機(jī)械畢業(yè)設(shè)計（論文）-10T橋式起重機(jī)小車運行機(jī)構(gòu)設(shè)計【全套圖紙】

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1、編編 號號 無錫太湖學(xué)院 畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計計（論論文文） 題目：題目：十噸位橋式起重機(jī)小車運行機(jī)構(gòu)設(shè) 計 信機(jī) 系系 模具設(shè)計與制造 專專 業(yè)業(yè) 全全 套套 圖圖 紙紙 ， 加加1 5 3 8 9 3 7 0 6 II 學(xué) 號： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： （職稱：講 師 ） （職稱： ） 2013 年 5 月 25 日 無錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）無錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 誠誠 信信 承承 諾諾 書書 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文） 十噸位橋式 起重機(jī)小車運行機(jī)構(gòu)設(shè)計是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進(jìn)行研究 所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計（論文）中特別加以標(biāo) 注引用，表示致謝的內(nèi)容

2、外，本畢業(yè)設(shè)計（論文）不包含任何 其他個人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。 班 級： 機(jī)械 96 學(xué) 號： 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日 十噸位橋式起重機(jī)小車運行機(jī)構(gòu)設(shè)計 I 無無錫錫太太湖湖學(xué)學(xué)院院 信信機(jī)機(jī) 系系 模模具具設(shè)設(shè)計計與與制制造造 專專業(yè)業(yè) 畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計計論論 文文 任任 務(wù)務(wù) 書書 一、題目及專題：一、題目及專題： 題目 十噸位橋式起重機(jī)小車運行機(jī)構(gòu)設(shè)計 、專題 二、課題來源及選題依據(jù)二、課題來源及選題依據(jù) 本設(shè)計為橋式起重機(jī)的小車運行機(jī)構(gòu)部分，起重小車是沿著小車軌道橫 向行駛，吊鉤則做升降運動。它的工作范圍是其行駛地段的長方體空間，因此 適合一般車間的工

3、作形式。該小車有四個行走輪，布置各零部件時，應(yīng)使機(jī)構(gòu) 總重心能接近小車架的縱向中心線，以便能最后比較均勻的小車輪壓。 三、本設(shè)計（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求：三、本設(shè)計（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求： 熟悉起重機(jī)械的發(fā)展歷程，特別是近十幾年來國內(nèi)外的發(fā)展形勢； 熟練掌握橋式起重機(jī)的原理； 熟練掌握橋式起重機(jī)小車的運行過程和原理； 熟練使用 CAD 繪圖的用戶界面工具。 四、接受任務(wù)學(xué)生：四、接受任務(wù)學(xué)生： 機(jī)械 96 班班 姓名姓名 五、開始及完成日期：五、開始及完成日期： 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 II 自自 2012 年年 11 月月 12 日日 至至 2013 年年 5 月月 25 日日 六、

4、設(shè)計（論文）指導(dǎo)（或顧問）：六、設(shè)計（論文）指導(dǎo)（或顧問）： 指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師 簽名簽名 簽名簽名 簽名簽名 教教研研室室主主任任 學(xué)科組組長研究所所長學(xué)科組組長研究所所長 簽名簽名 系主任系主任 簽名簽名 2012 年年 11 月月 12 日日 十噸位橋式起重機(jī)小車運行機(jī)構(gòu)設(shè)計 III 摘要 隨著社會經(jīng)濟(jì)和科學(xué)研究的不斷發(fā)展，市場競爭日益激烈，因此各起重機(jī)生產(chǎn)企業(yè) 都迫切想要改進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)，提高生產(chǎn)效率，制造行業(yè)中對橋式起重機(jī)的要求越來越高， 性能也越來越全面。 本設(shè)計為橋式起重機(jī)的小車運行機(jī)構(gòu)部分，起重小車是沿著小車軌道橫向行駛，吊 鉤則做升降運動。它的工作范圍是其行駛地段的長方體空間，因此

5、適合一般車間的工作 形式。該小車有四個行走輪，布置各零部件時，應(yīng)使機(jī)構(gòu)總重心能接近小車架的縱向中 心線，以便能最后比較均勻的小車輪壓。 首先，確定了小車運行機(jī)構(gòu)的傳動方案為閉式齒輪傳動，電動機(jī)與減速減速器直接 連接，減速器在在小車中間的運行機(jī)構(gòu)；其次：通過對小車運行機(jī)構(gòu)部分的總體設(shè)計計 算，以及電動機(jī)、聯(lián)軸器、緩沖器、制動器等的計算和選用；運行機(jī)構(gòu)的減速器的設(shè)計 計算和零件的校核計算及結(jié)構(gòu)設(shè)計，完成了小車運行機(jī)構(gòu)這一重要機(jī)構(gòu)機(jī)械部分的設(shè)計。 通過這一系列的設(shè)計，滿足了起重量達(dá)到 10T 的要求，并且小車運行機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，拆 裝方便，易于維修。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：起重小車，運行機(jī)構(gòu)，減速器，設(shè)計 無

6、錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 IV Abstract With the continuous development of social economy and scientific research, the market increasingly competitive, so every crane production enterprise urgently want to improve production technology, improve production efficiency, manufacturing industry requirement for bridge cr

7、ane is more and more high, performance is becoming more and more comprehensive. This design for the trolley traveling mechanism part of the bridge crane, lifting trolley along the transverse moving trolley track, lifting hook, do sports. Its scope of work is the driving section of cuboid space, thus

8、 is suitable for general workshop of the work of the form. Walk the car has four wheels, decorate parts, should be can make organizations center of gravity is close to the car frame longitudinal centerline, small wheel pressure so that can last more evenly. First of all, determine the scheme of clos

9、ed gear drive transmission trolley traveling mechanism, motor and reducer reducer connected directly, the reducer in the small car in the middle of the operation mechanism; Second: the car running part of the overall organization design and calculation, as well as the motor, coupling, shock absorber

10、, brake, etc. The calculation and selection of; Operation of reducer design calculation and check calculation and structure design of the parts, completed the car running mechanism is an important mechanical part design. Through this series of design, meet the requirements of the lifting weight reac

11、hed 10 t, and the car running mechanism has simple structure, easy tear open outfit, easy to maintenance. Key words: lifting the car, run institutions, reducer, design 十噸位橋式起重機(jī)小車運行機(jī)構(gòu)設(shè)計 V 目錄目錄 摘要.III Abstract .IV 目錄 V 1. 緒論1 1.1 序言1 1.2 行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r.1 1.3 起重機(jī)電氣控制技術(shù)未來的發(fā)展趨勢.2 2 橋式起重機(jī)的介紹.3 2.1 橋式起重機(jī)的組成和特點.3 2

12、.1.1 起重機(jī)械的組成.3 2.2 國內(nèi)外橋式起重機(jī)的發(fā)展趨勢.3 2.2.1 國內(nèi)橋式起重機(jī)的發(fā)展趨勢3 2.2.2 國外橋式起重機(jī)的發(fā)展趨勢.4 2.3 橋式起重機(jī)小車.6 2.3.1 橋式起重機(jī)小車運行機(jī)構(gòu).9 3 小車運行機(jī)構(gòu)設(shè)計.10 3.1 設(shè)計小車的基本原則和要求.10 3.2 小車運行機(jī)構(gòu)傳動方案.10 3.2.1 帶有開式齒輪傳動的方案（圖 3.1）11 3.2.2 全部為閉式齒輪的傳動方案11 3.3 選擇車輪與軌道并驗算其強(qiáng)度.13 3.3.1 疲勞計算.14 3.3.2 強(qiáng)度校合.15 3.4 運行阻力的計算.15 3.5 電動機(jī)的選用.16 3.5.1 電動機(jī)選用.

