橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)小車起升機(jī)構(gòu)匯總

1、華東交通大學(xué)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)橋式起重機(jī)是一種橋架型起重機(jī)。它的常用類型是箱形雙梁橋式起重機(jī)，由一個(gè)兩根箱形主梁和兩根橫向端梁組合而成的雙梁橋架，它是依靠起升機(jī)構(gòu)和在水平面內(nèi)的兩個(gè)相互垂直方向移動(dòng)的機(jī)構(gòu)運(yùn)行，它廣泛用在倉庫、現(xiàn)代機(jī)械加工車間、裝配車間和露天貯料場等生產(chǎn)場所。橋式起重機(jī)一般由大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的橋架、起升機(jī)構(gòu)和起重小車、電氣設(shè)備、司機(jī)室等組成。起重小車又分為主起升機(jī)構(gòu)、副起升機(jī)構(gòu)和小車架三部分組成。起升機(jī)構(gòu)用來上下升降物料，起重小車用來帶著物料作橫向移動(dòng)，以達(dá)到在一定空間范圍內(nèi)組成的三維空間里做搬運(yùn)和裝卸物料。橋式起重機(jī)是使用較廣泛，工作效率高的一種軌道運(yùn)行式起重機(jī)，具額定起重量可以達(dá)到

2、上百噸。最原始的形式是通用吊鉤橋式起重機(jī)，其它種類橋式起重機(jī)都是在通用吊鉤橋式起重機(jī)的形式上研發(fā)出來的。具結(jié)構(gòu)具有機(jī)械加工零件少、工藝性能好、通用性好及機(jī)構(gòu)安裝檢修維護(hù)方便等眾多優(yōu)點(diǎn)，因此它被廣泛用于現(xiàn)代工業(yè)中。我國橋式起重機(jī)大多采用計(jì)算機(jī)輔助優(yōu)化設(shè)計(jì)，能夠極大地提高起重機(jī)的技術(shù)性能和減輕自身重量，并能開發(fā)出新型結(jié)構(gòu)。由于我國對能源工業(yè)的重視和資助，建造了很多大中型水電站，發(fā)電機(jī)組比以前多許多。尤其是長江三峽的建設(shè)工程對大型起重機(jī)的需求量迅速提高。三峽發(fā)電場需要1200t橋式起重機(jī)和2000t大型塔式起重機(jī)。而小型的遙控起重機(jī)的需要量隨著國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)簪也越來越大，它能極大地提高作業(yè)安全性，同

3、時(shí)減少勞動(dòng)力。在我國的橋式起重機(jī)大、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用的是彳惠國Deman處司研發(fā)的“三合一”驅(qū)動(dòng)裝置，吊掛于端梁內(nèi)側(cè)，這樣吊掛就不會(huì)受主梁下?lián)虾驼駝?dòng)的影響，提高了大小運(yùn)行機(jī)構(gòu)的性能和壽命，并且使其結(jié)構(gòu)緊湊，外觀簡潔，安裝維護(hù)方便。<而國外橋式起重機(jī)發(fā)展更注重簡化設(shè)備結(jié)構(gòu)，減輕自重，降低生產(chǎn)成本。他們不斷的更新起重機(jī)的零部件，從而提高整機(jī)性能。隨著世界經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，起重機(jī)械設(shè)備的體積和重量趨于大型化，起重量和吊運(yùn)幅度也有很大增幅，為節(jié)省生產(chǎn)和維修成本，其服務(wù)場地和使用范圍也隨之變大。還有國外某些大型工廠為了提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，將起重運(yùn)輸機(jī)械和起重機(jī)很好的結(jié)合在一起，構(gòu)成先進(jìn)的機(jī)械化

4、運(yùn)輸系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)是32/5t橋式起重機(jī)小車起升機(jī)構(gòu),其技術(shù)參數(shù)是：主鉤起重重量32T,起升高度16ml起升速度是7.51m/s,工作級別是M5,副鉤起重重量5T,起升高度18m,起升速度是19.5m/s,工作級別是M5小車的自重約11.5t.第一章主起升機(jī)構(gòu)的計(jì)算1.1 確定起升機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方案起升機(jī)構(gòu)是起重機(jī)械中最重要的機(jī)構(gòu)，是橋式起重機(jī)缺之部可的組成部分。起升機(jī)構(gòu)的工作好壞對整臺起重機(jī)的安全穩(wěn)定有著最直接的影響。起升機(jī)構(gòu)主要有下列部分組成：驅(qū)動(dòng)裝置，傳動(dòng)裝置，卷筒，滑輪組，吊起裝置和制動(dòng)裝置。起升機(jī)構(gòu)總體布置在很大程度上決定于驅(qū)動(dòng)的形式。起重機(jī)的驅(qū)動(dòng)形式分為：集中0由于分別驅(qū)動(dòng)（一臺原動(dòng)機(jī)帶

