起重機(jī)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)例

1、起重機(jī)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)示例 注：以下內(nèi)容為通用起重機(jī)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)模板，大家只需要往里面代入自己的數(shù)據(jù)即可。中間不可見內(nèi)容需要把文檔下載下來后把字體改為黑色才可見！1.1 確定傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方案 跨度28.5m為中等跨度,為減輕重量,決定采用本書圖2.1 的傳動(dòng)方案選擇車輪與軌道,并驗(yàn)算其強(qiáng)度 1.2 選擇車輪與軌道并驗(yàn)算其強(qiáng)度按照?qǐng)D2.1所示的重量分布,計(jì)算大車車輪的最大輪壓和最小輪壓 圖2.1滿載時(shí),最大輪壓 = + . = + =270.1KN空載時(shí),最小輪壓: = + . = + =71.51KN 車輪踏面疲勞計(jì)算載荷 =203.9KN車輪材料:采用ZG340-640(調(diào)質(zhì)),=700MP

2、a,=380MPa,由附表18選擇車輪直徑Dc=500mm ,由1表5-1查得軌道型號(hào)為P38(鐵路軌道)或Qu70(起重機(jī)專用軌道)按車輪與軌道為點(diǎn)接觸和線接觸兩種情況來驗(yàn)算車輪的接觸強(qiáng)度點(diǎn)接觸局部擠壓強(qiáng)度驗(yàn)算P=kcc=0.1510.971=438925N (2.1)k許用點(diǎn)接觸應(yīng)力常數(shù)（N/mm）由1表5-2取k=0.181R曲率半徑，由車論和軌道兩者曲率半徑中取最大值，取QU70軌道的曲率半徑為R=400mm m由軌頂和車輪曲率半徑之比（r/R）所確定的系數(shù)，由1表5-5查m=0.4c轉(zhuǎn)速系數(shù)，由1表5-3，車論轉(zhuǎn)速n=38.6r/min，c=0.97c工作級(jí)別系數(shù)，由1表5-4查得當(dāng)

3、M5級(jí)時(shí)，c=1P> 故驗(yàn)算通過線接觸局部擠壓強(qiáng)度驗(yàn)算P=kDl cc=6.8700700.971=323204N k許用線接觸應(yīng)力常數(shù)（N/mm）由1表5-2查得k=6.6l車軌與軌道的有效接觸長度，P38軌道的l=68mm，而QU70軌道的l=70mm，按后者計(jì)算D車論直徑（mm）c，c同前P> 故驗(yàn)算通過1.3 運(yùn)行阻力計(jì)算摩擦總阻力矩：M=（Q+G）（k+） (2.2)由3查得D=700mm車輪的軸承型號(hào)為7524，與軸承內(nèi)徑相配合處車輪軸直徑d=120mm；由1表7-1至7-3查得：滾動(dòng)摩擦系數(shù)k=0.0008；軸承摩擦系數(shù)=0.02；附加阻力系數(shù)=1.5。代入上式得：當(dāng)

4、滿載時(shí)的運(yùn)行阻力矩:M=（Q+G）（k+） =1.5（320000+380000）（0.0008+0.02）=2100Nm運(yùn)行摩擦阻力P=6000 Nm當(dāng)空載時(shí)M=1.5380000（0.0008+0.02）=1140 NmP=3257 Nm1.4 選擇電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)靜功率：N=4.47kW式中P= P滿載運(yùn)行時(shí)的靜阻力； m=2驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù)； =0.95機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率初選電動(dòng)機(jī)效率：N=k N=1.34.47=5.81kW式中k電動(dòng)機(jī)功率增大系數(shù)，由1中表7-6查得k=1.3由附表30選用電動(dòng)機(jī)JZR -31-6；N=11Kw；n=950r/min；（GD）=0.53kgm；電動(dòng)機(jī)質(zhì)量155k

