【正文】 中速起重機(jī) 通常使用的中速起重機(jī) 才用大加速度的高速起重機(jī) 加（減）速度時(shí)間()s 加（減）速度2()s 加（減）速度時(shí)間()s 加（減）速度 2()s 加（減）速度時(shí)間 ()s 加（減）速度2()s 為了避免多大的沖擊及物品擺動(dòng)，應(yīng)驗(yàn)算起動(dòng)時(shí)的平均加速度，一般在允許的范圍內(nèi)參考下表，計(jì)算公式如下： 式中： a — 起動(dòng)平均加速度 2( / )ms v — 運(yùn)行機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定運(yùn)行速度 ( / )ms t — 起動(dòng)時(shí)間 ()s 相關(guān)數(shù)據(jù)選擇 參見(jiàn)表 37所示。 帶入數(shù)據(jù)得： 選擇合適的電動(dòng)機(jī)型號(hào) （表 38） 通過(guò)計(jì)算和查閱資料決定選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)如下： 表 38 電動(dòng)機(jī)的參數(shù) 電動(dòng)機(jī) 型號(hào) YZR160L 外型尺寸 功率 kM 11 長(zhǎng)寬 高 轉(zhuǎn)速 r/min 750 325 320 410 va t? ??a西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 19 綜合考慮到生產(chǎn)中應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性和適用性，通過(guò)計(jì)算選定大車(chē)運(yùn)行構(gòu)選YZR160L8型電動(dòng)機(jī)來(lái)提供給大車(chē)的動(dòng)力。 減速器的選擇 概述 減速器是橋式起重機(jī)中重要的部件，他的作用是把電動(dòng)機(jī)的高 轉(zhuǎn)速，降低到各機(jī)構(gòu)所需要的工作轉(zhuǎn)速。橋式起重機(jī)中減速器主要用來(lái)調(diào)整主起升機(jī)構(gòu)、副起升機(jī)構(gòu)以及大小車(chē)運(yùn)行的速度，減速器的種類(lèi)有很多，由于齒輪減速器在使用過(guò)程中效率高，工作壽命長(zhǎng)，維護(hù)使用方便，因而在橋式起重機(jī)中的應(yīng)用也很廣。在此對(duì)大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)所需要的減速器進(jìn)行計(jì)算然后根據(jù)計(jì)算選擇經(jīng)濟(jì)合理的。 總體設(shè)計(jì) 原始數(shù)據(jù)如下表 39： 表 39 減速器的參數(shù) 帶拉力 F 帶速度 V 大車(chē)車(chē)輪直徑 D 312kN 1． 5m/s 800mm 由于要求設(shè)計(jì)的減速器的傳動(dòng)比不大（經(jīng)試算大約為 ）且齒輪主要受徑向力 的作用，于是可采用一級(jí)直齒圓柱齒輪減速器。 根據(jù)第上一步設(shè)計(jì)出來(lái)的電動(dòng)機(jī)確定電動(dòng)機(jī)的功率為 11KW，所選擇的型號(hào)為 YZR160L。 YZR160L 的 主要性能如表 310 表 310YZR160L8 的 主要性能 型號(hào) 額定功率 /KW 滿載轉(zhuǎn)速 /（ r/min） 電流（ 380v） YZR160L 11 750 7． 2 中心高 H 外形尺寸 底腳安裝尺寸 螺栓孔直徑 132 325 320 410 160? 254 12 確定傳動(dòng)比 車(chē)輪的轉(zhuǎn)速： 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 20 機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比： 計(jì)算傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)參數(shù) 0 軸： 0 軸即電動(dòng)機(jī)軸 11odp p KW?? 0 750 / minnr? Ⅰ軸：Ⅰ軸即減速器高速軸 Ⅱ軸：Ⅱ軸即減速器低速軸 Ⅲ軸：Ⅲ軸為卷筒軸 計(jì)算結(jié)果如表 311 所示。 )(rDVncdcc????? ? ??? ni)(140750119 5 5 0 mNT o ????)(140750119 5 5 0m in )/(750)(111121mNTrnKWPP o??????? ?)(261375 m in )/(3752750)(2124312mNTrinnKWPP????????? ??)(4 7 7 8 7 5 5 0)m in( 8 73 7 5)(30234123mNTrinnKWPP????????? ??西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 21 表 311運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 軸號(hào) 功率 /KW 轉(zhuǎn)速 /（ r/min） 轉(zhuǎn)矩 /N m 0 11 750 140 1 11 750 140 2 375 280 3 477 齒輪的設(shè)計(jì) 1) 選定齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 按傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。帶式卷筒運(yùn)輸機(jī)是一般工作機(jī)器，速度不高，故選用 7 級(jí)精度（ GB1009588）。查 [3]中 189 頁(yè)表 101。小齒輪材料為 45Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為 240HBS,大齒輪的 材料選用 45 鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為190HBS ，其材料硬度相差 50HBS 。