《畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）10t橋式起重機(jī)小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）10t橋式起重機(jī)小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)（49頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、摘 要橋式起重機(jī)運(yùn)行小車中最主要的結(jié)構(gòu)有：電動機(jī)，減速器，聯(lián)軸器，等等。橋式起重機(jī)的小車設(shè)有起升機(jī)構(gòu)和小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)，為使小車輪壓呈均勻分布，應(yīng)對小車的機(jī)構(gòu)布置進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以知小車軌跡和軸矩為例，以車輪輪壓均勻分配為目標(biāo)函數(shù)，按單鉤起重小車的條件提出約束條件，對優(yōu)化設(shè)計(jì)的結(jié)果進(jìn)行分析如下：首先，電動機(jī)起重機(jī)械的驅(qū)動電動機(jī)要根據(jù)所需功率、最大轉(zhuǎn)矩、接電持續(xù)率、起動等級、控制類型、速度變化范圍、供點(diǎn)方式、保護(hù)等級、環(huán)境溫度與使用地區(qū)海拔高度等因素進(jìn)行選擇。 其次，減速器起重機(jī)械設(shè)計(jì)時，根據(jù)理論指導(dǎo)和工作經(jīng)驗(yàn)，對機(jī)構(gòu)形式、中心距、公稱傳動比及齒輪參數(shù)的選擇應(yīng)遵守原則和注意事項(xiàng)。再次，聯(lián)軸器起升機(jī)構(gòu)裝
2、有聯(lián)軸器，其電動機(jī)工況驅(qū)動力矩，起升過程，減速傳動裝置的載荷等，與電動機(jī)通過減速器直接驅(qū)動的起重運(yùn)行機(jī)構(gòu)有差別，本文根據(jù)在MH葫蘆橋式起重機(jī)系列設(shè)計(jì)中的應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)，提出了把聯(lián)軸器傳動與起重機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)相結(jié)合的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，其設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果在該系列試驗(yàn)中得到證實(shí)。關(guān)鍵詞：起重小車，電動機(jī)選擇，減速器，聯(lián)軸器AbstractThe most of structure of conuey uehicle,which of the crane of bridge is this :genertor、cushion、coupting.Trolley of overhead traveling crane c
3、omprises lifting and traversing mechanisms .Optimization method is applied to the layout design of mechanisms on trolley in order to maintain an even distribution of optimization design on an example a trolley with given wheel base and track gauge ,using even distribution of wheel loads as an object
4、ive funtion and condition of a signle hook lifting trolley as restrictive conditionThe driving motor an electric cane has to be selected according to the required power、maximum torque 、dutyfator 、startup frequency 、type of control 、range of speed rariation 、method of power supply 、class of protectio
5、n 、ambient temperature and elevation oversee level at the vacation of use .Based on theoretical and practical experience ，this paper presents the principles and attentions for selecting and designing of the structure ,center distance ,nominal transmission ratio and gear parameters when designing the
6、 reducers for cranes .Crane traveling mechanism equipped with hydraulic coupling is quite different from ordinary one so far as the working condition of motor .Driving moment,starting process load applied to reducer etc ,Based upon the experience of application to the series of MH type gantry crane
