1、<p><b>　　畢業(yè)設計說明書</b></p><p>　　課 題： 起重機小車設計 </p><p>　　子課題: </p><p>　　同課題學生姓名:

2、 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著社會的不斷發(fā)展，市場的競爭也越來越激烈，因此各個生產企業(yè)都迫切地需要改進生產技術，提高生產效率，制造行業(yè)中對橋式起重機的要求越來越高，性能也越來越全面。 </p><p>　　本設計為起重機的小車部分，起重小車是沿小車軌道橫向行駛，吊鉤則做升降運動。它的工作范

3、圍是其所能行駛地段的長方體空間，正好與一般車間的形式相適應。</p><p>　　通過對橋式起重機的小車運行機構部分和起升機構部分的總體設計計算，以及電動機、聯(lián)軸器、緩沖器、制動器、鋼絲繩的計算選用；運行機構和起升機構的減速器的設計計算和零件的校核計算及結構設計，完成了橋式起重機的小車兩重要機構機械部分的設計。通過這一系列的設計，滿足起重量達到50/10T的要求，且小車運行和起升機構結構簡單，拆裝方便，維修容易。

4、</p><p>　　關鍵詞 橋式起重機； 運行機構； 起升機構； 設計</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　With the continuous development of society, market competition has become increasingly fierce. Thu

5、s, all manufacturing enterprises urgently need to improve the production technology, improve production efficiency, manufacturing industry to bridge cranes increasingly high demand, properties are increasingly full. <

6、/p><p>　　The design of the crane trolleys, lifting trolley along the trolley track is moving horizontally, and does lifting hook campaign. The scope of work is moving beyond its rectangular lots of space, and i

7、s generally in the form of workshops suit.</p><p>　　Through the overhead crane trolleys in operation and effect of part or part of the overall design, and the motor, Coupling, bumpers, brakes, the calculatio

8、n of rope to use running and lifting the reducer design and components are calculated and structural design, completion of the bridge crane trolleys in two important institutions mechanical parts of the design. Through t

9、his series of designs to meet up to 50 weight / 10T requirements, Trolley and running and lifting mechanism is simple, easily</p><p>　　Keywords Bridge crane， running,， lifting body， design</p><

10、;p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章 緒論…………………………………………………………………………………1</p><p>　　第二章 起重小車總體方案設計…………………………………………………………3</p><p>　　2.1小車運行機構的設計………………………………………………………3</p>

11、<p>　　2.2起升機構的設計……………………………………………………………3</p><p>　　2.3 小車車架設計…………………………………………………………………4</p><p>　　2.4 安全裝置………………………………………………………………………4</p><p>　　2.4.1 欄桿和排障板………………………………………………………

12、………………4</p><p>　　2.4.2限位開關………………………………………………………………4</p><p>　　2.4.3 擋鐵和緩沖器…………………………………………………………5</p><p>　　第三章 運行機構設計……………………………………………………………………6</p><p>　　3.1確定小車運行機構的形式…

13、…………………………………………………6</p><p>　　3.2確定小車運行機構的驅動裝置……………………………………………7</p><p>　　3.2.1 集中驅動……………………………………………………………7</p><p>　　3.2.2 分別驅動……………………………………………………………8</p><p>　　3.3小車運

14、行機構對軌道的要求………………………………………………8</p><p>　　3.3.1 檢驗方法……………………………………………………………8</p><p>　　3.4主動輪的布置形式…………………………………………………………9</p><p>　　3.5小車的車輪不等高打滑……………………………………………………10</p><p>

15、;　　3.5.1 小車輪的不等高………………………………………………………10</p><p>　　3.5.2 小車輪的打滑…………………………………………………………10</p><p>　　3.6起重小車架…………………………………………………………………10</p><p>　　3.7電動機選擇…………………………………………………………………11</p

16、><p>　　3.7.1 電動機的靜功率………………………………………………………11</p><p>　　3.7.2電動機初選……………………………………………………………11</p><p>　　3.7.3 電動機過載校驗………………………………………………………12</p><p>　　3.7.4 電動機發(fā)熱校驗……………………………………

17、…………………13</p><p>　　3.7.5 滿載、上坡、迎風的啟動時間…………………………………………13</p><p>　　3.7.6 啟動平均加速度………………………………………………………14</p><p>　　3.7.7 選擇合適的電動機型號………………………………………………15</p><p>　　3.8 減速器的選擇

18、計算…………………………………………………………15</p><p>　　3.8.1 減速器的初選…………………………………………………………15</p><p>　　3.8.2計算傳動裝置的傳動參數(shù)……………………………………………15</p><p>　　3.8.3齒輪的設計……………………………………………………………………… 16</p>&l

19、t;p>　　3.8.4幾何尺寸計算和齒輪結構設計………………………………………20</p><p>　　3.8.5低速軸設計……………………………………………………………21</p><p>　　3.8.6軸的結構設計…………………………………………………………22</p><p>　　3.8.7校核軸承的壽命驗算和軸的強度設計………………………………23&l

20、t;/p><p>　　3.9 制動器選擇…………………………………………………………………25</p><p>　　第四章 起升機構設計 …………………………………………………………………27</p><p>　　4.1起升機構的驅動形式…………………………………………………………27</p><p>　　4.1.1內燃機驅動的起升機構……………

21、…………………………………27</p><p>　　4.1.2電動機驅動的起升機構……………………………………………27</p><p>　　4.2起升機構的布置形式………………………………………………………27</p><p>　　4.2.1平行軸線布置…………………………………………………………27</p><p>　　4.2.2同軸線布

22、置……………………………………………………………29</p><p>　　4.3驅動裝置零部件的連接……………………………………………………29</p><p>　　4.4起升機構設計計算……………………………………………………………30</p><p>　　4.4.1鋼絲繩選擇……………………………………………………………30</p><p&g

23、t;　　4.4.2滑輪和滑輪組的選擇…………………………………………………32</p><p>　　4.5電動機選擇…………………………………………………………………37</p><p>　　4.5.1概述……………………………………………………………………37</p><p>　　4.5.2電動機的選擇…………………………………………………………37</p&

