【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 作用、設(shè)計(jì)及選擇等作了詳細(xì)論述，指出了合理選用部件的重要性。青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)7第 2 章 任務(wù)分析及方案設(shè)計(jì) 任務(wù)分析小車主要有運(yùn)行機(jī)構(gòu)，起升機(jī)構(gòu)及小車架組成。運(yùn)行機(jī)構(gòu)的任務(wù)是完成小車通過(guò)大車架上導(dǎo)軌在整個(gè)起重機(jī)跨度上的運(yùn)動(dòng)；起升機(jī)構(gòu)要完成的任務(wù)是起升重物；小車架是用于安放運(yùn)行機(jī)構(gòu)和起升機(jī)構(gòu)等。其中運(yùn)行機(jī)構(gòu)由電機(jī)、減速裝置、傳動(dòng)裝置、制動(dòng)裝置及車輪組組成；起升機(jī)構(gòu)由電機(jī)、減速裝置、卷筒、鋼絲、吊鉤、滑輪、制動(dòng)裝置及限制裝置（限高裝置、限速裝置等）組成。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)先根據(jù)起重機(jī)小車設(shè)計(jì)的基本原則和要求及小車的構(gòu)造確定小車的總體布置方案，之后再根據(jù)起升機(jī)構(gòu)和小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方案對(duì)上述機(jī)構(gòu)進(jìn)行一一的設(shè)計(jì)及選型。除以上主要組成機(jī)構(gòu)外，在設(shè)計(jì)時(shí)還要考慮一些安全裝置，如限位裝置、緩沖裝置、欄桿和排障板等的設(shè)計(jì)。 小車起升機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)起升機(jī)構(gòu)是由電機(jī)通過(guò)減速裝置帶動(dòng)卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)而使鋼絲繩纏繞于卷筒之上進(jìn)而帶動(dòng)吊鉤提升重物的裝置。通常減速裝置功能由帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)來(lái)完成，但由于帶傳動(dòng)適用于載荷不大的場(chǎng)合，而起重機(jī)要求有大的輸出轉(zhuǎn)矩故帶傳動(dòng)不適用于起重機(jī)中，可考慮用齒輪傳動(dòng)來(lái)完成減速?？傮w傳動(dòng)方案：電機(jī)減速器卷筒 1234電 動(dòng) 機(jī)半 齒 聯(lián) 軸渦 輪 蝸 桿 減 速 器卷 筒圖 21 渦輪蝸桿傳動(dòng)青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)8方案一如圖 21 所示，采用渦輪蝸桿減速器，此方案一般只用于圓柱齒輪減速器位置受限的場(chǎng)合，由于渦輪蝸桿的傳動(dòng)效率較低，故一般很少使用。 1234561減 速 器 2制 動(dòng) 器 3全 齒 聯(lián) 軸 器4電 動(dòng) 機(jī) 開(kāi) 式 齒 輪 卷 筒圖 22 開(kāi)式傳動(dòng)方案二為開(kāi)式傳動(dòng)方案，見(jiàn)圖 22，適用于大起重量、低起升速度的情況，由于開(kāi)式傳動(dòng)齒輪磨損較快，故除特殊要求較少使用。開(kāi)式傳動(dòng)的方案也較多，但由于本次設(shè)計(jì)起重量為 ，為中小起重量，不宜采用開(kāi)式傳動(dòng)，故開(kāi)式傳動(dòng)的其他方案在此不做詳細(xì)討論。 12345671電 動(dòng) 機(jī) 2半 齒 聯(lián) 軸 器 3浮 動(dòng) 軸4帶 制 動(dòng) 輪 的 半 齒 聯(lián) 軸 器 5制 動(dòng) 器6減 速 器 卷 筒圖 23 浮動(dòng)軸傳動(dòng)青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)9方案三為閉式傳動(dòng)，在電機(jī)和減速器之間采用浮動(dòng)軸 3 連接，其優(yōu)點(diǎn)為容許有較大的安裝誤差，且軸越長(zhǎng)允許的安裝誤差越大，而且這種裝配留有足夠的維護(hù)操作空間，便于拆卸和更換零件，并使小車有零件自重引起的輪壓分布均勻；缺點(diǎn)為增加了零件數(shù)量和增大了轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，因而在啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí)增加了動(dòng)力矩。