5、動(dòng)多個(gè)機(jī)構(gòu)）和分別驅(qū)動(dòng)（每個(gè)機(jī)構(gòu)有各自的原動(dòng)機(jī)）驅(qū)動(dòng)布置方便，安裝和檢修容易，因此現(xiàn)代大多數(shù)起重機(jī)都是采用分別驅(qū)動(dòng)。按照此次設(shè)計(jì)要求，選擇分別驅(qū)動(dòng)。主起升機(jī)構(gòu)和副起升機(jī)構(gòu)。圖1-1起升機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置整體布置簡圖。減速器軸承座卷筒副起升機(jī)構(gòu)半齒聯(lián)電動(dòng)軸器機(jī)一 BO帶制動(dòng)輪的浮動(dòng)制動(dòng)器半齒聯(lián)軸器 軸5圖1-1起升機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置整體布置簡圖圖1-2起升機(jī)構(gòu)簡圖為了使安裝方便，并提高補(bǔ)償能力，通常如同圖1-3那樣將齒輪聯(lián)軸器用一段軸聯(lián)接起來，該軸稱為浮動(dòng)軸。圖1-3主起升機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置布置簡圖1.2 選擇鋼絲繩根據(jù)起重機(jī)的額定起重量,查起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊1fe3-2-8,選擇雙聯(lián)起滑輪組，倍率為ih=4,承載純

6、的分支數(shù)z=2ih=8。若滑輪組采用滾動(dòng)軸承，當(dāng)ih=4查起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊1裊3-2-11,得鋼絲純滑輪組效率'=0.97。鋼絲繩纏繞方式如圖2-4所示圖1-4主起升機(jī)構(gòu)鋼絲繩纏繞簡圖(1)鋼絲純所受最大靜拉力：SQGmax-2ihh(320.96)104一240.97=4.25M104N(1.1)式中Q額定起重量，Q=32t;Go吊鉤組重量，G°=0.96t(吊鉤的重量一般約占額定起重量的2-4%,這里取吊鉤掛架重量為0.96t);ih滑輪組倍率，ih=4；“h滑輪組效率，=0.97。(2)鋼絲繩的選擇:由起重運(yùn)輸機(jī)械2選2-2選擇圓股線接觸鋼絲繩6W(19)GB1102-7

7、4。選擇鋼絲繩的破斷拉力應(yīng)滿足Smax-Sbn式中Smax鋼絲繩工作時(shí)所受的最大拉力(NI);Sb鋼絲繩規(guī)范中鋼絲破斷拉力的總和(N);：鋼絲繩判斷拉力換算系數(shù)，對于純6W(19)的鋼絲繩，由起重運(yùn)輸機(jī)械2選2-3查得000.85;n鋼絲純安全系數(shù)，對于M5工作類型n=5.0,由起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊1表3-1-2。由上式可得Sb-k.Smax=瞿4.25104=25104N0.85查起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊1fe3-1-6選擇鋼絲繩6W(19),公稱抗拉強(qiáng)度1850N/m2,直徑d=20.0mm其鋼絲破段拉力總和&】=27.95m104N,標(biāo)記如下：鋼絲繩6W(19)20.01850-I一光一右交(G

8、B1102-74)。1.3 滑輪的計(jì)算為了確保鋼絲繩具有較長的使用壽命，滑輪的直徑(子純槽底部算起的直徑)應(yīng)滿足：Dh-de-1=2020-1=380mm式中e-系數(shù)，由起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊口表3-2-1查得，對工作類型M5的起重機(jī)，取e=20;d所選擇的鋼絲繩的直徑，20mm查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊4】表8-1-65取滑輪的直徑為Dh=560mm。平衡滑輪理論直徑:楊濤:32/5t橋式起重機(jī)(起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì))d平=Dh=560mm查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊1選8-1-66,由鋼絲繩直徑d=20mm得純槽斷面尺寸。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊1h8-1-67C,由純槽斷面尺寸，選擇滑輪軸承6224。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊1選8-1-68,由滑輪

9、軸承尺寸，選擇輪轂尺寸。所選滑輪：滑輪E20x630120JB/T9005.31.4 卷筒的計(jì)算橋式起重機(jī)中主要采用鑄造圓柱形卷筒。在一般情況下，繩索在卷筒上只繞一層。1)、卷筒的直徑：D_de-1-2018-1=340mm式中e-系數(shù)，由起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊1七3-3-2查得，因?yàn)槠鹬貦C(jī)的工作類型M5,取e=18;d所選擇的鋼絲繩的直徑，20mm查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊4fe8-1-58取卷筒的直徑為D=630mm2)卷筒槽計(jì)算純槽半徑：R=(0.530.56)d=10.611.2mm=12mm純槽深度(標(biāo)準(zhǔn)槽)：c0=(0.250.4)d=58mm=6.0mm純槽節(jié)距：p=d+(24)=22mm卷筒計(jì)算直