24、gt;<p>　　4.6減速器的選擇計算…………………………………………………………39</p><p>　　4.6.1概述……………………………………………………………………39</p><p>　　4.6.2減速器傳動比…………………………………………………………39</p><p>　　4.6.3計算傳動裝置的傳動參數(shù)……………………………………

25、………40</p><p>　　4.6.4齒輪設計………………………………………………………………42</p><p>　　4.6.5幾何尺寸計算和齒輪結構設計………………………………………………… 47</p><p>　　4.6.6軸的結構設計…………………………………………………………49</p><p>　　4.6.7校核軸承的壽命驗

26、算和軸的強度設計…………………………50</p><p>　　4.6.8減速器型號的選擇…………………………………………………52</p><p>　　4.7卷筒設計…………………………………………………………………53</p><p>　　4.7.1 概述…………………………………………………………………53</p><p>　　4.7.2

27、卷筒的設計計算………………………………………………………55</p><p>　　4.7.3卷筒的抗壓穩(wěn)定性驗算……………………………………………57</p><p>　　4.7.4鋼絲繩在卷筒上的固定………………………………………………57</p><p>　　4.8吊鉤的選用………………………………………………………………58</p><p&

28、gt;　　結論…………………………………………………………………………………59</p><p>　　參考文獻………………………………………………………………………60</p><p>　　致謝…………………………………………………………………………………61</p><p><b>　　第一章 緒 論</b></p><

29、;p>　　本課題的研究意義：50/10T橋式起重機有如下的優(yōu)點：①起重機工作時，各機構經常是處于起動、制動以及正向、反向等相互交替的工作狀態(tài)之中。②提升機構的工作效率高，負載能力強。③運行機構工作平穩(wěn)，采用信息控制技術，提高了控制性能。</p><p>　　行業(yè)市場狀況：改革開放20多年來，國民經濟突飛猛進，國家基礎建設蓬勃發(fā)展，帶動著國內工程機械的需求，推動著工程機械的發(fā)展。工程起重機行業(yè)也同其它工程機械

30、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。從起重機行業(yè)歷年來的銷售數(shù)據(jù)分析來看，以下四個特點十分明顯：一是市場規(guī)模具有顯著的地域性，經濟發(fā)達的地區(qū)持續(xù)熱銷，落后地區(qū)的購買力則相對較弱；二是中大噸位產品增長迅速，16噸以上產品均有較大幅度增長，今年上半年20噸級以上產品增幅更是高達100%以上；三是行業(yè)發(fā)

31、展與國家投資政策相關性較大，周期變化受國民經濟發(fā)展影響明顯；四是用戶的不確定性和分散性，據(jù)統(tǒng)計，目前私人用戶占整體用戶的70%以上，而且還有不斷增加的趨勢。</p><p>　　由此預見，在2002年大發(fā)展的基礎上，今年又將取得突破性發(fā)展，體現(xiàn)了國民經濟發(fā)展的強大動力和潛力。隨著國家發(fā)展戰(zhàn)略的調整，各項措施的到位和落實，以及全民共謀發(fā)展奔小康的強烈愿望，經濟建設必將走向快速健康發(fā)展之路，工程起重機及配套行業(yè)，通過

32、市場競爭的洗禮，也必將擺脫前幾年徘徊局面，進入健康穩(wěn)步發(fā)展的新時期。我國工程起重機行業(yè)面對新一輪挑戰(zhàn)。 </p><p>　　我國工程起重機市場趨勢與對策分析：工程起重機行業(yè)技術發(fā)展趨勢。國內工程機械產品近十年來隨著技術的引進、消化、吸收，有了長足的進步，產品性能、可靠性、外觀都有較大幅度的提高，但同國外工程機械比較來看，還存在較大差距。就工程起重機而言，今后的發(fā)展主要表現(xiàn)為：整機性能，由于先進技術和新材料的應用

33、，同種型號的產品，整機重量要輕20%左右。隨著結構分析應用和先進設備的使用，結構形式更加合理；高性能、高可靠性的配套件，選擇余地大、適應性好,性能得到充分發(fā)揮；電液比例控制系統(tǒng)和智能控制顯示系統(tǒng)的推廣應用； 操作更方便、舒適、安全，保護裝置更加完善；向吊重量大、起升高度、幅度更大的大噸位方向發(fā)展。 </p><p>　　加入世貿組織后，雖然國內市場(特別是配套件)將受到較大沖擊，但同時也給我們帶來新技術的應用，使

34、國內主機和配套件企業(yè)更清晰認識到差距，更多地了解國產產品存在的致命問題，必將引導主機和配套件企業(yè)的技術創(chuàng)新和技術進步。</p><p>　　徐工集團重型廠和其他競爭廠家一樣，準備用3-5年時間進行產品創(chuàng)新，更新?lián)Q代，緊跟世界先進技術，將自身發(fā)展與汽車起重機整個制造行業(yè)的技術進步放在同等位置上，力求把起重機行業(yè)從低價格惡性競爭的狀態(tài)，帶向高技術含量、高附加值的良性品牌競爭的新時代，從而帶動配套行業(yè)的健康發(fā)展。 &l

35、t;/p><p>　　起重機電氣控制技術未來的發(fā)展趨勢：國外工程起重機配套件發(fā)展趨勢及應用情況。國外工程起重機從整體情況分析，領先國內10～20年(不同類型產品有所不同)。隨著國外經濟發(fā)展速度趨于平穩(wěn)，工程起重機向智能、高性能、靈活、適應性強、多功能方向發(fā)展。25t以下基本上不生產，產品向高附加值、大噸位發(fā)展，如利勃海爾公司汽車起重機基本退出市場，目前市場主導產品為全地面起重機，最小噸位是35t，而80t和160t是

