56吨桥式起重机的设计说明书.docx

学校代码：11517学号：202350616105©河Q/厚桂HENANINSTITUTEOFENGINEERING毕业设计题目56吨桥式起重机的设计学生姓名冯景涛专业班级机械设计制造及其自动化1321班学号学2350616105院（部）机械工程学院指导老师（职称）郭怡（副教授）完成时间2023年6月8日本人完全了解河南工程学院关于收集、保存、运用学位论文的规定，同意如下各项内容：依据学校要求提交论文的印刷本和电子版本；学校有权保存论文的印刷本和电子版，并采纳影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权供应书目检索以及供应本论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。本人慎重声明：所呈交的论文，是本人在指导老师指导下，进行探讨工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文的探讨成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的探讨工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人担当。河南工程学院毕业设计（论文）任务书题目56吨桥式起重机的设计专业机械设计制造及其自动化学号202350616105姓名冯景涛主要内容、基本要求、主要参考资料等：1、主要内容：桥式起重机由起重小车，桥架运行机构，桥架金属结构组成。设计主要为：（I）主起升机构的计算；（2）小车运行机构的计算；（3）桥架结构的设计。（4）总装配图绘制；（5）各零件图的绘制。2、基本要求：桥式起重机的起重量：主钩56t副钩25t；跨度：33m；起上升度：主钩23m副钩24m；起升速度：主钩1.50.副m/s空钩快速3ms,副钩2.57-0.257ms空钩快速4.31ms；运行速度：大车36-7.08m/s小车10.42.快/s。正确运用相关的参考文献、技术手册、国家标准，并能运用制图软件表达完整的结构和尺寸。3、主要参考资料：1机械工业部北京起重运输机械探讨所.桥式起重机机设计选用手册Dl.北京：冶金工业出版社，19942起重机械设计选用手册编写委员会.起重机械设计选用手册口I.北京：化学工业出版社，19993机械设计手册编写组.机械设计手册M.化学工业出版社，20234余国琮.化工机械工程手册（中卷）M.化学工业出版社，20235张钺.新型桥式起重机设计手册M.北京：冶金工业出版社，20236崔碧海.起重技术M.重庆：重庆高校出版社，2023.7王积永，沈孝芹.起重机械钢结构设计M.北京：化学工业出版社，2023.8王春燕，陆凤仪.机械原理M.机械工业出版社，2023.9刘鸿文.材料力学M.北京：高等教化出版社，2023.10王连民，宋宝玉.机械设计课程设计M.哈尔滨：哈尔滨工业高校出版社，2023.11荣涵锐.机械设计课程设计简明图册M.哈尔滨：哈尔滨工业高校出版社，2023.12濮良贵，名刚.机械设计M.北京：高等教化出版社，2023.13机械设计手册编写组.机械设计手册IXl.化学工业出版社，202314 HarrisonA.Belts.ConveyorResearch!9802000J.BulkSolidsHandling,202315 FellerW.Anintroductiontoprobabilistictheoryanditsapplications,vol.2.3rded.Wiley,1970.完成期限：2023.122023.5指导老师签名：;专业负责人签名：摘要IABSTRACTIi1桥式起重机概述11.1 起重机的发展史I1.2 桥式起重机的发展趋势11.3 桥式起重机的分类与结构52主起升机构的计算82.1 确定传动方案，选择滑轮组和吊钩组82.2 选择钢丝绳82.3 确定卷筒尺寸，转速及滑轮直径82.4 初选电动机102.5 选用减速器H2.6 电动机过载验算和发热验算H2.7 选择联轴器122.8 验算起动时间122.9 验算制动时间132.10 静强度计算133小车运行机构计算is3.1确定机构传动方案153.2选择车轮与轨道并验算其强度153.2.1疲惫计算153.2.2强度校核163.3运行阻力计算161.1 4选电动机163.5 验算电动机发热条件173.6 选择减速器173.7 验算运行速度和实际所需功率173.8 验算起动条件173.10 验算起动不打滑条件183.11 选择制动器193.12 验算低速浮动轴强度193.12.1疲惫计算193. 