13、16 3.5.2 驗算電動機(jī)發(fā)熱條件.16 3.6 減速器的計算與設(shè)計.16 3.6.1 減速器設(shè)計.16 3.6.2 減速器各軸的傳遞功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩.17 3.6.3 高速級齒輪的計算.18 3.6.4 中速級齒輪的計算.21 3.6.5 低速級齒輪的計算.24 3.6.6 齒輪的結(jié)構(gòu)形式.28 3.6.7 減速器箱體及其附件.28 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 VI 3.6.8 減速器附件設(shè)計28 3.7 運行速度和實際所需功率.29 3.7.1 實際運行速度.29 3.7.2 實際所需等效功率.29 3.8 驗算起動條件.29 3.9 按起動工況校核減速器功率.30 3.10 起動不打滑條

14、件.30 3.11 制動輪的計算.31 3.12 高速軸聯(lián)軸器及制動器.32 3.13 低速軸聯(lián)軸器的選用.32 3.14 驗算低速浮動軸強(qiáng)度.33 3.14.1 疲勞驗算.33 3.14.2 靜強(qiáng)度計算.33 4 小車架的設(shè)計.35 4.1 確定小車架的型式.35 4.2 確定小車架的結(jié)構(gòu).35 4.3 箱形梁的校核.36 4.3.1 橫梁的強(qiáng)度計算.36 4.3.2 縱梁的扭轉(zhuǎn)計算.38 5 總結(jié)與不足.40 致 謝41 參考文獻(xiàn).42 十噸位橋式起重機(jī)小車運行機(jī)構(gòu)設(shè)計 1 1. 緒論緒論 1.1 序言序言 10T 橋式起重機(jī)有如下的優(yōu)點：起重機(jī)工作時，各機(jī)構(gòu)經(jīng)常是處于起動、制動以 及正向

15、、反向等相互交替的工作狀態(tài)之中。提升機(jī)構(gòu)的工作效率高，負(fù)載能力強(qiáng)。 運行機(jī)構(gòu)工作平穩(wěn)，選用信息控制技術(shù)，提高了控制性能。 1.2 行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r 行業(yè)市場狀況：改革開放20 多年來，國家基礎(chǔ)建設(shè)蓬勃發(fā)展，國民經(jīng)濟(jì)突飛猛進(jìn)， 國內(nèi)起重機(jī)械的需求提升，由此推動了起重機(jī)械的發(fā)展。工程起重機(jī)行業(yè)也同其它起重 機(jī)械一樣得到長足的發(fā)展。目前從行業(yè)來看，2003年13家企業(yè)報表中1-6月份銷售量4600 臺，比去年同期增長50%以上，估計全年將超過8000臺市場規(guī)模，各個企業(yè)都有不同程度 的增長。我們分析了起重機(jī)歷年來的銷售記錄，發(fā)現(xiàn)了四個十分明顯的特點：第一，市 場規(guī)模跟地域有顯著的關(guān)系：持續(xù)熱

16、銷的都是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)，購買力相對較弱的是落 后地區(qū)；二是中大噸位產(chǎn)品銷量增長迅速，16噸以上的相關(guān)產(chǎn)品皆有較大幅度增長；三 是行業(yè)發(fā)展與國家投資政策有很大的關(guān)聯(lián)，周期性變化明顯受到國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響； 四是用戶的分散和不確定性，據(jù)統(tǒng)計，目前70%以上的用戶是私人用戶，還有不斷增長的 趨勢。 由此預(yù)見，在2002年起重機(jī)械重大發(fā)展的基礎(chǔ)上，又要取得突破性的發(fā)展，更加體 現(xiàn)出國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的強(qiáng)大潛力和動力。伴隨著國家調(diào)控發(fā)展戰(zhàn)略，各項措施的落實，以 及全民發(fā)展奔“小康”的強(qiáng)烈愿望，經(jīng)濟(jì)建設(shè)走上快速健康的發(fā)展路線，起重機(jī)及其配套行 業(yè)，經(jīng)歷了市場競爭的洗禮，也必將擺脫徘徊不前的局面，進(jìn)入快速穩(wěn)步發(fā)展

17、的新時期。 我國工程起重機(jī)行業(yè)面對新一輪挑戰(zhàn)。我國工程起重機(jī)市場趨勢與對策分析：工程起重 機(jī)行業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢。國內(nèi)起重機(jī)械產(chǎn)品近十年來隨著技術(shù)的引進(jìn)、消化、吸收，有了 長足的進(jìn)步，產(chǎn)品性能、可靠性、外觀都有較大幅度的提高，但同國外起重機(jī)械比較來 看，還存在較大差距。就工程起重機(jī)而言，今后的發(fā)展主要表現(xiàn)為：整機(jī)性能，由于新 技術(shù)和新型材料的廣泛使用，同種型號的產(chǎn)品，整機(jī)重量減輕21%左右。伴隨著結(jié)構(gòu)分析 的應(yīng)用和先進(jìn)設(shè)備的應(yīng)用，起重機(jī)的結(jié)構(gòu)形式更為合理；性能高、可靠性強(qiáng)的配套件， 選擇性廣、適應(yīng)性強(qiáng)，充分發(fā)揮其性能；智能控制顯示系統(tǒng)和電液比例控制系統(tǒng)的廣泛 應(yīng)用；操作更加便捷、安全、舒適，保護(hù)裝

18、置更完善；向起重量大、起升幅度、高度更 大的大噸位方向發(fā)展。加入WTO后，雖然國內(nèi)起重機(jī)械市場(特別是配套件)受到了巨大沖 擊，但同時也帶來了新技術(shù)的應(yīng)用，使國內(nèi)生產(chǎn)主機(jī)和配套件的企業(yè)更清晰認(rèn)識到和國 外的差距，了解了更多國產(chǎn)機(jī)存在的致命問題，定將引領(lǐng)主機(jī)和配套件企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新 和進(jìn)步。 大連起重機(jī)廠和其他競爭廠家一樣，計劃用3-5年時間進(jìn)行產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新和更新?lián)Q代， 緊隨世界新技術(shù)的步伐，將自身的發(fā)展與帶動起重機(jī)械行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步放在同等位置上， 努力追尋把起重機(jī)行業(yè)從低價格惡性競爭的狀態(tài)，帶回高技術(shù)含量、高附加值的良性品 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 牌競爭的新時代，由此帶動配套行業(yè)的健康穩(wěn)定

19、發(fā)展。 1.3 起重機(jī)電氣控制技術(shù)未來的發(fā)展趨勢起重機(jī)電氣控制技術(shù)未來的發(fā)展趨勢 國外起重機(jī)配套件的發(fā)展趨勢以及應(yīng)用情況分析：外國起重機(jī)從整體行業(yè)情況分析， 領(lǐng)先我國10到20 年(不同類型產(chǎn)品有所不同)。伴隨國外經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度日趨穩(wěn)定，工程起 重機(jī)向高性能、高智能、更靈活、適應(yīng)性更強(qiáng)、多功能方向發(fā)展。30t以下的起重機(jī)基本 上不再生產(chǎn)，其產(chǎn)品向著附加值高和大噸位方向發(fā)展，例如利勃海爾公司的汽車起重機(jī) 已經(jīng)退出市場競爭，目前市場上地面起重機(jī)占據(jù)主導(dǎo)地位，其最小噸位是32t，而70t和 150t是主導(dǎo)產(chǎn)品；多田野公司的汽車起重機(jī)只占19%，其主導(dǎo)產(chǎn)品是輪胎起重機(jī)和地面起 重機(jī)，最小噸位15t。因此

