畢業(yè)論文-15t橋式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)和小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)及其部件設(shè)計(jì)

湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）8-畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)課題：15t橋式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)和小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)及其部件設(shè)計(jì)專業(yè)機(jī)械制造與設(shè)計(jì)班級(jí)機(jī)械0332學(xué)號(hào)33姓名指導(dǎo)教師完成日期：2009年2月至2009年5月湖南冶金業(yè)職技術(shù)學(xué)院機(jī)械工程系湖南冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)學(xué)生姓名鄒志華班級(jí)機(jī)械0332學(xué)號(hào)33專業(yè)機(jī)械制造與設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目15t橋式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)和小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)及其部件設(shè)計(jì)要求完成的主要工作量1)15t橋式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)構(gòu)說(shuō)明書(shū)2)15t電動(dòng)機(jī)吊鉤橋式起重機(jī)裝配圖一張3)卷筒裝配圖一張（共2張裝配圖）4)齒輪圖一張5)心軸圖一張6)卷筒圖一張7)軸承座一張（共4張零件圖）畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)完成日期從2009年2月25日至2009年5月25日指導(dǎo)教師(簽名)教研室主任(簽名)系（部）審核：（簽章）湖南冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師意見(jiàn)書(shū)學(xué)生姓名班級(jí)機(jī)械0332學(xué)號(hào)33專業(yè)機(jī)械制造與設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目15t橋式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)和小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)及其部件設(shè)計(jì)評(píng)語(yǔ)指導(dǎo)教師：（簽名）年月日湖南冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯用紙學(xué)生姓名班級(jí)機(jī)械0332學(xué)號(hào)33專業(yè)機(jī)械制造與設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目15t橋式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)和小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)及其部件設(shè)計(jì)主答辯委員答辯時(shí)間年月日(上、下午)向?qū)W生提出的主要問(wèn)題湖南冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）總成績(jī)單學(xué)生姓名班級(jí)機(jī)械0332學(xué)號(hào)33專業(yè)機(jī)械制造與設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目15t橋式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)和小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)及其部件設(shè)計(jì)序號(hào)項(xiàng)目名稱成績(jī)比例（%）簽名1指導(dǎo)教師評(píng)定502答辯委員會(huì)評(píng)定50系（部）審核總成績(jī)（蓋章）年月日目錄畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) -1-目錄 -6-第1章起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) -8-1.1確定起升機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案，選擇滑輪組和吊鉤 -8-1.2選擇鋼絲繩 -8-1.3確定滑輪主尺寸 -9-1.4確定卷筒尺寸，并驗(yàn)算強(qiáng)度 -9-1.5選電動(dòng)機(jī) -11-1.6驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)發(fā)熱條件 -11-1.7選擇減速器 -11-1.8驗(yàn)算起升速和實(shí)際所需功率 -11-1.9校核減速器輸出軸強(qiáng)度 -12-1.10選擇制動(dòng)器 -12-1.11選擇聯(lián)軸器 -13-1.12驗(yàn)算起動(dòng)時(shí)間 -13-1.13驗(yàn)算制動(dòng)時(shí)間 -13-1.14高速浮動(dòng)軸計(jì)算 -14-1.14.1疲勞計(jì)算 -14-第二章、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)計(jì)算 -17-2.1確定機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案 -17-2.2選擇車輪與軌道并驗(yàn)算其強(qiáng)度 -17-2.3運(yùn)行阻力計(jì)算 -18-2.4選電動(dòng)機(jī) -19-2.5驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)發(fā)熱條件 -19-2.6選擇減速器 -19-2.7驗(yàn)算運(yùn)行速度和實(shí)際所需功率 -20-2.8驗(yàn)算起動(dòng)時(shí)間 -20-2.9按起動(dòng)工況校核減速器功率 -21-2.10驗(yàn)算起動(dòng)不打滑條件 -21-2.11選擇制動(dòng)器 -22-2.12選擇高速軸器及制動(dòng)輪 -22- -23-2.14驗(yàn)算 -24-疲勞驗(yàn)算 -24-2.14.2強(qiáng)度驗(yàn)算 -24-第三章卷筒部件計(jì)算 -25-3.1卷筒心軸計(jì)算 -25-3.1.1支座反力 -25-3.1.2疲勞計(jì)算 -25-3.1.3靜強(qiáng)度計(jì)算 -26-3.2選軸承 -26-3.3繩端固定裝置計(jì)算 -27-第四章吊鉤 -29-4.1確定吊鉤裝置構(gòu)造方案 -29-4.2選擇并驗(yàn)算吊鉤 -29-4.2.1吊鉤軸頸螺紋M64處拉伸應(yīng)力: -29-4.2.2吊鉤彎曲部分A-A斷面的驗(yàn)算 -30-4.3確定吊鉤螺母尺寸 -31-4.4止推軸承的選擇 -31-4.5吊鉤橫軸計(jì)算 -32-4.6滑輪軸計(jì)算 -33-4.7拉板的強(qiáng)度驗(yàn)算 -34-4.8滑輪軸承的選擇 -35-結(jié)論 -37-參考文獻(xiàn) -38-HYPERLINK致謝-41-第1章起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)1.1確定起升機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案，選擇滑輪組和吊鉤按照布置宜緊湊的原則，決定采用「5」圖4-10的方案。如圖1-1所示，采用了雙聯(lián)滑輪組。按Q=15<<通用機(jī)械>>表1—7取滑輪組倍率ih=3，承載繩分支數(shù)；Z=2ih=6如圖1-1起升機(jī)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖查[2]附表9選圖號(hào)G20吊鉤組T1-362.1508得其質(zhì)量：G0=467kg.兩動(dòng)滑輪組間距A=185mm.1.2選擇鋼絲繩若滑輪組采用滾動(dòng)軸承，當(dāng)ih=3，查[1]表2-1得滑輪組效率：n=0.985,鋼繩所受最大拉力：S==（15000+467）÷（2×3×0.985）=2617kg=26.17kN查[1]表2-4，中級(jí)工作類別（工作級(jí)別M5）時(shí)，安全系數(shù)n=5.5鋼絲繩計(jì)算破斷拉力：Sb=n?Smax=5.5×26.17=133.94kN查[2]附表1選用瓦林吞型纖維芯鋼絲繩6×19w+FC.鋼絲公稱抗拉強(qiáng)度1570MPa,光面鋼絲，右交互捻，直徑d=16mm,鋼絲繩最小破斷拉力[Sb]=132.6kN標(biāo)記如下：鋼絲繩16NAT6×19w+FC1700ZS108GB8918-881.3確定滑輪主尺寸滑輪的許用最小直徑：D≥d（e-1）=20(25-1)=480mm式中系數(shù)e=25由[1]表2-4查的。由附表2選用滑輪直徑D=560mm.取平衡滑輪直徑Dp≈0.6×400=336mm.由附表2選用Dp=355mm.由附表4選用鋼絲繩直徑d=20mm,D=560mm,滑輪軸直徑D5=140mm的E1型滑輪標(biāo)記為：滑輪F20×560-140ZBJ80006.8-87由[2]附表5平衡滑輪組選用d=20mm,D=355mm,滑輪軸直徑D=75mm的F型滑輪標(biāo)記為：滑輪F20×355-75ZBJ80006.9-871.4確定卷筒尺寸，并驗(yàn)算強(qiáng)度卷筒直徑D≥d(e-1)=16(25-1)=480mm由[2]附表13選用D=500mm,卷筒繩槽尺寸由[3]附表14-3查的槽距t=20mm,槽底半徑r=10mm卷筒尺寸=mmZ0―附加安全系數(shù)，取Z0=2L1―卷筒不切槽部分長(zhǎng)度，取其等于吊鉤組動(dòng)滑輪的間距，即L1=A=185mm，實(shí)際長(zhǎng)度在繩偏斜角允許范圍內(nèi)可以適當(dāng)增減。