7、with electric hoist as lifting mechanism ,this paper gives calculation method ,which combines the design of hydraulic transmission with the design of crane traveling mechanism .The calculation result is successfully proved by the test of proto types .Key words ：Trolley of overhead traveling crane，Se
8、lection of electric motor for lifting machinery， Redueer， Design，Principle，Hydraulic coupling目錄1 緒論12 起升系統(tǒng)計(jì)算3 2.1確定起升機(jī)構(gòu)的傳動方案，選擇滑輪組和吊鉤組3 2.1.1起升機(jī)構(gòu)計(jì)算3 2.2選擇鋼絲繩3 2.3確定滑輪主要尺寸4 2.4確定卷筒尺寸并驗(yàn)算4 2.5選擇電動機(jī)7 2.6驗(yàn)算電動機(jī)發(fā)熱條件9 2.7選擇減速器10 2.8驗(yàn)算起升速度和實(shí)際所需功率10 2.9校核減速器輸出軸強(qiáng)度11 2.10選擇制動器11 2.11選擇聯(lián)軸器122.12驗(yàn)算起動時間 13 2.13驗(yàn)算制
9、動時間13 2.14電動機(jī)發(fā)熱驗(yàn)算14 2.15電動機(jī)過載驗(yàn)算15 2.16高速浮動軸計(jì)算163運(yùn)行系統(tǒng)計(jì)算18 3.1確定機(jī)構(gòu)傳動方案18 3.2選擇車輪與軌道并驗(yàn)算其強(qiáng)度18 3.3運(yùn)行阻力計(jì)算19 3.4選電動機(jī)20 3.5驗(yàn)算電動機(jī)發(fā)熱條件20 3.6選擇減速器20 3.7驗(yàn)算運(yùn)行速度和實(shí)際所需功率21 3.8驗(yàn)算起動時間21 3.9按啟動工況校核減速器功率22 3.10驗(yàn)算不打滑的條件22 3.11選擇制動器23 3.12選擇高速軸聯(lián)軸器及制動輪23 3.13選擇低速軸聯(lián)軸器24 3.14驗(yàn)算低速浮動軸強(qiáng)度24專題 26結(jié)論 30致謝 31參考文獻(xiàn) 32附錄 331.緒 論起重運(yùn)輸機(jī)
10、械主要用于裝卸和搬運(yùn)物料。它不僅廣泛應(yīng)用于工廠、礦山、 港口、車站、建筑工地、電站等生產(chǎn)領(lǐng)域，而且也應(yīng)用到人們的生活領(lǐng)域。使用起重運(yùn)輸機(jī)械，能減輕工人勞動強(qiáng)度，降低裝卸費(fèi)用，減少貨物的破損，提高勞動生產(chǎn)率，甚至完成人們無法直接完成的某些工作。起重機(jī)械和運(yùn)輸機(jī)械發(fā)展到現(xiàn)在，已成為合理組織大批量生產(chǎn)和流水作業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在我國冶金、煤炭部門的機(jī)械設(shè)備總臺數(shù)或總重量中，起重運(yùn)輸機(jī)械占25659f。 我們的祖先在古代，雖然也創(chuàng)造了不少結(jié)構(gòu)簡敢適應(yīng)當(dāng)時生產(chǎn)需要的起重運(yùn)輸機(jī)械設(shè)備，但真正形成現(xiàn)代的起重運(yùn)輸機(jī)械制造工業(yè)，還是在中華人民共和國成立以后。就其發(fā)展，主要有以下幾個階段： 1949年到195
11、7年，是我國起重運(yùn)輸機(jī)械制造的創(chuàng)業(yè)階段。當(dāng)時由于缺少設(shè)計(jì)能力，大部分產(chǎn)品是按國外圖紙仿造的。 1958年到1965年，各企業(yè)逐漸由仿造走上了自行設(shè)計(jì)的道路。先后進(jìn)行了通用橋式起重機(jī)、帶式輸送機(jī)、斗式提升機(jī)等八種產(chǎn)品系列設(shè)計(jì)，同時，還逐漸開展了以改進(jìn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、性能、提高產(chǎn)品質(zhì)量和開發(fā)新產(chǎn)品為目標(biāo)的科研工作。 1966年到1978年，起重運(yùn)輸機(jī)械行業(yè)的生產(chǎn)雖然歷經(jīng)艱難曲折，侶在技術(shù)上仍有發(fā)展。主要表現(xiàn)在；對一些量大面寬的產(chǎn)品進(jìn)行了系列設(shè)計(jì)或系列更新設(shè)計(jì)，如CD、MD和CD、MD，型電動葫蘆， LD型電動單梁橋式起重機(jī)， LH型電動葫蘆雙梁橋式起重機(jī)，TD75型帶式輸送機(jī)，DX型鋼絲繩芯帶式輸送機(jī)，
12、 HS型手拉葫蘆等； 發(fā)展和制造了一批國家急需的新產(chǎn)品，如450t橋式和門式起重機(jī)以及2300t雙小車橋式起重機(jī)。 1979年以后，由于實(shí)行改革開放政策，我國起重運(yùn)輸機(jī)械行業(yè)的技術(shù)水平有了很大提高。主要是增強(qiáng)了成套設(shè)備的供應(yīng)能力，如國內(nèi)研制的首都機(jī)場行季包裝卸袖送系統(tǒng)和旅客登機(jī)橋全套設(shè)備，與國外合作生產(chǎn)的年產(chǎn)量20003000萬t的秦皇島煤炭出口碼頭成套裝卸設(shè)備，寶鋼扎40mm無縫鋼管廠、1900mm板坯連軋廠、2030mm冷連軋廠與2050mm熱連軋廠等冶金專用成套起重設(shè)備；引進(jìn)了一批起重運(yùn)輸機(jī)械產(chǎn)品和通用零部件的設(shè)計(jì)制造技術(shù)，如電動萌蘆、帶式輸送機(jī)、液壓推桿、液力偶合器、起重電磁鐵等；研制
