5T橋式起重機大車運行機構設計.doc

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1、 畢 業(yè) 設 計（論 文）任 務 書 1．本畢業(yè)設計（論文）課題來源及應達到的目的： 本畢業(yè)設計課題來源于生產(chǎn)實踐。 其目的在于通過對起重機金屬結構的設計，對大學期間所學起重專業(yè)課程以及專業(yè)基礎課程能更好的融會貫通，能較為熟練的掌握起重機械設計的基本思路及其在設計過課程中處理問題的基本辦法，從而培養(yǎng)學生的動手能力，設計能力以及處理相關問題的能力。為學生畢業(yè)后更好地從事該專業(yè)相關工作打下堅實的基礎；通過本次設計也更好的培養(yǎng)學生團結互助的團隊精神。 2．本畢業(yè)設計（論文）課題任務的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術要求、工作要求等）： 一、設計原始數(shù)據(jù)： 1、 起升高度10m、起重量

2、16t、跨度31.5m ； 2、 小車運行速度45m/min、大車運行速度85m/min、起升速度14m/min； 3、 工作級別M5、接電持續(xù)率25%； 4、 工作環(huán)境：室內(nèi)。 二、設計任務： 1、主梁、端梁設計計算；2、焊接計算；3、裝配圖。 三、工作要求： 1、畢業(yè)設計說明書一份； 2、圖紙。 （1）主梁、端梁結構圖；（2）大車運行機構裝配圖 2、 大車運行機構的設計計算 （1） 確定傳動機構方案 跨度為31.5m 為減輕重量，決定采用圖（8）采用分別驅動 （2） 選擇車輪與軌道，并驗算其強度 按照圖（9）的

3、重量分布，計算大車車輪的最大輪壓和最小輪壓 滿載時最大輪壓 空載時最小輪壓 車輪踏面疲勞強度計算載荷 車輪材料：采用ZG 340-640(調質) 由[5]附表18選取車輪直徑 ，有[1] 查得軌道型號P38(鐵路軌道)或QU70(起重機專用軌道) 按車輪直徑與軌道為點接觸或線接觸兩種情況來驗算車輪的接觸強度 點接觸局部擠壓強度驗算 式中---- 許用點接觸應力常數(shù) （），由[1]表5-2取 R---- 曲率半徑，由車輪和軌道兩者的曲率半徑中取較大者，取QU70的軌道曲率半徑R= 400mm m---- 由軌頂和車輪的曲率半徑之比（）所確定的系數(shù),由[1] 表

4、5-5查得 m= 0.46 ---- 轉速系數(shù)，由[1]表5-3查得，車輪轉速時， ---- 工作系數(shù)，由[1]表5-4查得級別時， 故 故驗算通過 線接觸局部擠壓強度驗算 式中 ----許用線接觸應力常數(shù)（）由[1]表5-2查得 ---- 車輪與軌道的有效接觸長度，P38軌道的，而QU70軌道的，按后者計算 ---- 車輪直徑（mm） ---- 同上 故驗算通過 （3） 運行阻力計算 摩擦總阻力矩 由[3]查得車輪的軸承型號為7520，軸承內(nèi)徑和外徑的平均值為，由[1]表7-1～7-3查得滾動摩擦系數(shù) k = 0.0006 軸承

5、摩擦系數(shù) μ=0.02 附加阻力系數(shù) =1.5 代入上式計算得 當滿載時的運行阻力矩 運行摩擦阻力 當空載時 （4） 選擇電動機 電動機靜功率 式中 滿載運行時靜阻力 m=2 ----驅動電動機臺數(shù) 機構傳動效率 初選電動機功率 式中 ---- 電動機功率增大系數(shù)，由[1]表7-6得，由[5]附表30選電動機,轉子飛輪矩 電動機質量65kg （5） 驗算電動機發(fā)熱條件 等效功率 式中---- 工作級別系數(shù)，由[1]查得當JC=25%時， r---- 由[1

6、]按起重機工作場所得查得r = 1.3 因為 故初選電動機發(fā)熱通過。 （6） 選擇減速器 車輪轉速 機構傳動比 查[5]附表35選用兩臺ZQ-350-V-1Z減速器，（當輸入轉速為1000r/min時）?？梢? （7） 驗算運行速度和實際所需功率 實際運行速度 誤差 實際所需的電動機靜功率 由于故所選電動機和減速器均合適 （8） 驗算啟動時間 啟動時間 式中 m = 2 ----JC25%時電動機的額定扭矩 滿載運行時的靜阻力矩 空載運行時的靜阻力矩 初步估算高速軸上聯(lián)軸器的飛輪矩 機構總飛輪矩（高速軸） 滿載起動時間