36、主導產品；格魯夫公司的主導產品是全地面起重機和輪胎起重機，最小噸位是25t；多田野公司的汽車起重機只占20%，主導產品是全地面起重機和輪胎起重機，最小噸位16t。因此行業(yè)配套也與國內有所不同：下車主要是300kW以上柴油大功率發(fā)動機，與之配套的是液力變矩器和自動換檔變速箱、12噸級驅動轉向橋及越野輪胎；上車采用高強度材料、大扭矩的起升機構、回轉機構、回轉支承；液壓系統(tǒng)采用變量泵、變量馬達、電磁換向先導閥及主閥、平衡閥、懸掛系統(tǒng)閥、液壓鎖

37、、液壓缸及管路標準配套件；智能控制系統(tǒng)采用力限器顯示控制、記憶通訊及單缸順序伸縮自動控制。由于國外工程機械起步較早，形成了成熟的配套件體系。如力士樂的泵馬達、閥、</p><p><b>　　主要內容：</b></p><p>　　1.在起升機構中，電動機與減速器采用廣泛應用的具有補償軸的聯(lián)接方案，這種補償軸的長度決定補償電機與減速器軸間的安裝誤差大小。減速器與卷筒的

38、聯(lián)接中，卷筒軸的一端支承在固定與小車架上的球面滾動軸承中，其另一端用球面鉸支承在減速器低訴軸輸出軸懸臂端的喇叭口內。當機構工作時，減速器的輸出軸將扭矩通過齒形聯(lián)軸器傳給卷筒。</p><p>　　2.運行機構中，采用立式減速器放在中間，使輸出軸與兩側傳動軸所承受的扭矩比較均勻。制動器裝在電動機另一端的伸出軸上，便于安裝和維修。小車架由鋼板焊接成的縱梁和橫梁，縱梁制成箱形截面，機構的主要部件裝在縱梁上。</p

39、><p>　　第二章 起重小車總體方案設計</p><p>　　橋式起重機小車（又稱行車）主要由起升機構、小車運行機構和小車架三大部分組成，另外還有一些安全保護裝置。</p><p>　　2.1小車運行機構設計 </p><p>　　在中噸位的橋式起重機中，小車有四個行走輪。布置起升機構的個零部件時，應使機構總重心能接

40、近小車架的縱向中心線，以便能最后比較均勻的小車輪壓。車輪與軸承組成一個單元組合件（帶角形軸承箱的車輪），整件安在小車架的下面，這樣可以便于在高空作業(yè)中裝卸。采用立式減速箱，電動機和制動器可以安在小車架的上面，便于安裝維修工作的進行，也可以減少小車架的平面尺寸，結構緊湊。</p><p>　　廣泛采用的小車運行機構的形式，機構中減速器放在兩個小車輪的中間，這樣每邊的傳動軸只傳遞總力矩的一半。通過半齒聯(lián)軸節(jié)和中間浮動

41、軸來傳動（兩段浮動軸可以等長，也可以一長一短）。也有把立式減速箱靠近一個車輪，用一個安全齒聯(lián)軸節(jié)直接與車輪連接（只采用了一段浮動軸）。它便于安裝，也有較好的浮動效果?？紤]到小車車架的變形影響，在小車軌距大的場合也增加一段浮動軸，以提高其補償效果。</p><p><b>　　2.2起升機構設計</b></p><p>　　起升機構由電動機、傳動裝置、卷筒、制動器、滑輪

42、組及吊鉤裝置等組成。由于這些零件結構和組合方式的不同，可以有很多種結構形式，但不管那一種形式，均應考慮到改善零部件受力的情況，減小外形尺寸及自重，安全可靠，工作平穩(wěn)，裝配維修方便等因素。</p><p>　　橋式起重機的滑輪組一般均為雙聯(lián)滑輪組，相應的卷筒也是左右對稱的雙螺旋槽的卷筒，或普通雙聯(lián)卷筒。</p><p>　　由于制造和安裝的誤差以及車架受載后變形，使傳動件軸線之間容易產生偏心

43、和歪斜，故在橋式起重機上應當采用彈性聯(lián)軸節(jié)，過去一直采用齒式聯(lián)軸節(jié)，補償效果好，只是加工復雜，磨損大?，F(xiàn)在橋式起重機，采用梅花形彈性聯(lián)軸節(jié)，如下圖聯(lián)軸節(jié)由左右爪形盤和中間芯子構成。芯子用聚氨酯材料壓制成梅花形，按直徑不同，分為六、八、十瓣，有較好的彈性變形能力，用它來傳遞動力，可以減少沖擊和彌補軸的偏斜和不同心，效果較好。這種聯(lián)軸節(jié)結構簡單，補償量大，耐沖擊，減震耐磨，無嘈聲，壽命長，安裝維護方便，是推廣使用的一種新型聯(lián)軸節(jié)。如圖2.1

44、所示。</p><p>　　圖2.1 梅花彈性聯(lián)軸節(jié)</p><p>　　在橋式起重機上，一般采用塊式制動器，通常裝在減速器的高速軸上。</p><p><b>　　2.3小車車架設計</b></p><p>　　小車架一般是由鋼板焊接的縱梁與橫梁組成。小車架要承受全部起重量和各個機構的自重，應有足夠的強度和剛度，同時

45、又要盡可能地減輕自重，以降低輪壓和橋架受載?，F(xiàn)在起重機的小車架均為焊接結構，由鋼板或型鋼焊成。根據(jù)小車上受力分布情況，小車架由兩根順著其軌道方向的縱梁及其連接的橫梁構成剛性整體， 縱梁的兩端留有直角型懸臂，以安裝車輪的角形軸承箱。</p><p><b>　　2.4安全裝置</b></p><p>　　安全裝置主要有欄桿、排障板、限位開關、擋鐵和緩沖器等。</p

46、><p>　　2.4.1欄桿和排障板 </p><p>　　欄桿用于保護維修人員的操作安全。它設置在與小車軌道相垂直的小車臺面邊緣上。為便于小車維修人員上下，在小車的另外兩邊則不設欄桿。欄桿可用角鋼或鋼管制作，高度不低于800mm。</p><p>　　排障板裝在小車架端梁的車輪外邊，用于推開小車軌道上可能有的障礙物，以利于小車運行。</p><p&