在此方案中為安全考慮制動(dòng)輪的半齒聯(lián)軸器和制動(dòng)器應(yīng)靠近減速器，這樣萬(wàn)一浮動(dòng)軸被扭斷，制動(dòng)器仍能制動(dòng)住卷筒。 123451減 速 器 2制 動(dòng) 器3帶 制 動(dòng) 輪 的 全 齒 減 速 器 4電 動(dòng) 機(jī)5卷 筒圖 24 短軸傳動(dòng)方案四在電動(dòng)機(jī)和減速器之間采用一帶制動(dòng)輪的彈性柱銷聯(lián)軸器或帶制動(dòng)輪的全齒聯(lián)軸器，這種裝配的剛性較大，結(jié)構(gòu)緊湊，對(duì)安裝要求高，不便于拆卸和更換零件。方案三和方案四中，在減速器和卷筒連接方面本方案為了縮短減速器和卷筒連接的軸向尺寸，采用同軸傳動(dòng)的方案，把卷筒軸和減速器低速軸合成為一個(gè)長(zhǎng)軸。但缺點(diǎn)是裝拆不方便，軸的構(gòu)造比較笨重，減速器不能單獨(dú)運(yùn)行裝配和試運(yùn)轉(zhuǎn)，及分組性較差。方案五青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)101234561減 速 器 2制 動(dòng) 器 3全 齒 聯(lián) 軸 器4電 動(dòng) 機(jī) 全 齒 聯(lián) 軸 器 卷 筒圖 25 短軸卷筒帶聯(lián)軸器傳動(dòng)此方案中在減速器和卷筒的連接上加入了全齒聯(lián)軸器，這種形式構(gòu)造簡(jiǎn)單解決了方案三和方案四減速器的卷筒之間分組性較差的弱點(diǎn)，但其缺點(diǎn)是在卷筒軸線方向所占的位置較長(zhǎng)，且由于增加了卷筒的軸承部件和聯(lián)軸器而使機(jī)構(gòu)的自重增加。 小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案一：雙電機(jī)驅(qū)動(dòng) 12341電 動(dòng) 機(jī) 2QS型 減 速 器 3導(dǎo) 軌 4車 輪圖 26 雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)本方案使用兩組同步電機(jī)及 QS 型減速器（該系列減速器采用了電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器和減速器合為一體的結(jié)構(gòu)）進(jìn)行分別驅(qū)動(dòng)，此種方案方法具有結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)11輕安裝靈活簡(jiǎn)便，傳動(dòng)效率高，壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。但由于采用兩套電動(dòng)機(jī)及減速器裝置，成本較高。方案二：?jiǎn)坞姍C(jī)驅(qū)動(dòng)此種方案可分為減速器在邊端的方案如圖 27 所示，減速器在中間的方案如圖 28所示。 432156781電 動(dòng) 機(jī) 2帶 制 動(dòng) 器 的 全 齒 聯(lián) 軸 器 3制 動(dòng) 器 4立 式 減 速 器5十 字 溝 槽 聯(lián) 軸 器 6車 輪 7半 齒 聯(lián) 軸 器 浮 動(dòng) 軸圖 27 減速器位于一側(cè)的方案1電 動(dòng) 機(jī) 2帶 制 動(dòng) 輪 的 全 齒 聯(lián) 軸 器 3制 動(dòng) 器 4立 式 減 速 器 5車 輪 6半 齒 聯(lián) 軸 器 7浮 動(dòng) 軸123456圖 28 減速器位于中間的方案在圖 27 方案中，減速器裝在小車旁邊其優(yōu)點(diǎn)是安裝維護(hù)減速器的工人可在橋架走臺(tái)上工作，較為安全方便，缺點(diǎn)是減速器與靠近的一個(gè)車輪之間的轉(zhuǎn)矩較大，等于全部輸出轉(zhuǎn)矩，所需軸頸也較大。青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)12在圖 28 方案中，減速器防于兩車輪中間，使軸所受轉(zhuǎn)矩減小，每邊輸出軸轉(zhuǎn)矩是減速器輸出軸轉(zhuǎn)矩的一半。