【文章內(nèi)容簡介】 ∴ σ l180。 ??l? 卷筒強(qiáng)度驗(yàn)算通過。故選定卷筒直徑 D=400mm，長度 L=1500mm；卷筒槽形的槽底半徑 r=8mm，槽距 t=16mm，起升高度 H=10mm，倍率 ih=3；靠近減速器一端的卷筒槽向?yàn)樽蟮?A 型卷筒，標(biāo)記為： 卷筒 A400 15008 1610 3 左 ZB J80 12 5 電動(dòng)機(jī)的選擇 計(jì)算靜功率： Nj= 0()102 60Q G v??? = (8000 219)12102 60 ? = 式中 η —— 機(jī)構(gòu)總效率，一般 =～ ，取η = 電動(dòng)機(jī)計(jì)算功率： Ne≥ kdN j= = 式中 系數(shù) Kd 由表 61查得，對于 M1～ M6級機(jī)構(gòu)， Kd=～ ，取 Kd= 查 [7]附表 30選用電動(dòng)機(jī) JZR2428，其 Ne（ 25%） =16kW， n1=715rpm， [GD2]d=m 2,其質(zhì)量 Gd=260kg 6 驗(yàn)算發(fā)電機(jī)的發(fā)熱條件 按照等效功率法，求 JC=25%時(shí)所需的等效功率： Nx≥ k25γNj= = 式中 k25—— 工作級別系數(shù)，查表 64，對于 M5～ M6 級， k25=； γ —— 系數(shù)，根據(jù)機(jī)構(gòu)平均起動(dòng)時(shí)間與平均工 作時(shí)間的比值（ tq/tg）查得。由表 63， 一般起升機(jī)構(gòu) tq/tg=～ ，取 tq/tg=，由圖 [7]66查得 γ=。 . 由以上計(jì)算結(jié)果 NxNe，故初選電動(dòng)機(jī)能滿足發(fā)熱條件。 7 選擇減速器 卷筒轉(zhuǎn)速： Nj=0DVih? = 312?? = 減速器總傳動(dòng)比： io=jnn1 = = 查 [5]附表 35選 ZQ500ш3CA 減速器，當(dāng)工作類型為中級（相當(dāng)工作級別為 M5級）時(shí)，許用功率 [N]=， i0180。=，質(zhì)量 Gg=345kg（見 [7]附表 33），入軸直徑 d1=50mm，軸端長 l1=85mm（錐形） 8 驗(yàn)算起升速度和實(shí)際所需功率 實(shí)際起升速度： 13 v180。=v00ii? =12 =誤差： ε = 39。vvv? 100%= 1212? 100%=10%[ε ]=15% 實(shí)際所需等效功率： XN? =Nx 39。vv = =≤ Ne(25%)=16kW 9 校核減速器的輸出強(qiáng)度 由公式得輸出軸最大徑向力： Rmax=12 （ aSmax+Gj）≤ [R] 式中 aSmax=2 13910=27820N=—— 卷筒上 卷繞絲繩引起的載荷； Gj=—— 卷筒及軸自重，參考 [2]附表 14估計(jì)； [R]=—— ZQ500減速器輸出軸端最大允許徑向載荷，由 [7]附表 40查得。 ∴ Rmax=12 （ +） =[R]= 由公式（ 617）得輸出軸最大扭矩： Mmax=（ ～ ）ψ maxMei0180。η 0≤ [M] 式中 Me=9750 ? ?1%25nNe =9750 16715 =218Nm—— 電動(dòng)機(jī)軸額定力矩； Ψ max=—— 當(dāng) JC=25%時(shí)電動(dòng)機(jī)最大力矩倍數(shù)由 [7]附表 33查得； η 0=—— 減速器傳動(dòng)效率； [M]=26500Nm—— 減速器輸出軸最大容許轉(zhuǎn)矩，由附表 [7]36查得。 ∴ Mmax= 218 =[M] =26500Nm 由上計(jì)算，所選減速器能滿足要求 10 選擇制動(dòng)器 所需靜制動(dòng)力矩： Mz≥ Kz Mj180。=Kz ? ?0002 ii DGQh ??? η = ? ? ?? ?? = m= 式中 Kz=—— 制動(dòng)安全系數(shù)，由 [3]第六章查得。 14 由 [5]附表 15選用 YWZ5315/30制動(dòng)器，其制動(dòng)轉(zhuǎn)矩 Mez=280～ 450Nm，制動(dòng)輪直徑 Dz=315mm，其制動(dòng)質(zhì)量 Gz=。 