20、行業(yè)配套也與國內(nèi)有很多不同：下車大多由300kW以上的大功 率柴油發(fā)動機(jī)，與之配套的是自動換檔變速箱和液力變矩器、12噸級轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋及越野 輪胎；上車選用高強(qiáng)度的材料和大扭矩的起升機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)支承；液壓系統(tǒng)選用變量泵、 變量馬達(dá)、電磁換向先導(dǎo)閥及主閥、懸掛系統(tǒng)閥、平衡閥、液壓鎖、液壓缸及管路標(biāo)準(zhǔn) 配套件；智能控制系統(tǒng)選用力限器顯示控制、記憶通訊及單缸順序伸縮自動控制。由于 國外起重機(jī)械起步較早，形成了比較成熟的配套件體系。如力士樂的泵馬達(dá)、閥、起升、 回轉(zhuǎn)、行走機(jī)構(gòu)；哈威的主閥、先導(dǎo)閥、平衡閥；凱斯蘭的橋；ZF的變速箱、分動箱； 貝林格的主閥、先導(dǎo)閥、平衡閥；PAT的力限器等等。 十噸位橋式起重

21、機(jī)小車運行機(jī)構(gòu)設(shè)計 3 2 橋式起重機(jī)的介紹橋式起重機(jī)的介紹 2.1 橋式起重機(jī)的組成和特點橋式起重機(jī)的組成和特點 橋架型起重機(jī)指的是：取物裝置懸掛在可沿橋架運行的運行式葫蘆上或起重小車上 的起重機(jī)， 。 橋式起重機(jī)則是兩端橋架（借由運行裝置）直接支撐在高架軌道上的橋架型起重機(jī)。 裝有大車運行機(jī)構(gòu)的橋架、裝有小車運行機(jī)構(gòu)和起升機(jī)構(gòu)的起重小車、司機(jī)室、電 氣設(shè)備幾個大部分組成了一半的橋式起重機(jī)。外形像一個兩端支撐在平行的兩條架空軌 道上平移運行的單跨平板橋。起升機(jī)構(gòu)用來垂直升降物品，起重小車用來帶著載荷作橫 向運動；橋架和大車運行機(jī)構(gòu)用來將起重小車和物品作縱向移動。 橋式起重機(jī)是目前使用最廣泛、

22、數(shù)量最大的一種軌道運行式起重機(jī)，其額定起重量 從幾噸到幾百噸不等。最基礎(chǔ)的是通用吊鉤橋式起重機(jī)，其他形式的橋式起重機(jī)幾乎都 是在通用吊鉤橋式的基礎(chǔ)上衍生出來的。 2.1.1 起重機(jī)械的組成起重機(jī)械的組成 工作機(jī)構(gòu)，它是起重機(jī)械的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)物品裝卸、轉(zhuǎn)載、安裝等作業(yè)要求（使被 吊運的物品獲得一定的升降和水平位移） 。起重機(jī)械上常用的工作機(jī)構(gòu)，即所謂起重機(jī)械 的四大構(gòu)件是起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、運行機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。此外，應(yīng)對某些特殊的使用 要求還設(shè)有放倒機(jī)構(gòu)，伸縮機(jī)構(gòu)，夾鉗機(jī)構(gòu)等。在所有機(jī)構(gòu)中，起升機(jī)構(gòu)是起重機(jī)械的 基本工作機(jī)構(gòu)，它實現(xiàn)了物品的垂直升降，其它機(jī)構(gòu)則是輔助的工作機(jī)構(gòu)，協(xié)調(diào)配合起 升機(jī)

23、構(gòu)工作。輔助的工作機(jī)構(gòu)是任何一種起重機(jī)械都不可缺少的。金屬結(jié)構(gòu)是起重機(jī)械 的骨架，它決定了起重機(jī)械的結(jié)構(gòu)和造型，用來支撐工作機(jī)構(gòu)、物品的重力、系統(tǒng)自身 重力以及外部載荷等等，并且將這些重力和載荷傳遞給起重機(jī)械的支撐基礎(chǔ)。動力設(shè)備 則為起重機(jī)械提供工作動力、控制、照明和聯(lián)絡(luò)等。 2.2 國內(nèi)外橋式起重機(jī)的發(fā)展趨勢國內(nèi)外橋式起重機(jī)的發(fā)展趨勢 2.2.1 國內(nèi)橋式起重機(jī)的發(fā)展趨勢國內(nèi)橋式起重機(jī)的發(fā)展趨勢 現(xiàn)如今國內(nèi)橋式起重機(jī)的發(fā)展已經(jīng)發(fā)生了重大的變革，且向國際化并軌。 1.改進(jìn)起重機(jī)械的結(jié)構(gòu)，減輕自身重力 國內(nèi)起重機(jī)多選用計算機(jī)優(yōu)化設(shè)計，由此提高整機(jī)的技術(shù)性能并且減輕自重，在此 前提下盡力選用 10

24、50t 普通橋式起重機(jī)中所選用的半偏軌主梁結(jié)構(gòu)，與正軌箱型梁相比， 可以取消短加筋板，減少或取消主梁中的小加筋板，減輕結(jié)構(gòu)的重量，節(jié)省加工時間。 目前在國家計劃中提出的橋架使用四根分體式的不等高結(jié)構(gòu)，使其與通用橋式起重機(jī)在 同樣的起升高度下，令廠房內(nèi)的牛腿標(biāo)高下降 1.5 米；兩根主梁的端部放置于端梁之上， 使用高強(qiáng)度的螺栓鏈接；車輪踏面的高度下降，從而使廠房牛腿標(biāo)高降低。在垂直的輪 壓作用下，立柱的理論高度下降，使廠房基本建設(shè)費用減少，增加了使用壽命。 2.充分引進(jìn)國外新技術(shù) 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 起重機(jī)小車運行機(jī)構(gòu)選用了德國 Demag 公司的“三合一”驅(qū)動裝置，懸掛于端梁的 內(nèi)側(cè)

25、，不受主梁下?lián)虾驼饎拥挠绊?，從而提高運行機(jī)構(gòu)性能和使用壽命，使得結(jié)構(gòu)緊湊、 外形美觀，安裝維修更加方便。伴隨著國內(nèi)機(jī)械加工水平的提高，大車端梁和小車架整 體鏜孔的實現(xiàn)有了可能，45 度剖分的車輪組或圓柱形的軸承箱即將代替角形軸承箱，安 裝在車輪上的車輪軸孔中心線與端梁中心線呈標(biāo)準(zhǔn) 90 度，車輪的水平和垂直偏斜嚴(yán)格控 制在規(guī)定范圍內(nèi)，防止發(fā)生啃軌現(xiàn)象。由于小車架為焊后一次鏜孔成形，四個車輪孔的 中心線在同一平面內(nèi)，因此成功的解決了三點落地問題。 起升機(jī)構(gòu)選用中硬齒面或硬齒面的減速器，齒輪精度達(dá)到 7 級，齒面硬度達(dá)到 320HB，因而提供了承載能力，延長了使用壽命。 電氣控制方面引進(jìn)了國外的新