47、gt;<b>　　2.4.2限位開關</b></p><p>　　它主要用來限制吊鉤、小車和大車的極限位置。當這些機構運行到極限位置時，能自動切斷電源，防止操作失誤造成的事故。常用的有杠桿式和絲桿式。A杠桿式限位開關 在限位開關盒體的外面，伸出一個短肩軸，在軸肩上固定有彎形杠桿，其一端為重錘1，另一端一繩索懸掛另一個重錘2上裝有環(huán)套3，此環(huán)套3套在起升鋼絲繩的外面，正常情況下不妨礙鋼絲的運動

48、。由于重錘2的力矩,大于重錘1產生的力矩，所以彎形杠桿順時針方向轉至極限位置。但當?shù)蹉^上升至最高極限位置時，吊鉤掛架上面的撞板就抬起重錘2，彎形杠桿在另一端重錘1的作用下逆時針方向旋轉一個角度，從而使盒內微動開關電器觸點分開，吊鉤停止運動，保護設備不受損壞。小車運動機構的限位開關也是懸臂式杠桿，安裝在小車軌道兩端。在小車上安裝有撞尺，當小車開至極限位置時，撞尺剛好壓住極限位置開關的搖臂，迫使搖臂轉動，從而切斷電源，保證小車及時剎車，不會

49、沖出軌外。B 絲桿式限位開關其限位開關主要工作零件為螺桿及滑塊，螺桿上面套有螺紋的滑塊，滑塊又套在導拄上面螺桿的另一端用聯(lián)軸節(jié)與卷筒連接，當螺桿由卷筒帶動旋轉時，滑塊只能沿螺桿左右移動。當卷筒旋轉至相當于吊鉤最高極限位置時，滑塊也剛</p><p>　　2.4.3擋鐵和緩沖器 </p><p>　　為了預防限位開關失靈，在大車架軌道的兩個極端位置，裝有彈簧式緩沖器和擋鐵，用次來阻止小車前進

50、和吸收撞擊時小車的功能。緩沖器安在小車架上，當小車運動速度不高時，也可以用木板或橡膠塊進行緩沖。綜上所述，起重小車總體方案如圖2.2所示。</p><p>　　圖2.2 橋式起重機小車示意圖</p><p>　　第三章 運行機構設計</p><p>　　3.1確定小車運行機構形式</p><p>　　起重小車的運行機構承擔著重物的橫向運動。

51、小車的傳動方式有兩種，即減速器位于小車主動輪中間或減速器位于小車主動輪一側。減速器位于小車主動輪中間的小車傳動方式。使小車減速器輸出軸及兩側傳動軸所承受的扭矩比較均勻。減速器位于小車主動輪一側的傳動方式，安裝和維修比較方便，但起車時小車車體有左右扭擺現(xiàn)象。主要運行機構形式有三種。如圖3.1所示。</p><p>　　1-傳動軸 2-大齒輪 3-小車輪 4-減速器 5-制動器 6-電動機</p>&l

52、t;p>　　7-軸承 8-主動車輪 9-軌道 10-聯(lián)軸器 11-半齒聯(lián)軸器 12-補償軸</p><p>　　圖3.1 運行機構的三種類型</p><p>　　在a圖中，小車的主動車輪8裝在傳動軸1上。傳動軸上設有大齒輪2，由減速器4低速軸伸出的小車輪3帶動旋轉，使齒輪沿軌道運行。電動機6與小齒輪之間，用減速器或為一級開式齒輪相聯(lián)接。這樣的類型的優(yōu)點是結構簡單，缺點是車輪部位維修

53、不方便。</p><p>　　在 b圖中，減速器裝在小車架的一側。減速器的高速軸，通過齒輪聯(lián)軸器與電動機軸相聯(lián)接。減速器低速軸通過十字滑塊聯(lián)軸器10（或齒輪聯(lián)軸器）與車輪軸聯(lián)接。十字滑塊聯(lián)軸器的一半與減速器低速軸做成一體，另一半與車輪軸做成一個整體，中間有一個十字滑塊。這種類型的聯(lián)接方式優(yōu)點是結構簡單，造價較低，適合于小跨度小起重量的小車上使用。缺點是因兩車輪的中間軸過長，容易產生扭曲變形，以及靠近減速器的車輪在

54、起動時超前，在制動時因慣性力的作用而落后，促成兩車輪不能同時起動或停止。如果軸的剛性不夠，這種變形將會引起小車運行時的歪斜，從而造成車輪的啃道。</p><p>　　在c圖中的類型中，是用三級立式減速器裝在小車兩主動車輪中間。減速器的高速軸與電動機軸之間用補償軸聯(lián)接（或用全齒聯(lián)軸器聯(lián)接），并使制動器靠近電動機的一側，使之在制動時補償軸能夠幫助吸收一部分沖擊振動。低速軸與主動車輪之間也用補償軸聯(lián)接。這種結構的優(yōu)點是

55、采用了立式減速器、角型軸承箱和補償軸，使整個結構變的緊湊，傳動性能良好和維修方便。缺點是成本高。</p><p>　　本設計中采用a圖的運行機構類型。</p><p>　　3.2確定小車運行機構的驅動裝置</p><p>　　小車運行機構的驅動裝置一般由電動機、制動器、傳動裝置和車輪等組成。根據(jù)布置不同,驅動方式有自行式和牽引式兩種。自行式是機構直接裝在運行部分上,

56、依靠主動輪與軌道間的附著力運行,這種方式布置方便、構造簡單,應用廣泛。牽引式是驅動機構裝在運行部分之外,通過鋼絲繩牽引小車運行,一般只用于要求自重輕、運行速度高或運行坡度較大的小車,如用在纜索起重機、塔式起重機的牽引小車運行。所以本設計運行機構應采用自行式運行機構。</p><p>　　自行式運行機構又分為集中驅動和分別驅動兩種形式。</p><p>　　3.2.1集中驅動 </p

