畢業(yè)設(shè)計（論文）-5t門式起重機起升結(jié)構(gòu)設(shè)計

1、<p><b>　　三 江 學(xué) 院</b></p><p>　　本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）</p><p>　　論文題目 　　5噸門式起重機起升機構(gòu)設(shè)計　　 </p><p>　　高等職業(yè)技術(shù)學(xué)（系）機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè) </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號 G105152

2、021　 </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 講師 </p><p>　　指導(dǎo)教師工作單位 機械工程學(xué)院 </p><p>　　起訖日期 2013年12月16日--2014年4月7日 </p><p><b>　　摘 要</b></p&

3、gt;<p>　　在如今社會隨著物資和設(shè)備集成化運輸，起重機在運輸環(huán)節(jié)中的作用在不斷的提升。來適應(yīng)現(xiàn)代社會和市場來滿足廣大客戶的各種需求，發(fā)展趨勢是集大型化的；高速化的；模塊化的；自動化的；以及時智能化的。在現(xiàn)在社會為減少物流的成本，客戶對起重機的要求也是越來越高，不光要求其質(zhì)量要輕；剛性要好；工作區(qū)域要大，還要求各類起重機大小車速度快，工作效率高。在現(xiàn)代化社會激烈的起重機制造業(yè)下，能占領(lǐng)最高點，很多的商家采用了先進的技術(shù)

4、以及工藝，如：模塊化設(shè)計。由此來滿足廣大客戶要求的時候也能夠最大程度的降低制造成本。</p><p>　　本文指門式起重機的起升結(jié)構(gòu)設(shè)計以及對其重要部分的計算。在繪圖時，不僅繪制一張總裝備圖，還運用計算機繪制起重機的起升結(jié)構(gòu)圖以及卷筒圖。這樣就好達(dá)到對起重機設(shè)計有個更加好的了解。</p><p>　　此次的設(shè)計重點包括了鋼絲繩；吊具；卷筒尺寸并驗算強度；減速器；制動器；電機；聯(lián)軸器的選擇；

5、氣制動時間；電動機發(fā)熱測試；總體穩(wěn)定性能等多方面。</p><p>　　關(guān)鍵字：起升機構(gòu)設(shè)計；門式起重機；總體穩(wěn)定性</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　With the integrated transport of materials and equipment, the role of gantry

6、crane systems in the transport links has been continuously improved. To meet the needs of the market, the gantry crane systems is becoming more large, high speed, modularity, automation, and intelligent. In order to redu

7、ce costs of logistics, the user need high performance of gantry crane systems, such as light weight, rigid, automation and a large operating space, and require crane car and truck operations to be high-s</p><p

8、>　　This article aims to the design of the gantry cranes systems and the overall stability, especially for the design and calculation of lifting mechanism. In drawing, we do not only complete the map of total machine b

9、y hand-draw, and also use computer to draw the total plan of the hoisting mechanism and reel assembly. Thus, we can get a better understanding of the gantry crane design.</p><p>　　This article focuses on the

10、 design of steel wire rope, roller, motor, reducer, brake, coupling selection, at the same time, make the calibration of motor heating, starting and braking time, the over all stability.</p><p>　　Keywords: G

11、antry crane; Overall stability; Hoisting mechanism design目 錄</p><p>　　第一章 緒 論1</p><p><b>　　1.1 引言1</b></p><p>　　1.2 起重機械概論1</p><p>　　1.3起重機的發(fā)展現(xiàn)狀2</

12、p><p>　　1.3.1 國內(nèi)外先進起重機的特點和發(fā)展趨勢2</p><p>　　1.4課題的研究目的和意義3</p><p>　　1.5 本文所要做的主要工作4</p><p>　　第二章 整機總體方案的選型5</p><p>　　2.1 參數(shù)設(shè)計5</p><p>　　2.2 設(shè)計

13、標(biāo)準(zhǔn)5</p><p>　　2.3 橋架結(jié)構(gòu)形式的選擇5</p><p>　　2.3.1 金屬結(jié)構(gòu)的形式5</p><p>　　2.3.2 金屬結(jié)構(gòu)的連接6</p><p>　　2.4 起升機構(gòu)方案設(shè)計6</p><p>　　2.4.1 起升機構(gòu)組成6</p><p>　　2.4.2

14、 起升機構(gòu)的工作原理8</p><p>　　2.5 大車運行機構(gòu)8</p><p>　　2.5.1 運行機構(gòu)的組成8</p><p>　　2.5.2 運行機構(gòu)的工作原理9</p><p>　　2.5.3 運行機構(gòu)的驅(qū)動類型10</p><p>　　第三章 計算過程及其說明11</p><

15、;p>　　3.1起升機構(gòu)計算11</p><p>　　3.1.1確定起升機構(gòu)傳動方案、選擇滑輪組和吊鉤組11</p><p>　　3.1.2 選用鋼絲繩12</p><p>　　3.1.3確定滑輪主要尺寸13</p><p>　　3.1.4確定卷筒尺寸并驗算強度13</p><p>　　3.1.5選擇電

16、動機15</p><p>　　3.1.6驗算電動機發(fā)熱條件15</p><p>　　3.1.7選擇減速器16</p><p>　　3.1.8驗算起升速度和實際所需功率16</p><p>　　3.1.9校核減速器輸出強度16</p><p>　　3.1.10選擇制動器17</p><p&

17、gt;　　3.1.11選擇聯(lián)軸器17</p><p>　　3.1.12驗算啟動時間18</p><p>　　3.1.13驗算制動時間18</p><p>　　3.1.14高速浮動軸計算19</p><p>　　3.2卷筒部件計算20</p><p>　　3.2.1卷筒心軸的計算20</p>&

18、lt;p>　　3.2.2支座反力21</p><p>　　3.2.3疲勞計算21</p><p>　　3.2.4靜強度計算22</p><p>　　3.2.5選擇軸承22</p><p>　　3.2.6大端軸承22</p><p>　　3.2.7右端軸承23</p><p>　

19、　3.2.8繩端固定裝置計算23</p><p>　　第四章 結(jié)論25</p><p><b>　　致 謝26</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)27</b></p><p><b>　　第一章 緒 論</b></p><p>&

20、lt;b>　　1.1 引言</b></p><p>　　起重機是一種古老的機械，迄今，其承載結(jié)構(gòu)、驅(qū)動機構(gòu)、取物裝置、控制系統(tǒng)及安全裝置等各方面都有了很大的進步, 其設(shè)計理論、制造工藝、檢測手段等都逐漸趨于完善和規(guī)范化, 并已經(jīng)成為一種較完善的機械。但由于生產(chǎn)發(fā)展提出新的操作要求,起重機的類型、形式也需要相應(yīng)地發(fā)展和創(chuàng)新, 性能參數(shù)也需要不斷變化與改善。由于現(xiàn)代化設(shè)計方法的建立和計算機輔助設(shè)計等

21、現(xiàn)代設(shè)計手段的施用，使起重機設(shè)計觀念和方法有了較大的更新，其它技術(shù)領(lǐng)域和相鄰工業(yè)部門不斷取得的新科技成果在起重機上的滲透、推廣應(yīng)用等，更使起重機的各方面不斷地豐富更新。因此, 起重機將向現(xiàn)代化、智能化、更安全方便可靠的方向發(fā)展。</p><p>　　1.2 起重機械概論</p><p>　　起重機械的基本任務(wù)是上下升降貨物，而且可兼使重物作短距離的水平移動，來滿足貨物裝卸、轉(zhuǎn)載、安裝等的要