12.2静强度计算204桥架结构的设计214.1主要尺寸的确定214.2主梁的计算224. 2.2主梁垂直最大弯矩224. 2.3主梁水平最大弯矩224. 2.4主梁的强度验算234. 2.5主梁的垂直刚度验算234. 2.6主梁的水平刚度验算24结束语25致谢27参考文献2856吨桥式起重机的设计摘要起重机械用来对物料作起重、运输、装卸和安装等作业的机械设备，它可以减轻体力劳动、提高劳动生产率和在生产过程中进行某些特别的工艺作，实现机械化和自动化。起重机械运输的物料可以是成件物品，也可以是散料或者是液态的。起重机受的载荷是改变的，它是一种间歇动作的机械。起重机一般由机械、金属结构和电气等三大部分组成,机械方面是指起升、运行、变幅和旋转等机构。毕业设计通过对56吨桥式起重机的机构部分的总体设计计算，以及电动机、联轴器、缓冲器、制动器的选用；运行机构减速器的设计计算和零件的校核计算及结构设计，完成了桥式起重机的小车运行机构机械部分的设计。通过一系列的设计，满意了56t起重量、桥跨度为33米的设计要求，并且整个传动过程比较平稳，且结构简洁，拆装便利，修理简洁，价格低廉。关键词：桥式起重机；机构设计；计算；校核TheDesignfortheMovingMainframeofBridgeCranABSTRACTCraneisakindofmechanicalequipmentusedforlifting.Itcanlowerthemanualworkloadandupgradeproductivity.Itcanbeoperatedinsomespecialenvironment,too,andworkwithhighautomaticlevel.Cranecanoperatewholeobjects,disintegratedmaterials,orliquidsubstances.Thecraneloadsvaryfromtimetotime,soitisaperiodicoperationalmachine.Acranecontainsthreemajorparts,mechaniccomponents,ametalstructure,andelectricaldevices.Acrane,smechanicalmovementsaremulti-actions,suchasraising,running,androtating.Thispaperismaindealwithmechanicaldesignforthemovingmainframeofbridgecrane,includingalldesigncalculationselectionofelectricalmotors,clutch,buffer,andbrakes,thedesignandcalculationofthemainframereducer,calibrationandverificationofthecalculationfortheparts,andstructuredesigns.Throughaseriesofwork,thedesignissatisfiedwiththefunctionalrequirments,250tonliftingpowerand20metrebridgespan.Thecourseofdriveisquitesmooth.Themechanicalstructureofthemainframeissimple,easytoinstall/disassemble,andmaintain.Andithaslowcost.KEYWORDSbridgecrane,mechanismdesign,calculate,proofread1桥式起重机概述1. 