(gòu)起動(dòng)與制動(dòng)時(shí)引起的沖擊載荷作用，故吊鉤材料應(yīng)有較高的的機(jī)械強(qiáng)度與沖擊韌性。來(lái)源于（起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)） 主起升吊鉤的計(jì)算圖41 單鉤計(jì)算簡(jiǎn)圖 吊鉤主要尺寸的確定（1） 確定主要尺寸 鉤孔直徑D D≈3～=～,取a=35cm=350mm。 ，取h=40cm=400mm； 取=90cm=900mm；。(2)驗(yàn)算鉤體彎曲部分強(qiáng)度吊鉤組所有零件均按靜強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，其計(jì)算載荷（——起升動(dòng)載系數(shù)，——額定載荷）。對(duì)于吊鉤橋式起重機(jī)：，所以計(jì)算載荷為。圖42 單鉤計(jì)算簡(jiǎn)圖根據(jù)圖42吊鉤受力情況來(lái)看，彎曲部分受有彎曲拉伸和剪切三種應(yīng)力。12截面除受最大彎矩外，還受Q力的拉伸作用。在12截面上的最大應(yīng)力發(fā)生在內(nèi)側(cè)纖維1處，即處，因此點(diǎn)1處的應(yīng)力為：式中 ，其中。吊鉤材料為20號(hào)鋼許用應(yīng)力為，12截面強(qiáng)度驗(yàn)算通過(guò)。對(duì)于34垂直截面：當(dāng)垂直系物繩將物品重量Q懸掛在吊鉤上時(shí)（見圖41a），這時(shí)34截面上沒(méi)有拉伸和彎曲應(yīng)力（），只有平均剪切應(yīng)力，其值為：當(dāng)五分支傾斜的系物繩將物品重量Q懸掛在吊鉤上時(shí)（見圖41b），這時(shí)34截面上的應(yīng)力有：根據(jù)能量強(qiáng)度理論，34截面的最大合成應(yīng)力為：，34截面強(qiáng)度驗(yàn)算通過(guò)。(3)確定吊鉤螺母尺寸軸頸螺紋處拉伸應(yīng)力： 最小直徑查零件手冊(cè)取M72。確定吊鉤螺母最小工作高度：H==96mm,考慮設(shè)置放松螺栓，實(shí)際取H=120mm。螺母外徑D=(～2)=216～240mm，取。止推軸承的選擇 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)荷來(lái)確定。由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》，選擇滾動(dòng)軸承 51326 GB/T3011995，額定靜負(fù)荷，動(dòng)負(fù)荷系數(shù)。軸承當(dāng)量靜負(fù)荷：所以式中安全系數(shù)，；故安全。 吊鉤橫梁的計(jì)算通孔直徑：??；座坑直徑:(D為止推軸承外徑)；最大寬度：，取。橫軸兩側(cè)拉板的間距是由滑輪軸上三滑輪間的尺寸所決定的：即。橫軸的最大彎曲應(yīng)力： 橫軸的材料用45號(hào)鋼，許用應(yīng)力所以，故橫軸強(qiáng)度足夠。式中n=。 滑輪軸也是一個(gè)簡(jiǎn)支梁，支點(diǎn)距離仍是L=460mm，它作用有五個(gè)滑輪的壓力為計(jì)算簡(jiǎn)便起見，把五個(gè)力看做集中力（見圖43）?；喌淖饔昧Γ骸］S上的彎矩（122和33斷面）：；彎曲應(yīng)力: 滑輪軸的材料與吊鉤橫軸相同，亦為45號(hào)鋼，故許用應(yīng)力也相同， ，強(qiáng)度足夠。圖43 主滑輪軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖 拉板的校核 拉板的尺寸如圖44所示，軸孔上有 厚度為的貼板（補(bǔ)強(qiáng)板），所以基板承受的載荷減小到的倍。則軸頸與拉板的單位壓力： 拉板軸孔內(nèi)表面最大應(yīng)力： 圖44 主鉤拉板的計(jì)算簡(jiǎn)圖拉板的材料為Q235，許用擠壓應(yīng)力為軸孔處的拉伸應(yīng)力為： 式中——應(yīng)力集中系數(shù)，可查《起重機(jī)課程設(shè)計(jì)》[4]圖1515得。拉板材料為Q235，許用拉伸應(yīng)力為故和，所以強(qiáng)度足夠。 副起升吊鉤的計(jì)算 吊鉤主要尺寸的確定（1）確定主要尺寸d≈3～=～,取a=14cm=140mm。，取h=15cm=150mm；S===105mm。取=35cm=350mm；。(2)驗(yàn)算鉤體彎曲部分強(qiáng)度吊鉤組所有零件均按靜強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，其計(jì)算載荷（——起升動(dòng)載系數(shù)，——額定載荷）。對(duì)于吊鉤橋式起重機(jī)：，所以計(jì)算載荷為。