22、求。起重機械是現(xiàn)代化生產(chǎn)中必不可少的重要機械裝備，它對于減輕繁重的體力勞動，提高生產(chǎn)率和實現(xiàn)生產(chǎn)過程的機械化、自動化以及改善人民的物質(zhì)、文化生活起到了重大的意義。 </p><p>　　起重機械廣泛應(yīng)用于工礦企業(yè)、港口碼頭、倉庫、建筑工地、海洋開發(fā)、宇宙航行等各個工業(yè)部門，可以說陸地、海洋、空中、民用、軍用各個方面都有起重機械在進行著有效的工作。 </p><p>　　起重機械不僅可以作為

23、輔助的生產(chǎn)設(shè)備，完成原料、半成品、成品的裝卸、搬運，進行機電設(shè)備的安裝、維修，而且它也是一些生產(chǎn)過程工藝操作中的必備設(shè)備，例如，鋼鐵冶金生產(chǎn)中的各個環(huán)節(jié)，從爐料準(zhǔn)備、加料到煉好的鋼水澆鑄成錠以及脫模取錠等。據(jù)統(tǒng)計，在我國冶金、煤炭部門的機械設(shè)備總臺數(shù)或總量中，起重運輸機械 約占25~65%。 </p><p>　　起重機械與運輸機械發(fā)展到現(xiàn)在，已經(jīng)成為合理組織成批大量生產(chǎn)和機械化流水作業(yè)的基礎(chǔ)，是現(xiàn)代化生產(chǎn)的重要

24、標(biāo)志之一。在我國四個現(xiàn)代化的發(fā)展和各個工業(yè)部門機械化水平、 勞動力的提高中，起重機械必將發(fā)揮更大的作用。 </p><p>　　起重機械的工作特點在于作為一種間歇動作的機械，具有重復(fù)而短暫的工作特征。起重機械在搬運物料時，通常經(jīng)歷著上料、運送、卸料以及回到原位的過程，各工作機構(gòu)在工作時作往復(fù)周期性的運動。例如：起升機構(gòu)的工作由物品的升、降所組成；運行機構(gòu)的工作由負(fù)載和空載時的往復(fù)運動所組成。在起重機械的每一個工作

25、循環(huán)，即每搬運一次物品的過程中，其有關(guān)的工作機構(gòu)都要做一次正向和反向的運動。起重機械和連續(xù)運輸機械的主要區(qū)別就在于前者是以周期性的短暫往復(fù)工作循環(huán)運送物品，而后者是以長期連續(xù)單向的工作運送物品。起重機械一般由下列三個基本部分組成：工作機構(gòu)、金屬結(jié)構(gòu)和動力設(shè)備。</p><p>　　1.3起重機的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　1.3.1 國內(nèi)外先進起重機的特點和發(fā)展趨勢</p>

26、<p>　　自有人類文明以來，物料搬運便成了人類活動的重要組成部分，距今已有五千多年的發(fā)展歷史。隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴大，自動化程度的提高，作為物料搬運重要設(shè)備的起重機在現(xiàn)代化生產(chǎn)過程中應(yīng)用越來越廣，作用愈來愈大，對起重機的要求也越來越高，科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，推動了現(xiàn)代設(shè)計和制造能力的提高，激烈的國際市場競爭也越來越依賴于技術(shù)的競爭。這些都促使起重機的技術(shù)性能進入嶄新的發(fā)展階段，起重機正經(jīng)歷著一場巨大的變革?，F(xiàn)根據(jù)起重機的新理論、

27、新技術(shù)和新動向，結(jié)合實例，簡要論述國內(nèi)外先進起重機的特點和發(fā)展趨勢。</p><p>　　1、產(chǎn)品設(shè)計的模塊化、個性化和機電一體化</p><p>　　用模塊化設(shè)計代替?zhèn)鹘y(tǒng)的整機設(shè)計方法，將起重機上功能基本相同的構(gòu)件、部件和零件制成有多種用途，有相同聯(lián)接要素和可互換的標(biāo)準(zhǔn)模塊，通過不同模塊的相互組合，形成不同類型和規(guī)格的起重機。在滿足不同客戶個性化需求而需要對起重機進行改進時，只需針對某幾

28、個模塊。設(shè)計新型起重機，只需選用不同模塊重新進行組合?？墒箚渭∨可a(chǎn)的起重機改換成具有相當(dāng)批量的模塊生產(chǎn)，實現(xiàn)高效率的專業(yè)化生產(chǎn)，企業(yè)的生產(chǎn)組織也可由產(chǎn)品管理變?yōu)槟K管理。達(dá)到改善整機性能，降低制造成本，提高通用化程度，用較少規(guī)格數(shù)的零部件組成多品種、多規(guī)格的系列產(chǎn)品，充分滿足用戶需求。隨著科技發(fā)展，具有自分析、自調(diào)整、自糾錯的智能化操作的全自動、半自動操作形式的高度機電一體化的設(shè)計理念已經(jīng)應(yīng)用到起重機設(shè)計當(dāng)中。使得起重機更安全更易

29、于操作和維修。</p><p>　　2、產(chǎn)品制造新材料和新工藝</p><p>　　由于鋼鐵工業(yè)新技術(shù)的應(yīng)用，鋼材質(zhì)量得以提高。DOMEX系列高強度及超高強度剛才，在設(shè)計起重機主梁強度時，可使用較高的許用應(yīng)力，而不需要很高的安全系數(shù)，以減少起重機材料用量，從而降低設(shè)備的重量和價格。車輪采用空氣硬化鎳鉻鉬合金鋼制造，可使其使用壽命延長5年以上。在電葫蘆上使用聚合材料制造運行機構(gòu)的齒輪、滑輪和

30、導(dǎo)繩器等。在機加工方面，盡量采用少切削的精密鑄件，尤其是鋁合金鑄件占多，加工設(shè)備大量采用高精、高效的數(shù)控自動機床等，既保證了加工質(zhì)量，又提高了生產(chǎn)率，降低了成本。</p><p>　　3、產(chǎn)品性能的自動化、智能化和數(shù)字化</p><p>　　經(jīng)過長時間的發(fā)展，起重機在引入先進技術(shù)和設(shè)計理念之后，其產(chǎn)品性能已得到了很大的提高。例如傳感器技術(shù)的應(yīng)用使得起重機能夠準(zhǔn)確的稱量起吊重量和進行定位。限

31、于起重機自身的外形特點特別是大型起重機的外形特點，其起吊的貨物有時候需要花費很長的時間來進行對位，由于位置擺放不對引起事故的情況也屢見不鮮。為此，很多起重機采用了防搖擺、準(zhǔn)確對位技術(shù)并利用計算機系統(tǒng)進行精確計算，再加上專家方案，能夠很好的解決此類問題。現(xiàn)在的人工費已經(jīng)在節(jié)節(jié)攀升，自動化高效化的機械設(shè)備越來越受到企業(yè)的喜愛。起重機也不例外，在采用傳感器技術(shù)、計算機系統(tǒng)和新材料之后，其產(chǎn)品性能正向著自動化、智能化和數(shù)字化方向發(fā)展。</

32、p><p>　　4、起重機設(shè)計專業(yè)化協(xié)作</p><p>　　為了能迅速制造和裝配出品種多樣化的產(chǎn)品，同時降低起重機的制造成本，這就要求企業(yè)之間密切聯(lián)系和協(xié)調(diào)，企業(yè)走向?qū)I(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。因為使用標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)備能迅速組合和安裝，減少標(biāo)準(zhǔn)件外組合部分的加工制造就顯得特別重要。組合構(gòu)件的使用比起生產(chǎn)非標(biāo)準(zhǔn)件起重機來，有助于減少成本。與此同時采用標(biāo)準(zhǔn)件也可以在很大程度上減少設(shè)計的工作量。</p