13、了一批新產(chǎn)品；產(chǎn)品的制造工藝水平普遍有了提高。 總的來說，我國起重運(yùn)輸機(jī)械行業(yè)經(jīng)過了四十多年的發(fā)展，目前已經(jīng)具有一定的生產(chǎn)和研制能力，一部分產(chǎn)品已達(dá)國際水平。但就整個起重運(yùn)輸機(jī)械行業(yè)而言，有很大一部分產(chǎn)品的性能和質(zhì)量還有待提高，提供現(xiàn)代化成套設(shè)備的能力還不能滿足社會發(fā)展需要。 我國起重運(yùn)輸機(jī)械行業(yè)今后幾年內(nèi)的發(fā)展趨勢，主要是： 1)對近幾年來與外國合作生產(chǎn)的成套設(shè)備實(shí)行國產(chǎn)化； 2)開發(fā)批國家重點(diǎn)項(xiàng)目和國民經(jīng)濟(jì)各部門急需的品種： 3)對量大面寬的起重運(yùn)輸機(jī)械產(chǎn)品和零部件進(jìn)行系列更新； 4)采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法和手段，加強(qiáng)對物流(物質(zhì)資料由供應(yīng)者向需要者移動)系統(tǒng)的研究；5)推廣產(chǎn)品制造的先進(jìn)工藝
14、。2.起升系統(tǒng)計(jì)算2.1.確定起升機(jī)構(gòu)的傳動方案，選擇滑輪組和吊鉤組 2.1.1 起升機(jī)構(gòu)計(jì)算按照布置宜緊湊的原則，決定采用以下方案，如圖1-1所示，采用雙聯(lián)滑輪組，按Q=10t，查文獻(xiàn)1，21表(I2-2)，取滑輪組倍率a=3，據(jù)文獻(xiàn)1，20式(2-7)知：承載繩索分支數(shù)Z=2a=6查文獻(xiàn)2，243表(15-15)，根據(jù)Q=10t，取吊鉤組為短鉤型，重量G0=219 公斤。圖1-1 起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)簡圖2.2.選擇鋼絲繩據(jù)文獻(xiàn)1，22式(2-12)： (2-1)式中：滑輪組效率，據(jù)文獻(xiàn)1，21表(2-3)，若滑輪組采用滾動軸承，滑輪組采用滾動軸承，滑輪組倍率a=3，得h=0.985。PQ起升載荷
15、，指起升質(zhì)量的重力。得： ； (2-2)據(jù)文獻(xiàn)1，26式(2-14) (2-3)n鋼絲繩安全系數(shù)，據(jù)1表(2-5)，據(jù)工作級別M5知n=5.5K鋼絲繩捻制折減系數(shù)，據(jù)1，27表(2-4)，纖維繩芯，K=0.85得： 據(jù)文獻(xiàn)1，24知：瓦標(biāo)吞式斷面充填嚴(yán)密，承載能力大，撓性好，是起重機(jī)常用的鋼絲繩類型，選瓦林吞式，據(jù)文獻(xiàn)2，195表(12-10)，據(jù)公斤，選鋼絲繩直徑d=14mm，鋼絲繩公稱抗拉強(qiáng)度為108公斤/mm2,繩6W(19)股(1+6+6/6)，繩纖維芯，鋼絲繩最小破斷拉力為Sb=108kN公斤，鋼絲繩標(biāo)注如下：14NAT619W+F C1700 ZS 108 GB 8918-882.
16、3.確定滑輪主要尺寸據(jù)文獻(xiàn)1，16式（12-1）得： 工作滑輪槽底的直徑D(e-1)de與機(jī)構(gòu)工作級別和鋼絲繩結(jié)構(gòu)有關(guān)的系數(shù)，據(jù)文獻(xiàn)1，17表(2-1)，據(jù)工作級別為M0，取h2=25；得： (e-1)d=(25-1)14=336mm據(jù)文獻(xiàn)2，207表(13-2)，據(jù)D336mm，取D=355mm，據(jù)文獻(xiàn)2，206式（13-2）平衡滑輪： D平=(0.60.8)D=0.7355=249mm2.4.確定卷筒尺寸并驗(yàn)算據(jù)文獻(xiàn)1，31知，卷筒的槽底直徑D(e-1)de與機(jī)構(gòu)工作級別和鋼絲繩結(jié)構(gòu)有關(guān)的系數(shù)，據(jù)文獻(xiàn)1，17表(2-1)，據(jù)工作級別為M5，取h1=25得： (e-1)d=(25-1)14=
17、336mm據(jù)文獻(xiàn)2，213表(14-2)，根據(jù)Q=10t,D336mm，取D=400mm，據(jù)文獻(xiàn)1，33式（2-20）卷筒長度： (2-4)H起升高度，15m=15103mma滑輪組倍率 a=3Z0附加圈數(shù)，一般取Z0=1.53，此取Z0=2t繩圈節(jié)距(mm)，光面卷筒t=d，據(jù)文獻(xiàn)2，223表(14-5)，據(jù)d=14mm，得: t=16mm。L1雙聯(lián)卷筒中間不切槽部分的長度，據(jù)文獻(xiàn)2，213表(14-2)，據(jù)起重量Q=10t，得: L1=A=185mmD0卷筒直徑，卷筒直徑加上鋼絲繩直徑，D0=D+d=400+14=414mm。 得：取L=1500mm；卷筒壁厚:據(jù)文獻(xiàn)1，34知：鋼卷筒 =
18、0.02D+（610）=0.02400+（610）=1418mm取=15mm卷筒墻壁壓應(yīng)力驗(yàn)算據(jù)文獻(xiàn)1，34式(2-22) (Mpa) (2-5)式中： Smax 鋼絲繩最大靜拉力 Smax=17290N； 卷筒壁厚=15mm=1510-3m； t卷筒繩槽節(jié)距t=16mm=1610-3m；得 許用壓應(yīng)力 (Mpa) 鋼卷筒得： 故抗壓強(qiáng)度足夠；3D=3400=1200mmL=1500mmL3D據(jù)文獻(xiàn)1，35知，當(dāng)驗(yàn)算由彎曲和扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的復(fù)合應(yīng)力，卷筒受力如圖 圖1-2.1 卷筒受力簡圖卷筒的最大彎矩發(fā)生在鋼絲繩位于卷筒中間時 (2-6)式中：MF卷筒受到的最大彎矩(N.m)卷筒抗彎截面系數(shù)D卷筒