D0―卷筒計(jì)算直徑D0=D+d=400+20=420mm卷筒壁厚：δ=0.02D+（6～10)=0.002×400＋(6～10)=14～18mm取δ=16mm卷筒壁壓應(yīng)力驗(yàn)算：選用灰鑄鐵HT200最小抗拉強(qiáng)度δb=195MPa許用應(yīng)力：[δ]y==130MPa故抗壓強(qiáng)度足夠卷筒抗應(yīng)力驗(yàn)算：因?yàn)榫硗查L(zhǎng)度L＞3D響應(yīng)效驗(yàn)由彎矩產(chǎn)生的拉應(yīng)力，卷筒彎矩圖示于圖（1-2）圖1-2轉(zhuǎn)筒彎矩圖發(fā)生在鋼絲繩位于卷筒中間時(shí)：卷筒斷面系數(shù)：式中D―卷筒外徑，D=500mm;Di―卷筒內(nèi)徑，Di=D-2δ=500-2×15=470mm于是合成應(yīng)力MPa式中許用應(yīng)力卷筒強(qiáng)度驗(yàn)算通過(guò)故選定卷筒直徑D=500mm,長(zhǎng)度L=2000mm,卷筒槽形的槽底半徑r=10mm,槽距t=20mm,起升高度H=8mm,倍率ih=3;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A500×2000－10×20－8×3左ZBJ80007.2－871.5選電動(dòng)機(jī)計(jì)算凈功率：Nj=(Q+G0)V/102×60η==35.68kw式中，η——機(jī)構(gòu)的總效率，取η=0.85。電動(dòng)機(jī)的計(jì)算功率：Ne≥KdNj=0.8×35.68＝28.544kN式中系數(shù)kd由[1]6－1查得，對(duì)于M1～M6級(jí)機(jī)構(gòu)，kd=0.75～0.85,取kd=0.8查[2]附表30選用電動(dòng)機(jī)JZR2－42－8，其中Nc﹙25％﹚=16kw,n1=715rpm,[GD2]d=1.46kg.m2,電機(jī)質(zhì)量Gd=260kg1.6驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)發(fā)熱條件按照等效功率法，求JC=25％時(shí)，所需要的等效功率：Nx≥k25·r·Nj=0.75×0.87×35.68=23.3kw式中k25―工作系數(shù)k25=0.75r―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[1]表6－3，一般起升機(jī)構(gòu)tq／tg=0.1～0.2，取tq／tg=0.1，由[1]圖6－6查得r=0.87由以上計(jì)算結(jié)果Nx＜Ne故初選電動(dòng)機(jī)能滿足發(fā)熱條件1.7選擇減速器卷筒轉(zhuǎn)速：n===17.2r／min減速器總傳動(dòng)比∶===41.6查[2]附表35選ZQ-500-Ⅱ-3CA減速器。當(dāng)工作類型為中級(jí)時(shí)，許用功率[N]=12kw,io=40.17,質(zhì)量Gg=345㎏,入軸直徑d1=50㎜,軸端長(zhǎng)l1=85㎜﹙錐形﹚1.8驗(yàn)算起升速和實(shí)際所需功率實(shí)際起升速度v′==7.5×=7.77m／min誤差：ξ=x100﹪=3.6﹪<[ξ]=15﹪實(shí)際所需等效功率：=9.6×9.95KW≤Ne(25﹪)=16KW符合滿足條件1.9校核減速器輸出軸強(qiáng)度由[1]公式﹙6-16﹚的輸出軸最大徑向力:Rmax=（as+G）≤[R]式中aSmax=2×26170=52340N=34.58kN-卷筒上卷繞鋼絲繩引起的載荷Gj=4.56kN-卷筒及軸自重，參考附表[4]估計(jì)[R]=20.5kN-ZQ500減速器輸出軸端最大允許徑向載荷，由附表40查得。∴Rmax=0.5﹙34.58＋4.56﹚=19.57kN＜[R]=20.5kN由[1]公式﹙6-17﹚得出輸出最大扭鉅：Mmax=﹙0.7～0.8﹚ΨmaxMeio′?o≤[M]式中Me=9750=218Nm-電動(dòng)機(jī)軸額定力矩Ψmax=2.8-當(dāng)JC=25％時(shí)，電動(dòng)機(jī)最大力矩倍數(shù)，由附表33查得。?о＝0.95－減速器傳動(dòng)功率；[M]=26500Nm－減速器輸出軸最大容許轉(zhuǎn)矩，由附表36查得∴Mmax=0.8×2.8×218×40.17×0.95=18635Nm＜[M]=26500Nm由上計(jì)算，所選減速器能滿足需求。1.10選擇制動(dòng)器所需靜制動(dòng)力矩：0.85==267Nm 式中K2=1.75=－制動(dòng)安全系數(shù)，由[1]第六章查得由[2]附表15選用Ywz5－315／23制動(dòng)器，其制動(dòng)轉(zhuǎn)矩Me2=180～280Nm,制動(dòng)輪直徑D2=315mm,制動(dòng)器質(zhì)量G2=41.6Kg1.11選擇聯(lián)軸器高速軸聯(lián)軸器計(jì)算轉(zhuǎn)矩，由[1]﹙16－26﹚式：M=n=1.5×1.8×218=588.6N.m式中Me=218–電動(dòng)額定轉(zhuǎn)矩N=1.5-聯(lián)軸器安全系數(shù)Ψ=1.8-剛性動(dòng)載系數(shù)，一般Ψ8=1.5～2.0由附表31查得JZR2-42-8電動(dòng)機(jī)軸端為圓錐形d=65mm,l=105.從附表34查得ZQ-500減速器的高速軸聯(lián)軸端為圓錐形d=50mm,l=85mm.