33、><p>　　1.4課題的研究目的和意義</p><p>　　起重機械設(shè)計領(lǐng)域是一個有著悠久歷史的行業(yè)。經(jīng)歷長時間的摸索和創(chuàng)新，該領(lǐng)域已經(jīng)形成了一整套完整而且行之有效的設(shè)計形式。但隨著時間的推移，顧客要求的提高，起重機設(shè)計行業(yè)也在不斷前行。最大起重量不斷在上升，從小起重量到重達(dá)好幾千噸的起重機，起重機制造呈現(xiàn)出梯度型。與此同時，同噸位的起重機逐漸向智能化，高效化，低成本話方向發(fā)展。</p

34、><p>　　在現(xiàn)今信息化的時代，借助現(xiàn)代計算機技術(shù)和信息技術(shù)許多在以前很復(fù)雜的問題就變的簡單了許多了，設(shè)計周期得以大大縮短。在計算中，起重機的載荷為靜載荷，慣性載荷和震動載荷。靜載荷是起重機在平穩(wěn)狀態(tài)下運行所受的載荷。除此之外，在起制動過程中還受慣性載荷，速度變化越大，慣性載荷越大。對于起重機來說，各部分結(jié)構(gòu)并不是理想的剛體，而是一個彈性系統(tǒng)，所以在上述基本載荷狀態(tài)下還疊加了按一定頻率變化的振動載荷，它提高了起重機

35、各部分的應(yīng)力峰值，同時它的反復(fù)作用也使起重機的的某些敏感部分疲勞損壞?，F(xiàn)代大型計算機系統(tǒng)能夠很好的模擬起重機這一類機械的工作情況，并對其進行仿真。由此可以得到震動的源頭。設(shè)計人員可以依次來進行優(yōu)化設(shè)計，并將優(yōu)化設(shè)計方案在計算機中進行模擬仿真以檢驗優(yōu)化結(jié)果。這樣可以大大節(jié)省起重機改進時間和成本。振動載荷對于起重機的強度有重要的意義，研究起重機動力學(xué)的主要目的就是要弄清這部分應(yīng)力的大小。</p><p>　　目前，我

36、國起重機械整體水平雖有了一些進步，但無論性能還是內(nèi)在質(zhì)量與國外產(chǎn)品相比尚有較大差距，主要表現(xiàn)在，起升機構(gòu)仍沿襲小而短的傳統(tǒng)卷筒、反彈亂繩現(xiàn)象嚴(yán)重、鋼絲繩易于疲勞、報廢率高等?，F(xiàn)行起升機構(gòu)的上述缺陷，嚴(yán)重影響了主機的工作性能、可靠性和安全性。面對人世的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，加快研究開發(fā)高性能的新型起升機構(gòu)，迅速提高起重機械整體水平具有十分重要的意義。</p><p>　　1.5 本文所要做的主要工作</p>&l

37、t;p>　　綜上所述，本論文以堆場用龍門起重機為研究對象，首先進行龍門起重機的總體布置方案選型論證，總體設(shè)計計算，在進行橋架結(jié)構(gòu)設(shè)計設(shè)計計算，主梁結(jié)構(gòu)設(shè)計，結(jié)合《起重機設(shè)計手冊》，對該龍門起重機進行總體方案選型論證和總體設(shè)計計算。此次設(shè)計的主要任務(wù)是熟悉起重機設(shè)計的具體環(huán)節(jié)，基本掌握起重機設(shè)計中對于載荷類型的分析和計算過程。并對起升機構(gòu)進行初步選型和布置，繪制龍門起重機的總圖以及起升機構(gòu)的設(shè)計圖。對龍門起重機的載荷和工況進行詳細(xì)計

38、算，這樣橋架結(jié)構(gòu)的加載會更接近實際情況。</p><p><b>　　整機總體方案的選型</b></p><p><b>　　2.1 參數(shù)設(shè)計</b></p><p><b>　?、倨鹬亓浚?t􀑯</b></p><p>　?、谄鹕叨龋篐=12m?</

39、p><p>　　③起升速度：V=19m/min 􀑯</p><p><b>　?、芄ぷ骷墑e：M5</b></p><p>　?、菡麢C工作級別：A5</p><p>　　小車運行速度vc=45m/min 大車運行速度v=60m/min</p><p>　　鋼結(jié)構(gòu)為雙箱梁L型門腿&

40、lt;/p><p><b>　　2.2 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)</b></p><p>　　1、GB3811-83 《起重機設(shè)計規(guī)范》</p><p>　　2、GB6067-85 《起重機安全規(guī)范》</p><p>　　3、GB/T14406-93 《通用龍門起重機》</p><p>　　4、GB10183-88

41、《橋式和龍門起重機制造及軌道公差》</p><p>　　2.3 橋架結(jié)構(gòu)形式的選擇</p><p>　　龍門起重機是一種工作條件十分繁重的重型機械設(shè)備，其載荷復(fù)雜多變，作為整臺起重機承載和連接骨架的金屬結(jié)構(gòu)，只有滿足強度、剛度和穩(wěn)定性的要求才能保證起重機的使用性能和安全。起重機安全工作的壽命主要取決于金屬結(jié)構(gòu)不發(fā)生破壞的工作年限，而不是由任何其他裝置和零部件的壽命所決定。金屬結(jié)構(gòu)的破壞會給

42、起重機帶來極其嚴(yán)重的后果。</p><p>　　2.3.1 金屬結(jié)構(gòu)的形式</p><p>　　根據(jù)受力特征不同，起重機的金屬結(jié)構(gòu)的部件可分三類，梁和桁架是主要承受彎矩的部件，柱是主要承受軸向壓力的部件，壓彎構(gòu)件是既承受軸向壓力又承受彎矩的部件。這些基本構(gòu)件根據(jù)其受力和外形尺寸又可分別設(shè)計成格構(gòu)式、實腹式或混合式的結(jié)構(gòu)型式。實腹式構(gòu)件實腹式構(gòu)件主要由鋼板組成，也稱箱形構(gòu)件，適用于載荷大、外

43、形尺寸小的場合。具有制造工藝簡單（可采用自動焊）、應(yīng)力集中較小、疲勞強度較高、通用性強、機構(gòu)的安裝檢修方便等優(yōu)點。缺點是自重較大、剛性稍差。格構(gòu)式構(gòu)件是由型鋼、鋼管或組合截面桿件連接而成的桿系結(jié)構(gòu)。構(gòu)件的自重輕，風(fēng)的通過性好。缺點是制造工藝復(fù)雜，不便于采用自動焊，節(jié)點處應(yīng)力集中較大。適用于受力相對較小、外形尺寸相對較大的場合。桁架是由桿件組成的受橫向彎曲的格構(gòu)式結(jié)構(gòu)，是金屬結(jié)構(gòu)中的一種主要結(jié)構(gòu)型式?；旌鲜綐?gòu)件部分為實腹結(jié)構(gòu)，部分為桿系結(jié)

44、構(gòu)。其特點和使用條件均介于格構(gòu)式構(gòu)件和實腹式構(gòu)件之間。</p><p>　　龍門起重機小車軌道在主梁上的布置位置有正軌、偏軌和小偏軌三種形式。偏軌箱型梁的小車軌道位于主腹板之上，優(yōu)點在于省去了正軌箱型的小車軌道位于主腹板之上，優(yōu)點在于省去了正軌箱型梁為支承軌道而設(shè)置的短橫向加勁板，從而也省去了大量焊縫，減少了制造過程的焊接變形，發(fā)揮了箱型結(jié)構(gòu)固有的抗扭特性。但是為了能在主腹板上方安置軌道和壓板，須使上翼緣板的懸伸