26、技術(shù)，選用了全新的節(jié)能調(diào)速系統(tǒng)。如晶閘管閉環(huán)系 統(tǒng)或串級開環(huán)，調(diào)整比例可以達(dá)到 1:30。對調(diào)速要求的不斷提高，起重機(jī)上也將采用變 頻調(diào)速系統(tǒng)。同時，微機(jī)調(diào)控也將應(yīng)用在起重機(jī)上，如某水電站 600t 頂門市起重機(jī)要使 用微機(jī)自動糾偏和變頻調(diào)速系統(tǒng)，以及大揚程的高精度微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。遙控型起重機(jī)隨 生產(chǎn)發(fā)展也在增大需求量，寶鋼在考察了國外鋼廠的起重機(jī)之后，建議大力發(fā)展遙控起 重機(jī)，以提高勞動安全性、減少勞動力。 3.向大型化發(fā)展 由于國家重視能源工業(yè)和對其資助，新建了很多大中型的水電站，發(fā)電機(jī)組瑜伽龐 大。特別是大型水利工程的建設(shè)使得大型起重機(jī)的需要量快速上升。三峽工程主廠房左 岸電站配備了兩臺

27、1200/125T 橋式起重機(jī)，并且安裝了 2000t 的塔式起重機(jī)。 目前在建設(shè)中的大、中型的水電站還有很多，例如廣西巖灘、清江隔河巖、福建水 口電站等等；還有很多核電站和大、中型火力發(fā)電廠需要建設(shè)，由此可見，大噸位性能 起重機(jī)的需要量是非常大的?？v觀國內(nèi)外起重機(jī)發(fā)展的動態(tài)，行業(yè)前景廣闊。 2.2.2 國外橋式起重機(jī)的發(fā)展趨勢國外橋式起重機(jī)的發(fā)展趨勢 目前國外橋式起重機(jī)的技術(shù)已經(jīng)成熟，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展正逐步走向完善。 1.簡化設(shè)備結(jié)構(gòu)，減輕自重，降低生產(chǎn)成本 Kone 公司為一家火力發(fā)電廠生產(chǎn)的起重機(jī)是一個典型案例。其中起升機(jī)構(gòu)的減速器 外殼減速器與相連卷筒一端與小車架的一端梁合而為一，另

28、一端則支撐在小車架的另一 端梁上。卷筒與定滑輪組連成一體，節(jié)省了支撐定滑輪組的承梁，小車架的整體結(jié)構(gòu)得 到簡化。小車運行機(jī)構(gòu)選用“三合一”的驅(qū)動裝置，即減輕小車架和小車的自重。電動葫蘆 置于一臺車上作為副起升機(jī)構(gòu)，主起升小車牽引。減輕小車自重使得起重機(jī)主梁的橫截 面亦隨之減小，整體自重大幅減輕。國內(nèi)自主生產(chǎn)的 70/20T、31.5m 跨度起重機(jī)重達(dá) 94t，而 Kone 公司生產(chǎn)的 80/20T、29.4m 跨度的起重機(jī)卻只有 60t。Patain 公司起重機(jī)的 小車運行機(jī)構(gòu)采用三合一驅(qū)動裝置，結(jié)構(gòu)緊湊，自重輕，總體布置簡化。此外，因為運 起重機(jī)走臺與行機(jī)構(gòu)沒有聯(lián)系，走臺的震動影響不了傳動機(jī)

29、構(gòu)。 2.更新零部件，提高整機(jī)性能 法國 Patain 公司窄偏軌箱型梁作主梁，其高、寬比為 43.5 左右，大筋板間距為梁高 的 2 倍，不用小筋板。主梁與端梁的連接選用塔接方式，使垂直力直接作用于端梁上蓋 板，由此可降低端梁的高度，便于運輸。 十噸位橋式起重機(jī)小車運行機(jī)構(gòu)設(shè)計 5 在電控系統(tǒng)上該公司選用渦流聯(lián)軸器和渦流制動器多電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，可實現(xiàn)有載及 空載的有極或無極調(diào)速，其工作原理如圖 2.1 所示。 圖 2.1 渦流離合器調(diào)速原理圖 1 起升電機(jī) 2 渦流離合器 3 減速器 4 卷筒 5 制動器 6 控制屏 變頻調(diào)速在國外起重機(jī)上已開始應(yīng)用，AB 公司、富士康、伊林公司已廣泛選用。該

30、 調(diào)速方案具有調(diào)速比高，乃至達(dá)到無極調(diào)速，并可以節(jié)能等優(yōu)點。此外，在國外也已普 遍化將遙控裝置用于起重機(jī)，尤其是廣泛使用的在大型煉鋼廠使用。 3.設(shè)備的大型化 世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，使得起重機(jī)械的重量和體積越來越趨于大型化，吊運幅度和 起重也有增大，為了節(jié)約生產(chǎn)和使用成本，其服務(wù)范圍和使用場所也隨之增加。例如裕 廊船廠要求岸邊修船的門座起重機(jī)能服務(wù)兩條并排的大油輪，吊運幅度是 105 米，而且 在 70 米幅度時能起吊 100t；我國三峽工程中對調(diào)速要求很高使用的 1200t 橋式起重機(jī)， 為 3 維坐標(biāo)和動態(tài)控制。 4.聯(lián)合應(yīng)用機(jī)械化運輸系統(tǒng) 一些外國公司為了提高生產(chǎn)率、節(jié)省生產(chǎn)成本、起重運輸

31、機(jī)械的有機(jī)組合在一起,形 成先進(jìn)的機(jī)械化運輸系統(tǒng)。日本村田公司 YouShan 工廠建了一個半成品存儲在車間在中 央倉庫,隧道式堆垛機(jī)根據(jù)規(guī)定的程序計算機(jī)系統(tǒng)發(fā)送工件在生產(chǎn)線。堆垛機(jī)表發(fā)送到加 工工件交付,然后由單軌吊車汽車電梯,根據(jù)計算機(jī)指令發(fā)送到指定的位置進(jìn)行處理。被加 工工件由單軌吊車的車再次發(fā)送給運輸部門。 德國 Demag 公司在飛機(jī)工廠,選擇一套先進(jìn)的單軌交通系統(tǒng)或掛,大大降低了運輸環(huán)節(jié)。 這個物品被運送到特種集裝箱(軌道)有一個單軌系統(tǒng)從港口到工廠,工廠的單軌系統(tǒng)和軌道 對接集裝箱、貨物進(jìn)車間,由單軌運輸系統(tǒng)根據(jù)存儲的計算機(jī)指令或進(jìn)入位置,實現(xiàn)了門到 門的運輸。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士

32、學(xué)位論文 6 2.3 橋式起重機(jī)小車橋式起重機(jī)小車 橋式起重機(jī)小車主要由起升機(jī)構(gòu)、小車運行機(jī)構(gòu)和小車架三部分組成；另外還有一 些安全防護(hù)裝置。 橋式起重機(jī)的小車（圖 2.3）主要具有下列特征： 1）運行機(jī)構(gòu)由獨立的部件構(gòu)成。這些部件間選用聯(lián)軸器聯(lián)接起來。齒輪聯(lián)軸器補償 了轉(zhuǎn)軸中心線的偏差和歪斜，這些偏差和歪斜是由于制造與安裝不精確，以及小車架變 形而發(fā)生彼此位移所引起的。由于選用了分組的獨立部件，因此使機(jī)構(gòu)的裝拆方便。 2）在設(shè)計機(jī)構(gòu)和小車架的時候，遵循通用化、標(biāo)準(zhǔn)化和系列化的原則。這使零部件 的互換性得到了保證，大大的降低了制造和使用維護(hù)起重機(jī)的費用，并使所需零件和部 件的備品量縮減到最少。