10、徑：D0=Dd=650mm3)確定卷筒長度并驗(yàn)算起強(qiáng)度根據(jù)需要選擇雙聯(lián)卷筒，卷筒的總長度：L=2(L°LiL2)LgHL164L0=(-Z)p=(2)22=733.86mm式中二Do3.14650H最大起升高度，H=16m；Z鋼絲純安全圈數(shù)，Z>1.5，取Z=2;6華東交通大學(xué)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)LiL2固定純尾所需長度，L2%3 P = 66mm ；Lg中間光滑部分長度，Lg =50mmDo卷筒的計(jì)算直徑（按纏繞鋼絲繩的中心計(jì)算）純槽節(jié)距，P=22mm無純槽卷筒端部尺寸，由結(jié)構(gòu)需要確定，Li=300;31D。=Ad=630+20=650mm;帶入上式得:L=2(733.86300

11、66)50=2237.72mm取L=2300mm卷筒材料初步采用HT200灰鑄鐵GB/T9439-1988,抗拉強(qiáng)度極限仃L=195MP,抗壓仃y=.L=585MP。其壁厚可按經(jīng)驗(yàn)公式確定6=0.02D+（6-10）=0.02父630+8=18.622.6mm，取6=20mm卷筒壁的壓應(yīng)力演算:LLxLiSmaxSmax2Smaxdll圖1-5卷筒彎矩簡圖，4.25104“-二，田，'二考=7:96.5的許用壓應(yīng)力&1=、=型=137.65MP,圻vmax<kI,故強(qiáng)度足夠。y4.254.25ymax由于卷筒L>3D,應(yīng)該計(jì)算在彎曲力矩產(chǎn)生的拉應(yīng)力（因扭轉(zhuǎn)應(yīng)力甚小，

12、一般忽略不:_Mmax；-LW卷筒的最大彎矩發(fā)生在鋼絲繩位于卷筒中央時(shí)，如圖1-5所示:M max S max l S maxL -Li_ 4= 4.25 10,2=4.2510，Nm430061 mm式中：D-一卷筒外徑,Di卷筒內(nèi)徑,D=630mm=0.63mDi =D -2、= 0.59mo所以，丸4.25 104 =6.97MP o 0.0061合成應(yīng)力:= 6.97n39,max137.6596.59 = 34.34MP其中許用拉應(yīng)力t.- L =5195_195 =39MP5卷筒斷面系數(shù):44D-DiW=0.1iD一4一0.63-0.59=0.10.63所以，仃0<k,卷筒強(qiáng)

13、度計(jì)算通過。故選定卷筒直徑D=630mm長度L=2300mm卷筒槽形的槽底半徑r=12mm槽矩p=22mm起升高度H=16m倍率ih=4;靠近減速器一端的卷筒槽向?yàn)樽蟮腁型卷筒，標(biāo)記為：卷筒A630M2300-12M22-16M4左咚9006.2-19994）卷筒轉(zhuǎn)速vi.7543=7.54=14.7r/min二d03.140.651.5選電動(dòng)機(jī)起升機(jī)構(gòu)靜功率:Q Do v1000 60KW(2.3)式中n起升機(jī)構(gòu)的總效率，一般q=0.80.9,取4=0.85;pj ="vJ32，0"04"5 ' 48.47KW1000 601000 60 0.85電動(dòng)機(jī)

14、計(jì)算功率：Pe _GPj =0.8 48.47 = 38.77KW式中G為穩(wěn)態(tài)負(fù)載系數(shù)，由起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊12-2-5 , 2-2-6查得G=0.8。由起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊1展5-1-41查得主起升機(jī)構(gòu)JC=25%,CZ=150由起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊1援5-1-13選用YZR280S-8型電動(dòng)機(jī),功率Pe = 51KW ,轉(zhuǎn)速 ne =718 r . emin由起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊 1 fe 5-1-36 ,由JC=25%,CZ=1504 P=45.59KW由起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊上5-1-3, GD2=23.5Nm21.6電動(dòng)機(jī)發(fā)熱校驗(yàn)和過載校驗(yàn)電動(dòng)機(jī)發(fā)熱校驗(yàn):Q Do v32 0.96 104 7.50=0.8 =3

15、8.77KW1000 60m1000 1 60 0.85式中 Ps穩(wěn)態(tài)平均功率，KWm 電動(dòng)機(jī)臺數(shù)，m=1由以上計(jì)算結(jié)果Ps<Pe,故所選電動(dòng)機(jī)能滿足發(fā)熱校驗(yàn)電動(dòng)機(jī)過載校驗(yàn)Pn -H Q Go v m m 1000 602.11 2.832 0.96 104 7.51000 60 0.85=36.35KW式中Pn在基準(zhǔn)接電持續(xù)率白電動(dòng)機(jī)額定功率，Pn=P=45.59KWH繞線異步電動(dòng)機(jī)，H=2.1m電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的允許過載倍數(shù)，由起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊口表5-1-2,m=2.8由以上計(jì)算結(jié)果可知，電動(dòng)機(jī)滿足過載校驗(yàn)。綜上所述，電動(dòng)機(jī)選擇符合要求。1.7 選擇減速器起升機(jī)構(gòu)總的傳動(dòng)比ionnj7181