19、槽底直徑D=400mmD1卷筒內(nèi)徑，查文獻(xiàn)2，213表(14-2)根據(jù)Q=100t 知D1=370mm (2-7) 許用應(yīng)力，對于鋼卷筒綜上所知：卷筒合適，驗(yàn)算通過2.5.選擇電動機(jī)據(jù)文獻(xiàn)1，103式（6-1） (2-8)式中： PQ起升載荷，是抬起升重物的重力PQ=Q+G0=(10000+219)9.8=10.0146104(N) (2-9)Vn起升速度 Vn=7.5m/min起升機(jī)構(gòu)的總效率，（包括減速器、卷筒和滑輪組的效率）采用齒輪減速器，一般取=0.90得: (2-10)橋式起重機(jī)的使用工況較接近S3、S4、S5，根據(jù)Nj和JC=25%，查文獻(xiàn)1，225表4，初選電動機(jī)為三相異步電動機(jī)
20、，型號為JZR2-42-8，JC=25%，CZ=5J允許輸出功率N=16KW據(jù)文獻(xiàn)2，711查表(33-1)，據(jù)N=16KW，選電動機(jī)型號為82號，轉(zhuǎn)速nd=715r/min，據(jù)文獻(xiàn)2，92式(8-21)電動機(jī)額定輸出功率NeNeK電Nj(KW) (2-11)式中：K電載荷系數(shù)，據(jù)文獻(xiàn)2P93，表(8-10)，根據(jù)電動機(jī)型號為JZR，起重機(jī)工作特性為中級起重機(jī)，取K電=0.8-0.9，K電=0.8得： NeK電Nj 0.80.8714.739.6KW取: Ne=9.6KW據(jù)文獻(xiàn)1，248附表3，據(jù)功率N=14.3KW，N11KW，取力矩過載系數(shù)=2.8。據(jù)文獻(xiàn)1，249附表4，電動機(jī)型號為YZ
21、R315M-8知飛輪矩GD2=1.46 (kgm2)據(jù)文獻(xiàn)1，104式(6-3)和式(6-4)，得： (2-12)式中： 電動機(jī)的轉(zhuǎn)速（r/min）卷筒的轉(zhuǎn)速卷筒的卷繞直徑=414mm=4.14mm2.6.驗(yàn)算電動機(jī)發(fā)熱條件據(jù)文獻(xiàn)1，104式(6-3)和式(6-4)，得： (2-13)式中： 電動機(jī)的轉(zhuǎn)速（r/min）卷筒的轉(zhuǎn)速卷筒的卷繞直徑=624mm=6.24mm疲勞基本載荷： 式中： 載荷系數(shù)，=1/2(1+) 載荷系數(shù)，一般在1-2內(nèi)；據(jù)文獻(xiàn)1，13 式(1-11) =1+0.70Vn=1+0.7(10/60)=1.1167 (2-14) =1/2(1+)=1/2(1+1.1167)=
22、1.05833； (2-15)Me電動機(jī)額定力矩相對于M4工作級別的功率：折算成M6時的功率：Nm6= M41.124-6 =99.0571.124-6=78.967(Kw)2.7.選擇減速器卷筒的轉(zhuǎn)速n=減速器的總傳動比 據(jù)文獻(xiàn)2，349表(21-6)，據(jù)nd=715r/min i=41.3, Nm6=11.78 KW,初選減速器為ZQ500II3CA ，得：高速軸許用功率為12KW，公稱傳動比i=40.172.8.驗(yàn)算起升速度和實(shí)際所需要功率實(shí)際起升速度 (2-16)起升速度誤差： (2-17)速度誤差一般不超過4%因?yàn)?=2.8% 所以在范圍之內(nèi)所以減速器速度誤差驗(yàn)算通過由文獻(xiàn)2，347
23、表(21-5)，知減速器高速軸輸出端直徑d=50mm L=85mm2.9.校核減速器輸出軸強(qiáng)度據(jù)文獻(xiàn)2，100式（8-35）最大徑向力： (2-18)式中:G筒卷筒重量，文獻(xiàn)3，236表14，估計(jì)為G4.56KNR減速器輸出軸容評最大徑向載荷，根據(jù)文獻(xiàn)2，353據(jù)減速器型號為ZQ500II3CA，nd=715r/min取 R=20500公斤=20500N所以：Pmax=19570NNe 過載驗(yàn)算通過綜上可知，電動機(jī)驗(yàn)算通過2.16.高速浮動軸計(jì)算1)疲勞驗(yàn)算 由前面電動機(jī)計(jì)算中知疲勞基本載荷為：Mmax=227.8N.m d=45mm由文獻(xiàn)2，79知: 扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：軸材料用45號鋼，b=600M
24、pa s=300Mpa彎曲應(yīng)力： -1=0.27(b+s)=243Mpa扭轉(zhuǎn)應(yīng)力： 軸受脈動值環(huán)的許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力： 式中： Kx與零件幾何形狀有關(guān)，Kx=1.75Km與零件表面加工光潔度有關(guān)，Km=2.5考慮材料對應(yīng)力循環(huán)不對稱的敏感系數(shù)，取y=0.2n1安全系數(shù)，n1=1.25；2)強(qiáng)度計(jì)算，軸所受最大轉(zhuǎn)矩最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)為 許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)為 強(qiáng)度計(jì)算通過浮動軸的構(gòu)造如圖（1-16.1）中間軸徑:d1=d+(510)=45+(510)=5055mm，取d1=55mm。高速浮動軸構(gòu)造圖3.運(yùn)行系統(tǒng)計(jì)算3.1.確定機(jī)構(gòu)傳動方案小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)計(jì)算經(jīng)比較后，確定采用如圖2-1所示的傳動方案。3.2.選擇車輪與軌道