考電動(dòng)機(jī)軸端聯(lián)軸器，由附表33選用CLZ3半聯(lián)軸器，其圖號(hào)為S139，最大容許轉(zhuǎn)矩[Mt]=3150Nm＞Mc值，飛輪力矩﹙GD2﹚l=0.403kg.m2,質(zhì)量Gl=23.6kg.浮動(dòng)軸的兩軸端聯(lián)軸器，由附表45選用Φ300mm制動(dòng)輪的半齒聯(lián)軸器，其圖號(hào)為S124,最大容許轉(zhuǎn)矩[Mt]=3150Nm,飛輪鉅﹙GD2﹚2=1.8kg·m2,質(zhì)量G2=38.5kg,為與制動(dòng)器YWZ5-315／23相適應(yīng)，將S124聯(lián)軸器所帶Φ300mm制動(dòng)輪，修改為Φ315mm應(yīng)用。1.12驗(yàn)算起動(dòng)時(shí)間起動(dòng)時(shí)間：t=式中(GD)=(GD)十(GD2)十(GD)=1.465十0.403十1．8=3.668kg·m靜阻力矩：Mj=(Q+G)D/2iη=(1500+467)0.416/2ⅹ3ⅹ40.17ⅹ0.85=31.40kg·m=314N·m平均起動(dòng)轉(zhuǎn)矩：Mq=1.5Me=1.5×216=327Nm∴通常起升機(jī)構(gòu)起動(dòng)時(shí)間為1～5s,此處tq＜1s,可在電氣設(shè)計(jì)時(shí)，增加起動(dòng)電阻延長(zhǎng)起動(dòng)時(shí)間，故所選電動(dòng)機(jī)適合。1.13驗(yàn)算制動(dòng)時(shí)間制動(dòng)時(shí)間式中由[1]表6﹣6查得許用減速器，a≤0.2,a=v／t2.故[t]==0.633t2＜[t2]故合適1.14高速浮動(dòng)軸計(jì)算1.14.1疲勞計(jì)算起升機(jī)構(gòu)疲勞計(jì)算基本載荷=1.045×218=227.8Nm式中－動(dòng)載系數(shù)，=1/2(1+)=1/2(1+1.09)=1.045－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)﹚1+0.71v=1+0.71ⅹ7.71/60=1.09由前節(jié)已選定軸徑d=45mm,因此扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：N/m=12.5MPa軸材料用45號(hào)鋼，σ=600MPa,σ=300MPa,彎曲：σ=0.27(=0.27(600+300)=233Mpa扭轉(zhuǎn)=140Mpa=0.6×300=180MPa軸受脈動(dòng)循環(huán)的許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：[]=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(duì)于零件表面有急劇過(guò)渡和開(kāi)有鍵槽及緊配合區(qū)段，Kx=1.5～2.5Km－與零件表面加工光潔度有關(guān)，對(duì)于Km=1.5～1.2,對(duì)于，Km=1.25～1.35此處取K=2×1.25=2.5η－考慮材料對(duì)應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱的敏感系數(shù)，對(duì)碳鋼及低合金鋼η=0.2nⅠ－安全系數(shù)，nⅠ=1.25﹙由[2]表30查得﹚∴〔〕==88.9MPa故n＜[τok]通過(guò)1.14.2強(qiáng)度驗(yàn)算軸所受最大彎矩：M=Me=1．09ⅹ218=238MPa最大扭矩應(yīng)力:==13.05MPa許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：〔〕===120MPa式中－安全系數(shù)，=1.5<〔〕故通過(guò)浮動(dòng)軸的構(gòu)造如圖（1-3）所示，中間軸徑d1=d＋﹙5～10﹚=50～55mm,取d1=55mm圖1-3高速浮動(dòng)軸構(gòu)造圖第二章、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)計(jì)算2.1確定機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案確定機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案經(jīng)比較后，確定采用如圖1-4所示的傳動(dòng)方案圖1-4小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖2.2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Gxc=5000kg,假定輪壓均布：Pmax==5000kg=50000N車輪最小輪壓：Pmin===1250kg=12500N初選車輪：由[2]附表17可知，當(dāng)運(yùn)行速度＜60min時(shí)，Q／Gxc=15000／5000=2.5＞1.6工作級(jí)別為M5級(jí)，車輪直徑Dc=350mm,軌道型號(hào)為18kg／m﹙P18﹚的許用輪壓為3.49t≈Pmax=3.5t.根據(jù)GB4628－84規(guī)定，直徑系列為Dc=250.,315,400,500,630mm,初步選定車輪直徑Dc=315mm,而后校核強(qiáng)度。