16、47= 48.84查起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊1展3-10-2,取i=50查起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊11艮據(jù)傳動(dòng)比i=50,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速ne=718/冶,電動(dòng)機(jī)功率Pe=51KW,工作類型M5,表3-10-6,高速軸許用功率IN】=248KW,名義中心距ai=800mm,許用輸出扭矩T2】=170000Nm,表3-10-3,高速軸伸尺寸d2=130mm,12=250mm,表3-10-4低速軸伸尺寸P型d0=280mm,l°=380mm,自重G=5200Kg型號：QJR-800-3CW1.8 實(shí)際起升速度和實(shí)際所需功率的驗(yàn)算實(shí)際起升速度為：48.84507.5 =732mmin并要求起升速度偏差應(yīng)小于15%.

17、=v_LV父100%=7.5-7.32父100%=2.32%15%vI7.5實(shí)際所需等效功率為：V7.32Px=GPj=38.77=37.84KWPev7.5因此電動(dòng)機(jī)滿足要求。1.9 校核減速器輸出軸強(qiáng)度輸出軸最大扭矩：Mmax=0.70.8mMei00三M1P51式中Me電動(dòng)機(jī)的額額定扭矩,Me=9549ne=9549X718=678.27Nmi傳動(dòng)比，i=500電動(dòng)機(jī)至減速器被動(dòng)軸的傳動(dòng)效率，0=0.95中電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)，邛=2.8;M減速器低速軸上最大短暫準(zhǔn)許扭矩，M】=T2=170000NmMmax=0.70.82.8678.2748.840.95=63146.9472167.9

18、3Nm輸出軸最大徑向力驗(yàn)算MmaxM1(2.4)式中Smax卷筒上鋼絲繩最大拉力，Smax=42.5KNGj卷筒重量，Gj=15KN參閱資料）R1低速軸端的最大容許徑向載荷，R=120KNa鋼絲繩上的分支數(shù)，a=2Rmax2 4.25 10421.5 1042-57.5KNMmax：RL故所選減速器滿足要求max1.10制動(dòng)器的選擇制動(dòng)器裝在高速軸上，所需靜制動(dòng)力矩：QGoDoMz-KzMj=Kz002ihi=1.75320.960.650.85=937.3Nm2450式中Kz制動(dòng)安全系數(shù)，查起重運(yùn)輸機(jī)械21得Kz=1.75。選擇塊式制動(dòng)器，查起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊13-7-5:制動(dòng)輪直徑D=500m

19、m制動(dòng)塊退距；=1.25mm制動(dòng)片襯片厚度、.=12mm制動(dòng)瓦塊寬度B=；D=0.4500=200mm摩擦副間設(shè)計(jì)正壓力DB13.140.50,27064N=Pl=-1.5106=9.16104N360360式中P1制動(dòng)襯片允許比壓，查起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊1表3-7-6P1=1.5MPa:包角，我國規(guī)定:二70額定制動(dòng)矩T=ND=9.161040.060.5=2748Nm式中N摩擦系數(shù)，查起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊1h3-7-6,N=0.06根據(jù)以上計(jì)算的制動(dòng)力矩Mz,以及其他參數(shù)，查起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊口表3-7-15,選擇YW500-2000額定制動(dòng)轉(zhuǎn)矩T=2800Nmt機(jī)質(zhì)量m=168Kg制動(dòng)輪直徑Dz=500

20、mm,最大制動(dòng)力矩為Mez=2800Nm裝配時(shí)調(diào)整至ij2800Nm.1.11聯(lián)軸器的選擇帶制動(dòng)輪的聯(lián)軸器通常采用齒形聯(lián)軸器，高速軸的計(jì)算扭矩：Mjs=WenMM1式中Me電動(dòng)機(jī)的額定力矩；M聯(lián)軸器的許用扭矩；相應(yīng)于第I類載荷的安全系數(shù)，、=1.6；中剛性動(dòng)載系數(shù)中=2。Mjs=2678.271.60=2170.64Nm由起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊1木彳導(dǎo)YZR280S-8表5-1-21電動(dòng)機(jī)軸端為圓錐形，L1= 130mm, D=85mm由起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊1暇 QJR-800-3CW減速器，高速軸端為圓錐形，d=130mml=250mm 查表 3-12-6 （ JB/ZQ4218-86）選用 CL5的齒輪

21、聯(lián)軸器，最大允許扭矩M max =8000Nm,飛輪矩（GD2 ） =4.5Nm2。浮動(dòng)軸的軸端為圓柱形 d=70mm,l=120mm查表3-12-8 ,選一個(gè)帶制動(dòng)輪的齒輪聯(lián)軸器，直徑D=500mm最大允許轉(zhuǎn)矩 M max =8000Nm,飛輪矩（GD2 =163Nm2。浮動(dòng)軸端直徑d=70mm l=120mm1.12起動(dòng)時(shí)間的驗(yàn)算nt起 =375 ( M q - M j )C GD217(2.5)式中 GD2 1 = GD2 d GD2 l GD2 z = 23.5 4.5 163 = 191N m2平均起動(dòng)力矩 Mq =1.5Me =1.5 678.27 =1071.41Nm q e靜阻