25、并驗(yàn)算其強(qiáng)度車輪最大輪壓：小車質(zhì)量后計(jì)取G= 4000kg輪壓均布： Pmax=1/4(Q+G)=1/4(10000+4000)=3500kg=35000N車輪最小輪壓： Pmin=1/4G=1/44000=10000N由文獻(xiàn)3，239附表17知：運(yùn)行速度40.8m/min1.6工作級別為中級時，車輪直徑取D=350mm，軌道型號為18kg/m，(P18)的許用輪壓為3.49tPmax=3.5t根據(jù)GB4628-84規(guī)定，由小車直徑系列值初選車輪直徑DC=315mm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)算車輪接觸強(qiáng)度，車輪疲勞計(jì)算載荷車輪材料，由文獻(xiàn)1，64表(4-4)，取C1=0
26、.96取: ZG340-60，S=340Mpa,b=640Mpa.由文獻(xiàn)1，64式(4-12) ：線接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算： (N) (3-1)C1轉(zhuǎn)速系數(shù) C2運(yùn)行機(jī)構(gòu)工作級別系數(shù)，由1表5-4，由M5取C2=1K1與車輪材料有關(guān)的許用線接觸應(yīng)力常數(shù)，由b=640Mpa，由文獻(xiàn)1，64表4-6取K1=6.0L車輪與軌道有效接觸長度 由文獻(xiàn)3，246附表(2-2)，軌道P43，取L=b=46mm=因 為 PCPC 所以點(diǎn)接觸強(qiáng)度驗(yàn)算通過綜上所知，車輪與軌道合適。3.3.運(yùn)行阻力計(jì)算 (3-3)D由文獻(xiàn)3，242附錄19知小車車輪組主動車輪組中315知軸承型號為7518，由文獻(xiàn)4，209得內(nèi)徑d=90
27、mm，外徑D=157.5mm，平均值K滾動磨擦系數(shù)，由表7-17-3，知k=0.0005mmu車輪軸承的摩擦系數(shù)，u=0.02附加摩擦阻力系數(shù)，由文獻(xiàn)1，114知=2.0.Mm=(1000+4000)(0.0005+0.020.125/2)2=490N.m運(yùn)行摩擦阻力： 當(dāng)無載時：3.4.選電動機(jī)電動機(jī)靜功率： Pj= Pm=888.9NM電動機(jī)個數(shù) m=1初選電動機(jī)功率： N=KdNj=1.152.59=2.98KWKd電動機(jī)功率增大系數(shù)，由1表（7-6），由運(yùn)行速度為40.18m/min，滑動軸承取Kd=1.15，由附表30選電動機(jī)型號為JZR2-12-6，Ne=3.5KW, n1=910
28、r/min,(GD2)d=0.142kgm2,電動機(jī)質(zhì)量Gd=80kg3.5.驗(yàn)算電動機(jī)發(fā)熱條件由文獻(xiàn)2，95式8-26a： 由文獻(xiàn)3，96表（8-14）知機(jī)構(gòu)t起/ t2值大約為0.3-0.4，據(jù)文獻(xiàn)3，97式（8-36），求出V25=0.88，N25=0.751.122.59=2.18KWN25=2.18KWNe=3.5KW所以電動機(jī)發(fā)熱校核通過。3.6.選擇減速器車輪轉(zhuǎn)速: 機(jī)構(gòu)傳動比： 由文獻(xiàn)3，275附表40選用ZSC-400-I-2減速器，I=22.4，N中級=2.8KW，輸入軸轉(zhuǎn)速為1000r/min,NxN中級。3.7.驗(yàn)算運(yùn)行速度和實(shí)際所需功率運(yùn)行速度誤差：合適。實(shí)際所需電動
29、機(jī)等效功率3.8.驗(yàn)算起動時間起動時間： (3-4)m電動機(jī)個數(shù)，m=1滿載運(yùn)行時折算到電動機(jī)上的運(yùn)行靜阻力矩，空載運(yùn)行時折算到電動機(jī)上的運(yùn)行靜阻力矩初步估算制動輪和聯(lián)軸器的飛輪矩為：(GD2) +(GD2)Z=0.26kgm2機(jī)構(gòu)總飛輪矩： C(GD2)L=1.45(0.142+0.26)=0.466 kgm2滿載啟動時間：空載啟動時間： 由1表7-6查得，當(dāng)Vc=45m/min=0.75m/s時，tp推薦值為5.5S，tp(Q=Q)tp,故所選電動機(jī)能滿足快速啟動要求3.9.按啟動工況校核減速器功率起動狀況減速器的功率：式中： 為計(jì)算載荷m運(yùn)行機(jī)構(gòu)中，同一級傳動的減速器個數(shù)m=1所以減速器
30、 N中=2.8KWN所以減速器過載能力較強(qiáng)合適。3.10.驗(yàn)算不打滑的條件因室內(nèi)使用，故不計(jì)風(fēng)阻力及坡度阻力矩，只驗(yàn)算空載及滿載運(yùn)動時兩種工況，空載起時主動車輪與軌道接觸處的圓周切向力：式中：P1所有主動車輪輪壓之和P2所有從動車輪輪壓之和k、u、d、同運(yùn)行阻力計(jì)算中取值一樣車輪與軌道的摩擦力： F(Q=0) =P1f =20000.2=4000NMc=56.1N.m，飛輪矩，(GD2)2=0.09kg., 質(zhì)量GL=5.9Kg高速軸端制動輪：根據(jù)制動器為YWEs200/23 由文獻(xiàn)3，238附表16 選制功能直徑Dz=200 ，圓柱形軸孔d=35, L=80，飛輪矩(GD2) =0.2kg,
31、 質(zhì)量GD=10 kg以一聯(lián)軸器為制動輪飛輪矩之和：(GD2)2+(GD2)z=0.209 kg.與原估計(jì)0.26kg.基本相等，故以上計(jì)算不需修改3.13.選擇低速軸聯(lián)軸器低速軸聯(lián)軸器計(jì)算轉(zhuǎn)矩：可由前節(jié)的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Me，求出:由文獻(xiàn)3，242附表42，選用兩個GICLZ5鼓形齒輪聯(lián)軸器，主動端d1=60, L=85，從動端d1=65, L=85由前節(jié)已選定車輪直徑Dc=315 ，由文獻(xiàn)3，242附表19，350車輪組，取車輪安裝聯(lián)軸器處直徑d=65, L=85，同樣選兩個GICLZ5鼓形出輪聯(lián)軸器，主動端：d1=60, L=85，從主動端：d2=65, L=853.14.驗(yàn)算低速浮動軸強(qiáng)度(1