57、><p>　　集中驅動是用一臺電動機通過傳動軸驅動兩邊的主動輪。這種機構的優(yōu)點是可減少電動機與減速器的臺數(shù)。缺點是需要復雜、笨重的傳動系統(tǒng)，而且起重機金屬結構的變形，對傳動零件的強度及壽命影響較大，而且成本高，維修不便。因此，一般只用在橋式起重機的小車和跨度小于16.5米的大車運行機構上。根據(jù)傳動軸的轉速不同，可分為低速軸驅動、高速軸驅動和中速軸驅動三種形式。如圖4.2所示。采用集中驅動對走臺的剛性要求高。低速軸驅動

58、工作可靠，但由于低速軸傳遞的扭矩大，軸徑粗，自重也大。高速軸驅動的傳動軸細而輕，但振動較大，安裝精度要求較高，需要兩套減速器，成本也高，中速軸驅動機構復雜。</p><p>　　1－電動機；2－聯(lián)軸器；3－減速器；4－低速軸；5－制動器；6－車輪</p><p>　　a低速集中驅動運行機構</p><p>　　1－車輪；2－軸承座；3－聯(lián)軸器；4－減速器；5－制動器

59、；6－電動機；</p><p>　　7－中速軸；8－開式齒輪</p><p>　　b中速集中驅動運行機構</p><p>　　1－電動機；2－高速軸；3－減速器；4－車輪；5聯(lián)軸器</p><p>　　c 高速集中驅動運行機構</p><p>　　圖3.2 集中驅動的三種形式</p><p>

60、　　3.2.2分別驅動 </p><p>　　分別驅動是指橋架式起重機大車運行機構是由兩套相同但沒有任何聯(lián)系的驅動裝置驅動的。其優(yōu)點是省去中間傳動軸，起重機自重減輕。有的分別驅動運行機構還采用了“三合一”的方式，即將電動機、制動器及減速器合成一個整體，使其體積小、重量輕、結構緊湊等優(yōu)點更為顯著?！叭弦弧狈绞降娜秉c是行走部分的振動比較劇烈，對傳動機構和金屬結構有不良影響，不利于安全。分別驅動在現(xiàn)代橋式起重機上得到

61、廣泛的應用</p><p>　　比較上述的驅動形式，結合本設計，選擇集中驅動的低速集中驅動運行機構。</p><p>　　3.3小車運行機構對軌道的要求</p><p><b>　　3.3.1檢驗方法</b></p><p>　　新安裝起重機，當小車運行出現(xiàn)啃軌現(xiàn)象時，應測量大車軌距偏差。大車軌距的極限偏差為：S≤10m

62、，△s＝±3mm；S＞10m，△s＝±〔3＋0.25(S－10)〕mm。最大不超過±15mm。檢驗方法是 ：</p><p>　?、儆闷匠呖ㄗ′摼沓?，另一側拉150N彈簧秤，測量同一高度處一側車輪外端面與另一側車輪的內端面的距離，則跨度Ｓ等于實測距離加上鋼卷尺修正值（由相關手冊可查得），再加上鋼卷尺計量修正值。</p><p>　?、诓捎镁炔恍∮?.5mm的

63、測距儀，測量同一高度處一側車輪外端面與另一側車輪的內端面的距離，測量三次取平均值。</p><p>　　③軌道接頭間隙不大于2mm。用塞尺測量。</p><p>　?、苘壍缹嶋H中心與梁的實際中心偏差不超過10mm，且不大于吊車梁腹板厚度的一半。用鋼卷尺測量。</p><p>　?、莨潭ㄜ壍赖穆菟ê蛪喊宀粦鄙?。壓板固定必須牢固，墊片不允許竄動。直接從外觀檢查。<

64、;/p><p>　　⑤軌道不應有裂紋、嚴重磨損等影響安全運行的缺陷。懸掛起重機運行不應有卡阻現(xiàn)象。直接從外觀檢查。</p><p>　　3.4 主動輪的布置形式 </p><p>　　主動輪布置的位置及主動輪的數(shù)目應保證在任何情況下都有足夠的主動輪輪壓，否則，主動輪在起動或制動過程中，由于附著力不足將會出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。通常主動輪占車輪總數(shù)的一半。對于運行速度低的起重機也可

65、取車輪總數(shù)的1/4，運行速度高的起重機可采用全部車輪驅動。主動輪的布置方式有以下幾種如圖3.3所示。</p><p>　　圖3.3 主動輪的布置方式</p><p>　　單面布置如圖 由于主動輪在一側軌道上，主動輪輪壓之和變化較大，兩側車輪易跑偏，故應用很少。只用于輪壓本身對稱的起重機。</p><p>　　對面布置如圖 在跨度小的橋式起重機上用的較多，因為機構便于

66、布置，能保證主動輪輪壓之和不隨小車位置變化而變化。不宜用于臂架式起重機，因為主動輪輪壓之和隨臂架位置變化較大。</p><p>　　對角布置如圖 常用于中、小型旋轉起重機上，這是因為臂架旋轉時對角主動輪輪壓之和通常變化不大。</p><p>　　四角布置如圖 廣泛用于大型、高速運行的各種起重機上，這是因為四角上的主動輪輪壓之和基本不變。</p><p>　　經過計算

67、決定采用四角布置形式，由于50T屬于重型起重機，采用這樣的布置形式有利于提高穩(wěn)定性承受較大的力。</p><p>　　3.5小車的車輪不等高和打滑</p><p>　　3.5.1小車車輪的不等高，</p><p>　　小車輪的不等高，也就是通常所說的小車“三條腿”，即一個車輪懸空或輪壓很小。小車車輪產生了不等高之后，就可能引起小車在運行時車體的振動。另外，再由于主梁

68、下沉而引起主梁的內側水平彎曲，造成小規(guī)距縮小。如果小車車輪是外側單輪緣的，由于上述良種原因，在大車體受到碰撞時，就可能造成小車車輪的脫軌。</p><p>　　產生不等高的原因，不在乎有兩個方面：其一是小車的自身的問題，其二是軌道的問題，也可能兩者綜合在一起。小車自身問題產生的車輪不等高的原因可能有：①小車架自身形狀不符合技術要求或產生了變形。 </p><p>　?、谝粋€車輪直徑過小。&