45、寬度加大，因而增加了為保證懸伸部分局部穩(wěn)定性而設(shè)置的三角勁板。小偏軌梁既省去了短的橫向加勁板，又取消了三角勁板，是一種較好的結(jié)構(gòu)形式。</p><p>　　近年出現(xiàn)的偏軌箱形梁較成功的解決中軌箱形梁上翼板局部彎曲的問題。軌道完全偏在主梁的一側(cè)腹板上時稱全偏軌。盡管它具有自重大，主梁易下?lián)希瑯蚣芩捷^差，箱形內(nèi)部施焊條件差，上翼板與腹板之間連接焊縫壽命低，上翼板與橫向加勁桿之間的焊縫易開裂等缺點。但是它同型鋼，桁架

46、式結(jié)構(gòu)比較具有制造工藝簡單，組裝方便，通用性強，便于自動焊，抗扭剛度等優(yōu)點。</p><p>　　2.3.2 金屬結(jié)構(gòu)的連接</p><p>　　金屬機構(gòu)的連接方法有，焊接連接、鉚接連接和螺栓連接，其中比較成熟和完善的是焊接連接。他與其他連接方法比較起來，不但具有省工、省料、易于機械化和自動化施工，而且能簡化結(jié)構(gòu)的構(gòu)造，減輕結(jié)構(gòu)自重，因此焊接一是金屬結(jié)構(gòu)中最主要，最普遍的連接方法。它的缺點

47、主要是由于焊接局部加熱會影響到焊接部位的力學(xué)性質(zhì)，導(dǎo)致材料的性能下降。而且焊縫的質(zhì)量檢驗也是比較費事。</p><p>　　鉚釘連接是很早就使用的方法。由于它制造費工，用料多，自重大，而且釘孔削弱了構(gòu)件的截面，是構(gòu)件在受拉時降低了承載能力，因此，目前已逐步被焊接所代替，在起重機金屬結(jié)構(gòu)制造中基本上已被淘汰。</p><p>　　螺栓連接是一種可拆卸的連接方法。由于它具有裝配方便、迅速、質(zhì)量

48、可靠的優(yōu)點，因此它主要用于結(jié)構(gòu)安裝連接，或者用于需要經(jīng)常轉(zhuǎn)移工作地點的可拆卸式結(jié)構(gòu)中。其中螺栓連接又分為普通螺栓連接和高強度螺栓連接。由于高強度螺栓連接減輕了螺栓連接中釘孔對構(gòu)件的削弱影響，較精制普通螺栓連接裝配更方便和迅速，而且接頭的承載能力比同樣尺寸的鉚接連接和普通螺栓連接連接更高，工作又更可靠。</p><p>　　2.4 起升機構(gòu)方案設(shè)計</p><p>　　起升機構(gòu)用來實現(xiàn)物料垂

49、直升降，是任何起重機不可缺少的部分，因而是起重機最主要、也是最基本的機構(gòu)。起升機構(gòu)的安全狀態(tài)，是防止起重事故的關(guān)鍵，將直接地關(guān)系到起重作業(yè)的安全。</p><p>　　2.4.1 起升機構(gòu)組成</p><p>　　起升機構(gòu)由驅(qū)動裝置、傳動裝置、卷繞系統(tǒng)、取物裝置、制動器及其他安全裝置等組成，不同種類的起重機需配備不同的取物裝置，其驅(qū)動裝置亦有不同，但布置方式基本上相同。典型起升機構(gòu)平面布置

50、見圖2-1。</p><p>　　圖2-1 起升機構(gòu)傳動簡圖</p><p>　　1-電動機 2-聯(lián)軸器 3-制動器 4-減速器 5-聯(lián)軸器 6-卷筒</p><p>　　7-鋼絲繩 8-吊鉤滑輪組 9-上升極限位置限制器</p><p>　　1、驅(qū)動裝置，起升機構(gòu)有內(nèi)燃機驅(qū)動、電動機驅(qū)動和液壓驅(qū)動三種驅(qū)動方式。由于可以容易獲得電能，操縱簡單

51、，維護容易，機組重量輕和工作可靠，在大型的工程起重機中光分采用直流電動機驅(qū)動。液壓驅(qū)動可以實現(xiàn)大傳動比?.可以實現(xiàn)大范圍的無級調(diào)速，機構(gòu)緊湊，運行平穩(wěn)，操作方便，過載保護性能好。目前正得到越來越廣泛的應(yīng)用。流動式起重機，如汽車起重機、輪胎起重機等，以內(nèi)燃機為原動力，傳動與操縱系統(tǒng)比較復(fù)雜。目前大有被液壓驅(qū)動代替的勢頭。</p><p>　　2、傳動裝置，包括減速器、聯(lián)軸器和傳動軸。減速器常用封閉式的臥式標(biāo)準(zhǔn)兩級或

52、三級圓柱齒輪減速器，起重量較大者由于起升速度相對較慢，減速器的傳動比較大，所以有時增加一對開式齒輪以獲得低速大力矩。為補償?shù)踺d后小車架的彈性變形給機構(gòu)工作可靠性帶來的影響，通常采用有補償性能的彈性柱銷聯(lián)軸器或齒輪聯(lián)軸器，有些起升機構(gòu)還采用浮動軸，也稱補償軸，來提高補償能力、方便布置并降低磨損。</p><p>　　3、卷繞系統(tǒng)，它是傳動系統(tǒng)的一部分，有撓性元件（鋼絲繩或鏈條）、導(dǎo)向和貯存元件（滑輪和卷筒）組成。它

53、將旋轉(zhuǎn)運動改變成直線運動，起著運動形式的轉(zhuǎn)換和能量的傳遞作用。橋架類型起重機采用雙聯(lián)滑輪組，單聯(lián)滑輪組一般用于臂架類型起重機。本文設(shè)計的龍門起重機采用雙聯(lián)滑輪組。</p><p>　　4、取物裝置，它是根據(jù)被吊物料的種類、形態(tài)不同，采用不同種類的取物裝置。取物裝置種類繁多，使用量最大的是吊鉤。</p><p>　　5、制動器及安全裝置，制動器室保證起重機安全的重要部件，其升級股的每一套獨立

54、的驅(qū)動裝置至少要裝設(shè)一個支持制動器。制動器既是機構(gòu)工作的控制裝置，又是安全裝置。起升機構(gòu)的制動器必須是常閉式的。一般起重機的起升機構(gòu)只裝配一個制動器，通常裝在高速軸上（也有裝在與卷筒相連的低速軸上）。制動器經(jīng)常利用聯(lián)軸器的一個半體兼作制動輪，即使聯(lián)軸器損壞，制動器仍能起安全保護作用。電動機驅(qū)動的起重機常用塊式制動器，流動式起重機采用帶式制動器，近幾年采用了盤式制動器。</p><p>　　此外，起升機構(gòu)還配備起重

55、量限制器、上升極限位置限制器、排繩器(可以將繩整齊的排好)等安全裝置。</p><p>　　2.4.2 起升機構(gòu)的工作原理</p><p>　　電動機通過聯(lián)軸器（和傳動軸）與減速器的高速軸相連，減速器的低速軸帶動卷筒，吊鉤等取物裝置與卷繞在卷筒上的省力鋼絲繩滑輪組連接起來。當(dāng)電動機正反兩個方向的運動傳遞給卷筒時，通過卷筒不同方向的旋轉(zhuǎn)將鋼絲繩卷入或放出，從而使吊鉤與吊掛在其上的物料實現(xiàn)升降

56、運動，這樣，將電動機輸入的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為吊鉤的垂直上下的直線運動。常閉式制動器在通電時松閘，使機構(gòu)運轉(zhuǎn)，在失電情況下制動，使吊鉤連同貨物停止升降，并在指定位置上保持靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)滑輪組升到最高極限位置時，上升極限位置限制器被觸碰面動作，使吊鉤停止上升。當(dāng)?shù)踺d接近額定起重量時，起重量限制器及時檢測出來，并給予顯示，同時發(fā)出警示信號，一旦超過額定值及時切斷電源，使起升機構(gòu)停止運行，以保證安全。</p><p>　　2.