1起重机的发展史中国古代浇灌农田用的桔棒是起重机的雏形。在古代已经有起升和移动重量较大的物品的须要，因此就采纳起重装置来进行这个工作。在公元前五千年到四千年的新石器时代的末期，我国古代劳动人民己能开凿和搬运巨石到远处，砌成石棺石台等来安葬和纪念死者。在商朝（公元前1765到1760年之间），我国劳动人民就用了汲水的桔椽（一种用杠杆、对重和取物装置组成的起重装置）。以后到公元前1115年至1079年之间，又有辘植的独创。在古埃及建立金字塔时，广泛采纳滚子、斜面和杠杆来起升大石块、石碑和雕像，这些物品的重量有的甚至达到IOoO吨。那时候起重机械都是人力驱动。公元前120年，在盖隆的著作中描述了幅度不变的起重机和幅度可变的起重机。在这些书籍中记载了下列零部件的采纳：自锁式涡轮传动装置、齿轮、起重卷筒等。工业中蒸气机的出现大大地推动了起重机械的发展和改善。1827年，出现了第一台用蒸气驱动的固定式旋转起重机。1846年，第一次制成了用液力驱动的起重机。工业中电力驱动的出现，是起重机械进一步蓬勃发展的转折点。1880年，出现了第一台用电力驱动的载客升降机。1885年制成了电力驱动的旋转起重机。接着制成电力驱动的桥式起重机和门座起重机。随着冶金工业、采矿工业、机器制造业、海港和内河码头的装备和建筑工程等发展，起重机械的品种和参数都大大扩大。机械制造已经成长成一门独立的机械制造部门其次次世界大战以后的几十年，起重机械获得极其快速的发展高，起重机的质量、产量和品种得到大大的发展。例如，由于焊接技术的发展，箱形结构的桥式起重机得到广泛的应用，由于金属材料的改善和加工技术的改进，起重机零部件的寿命也提高，由于电机和限制技术的发展，大大提高了起重机电力驱动的品质和自动化水平。我国已经建立能独立制造各种起重机的工业体系。对桥式起重机、汽车起重机、门座起重机和塔式起重机等已具有批量的生产实力。但是，即使已经取得了很大的成果，但在今后相当长时期里，要抓好起重机的质量和产量，抓好各个环节，如原材料、基本零部件以及生产管理等环节，使我国起重机质量和产量达到国际先进水平。(1)大型化和专用化。由于生产规模的不断扩大，生产效率日益提高，以及产品生产过程中物料装卸搬运费用所占比例渐渐增加，促使大型或高速起重机的需求量不断增长。起重量越来越大，工作速度越来越高，并对能耗和牢靠性提出更高的要求。起重机已成为自动化生产流程中的重要环节。起重机不但要简洁操作，简洁维护，而且平安性要好，牢靠性要高，要求具有优异的耐久性、无故障性、修理性和运用经济性。目前世界上最大的浮游起重机起重量达65003最大的履带起重机起重量达3000t,最大的桥式起重机起重量为1200t,集装箱岸边装卸桥小车的最大运行速度已达350mmin,堆垛起重机最大运行速度是240mmin,垃圾处理用起重机的起升速度达IoOnVmin。工业生产方式和用户需求的多样性，使专用起重机的市场不断扩大，品种也不断更新，以特有的功能满意特别的须要，发挥出最佳的效用。例如冶金、核电、造纸、垃圾处理的专用起重机，防爆、防腐、绝缘起重机和铁路、船舶、集装箱专用起重机的功能不断增加，性能不断提高，适应性比以往更强。(2)模块化和组合化。模块化设计代替传统的整机设计方法，将起重机上功能基本相同的构件、部件和零件制成有多种用途，有相同联接要素和可互换的标准模块，通过不同模块的相互组合，形成不同类型和规格的起重机。对起重机进行改进，只需针对某几个模块。设计新型起重机，只需选用不同模块重新进行组合。可使单件小批量生产的起重机改换成具有相当批量的模块生产，实现高效率的专业化生产，企业的生产组织也可由产品管理变为模块管理。达到改善整机性能，降低制造成本，提高通用化程度，用较少规格数的零部件组成多品种、多规格的系列产品，充分满意用户需求。目前，德国、英国、法国、美国和日本的闻名起重机公司都已采纳起重机模块化设计，并取得了显著的效益。德国德马格公司的标准起重机系列改用模块化设计后，比单件设计的设计费用下降12%,生产成本下降45%,经济效益特别可观。