5、g1.5 驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)發(fā)熱條件等效功率：N=kN=0.751.284.47=4.29Kwk工作級(jí)別系數(shù),由1查得,當(dāng)JC%=25%時(shí), k=0.75;由1按起重機(jī)工作場所得t/t=0.25查得=1.28由此可知, N< N,故初選電動(dòng)機(jī)發(fā)熱通過.1.6 選擇減速器車輪轉(zhuǎn)速:n=38.68r/min機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比:i=24.56查附表35,選用兩臺(tái)ZQ-500-IV-1Z減速器, i=23.34N=24.5Kw(當(dāng)輸入轉(zhuǎn)速為1000 r/min)可見N<N1.7 驗(yàn)算運(yùn)行速度和實(shí)際所需功率實(shí)際運(yùn)行速度:v=v=85=89.44m/min 誤差=100%=5%<15%實(shí)際所需電動(dòng)機(jī)靜功

6、率:N= N=4.47=4.70Kw由于N< N,故所選電動(dòng)機(jī)和減速器均合適1.8 驗(yàn)算起動(dòng)時(shí)間起動(dòng)時(shí)間t=mc(GD)+ (2.3)式中n=950r/min; M=2(驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù)); M=1.5M=1.59550=165.87Nm M=9550JC25%時(shí)電動(dòng)機(jī)額定扭矩滿載運(yùn)行時(shí)的靜阻力矩:M=94.71 Nm 空載運(yùn)行時(shí)的靜阻力矩:M= =51.41 Nm初步估算高速軸上聯(lián)軸器的飛輪矩:(GD)+(GD)=0.33+0.202=0.532kgm (2.4)機(jī)構(gòu)總飛輪矩(高速軸);(GD)=（GD）+(GD)+(GD)=0.78+0.532=1.31 kgm (2.5)滿載起動(dòng)時(shí)間

7、t=21.15 =7.27s空載起動(dòng)時(shí)間:t=21.15=3.46s由2知,起動(dòng)時(shí)間在允許范圍(810s)之內(nèi),故合適起動(dòng)工況下減速器傳遞功率:1.9 起動(dòng)工況下校核減速器功率N= (2.6)式中=+= P+=6000+(32000+38000)=20353Nm運(yùn)行機(jī)構(gòu)中同一級(jí)傳動(dòng)減速器的個(gè)數(shù), m=2因此, N=15.97 kW 所選用減速器的N=24.5Kw> N,所以合適1.10 驗(yàn)算起動(dòng)不打滑條件由于起重機(jī)是在室內(nèi)使用,故坡度阻力及風(fēng)阻力均不予考慮.以下按三種工況進(jìn)行驗(yàn)算兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)空載時(shí)同時(shí)起動(dòng):n=n (2.7)式中P=P+P=119410+71510=190920N主動(dòng)輪輪壓

8、和;P= P=190920N從動(dòng)輪輪壓和;F=0.2室內(nèi)工作的粘著系數(shù);n=1.051.2防止打滑的安全系數(shù)n=2.91 n>n,故兩抬電動(dòng)機(jī)空載起動(dòng)不打滑 事故狀態(tài):當(dāng)只有一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置工作,而無載小車位于工作著的驅(qū)動(dòng)裝置這一邊時(shí),則n=nP= P=86000N工作的主動(dòng)輪輪壓;P=2 P+ P =2×54000+86000=194000N非主動(dòng)輪輪壓之和;t一臺(tái)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)的空載起動(dòng)時(shí)間:=1.15×1.31+=8.14sn= =3.35n>n 故不打滑事故狀態(tài):當(dāng)只有一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置工作,而無載小車遠(yuǎn)離工作著的驅(qū)動(dòng)裝置這一邊時(shí),則P= P=71510NP=2 P