57、5 大車運行機構(gòu)</p><p>　　2.5.1 運行機構(gòu)的組成</p><p>　　運行機構(gòu)是使起重機或起重小車作水平直線運動的機構(gòu)。工作性運行機構(gòu)主要用于水平運移物品，非工作性運行機構(gòu)只是用來調(diào)整起重機（小車）的工作位置。在專門鋪設(shè)的軌道上運行的稱為有軌運行機構(gòu)，其突出特點是負(fù)載大，運行阻力小，但作業(yè)范圍受軌道限制，無軌運行機構(gòu)采用輪胎或履帶，可以在普通道路上行走，其良好的機動性擴大了

58、起重作業(yè)的選擇范圍。起重機運行機構(gòu)由驅(qū)動裝置、運行支承裝置和安全裝置組成。</p><p><b>　　1、運行驅(qū)動裝置</b></p><p>　　運行驅(qū)動裝置包括原動機、傳動裝置（傳動軸、聯(lián)軸器和減速器等）和制動器。大多數(shù)運行機構(gòu)采用電動機，流動式起重機則為內(nèi)燃機，有的鐵路起重機使用蒸汽機。自行式運行機構(gòu)的驅(qū)動裝置全部設(shè)置在運行部分上，驅(qū)動力主要來自主動車輪或履帶

59、與軌道或地面的附著力。牽引式運行機構(gòu)采用外置式驅(qū)動裝置，通過鋼絲繩牽引運行部分，因此可以沿坡度較大軌道運行，并獲得較大的運行速度。本文的起重機采用的是電動機驅(qū)。</p><p><b>　　2、運行支承裝置</b></p><p>　　軌道式起重機和小車的運行支承裝置主要是鋼制車輪組與軌道。車輪以踏面與軌道頂面接觸并承受輪壓。大車運行機構(gòu)多采用鐵路鋼軌，當(dāng)輪壓較大時采

60、用起重機專用鋼軌。小車運行機構(gòu)的鋼軌采用方鋼或扁鋼，直接鋪設(shè)在金屬結(jié)構(gòu)上。本文設(shè)計的起重機采用專用鋼軌。</p><p>　　車輪組由車輪、軸與軸承箱等組成。為防止車輪脫軌而帶有輪緣，以承受起重機的側(cè)向力。車輪的輪緣有雙輪緣、單輪緣及無輪緣三種（見圖2-2）。一般起重機大車主要采用雙輪緣車輪，一些重型起重機，除采用雙輪緣車輪外還要加裝水平輪，以減輕起重機歪斜運行時輪緣與軌道側(cè)面的接觸磨損。軌距較小的起重機或起重小

61、車廣泛采用單輪緣車輪（輪緣在起重機軌道外側(cè)）。如果有導(dǎo)向裝置，可以使用無輪緣車輪。在大型起重機中，為了降低車輪的壓力，提高傳動件和支承件的通用化程度，便于裝配和維修，常采用帶有平衡梁的車輪組。無軌式起重機運行支承裝置是輪胎或履帶裝置。</p><p><b>　　圖2-2 車輪型式</b></p><p>　　雙輪緣 (b) 單輪緣 (c) 無輪緣</p>

62、<p>　　由于本文設(shè)計的起重機為堆場用起重機，跨距較小，因此采用雙輪緣車輪。由于是雙梁設(shè)計。雙梁小車運行機構(gòu)的車輪采用的是單輪緣車輪。為了減少輪緣啃軌，軌道內(nèi)側(cè)常增設(shè)水評論。小車架上的立式減速器、聯(lián)軸器和傳動軸驅(qū)動車輪，制動器放在電動機另一端的外伸軸上。</p><p><b>　　3、安全裝置</b></p><p>　　運行機構(gòu)的安全裝置有行程限位

63、開關(guān)、防風(fēng)抗滑裝置、緩沖器和軌道端部止擋，以防止起重機或小車超行程運行脫軌，防止室外起重機被強風(fēng)刮跑造成傾覆。</p><p>　　2.5.2 運行機構(gòu)的工作原理</p><p>　　電動機的原動力通過聯(lián)軸器（和傳動軸）傳遞給減速器，經(jīng)過減速器的減速增力作用，帶動車輪轉(zhuǎn)動，驅(qū)動力靠主動車輪輪壓與軌道之間的摩擦產(chǎn)生的附著力，因此，必須要驗算主動輪的最小輪壓，以確保足夠的驅(qū)動力。運行機構(gòu)的制動

64、器使處于不利情況下的起重機或小車，在限定的時間內(nèi)停止運行。</p><p>　　2.5.3 運行機構(gòu)的驅(qū)動類型</p><p>　　軌道式運行機構(gòu)有集中驅(qū)動和分別驅(qū)動兩類。集中驅(qū)動是由一個電動機通過傳動軸帶動兩邊車輪驅(qū)動。有低速軸集中驅(qū)動、高速軸集中驅(qū)動和中速軸集中驅(qū)動。這種驅(qū)動方式對橋架水平剛性要求不高，但對走臺剛性要求較高。低速軸驅(qū)動工作可靠，但自重較大。高速軸驅(qū)動傳動軸雖輕，但對安裝

65、要求高。中速軸驅(qū)動機構(gòu)復(fù)雜，分組性差。分別驅(qū)動是由兩套獨立的無機械聯(lián)系的運動機構(gòu)組成，省去了中間傳動軸，自重輕、部件的分組性好、安裝和維修方便。與集中驅(qū)動相比，分別驅(qū)動起重機運行較穩(wěn)定，在起重機運行機構(gòu)上得到廣泛采用。對于大車運行機構(gòu)，集中驅(qū)動只用于小跨度的起重機。本次設(shè)計的起重機的大車行走機構(gòu)采用分別驅(qū)動型式，小車運行機構(gòu)采用低速軸集中驅(qū)動。</p><p><b>　　計算過程及其說明</b&

66、gt;</p><p><b>　　參數(shù)： </b></p><p>　　起重量：Q=5t, 起升高度 H=12m,起升速度 V=19m/min </p><p>　　整機工作級別 A5，機構(gòu)工作級別 M5 </p><p><b>　　3.1起升機構(gòu)計算</b></p><p&

67、gt;　　3.1.1確定起升機構(gòu)傳動方案、選擇滑輪組和吊鉤組</p><p>　　起升機構(gòu)中大多數(shù)情況采用閉式減速器傳動，并且以漸開線圓柱齒輪傳動為主。一些相應(yīng)的處理方式如圓弧處理、擺線行星齒輪傳動、漸開線少齒差行星齒輪傳動和諧波傳動正被逐漸引用到起重機械上來。</p><p>　　電動機軸與卷筒軸平行布置的方案應(yīng)用最廣泛。為了安裝和維修的方便，起升機構(gòu)采用帶浮動軸的方案，浮動軸的一端聯(lián)有

