起重機車輪組的參量化設(shè)計

1、起重機車輪組的參量化設(shè)計摘要：根據(jù)起重機用車輪組設(shè)計指導(dǎo)，用solidedge三維軟件將其制作成參量化虛擬部件。在設(shè)計使用時直接利用虛擬部件生成二維圖紙及明細表。 1、概述車輪組是起重機大小車運行機構(gòu)、某些回轉(zhuǎn)機構(gòu)的基礎(chǔ)部件，是機構(gòu)的重要組成部分。多年來，由于產(chǎn)品的改進，生產(chǎn)組織和生產(chǎn)方式的改進，形成了車輪結(jié)構(gòu)型式的多樣性，先進和落后共存。材料選用和技術(shù)要求的多樣性，同一功能的零件其材質(zhì)和熱處理要求達數(shù)種，導(dǎo)致了合理與不合理共存。影響了整車的先進性，影響了進一步提高生產(chǎn)率、降低成本。因此，需要對車輪組的選用和設(shè)計進行規(guī)范，統(tǒng)一設(shè)計思想和設(shè)計方法、統(tǒng)一車輪組的結(jié)構(gòu)型式、統(tǒng)一材料的選用和熱處理等技

2、術(shù)要求。根據(jù)整理出來的類型將其參量化設(shè)計。2、參量的定義d1Sd15d3d145004043013020015024063060510150240170260710655901702601802808007068018028019030090075770200300根據(jù)上面的參數(shù)化圖形和圖表將其車輪的重要參數(shù)分別定義為S,b1,b2,L3,d3,d14,dd1200250315400500630710800900X、Y0.050.060.080.1025355060將軸的參數(shù)定義為d d3 d7軸示例：表1.2d、d3、d7801200.010.021201800.0130.025180220

3、0.0150.033 、車輪組各個要素31基本假定：本指導(dǎo)書假定：軌道與車輪間的接觸呈線接觸。最大靜力強度所承受的載荷（P）不使接觸面產(chǎn)生塑性變形，在當(dāng)量載荷（PPd）作用下，接觸面最大應(yīng)力不超過材料的屈服強度，工作狀態(tài)下的最大載荷Pmax可能使車輪或軌道中的一個處于或接近處于彈塑性狀態(tài)，但不至于明顯地影響接觸壽命。3、2、基本要求車輪的材質(zhì)及其熱處理，技術(shù)要求符合前面推薦內(nèi)容。通過合理設(shè)計使車輪組中主要件基本等強或等壽命。輪軌間的匹配符合表1要求。3、3、線接觸時的投影比壓由材料的強度決定的許可投影比壓按式（1）計算適用于第類載荷情況。（1）式中：s材料的屈服極限，取接觸件中較弱者，N/mm

4、2E鋼的彈性模量，取2.06 ×105N/mm2根據(jù)基本假定可獲得P和P，其計算結(jié)果列于表2中。表2軌道標準代號型號、材料標準車輪材料、技術(shù)要求比壓許用值采用軌道頭尺寸mmpN/mm2pN/mm2pN/mm2型號或截面頭寬b圓角r計算寬b0GB/T159194；Q420B b520680MPa；s420 MPd1400,淬火330380HBS;深15處260HBSd1400,淬火330380HBS;深20處260HBS。薦用材料：碾鍛時，CL60；鍛造時，65Mn。2.74.234.650×505054080×5080570100×50100590YB/

5、T2386；P1524輕軌55Q；b685N/mm25.68.719.6P1537727.66P1840730.66GB/T258581；P43重軌U71Mn；b884N/mm27.8512.2713.35P24511333.67GB/T342682起重機鋼軌U71Mn U70MnSib884N/mm2QU807.511.7212.75P43701352.66QU8080869.33QU100QU1207.211.2512.24QU100100889.33QU1201208109.33注：p、p、p分別為第、第、第載荷情況下的許用投影比壓。3、4、車輪與軌道間許用輪壓基準數(shù)據(jù)根據(jù)傳動的需要，在