德国德马格公司还开发了一种KBK柔性组合式悬挂起重机，起重机的钢结构由冷轧型轨组合而成，起重机运行线路可沿生产工艺流程随意布置，可有叉道、转弯、过跨、变轨距。全部部件都可实现大批量生产，再依据用户的不同需求和详细物料搬运路途在短时间内将各种部件组合搭配即成。这种起重机组合性特别好，操作便利，能充分利用空间，运行成本低。有手动、自动多种形式，还能组成悬挂系统、单梁悬挂起重机、双梁悬挂起重机、悬臂起重机、轻型门式起重机及手动堆垛起重机，甚至能组成大型自动化物料搬运系统。(3)轻型化和多样化。相当批量的起重机是在通用的场合运用，工作并不很繁重。这类起重机批量大、用途广，考虑综合效益，要求起重机尽量降低外形高度，简化结构，减小自重和轮压，也可使整个建筑物高度下降，建筑结构轻型化，降低造价。因此电动葫芦桥式起重机和梁式起重机会有更快的发展，并将大部分取代中小吨位的一般用途桥式起重机。德国德马格公司经过几十年的开发和创新，已形成了一个轻型组合式的标准起重机系列。起重量为1-63吨，工作级别为A1-A7,整个系列由工字形和箱型单梁、悬挂箱形单梁、角形小车箱形单梁和箱形双梁等多个品种组成。主梁与端梁相接以及起重小车的布置有多种型式,可适合不同建筑物及不同起吊高度的要求。依据用户须要每种规格起重机都有三种单速及三种双速供随意选择，还可以选用变频调速。操纵方式有地面手电筒门自行移动、手电筒门随小车移动、手电筒门固定、无线遥控、司机室固定、司机室随小车移动、司机室自行移动等七种选择。大车及小车的供电有电缆小车导电、DVS系统两种方式。如此多的选择项，通过不同的组合，可搭配成百上千种起重机,充分满意用户不同的需求。这种起重机的另一最大优点是轻型化，自重轻、轮压轻、外形尺寸高度小，可大大降低厂房建筑物的建立成本，同时也可减小起重机的运行功率和运行成本。与通用产品相比较，起重量为IOt,跨度22.5m,通用双梁桥式起重机自重是24t,起重机轨面以上高度1876mm,起重机宽度5980mm;德马格起重机的自重只有8.7t,重量轻12%,起重机轨面以上高度为920mm,降低了32%,起重机宽度为2980mm,外形尺寸削减了16%。(4)自动化和智能化。起重机的更新和发展，在很大程度上取决于电气传动与限制的改进。将机械技术和电子技术相结合，将先进的计算机技术、微电子技术、电力电子技术、光缆技术、液压技术、模糊限制技术应用到机械的驱动和限制系统，实现起重机的自动化和智能化。大型高效起重机的新一代电气限制装置已发展为全电子数字化限制系统。主要由全数字化限制驱动装置、可编程式限制器、故障诊断及数据管理系统、数字化操纵给定检测等设备组成。变压变频调速、射频数据通讯、故障自诊监控、吊具防摇的模糊限制、激光查找起吊物重心、近场感应防碰撞技术、现场总线、载波通讯及限制、无接触供电及三维条形码技术等将广泛得到应用。使起重机具有更高的柔性，以适合多批次少批量的柔性生产模式，提高单机综合自动化水平。重点开发以微处理机为核心的高性能电气传动装置，使起重机具有优良的调速和静动特性，可进行操作的自动限制、自动显示与记录,起重机运行的自动爱护与自动检测，特别场合的远距离遥控等，以适应自动化生产的须要。例如采纳激光装置查找起吊物的重心位置，在取物装置上装有超声波传感器引导取物装置自动抓取货物。吊具自动防摇系统能在运行速度200m/min的状况下很快使起吊物摇摆振幅减至几个毫米。起重机可通过磁场变换器或激光达到高精度定位。起重机上安装近场感应系统，可避开起重机之间的相互碰撞。起重机上还安装了微机自诊断监控系统，该系统能供应大部分常规维护检查内容，如齿轮箱油温、油位，车轮轴承温度，起重机的载荷、应力和振动状况，制动器摩擦衬片的寿命及温度状况等。（5）成套化和系统化。在起重机单机自动化的基础上，通过计算机把各种起重运输机械组成一个物料搬运集成系统，通过中心限制室的限制，与生产设备有机结合,与生产系统协调协作。这类起重机自动化程度高，具有信息处理功能，可将传感器检测出来的各种信息实施存储、运算、逻辑推断、变换等处理加工，进而向执行机构发出限制指令。这类起重机还具有较好的信息输入、输出界面，实现信息全部、精确、牢靠地在整个物料搬运集成系统中的传输。