減速器輸出軸于車輪軸之間采用半齒聯(lián)軸器和浮動(dòng)軸連接，這樣可使允許的安裝偏差稍大一些，易于安裝；缺點(diǎn)是機(jī)構(gòu)中的車輪軸承和聯(lián)軸器較多，而運(yùn)行機(jī)構(gòu)顯得比較復(fù)雜，成本較高，一般用于起重量 10t 以上的橋式起重機(jī)。 卷筒組方案設(shè)計(jì)長(zhǎng)軸卷筒方案圖 29 長(zhǎng)軸卷筒方案此方案使用齒輪連接盤，其特點(diǎn)是卷筒只受彎矩不受扭矩，故卷筒和卷筒軸不必用鍵連接。只有當(dāng)卷筒一端裝有旋轉(zhuǎn)式的起升限位開(kāi)關(guān)，為確保卷筒軸與卷筒同步旋轉(zhuǎn)，卷筒轂與軸才用鍵連接。青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)13第 3 章 起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 確定主起升機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案，選擇滑輪組和吊鉤組圖 31 起升機(jī)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖按布置緊湊原則，起升方案選取圖 23 所示的方案三，如圖 31 所示，采用雙聯(lián)滑輪組。 ，查表 41 取滑輪組倍數(shù) ，承載繩分支數(shù)：?3?hi （31）62iZ 主起升機(jī)構(gòu)選擇鋼絲繩 查附表 8 選圖號(hào) T13621507 吊鉤組，得其質(zhì)量： ，兩滑輪間距kgG320?mA35?若滑輪組采用滾動(dòng)軸承，當(dāng) ，查[1]表 21 得滑輪組效率： ，鋼絲3?hi ?繩所受最大拉力： （32）kNgiGQSh ????查[1]表 24，中級(jí)工作類型，安全系數(shù)青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)14鋼絲繩計(jì)算破斷拉力 ：bS （33）???查附表 1 選用瓦林吞型纖維芯鋼絲繩 ，鋼絲公稱抗拉強(qiáng)度FCW?61770MPa，光面鋼絲，左右互捻，直徑 ，鋼絲繩最小破斷拉力 ，d4 ][?標(biāo)記如下：鋼絲繩 ???GBZSFCWNAT 確定主起升滑輪主要尺寸滑輪的許用最小直徑： （34）medD36)125(4)(???式中系數(shù) 有[1]表 24 得。有附表 2 選用滑輪直徑 ，取平衡滑輪直徑25?e 35?D，由附表 2 選用 。滑輪的繩槽部分尺寸可mDp .?? p由附表 3 查得。由附表 4 選用鋼繩直徑 ， ，滑輪軸直徑d14?的 型滑輪標(biāo)記：m95?1E滑輪 905???由附表 5 平衡滑輪選用 ， ，滑輪軸直徑 的 型滑md14?D25mD45?F輪標(biāo)記為：滑輪 314??? 確定主起升卷筒尺寸并驗(yàn)算強(qiáng)度 卷筒直徑：卷筒直徑： （35）medD36)125(4)(???由附表 13 選用 ，卷筒繩槽尺寸由[3]附表 143 查得槽距， ，m0? mt16?槽底半徑 。r8青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)15 卷筒尺寸：卷筒尺寸： （36）mLtZDHiLh )(2)4(210 ???????取 m15式中 為附加安全系數(shù)，取 。0 0Z 為卷筒不切槽部分長(zhǎng)度，取其等于吊鉤組動(dòng)滑輪間距，即1L，實(shí)際長(zhǎng)度在繩偏斜允許范圍內(nèi)可以適當(dāng)增減；A25? 為卷筒計(jì)算直徑 。0DmdD4100??? 卷筒壁厚：卷筒壁厚： （37）mD18~4)06(402.)1~6(02. ???????取 。m15 卷筒壁壓應(yīng)力驗(yàn)算：卷筒壁壓應(yīng)力驗(yàn)算： （38）MPatSy ?????選用灰鑄鐵 ，最小抗拉強(qiáng)度 ，許用壓應(yīng)力：2HTb? （39）][1? 故抗壓強(qiáng)度足夠。yymax?? 卷筒拉應(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，卷筒彎矩圖示于圖 32DL3?