9、+ P=2×119410+71510=310330Nt=8.14s,與第2種工況相同n=1.46sn>n 故也不會(huì)打滑1.11 選擇制動(dòng)器由1取制動(dòng)時(shí)間t=3.5s按空載計(jì)算制動(dòng)力矩,即Q=0代入1的（7-16）式：M=M+ mc(GD)+ (2.7)式中M=-20.11 NmP=0.002G=0.002×380000=760N坡度阻力P= =2240NM=2制動(dòng)器臺(tái)數(shù)，兩套驅(qū)動(dòng)裝置工作=-20.11+=117.32 Nm現(xiàn)選用兩臺(tái)YWZ200/23制動(dòng)器，查附表得其額定制動(dòng)力矩M=112.225 Nm為避免打滑，使用時(shí)需將其制動(dòng)力矩調(diào)至117.32Nm以下?？紤]到所

10、取的制動(dòng)時(shí)間tt（Q=0），在驗(yàn)算起動(dòng)不打滑條件時(shí)已知是足夠安全的，故制動(dòng)不打滑驗(yàn)算從略。1.12 選擇聯(lián)軸器根據(jù)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案，每套機(jī)構(gòu)的高速軸和低速軸都采用浮動(dòng)軸M=Mn=102.6×1.4=143Nm M聯(lián)軸器的等效力矩M=M=2×51.3=102.6 Nm等效系數(shù)，見表2-7取=2M=9550=9550×=51.3 Nm由附表31查得，電動(dòng)機(jī)JZR-21-6，軸端為圓柱形，d=40mm，l=110mm，由附表34查得ZQ-350減速器高速軸端為圓錐形d=40mm，l=60mm，故在靠近電動(dòng)機(jī)端從附表44中選兩個(gè)帶制動(dòng)輪的半齒聯(lián)軸器S196（靠電動(dòng)機(jī)一側(cè)為圓柱

11、形孔，浮動(dòng)軸端d=40mm）M=710 Nm；(GD)=0.36kgm；重量G=15kg。在靠減速器端，由附表43選用兩個(gè)半齒聯(lián)軸器S193（靠減速器端為圓錐形，浮動(dòng)軸端直徑d=40mm）；其M=710 Nm；(GD)=0.107 kgm；重量G=8.36kg高速軸上傳動(dòng)零件的飛輪矩之和為：(GD)+(GD)=0.36+0.107=0.467 kgm與原估計(jì)基本相符，故有關(guān)計(jì)算則不需要重復(fù)低速軸的計(jì)算扭矩：M= Mi=143×20.49×0.95=2783 Nm由附表34查得ZQ-350減速器低速軸端為圓柱形，d=80mm，l=125mm由附表19查得D=700mm的主動(dòng)車

12、輪的伸出軸為圓柱形，d=90mm，l=125mm故從附表42中選用4個(gè)聯(lián)軸節(jié)：其中兩個(gè)為：GICLZ（靠減速器端）另兩個(gè)為：GICLZ（靠車輪端）所有的M=3150 Nm，(GD)=0.0149kgm，重量G=25.5kg（在聯(lián)軸器型號(hào)標(biāo)記中，分子均為表示浮動(dòng)軸端直徑）1.13 浮動(dòng)軸的驗(yàn)算疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算：M=Mi=1.4×110.58×23.34×0.95=3432.65 Nm式中等效系數(shù)，由表2-6查得=1.4 由上節(jié)已取浮動(dòng)軸直徑d=80mm，故其扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為：=33.52Mpa (2.8)由于浮動(dòng)軸載荷變化為對(duì)稱循環(huán)（因?yàn)楦?dòng)軸在運(yùn)行過程中正反轉(zhuǎn)之扭矩相同），所以許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為：=49.1 MPa式中材料用45號(hào)鋼，取=600MPa；=300MPa。所以，=0.22=0.22×600=132MPa=0.6=0.6×3000=1800MPak=kk=1.6×1.2=1.92考慮零件幾何形狀，表面狀況的應(yīng)力集中系數(shù)。由第二章第五節(jié)及2第四章查得