33、 圖 2.2 橋式起重機(jī)小車構(gòu)造圖 1-墊板；2-從動車輪組；3-主動車輪組；4-減速器；5、6-起升及運行機(jī)構(gòu) 3）小車的車架用鋼板焊接而成。在車架上焊有墊板 1（圖 2.2） ，電動機(jī)、減速器、 制動器和可拆卸的軸承等均安裝在墊板上。為了簡化車架的加工，墊板的加工面盡量布 置在同一水平或垂直面上。 4）運行機(jī)構(gòu)選用減速器式的傳動裝置，僅在起重量較大、傳動比高時，低速級才選 用一級開式齒輪減速，而高速級仍選用減速器傳動。 5）所有機(jī)構(gòu)中均選用滾動軸承。車輪和卷筒安裝在轉(zhuǎn)軸和轉(zhuǎn)動的心軸上。通常情況 下，從動車輪安裝在轉(zhuǎn)動心軸上（帶有兩個角形軸承箱） 。而主動車輪安裝在獨立轉(zhuǎn)軸上 （帶有兩個角形

34、軸承箱） ，它與減速器的輸出軸端用聯(lián)軸器相連接。因此，車輪可與其軸 十噸位橋式起重機(jī)小車運行機(jī)構(gòu)設(shè)計 7 承箱一同從軌道上推出。減速器（圖 2.2 中 4）也可單獨的拆裝。 6）過去都選用短行程或長行程交流電磁鐵、彈簧上閘的瓦塊式制動器，而重墜上閘 的長行程電磁鐵制動器幾乎不再使用。近年來趨向用制動性能良好的電動液壓推桿和電 磁液壓推桿式制動器來取代上述制動器。要求制動平穩(wěn)和容易得到直流電源的地方，還 可應(yīng)用直流電磁鐵制動器。 為了使部件方便裝拆，通常，將齒輪聯(lián)軸器與制動輪做成一個部件（圖 2.3 中 5） 。 但根據(jù)機(jī)構(gòu)布置需要，也可以將制動輪作成獨立的零件來安裝（圖 2.3 中 6） 。

35、7）制造起重機(jī)時，由于零件熱處理得到了廣泛的應(yīng)用，大大地提高了零件表面的耐 磨性，延長了它們的使用壽命。 8）為了簡化起重機(jī)機(jī)構(gòu)的維護(hù)工作，軸承的潤滑最好選用集中潤滑系統(tǒng)。 起重小車除有運行機(jī)構(gòu)和小車架外，還必須有必要的安全保護(hù)裝置：如欄桿、限位 開關(guān)、排障板、 、撞尺和緩沖器等。其具體要求分述如下： 欄桿和排障板：欄桿用于保護(hù)維修人員的操作安全。它設(shè)置在與小車軌道垂直的 小車臺邊緣上。為便于小車維修人員上下，在小車的另外兩邊則不設(shè)欄桿。欄桿可用角 鋼（L50）或鋼管制作，高度不低于 800mm。 排障板裝在小車架端梁兩端的車輪外邊，用于推開小車軌道上可能有的障礙物，以 利于小車運行。 限位開

36、關(guān)：用于限制吊鉤和小車架極限位置。在起升機(jī)構(gòu)中，墜重式限位開關(guān)裝在 小車平臺上卷筒的旁邊，用于限制吊鉤向上位置，使其不能碰到小車架上。如圖 2.4a 限 位開關(guān)的盒體伸出一個短軸，軸上固定有帶重塊的杠桿 1，其另一端用鋼繩懸掛一個墜重 2 保持平衡。圖 2.4b 將墜重固定在一連桿 3 上，吊鉤組上升到極限位置時，撞上連桿使 其繞一端固定鉸擺動并抬起固定其上的墜重，使開關(guān)動作，電動機(jī)斷電。后一種布置方 式使限位開關(guān)在小車臺面上的位置選擇較為靈活些。墜重上裝有一個套環(huán) 3，此套環(huán)在起 重鋼絲繩的一個分支外面，并不妨礙鋼絲繩上下移動。當(dāng)?shù)蹉^組上升到允許的最高位置 時，固定在吊鉤組上的擋板 4 就將

37、墜重 2 抬起，使懸掛它的鋼繩松弛，此時，杠桿 1 在 另一端重塊作用下轉(zhuǎn)動約 30，因此使開關(guān)盒內(nèi)的電路觸點斷開，起升機(jī)構(gòu)電動機(jī)斷電停 止，吊鉤組不再上升。由于接線關(guān)系，這時吊鉤組只能向下降方向運動。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 圖 2.3 起升和小車運行機(jī)構(gòu)的限位關(guān)系 上述兩種布置方式所用的墜重作用式限位開關(guān)，這種裝置方式較為笨重。另一種限 位開關(guān)為螺旋式限位開關(guān)，它安裝在卷筒軸的一端，利用絲桿和螺母的相對運動來控制 電路的觸點閉合，限位開關(guān)就通過卷筒的旋轉(zhuǎn)間接地控制了吊鉤組上升的極限位置。 無論是哪一種限位開關(guān)，吊鉤組上升的極限位置應(yīng)該與卷筒或定滑輪之間保持一定 的距離。 小車運行機(jī)構(gòu)

38、的行程限位開關(guān)一共有兩個，它們安裝在起重機(jī)橋梁主梁的兩端，位 于小車的一根軌道外側(cè)的主梁上蓋板上。在小車架相應(yīng)的端梁外側(cè)固定著一根用角鋼彎 折的撞尺（圖 2.4 b 中 6） 。當(dāng)小車運行至極限位置時，撞尺壓迫限位開關(guān)的搖柄轉(zhuǎn)動 30，使開關(guān)盒內(nèi)的觸點斷開，運行機(jī)構(gòu)的電動機(jī)斷電，此時電動機(jī)只能作反向起動。 考慮到小車撞尺觸及限位開關(guān)使電機(jī)斷電并制動后，小車行程限位開關(guān)的位置要安 裝適當(dāng)，小車還要走一段制動行程。因此，開關(guān)要安裝在小車緩沖器相碰的擋鐵前邊一 段距離。 緩沖器與擋鐵：用于阻止小車越軌和減少其所受沖擊，吸收小車與擋鐵相撞時的 動能。常用的小車緩沖器是安裝在小車架上（圖 2.3 b 中

39、 5） ，而擋鐵則裝在橋架主梁的兩 端；有些則將緩沖器和擋鐵的位置反過來安裝。 十噸位橋式起重機(jī)小車運行機(jī)構(gòu)設(shè)計 9 2.3.1 橋式起重機(jī)小車運行機(jī)構(gòu)橋式起重機(jī)小車運行機(jī)構(gòu) 橋式起重機(jī)小車運行機(jī)構(gòu)是由減速器、電動機(jī)、車輪組、制動器、傳動軸以及其他 附件所組成。 小車運行機(jī)構(gòu)的傳動方式分為兩種一種是減速器是小車車驅(qū)動輪之間的定位，另一 種是一邊的減速器在車上。第一種小車傳動方式的優(yōu)點是小車兩邊的減速器輸出軸和傳 動軸的扭矩是均勻的。第二種傳動方式的優(yōu)點是安裝和維護(hù)更方便，缺點是起動時有軌 電車覺得扭曲現(xiàn)象。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 10 3 小車運行機(jī)構(gòu)設(shè)計小車運行機(jī)構(gòu)設(shè)計 3.1 設(shè)計小車