青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)16Lx1Smax2max圖 32 卷筒彎矩圖卷筒的最大彎矩發(fā)生在鋼絲繩位于卷筒中間時(shí)： （310）mNLSlMw ???????123907581027)(1maxa卷筒斷面系數(shù)： （311）344 ??????式中 為卷筒外徑， ；m 為卷筒內(nèi)徑，i mi 3024??于是 （312）???合成應(yīng)力： （313）Payt ][max139。 ??????式中許用拉應(yīng)力 （314）Mazbt 95][??故 t][39。1??青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)17卷筒強(qiáng)度驗(yàn)算通過(guò)。選定卷筒直徑 ，長(zhǎng)度 ；卷筒槽形的槽mD40?mL150?底半徑 ，槽距 ；起升高度 ，倍率 ；靠近減速器一端的mr8?t16?H123hi卷筒槽向?yàn)樽蟮?A 型卷筒，標(biāo)記為：卷筒 左 328504???80ZBJ7.? 主起升電動(dòng)機(jī)的選擇及校驗(yàn) 電動(dòng)機(jī)的選擇：計(jì)算靜功率： （315）kWvGQNj )3(6012)( ???????式中 為機(jī)構(gòu)總效率，一般 ，取?9~8..?電動(dòng)機(jī)計(jì)算功率： （316)kNkjde ???式中 系數(shù) 由[1] 表 64 查得，對(duì)于 級(jí)機(jī)構(gòu)，1~M，~7.?查附表 30 選用電動(dòng)機(jī) ,其中 ， ，52?%)6(?rpmn7351?，電機(jī)質(zhì)量2234.][mkgGDd? kgGd0? 驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)發(fā)熱條件：按照等效功率法，求 時(shí)所需的等效功率：%60?JC （317）kWNkjx ?????式中 為工作級(jí)別系數(shù)，查[1]表 64，對(duì)于 級(jí)， ；25k 6~? 為系數(shù)，根據(jù)機(jī)構(gòu)平均啟動(dòng)時(shí)間與平均工作時(shí)間的比值 查得。由[1]表? )/(gqt63，一般起升機(jī)構(gòu) ，由[1]圖 66 ?gqt ??由以上計(jì)算結(jié)果 ，故初選電動(dòng)機(jī)能滿足發(fā)熱條件exN?青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)18 主起升選擇減速器卷筒轉(zhuǎn)速： （318）min/ ????減速器傳動(dòng)比： （319）查附表 35 選 ZQ500Ⅳ3CA 減速器，當(dāng)工作類型為中級(jí)時(shí)，許用功率， ，質(zhì)量 ，入軸直徑 ，][?39。0?i kgGg34?md501?（錐形）ml85 驗(yàn)算主起升速度和實(shí)際所需功率實(shí)際起升速度： （320）min/39。039。iv???誤差： （321)%15][39。 ???????v實(shí)際所需等效功率： （322)kWNkvNex %)60(39。39。 ????? 校核主起升減速器輸出軸強(qiáng)度：由[1]公式（616）得輸出軸最大徑向力： （323）][)(21maxaxRGSRj???式中 為卷筒上卷繞鋼絲繩引起的載荷；??青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)19 ? 為 減速器輸出軸端最大允許徑向載荷，由附表 36 查得R56][0ZQ （324）][)(2max ????由[1]公式（617）得輸出軸最大扭矩： （325）][).0~7(0maxax MiMe???式中 為電動(dòng)機(jī)軸額定力矩；Ne ???25319 為當(dāng) 時(shí)電動(dòng)機(jī)最大力矩倍數(shù)，由附表 33 查得；?%6JC 為減速器傳動(dòng)效率；90?? 為減速器輸出軸最大容許轉(zhuǎn)矩，由附表 36 查得；NM?25][ （326）mNMmN??????? 250][由以上計(jì)算，所選減速器能滿足要求。 選擇主起升制動(dòng)器所需靜制動(dòng)力矩： （327）mNkgiDGQKMohzjz??? ?????? )150()(39。039。 ?式中 為制動(dòng)器安全系數(shù)，由[1]第六章查得71z由附表 15 選用 YWZ5400/50 制動(dòng)器，其制動(dòng)轉(zhuǎn)矩 ，制動(dòng)輪m