11 選擇聯(lián)軸器 高速聯(lián)軸器計(jì)算轉(zhuǎn)矩，由式： Mc=nΨ BMe= 218= 式中 Mc=218—— 電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩（前節(jié)求出）； N=—— 聯(lián)軸器安全系數(shù)； Ψ B=—— 剛性動(dòng)載系數(shù)，一般Ψ B=～ 。 由 [3]附表 31查得 JZR2428電動(dòng)機(jī)軸端為圓錐形， d=65mm， l=105mm。從 [3]附表34查得 ZQ500減速器的高速軸端為圓錐形， d=50mm， l=85mm。 靠電動(dòng)機(jī)軸端聯(lián)軸器 由附表 43選用 CLZ3半聯(lián)軸器，其圖號為 S139，最大容許轉(zhuǎn)矩 [Mt]=3150NmMc值，飛輪力矩（ GD2） l= m2,質(zhì)量 Gl=。 浮動(dòng)軸的兩軸端為圓柱形 d=45mm， l=85mm。 靠減速器軸端聯(lián)軸器，由 [3]附表 45選用帶ф =300mm 制動(dòng)輪的半軸聯(lián)軸器，其圖號為S124，最大容許轉(zhuǎn)矩 [Mt]=3150Nm，飛輪矩（ GD2） z=㎡，質(zhì)量 Gz=。為與制動(dòng)器 YWZ5315/30相適應(yīng)，將 S124聯(lián)軸器所帶ф 300mm 制動(dòng)輪，修改為ф 315mm 應(yīng)用。 12 驗(yàn)算啟動(dòng)時(shí)間 起動(dòng)時(shí)間： Tq= ? ? ? ? ?????? ???? ?2200121 )( i DGQGDCMM n jq 式中（ GD2） 1=（ GD2） d+（ GD2） l+（ GD2） z =++ =㎡ 靜阻力距： Mj= ?i DGQ 2 )( 00? = )2198000( ??? ? = m= 平均啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩： Mq== 218=327Nm ∴ tq= ?????? ?? ?????? )( )2198000()( 715 2= 通常起升機(jī)構(gòu)起動(dòng)時(shí)間為 1～ 5s，此處 tq 在次范圍內(nèi)，故所選電動(dòng)機(jī)合適。 13 驗(yàn)算制動(dòng)時(shí)間 制動(dòng)時(shí)間： 15 tz= ?????? ???? ?2200121 )()()( i DGQGDCMM n jez = ?????? ? ??????? 2)( )2198000()( 715 = 式中 Mj180。= ????0002 )( ii DGQh = )21980 00( ?? ?? = m= 由 [4]表 66查得許用減速度， a≤ ， a=ztv ，故 [tz]=v? = ? = 由于 tz≈ [tz]，雖不完全符合 tz[tz],但這么小的時(shí)間差完全可以在電氣設(shè)計(jì)時(shí)，在整流裝置的電路中增加特殊裝置來縮短這微小的制動(dòng)時(shí)間差。 故選此電動(dòng)機(jī)合適。 14 高速浮動(dòng)軸計(jì)算 ①疲勞計(jì)算 由起升機(jī)構(gòu)疲勞計(jì)算基本載荷 MⅠ max=? 6Me= 218= 式中 ? 6—— 動(dòng)載系數(shù)， ? 6=12 （ 1+? 2） =12 （ 1+） =； ?2—— 起升載荷動(dòng)載系數(shù)（物品起升或下降制動(dòng)的 動(dòng)載效應(yīng)）， ? 2=1+=1+ = 。 由 .前節(jié)已選定軸徑 d=45mm，因此扭轉(zhuǎn)應(yīng)力： τ n= WMmax? = ?= 106N/㎡ = 軸材料用 45號鋼， б b=600MPa，б s=300MPa。 彎曲б 1： б 1=（б b+б s） =（ 600+300） =243MPa 扭矩： 16 τ 1= 13?? =2433 =140MPa τ s= s= 300=180MPa 軸受脈動(dòng)循環(huán)的許用扭矩應(yīng)力： [τ 0k]=11 12 nk ????? 