32、)疲勞驗(yàn)算：由文獻(xiàn)2運(yùn)行機(jī)構(gòu)疲勞計(jì)算其中載荷：式中： 電動機(jī)的轉(zhuǎn)速（r/min）由前節(jié)已選定浮動軸直徑d=60,其扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，式中：，i， 同前取值一樣浮動軸的載荷變化時稱循環(huán)，材料仍選用45鋼，由起升機(jī)構(gòu)高速浮動軸計(jì)算：得： 式中: 與起升機(jī)構(gòu)取值相同。，通過(2)驗(yàn)算強(qiáng)度：由文獻(xiàn)2運(yùn)行機(jī)構(gòu)工作最大載荷式中: 與 彈性振動力矩勁大系數(shù)，對突然起動機(jī)構(gòu)：=1.51.7，取=1.6，同前最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力： 許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力： 式中：同前面計(jì)算中取值一樣浮動軸直徑：d1=d+(510)=60+(510)=6570 取d=704.專題電動機(jī)選擇與探討電動機(jī)是把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的設(shè)備。在機(jī)械、冶金、石油、煤炭、
33、化學(xué)、航空、交通、農(nóng)業(yè)以及其他各種工業(yè)中，電動機(jī)被廣泛地應(yīng)用著。隨著工業(yè)自動化程度不斷提高，需要采用各種各樣的控制電機(jī)作為自動化系統(tǒng)的元件，人造衛(wèi)星的自動控制系統(tǒng)中，電機(jī)也是不可缺少的。此外在國防、文教、醫(yī)療及日常生活中(現(xiàn)代化的家電工業(yè)中)電動機(jī)也愈來愈廣泛地應(yīng)用起來。電動機(jī)也稱為“馬達(dá)”，利用電動機(jī)可以把發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的大量電能，應(yīng)用構(gòu)造和發(fā)電機(jī)基本上一樣，原理卻正好相反，電動機(jī)是通電于轉(zhuǎn)子線圈以引起運(yùn)動，而發(fā)電機(jī)則是借轉(zhuǎn)子在磁場中之運(yùn)動產(chǎn)生電流。為了獲得強(qiáng)大的磁場起見，不論電動機(jī)還是發(fā)電機(jī)，都以使用電磁鐵為宜。1.電動機(jī)因輸入的電流不同，可分為直流電動機(jī)與交流電動機(jī)： (1)直流電動機(jī)用直
34、流電流來轉(zhuǎn)動的電動機(jī)叫直流電動機(jī)。因磁場電路與電樞電路連結(jié)之方式不同，又可分為串激電動機(jī)、分激電動機(jī)、復(fù)激電動機(jī)；(2)交流電動機(jī)用交流電流來轉(zhuǎn)動的電動機(jī)叫交流電動機(jī)。種類較多，主要有：整流電動機(jī)使串激直流發(fā)電機(jī)，作交流電動機(jī)用，即成此種電動機(jī)，因交流電在磁場與電樞電路中，同時轉(zhuǎn)向，故力偶矩之方向恒保持不變，該機(jī)乃轉(zhuǎn)動不停。此種電動機(jī)因兼可使用交、直流，故又稱“通用電動機(jī)”。吸塵器、縫紉機(jī)及其他家用電器等多用此種電動機(jī)。同步電動機(jī)電樞自一極轉(zhuǎn)至次一極，恰與通入電流之轉(zhuǎn)向同周期的電動機(jī)。此種電動機(jī)不能自己開動，必須用另一電動機(jī)或特殊輔助繞線使到達(dá)適當(dāng)?shù)念l率后，始可接通交流電。倘若負(fù)載改變而使轉(zhuǎn)速
35、改變時，轉(zhuǎn)速即與交流電頻率不合，足使其步調(diào)紊亂，趨于停止或引起損壞。因限制多，故應(yīng)用不廣。感應(yīng)電動機(jī)置轉(zhuǎn)子于轉(zhuǎn)動磁場中，因渦電流的作用，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的裝置。轉(zhuǎn)動磁場并不是用機(jī)械方法造成的，而是以交流電通于數(shù)對電磁鐵中，使其磁極性質(zhì)循環(huán)改變，可看作為轉(zhuǎn)動磁場。通常多采用三相感應(yīng)電動機(jī)（具有三對磁極）。直流電動機(jī)的運(yùn)動恰與直流發(fā)電機(jī)相反，在發(fā)電機(jī)里，感生電流是由感生電動勢形成的，所以它們是同方向的。在電動機(jī)里電流是由外電源供給的感生電動勢的方向和電樞電流I方向相反。交流電動機(jī)中的感應(yīng)電動機(jī)，其強(qiáng)大的感應(yīng)電流（渦流）產(chǎn)生于轉(zhuǎn)動磁場中，轉(zhuǎn)子上的銅棒對磁力線的連續(xù)切割，依楞次定律，此感應(yīng)電流有反抗磁場與轉(zhuǎn)
36、子發(fā)生相對運(yùn)動的效應(yīng)，故轉(zhuǎn)子乃隨磁場而轉(zhuǎn)動。不過此轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動速度沒有磁場變換之速度高，否則磁力線將不能為銅棒所切割。 2.一般電動機(jī)主要由兩部分組成：固定部分稱為定子，旋轉(zhuǎn)部分稱為轉(zhuǎn)子。另外還有端蓋、風(fēng)扇、罩殼、機(jī)座、接線盒等。 定子的作用是用來產(chǎn)生磁場和作電動機(jī)的機(jī)械支撐。電動機(jī)的定子由定子鐵心、定子繞組和機(jī)座三部分組成。定子繞組鑲嵌在定子鐵心中，通過電流時產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，實(shí)現(xiàn)電能量轉(zhuǎn)換。機(jī)座的作用主要是固定和支撐定子鐵心。電動機(jī)運(yùn)行時，因內(nèi)部損耗而發(fā)生的熱量通過鐵心傳給機(jī)座，再由機(jī)座表面散發(fā)到周圍空氣中。為了增加散熱面積，一般電動機(jī)在機(jī)座外表面設(shè)計(jì)為散熱片狀。 電動機(jī)的轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞
37、組和轉(zhuǎn)軸組成。轉(zhuǎn)子鐵心也是作為電動機(jī)磁路的一部分。轉(zhuǎn)子繞組的作用是感應(yīng)電動勢，通過電流而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)軸是支撐轉(zhuǎn)子的重量，傳遞轉(zhuǎn)矩，輸出機(jī)械功率的主要部件。 直流電機(jī)是通電導(dǎo)體在磁場中受力的原理旋轉(zhuǎn)的.直流電機(jī)的旋轉(zhuǎn)是磁場不動.導(dǎo)體運(yùn)動。3.三相異步電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)原理 :當(dāng)向三項(xiàng)定子繞組中通過入對稱的三項(xiàng)交流電時，就產(chǎn)生了一個以同步轉(zhuǎn)速n1沿定子和轉(zhuǎn)子內(nèi)圓空間作順時針方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場。由于旋轉(zhuǎn)磁場以n1轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體開始時是靜止的，故轉(zhuǎn)子導(dǎo)體將切割定子旋轉(zhuǎn)磁場而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢（感應(yīng)電動勢的方向用右手定則判定）。由于導(dǎo)子導(dǎo)體兩端被短路環(huán)短接，在感應(yīng)電動勢的作用下，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中將產(chǎn)生與感應(yīng)電動
38、勢方向基本一致的感生電流。轉(zhuǎn)子的載流導(dǎo)體在定子磁場中受到電磁力的作用（力的方向用左手定則判定）。電磁力對轉(zhuǎn)子軸產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動轉(zhuǎn)子 沿著旋轉(zhuǎn)磁場方向旋轉(zhuǎn)。通過上述分析可以總結(jié)出電動機(jī)工作原理為：當(dāng)電動機(jī)的三項(xiàng)定子繞組（各相差120度電角度），通入三項(xiàng)交流電后，將產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場，該旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子繞組，從而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流（轉(zhuǎn)子繞組是閉合通路），載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在定子旋轉(zhuǎn)磁場作用下將產(chǎn)生電磁力，從而在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動電動機(jī)旋轉(zhuǎn)，并且電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場方向相同。4.單相交流電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)原理 :單相交流電動機(jī)只有一個繞組，轉(zhuǎn)子是鼠籠式的。 單相電不能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場.要使單相電
39、動機(jī)能自動旋轉(zhuǎn)起來，我們可在定子中加上一個起動繞組，起動繞組與主繞組在空間上相差90度，起動繞組要串接一個合適的電容，使得與主繞組的電流在相位上近似相差90度，即所謂的分相原理。這樣兩個在時間上相差90度的電流通入兩個在空間上相差90度的繞組，將會在空間上產(chǎn)生（兩相）旋轉(zhuǎn)磁場，在這個旋轉(zhuǎn)磁場作用下，轉(zhuǎn)子就能自動5.同步電動機(jī)是屬于交流電機(jī)，定子繞組與異步電動機(jī)相同。它的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度與定子繞組所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場的速度是一樣的，所以稱為同步電動機(jī)。正由于這樣，同步電動機(jī)的電流在相位上是超前于電壓的，即同步電動機(jī)是一個容性負(fù)載。為此，在很多時候，同步電動機(jī)是用以改進(jìn)供電系統(tǒng)的功率因素的。同步電動機(jī)在結(jié)
40、構(gòu)上大致有兩種：(1)轉(zhuǎn)子用直流電進(jìn)行勵磁。這種電動機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子做成顯極式的，安裝在磁極鐵芯上面的磁場線圈是相互串聯(lián)的，接成具有交替相反的極性，并有兩根引線連接到裝在軸上的兩只滑環(huán)上面。磁場線圈是由一只小型直流發(fā)電機(jī)或蓄電池來激勵，在大多數(shù)同步電動機(jī)中，直流發(fā)電機(jī)是裝在電動機(jī)軸上的，用以供應(yīng)轉(zhuǎn)子磁極線圈的勵磁電流。 由于這種同步電動機(jī)不能自動啟動，所以在轉(zhuǎn)子上還裝有鼠籠式繞組而作為電動機(jī)啟動之用。鼠籠繞組放在轉(zhuǎn)子的周圍，結(jié)構(gòu)與異步電動機(jī)相似。 當(dāng)在定子繞組通上三相交流電源時，電動機(jī)內(nèi)就產(chǎn)生了一個旋轉(zhuǎn)磁場，鼠籠繞組切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而使電動機(jī)旋轉(zhuǎn)起來。電動機(jī)旋轉(zhuǎn)之后，其速度慢慢增高到稍