強(qiáng)度驗(yàn)算：按車輪與軌道為線接觸及點(diǎn)接觸兩種情況驗(yàn)算車輪接觸度，車輪踏面疲勞計(jì)算載荷：Pc===37500N車輪材料，取ZG340-640,σs=340Mpa,σb=640Mpa線接觸局部擠壓強(qiáng)度：==6.0×315×28.2×0.96×1=51166N式中K1－許用線接觸應(yīng)力常數(shù)﹙N／mm2﹚,由[1]表5-2查得K1=6;L－車輪與軌道有效接觸強(qiáng)度，對(duì)于軌道P18﹙由附表22﹚L=b=282mmC1－轉(zhuǎn)速系數(shù)，由[1]表5-3，車輪轉(zhuǎn)速n==45.5rmp時(shí)，C1=0.96C2－工作級(jí)別系數(shù)，由[1]表5-4，當(dāng)為M5級(jí)時(shí)C2=1Pc′＜Pc通過(guò)點(diǎn)接觸局部擠壓強(qiáng)度=KCC=0.132×157.52／0.4730.96×1=30277N式中K2－許用點(diǎn)接觸應(yīng)力常數(shù)﹙N／mm2﹚,由[1]表5-2查得K2=0.181;K－曲率半徑，車輪與軌道曲率半徑中的大值，車輪r1=D／2=315／2,軌道曲率半徑r2=90﹙查[2]附表22查得﹚，故取R=315÷2=157.5m－由r／R比值﹙r為r1，r2中的小值﹚所確定的系數(shù)，r／R=90÷157.5=0.57,由[1]表5-5查得m=0.47Pc″＞Pc故通過(guò)根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，選定直徑Dc=315的單輪緣車輪，標(biāo)記為車輪DYL－315GB4628－842.3運(yùn)行阻力計(jì)算摩擦阻力矩：Mm=(Q+G)(k+)查[2]附表19，由c=350mm車輪組的軸承型號(hào)為7518，據(jù)此選Dc=315mm,車輪組軸承亦為7518，軸承內(nèi)徑和外徑的平均值d=﹙90＋160﹚÷2=125mm,由[1]表7-1～表7-3查得滾動(dòng)摩擦系數(shù)K=0.0005,軸承摩擦系數(shù)μ=0.02，附加阻力系數(shù)β=2.0，代入上式得滿載時(shí)運(yùn)行阻力矩：Mm﹙Q=Q﹚=﹙15000＋5000﹚﹙0.0005＋0.02×0.125／2﹚2=70kg.m=700N.m運(yùn)行摩擦阻力:p(Q=Q)==當(dāng)無(wú)載時(shí)：M(Q=0)==5000（0.0005+0.022=17.5kg=175NMP(Q=0)===1111.1N2.4選電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)靜功率:N==3.29kw式中Pj=Pm﹙Q=Q﹚－滿載時(shí)靜阻力，η=0.9－機(jī)構(gòu)傳動(dòng)功率；M=1－驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù)初選電動(dòng)機(jī)功率：N=KdNj=1.5×2.59=2.98kw式中Kd－電動(dòng)機(jī)功率增大系數(shù)，由[1]中表7-6查得，Kd=1.5由[2]附表30選用電動(dòng)機(jī)JZR2－12－6,Ne=3.5kw,n1=910r／min,﹙GD2﹚d=0.142kg.m2,電機(jī)質(zhì)量Gd=80kg2.5驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)發(fā)熱條件等效功率：N=kN=0.75×1.12×2.59=2.18kw式中K25－工作級(jí)別系數(shù)，由[1]查得，當(dāng)Jc=25％時(shí)，k=0.75－由[1]表6-5查得tq／tg=0.2,查圖6-6得=1.12Nx<N故所選電動(dòng)機(jī)發(fā)熱條件通過(guò)2.6選擇減速器車輪轉(zhuǎn)速：n===40.4r/min機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比：io=N／nc=910÷40.4=22.5查[2]附表40選用ZSC－400－Ⅱ－2減速器，io′=27[N]中級(jí)=2.8kw﹙查輸入轉(zhuǎn)速為1000r／min時(shí)﹚，Nx＜[N]中級(jí)2.7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==40=33.33r／min誤差:ε===14.6％＜15％合適實(shí)際所需電動(dòng)機(jī)等效功率：N=N=2.18ⅹ=1.82＜Ne故適合2.8驗(yàn)算起動(dòng)時(shí)間起動(dòng)時(shí)間：t=]式中n1=910r／min;m=1－驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù)；Mq=1.5M=1．