式中 k=kx km—— 考慮零件幾何形狀和零件表面狀況的 應(yīng)力集 中系數(shù)； Kx—— 與零件幾何形狀有關(guān)，對于零件表面有 急劇過渡和開有鍵槽及緊配合區(qū)段， kx=～ ； Km—— 與零件表面加工粗糙度有關(guān)，對于粗糙 度為 ， km=～ ；對于粗糙度為 ， km=～ 。 此處取 k=2 =。 η — — 考慮材料對應(yīng)力循環(huán)不對稱的敏感系 數(shù)，對碳鋼及低合金鋼η =； n? —— 安全系數(shù)， n? =（由 [7]表 30查得）。 ∴ [τ 0k]= 1402 ??? = 故 τ n[τ 0k] 通過 （ 2）強(qiáng)度驗(yàn)算 軸所受最大轉(zhuǎn)矩： MⅡ max= ?? Me= 218= 最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力： τ max= WMmax?? = ?= 許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力： [τ Ⅱ ]= sn?Ⅱ= =120MPa 式中 nⅡ —— 安全系數(shù)， nⅡ = τ max[τ Ⅱ ] 故通過 浮動(dòng)軸的構(gòu)造如圖 23所示，中間軸徑 d1=d+（ 5～ 10） =50～ 55mm，取 d1=55mm 。 17 圖 23 高速浮動(dòng)軸構(gòu)造圖 18 第三章小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 傳動(dòng) 機(jī)構(gòu) 小車的傳動(dòng)方式有兩種．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)。減速器位于小車主動(dòng)輪中間的小車傳動(dòng)方式．使小車減速器輸出軸及兩側(cè)傳動(dòng)軸所承受的扭矩比較均勻。減速器位于小車主動(dòng)輪一側(cè)的傳動(dòng)方式，安裝和維修比較方便，但起車時(shí)小車車體有左右扭擺現(xiàn)象。 、內(nèi)容和要求 設(shè)計(jì)目的 現(xiàn)代橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)是在學(xué)完起重機(jī)械課程之后的一個(gè)重要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。其目的在于通過橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)，使學(xué)生在擬訂傳動(dòng)結(jié)構(gòu)方案、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和裝 配、制造工藝以及零件設(shè)計(jì)計(jì)算、機(jī)械制圖和編寫技術(shù)文件等方面得到綜合訓(xùn)練；并對已經(jīng)學(xué)過的基本知識、基本理論和基本技能進(jìn)行綜合運(yùn)用。從而培養(yǎng)學(xué)生具有結(jié)構(gòu)分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的初步能力；使學(xué)生樹立正確的設(shè)計(jì)思想、理論聯(lián)系實(shí)際和實(shí)事求是的工作作風(fēng) 設(shè)計(jì)內(nèi)容 a) 起重小車總體設(shè)計(jì) （ 1）、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)計(jì)算 b) 起升機(jī)構(gòu)卷筒組的設(shè)計(jì)計(jì)算。 c) 吊鉤組或動(dòng)滑輪組（包括懸掛裝置）的設(shè)計(jì)計(jì)算。 d) 起重機(jī)總體方案設(shè)計(jì) （ 2）、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的方案設(shè)計(jì)，主要包括： a) 確定大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方案 b) 進(jìn)行大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的主要計(jì)算 c) 選擇主要零部件 設(shè)計(jì)要 求 在設(shè)計(jì)過程中，結(jié)合起重機(jī)的實(shí)際工作條件，注意了以下幾方面的要求： 整臺起重機(jī)與廠方建筑物的配合，以及小車與橋架的配合要恰當(dāng)。