40、的基本原則和要求設(shè)計小車的基本原則和要求 本設(shè)計是基于十噸位橋式起重機(jī)總體設(shè)計的基礎(chǔ)上進(jìn)行的小車運行機(jī)構(gòu)設(shè)計，其中有 些數(shù)據(jù)得自做總體部分的同學(xué)，已知的數(shù)據(jù)如下： 額定起重量 起升高度 跨度tQ 10=mH16=mL5 .22= 小車運行速度 小車軌距min/8 .43 mVxc =ml2= 小車基距 小車最大輪壓mBxc4 . 1=mNFxc= 5 max105 . 3 小車的最小輪壓 工作級別為。mNFxc= 4 min 1016M 設(shè)計小車的基本原則和要求: 在設(shè)計橋式起重機(jī)小車時，必須力求滿足以下幾方面的要求： 1)整合起重機(jī)與廠房建筑物的配合，以及小車與橋架的配合要適當(dāng)。小車與橋架購

41、互 相配合，主要在于：小車軌炬(車輪中心平面間的水平距離)和橋架上的小車軌炬應(yīng)相同； 其次在于：小車上的緩沖器與橋架上的擋鐵位置要配合好，小車上的撞尺尺和橋架上的 行程限位開關(guān)要配合恰當(dāng)。小車的平面布置愈緊湊，小車愈能跑到靠近橋架的兩端，起 重機(jī)工作范圍也就愈大。小車的高度小，相應(yīng)地可使起重機(jī)的高度減小，從而降低 f 廠房 建筑物的高度。 2)小車上機(jī)構(gòu)的布置及同一機(jī)構(gòu)中各零部件間的配合要求適當(dāng)。起升機(jī)構(gòu)和小車運行 機(jī)構(gòu)在小車平面上的布置要合理，二者之間的炬寓不應(yīng)太小，否則維修不便，或造成小 車架難以設(shè)計；但也不應(yīng)太大，否則小車就不緊湊。 3)小車車輪的輪壓分布要求均勻。如能滿足這個要求，則可

42、以獲得最小的車輪、軸及 軸承箱的尺寸，并且使起重機(jī)橋架主梁上受到均勻的載荷。一般最大輪壓不吵過平均輪 壓的 20%。 4)小車架上的機(jī)構(gòu)與小車架配合要適當(dāng)。為使小車上的起升、運行機(jī)構(gòu)與小車架配合 得好，要求二者之間的配合尺寸相符；聯(lián)接零件選擇適當(dāng)和安裝方便。在設(shè)計原則上， 要以機(jī)構(gòu)為主，盡量用小車架去配合機(jī)構(gòu)；同時機(jī)構(gòu)的布置也要盡量使鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計制 造方便。因為小車架是為了安置與支承起升機(jī)構(gòu)和小車運行機(jī)構(gòu)的，所以小車架要按照 起升和運行機(jī)構(gòu)的要求設(shè)計，但在不影響機(jī)構(gòu)工作的條件下，機(jī)構(gòu)的布置也應(yīng)配合小車 架的設(shè)計，使其構(gòu)造簡單、合理和便于制造。 5)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)零部件，以提高設(shè)計與制造的工作效率

43、，降低生產(chǎn)成本。 6)小車各部分的設(shè)計應(yīng)考慮制造、安裝和維護(hù)檢修方便，盡可能保證各部件拆下修理 時而不需移動鄰近的部件。 以上所述，機(jī)械與建筑物的配合、機(jī)構(gòu)與小車架的配合、機(jī)構(gòu)的布置以及制造安裝與 維修等方面的要求，不僅是設(shè)計小車的基本要求，也是設(shè)計其它機(jī)械的基本要求。至于 輪 壓分布要求均勻，則是設(shè)計起重機(jī)小車的特殊要求，應(yīng)予以充分注意。 十噸位橋式起重機(jī)小車運行機(jī)構(gòu)設(shè)計 11 3.2 小車運行機(jī)構(gòu)傳動方案小車運行機(jī)構(gòu)傳動方案 對于具有四個車輪其中半數(shù)為主動輪的小車運行機(jī)概其傳動方案可分為兩大區(qū)：即 帶有開式齒輪傳動的和全部為閉式齒輪傳動的。 3.2.1 帶有開式齒輪傳動的方案（圖帶有開式齒

44、輪傳動的方案（圖 3.1） 在這種方案的運行機(jī)構(gòu)中，傳動的高速級封閉在箱殼內(nèi)用油浴潤滑，而低速級選用的 是開式齒輪。圖 3.1a 中開式大齒輪做成齒圈式，分別用螺栓固定在兩個主動車輪的輪輻 上，并與車輪一起繞固定的車輪心軸旋轉(zhuǎn)。這種傳動方案，經(jīng)實際使用證明，雖然在繁 重工作的條件下也能滿足要求，具有足夠的可靠性，但車輪的裝拆檢修不便。圖 3.1b 所 示傳動方案中的大齒輪與車輪裝在一根轉(zhuǎn)軸上。這種方案的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，可以很方 便地檢修車輪與軸承。缺點是大齒輪的支點距離較大，影響齒輪的正常嚙合。 在上述兩傳動方案中，由于開式齒輪、輪齒的磨損嚴(yán)重，因此，一般用途的橋式起 重 機(jī)小車運行機(jī)構(gòu)，大多

45、選用閉式齒輪傳動。 圖 3.1 具有開式齒輪傳動的小車運行機(jī)構(gòu) 1-電動機(jī) 2-制動器 3-聯(lián)軸器 4-減速器 5-開式齒輪 6-車輪 3.2.2 全部為閉式齒輪的傳動方案全部為閉式齒輪的傳動方案 全部為閉式齒輪傳動方案如圖 3.2 和圖 3.3 所示。這種方案的運行機(jī)構(gòu)由電動機(jī) 1、 制動器 2、ZSC 型立式減速器 3、車輪 4、半齒聯(lián)軸器 5、浮動軸 6 和全齒聯(lián)軸器 7 等組 成。在這些方案中，由于齒輪的維護(hù)保養(yǎng)條件好，齒輪傳動構(gòu)成獨立的減速器部件，因 此機(jī)構(gòu)的裝拆分組性較好。 圖 3.1a 和 b 為減速器裝在小車旁邊的型式。這種方案，安裝和維護(hù)減速器的工人可 在 橋架走臺上工作，較

46、為安全便利；但缺點是減速器與靠近的一個車輪之間的把矩較大一 等于全部輸出扭矩，所需軸徑也較大。在方案 a 中，處在減速器與車輪驅(qū)動軸之間的聯(lián)軸 器 8，由于間隔很小，難于選擇合適和可靠的結(jié)構(gòu)(例如過去曾選用的十字溝槽聯(lián)軸器， 容易從構(gòu)榴過渡處出現(xiàn)裂紋而損壞)。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 12 在方案 b 中，車輪傳動軸為一根通軸，沒有聯(lián)軸器 5。兩個車輪懸臂支承在軸承的外 側(cè)。因此結(jié)構(gòu)簡化，重量也相應(yīng)的減輕。同時，由于空出了軸承 7 的位置，減速器出軸 與 車輪軸之間的間隔增大，可以選用較長的齒輪聯(lián)軸器，從而也就增加了機(jī)構(gòu)工作的可靠 性。但應(yīng)指出，在這種方案中，要求在小車架安裝軸承處進(jìn)行加工，