5ⅹ9550=56.25Nm滿載運(yùn)行時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)軸上的運(yùn)行靜阻力矩：Mj(Q=Q)===38.8Nm空載運(yùn)行時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)軸上的運(yùn)行靜阻力矩：Mj(Q=0)===7.2Nm初步估算制動(dòng)輪和聯(lián)軸器的飛輪鉅:﹙GD2﹚z＋﹙GD2﹚l=0.26kg.m2機(jī)構(gòu)總飛輪鉅：C﹙GD2﹚1=C[﹙GD2﹚d＋﹙GD2﹚z＋﹙GD2﹚l]=1.15﹙﹙0.142＋0.26﹚=0.466kg.m2滿載起動(dòng)時(shí)間：無(wú)載起動(dòng)時(shí)間：由[1]表7-6查得，當(dāng)Vc=40r／min=0.75m／s時(shí)，[tq]推薦值為5.5s,tq﹙Q=Q﹚＜[tq],故所電動(dòng)機(jī)能滿快速起動(dòng)要求。2.9按起動(dòng)工況校核減速器功率起動(dòng)狀況減速器傳遞的功率:N==2.6kw式中Pd=P+Pg=Pj+=N為計(jì)算載荷 m′－運(yùn)行機(jī)構(gòu)中同一級(jí)傳動(dòng)的減速器個(gè)數(shù)，m′=1所用減速器的[N]中級(jí)=2.8kw＜N,﹙如改選大一號(hào)，則中心距將由400增至60[N]中級(jí)=23.8，io′=21.15﹚相差太大，考慮到減速器有一定過(guò)載能力﹙如[N]輕級(jí)=6kw﹚故不再變動(dòng)。2.10驗(yàn)算起動(dòng)不打滑條件因室內(nèi)使用，故不計(jì)風(fēng)阻及坡度阻力矩，只驗(yàn)算空載及滿載起動(dòng)時(shí)兩種空況。空載起動(dòng)時(shí)，主動(dòng)車輪與輪道接觸處的圓周切向里:車輪與軌道的粘著力：F=Pf=2000×0.2=400kg=4000N＜T﹙Q=0﹚,故可能打滑。解決辦法是在空載起動(dòng)時(shí)增大起動(dòng)電阻，延長(zhǎng)起動(dòng)時(shí)間滿載起動(dòng)時(shí)間時(shí)，主動(dòng)車輪與軌道接觸處的周圍切向力：車輪與軌道的粘著力：F=Pf=故滿載起動(dòng)時(shí)不會(huì)打滑，因此所選電動(dòng)機(jī)合適。2.11選擇制動(dòng)器由[1]查得，對(duì)于小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)制動(dòng)起動(dòng)時(shí)間t2≤3～4s,取t2=3s,因此，所需制動(dòng)轉(zhuǎn)矩：M==-19.56Nm由[2]附表15選用YWZ5200／23,其制動(dòng)轉(zhuǎn)矩Me2=112Nm考慮到所取制動(dòng)時(shí)間t2=3s與起動(dòng)時(shí)間tq=2.64s很接近，故略去制動(dòng)不打滑條件驗(yàn)算。2.12選擇高速軸器及制動(dòng)輪高速軸聯(lián)軸器計(jì)算轉(zhuǎn)矩，由[1]﹙6-26﹚式：M=n=1.35×1.8×37.5=91N.m式中M=9750=37.5Nm－電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩n－聯(lián)軸器的安全系數(shù)，運(yùn)行機(jī)構(gòu)n=1.35－機(jī)構(gòu)剛性動(dòng)載系數(shù)，=1.2～2.0，取由[2]附表31查電動(dòng)機(jī)JZR2-12-6兩端伸出軸各為圓柱形d=35mm,l=80mm,由[2]附表37查得ZSZ=400減速器軸端為圓柱形d1=30mm,l=55mm,故從[2]附表41選G1CL鼓形齒式聯(lián)軸器，主動(dòng)端A型鍵槽d1=35mm,L=80mm,從動(dòng)端A型鍵槽d2=30mm,L=55mm，標(biāo)記為：GICL1聯(lián)軸器35×80／30×55ZB19013-89,其公稱轉(zhuǎn)矩Tn=630N＞MC=91mm,飛輪矩﹙GD2﹚l=0.009kg.m2,質(zhì)量Gl-5.9kg.高速軸端制動(dòng)輪，根據(jù)制動(dòng)器已選定為YWZ5200／23,由[2]附表16選制動(dòng)輪直徑D2=220,圓柱形軸孔d=35mm,L=80mm.標(biāo)記為：制動(dòng)輪200Y=35JB／ZQ3389-86其飛輪矩[GD2]2=0.2kg.m2,質(zhì)量GZ=10kg.以上聯(lián)軸器與制動(dòng)輪飛輪之和：﹙GD2﹚l＋﹙GD2﹚2＝0.2009kg.m2與原估計(jì)0.26kg.m2基本相等，故以上計(jì)算不需要修改低俗聯(lián)軸器計(jì)算轉(zhuǎn)矩，可由前節(jié)的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Mc求出Mc′=1/2Mc·i0′==1105.65N由[2]附表37查得ZSC-400減速器低速軸端為圓柱形d=65mm,L=85mm,取浮動(dòng)軸裝聯(lián)軸器軸徑d=60mm,L=85mm,由附表42選用兩個(gè)GICCLZ3彭形齒式聯(lián)軸器，其主動(dòng)端:Y型軸孔A型鍵槽，d1=65mm.從動(dòng)端Y型軸孔，A型鍵槽，d2=60mm,L=85=mm,標(biāo)記為GILZ3聯(lián)軸器ZBJ1904-89由前節(jié)巳選定車輪直徑Dc=315mm，由「5」附表19參考ф350車輪組，取車輪軸安裝聯(lián)軸器處直徑d=65，L=85，同樣選用兩個(gè)GICLZ3鼓形齒式聯(lián)軸器。