22、力矩Q G0 D02iih32 0.96 104 0.65一二 630.12Nm2 2 50 0.85因此tq718375(1071 .41 - 630 .121 .46 s1 .21912630 .120.65450般來說起升機(jī)構(gòu)起動(dòng)時(shí)間為1 5s,故所選電動(dòng)機(jī)合適。1.13 制動(dòng)時(shí)間的驗(yàn)算tz375 (M ez - M j )c GD0.85 =455.26Nm7182455.260.651.15X125.74+2375(2800-455.26)_500.23s(Q Go)Do2ihi°一一一一一一4一一(320.96)100.652450查起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊1當(dāng)v<12m/m

23、in時(shí)，匕L1.01.25s,故所選的電動(dòng)機(jī)合適1.14 高速浮動(dòng)軸計(jì)算1）疲勞計(jì)算軸受脈動(dòng)扭轉(zhuǎn)載荷，其等效扭矩為：MI=1Me=2628.27=1256.54Nm式中.等效系數(shù)，由起重機(jī)課程設(shè)計(jì)3表2-7查得；Q=2由上節(jié)選擇聯(lián)軸器中，已確定浮動(dòng)軸的直徑d=70mmMIMI1256.54因止匕扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：tn=3=3=18.67MPanW二d33.140.07316160k k .1許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力由起重機(jī)課程設(shè)計(jì)3（2-11）、（2-14）式得：nI軸的材料為45號鋼，0b=650MPa,仃s=360MPa；t1=0.22仃b=143MPa,q=0.6。$=216MPa。K=KxKm考慮零件幾何

24、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=1.52.5；Km與零件表面加工光潔度有關(guān)，取Km=1.25；止匕處取K=2父1.25=2.5；n考慮材料對應(yīng)力循環(huán)不對稱的敏感系數(shù)，對于碳鋼，低合金鋼n=0.2;nI安全系數(shù)，查起重機(jī)課程設(shè)計(jì)3表2-21得nI=1.6；因此：11214366.2MPa0k(2.50.2)1.62）靜強(qiáng)度計(jì)算軸的最大扭矩:MII='IMi=2630.12=1260.24Nmcj式中CII動(dòng)力系數(shù)，由起重機(jī)課程設(shè)計(jì) 3 h2-5查得邛cII =2。最大扭轉(zhuǎn)力矩： maxMII,3二 d 1612

25、60.2433.14 0.0716=18.72MPa許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力Unii216=135MPa , 1.6式中 nII安全系數(shù)，由起重機(jī)課程設(shè)計(jì)3表2-21查得nII =1.6。max第二章副起升機(jī)構(gòu)的計(jì)算2.1 確定起升機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方案副起升機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方案參照前面所述主起升機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方案，還是選擇分別驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)裝置布置按照圖1-3。2.2 選擇鋼絲繩根據(jù)起重機(jī)的額定起重量,查起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊1,3-2-8,選擇雙聯(lián)起滑輪組，倍率為ih=2,承載純的分支數(shù)z=2"=4。若滑輪組采用滾動(dòng)軸承，當(dāng)ih=2查起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊1展3-2-11,得鋼絲純滑輪組效率，=0.99。鋼絲繩纏繞方式如圖圖2-

26、1副起升機(jī)構(gòu)鋼絲繩纏繞簡圖(1)鋼絲純所受最大靜拉力：SQGoSmax-9i2ihh(50.15)104220.99=1.3104N式中Q額定起重量，Q=5t;G0吊鉤組重量，G0=0.15t(吊鉤掛架的重量約占額定起重量的24%我們這里取吊鉤掛架重量為0.15t)ih滑輪組倍率，ih=2;4滑輪組效率，、=0.99。(2)鋼絲繩的選擇：由起重運(yùn)輸機(jī)械2及2-2選擇圓股線接觸鋼絲繩6W(19)GB1102-74。選擇鋼絲繩的破斷拉力應(yīng)滿足-SbSmax-n式中Smax鋼絲純工作時(shí)所受的最大拉力(N)；Sb鋼絲純規(guī)范中鋼絲破斷拉力的總和(N);邛一一鋼絲繩判斷拉力換算系數(shù)，對于純6W(19)的鋼

27、絲繩，由起重運(yùn)輸機(jī)械2底2-3查得率=0.85；n鋼絲繩安全系數(shù)，對于M5工作類型n=5.0,由起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊1表3-1-2。由上式可得k-5.044一Sb.Smax=1.310=7.6510Nb:0.85查起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊1展3-1-6選擇鋼絲繩6W(19),公稱抗拉強(qiáng)度1550N/2,mm直徑d=12.5mm其鋼絲破段拉力總和Sb】=8.87M104N,標(biāo)記如下：鋼絲繩6W(19)12.51550-I一光一右交(GB1102-74)。2.3 滑輪的計(jì)算為了確保鋼絲繩具有一定的使用壽命，滑輪的直徑(子純槽底部算起的直徑)應(yīng)滿足:Dh-de-1=12.520-1=237.5mm式中e-系數(shù)，由起