68、半齒聯(lián)軸器，另一端聯(lián)有帶制動輪的半齒聯(lián)軸器。</p><p>　　利用浮動軸連接比彈性柱銷聯(lián)軸器或全齒聯(lián)軸器有三大優(yōu)點：1)容許較大的安裝誤差，而且軸愈長允許的安裝誤差愈大。故浮動軸長度一般不宜過短，否則，所起的補償作用不大。2）由于有足夠的維修操作空間，便于拆卸和更換零件。3）使小車由于自重引起的輪壓分布均勻。利用浮動軸的缺點，就是增加了零件數(shù)量和增大了轉(zhuǎn)動慣量，因而在啟動和制動時增加了動力矩。</p&g

69、t;<p>　　為了安全，帶制動輪的半齒聯(lián)軸器和制動器應(yīng)靠近減速器。這樣，萬一浮動軸被扭斷，制動器仍可以制動住卷筒。也可以把制動器放在減速器的外側(cè)。這時在浮動軸的兩端應(yīng)采用同型號的兩個半齒聯(lián)軸器，并且要多安裝一個與制動器相配合的剛性制動輪。</p><p>　　在上述的起升機構(gòu)方案中，各部件都是分別支承固定在支撐底架上的，為了保證這些部件的軸線能相互對中，就要求底架具有足夠的剛度，從而使底架的自重增

70、大。</p><p>　　布置方案如圖3-1所示：</p><p>　　圖3-1起升機構(gòu)布置方案</p><p>　　方案采用雙聯(lián)滑輪組，按Q=5t，查[5]表 4-1 得滑輪組倍率=2 ，承載繩分支數(shù)：Z=2=4 查[5]附表 8 選用圖號為G13 的吊鉤組得其自重=99kg，兩動滑輪間距A=200mm。</p><p>　　3.1.2 選

71、用鋼絲繩</p><p>　　撓性件常被用作卷繞傳動的牽引部件，它們應(yīng)具有良好的彎撓特性，易于卷繞和貯存。 起升機構(gòu)主要采用鋼絲繩和鏈條作為提升、牽引物品的撓性件。</p><p>　　在起重機械中，鋼絲繩是最廣的牽引構(gòu)件，它的使用性能在于：具有良好的各方向相同 的撓性，使用可靠，無突然斷裂的現(xiàn)象，運動速度不受限制，平穩(wěn)無噪音，耐沖擊。由于露 天作業(yè)，因露天潮濕甚至浸水，所以鋼絲繩由鍍鋅的

72、鋼絲繞制，以防止銹蝕。</p><p>　　鋼絲繩進出滑輪或卷筒彎繞時，除了產(chǎn)生拉應(yīng)力外，還有接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力。后兩種 載荷應(yīng)力呈脈動特性，會引起金屬疲勞。實踐證明，這種多次彎曲造成的彎曲疲勞是造成鋼 絲繩破壞的主要因素之一。當(dāng)鋼絲繩彎繞過一定的次數(shù)以后，外層鋼絲首先開始斷裂，而且 破壞速度慢慢加快，直至完全斷裂。為提高鋼絲繩的壽命，減少鋼絲繩的彎曲次數(shù)很有必要， 尤其應(yīng)盡量減少鋼絲繩反向彎折的次數(shù)。同時，采用

73、增大滑輪或卷筒直徑以減輕鋼絲繩彎折 程度極其重要。</p><p>　　若滑輪組采用滾動軸承，當(dāng)=2,查〔1〕表 2-1 得滑輪組效率=0.99.鋼絲繩所受最大拉力：</p><p>　　查〔1〕表2-4，中級工作類型（工作級別為M5）時，安全系數(shù)n=5.5 。</p><p>　　鋼絲繩計算破斷拉力Sb:</p><p>　　查[5]附表1

74、選用瓦林吞型纖維芯鋼絲繩 鋼絲公稱抗拉強度 1670MPa,光面鋼絲，右交互捻，直徑d=12mm。鋼絲繩最小破斷拉力[Sb]=79.36KN。標(biāo)記如下：鋼絲繩。</p><p>　　3.1.3確定滑輪主要尺寸</p><p><b>　　滑輪的許用最小直徑</b></p><p>　　式中系數(shù)e=25由[1]表2-4查得。</p>

75、<p>　　由[5]附表2選用滑輪直徑D=315mm,滑輪的繩槽部分尺寸可由[5]附表3查得。由[5]附表4選用鋼絲繩直徑d=12mm，D=315mm,滑輪軸直徑D5=90mm的E1型滑輪標(biāo)記為：滑輪。</p><p>　　3.1.4確定卷筒尺寸并驗算強度</p><p>　　卷筒與減速器軸可以通過特種聯(lián)軸器相聯(lián)接，在減速器輸出部分為齒輪盤接手。減速器輸出軸的扭矩并不通過卷筒軸

76、，而是通過齒輪盤接手直接傳給卷筒，這種連接方法緊湊可靠。</p><p>　　卷筒一般有鑄鐵或鑄鋼制成，大型卷筒也有用鋼板卷成筒形再焊接的。 </p><p>　　卷筒大多用作單層卷繞，卷筒上由螺旋繩槽，繩槽的尺寸是有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的。半圓形的繩槽最有利于鋼絲繩與卷筒外壁之間的接觸。為了不使繩槽卡住鋼絲繩，繩槽半徑應(yīng)稍大于鋼絲繩半徑。卷筒與減速器軸可以通過特種聯(lián)軸器相聯(lián)接。在減速器輸出軸的懸臂部

77、分有半個齒形聯(lián)軸器，另外半個則在卷筒的輪輻上。同時卷筒軸的一端還支承在減速器的懸臂孔內(nèi)。減速器輸出軸的扭矩并不通過卷筒軸，而是通過齒形聯(lián)軸器直接傳給卷筒。這種連接方法緊湊可靠。</p><p><b>　　卷筒直徑：</b></p><p>　　由[5]附表13選用D=300mm。卷筒槽尺寸由[3]附表14-3查得槽距t=14mm,槽底半徑r=6.7mm.。</

78、p><p><b>　　卷筒尺寸：</b></p><p>　　，取L=1000mm。</p><p>　　式中：Z0—附加安全系數(shù)，取Z0=2。</p><p>　　L1—卷筒不切槽部分長度，取其等于吊鉤組動滑輪間距，即L1=A=200mm,實際長度可在繩偏斜角允許范圍內(nèi)適當(dāng)增減。</p><p>

79、　　D0—卷筒計算直徑，D0=D+d=300+12=312mm </p><p>　　卷筒壁厚：，取δ=13mm。</p><p><b>　　卷筒壁壓的驗算： </b></p><p>　　選用灰鑄鐵，最小抗拉強度，許用壓應(yīng)力</p><p><b>　　，故抗壓強度足夠。</b></p&g

80、t;<p>　　卷筒拉應(yīng)力驗算：由于卷筒長度L>3D，尚應(yīng)校驗由彎矩產(chǎn)生的拉應(yīng)力。卷筒彎矩圖示于下圖2-2所示</p><p>　　卷筒的最大彎矩發(fā)生在鋼絲繩位于卷筒中間時，</p><p><b>　　卷筒斷面系數(shù)：</b></p><p>　　式中 D— 卷筒外徑300mm， </p><p>　

81、　—卷筒內(nèi)徑 =D-2δ=300-2×13=274mm.</p><p><b>　　于是 </b></p><p><b>　　合成應(yīng)力</b></p><p><b>　　式中</b></p><p><b>　　所以</b></p&g

82、t;<p>　　卷筒強度驗算通過，故選用卷筒直徑D=300mm, 長度L=1000mm ,卷筒槽形的槽低半徑r=6.7mm，槽距 t=14mm,起升高度H=12m,倍率；靠近減速器一端槽向為左的A型卷筒，標(biāo)記為：卷筒左ZB J80 007.2—87。</p><p>　　圖3-2 卷筒彎矩圖</p><p>　　3.1.5選擇電動機</p><p>&