其主動(dòng)軸端，Y型軸孔，A型鍵槽d1=60mm，L=85mm，從動(dòng)端：Y型軸孔，A型鍵槽d2=65mm，L=85mm，標(biāo)記為：GICLZ聯(lián)軸器ZBJl9014—892.14驗(yàn)算疲勞驗(yàn)算由運(yùn)行機(jī)構(gòu)疲勞計(jì)算基本載荷：由前節(jié)已選定浮動(dòng)軸端直徑d=60mm,及扭轉(zhuǎn)應(yīng)力:浮動(dòng)軸的載荷變化為對(duì)稱循環(huán)﹙用運(yùn)行機(jī)構(gòu)反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩值相同﹚，材料TB選用45鋼，由起升機(jī)構(gòu)高速浮動(dòng)軸計(jì)算，得τ-1=140Mpτs=180Mpa,許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：[式中kn1－與起升機(jī)構(gòu)浮動(dòng)軸計(jì)算相同τn＜[通過(guò)2.14.2強(qiáng)度驗(yàn)算由運(yùn)行機(jī)構(gòu)工作最大載荷：M=式中－考慮彈性振動(dòng)的力矩增大系數(shù)，對(duì)突然起動(dòng)的機(jī)構(gòu)，=1.5～1.7，此處取=1.6；－剛性動(dòng)載系數(shù)，取=1.8最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力:30.4Mpa許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：[]===120MPa<[]故通過(guò)浮動(dòng)軸直徑:d=d＋﹙5～10﹚=60＋﹙5～10﹚=65～70mm取d=70mm第三章卷筒部件計(jì)算3.1卷筒心軸計(jì)算卷筒名義直徑D=500mm,螺旋節(jié)矩t=20mm,卷筒長(zhǎng)度L=2000mm,壁厚為δ=16mm通過(guò)做草圖得到卷筒心軸的支點(diǎn)位置，并參考有關(guān)資料，決定心軸的各段直徑軸的材料用45號(hào)鋼。圖2-1卷筒心軸計(jì)算簡(jiǎn)圖3.1.1支座反力=2×26170-29953.6=22386.4N心軸右輪轂支承處最大彎矩：M=20=447728N·cm3.1.2疲勞計(jì)算對(duì)于疲勞計(jì)算采用等效彎矩，由[2]表2-7查得等效系數(shù)=1.1.等效彎矩：=1.1×44728=492500.8N.cm彎矩應(yīng)力：=／0.1d3=492500.8／0.1×73=133.6Mpa心軸的載荷變化為對(duì)稱循環(huán)。由[2]表2-11，2-13式知許用彎曲應(yīng)力：軸材料用45號(hào)鋼，其=600Mpa,=300Mpa,=0.33,=258Mpa,式中n=1.6－安全系數(shù)﹙見(jiàn)表2-18﹚；Kx=1.4－與零件幾何形狀有關(guān)的應(yīng)力集中系數(shù)﹙﹙D／d=78／70=1.11,r／d=7／70=0.1由[2]表查得﹚；k－應(yīng)力集中系數(shù)，可參考書(shū)本第二章第五節(jié)，k=kx·km=1.4×1.5=1.61;Km=1.15－與零件表面加工光潔度有關(guān)的應(yīng)力集中系數(shù)，按D5查得故：=100Mpa通過(guò)3.1.3靜強(qiáng)度計(jì)算卷筒軸屬于起升機(jī)構(gòu)低速軸零件，其動(dòng)力系數(shù)可由[2]表2-5查得，ψcⅡ=1.2,=1.2×447728=537273.6N.cm=537273.6／0.1×73=156.6Mpa許用應(yīng)力：=300／1.6=187.5MPa通過(guò)故卷筒軸的疲勞和靜強(qiáng)度計(jì)算通過(guò)3.2選軸承因?yàn)榫硗残妮S上的左軸承的內(nèi)外座圈以同樣轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，故無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)可按照額定靜載荷來(lái)選擇。右軸承的外座固定，內(nèi)座圈與心軸一同旋轉(zhuǎn)應(yīng)按照額定動(dòng)載荷來(lái)選擇。3.2.1左端軸承由[4]﹙19﹣16﹚式軸承的額定靜載荷式中－額定靜負(fù)荷；P－當(dāng)量靜負(fù)荷；n－安全系數(shù)，由[4]表19-7取n=1.04.參考由[2]附表8，選用中型雙排滾珠軸承，型號(hào)1311.由[4]表19=9查得軸承的額定靜負(fù)荷C=2290N.左軸承的當(dāng)量靜負(fù)荷：=1.1×29953.6=32948.96N式中=1.1－動(dòng)負(fù)荷系數(shù)，由[4]表19-6選取nP=1.04×21770=22640N≤C安全3.2.2右軸承右端軸承也采用1311，其額定動(dòng)負(fù)荷[C]=40300N右軸承的徑向負(fù)荷=1.1×22386.4=24625.04N軸向負(fù)荷Fa=0設(shè)中級(jí)工作類型的軸承工作時(shí)數(shù)L=4000h,由[4]表19-16查得1311軸承的e=0.23,令Fa／Fr=0＜e,故x=1.y=2.7,當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷：=1×24625.04＋2.7×0=24625.04N由[7]﹙19-2﹚式：∴安全3.3繩端固定裝置計(jì)算根據(jù)鋼繩直徑為13.5mm,由[4]表23﹣11選擇壓板固定裝置﹙圖﹙2-2﹚并將壓板的繩槽改用β=40梯形槽，雙頭螺柱的直徑M16.