取小齒輪齒數(shù) 1z =24 ，大齒輪齒數(shù) 482242 ???Z 取 2z =49。 (這里采用互相嚙合齒輪的齒數(shù)單雙配對(duì) ) 齒輪強(qiáng)度結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2) 確定許用應(yīng)力 確定安全系數(shù) 由 [1] 中由齒輪硬度查的軟齒面，一般傳動(dòng)，取接觸安全系數(shù) SH =，彎曲安全系數(shù) SF = .確定疲勞極限應(yīng)力 由 [1]中查的接觸疲勞極 限： 查的彎曲疲勞極限： 故許用接觸疲勞極限： 許用彎曲疲勞極限： 因硬度小于 350HBS，屬軟齒面，按接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再校核彎曲強(qiáng)度。 M PaM PaHH 5305802lim 1lim ????M PaM PaFF 1801902lim 1lim ????M P aSM P aSHHHHHH4 8 3 0][5 2 8 0][2lim21lim1??????????M P aSM P aSFFFFFF][][2lim21lim1??????????西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 22 按接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)（確定小輪直徑） 小輪轉(zhuǎn)矩： T 小 = 齒寬系數(shù)由 [1]中查的，取 載荷系數(shù) 齒數(shù)比 u 對(duì)減速器傳動(dòng) u=i12= 初步計(jì)算小輪分度圓直徑。 ZE= 確定齒輪其他參數(shù) 齒數(shù) Z， Z=20~40 取 Z1=23 ，Z2=uZ1=23= 取 Z2=166 模數(shù) 取 m=3 確定中心距 驗(yàn)算速度 誤差 實(shí)際傳動(dòng) 比： 確定分度圓直徑： 齒寬 b: 1?d??K? ? mmZduKTdHEd )()1( 233 3233 11 ??????? ???????? ?? ?? ,11 ??? mzdmmmZZma 8 32 1 6 62332 21 ???????%% 12????????????iiiZZissmmzmd mmzmd 4981663. 6923322 11 ???? ?????mmb mmdb d 74569 6911 12 ??? ????? ?西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 23 計(jì)算齒寬圓周速度 校核彎曲強(qiáng)度見(jiàn) [1] 書(shū)中查的 齒輪的幾何尺寸的確定 確定齒輪的其他參數(shù) 齒頂高： 齒根高： 全齒高： 齒頂高： 齒頂圓直徑： 齒根圓直徑： 齒距： 基圓直徑： smndV 0 0 060 7 5 0 0 060 11 ?? ????? ?? ?? ? 212112122FS1495325323492121121121FFSFSFFSFFFFSFSM P aYYZbmYKTM P aZmbKYY???????????????????????mmhh aa 33* ???? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?mmmZdmmmZdmmmpmmchZmdmmchZmdmmhZmdmmhZmdmmmhhmmmchhhhmmmchhbbafafaaaaaaafaaf4 6 820c o s1 6 6320c o s o s23320c o s 9 6 63225 0 4121 6 632751223323310020012121212121???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 24 低速軸設(shè)計(jì) 已經(jīng)求 得 (II 軸： II 軸即減 速器的低速軸 大齒輪分 度圓直徑為 所以大齒 輪所受的徑向力 (見(jiàn)書(shū) [2]中 ) M 為齒輪傳遞的扭矩 0d 為分度圓直徑 ① 初步確定軸的最小直徑 先按 [3]15— 2 式初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù) [3]表 15— 3，取 0 110A? ，于是得 ② 輸出軸的最小直徑顯然是安連接鍵處軸的直徑 12d? （如下圖 31）。 mNTrinnKWpp?????????m i n3752750)(2124312 ??mmd 498?NdMF r 1 0 4 8104 9 8 2 6 122 30 ????? ?mmnpAd ~ 7 1 8~1 0 7 33 20m i n ???西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 25 圖 31 輸出軸的最小直徑 為了使所選的軸直徑 12d? 與鏈輪的孔徑相適應(yīng)，故應(yīng)先確定鏈輪。 安裝鏈輪軸的直徑為鏈輪的內(nèi)徑取 26mm，安裝鏈輪軸的長(zhǎng)度 4 4 h mm? ? ? ? ?，取 34l mm? 。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ① 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 ， 1— 2 軸 段右端需制出一軸肩，故取12 32d mm? ? ；左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑為 34mm。鏈輪與軸配合的轂孔長(zhǎng)度 34l mm? ，為了保證軸端擋圈只壓在鏈輪上而不壓在軸的端面上，故 1— 2 段的長(zhǎng)度應(yīng)比計(jì)算略短一些?，F(xiàn)取 12 33l mm? ? 。 。因軸承主要受徑向力的作用，故用單列深溝球軸承。參照工作要求并根據(jù) 23 32d mm? ? ，由軸承產(chǎn)品目錄中 初步選取 0 基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列深溝球軸承 6207，其尺寸為 45 72 17d D B m m m m m m? ? ? ? ?