47、以保證車輪軸線有 足夠的平行和準(zhǔn)確，因此要求具有較高的制造工藝水平。 圖 3.2a 和 b 為減速器在兩車輪中間的型式。在這種方案中，傳動軸所受的扭矩較小 每邊軸的扭矩是減速器出軸扭矩的一半。減速器出軸與車輪軸之間可選用半齒聯(lián)軸 器 5 和浮動軸 6 聯(lián)接(二根浮動軸可以等長，也可以不等長)，或用一個全齒聯(lián)軸器 7 和 根浮動軸 6 聯(lián)接。由于安裝的偏差允許稍大一些，因而安裝方便。這種方案的缺點是由 于機(jī)構(gòu)中的車輪軸承(4 個)和聯(lián)軸器(圖 a 為 4 個，圖 b 為 3 個)較多，因而使運行機(jī)構(gòu)顯 得比較復(fù)雜和笨重，制造成本比較高。一般，起重量 10 噸以上的橋式起重機(jī)小車都選用 這種方案。

48、 圖 3.3 中 a、b 兩種方案的不同點，主要在于電動機(jī)與減速器入軸的聯(lián)接方式不同：a 方案是直接聯(lián)接，b 方案中間加了一浮動軸。它們的特點已在起升機(jī)構(gòu)的傳動方案中介紹 了，這里不再重復(fù)。選擇時，如小車軌距稍寬，應(yīng)盡量利用方案 b，因其對加工、安裝不 準(zhǔn)確和小車架變形的補償作用較大，有利于機(jī)構(gòu)的運轉(zhuǎn)。 在小車運行機(jī)構(gòu)中，考慮到制動時高速浮動軸能起一部分緩沖的作用，因此，制動 器的位置多裝在員電動機(jī)出軸端的半聯(lián)軸器上(圖 3.3b)，也可以將制動輪單獨裝在減速器 另 一個出軸端上。在圖 3.3a 中帶制動輪聯(lián)軸器應(yīng)該選用全齒式帶制動輪的聯(lián)軸器，或帶制 動 輪的彈性注銷或尼龍拴銷聯(lián)軸器。 圖 3

49、.2 減速器裝在小車旁側(cè)的運行機(jī)構(gòu) 十噸位橋式起重機(jī)小車運行機(jī)構(gòu)設(shè)計 13 1-電動機(jī) 2-制動器 3-立式減速器 4-車輪 5-半齒輪聯(lián)軸器 6-浮動 軸 7-全齒輪聯(lián)軸器 8-十字溝槽聯(lián)軸器 圖 3.3 減速器裝在小車中間的運行機(jī)構(gòu) 1-電動機(jī) 2-制動器 3-立式減速器 4-車輪 5-半齒輪聯(lián)軸器 6-浮動軸 7-全齒輪聯(lián)軸器 經(jīng)過比較，最終選擇下圖的傳動方案： 1-電動機(jī) 2-制動器 3-減速器 4-車輪 5-聯(lián)軸器 6-浮動軸 7-聯(lián)軸器 3.3 選擇車輪與軌道并驗算其強(qiáng)度選擇車輪與軌道并驗算其強(qiáng)度 車輪的最大輪壓，小車自重為。假定輪壓均布：kgGxc4000= （3-KNGQP x

50、c 35)400010000( 4 1 )( 4 1 max =+=+= 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 14 1） 載荷率 （3-6 . 15 . 2 4000 10000 = xc G Q 2） 由2表 19-6 選擇車輪：當(dāng)運行速度，工作類型為中級時， min/60m6 . 1 xc G Q 車輪直徑，軌道為的許用輪壓為，故可用。 mmDc350=mkg /18t 5 . 3 49. 3 3.3.1 疲勞計算疲勞計算 疲勞計算時的等效載荷： （3-3）kgQQd6000100006 . 02= 式中 等效系數(shù)，由表 3-1 查得：6 . 02= 表 3-1 等效系數(shù)值 21 和 系數(shù)機(jī)構(gòu)名稱零

51、件名稱及位置工作類型 所有機(jī)構(gòu)電動機(jī)至驅(qū)動器區(qū)段輕級中級重級特重級 起升、非平衡變幅機(jī)構(gòu)2.02.02.02.0 1.01.11.21.3 1 運行、旋轉(zhuǎn)、平衡變幅 機(jī)構(gòu) 制動器以后區(qū)段 1.21.41.51.6 支承零件 運行裝置、支承旋轉(zhuǎn) 模型 0.50.60,750.85 焊接板結(jié)構(gòu)和鉚接結(jié) 構(gòu) 0.750.850.9 2 金屬結(jié)構(gòu) 焊接桁架結(jié)構(gòu) 0.70.80.85 車輪的計算輪壓： (3-4)kgfPKP dii 2025250081 . 0 1= 式中 ；2500 4 40006000 4 = + = + = xcd d GQ P 小車車輪等效輪壓；kgf 沖擊系數(shù)，由表 3-2，

52、第一種載荷，當(dāng)運行速度時，； i Ksec/1mv1= i K 表 3-2 沖擊系數(shù)值k 十噸位橋式起重機(jī)小車運行機(jī)構(gòu)設(shè)計 15 運行速度 m/s3.0 k1.01.11.21.3 注：1.對于無接縫軌道，或裝設(shè)彈簧減速裝置的運行機(jī)構(gòu)，則可將表中所列 k 值的小數(shù)部分減少一半； 2.對第 II 類載荷計算時；第 I 類載荷計算時。kk = II )1 ( 2 1 )1 ( 2 1 III kkk+=+= 載荷變化系數(shù)，查1表 5-3，當(dāng)時，。5 . 1 4000 6000 = c d Q Q 0.81 = 根據(jù)點接觸情況計算疲勞應(yīng)力： (3-5) 3 ) 12 (4000 rD Pj jd +

53、= 2 3 2 / 3 . 15423) 9 1 35 2 (20254000cmkgf=+= 式中 軌頂弧形半徑，由文獻(xiàn)7表 2-31 查得。cmr9= 對于車輪材料 ZG55II，由1表 5-4 查得接觸許用應(yīng)力 ，因此，疲勞計算通過。 2 /1900017000cmkgf jd = jdjd 3.3.2 強(qiáng)度校合強(qiáng)度校合 最大計算輪壓： (3-6)kgfPKPj350035000 . 1 maxIImax = 式中 II K 沖擊系數(shù)，由表 3-2 第 II 類載荷當(dāng)運行速度時，。sec/1 mv1 II =KK 點接觸時進(jìn)行強(qiáng)度校核的接觸應(yīng)力： 2 3 2 3 2 maxmax / 4

54、 . 18509 ) 9 1 35 2 (35004000 ) 12 (4000 cmkgf rD Pj d = += += 車輪材料用 ZG55II，由1表 5-4 查得：， 2 max /2300020000cmkgf d = ，強(qiáng)度校核通過。 maxmax dd 3.4 運行阻力的計算運行阻力的計算 摩擦總阻力矩： (3-7) 2 )( d kGQM xcm += 由2表 19-4 知車輪的軸承型號為 7518，軸承內(nèi)徑和外徑mmDc350=mmd90 1= 的平均值；由文獻(xiàn)1表 7-17-3 查得：滾動摩擦系數(shù)，mmd160 2= mmd125=mk0005 . 0 = 軸承摩擦系數(shù)，