83、lt;b>　　計算靜功率</b></p><p>　　式中η—機構(gòu)總效率，一般η=0.8~0.9，取η=0.85。</p><p><b>　　電動機計算功率:</b></p><p>　　式中系數(shù)由[1]表6-1查得，對于級機構(gòu)=0.75~0.85,取=0.8。查[5]附表30，選用電動機YZR200L-8,其(25%)=1

84、8.5Kw，=708rpm，[]=0.67，電機質(zhì)量= 320Kg。</p><p>　　3.1.6驗算電動機發(fā)熱條件</p><p>　　按照等效率法，求JC=25%時所需的等效功率： </p><p>　　式中—工作級別系數(shù)，查[1]表6-4，對于級,=0.75。 </p><p>　　—系數(shù)，根據(jù)機構(gòu)平均啟動時間與工作時間比值查得，由[

85、1]表6-3一般起升機構(gòu)=0.1~0.2,取=0.1，由[1]圖6-6查得r=0.87。</p><p>　　由以上結(jié)果，故初選電動機能滿足發(fā)熱條件。</p><p>　　3.1.7選擇減速器</p><p>　　起升機構(gòu)中大多數(shù)情況均采用閉式減速器傳動，并且以漸開線圓柱齒輪傳動為主。一些新穎的齒輪傳動如圓弧齒輪、擺線行星齒輪傳動、漸開線少齒差行星齒輪傳動和諧波傳動

86、正被逐漸引用到起重機械上來。在本案中采用漸開線齒輪傳動，在訂貨時注意說明。</p><p>　　目前常用的標(biāo)準(zhǔn)減速器型號為ZQ型或ZQH型，本案中采用ZQ型（漸開線圓柱齒輪減速器）。起升機構(gòu)中，由于物品慣性引起的附加載荷小，而且啟動動作又很短暫，故可按穩(wěn)定運動時由額定載荷引起的電動機靜功率來選擇，使減速器在相應(yīng)的工作類型下的允許輸出功率等于或稍大于電動機靜功率。</p><p><b

87、>　　卷筒轉(zhuǎn)速：</b></p><p><b>　　減速器總傳動比：</b></p><p>　　查[5]附表35選ZQ-500-Ⅴ-3CA減速器，當(dāng)工作類型為M5級時，許用功率[N]=24Kw, =20.49，質(zhì)量=345Kg,輸入軸直徑=50mm,軸端長mm（錐形）。</p><p>　　3.1.8驗算起升速度和實際所需

88、功率</p><p><b>　　實際起升速度：</b></p><p><b>　　誤差 </b></p><p><b>　　實際所需等效功率：</b></p><p>　　3.1.9校核減速器輸出強度</p><p>　　由[1]公式（6-16）得

89、輸出軸最大徑向力：</p><p>　　式中—卷筒上卷繞鋼絲繩引起的載荷。</p><p>　　—卷筒及自軸重，參考[5]附表14估計=2.075。 </p><p>　　[R]—ZQ500減速器輸出軸端最大允許徑向載荷,由[5]附表36查得[R]=15.5KN。</p><p>　　由[1]公式（6-17）得輸出軸最大扭矩：。</p&

90、gt;<p>　　式中—電動機軸額定轉(zhuǎn)矩。</p><p>　　—當(dāng)JC =25%時電動機最大力矩倍數(shù)，由[5]附表30查得。</p><p><b>　　一減速器顫動效率。</b></p><p>　　[M]=24500Nm—減速器輸出軸最大容許轉(zhuǎn)矩，由[5]附表36查得。</p><p><b&g

91、t;　　所以</b></p><p>　　由上計算可知，所選減速器能滿足要求。</p><p>　　3.1.10選擇制動器</p><p>　　制動裝置是保證起重機安全的重要部件。以減速或制動為目的，用于將吊臂和貨物支懸在空中，在某些特殊情況下調(diào)節(jié)或限制機構(gòu)的運動速度，并可使運行機構(gòu)停止。</p><p>　　在本案中采用塊式制動

92、器，這種制動器摩擦面的壓緊力大，多數(shù)是由彈簧力來實現(xiàn)的，松開彈簧副是由液壓推桿來完成的。</p><p><b>　　所需靜制動矩：</b></p><p>　　式中=1.75—制動安全系數(shù)，由[1]第六章查得：</p><p>　　由[5]附表15選用—200/30制動器，其制動轉(zhuǎn)矩；制動輪直徑；制動器質(zhì)量。</p><p

93、>　　3.1.11選擇聯(lián)軸器</p><p>　　聯(lián)軸器本案中采用彈簧柱銷聯(lián)軸器，這種聯(lián)軸器適用于被連接兩軸距離較近的場合。</p><p>　　高速聯(lián)軸器計算轉(zhuǎn)矩，由【1】（6-26）式：</p><p>　　式中Me=218—電機額定轉(zhuǎn)矩</p><p>　　n=1.5—聯(lián)軸器安全系數(shù)</p><p>　　—

94、剛性動載系數(shù)，一般。</p><p>　　查【5】附表31得，YZR-200L-8電動機軸端為圓錐形d=60mm，l=105mm。從附表35查得ZQ-500減速器的高速軸端為圓錐形d=50mm，l=85mm。</p><p>　　靠電動機軸端聯(lián)軸器由【5】附表4選用CL半齒聯(lián)軸器，其圖號為S395，最大容許轉(zhuǎn)矩，其飛輪轉(zhuǎn)矩，質(zhì)量。</p><p>　　浮動軸的兩軸端

95、為圓柱形，d=35mm，l=55mm，靠減速器軸端聯(lián)軸器，由附表45選用帶制動的半齒聯(lián)軸器，其圖號為S429，最大容許轉(zhuǎn)矩，其飛輪轉(zhuǎn)矩，質(zhì)量。</p><p>　　3.1.12驗算啟動時間</p><p>　　機構(gòu)啟動時電動機必須發(fā)出較大的轉(zhuǎn)矩，即啟動轉(zhuǎn)矩，使原來靜止的質(zhì)量開始運動。這時啟動轉(zhuǎn)矩除了克服靜阻轉(zhuǎn)矩外，還有一部分轉(zhuǎn)矩使運動質(zhì)量加速。這部分轉(zhuǎn)矩越大，加速的時間就越短。</p

96、><p><b>　　啟動時間：</b></p><p><b>　　式中</b></p><p><b>　　靜阻力矩</b></p><p><b>　　平均啟動轉(zhuǎn)矩：</b></p><p><b>　　所以</b

97、></p><p>　　通常起升機構(gòu)啟動時間為1—2s，故所選電動機合適。</p><p>　　3.1.13驗算制動時間</p><p>　　制動時制動器的制動轉(zhuǎn)矩使運動質(zhì)量減速，下降制動時間較長，制動時間長短與起重機作業(yè)條件有關(guān)，作精密安裝用的起重機，若制動轉(zhuǎn)矩太大，會引起物品上下跳動。制動時間過分長，會產(chǎn)生“溜鉤”現(xiàn)象，影響吊裝工作的正常運轉(zhuǎn)。</p

98、><p><b>　　制動時間：</b></p><p><b>　　式中</b></p><p>　　由【1】表6-7查得當(dāng)時，因為，故合適。</p><p>　　3.1.14高速浮動軸計算</p><p>　　疲勞計算：由[2]起升機構(gòu)計算基本載荷</p>&l

99、t;p>　　式中--動載系數(shù)，式中</p><p>　　—起升載荷動載系數(shù)（物品起升或下降制動的動載效應(yīng)）</p><p>　　由前面已選定軸頸d=45mm，因此扭矩應(yīng)力：</p><p>　　軸材料用45號鋼，彎曲</p><p><b>　　扭轉(zhuǎn)。</b></p><p>　　軸受脈循環(huán)