起重机通过系统集成，能形成不同机种的最佳匹配和组合，取长补短，发挥最佳效用。目前重点发展的有工厂生产搬运自动化系统，柔性加工制造系统，商业货物配送集散系统，集装箱装卸搬运系统，交通运输和邮电部门行包货物的自动分拣与搬运系统等。例如生产工程机械的美国卡特皮勒公司金属结构厂购置了一条以桥式起重机为主的物料自动搬运系统，用于钢板的喷丸处理、切割和入库的自动装卸搬运作业，比原先采纳单机操作工作效率提高了65%。日本东芝浜川崎工厂用全自动桥式起重机组成的物料输送系统来搬运柔性加工在线的夹具和工件，为机床运输毛坯或将加工好的零件送到下一工序或仓库。这些在空间移动的起重机搬运系统代替了过去通常运用的自动导向搬运车，使车间的地面面积得到充分利用。（6）大型化和好用化。结构方面采纳薄壁型材和异形钢、削减结构的拼接焊缝，提高抗疲惫性能。采纳各种高强度低合金钢新材料，提高承载实力，改善受力条件，减轻自重和增加外形美观。桥式起重机的桥架结构型式大多采纳箱形四梁结构，主梁与端梁采纳高强度螺栓联接，便于运输与安装。在机构方面进一步开发新型传动零部件，简化机构。“三合一”运行机构是当今世界轻、中级起重机运行机构的主流，将电动机、减速器和制动器合为一体，具有结构紧凑、灵巧美观、拆装便利、调整简洁、运行平稳、配套范围大等优点，国外已广泛应用到各种起重机运行机构上。为使中小吨位的起重小车结构尽量简化，同时降低起重机的尺寸高度，减小轮压，国外已大量采纳电动葫芦作为起升机构。为了减轻自重，提高承载实力，改善加工制造条件，增加产品成品率，零部件尽量采纳以焊代铸，如减速器壳体、卷简、滑轮等都用焊接结构。减速器齿轮都采纳硬齿面，以减轻自重、减小体积、提高承载实力、增加运用寿命。液压推杆盘式制动器的应用范围也越来越大。此外，各机构采纳的电动机都向高转速发展，从而减小电机基座号，减轻重量与减小外形尺寸，并可配用制动力矩小的制动器。在电控方面开发性能好、成本低、牢靠性高的调速系统和电控系统，发展半自动和全自动操纵。采纳机电液一体化技术,提高运用性能和牢靠性,增加起重机的功能。今后会更加注意起重机的平安性,研制新型平安爱护装置。重视司机的工作条件，应用人体工程学设计司机室，降低司机的劳动强度。德国近年为解决起重机吊钩的防摆限制，开发了模糊逻辑电路的限制技术，用神经信息和模糊技术来找寻起先加速的最佳时刻,将有阅历司机防摆实际操作的数据输入系统,实现最优限制。模糊限制方式能确定实施自动工作的限制指令，将人们主观上的模糊量通过模糊集合进行数字化定量，再利用计算机实现像娴熟司机一样的自如操作，取得了更高的效率和平安性。1 .3桥式起重机的分类与结构桥式起重机广泛地应用在室内外仓库、厂房、码头和露天贮料场等处。桥式起重机可分为一般桥式起重机、简易梁桥式起重机和冶金专用桥式起重机三种。各类桥式起重机的特点如下2 1)一般桥式起重机主要采纳电力驱动，一般是在司机室内操纵，也有远距离限制的。起重量可达五百吨，跨度可达60米。(2)简易梁桥式起重机又称梁式起重机，其结构组成与一般桥式起重机类似,起重量、跨度和工作速度均较小。桥架主梁是由工字钢或其它型钢和板钢组成的简洁截面梁，用手拉葫芦或电动葫芦配上简易小车作为起重小车，小车一般在工字梁的下翼缘上运行。桥架可以沿高架上的轨道运行，也可沿悬吊在高架下面的轨道运行，这种起重机称为悬挂梁式起重机。(3)冶金专用桥式起重机在钢铁生产过程中可参加特定的工艺操作，其基本结构与一般桥式起重机相像，但在起重小车上还装有特别的工作机构或装置。这种起重机的工作特点是运用频繁、条件恶劣，工作级别较高。主要有五种类型。(4)铸造起重机：供吊运铁水注入混铁炉、炼钢炉和吊运钢水注入连续铸锭设备或钢锭模等用。主小车吊运盛桶，副小车进行翻转盛桶等协助工作。(5)夹钳起重机：利用夹钳将高温钢锭垂直地吊运到深坑均热炉中，或把它取出放到运锭车上。(6)脱锭起重机：用以把钢锭从钢锭模中强制脱出。小车上有特地的脱锭装置，脱锭方式依据锭模的形态而定：有的脱锭起重机用项杆压住钢锭，用大钳提起锭模；有的用大钳压住锭模，用小钳提起钢锭。(7)加料起重机：用以将炉料加到平炉中。主小车的立柱下端装有挑杆，用以挑动料箱并将它送入炉内。