小車與橋架的相互配合，主要在于：小車軌距（車輪中心線間的水平距離）和橋架上的小車軌距應(yīng)相同，其次，在于小車的緩沖器與橋架上的擋鐵位置要配合好，小車的撞尺和橋 19 架上的行程限位裝置要配合好。小車的平面布置愈緊湊小車愈能跑到靠近橋架的兩端，起重機(jī)工作范圍也就愈大。小車的高度小，相應(yīng)的可使起重機(jī)的高度減小，從而降低了廠房建筑物的高度。 小車上機(jī)構(gòu)的布置及同一機(jī)構(gòu)中各零件間的配合要求適當(dāng)。起升 機(jī)構(gòu)和小車平面的布置要合理，二者之間的距離不應(yīng)太小，否則維修不便，或造成小車架難以設(shè)計(jì)。但也不應(yīng)太大，否則小車就不緊湊。 小車車輪的輪壓分布要求均勻。如能滿足這個(gè)要求，則可以獲得最小的車輪，輪軸及軸承箱的尺寸，并且使起重機(jī)橋架主梁上受到均勻的載荷。一般最大輪壓不應(yīng)該超過平均輪壓得 20%。 小車架上的機(jī)構(gòu)與小車架配合要適當(dāng)。為使小車上的起升、運(yùn)行機(jī)構(gòu)與小車架配合得好，要求二者之間的配合尺寸相符；連接零件選擇適當(dāng)和安裝方便。在設(shè)計(jì)原則上，要以機(jī)構(gòu)為主，盡量用小車架去配合機(jī)構(gòu)；同時(shí)機(jī)構(gòu)的布置也要盡量使鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 制造和運(yùn)行機(jī)構(gòu)的要求設(shè)計(jì)，但在不影響機(jī)構(gòu)的工作的條件下，機(jī)構(gòu)的布置也應(yīng)配合小車架的設(shè)計(jì)，使其構(gòu)造簡單，合理和便于制造。盡量選用標(biāo)準(zhǔn)零部件，以提高設(shè)計(jì)與制造的工作效率，降低生產(chǎn)成本。小車各部分的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮制造，安裝和維護(hù)檢修的方便，盡量保證各部件拆下修理時(shí)而不需要移動(dòng)鄰近的部件。總之，要兼顧各個(gè)方面的相互關(guān)系，做到各部分之間的配合良好。 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。 確定機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案 經(jīng)比較后，確定采用如圖 31所示的傳動(dòng)方案 20 圖 31 小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)簡圖 選擇車輪與軌道并驗(yàn)算其強(qiáng)度 車輪最大輪壓：小車質(zhì)量估計(jì)取 5000xcG kg? 。假設(shè)壓輪均布： ? ? ? ?m a x 11 1 2 5 0 0 5 0 0 0 4 3 7 5 4 3 7 5 044 xcP Q G k g N? ? ? ? ? ? 車輪最小輪壓： m i n 11 5 0 0 0 1 2 5 0 1 2 5 0 044xcP G k g N? ? ? ? 初選車輪：由［ 2］附表 17 可知，當(dāng)運(yùn)行速度＜ 60m/min 時(shí)， 8000 5000xcQG ??≥ ，工作級別為中級時(shí)，車輪直徑 350mmcD ? ，軌道型號為， 18kg/m（ P24） 的許用輪壓為 ＞ ，根據(jù) GB462884 規(guī)定，直徑系列為 cD =250、 31 400、 500、 630mm，故初步選定車輪直徑為 mm315?cD 。而后校核強(qiáng)度 強(qiáng)度校核：按車輪與軌道為線接觸及點(diǎn)接觸兩種情況驗(yàn)算車輪接觸強(qiáng)度。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 。 cP? ＞ cP 故通過 點(diǎn)接觸局部擠壓強(qiáng) 度： 10 984 32