100、的許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：</p><p>　　式中—考慮零件幾何形狀和零件表面狀況的應(yīng)力集中系數(shù)：</p><p>　　—與零件形狀有關(guān)，對于零件表面有急劇過度和開有鍵槽及緊配合區(qū)段</p><p>　　—與零件表面加工光潔度有關(guān)，一般，此處取</p><p>　　—考慮材料對應(yīng)力循環(huán)不對稱的敏感系數(shù)，對碳鋼和低合金鋼</p><

101、p>　　—安全系數(shù)，=1.25（由【2】表300查得）</p><p><b>　　故</b></p><p><b>　　故通過。</b></p><p>　　浮動軸的中間軸徑，取。</p><p><b>　　3.2卷筒部件計算</b></p><

102、p>　　聯(lián)接盤用于連接卷筒與減速器的出軸。它既是一個帶內(nèi)齒的半齒聯(lián)軸器，又是卷筒的一個轂。因此，它可使減速器輸出軸扭矩借聯(lián)接盤傳到卷筒上，而使卷筒旋轉(zhuǎn)。</p><p>　　鋼絲繩在卷筒上的固定裝置應(yīng)保證工作可靠，便于檢查和容易拆換鋼絲繩，避免鋼絲繩在固定處受到過分彎曲?，F(xiàn)有的鋼絲繩固定裝置都是利用摩擦力來固定的。在進行計算時，應(yīng)該考慮由于附加圈數(shù)（1.5~3圈）與卷筒表面的摩擦力影響，而使進入固定裝置的鋼

103、絲繩作用力的減少，計算時令繞入卷筒繩的張力為S，繩索在卷筒上的最少規(guī)定圈數(shù)為1.5圈。</p><p>　　卷筒的固定裝置采用蓋板的方法。選擇與卷筒配套的齒輪盤接手，其模數(shù)為3，齒數(shù)為56，型式為1，直徑為275mm質(zhì)量為14kg，卷筒規(guī)格直徑為300mm長度為1000mm。</p><p>　　3.2.1卷筒心軸的計算 </p><p>　　圖3-3 卷筒心軸受力

104、圖</p><p>　　圖3-4 心軸彎矩圖</p><p><b>　　3.2.2支座反力</b></p><p>　　心軸右輪轂支撐處最大彎矩： </p><p>　　3.2.3疲勞計算:</p><p>　　對于疲勞計算采用等效彎矩，由【5】表2-7查得等效系數(shù)，等效彎矩：</p>

105、;<p><b>　　彎曲應(yīng)力：</b></p><p>　　心軸的載荷變化為對稱循環(huán)。由【5】2-11,2-13式知許用彎曲應(yīng)力：軸的材料為45號鋼，其</p><p>　　式中n=1.6—安全系數(shù);</p><p><b>　　K—應(yīng)力集中系數(shù)，</b></p><p><b

106、>　　故，</b></p><p><b>　　，通過。</b></p><p>　　3.2.4靜強度計算</p><p>　　卷筒心軸屬于起升機構(gòu)低速軸零件，</p><p><b>　　許用應(yīng)力：</b></p><p><b>　　，通過。&

107、lt;/b></p><p>　　故卷筒心軸的疲勞和靜力強度計算通過。</p><p><b>　　3.2.5選擇軸承</b></p><p>　　由于卷筒心軸上的左軸承的內(nèi)、外圈以同樣的速度轉(zhuǎn)動，故無相對運動，可按照額定靜載荷選擇。右軸承的外座圈固定，內(nèi)座圈與心軸一同旋轉(zhuǎn)，應(yīng)按照額定動負(fù)載來選擇。</p><p>

108、;<b>　　3.2.6大端軸承</b></p><p><b>　　軸承的額定靜負(fù)荷</b></p><p>　　式中 —額定靜負(fù)荷；</p><p><b>　　—當(dāng)量靜負(fù)荷；</b></p><p>　　—安全系數(shù)，取=1.04；</p><p>

109、　　參考附表8，選用中型雙列球面軸承，型號1608（GB281-64），由[7]表19-9查得軸承的額定靜負(fù)荷,=16KN左軸承的當(dāng)量靜載荷：</p><p>　　式中=1—動負(fù)荷系數(shù)，由【7】表19-6查得。</p><p><b>　　。安全。</b></p><p><b>　　3.2.7右端軸承</b></p

110、><p>　　今右端軸承采用1313型，其額定動載荷</p><p><b>　　右端軸承的徑向載荷</b></p><p><b>　　軸向載荷=0</b></p><p>　　由【1】表1-4查得中級工作類型的軸承工作時數(shù)=4000小時，</p><p>　　由【7】表19-

111、16查得1313型軸承的e=0.28，今，故x=1，y=2.2，</p><p><b>　　當(dāng)量動負(fù)荷：。</b></p><p>　　由【7】（19-2）式得</p><p><b>　　故動載荷</b></p><p><b>　　安全，驗算通過。</b></p&g

112、t;<p>　　3.2.8繩端固定裝置計算</p><p>　　根據(jù)鋼絲繩直徑為12毫米，由[7]表23-11選擇壓板固定裝置并將壓板的繩槽改用β=40°梯形槽，雙頭螺柱的直徑為M 16。</p><p>　　已知卷筒長度計算中采用的附加圈數(shù)20=Z，繩索與卷筒繩槽間的摩擦系數(shù)f=0.15。</p><p>　　在繩端固定處的作用力：<

113、/p><p><b>　　壓板螺栓所受拉力：</b></p><p>　　式中—壓板梯形槽與鋼絲繩的換算摩擦系數(shù)。當(dāng)時</p><p>　　螺柱由拉力和彎矩作用力合成應(yīng)力：</p><p><b>　　式中Z=3—螺柱數(shù)</b></p><p><b>　　—螺紋內(nèi)徑&

114、lt;/b></p><p><b>　　—彎矩，</b></p><p>　　螺柱材料為Q235-A,屈服極限，則許用拉伸應(yīng)力為：（由表2-21取安全系數(shù)）。</p><p><b>　　故通過。</b></p><p><b>　　結(jié)論</b></p>

115、<p>　　本次畢業(yè)設(shè)計是在學(xué)習(xí)機械知識中一次非常難得的理論與實際相結(jié)合的機會，通過這次比較完整的畢業(yè)設(shè)計，我擺脫了單純的理論知識學(xué)習(xí)狀態(tài)和實際設(shè)計的結(jié)合，鍛煉了我的綜合運用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識的能力，同時也提高我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計手冊、設(shè)計規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平，而且通過對整體的掌控，對局部的取舍，以及對細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，得到了豐富的經(jīng)驗。這是我們都希望看到的也正是我們進行畢業(yè)設(shè)計的目的所在。

116、</p><p>　　此次設(shè)計是本人大學(xué)兩年以來的一個畢業(yè)設(shè)計，設(shè)計的內(nèi)容主要是對起重機的起升機構(gòu)設(shè)計。說明書首先介紹了此設(shè)計的選題，明確本設(shè)計的研究目的和意義，最后通過思考與討論，最終確定本設(shè)計的研究方案。在設(shè)計過程中詳細(xì)說明了起升機構(gòu)的計算和選材，通過查閱相關(guān)方面的書籍，運用大量有關(guān)機械設(shè)計的相關(guān)知識，讓我對機械方面的知識有了更深一層的認(rèn)識，使我懂得如何靈活運用所學(xué)的知識應(yīng)用到實際中，這對我將來的工作或?qū)W習(xí)都