主柱可绕垂直轴回转，挑杆可上下摇摆和回转。副小车用于修炉等协助作业。桥式类型起重机的金属结构一般由主梁和端梁组成，分为单主梁桥架和双梁桥架两类。单主梁桥架由单根主梁和位于跨度两边的端梁组成，双梁桥架由两根主梁和端梁组成。主梁与端梁刚性连接，端梁两端装有车轮，用以支承桥架在高架上运行。主梁上焊有轨道，供起重小车运行。桥架主梁的结构类型较多比较典型的有箱形结构、四桁架结构和空腹桁架结构。箱形结构又可分为正轨箱形双梁、偏轨箱形双梁、偏轨箱形单主梁等几种。正轨箱形双梁是广泛采纳的一种基本形式，主梁由上、下翼缘板和两侧的垂直腹板组成，小车钢轨布置在上翼缘板的中心线上，它的结构简洁，制造便利，适于成批生产，但自重较大。偏轨箱形双梁和偏轨箱形单主梁的截面都是由上、下翼缘板和不等厚的主副腹板组成，小车钢轨布置在主腹板上方，箱体内的短加劲板可以省去，其中偏轨箱形单主梁是由一根宽翼缘箱形主梁代替两根主梁，自重较小，但制造较困难。四桁架式结构由四片平面桁架组合成封闭型空间结构，在上水平桁架表面一般铺有走台板，自重轻，刚度大，但与其它结构相比，外形尺寸大，制造较困难，疲惫强度较低，已较少生产。空腹桁架结构类似偏轨箱形主梁，由四片钢板组成一封闭结构，除主腹板为实腹工字形梁外，其余三片钢板上依据设计要求切割成很多窗口，形成一个无斜杆的空腹桁架，在上、下水平桁架表面铺有走台板，起重机运行机构及电气设备装在桥架内部，自重较轻，整体刚度大，这在中国是较为广泛采纳的一种型式。下面详细介绍一般桥式起重机的构造。一般桥式起重机一般由起重小车、桥架运行机构、桥架金属结构组成。起重小车又由起升机构、小车运行机构和小车架三部分组成。起升机构包括电动机、制动器、减速器、卷筒和滑轮组。电动机通过减速器，带动卷筒转动，使钢丝绳绕上卷筒或从卷筒放下，以升降重物。小车架是支托和安装起升机构和小车运行机构等部件的机架，通常为焊接结构。起重机运行机构的驱动方式可分为两大类：一类为集中驱动，即用一台电动机带动长传动轴驱动两边的主动车轮；另一类为分别驱动、即两边的主动车轮各用一台电动机驱动。中、小型桥式起重机较多采纳制动器、减速器和电动机组合成一体的“三合一”驱动方式，大起重量的一般桥式起重机为便于安装和调整，驱动装置常采纳万向联轴器。起重机大车运行机构一般只用四个主动和从动车轮，假如起重量很大，常用增加车轮的方法来降低轮压。当车轮超过四个时，必需采纳钱接均衡车架装置，使起重机的载荷匀称地分布在各车轮上。本次设计课题为5625t通用桥式起重机小车设计，主要包括起升、运行两大机构及其平安装置的设计计算和装配图与零部件图的绘制。将我们所学的学问最大限度的贯穿起来，使我们学以至用、理论联系实际。培育我们的设计实力及理论联系实际过程中分析问题、解决问题的实力。2主起升机构的计算2.1确定传动方案，选择滑轮组和吊钩组依据构造紧凑的原则，确定采纳下图的传动方案。如图1所示，采纳双联滑轮组。按Q=65t,表8.2查取滑轮组倍率M=4,因而承载绳的分支数Z=2ih=8。查附表8选择图号为G25吊钩组，得其参考质量Go=647kg,两动还轮组间距A=150mm,查1表选取吊钩号LYDlOO.M,G0吊具自重载荷。得其自重为：G=2.0%XPa=0.02×560=11.2KNvI图2-1主起升机构简图1电动机；2联轴器；3传动轴；4制动轴；5减速器；6一卷筒2. 2选择钢丝绳若滑轮组采纳滚动轴承,M=4,查川表和得滑轮组效率=0.98>2=0,97,得rIz=IlIXr2=°98×0.97=0.96。计算钢丝绳直径：d=c×ysmax=0.096×85200=28mm式中，C选择系数，单位mmN0钢丝绳Ob=1850N/mn?,依据M5及Ob查表和表得C值为0.0960故,选不松散瓦林吞型钢丝绳，直径d=30mm,其标记为6W(19).185.L光。右顺(GBl102.74)O2.3 确定卷筒尺寸，转速及滑轮直径由通用机械表1.6查得。