根據(jù)圖42吊鉤受力情況來(lái)看，彎曲部分受有彎曲拉伸和剪切三種應(yīng)力。12截面除受最大彎矩外，還受Q力的拉伸作用。在12截面上的最大應(yīng)力發(fā)生在內(nèi)側(cè)纖維1處，即處，因此點(diǎn)1處的應(yīng)力為： 式中 ，其中。吊鉤材料為20號(hào)鋼許用應(yīng)力為，12截面強(qiáng)度驗(yàn)算通過(guò)。對(duì)于34垂直截面：當(dāng)垂直系物繩將物品重量Q懸掛在吊鉤上時(shí)（見圖41a），這時(shí)34截面上沒(méi)有拉伸和彎曲應(yīng)力（），只有平均剪切應(yīng)力，其值為： 當(dāng)四分支傾斜的系物繩將物品重量Q懸掛在吊鉤上時(shí)（見圖41b），這時(shí)34截面上的應(yīng)力有：根據(jù)能量強(qiáng)度理論，34截面的最大合成應(yīng)力為：，34截面強(qiáng)度驗(yàn)算通過(guò)。(3)確定吊鉤螺母尺寸軸頸螺紋處拉伸應(yīng)力： 最小直徑查零件手冊(cè)取M30。確定吊鉤螺母最小工作高度：H==,考慮設(shè)置放松螺栓，實(shí)際取H=120mm。螺母外徑D=(～2)=115～128mm。(4)止推軸承的選擇 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)荷來(lái)確定。由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》表68，選擇滾動(dòng)軸承 51218 GB/T3011995，額定靜負(fù)荷，動(dòng)負(fù)荷系數(shù)。軸承當(dāng)量靜負(fù)荷： 所以安全。 吊鉤橫梁的計(jì)算 通孔直徑：，?。蛔又睆?(D為止推軸承外徑)；最大寬度：B=D+(10～20)mm=146～156mm，取B=150mm。橫軸兩側(cè)拉板的間距是由滑輪軸上四滑輪間的尺寸所決定的：。橫軸的最大彎曲應(yīng)力：橫軸的材料用45號(hào)鋼，許用應(yīng)力所以，故橫軸強(qiáng)度足夠。式中n=。 滑輪軸的計(jì)算 滑輪軸也是一個(gè)簡(jiǎn)支梁，支點(diǎn)距離仍是L=300mm，它作用有三個(gè)滑輪的壓力為計(jì)算簡(jiǎn)便起見，把三個(gè)力看做集中力（見圖45）?；喌淖饔昧Γ? 。軸上的最大彎矩：；截面模數(shù)：彎曲應(yīng)力： 滑輪軸的材料與吊鉤橫軸相同，亦為45號(hào)鋼，故許用應(yīng)力也相同，圖45 副滑輪軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖，強(qiáng)度足夠。 拉板的校核拉板的尺寸如圖46所示。厚度為的貼板（補(bǔ)強(qiáng)板），所以基板承受的載荷減小到的倍。則 軸頸與拉板的單位壓力：拉板軸孔內(nèi)表面最大應(yīng)力： 拉板的材料為Q235，許用擠壓應(yīng)力為軸孔處的拉伸應(yīng)力為：圖46副鉤拉板的計(jì)算簡(jiǎn)圖式中——應(yīng)力集中系數(shù)，可查《起重機(jī)課程設(shè)計(jì)》[1]圖1515得。拉板材料為Q235，許用拉伸應(yīng)力為故和，所以強(qiáng)度足夠。 滑輪軸承的選滑輪直徑D=500mm，計(jì)算直徑，圓周速度，則滑輪的工作轉(zhuǎn)數(shù)： 每個(gè)滑輪中采用兩個(gè)徑向滑輪軸承，由已知條件選常州榮泰軸承有限公司生產(chǎn)的滾動(dòng)軸承61926 GB/T 2761994，基本額定靜載荷，基本額定動(dòng)載荷。軸承徑向負(fù)荷： 式中 ——?jiǎng)迂?fù)荷系數(shù)。軸承的軸向負(fù)荷:, 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表133，軸承壽命： 所以 第4章 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的計(jì)算 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)通常和橋架的設(shè)計(jì)一起考慮，兩者的設(shè)計(jì)工作要交叉進(jìn)行，一般的設(shè)計(jì)步驟：1. 確定橋架結(jié)構(gòu)的形式和大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方式；2. 布置橋架的結(jié)構(gòu)尺寸；3. 安排大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的具體位置和尺寸；4. 