圖2-2繩端固定裝置已知卷筒長(zhǎng)度計(jì)算中采用的附加圈數(shù)Zo=2,繩索與卷筒槽間的摩擦系數(shù)f=0.15,則在繩端固定處的許用力。S=Smax／efa=26170／e壓板螺栓的所受之拉力：P=S／f＋式中f1－壓板梯形槽與鋼繩的換算摩擦系數(shù)，當(dāng)β=40時(shí)，螺柱由拉力和彎矩作用的合成應(yīng)力：式中Z=2﹙螺栓數(shù)﹚d=13.8﹙螺紋內(nèi)徑﹚=SLσ==122.8Mpa螺柱材料為Θ﹣235，屈服極限σ=240Mpa,則許用拉伸應(yīng)力為：﹙由[2]表2-21取安全系數(shù)nⅡ=1.6﹚[σ]=σ／n=240／1.6=150Mpa∵σ＜[σ]∴通過(guò)第四章吊鉤4.1確定吊鉤裝置構(gòu)造方案已知吊鉤裝置用于三倍率雙聯(lián)滑輪組，所以必須采用長(zhǎng)型的構(gòu)造方案4.2選擇并驗(yàn)算吊鉤由[3]表15-12選擇一個(gè)10t鍛造單面吊鉤，其基本尺寸如圖所示（圖5-15），材料采用20號(hào)鋼圖3-110t鍛造單面吊鉤4.2.1吊鉤軸頸螺紋M64處拉伸應(yīng)力:=63.6Mpa式中d－螺紋內(nèi)徑，由[7]表6-3查得M64,d=57.5mm－動(dòng)力系數(shù)，由圖2-2查得=1.1由[1]查得軸頸拉伸許用應(yīng)力：故強(qiáng)度足夠。4.2.2吊鉤彎曲部分A-A斷面的驗(yàn)算（1）圖解法求斷面重心首先按比例繪出吊鉤的截面形狀圖及曲率中心位置，并在下面做出相應(yīng)的LGK坐標(biāo)（圖5-6）用垂線將截面分為許多小格。在劃一垂線在斷面上均得到兩個(gè)變數(shù)x和y。若把沒(méi)根垂線所得變數(shù)乘積S=xy。y為縱坐標(biāo)，x為橫坐標(biāo)，繪出一點(diǎn)，并把個(gè)點(diǎn)連接起來(lái)，既得一條曲線。令在曲線下的面積為f，則重心C的橫坐標(biāo)為:(2)圖解法求系數(shù)K由曲率中心S點(diǎn)與所做曲線上A點(diǎn)相連，在有中重心點(diǎn)做的平行線使其與相交的垂線AD相交于B點(diǎn)。如此，可以將許多類型的B點(diǎn)連成曲線，得到面積和，即可算出系數(shù)k:（3)計(jì)算A-A截面上1點(diǎn)的最大拉伸應(yīng)力：對(duì)于20號(hào)鋼由[2]表15-1：式中：=220Mpa—20號(hào)鋼屈服極限n=1.30.9—安全系數(shù)（其中0.9是考慮M級(jí)工作級(jí)別系數(shù)）。故驗(yàn)算通過(guò)(B-B截面驗(yàn)算從略)圖3-2系數(shù)K的圖解法4.3確定吊鉤螺母尺寸4.3.1螺母最小工作高度H=0.8d=0.864=51mm考慮設(shè)置防松螺栓，實(shí)際取螺紋高度：H=784.3.2螺母外徑D=（1.8—2）d=（1.8—2）64=115—128mm4.4止推軸承的選擇因?yàn)檩S承工作過(guò)程中很少轉(zhuǎn)動(dòng)，故可根據(jù)額定靜載荷來(lái)選擇由[2]附表5，選擇8217推力軸承，由[4]表19-21，表19-6查得其額定靜載荷C=239000N,動(dòng)負(fù)載荷系數(shù)=1.15軸承當(dāng)量靜載荷：安全式中：=1.25—安全系數(shù)由[4]表19-7選取。4.5吊鉤橫軸計(jì)算由[2]附圖25可知，橫軸兩側(cè)拉板的間距是由滑輪6和8的尺寸所決定的（即L=304mm）。橫軸可看做一個(gè)簡(jiǎn)支梁來(lái)進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算橫軸的計(jì)算載荷（圖3-3a）：橫軸的最大彎矩：中間斷面截面模數(shù)(圖3-3b)：圖3-3吊鉤橫軸和滑輪軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖彎曲應(yīng)力：橫軸材料用45號(hào)鋼，許用應(yīng)力故橫軸強(qiáng)度足夠。式中:N=2.4為安全系數(shù)[3]4.6滑輪軸計(jì)算滑輪軸也是一個(gè)簡(jiǎn)支梁，支點(diǎn)距離任然是L=304mm。它作用有三個(gè)滑輪的壓力為計(jì)算簡(jiǎn)便起見(jiàn)，把三個(gè)力看作集中力（見(jiàn)圖3-3c）滑輪的作用力：軸上的彎矩（1-1和2-2斷面）：1-1和2-2截面模數(shù)：彎曲應(yīng)力：滑輪軸的材料與吊鉤橫軸相同，亦為45號(hào)鋼，故許用應(yīng)力也相同，強(qiáng)度足夠。4.7拉板的強(qiáng)度驗(yàn)算拉板尺寸如圖3-4所示，截面a-a的拉伸應(yīng)力：式中： K=2.2—應(yīng)力集中系數(shù)，由圖5-13查得。拉板材料為Q-235號(hào)鋼，許用拉伸應(yīng)力圖3-4拉板的計(jì)算簡(jiǎn)圖軸頸與拉板的單位拉力：拉板軸孔內(nèi)表面的擠壓應(yīng)力：拉板許用擠壓應(yīng)力故和所以強(qiáng)度足夠4.8滑輪軸承的選擇滑輪直徑D=400mm，計(jì)算直徑D=D+d=400+13.5=413.5mm圓周速度，則滑輪工作轉(zhuǎn)速：每個(gè)滑輪中采用兩個(gè)徑向滾動(dòng)軸承（見(jiàn)附表25）。由[2]選218，查[4]表19-8其額定動(dòng)載負(fù)荷[C]=75300N額定靜