41、低于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，此時轉(zhuǎn)子磁場線圈經(jīng)由直流電來激勵，使轉(zhuǎn)子上面形成一定的磁極，這些磁極就企圖跟蹤定子上的旋轉(zhuǎn)磁極，這樣就增加電動機(jī)轉(zhuǎn)子的速率直至與旋轉(zhuǎn)磁場同步旋轉(zhuǎn)為止。(2)轉(zhuǎn)子不需要勵磁的同步電機(jī)轉(zhuǎn)子不勵磁的同步電動機(jī)能夠運(yùn)用于單相電源上，也能運(yùn)用于多相電源上。這種電動機(jī)中，有一種的定子繞組與分相電動機(jī)或多相電動機(jī)的定子相似，同時有一個鼠籠轉(zhuǎn)子，而轉(zhuǎn)子的表面切成平面，。所以是屬于顯極轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子磁極是由一種磁化鋼做成的，而且能夠經(jīng)常保持磁性。鼠籠繞組是用來產(chǎn)生啟動轉(zhuǎn)矩的，而當(dāng)電動機(jī)旋轉(zhuǎn)到一定的轉(zhuǎn)速時，轉(zhuǎn)子顯極就跟住定子線圈的電流頻率而達(dá)到同步。顯極的極性是由定子感應(yīng)出來的，因此它的數(shù)目應(yīng)和定
42、子上極數(shù)相等，當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)到它應(yīng)有的速度時，鼠籠繞組就失去了作用，維持旋轉(zhuǎn)是靠著轉(zhuǎn)子與磁極跟住定子磁極，使之同步。綜上所訴，由于起重機(jī)的工作環(huán)境與工作條件的特殊性，為了滿足這些條件，使起重機(jī)能再工作中更好的發(fā)揮作用，在不浪費(fèi)功率的同時，能以最大的效率來進(jìn)行工作，同時不僅提高起重機(jī)的工作效率，更能使生產(chǎn)得到更高的保證，故，本設(shè)計(jì)應(yīng)該選擇三相異步交流電動機(jī)作為電動機(jī)。結(jié)論以上是本人對橋式起重機(jī)的設(shè)計(jì)及計(jì)算的全過程。在該設(shè)計(jì)中和計(jì)算過程中涉及、運(yùn)用了許多基礎(chǔ)及專業(yè)知識，如：起重運(yùn)輸機(jī)械，起重機(jī)課程設(shè)計(jì)，機(jī)械設(shè)計(jì)，機(jī)械原理，理論力學(xué)，材料力學(xué)等。并且通過文獻(xiàn)對起重機(jī)這部分也有了比較深的了解，擴(kuò)展了我的知
43、識面，提高了自己查閱資料，整理資料的能力。計(jì)算機(jī)繪圖和說明書使我對這些工作軟件有更加熟練的掌握、對今后的工作、學(xué)習(xí)有很大的幫助。但由于知識水平有限，在計(jì)算、設(shè)計(jì)及繪圖過程中不可避免地出現(xiàn)錯誤，請各位師長和專家們給予批評指正。致謝通過本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使握對四年所學(xué)的知識有了深刻的理解。同時，通過實(shí)習(xí)，親身體驗(yàn)到理論于實(shí)際相結(jié)合的重要性。在與同學(xué)的共同討論設(shè)計(jì)過程中懂得了“團(tuán)結(jié)就是力量“和“自力更生”更深層的內(nèi)涵。本設(shè)計(jì)在內(nèi)容上，雖然也對主要關(guān)鍵部分作了詳細(xì)分析及計(jì)算，但某些環(huán)節(jié)如超載限制器設(shè)計(jì)方面，由于種種原因，沒有對其加深研究，并不一定適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)的要求。但我們渴望達(dá)到一定精度。對于延長使用壽
44、命，減少成本有一定幫助。但在某種程度上依然存在著失陷，所以要不斷的學(xué)習(xí)，研究，才能提高，突破。該設(shè)計(jì)受到劉寶權(quán)，紀(jì)宏，寧曉霞，朱克剛等諸位師長的精心指導(dǎo)，才使該設(shè)計(jì)得以順利完成。在此表示衷心的感謝！ 編者：李鵬 二零零八年六月六日參考文獻(xiàn)1羅文新起重運(yùn)輸機(jī)械 冶金工業(yè)出版社 1991.122起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊機(jī)械工業(yè)出版社 1977.83起重機(jī)課程設(shè)計(jì)冶金工程出版社4機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(下)(第三版)冶金工業(yè)出版社 1994.45機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊國防工業(yè)出版社 1984.76機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(第二版)冶金工業(yè)出版社1981.5附錄Heat Transfer During the Rolling Process1 WORKPIECE TEMPE
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）10t橋式起重機(jī)小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