綜合考慮二者的關(guān)系和完成部分的設(shè)計(jì) 。 并且，針對(duì)實(shí)際的情況，對(duì)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求是：1. 機(jī)構(gòu)要緊湊，重量要輕；2. 和橋架配合要合適，這樣橋架設(shè)計(jì)容易，機(jī)構(gòu)容易布置，并且使總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和布置不至于過(guò)大；3. 盡量減輕主梁的扭轉(zhuǎn)載荷，不影響橋架的剛度4. 維修檢修要方便，機(jī)構(gòu)布置合理，使司機(jī)和維護(hù)人員上下要方便，便于拆裝零件及操作。 機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案大車機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案，基本分為兩類：分別傳動(dòng)和集中傳動(dòng)，橋式起重機(jī)常用的跨度（）范圍均可用分別傳動(dòng)的方案，本設(shè)計(jì)采用分別傳動(dòng)的方案。 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)具體布置的主要問(wèn)題1. 聯(lián)軸器的選擇2. 軸承位置的安排3. 軸長(zhǎng)度的確定這三著是互相聯(lián)系的,在設(shè)計(jì)過(guò)程中要考慮到其中各個(gè)部分的配合，做的相互兼顧，充分發(fā)揮各個(gè)零件的作用。在具體布置大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的零部件時(shí)應(yīng)該注意以幾個(gè)方面：1. 因?yàn)榇筌囘\(yùn)行機(jī)構(gòu)要安裝在起重機(jī)橋架上，橋架的運(yùn)行速度很高，而且受載之后向下?lián)锨瑱C(jī)構(gòu)零部件在橋架上的安裝可能不十分準(zhǔn)確，所以如果單從保持機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)性能和補(bǔ)償安裝的不準(zhǔn)確性著眼，凡是靠近電動(dòng)機(jī)、減速器和車輪的軸，最好都用浮動(dòng)軸。2. 為了減少主梁的扭轉(zhuǎn)載荷，應(yīng)該使機(jī)構(gòu)零件盡量靠近主梁而遠(yuǎn)離走臺(tái)欄桿；盡量靠近端梁，使端梁能直接支撐一部分零部件的重量。3. 對(duì)于分別傳動(dòng)的大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)應(yīng)該參考現(xiàn)有的資料，在浮動(dòng)軸有足夠的長(zhǎng)度的條件下，使安裝運(yùn)行機(jī)構(gòu)的平臺(tái)減小，占用橋架的一個(gè)節(jié)間到兩個(gè)節(jié)間的長(zhǎng)度，總之考慮到橋架的設(shè)計(jì)和制造方便。4. 制動(dòng)器要安裝在靠近電動(dòng)機(jī)，使浮動(dòng)軸可以在運(yùn)行機(jī)構(gòu)制動(dòng)時(shí)發(fā)揮吸收沖擊動(dòng)能的作用。參照以上所述，由于所設(shè)計(jì)的參數(shù)級(jí)別較大，跨度中等，故采用分別驅(qū)動(dòng)的方案。大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算與小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的計(jì)算過(guò)程及步驟類似，也要首先計(jì)算車輪運(yùn)行阻力及車輪及軌道所能承受的強(qiáng)度，然后，選擇電動(dòng)機(jī)，聯(lián)軸器，變速器，浮動(dòng)軸，車輪及軌道并對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度，制動(dòng)性的校核。 確定機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方案本起重機(jī)采用分別傳動(dòng)的方案如圖51。圖41 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖1——電動(dòng)機(jī),2——制動(dòng)器,3——浮動(dòng)軸,4——高速軸齒輪聯(lián)軸器,5——減速器,6——低速軸齒輪聯(lián)軸器,7——車輪. 選擇車輪與軌道，并驗(yàn)算其強(qiáng)度參考同類型規(guī)格相近的起重