，故 3 4 7 8 35d d m m????；而 78 17l mm? ? 。 。由 [4]第 3 卷查得 6207 型軸承的定位軸肩高度 5mm，因此，取 67 45d mm? ? 。（ 3）取安裝齒輪處的軸段 4— 5 的直徑 45 42d mm? ? ；齒輪的左端與 左軸承這間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為 58mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取45 55l mm? ? 。齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高 ? ，取 4h mm? ，則軸環(huán)處的直徑 45 52d mm? ? 。軸環(huán)寬度 ? ，取 56 10l mm? ? 。 16mm（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）。取端蓋的外端面與鏈輪右端面的距離 29l mm? ，故取 23 45l mm? ? 。 18a mm? ，考慮到箱體鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離 s ，取 8s mm? ，已知滾動(dòng)軸承寬度 17B mm? 。 經(jīng)過(guò)計(jì)算： 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 26 至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。 ② 軸上零件的周向定位 齒輪、鏈輪與軸的周向定位均采用鍵聯(lián)接。 45d? 用 A 型平鍵，由手冊(cè)查得 A型平鍵截面 128A? （ GB1096— 79），鍵長(zhǎng)為 52mm，同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選取齒輪輪轂與軸的配合為 76Hn；同樣，鏈輪與軸的聯(lián)接，選用 C 型平鍵為 830C? （ GB1096— 79），鏈鏈輪與軸的配合為 77Hn。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是借過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為 6m 。 ③ 確定軸上圓角和倒角尺寸 參考 [4]15— 2，取軸端倒角為 145? ，各軸肩處的圓角半徑均為 1mm。 ④ 校核鍵的強(qiáng)度 據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》 103 頁(yè)公式 6— 1 及 104 頁(yè)表 6— 2 得 聯(lián)接齒輪鍵的強(qiáng)度校核 符合強(qiáng)度要求。 聯(lián)接鏈輪鍵的強(qiáng)度校核 符合強(qiáng)度要求。 表 312軸的彎矩和扭矩參數(shù) 67341643l mml mm????? ?332 10 2 79 .8 2 100. 5 8 45 12 4326 .6 4 12 0ppTk ldM P a M P a??? ? ???? ? ? ???? ? ???? ?332 1 0 2 8 1 .8 2 1 00 .5 8 3 0 1 2 2 11 0 8 .2 1 2 0ppTk ldM P a M P a??? ? ???? ? ? ???? ? ???西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 27 軸上的載荷 在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從手冊(cè)中查取 a 值。對(duì)于 6207 型深溝球軸承， 由手冊(cè)中查得 mm? 。因此，作簡(jiǎn)支梁的軸的支承跨距 144l mm? 。 計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖如上（表 31）。 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面 C 是軸的危險(xiǎn)截面。 校核軸承的受命強(qiáng) 驗(yàn)算 因減速器的使用期為 8 年，每年工作 300 天，兩班制。所以軸承的理論受命為 8 300 2 8 384 00Lh? ? ? ? ?h 理 式（ ） 由前面計(jì)算可知 ? ? ， ? ? ，則 2 2 2 25 7 1 . 5 2 3 3 8 . 9 5 2 4 0 7 0 7 6A A y A zF F F N? ? ? ? ? 2 2 2 25 7 1 . 5 1 0 1 9 . 3 9 1 1 6 8 . 4 2B B y B zF F F N? ? ? ? ? 所以 A 為危險(xiǎn)軸承。于是對(duì) A 進(jìn)行受命強(qiáng)度驗(yàn)算，由 [3]312 頁(yè)的公式 13— 5 得： 3661 0 1 0 2 5 . 5 6 1 4 3 8 . 6 66 0 6 0 3 2 2 . 1 5 2 . 4 0 8h CLhnP?? ? ? ?? ? ?? ? ? ??? ? ? ? 載荷 水平面 垂直面 支反力 BzFN?? ByFN?? 彎矩 M N m?? N m?? 總彎矩 N m?? 扭矩 N m?? 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 28 hLL? h理 所以軸承的壽命滿足要求 。 圖 32軸的彎矩圖和扭矩圖 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，只需對(duì)軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面 C）的強(qiáng)度。根據(jù) [3]365 頁(yè)公式 15— 5 及上表中的數(shù)值， 并取 ? ，軸的計(jì)算應(yīng)力 ? ? ? ?222238 0 . 5 0 . 6 8 1 . 8 1 2 . 7 30 . 1 0 . 0 4 2caM a T M P