69、lt;/p><p>　?、圮囕啺惭b位置不符合技術要求。</p><p>　　④小車體對角線的兩個車輪直徑誤差過大。</p><p>　　如果一個車輪在軌道的全長上，或很長的一段軌道上運行時不與軌道相接觸，說明故障是出在車輪上面。只要把車輪向下移動一段距離，使四個輪子基本保持等高就可以了。如果同側兩個車輪均在某一條軌道上分別不與某軌道相接觸，其原因是主梁垂直方向有變形或主

70、梁上波浪形嚴重引起軌道局部凹陷。如果凹陷不嚴重，可以在小軌道下面加墊片來解決，但要注意，氣割壓板時要迅速，盡可能不使主梁受熱面積過大。如果凹陷情況嚴重，就必須徹底解決主梁的變形。實際上，產生小車車輪不等高的原因，多是綜合性，因此要全面加以分析，制定出切實可行的修理方案。對小車不等高的限度有如下規(guī)定：主動輪必須與軌道相接觸，從動輪允許有不等高現(xiàn)象存在，但車輪與軌道的間歇最大不允許超過一毫米，連續(xù)長度不允許超過一米，全長累計不準超過二米&l

71、t;/p><p>　　3.5.2 小車車輪的打滑</p><p>　　小車輪的打滑，就是小車車輪在軌道上運行時發(fā)生的滑動現(xiàn)象。產生打滑的原因有:主動車輪之間的輪壓不相等,軌道不清潔,起車太快,軌道不平,車輪出現(xiàn)橢圓。</p><p>　　針對以上的問題，在本畢業(yè)設計中的小車的設計中應盡量防止這樣的問題出現(xiàn)。</p><p><b>　　

72、3.6起重小車架</b></p><p>　　小車架要承受全部起重量和各個機構的自重，應有足夠的強度和剛度，同時又要盡可能地減輕自重，以降低輪壓和橋架受載?，F(xiàn)在起重機的小車架均為焊接結構，由鋼板或型鋼焊成。根據(jù)小車受力分布情況，小車架由兩根順著其軌道方向的縱梁及其連接的橫梁構成剛性整體，如圖3.4 所示?？v梁的兩端留有直角形懸臂，以安裝車輪的角形軸承箱。 起重小車架按其制造方法來分，有鑄鋼和焊接的兩種

73、。鑄鋼的底座剛性很大，不易變形，而制造困難?，F(xiàn)在多數(shù)是采用鋼板焊接的小車架。但小起重量的小車架也有用型鋼焊接制成的。 </p><p>　　小車架上面裝設有起重機的起升機構和小車的運行機構，還有承擔著所有的外加載荷。它也是由主梁和端梁組成的。沿小車軌道方向的梁，稱做主梁是箱形機構的，小車車輪設在此梁下面。與小車軌道垂直的梁，稱為端梁。主梁和端梁聯(lián)接的地方設有隔板。</p><p>　　一套

74、起升的小車車架 兩套起升機構的小車車架</p><p>　　圖3.4 小車架結構</p><p>　　此外，在小車架上還設有安全保護裝置，如安全壓尺、緩沖器、排障板和護欄等。</p><p><b>　　3.7電動機選擇</b></p><p>　　3.7.1電動機的靜功率</p

75、><p>　　計算電動機的靜功率公式： 式（3.1）</p><p><b>　　式中： —靜阻力</b></p><p>　　—初選運行速度（m/s）</p><p>　　—機構傳動效率，可取=0.85~0.95</p><p><b>　　—電動機

76、個數(shù) </b></p><p>　　3.7.2電動機初選</p><p>　　一般可根據(jù)電動機的靜功率和機構的接電持續(xù)率JC值，對照電動機的產品目錄選用。由于運行機構的靜載荷變化較小，動載荷較大，因此所選電動機的額定功率應比靜功率大，以滿足電動機的起動要求。</p><p>　　對于橋式起重機的大、小車運行機構，可按下式初選電動機：</p>

77、;<p><b>　　式（3.2）</b></p><p>　　式中：—考慮到電動機起動時的慣性影響的功率增大系數(shù)。室外工作的起重機，常取=（速度高者取大值）；對于室內工作的起重機及裝卸橋小車運行機構，可取=（對應的速度取30180m/min）。結合本設計內容取速度V=38.2m/min</p><p>　　通過以上公式，帶入本設計中的數(shù)據(jù)</p&

78、gt;<p>　　3.7.3電動機過載校驗</p><p>　?、龠\行機構的電動機必須進行過載校驗</p><p><b>　　式（3.3）</b></p><p>　　式中：—基準接電持續(xù)率時電動機額定功率（KM）</p><p>　　—平均起動轉距標么值（相對于基準接電持續(xù)率時的額定轉距）；對繞線型異步

79、電動機取1.7，籠型電動機取轉距允許過載倍數(shù)的90%。</p><p>　　—運行靜阻力（N）按上式（*）計算，風阻力按工作狀態(tài)最大計算風壓計算，室內工作的起重機風阻力為零。</p><p>　　—運行速度（m/s）;根據(jù)與初選的電動機轉速n確定傳動比i（見減速器的選擇）。</p><p><b>　　—機構的傳動效率。</b></p&g

80、t;<p>　　—機構總轉動慣量，即折算到電動機軸上的機構旋轉運動質量與直</p><p>　　②運動質量轉動慣量之和（）</p><p><b>　　式（3.4）</b></p><p>　　式中：—電動機轉子轉動慣量（）。</p><p>　　—電動機軸上制動輪和聯(lián)軸器的轉動慣量（）。</p>

81、;<p>　　—考慮其他傳動件飛輪距的影響的系數(shù)，折算到電動機軸上可取（=1.11.2）</p><p>　　—電動機額定功率（r/min）.</p><p>　　—機構初選起動時間，可根據(jù)運行速度確定；一般情況下橋式類型起重機大車運行機構=810s,小車運行機構=46s。</p><p><b>　　帶入上面計算的數(shù)據(jù)</b>&