28、重機(jī)設(shè)計(jì)手冊1次3-2-1查得，對工作類型M5的起重機(jī)，取e=20;d所選擇的鋼絲繩的直徑，12.5mm查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊1裊8-1-65取滑輪的直徑為Dh=315mm平衡滑輪名義直徑：d平=Dh=315mm查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊1選8-1-66,由鋼絲繩直徑d=12.5mm得純槽斷面尺寸。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊1屋8-1-67C,由純槽斷面尺寸，選擇滑輪軸承6224。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊1fe8-1-68,由滑輪軸承尺寸，選擇輪轂尺寸。所選滑輪：滑輪E12.5x315120JB/T9005.32.4 卷筒的計(jì)算起重機(jī)中主要采用鑄造圓柱形卷筒。在大多數(shù)情況下，繩索在卷筒上只繞一層。1)、卷筒的直徑：D-de-1=12.

29、518-1=212.5mm式中e-系數(shù)，由起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊1展3-3-2查得，對工作類型M5的起重機(jī)，取e=18;d所選擇的鋼絲繩的直徑12.5mm查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊1展8-1-58取卷筒的直徑為D=400mm2)卷筒槽計(jì)算純槽半徑：R=(0.530.56)d=6.6257mm=7mm純槽深度(標(biāo)準(zhǔn)槽)：c0=(0.250.4)d=3.1255mm=4mm純槽節(jié)距：p=d+(24)=15mm卷筒計(jì)算直徑：D0=Dd=412.5mm3）確定卷筒長度并驗(yàn)算起強(qiáng)度根據(jù)需要選擇雙聯(lián)卷筒，卷筒的總長度:L=2（L0LiL2）Lg式中Lo = (Hih-Do18 103 2Z)P =(3.14 412.52)

30、15-446.91mmH最大起升高度，H=18m；Z鋼絲繩安全圈數(shù)，Z>1.5，取Z=2;P純槽節(jié)距，P=15mm；L1無純槽卷筒端部尺寸，由結(jié)構(gòu)需要確定，L1=80;L2固定純尾所需長度，L2之3P=45mm；Lg中間光滑部分長度，Lg=50mmgDo卷筒的計(jì)算直徑（按纏繞鋼絲繩的中心計(jì)算），Do=D+d=400+12.5=412.5mm；帶入上式得：L=2（446.918045）50=1193.82mm取L=1300mm卷筒材料初步采用HT200灰鑄鐵GB/T9439-1988,抗拉強(qiáng)度極限仃L=195MP,抗壓仃y=3=585MP。其壁厚可按經(jīng)驗(yàn)公式確定6=0.02D+（6-10）

31、=1418mm取6=18mm卷筒壁的壓應(yīng)力演算，參照圖（2-5）:二 ymaxSmax = 1.3 104p 一 18 15=48.15MPa許用壓應(yīng)力LI=、=壁=137.65MP,仃ymax<fcy,故強(qiáng)度足夠。4.254.25y由于卷筒L>3D,尚應(yīng)計(jì)算由彎曲力矩產(chǎn)生的拉應(yīng)力（因扭轉(zhuǎn)應(yīng)力甚小，一般忽略不計(jì)）：卷筒的最大彎矩在鋼絲繩位于卷筒中央時(shí)，如圖1-3所示:M max S max l S maxL -Li一 4= 1.3 10,2.7930 Nm卷筒斷面系數(shù):D4-Di4W=0.1iD440.4-0.3643二001=0°02mm式中：D卷筒外徑，D=400mm

32、=0.4mDi卷筒內(nèi)徑，Di=D-26=0.364m。所以,黑"3"合成應(yīng)力:39_=3.979-48.15=17.61MP137.65其中許用拉應(yīng)力（11|5=3加所以，仃0<JL,卷筒強(qiáng)度演算通過。故選定卷筒直徑D=400mm長度L=1300mm卷筒槽形的槽底半徑r=7mm槽矩p=15mm起升高度H=18m倍率ih=2;靠近減速器一端的卷筒槽向?yàn)樽蟮腁型卷筒，標(biāo)記為：卷筒A4001300-715-182左JBT9006.2-19994）卷筒轉(zhuǎn)速Vi h19.5 2二 D°3.14 0.4125=30.11r/min2.5 選電動(dòng)機(jī)起升機(jī)構(gòu)靜功率:PjQ

33、D0 v 1000 60KW式中“一一起升機(jī)構(gòu)的總效率，一般q=0.80.9,取4=0.85;Pj=19.69 KW(Q+DoV=(5+0.15<10。19.51000601000600.85電動(dòng)機(jī)計(jì)算功率：Pe_GPj=0.819.69=15.75KW式中G為穩(wěn)態(tài)負(fù)載系數(shù)，由起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊1援2-2-5,2-2-6查得G=0.8。由起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊15-1-41查得主起升機(jī)構(gòu)JC=25%,CZ150由起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊1裊5-1-13選用YZR180L-6型電動(dòng)機(jī)，功率Pe=17KW,轉(zhuǎn)速ne=955;冶由起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊1h5-1-36,由JC=25%,CZ=1504P=15.393KW由起