选用滑轮直径D=450mm,取平衡滑轮直径DP0.6×450=270mmo由3附表4选用钢丝绳直径d=30mm,D=45Ommo滑轮轴直径为D5=90mm的F型滑轮，标记为:滑轮F18X255-90ZBJ80006.9-87由3附表5平衡滑轮选用d=30mm,D=255mm,滑轮轴直径De=45mm的F型滑轮，标记为:滑轮Fl8X255-45ZBJ80006.9-87卷筒和滑轮的最小直径Do：Domind×h式中表示与机构工作级别和钢丝绳机构有关系数；查表得：筒hi=18；滑轮h2=20o筒的最小卷绕直径DOmin=h1×d=18×30=540mm轮的最小卷绕直径Domin=h2×d=20×30=600mm考虑到起升机构布置卷筒总长度不宜太长，轮直径和卷筒直径一样取D=650mmo卷筒长度：1.=2(L0+L1+L2)+L3=2+n)t+3t+t+I3=1460mm式中L。：筒上有绳槽长度，L0=g+n)t,平安圈n=2,起上升度H=IOm,槽节矩t=22mm,绕直径Do=D1+d=650+30=680mm选取卷筒型号为A650X2000.11X22.12X4.左GB/T9006.2.1999。查表8.1.47-8.L50得：11：定绳尾所需长度，取Il=IO0；12：筒两端空余长度，取I?=45；13：卷筒中间无槽长度，依据滑轮组中心间距，取b=1500卷筒壁厚：=0.02D+(610)=0.02×650+(610)mm=1923mm,=20mm0进行筒壁的压力计算：12876t 0.015 × 0.016=53.65 × IO6 Nm2 = 53.65MPa选用灰铸铁HT200,最小抗拉强度Qb=195Ncn,许用应力y=$=130MPao由于bymaxVy，故抗压强度足够。卷筒转速：mvn4×7.5,nf=14.3r/mintD03.14×0.67,由于L>3D,应验算弯矩产生的拉应力，卷筒弯矩图如下图2-2卷筒弯矩图卷筒的最大弯矩发生在钢丝绳位于卷筒中间时：MmaX=MW=SmaxL2=SmaX()=4200×=28350000Nm.r.4D4-D146504-5704.r-RW=0.1-=0.1X=17145597.5mm3D650式中，卷筒外径D=400mm；卷筒内径D】=370mm；i=Mw/W=28350000/1714597.5=16.53MPa合成应力为：f=1+胃×ymax=20.995Ncm2式中，许用拉应力j=等=39MPa由于。I'1,卷筒强度验算通过。卷筒A65X200011X2212X4SJB/T9006.2-19992.4 初选电动机功率计算：PjcGPi=0.8×47.6=38.08KW式中，Pjc：JC值时的功率，单位KW；G:稳态负载平均系数，依据电动机型号和JC值查表得G=0.8o查机械设计课程设计表16.516.6选用电动机型号为YZR280M.10,PjC=55KW,njc=556rmin,最大转矩允许过载倍数入n=2.8；飞轮转矩GD?二15.5Nm。电动机转速：rd=刖一詈(n0nc)=600X(600-556)=561.92r/minPjC'155式中，nd:在起升负载PQ=326.4kN作用下电动机转速；n0：电动机同步转速；Pjc，njc：是电动机在JC值时的额定功率和额定转速。依据等效功率法，求JC=25%时所需的等效功率：IK25×r×Pj=0.85X0.87X14.7=10.62KW式中，K25:工作级别系数；对于Ms级，K25=0.85o2.5选用减速器减速器总传动比：i=%=%=39.3ni14.3取实际传动比i=40O起升机构减速器按静功率K选取，依据Pj=47.6kW,ncl=561.92r/min,i=40,工作级别为M5,查减速器运用手册选定减速器为ZQHlo0,减速器许用功率瑞j=94kWo低速轴最大扭矩为M=20500Nm。减速器在561.92rmin时的许用功：Pnj=79X5691=73,99>55KW11J600实际起升速度V；=561.92÷40×3.14X0.65÷4=7.2m/min实际起升静功率B=3944=39.72kWo2. 6电动机过载验算和发热验算过载验算按下式计算：C、HQ+Go,r2.5(320+6.4)×103×7.36r-“ccLLI”Pn×-×Vn=×=54.9955kWnm入m1000n1×2.81000×l×0.858Pn=55kW55kW,满意过载要求。