7、 空載起動時間 由[2]知起動時間允許范圍（8～10s）之內(nèi)，故合適 （9） 起動工況下校核減速器功率 起動工況下減速器傳動功率 式中 ----運行機構中同一級傳動中減速器的個數(shù)， 因此 所選用減速器的，所以合適。 （10） 驗算起動不打滑條件 由于起重機在室內(nèi)使用，故坡度阻力及風阻力均不予考慮，以下按三種工況進行驗算 1> 兩臺電動機空載時同時起動 式中----主動輪輪壓之和 ----從動輪輪壓之和 f=0.2 ----室內(nèi)工作的黏著系數(shù) ----防止打滑的安全系數(shù) 故故兩臺電動機空載起動不會打滑。 2> 事故狀態(tài)：

8、當只有一臺驅動裝置工作時，而空載小車位于工作著的驅動裝置側時，則 式中----工作的主動輪輪壓 ----非主動輪輪壓之和 ----一臺電動機工作時的空載起動時間 故不會打滑 3> 事故狀態(tài)：只有一臺驅動裝置工作時，而空載小車遠離工作著的驅動裝置這一側時： 故也不會打滑 （11） 選擇制動器 由[1]取制動時間 按空載計算制動力矩，即Q=0代入[1]的公式7-16 式中 ----軌道坡度阻力 m=2----制動器臺數(shù) 故 現(xiàn)選用兩臺制動器，查[5]查附表15得其額定制動力矩 為避免打滑，使用時應將制動

9、力矩調至以下。考慮所選用的制動時間，在驗算起動不打滑條件時已知是足夠安全的，故制動不打滑驗算從略。 （12） 選擇聯(lián)軸器 根據(jù)機構傳動方案，每套機構的高速軸和低速軸都采用浮動軸 1> 機構高速軸上的計算扭矩 式中----聯(lián)軸器的等效力矩 ----等效系數(shù)，見[5]表2-7取 由[5]附表31查得電動機，軸端為圓柱形，由[5]附表34查得減速器的高速軸端為圓錐形，故在靠近電動機端從[5]附表44中選取兩個帶制動輪的半齒聯(lián)軸器S196（靠電動機一側為圓柱形孔，浮動軸端d = 40mm），，，重量G = 15kg ，在靠減速器端，由[5]附表43選用兩個半齒輪聯(lián)軸器S193（

10、靠減速器端為圓錐形，浮動軸直徑為d = 40 mm），其中 ，重量G = 8.36 kg 高速軸上轉動零件的飛輪矩之和為 與原估算的飛輪矩基本相等，故有關計算省略。 2> 低速軸計算扭矩 由[5]附表34查得ZQ-350減速器低速軸端為圓柱形，由[5]附表19查得的主動輪的伸出軸端為圓柱形，。 故從[5]附表42中選取4個聯(lián)軸器節(jié)： 其中兩個為：（靠近減速器端） 另兩個為：（靠近車輪端） 所選的重量G = 25.5 kg（在聯(lián)軸器型號標記中，分子均為表示浮動軸端直徑）。 （13） 浮動軸的驗算 1> 疲勞驗算 低速浮動軸的等效扭矩

11、 式中----等效系數(shù)，由[5]表2-6查得 由前面已取浮動軸直徑d = 60 mm,故其扭轉應力為 由于浮動軸載荷變化為對稱循環(huán)（因為浮動軸在運行過程中正反轉之扭矩相同），所以許用扭轉應力為 式中材料用45號鋼，取 ，所以 k ---- 考慮零件幾何形狀的、表面狀況的應力集中系數(shù)，由[5]第二章第五節(jié)及[2]第四章查得，----安全系數(shù)，由[5]表2-18查得。 因為，故驗算通過。 2> 靜強度驗算 計算靜強度扭矩 式中----動力系數(shù)，由[5]表2-5查得 扭轉應力 許用扭轉剪應力 故驗算通過。 高速軸所受的扭矩要比低速軸?。ǘ呦嗖畋叮?，但強度還是足夠的，故此處略去高速軸的驗算。