6、確定了軌道和車輪直徑后，依表2給定的許用投影比壓按式（2）可得許用輪壓基準數(shù)據(jù)（不計摩擦力的影響）。.（2）式中：P0、PIImax、PIIImax分別為第、第、第載荷情況的基準數(shù)據(jù)。b0 軌道計算寬度，mm。對于方鋼軌道b0 =b-2r；對于平頂圓角鋼軌，。推薦的軌道及其計算寬度見表2。對于500900車輪組的許用輪壓的基準數(shù)據(jù)列于表3中。表3500900車輪的許用輪壓的基準數(shù)據(jù)KN車輪直徑（mm）d1=500d1=630軌道型號P43QU80QU100QU120P43QU80QU100QU120載荷情況P0206260321393260327405496載荷情況PIImax32340650

7、2615407511633774載荷情況PIIImax351442546669442556688843車輪直徑（mm）d1=710d1=800d1=900軌道型號P43QU80QU100QU120P43QU80QU100QU120QU100QU120載荷情況P0293369456558330416514629578708載荷情況Pmax4585767138735166508049849041107載荷情況Pmax49962777695056270787410709841204續(xù)表3500900車輪的許用輪壓的基準數(shù)據(jù)3.5軌道與車輪間的許用輪壓第載荷情況下的許用輪壓按式（3）計算kN （3）式

8、中：車輪轉(zhuǎn)速修正系數(shù)，見表4，工作級別修正系數(shù)，見表5。第、載荷情況下的許用最大輪壓Pmax和Pmax取表3中的相應(yīng)數(shù)值。表4C1與車輪轉(zhuǎn)速的關(guān)系轉(zhuǎn)速（r/min）C1轉(zhuǎn)速（r/min）C1轉(zhuǎn)速（r/min）C12000.66500.94161.091600.72450.96141.11250.77400.9712.51.111120.7935.50.9911.21.121000.8231.51.00101.13900.84281.0281.14800.87251.036.31.15710.8922.51.045.61.16630.91201.065.01.17560.92181.07表5C2

9、與機構(gòu)工作級別的關(guān)系機構(gòu)工作級別M3M4M5M6M7,M8C21.251.121.00.90.8由表4和表5可知，表3中的P0顯然就是車輪轉(zhuǎn)速為31.5r/min、工作級別為M5時的第類載荷情況下的許用工作輪壓。4、草圖設(shè)計在solidedge中設(shè)計車輪軸通蓋軸承座的草圖并根據(jù)3中定義的參數(shù)將其se中的參數(shù)定義。以下以車輪和軸為例。車輪草圖車輪三維模型軸的參數(shù)化草圖軸的三維模型5、變量關(guān)聯(lián)及生成三維模型進入solidedg的裝配環(huán)境下在“工具”“變量”菜單中實現(xiàn)同級變量的關(guān)聯(lián)。如圖5.1所示.。設(shè)置的參數(shù)入圖5.2所示。圖5.2所示的參量化用到了兩種方式，一種是公式方法另一種是外部連接方式（E

10、xcel表）。生成參量化的母本三維模型如圖5.3所示。根據(jù)實際設(shè)計的需要改變變量的公式或者Excel表中的值即可驅(qū)動母本模型得到想要的三維模型并另存為需要的名字即可。在參數(shù)化模型設(shè)計的時要注意基準線的約束，如果約束不準確在參數(shù)驅(qū)動的時候會出現(xiàn)意想不到的結(jié)果導(dǎo)致出錯。參量的定義是非常關(guān)鍵的要請教相關(guān)的專家將其相關(guān)的參量關(guān)系確定并分類。在確定無誤的情況下才能進行參量化模型設(shè)計。在模型設(shè)計的同時將其零部件的相關(guān)屬性及材料表在se中選取賦值到模型上。將會自動的計算重量，進行有限元分析和干涉檢查等操作。圖5.1圖5.2圖5.36、生成2D圖紙利用solidedge軟件的2D轉(zhuǎn)化功能生成零件的2D圖紙并自動標