34、重機(jī)設(shè)計(jì)手冊1暴5-1-3,GD2=3.9Nm22.6 電動(dòng)機(jī)發(fā)熱校驗(yàn)和過載校驗(yàn)電動(dòng)機(jī)發(fā)熱校驗(yàn):R =GQ Do v 1000 60m= 0.85 0.15 104 19.51000 1 60 0.85= 15.75KW式中 Ps 穩(wěn)態(tài)平均功率，KWm 電動(dòng)機(jī)臺數(shù)，m=1由以上計(jì)算結(jié)果Ps <Pe,故所選電動(dòng)機(jī)能滿足發(fā)熱校驗(yàn)電動(dòng)機(jī)過載校驗(yàn)P H Q Go vn - m m 1000 602.15 0.15 104 19.51 2.81000 60 0.85= 14.77KW式中Pn 一一在基準(zhǔn)接電持續(xù)率白電動(dòng)機(jī)額定功率，Pn = P =15.393KWH 繞線異步電動(dòng)機(jī)，H=2.1m電動(dòng)

35、機(jī)轉(zhuǎn)矩的允許過載倍數(shù)，由起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊口表 5-1-2 ,m =2.8由上結(jié)果可知，電動(dòng)機(jī)滿足過載校驗(yàn)。因此，電動(dòng)機(jī)選擇符合要求2.7 選擇減速器起升機(jī)構(gòu)總的傳動(dòng)比ionenj95530.11= 31.72查起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊1左3-10-2,取i=31.5查起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊口,根據(jù)彳動(dòng)比i=31.5,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速ne=955rzm比,電動(dòng)機(jī)功率Pe=17KW,工作類型M0表3-10-6,高速軸許用功率N】=186KW,名義中心距a1 = 560mm,許用輸出扭矩T21=60000Nm,表3-10-3,高速軸伸尺寸d2=100mm,l2=210mm,表3-10-4低速軸伸尺寸P3d0=190mm,l0

36、=280mm,自重G=3500Kg型號：QJR-560-3CW2.8 實(shí)際起升速度和實(shí)際所需功率的驗(yàn)算實(shí)際起升速度為:V=%=317219.5=19.64m.i31.5min并要求起升速度偏差應(yīng)小于15%.vV1964-195，V父100%=.5父100%=0.7%；15%v19.5|實(shí)際所需等效功率為：V-19.64Px=GPj=14.77=14.88KWPevj19.5e滿足要求。2.9 校核減速器輸出軸強(qiáng)度輸出軸最大扭矩：Mmax=0.70.8%Mei00MMi、Pe17式中Me電動(dòng)機(jī)的額額定扭矩，ME=9549瓦=9549藏-169.98Nm傳動(dòng)比，i=31.50電動(dòng)機(jī)至減速器被動(dòng)軸的

37、傳動(dòng)效率，0=0.95中電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)，中=2.8;=60000NmM減速器低速軸上最大短暫準(zhǔn)許扭矩，M=Mmax-|0.70.82.8169.9831.50.95=99697411393.98NmMmaxM1輸出軸最大徑向力驗(yàn)算式中Smax 卷筒上鋼絲繩最大拉力，Smax=13KNGj 卷筒重量，Gj=10KN參閱資料）R 1低速軸端的最大容許徑向載荷，R 1=75KNa鋼絲繩上的分支數(shù)，a=2max2 1.3 1042104+2= 18KNM max :二R L故所選減速器滿足要求2.10制動(dòng)器的選擇制動(dòng)器裝在高速軸上，所需靜制動(dòng)力矩:Q G0 D0Mz -KzMj 二Kz002ihi

38、= 1.755 0.15 0.41252 2 31.50.85 =295.05Nm式中Kz制動(dòng)安全系數(shù)，查起重運(yùn)輸機(jī)械2bKz=1.75選擇塊式制動(dòng)器，查起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊1h3-7-5:制動(dòng)輪直徑D=400mm制動(dòng)塊退距；=1.25mm制動(dòng)片襯片厚度、.=10mm制動(dòng)瓦塊寬度BiPD=0.4400u160mm摩擦副間設(shè)計(jì)正壓力zDBB3.140.40.167064K1N=Pl=1.510=3.9110N360360式中P1制動(dòng)襯片允許比壓，查起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊1表3-7-6P，1.5MPa：包角，我國規(guī)定：=70額定制動(dòng)矩T=ND=9.161040.060.4=938.4Nm式中摩擦系數(shù)，查起重機(jī)設(shè)