55、附加阻力系數(shù)，代入式得02 . 0 =0 . 2= 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 16 滿載時運行阻力矩： (3-8)mkgf d kGM xcQQm =+=+= = 49) 2 125. 0 02 . 0 005. 0)(400010000(2) 2 )(Q )( 運行摩擦阻力： (3-9)kgf D M P c QQm QQm 280 2/35. 0 49 2/ )( )( = = = 當(dāng)空載時： (3-10)mkgf d kGM xcQQm =+=+= = 14) 2 125 . 0 02 . 0 0005 . 0 (40000 . 2) 2 ( )( 運行摩擦阻力： (3-11)kgf D

56、 M P c QQm QQm 80 2/35 . 0 14 2/ )( )( = = = 3.5 電動機(jī)的選用電動機(jī)的選用 3.5.1 電動機(jī)選用電動機(jī)選用 電動機(jī)靜功率： (3-12)kW m vP N xcj j 504. 3 19 . 01000 8 . 43800 1000 = = 式中 滿載時靜功率; )(QQmj PP = = 機(jī)構(gòu)傳動效率； 驅(qū)動電動機(jī)臺數(shù)。1=m 初選電動機(jī)功率： (3-13)kWNkN jd 91 . 4 504. 34 . 1= 式中 d k電動機(jī)功率增大系數(shù)，由參考文獻(xiàn)1中表 7-6 查得：。4 . 1= d k 查2表中 33-6，選用電動機(jī)-6。，11

57、60MYZRkWNg0 . 5=rpmn935 1= ，電機(jī)重量。 22 142 . 0 )(mkgfGD d =kgfGd80= 3.5.2 驗算電動機(jī)發(fā)熱條件驗算電動機(jī)發(fā)熱條件 等效功率： (3-14)kWGNNs93 . 3 91 . 4 8 . 0= 式中 G 由文獻(xiàn)2表 7-11 查得小車運行機(jī)構(gòu)其可取 0.8； 由此可知，故初選電動機(jī)發(fā)熱條件通過。 ez NN 3.6 減速器的減速器的計算與設(shè)計計算與設(shè)計 3.6.1 減速器設(shè)計減速器設(shè)計 a、速比 車輪的踏面直徑 mmD350= 輪 十噸位橋式起重機(jī)小車運行機(jī)構(gòu)設(shè)計 17 減速器速比 4 . 100 8 . 43 14 . 3 3

58、504 = n V DNi 輪 b、選用減速器功率 減速器數(shù)量 2= g Z 等效系數(shù)25 . 1 = g K KW KZ VGGK P ggg nzna g 345 . 8 25 . 1 297 . 0 8 . 4331500138 . 0 )( 3 = = + = 減速器傳動比的分配： 由于減速器選用的是三級斜齒圓柱立式減速器，所以傳動比的分配為： 。令， 4 . 100= 低中高 iiii 中高 ii= 3 . 1 低中 ii3 . 1= 計算得到：，042 . 6 = 高 i648 . 4 = 中 i575. 3 .= 低 i 表 3-3 總傳動比及其分配 總傳動比i高速級齒輪傳動傳動

59、比 1 i中速級齒輪傳動傳動比 2 i低速級齒輪傳動傳動比 3 i 1006.0424.6483.575 3.6.2 減速器各軸的傳遞功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩減速器各軸的傳遞功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)動慣量 KWP0 . 5= 電動機(jī)min/935rn = 2 0.142Kg m （1）各軸的輸入功率 KWPP95 . 4 99 . 0 0 . 5 1 = 電動機(jī) KWPP657 . 4 96 . 0 98 . 0 95 . 4 12 = 齒滾 KWPP381 . 4 96. 098 . 0 657 . 4 23 = 齒滾 KWPP122 . 4 96. 098 . 0 381 . 4 34 = 齒滾 KW

60、PP878 . 3 99. 098 . 0 122 . 4 45 = 聯(lián)滾 （2）各軸的轉(zhuǎn)速 min/935 1 rn = min/750.154 042 . 6 935 1 1 2 r i n n= min/294.33 648 . 4 750.154 2 2 3 r i n n= min/313 . 9 575 . 3 294.33 3 3 4 r i n n= （3）各軸的輸入扭矩 mN n P T559.50 935 95 . 4 95509550 1 1 1 = 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 18 mN n P T395.287 750.154 657 . 4 95509550 2 2

61、2 = mN n P T639.1256 294.33 381 . 4 95509550 3 3 3 = mN n P T898.4226 313 . 9 122 . 4 95509550 4 4 4 = 3.6.3 高速級齒輪的計算高速級齒輪的計算 ，KWP4 1 =min/935 1 rn =042 . 6 1 =imNT559.50 1 = 材料：大小齒輪選用的材料為，并經(jīng)過調(diào)質(zhì)和表面淬火，硬度為Cr40HRC5548 閉式傳動，精度 7 級，初選材料螺旋角使用期 6 年，每年工作 300 天，每天 8=12 小時。 1、選用小齒輪齒數(shù)，得，取。19 1 =Z798.11419042 .

62、 6 12 =iZZ115 2 =Z 2、由公式 3 2 2 1 1 )() 1(2 Hd EHt t u ZZuTK d + 試選載荷系數(shù)。6 . 1= t K 小齒輪傳遞扭矩。mmNT10367.52 3 1 = 由表 10.75取齒寬系數(shù)。8 . 0= d 由表 10.65查得，材料的彈性影響系數(shù)。 2/1 8 . 189 MPaZE= 由圖 10.305選取區(qū)域系數(shù)。450 . 2 = H Z 由圖 10.265查得 76 . 0 1 =88 . 0 2 = 64 . 1 21 =+= 由圖 10.21e5查得，大小齒輪。Mpa HLimHLim 1100 21 = 應(yīng)力循環(huán)系數(shù) 8

63、11 10381 . 8 630089706060= h LjnN 8 1 1 2 10138 . 1 = i N N 由圖 10.195查得接觸疲勞壽命系數(shù) 92 . 0 1=HN K98. 0 2 = HN K 計算疲勞許用應(yīng)力 取失效率為 1%，安全系數(shù) S=1。 Mpa S K HLimHN H 1012110092 . 0 11 1 = = Mpa S K HLimHN H 1078110098 . 0 22 2 = = 許用接觸應(yīng)力 十噸位橋式起重機(jī)小車運行機(jī)構(gòu)設(shè)計 19 Mpa HH H 1045 2 10781012 2 21 = + = + = ，取 2 23 . 1 HH

64、= = 所以，滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度和齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。 3.6.4 中速級齒輪的計算中速級齒輪的計算 ，KWP004 . 5 2 =min/668.131 2 rN =667 . 5 2 =imNT945.362 2 = 材料：大小齒輪選用的材料為，并經(jīng)過調(diào)質(zhì)和表面淬火，硬度為Cr40HRC55-48 閉式傳動，精度 7 級，初選材料螺旋角使用期 6 年，每年工作 300 天，每天 8=12 小時。 1、選用小齒輪齒數(shù)，得，取18 3 =Z006.10218667 . 5 34 =ZiZ102 4 =Z 2、由公式 3 2 2 2 3 )() 1(2 Hd EHt t u ZZuTK d + 試選載荷系數(shù)。6 . 1= t K 小齒輪傳遞扭矩。mmNT10945.362 3 2 = 由表 10.75取齒寬系數(shù)。8 . 0= d 由表 10.65查得，材料的彈性影響系數(shù)。 2/1 8 . 189 MPaZE= 由圖 10.305選取區(qū)域系數(shù)。450 . 2 = H Z 由圖 10.265查得 77 . 0 3 =87 . 0 4 = 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 22 64 . 1 43 =