82、lt;/p><p><b>　　式（3.5）</b></p><p>　　經過計算過載校驗合格。</p><p>　　3.7.4電動機發(fā)熱校驗</p><p>　　對于工作頻繁的工作性運行機構，為避免電動機過熱損壞，應進行發(fā)熱校驗。滿足下式，電動機發(fā)熱校驗合格：</p><p>　　式中：—電動機工作

83、的接電持續(xù)率JC值、CZ值的允許輸出量（KM）。</p><p>　　—工作循環(huán)中，負載的穩(wěn)定功率（KM）；按下式計算。</p><p><b>　　式（3.6）</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　表3.1 運行機構穩(wěn)態(tài)負載平均系數(shù)G</p><

84、;p>　　式中：G—穩(wěn)態(tài)負載平均系數(shù)，見表3.1所示。 </p><p><b>　　所以發(fā)熱校驗合格。</b></p><p>　　3.7.5滿載、上坡、迎風的起動的時間</p><p><b>　　計算公式如下：</b></p><p><b&g

85、t;　　式（3.7）</b></p><p>　　式中：—電動機的平均起動轉距。</p><p>　　表3.2 運行機構加（減）速度a及相應加（減）速度時間t的推薦值</p><p>　　—滿載、上坡、迎風時作用于電動機軸上的靜阻力距，按下式計算。 式（3.8）</p><p

86、>　　式中： —減速器傳動比</p><p>　　起動時間一般應滿足：對大車，=810s；對小車，=46s。時間也可參照下表3.2所示確定。</p><p>　　3.7.6起動平均加速度</p><p>　　為了避免多大的沖擊及物品擺動，應驗算起動時的平均加速度，一般在允許的范圍內參考下表，計算公式如下：</p><p><b&g

87、t;　　式（3.9）</b></p><p>　　式中：—起動平均加速度</p><p>　　—運行機構的穩(wěn)定運行速度</p><p><b>　　—起動時間</b></p><p>　　3.7.7選擇合適的電動機型號</p><p>　　通過上面決定運行機構電動機選為：YZR160L

88、-8 </p><p>　　表3.3 電動機主要性能</p><p>　　3.8減速器的選擇計算</p><p>　　3.8.1 減速器的初選</p><p>　　由于要求設計的減速器的傳動比不大（經試算大約為3.2）且齒輪主要受徑向力的作用，于是可采用一級直齒圓柱齒輪減速器。根據(jù)設計選出來的電動機，確定電動機的功率為11KW，所選擇的型號

89、為，主要性能如表3.3所示。</p><p>　　3.8.2計算傳動裝置的傳動參數(shù)</p><p>　　O軸：O軸即電動機軸 式（3.10）</p><p><b>　　式（3.11）</b></p><p>　　Ⅰ軸：Ⅰ軸即減速器高速軸</p><p&g

90、t;　?、蜉S：Ⅱ軸即減速器中速軸</p><p>　?、筝S：Ⅲ軸即減速器中速軸</p><p>　?、糨S：Ⅳ軸即減速器中速軸</p><p>　　運動和動力參數(shù)計算結果得表3.4所示：</p><p>　　表3.4 運動和動力參數(shù)</p><p>　　3.8.3 齒輪的設計</p><p>　　

91、①選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)</p><p>　　按傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動。帶式卷筒運輸機是一般工作機器，速度不高，故選用7級精度（GB10095-88）。查參考文獻中189頁表10-1。小齒輪材料為45Cr（調質），硬度為280HBS,大齒輪的材料選用45鋼（調質）硬度為240HBS，其材料硬度相差40HBS。取小齒輪齒數(shù) =16，大齒輪齒數(shù) ，取=51。</p><p&g

92、t;　?、?按齒面接觸強度設計</p><p>　　1）由設計公式進行計算，即</p><p><b>　　式（3.12）</b></p><p>　　確定公式內的各計算參數(shù)</p><p>　　試選用載荷系數(shù)=1.5</p><p>　　2）計算小齒輪傳遞的轉矩</p><p

93、>　　由參考文獻201頁表10-7選取齒寬系數(shù)=1。</p><p>　　由參考文獻198頁表10-6查得材料的彈性系數(shù)。</p><p>　　由參考文獻207頁圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限，大齒輪的接觸疲勞強度極限。</p><p><b>　　由根據(jù)應力循環(huán)次數(shù)</b></p><p>

94、<b>　　式（3.13）</b></p><p>　　由參考文獻中203頁圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)：</p><p><b>　　，。</b></p><p>　　3）計算接觸疲勞許用應力</p><p>　　取失效概率為1％，安全系數(shù)S=1，得</p><p>&

95、lt;b>　　式（3.14）</b></p><p>　　4）試計算小齒輪的分度圓，代入[]中較小的值</p><p><b>　　式（3.15）</b></p><p><b>　　5）計算圓周速度v</b></p><p><b>　　式（3.16）</b>

96、;</p><p><b>　　6）計算齒寬</b></p><p>　　由參考文獻表10—7取=1</p><p><b>　　式（3.17）</b></p><p>　　7）計算齒寬和齒高之比b/h</p><p>　　模數(shù)：

97、 式（3.18）</p><p>　　齒高： 式（3.19）</p><p><b>　　式（3.20）</b></p><p><b>　　8）計算載荷系數(shù)</b></p><p>　　根據(jù)v=2.15m/s，7級精度，由參考文獻192頁圖

98、10-8查得動載系數(shù)Kv=1.10；直齒輪，假設。由參考文獻圖10—3查得</p><p>　　由參考文獻190頁表10-2查得兩段的齒輪的使用系數(shù)，由參考文獻194頁表10-47級精度、小齒輪相對支承對稱布置時，</p><p><b>　　式（3.21）</b></p><p><b>　　將數(shù)據(jù)代入后得</b><

99、;/p><p>　　由b/h=7.11,=1.391，由參考文獻195頁圖10-13得=1.35，則故載荷系數(shù)</p><p><b>　　式（3.22）</b></p><p>　　按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式可得</p><p><b>　　式（3.23）</b></p>