39、計(jì)手冊1選3-7-6,N=0.06根據(jù)以上計(jì)算的制動(dòng)力矩Mz,以及其他參數(shù)，查起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊口表3-7-15,選才？YW400-1250JB6406-92）,額定制動(dòng)轉(zhuǎn)矩T=1120Nm®機(jī)質(zhì)量m=98Kg制動(dòng)輪直徑Dz=400mm,最大制動(dòng)力矩為Mez=1120Nm裝配時(shí)調(diào)整到1120Nm2.11聯(lián)軸器的選擇帶制動(dòng)輪的聯(lián)軸器通常采用齒形聯(lián)軸器，高速軸的計(jì)算扭矩：Mjs=MenI<M1式中Me電動(dòng)機(jī)的額定力矩；M聯(lián)軸器的許用扭矩；相應(yīng)于第I類載荷的安全系數(shù)，、=1.6；邛剛性動(dòng)載系數(shù)中=2。Mjs=2169.981.60=543.94Nm由起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊1/彳導(dǎo)YZR180L-

40、6表5-1-21電動(dòng)機(jī)軸端為圓錐形，Li=130mm,D=85mmd=100mm由起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊1林QJR-560-3CW減速器，高速軸端為圓錐形，l=210mm 查表 3-12-6 ( JB/ZQ4218-86)選用 CL3的齒輪聯(lián)軸器，最大允許扭矩M=3150Nm,飛輪矩(GD2 ) =1.3Nm2。浮動(dòng)軸的軸端為圓柱形 d=70mm,l=120mm查表3-12-8 ,選一個(gè)帶制動(dòng)輪的齒輪聯(lián)軸器，直徑D=400mm最大允許轉(zhuǎn)矩 M max =3150Nm，飛輪矩(GD2 1 =52Nm2。浮動(dòng)軸端直徑d=70mm l=120mm2.12 起動(dòng)時(shí)間的驗(yàn)算t起=n375 ( M q M qj)

41、_C GD式中 GD2 1 ) GD2 d GD2 iGD2 z= 3.9 1.3 52 = 57.2N m2平均起動(dòng)力矩 Mq =1.5Me =1.5 169.98-254.97Nm q e靜阻力矩M Q G。D05 0.15 104 0.4125 1983sNrnIVI j 198.35NAj 2iih2 2 31.5 0.85因此955375(254 .97 - 198 .35 ),c - c 2198 .350.41251 .257 .2231 .5-3.2s通常起升機(jī)構(gòu)起動(dòng)時(shí)間為15s,故所選電動(dòng)機(jī)合適2.13 制動(dòng)時(shí)間的驗(yàn)算tznc GD375 (M ez -M j ) I,Q G

42、0 D 0i2式中955 3751120-143 .31=0 .20 s(Q G°)D°2ihi°2143 .310 .41251 .15157 .2 - 231 .5(5 0.15) 104 0.41252 2 31.50.85 = 143.31Nm查起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊1Nv<12m/min時(shí)，tz【<1.CH1.25s,故合適。2.14高速浮動(dòng)軸計(jì)算1）疲勞計(jì)算軸受脈動(dòng)扭轉(zhuǎn)載荷，其等效扭矩為：MI=1Me=2169.98=339.96Nm式中叼等效系數(shù)，由起重機(jī)課程設(shè)計(jì)3表2-7查得；*2=2 .1ok 一 K 1nI由上節(jié)選擇聯(lián)軸器中，已確定浮動(dòng)軸的

43、直徑d=70mm因此扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：MIMI339.96I3I=3=5.05MPanW二d33.140.0731616許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力由起重機(jī)課程設(shè)計(jì)3（2-11）、（2-14）式得:軸的材料為45號鋼，0b=650MPa,仃s=360MPa；t=0.22仃b=143MPa,k=0甌=216MPa。K=KxKm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=1.52.5；Km與零件表面加工光潔度有關(guān)，取Km=1.25；止匕處取K=2x1.25=2.5；刈一一考慮材料對應(yīng)力循環(huán)不對稱的敏感系數(shù)，對于碳鋼，低合金鋼刈=0.2;nI安全系

44、數(shù)，查起重機(jī)課程設(shè)計(jì)口表2-21得nI=1.6；因此:2 143ok (2.5 0.2) 1.6= 66.2MPa故n：1ok1通過2）靜強(qiáng)度計(jì)算軸的最大扭矩:MII=cIIMi=2198.35=396.7Nmcj式中cII動(dòng)力系數(shù)，由起重機(jī)課程設(shè)計(jì)3次2-5查得%I=2。Cl最大扭轉(zhuǎn)力矩:Mii396.7max3.140.07316=18.72MPa許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力Unii答=135MPa,式中nH安全系數(shù)，由起重機(jī)課程設(shè)計(jì)3表2-21查得nH=1.6。max<!rn,故合適。大學(xué)的畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們學(xué)生生涯的最后一次考驗(yàn)，對我們的專業(yè)知識起到很好的鞏周。不僅要求我們要對知識熟練掌握，還要具有創(chuàng)新能力。在原有設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步完善。我的課題是起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)，剛開始對起重機(jī)還不是很了解，只是有些模糊的概念