式中，Pn：电动机额定功率H:系数绕线式异步电动机取2.5入m：额定功率时，电动机转矩允许过载倍数，此时选取2.8m：电动机个数:总机械效率Ti=0.8582.7选择联轴器依据电动机和减速器以及浮动轴的轴伸尺寸及形态选连轴器，使连轴器的许用应力矩M>计算的所需力矩M,则满意要求。电动机的轴伸：d=85mm(锥形)，长度E=170±0.5mm;减速器轴伸:d=90mm(柱形)，长度E=135mm;浮动轴的轴头：d=60mm,长度E=Io7mm。选取梅花弹性连轴器：型号为MLL9-I-400M=2800N.m;GD2=132.54=530N-m；型号为MLL9,M=2800Nm；GD2=18.954=75.8Nm°电动机额定力矩Mn=9550生=9550x=944.69Nm11jc556计算所需力矩M=n×8×Mn=1.5×1.8×944.69=2550.69Nm式中，n:平安系数取n=1.58:刚性动载系数，取8=L8o由于M=2800>M=2550.69Nm,所选连轴器合格。2. 8验算起动时间起动时间：t_ndrfp1121(Q+go)×103×do21-375(Mq-Mj)F(GD)+=561.92_XL5X(156+53+75.8)+(32.*。.672375x(1605.97-796.5)L'7402×42×0.858J=1.3s式中：(GD2)1=(GD2)d+(GD2)+(GD2)z=15.6÷530+75.8=621.4kNm静阻力矩：Mj=3"=-+SM-=.mJ2mi2×40×4×0.858电动机启动力矩：Mq=1.7×Mn=1.7×944.69=16.5.97NM平均起动加速度：aq=芸;=0.095ms2qtq×601.3×60aq=0.095ms2<a=0.2ms2电动机启动时间合适。2. 9验算制动时间制动时间：tzh-375(MZ-Mj)*卜XGD+2=×1.5×(15.6+530+75.8)+375×(2000-586.4)L'J(320+64)x1()3X。672402×42×0.858J=0.76s式中，nd：电机满载下降转速，单位为r/min；nd=2n0nd=2×600556=644r/minMzh=2000NmMj=586.4Nm平均制动减速器速度azh=-=C=0.17ms2<a=0.2ms2,所tzh6U0.76X60以制动时间合适。2.10静强度计算2.10.1 疲惫计算轴的最大扭矩：M1=1M=2×71.72=143.43kNm式中，=2等效系数，由表查得；Mg工作类型的电动机额定力矩传至计算轴的力矩，查得M£=71.72kNm。由上节选择联轴器中,已确定浮动轴端直径d=55mm0因此扭转应力为：n=1黑丁=238.OkNmnW11d332许用扭转应力:F=舒x2轴材料用45钢，b=6000kNcm2,s=3550kNcm2TT=0.22b=1320kN/cm2；s=0.6s=2130kNcm2式中，K=kxkm考虑零件几何形态和零件表面状况的应力集中系数，此处取K=2×1.25=2.5；kx与零件几何形态有关，对于零件表面有急剧过度和开键槽及紧协作区段，kx=1.52.5;km与零件表面加工光滑度有关,对于V5,krn=1.151.2；对于V3,km=1.25-1.35；h考虑材料对应力循环不对称的敏感系数，对碳钢低合金刚，取h=0.2；%平安系数,查表得%=16o因此，k=(26=611.1k6c11)2，n<n,故通过。2.10.2 静强度计算轴的最大扭矩：M2=c2Mj=2×79.65=159.3kNm式中：c2动力系数,由表查得,因轴的工作速度较高,取c2=2;Mj依据额定起重量计算轴受静力矩，Mj=79.65kNm°最大扭转应力:Tmax=相=-g7=264kN/cm2许用扭转应力:田2=-=r=1331.25kN/cm21121.6式中：n2平安系数，由表查得g=1.6oTmaX<M2故合适。浮动轴的构造如2-3图所示，中间轴径di=d+(5-10)+75+(5-10)=8085mm,取由=85mm。图2-3浮动轴3小车运行机构计算3. 1确定机构传动方案经比较后,确定采纳如图3-1所示的传动方案