100、<p><b>　　計算模數(shù)</b></p><p><b>　　式（3.24）</b></p><p>　?、?按齒根彎曲強度設計</p><p>　　設計計算公式 式（3.25）</p><p>　　1）確定計算公式內的各計算參數(shù)&

101、lt;/p><p>　　由參考文獻204頁圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限；大齒輪的彎曲疲勞強度極限；</p><p>　　由參考文獻202頁圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)</p><p><b>　　，；</b></p><p>　　2）計算彎曲疲勞許用應力</p><p>　　取彎曲疲

102、勞安全系數(shù)S=1.4，由下式得</p><p><b>　　式（3.26）</b></p><p><b>　　式（3.27）</b></p><p><b>　　3）計算載荷系數(shù)K</b></p><p><b>　　式（3.28）</b></p&

103、gt;<p><b>　　4）查取齒形系數(shù)</b></p><p>　　由參考文獻197頁表10-5查得</p><p><b>　　，；</b></p><p>　　5）查取應力校正系數(shù)</p><p>　　由參考文獻197頁表10-5可查得</p><p>

104、<b>　　，</b></p><p>　　計算大、小齒輪的并加以比較</p><p><b>　　式（3.29）</b></p><p><b>　　對</b></p><p>　　由上式可得大齒輪的數(shù)值較大。</p><p><b>　　設

105、計計算</b></p><p>　　此計算結果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪的模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關，可取有彎</p><p>　　這曲強度算得的模數(shù)2.85并就近圓整為標準值m=3,按接觸強度算得的分度圓直徑,算出小齒輪齒數(shù)：取</p>&

106、lt;p><b>　　大齒輪齒數(shù)：取</b></p><p>　　這樣的齒輪傳動，既滿足齒面接觸疲勞強度，又滿足齒根彎曲疲勞強度，而且做到了結構緊湊，避免浪費。</p><p>　　3.8.4 幾何尺寸計算和齒輪結構設計</p><p><b>　?、儆嬎惴侄葓A直徑</b></p><p>&

107、lt;b>　　式（3.30）</b></p><p><b>　　②計算中心距</b></p><p><b>　　式（3.31）</b></p><p><b>　?、塾嬎泯X輪寬度</b></p><p><b>　　式（3.32）</b&g

108、t;</p><p><b>　　取。</b></p><p>　?、茯炈?式（3.33）</p><p>　　， 式（3.34）</p><p><b>　　滿足設計條件。</b></p><p>　　因齒頂圓直徑，所以

109、做成腹板式結構實際傳動比</p><p><b>　　所以實際轉速 </b></p><p><b>　　轉速誤差</b></p><p>　　轉速誤小于要求的，所以符合要求。</p><p>　　3.8.5低速軸設計</p><p>　　已經求得 <

110、;/p><p><b>　　大齒輪分度圓直徑</b></p><p>　　所以大齒輪所受的徑向力</p><p>　?、俪醪酱_定軸的最小直徑</p><p>　　先按參考文獻15—2式初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調質處理。根據(jù)參考文獻表15—3，取，于是得</p><p><b&

111、gt;　　式（3.35）</b></p><p>　　輸出軸的最小直徑顯然是安鏈輪處軸的直徑（如圖3.5所示）. 為了使所選的軸直徑與鏈輪的孔徑相適應，故應先確定鏈輪。</p><p>　　安裝鏈輪軸的直徑為鏈輪的內徑取26mm，安裝鏈輪軸的長度，取。</p><p>　　圖3.5 鏈輪軸的結構示意圖</p><p>　　3.8

112、.6 軸的結構設計</p><p>　?、俑鶕?jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度</p><p>　　為了滿足鏈輪的軸向定位要求，1—2軸段右端需制出一軸肩，故取；左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑為29mm。鏈輪與軸配合的轂孔長度</p><p>　　，為了保證軸端擋圈只壓在鏈輪上而不壓在軸的端面上，故1—2段的長度應比2—3略短一些。</p>

113、<p><b>　　現(xiàn)取</b></p><p><b>　　②初步選擇滾動軸承</b></p><p>　　因軸承主要受徑向力的作用，故用單列深溝球軸承。參照工作要求并根據(jù)，由軸承產品目錄中初步選取0基本游隙組、標準精度級的單列深溝球軸承6207，其尺寸為 ，故 ；而 。</p><p>　　右端滾動軸承采

114、用軸肩膀進行軸向定位。由參考文獻第3卷查得6207型軸承的定位軸肩高度5mm，因此，取 。取安裝齒輪處的軸段4-5 的直徑；齒輪的左端與左軸承這間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為58mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應略短于輪轂寬度，故取。齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高 ，取 ，則軸環(huán)處的直徑。軸環(huán)寬度 ，取 。</p><p>　?、圯S承端蓋的總寬度為16mm（由減速器及軸承端蓋的結構設計而定）。取

115、端蓋的外端面與鏈輪右端面的距離，故取 。</p><p>　?、苋↓X輪距箱體內壁之距，考慮到箱體鑄造誤差，在確定滾動軸承位置時，應距箱體內壁一段距離，取 ，已知滾動軸承寬度。 </p><p>　　經過計算： </p><p>　　至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。</p><p>　　⑤軸上零件的周向定位</p&

116、gt;<p>　　齒輪、鏈輪與軸的周向定位均采用鍵聯(lián)接。 用A型平鍵，由手冊查得A型平鍵截面（GB1096—79），鍵長為52mm，同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選取齒輪輪轂與軸的配合為；同樣，鏈輪與軸的聯(lián)接，選用C型平鍵為 （GB1096—79），鏈鏈輪與軸的配合為。滾動軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為。</p><p>　?、薮_定軸上圓角和倒角尺寸&l

117、t;/p><p>　　參考參考文獻15—2，取軸端倒角為，各軸肩處的圓角半徑均為1mm。</p><p><b>　?、咝：随I的強度</b></p><p>　　據(jù)參考文獻103頁公式6—1及104頁表6—2得</p><p>　　聯(lián)接齒輪鍵的強度校核</p><p><b>　　式（3.3