起重機(jī)小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算案例目錄TOC\o"1-3"\h\u11626起重機(jī)小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算案例 1324171.1為小車機(jī)構(gòu)擬定合適的傳動(dòng)方式 1229851.2為小車選用合適的車輪與軌道并檢驗(yàn)其安全性能 164261.3計(jì)算運(yùn)行阻力 3289921.4計(jì)算電動(dòng)機(jī)的參數(shù)并選型 4197581.5對(duì)電動(dòng)機(jī)發(fā)熱的驗(yàn)算及審核 4225741.6減速器參數(shù)計(jì)算 5140821.7計(jì)算小車運(yùn)行速度并校核電機(jī)功率 5180441.8計(jì)算小車開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)所需時(shí)間 6209621.9檢驗(yàn)減速器功率是否合適 723351.10檢驗(yàn)小車啟動(dòng)過(guò)程中是否會(huì)發(fā)生打滑 75811.11計(jì)算制動(dòng)力矩并為制動(dòng)器選型 8308931.12高速聯(lián)軸器的相關(guān)計(jì)算并對(duì)制動(dòng)輪進(jìn)行合理的選型 8298501.13低速軸聯(lián)軸器的相關(guān)計(jì)算并對(duì)其進(jìn)行合理的選型 954641.14校核低速浮動(dòng)軸安全性能 101.1為小車機(jī)構(gòu)擬定合適的傳動(dòng)方式小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)分有兩種驅(qū)動(dòng)方式，經(jīng)過(guò)對(duì)比之后，最終決定采用的集中驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)方式，簡(jiǎn)圖如下圖4-1：圖4-1集中驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)圖1.2為小車選用合適的車輪與軌道并檢驗(yàn)其安全性能小車車輪上所承受的壓力最大值為：小車自身重量初定為：，在小車車輪上承受的壓力分布均勻的條件下：小車車輪上所承受的壓力最小值為：小車車輪型號(hào)的選擇：由[15]表9-5查得，當(dāng)運(yùn)行速度小于60m/min時(shí)：當(dāng)起重機(jī)處于A7工作級(jí)別時(shí)，所選用車輪的直徑為：，相應(yīng)軌道的型號(hào)為，軌道的最大允許輪壓為。檢驗(yàn)小車車輪接觸強(qiáng)度：分為兩種情況：①軌道，車輪相接處面積是一條線時(shí)。②軌道，車輪相接處面積是一個(gè)點(diǎn)時(shí)。小車車輪與軌道頂部相接部分產(chǎn)生的載荷為：小車車輪選用型號(hào)為的鑄鋼材料，，軌道和車輪相接處面積是一條線時(shí)，車輪能承受的局部之間由于相互接觸產(chǎn)生的擠壓力的最大值為：式中：——軌道和車輪相接處面積是一條線時(shí)，車輪能承受的最大應(yīng)力系數(shù)，；——小車車輪和軌道相接處的尺寸，當(dāng)采用軌道的型號(hào)為P38時(shí)，；——轉(zhuǎn)速系數(shù)，查[16]表3-8-8可知車輪轉(zhuǎn)速——工作級(jí)別數(shù)，查[16]表3-8-8知，當(dāng)起重機(jī)整機(jī)為A7時(shí)，；，強(qiáng)度符合條件。軌道和車輪相接處面積是一個(gè)點(diǎn)時(shí)，車輪能承受的局部之間由于相互接觸產(chǎn)生的擠壓力的最大值為：式中：——軌道和車輪相接處的點(diǎn)能承受的最大應(yīng)力系數(shù)，；R——曲率半徑，選用車輪與軌道中值較大的一個(gè)。這里取。m——與的大小相關(guān)的系數(shù)，由[16]表3-8-9可知，m=0.44。因?yàn)?，故點(diǎn)接觸強(qiáng)度滿足。綜上所述，選定直徑的單輪緣車輪。1.3計(jì)算運(yùn)行阻力摩擦阻力距：由[17]附表可得，型號(hào)為的車輪組與其相搭配的軸承為型號(hào)的軸承，其平均軸徑為：，由[17]可知機(jī)構(gòu)之間摩擦方式為滾動(dòng)，其系數(shù)為：。軸承上還會(huì)由于各種原因產(chǎn)生阻力，其系數(shù)為：。軸承之間也會(huì)產(chǎn)生摩擦，其系數(shù)為：。當(dāng)起重機(jī)滿載工作時(shí)，阻力產(chǎn)生的力矩大小為：當(dāng)起重機(jī)滿載工作時(shí)，由于摩擦而產(chǎn)生的阻力大小為：當(dāng)起重機(jī)空載工作時(shí)，阻力產(chǎn)生的力矩大小為：1.4計(jì)算電動(dòng)機(jī)的參數(shù)并選型電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的功率大小為：式中：——當(dāng)起重機(jī)滿載工作時(shí)，產(chǎn)生的靜阻力；——坡道阻力，（其中為坡道阻力系數(shù)，通過(guò)查[15]表9-18可知對(duì)于橋式起重機(jī)的小車機(jī)構(gòu)?。?；——各部件之間進(jìn)行傳動(dòng)時(shí)的效率；——小車上電動(dòng)機(jī)的總數(shù)量。所選電動(dòng)機(jī)應(yīng)滿足其功率最小為：式中：——電動(dòng)機(jī)實(shí)際工作時(shí)的功率放大倍數(shù)，。由[14]可知應(yīng)采用型號(hào)為YZR160M1-6的電動(dòng)機(jī)，，，飛輪轉(zhuǎn)矩：，電動(dòng)機(jī)自身重量為：。1.5對(duì)電動(dòng)機(jī)發(fā)熱的驗(yàn)算及審核在的條件下，通過(guò)以上條件計(jì)算可得有效功率：式中：——起重機(jī)整機(jī)為時(shí)，；——當(dāng)時(shí)，可得；，故電動(dòng)機(jī)不會(huì)出現(xiàn)過(guò)熱現(xiàn)象。1.6減速器參數(shù)計(jì)算小車車輪的理論旋轉(zhuǎn)速度為：小車上減速器的理論傳動(dòng)比為：由[17]得應(yīng)采用的型號(hào)為ZSC-600-Ⅴ-2的減速器，起重機(jī)處于A7工作類型，當(dāng)減速器的輸入軸轉(zhuǎn)速為時(shí)，減速器上能夠承載的功率最大值為：，。。1.7計(jì)算小車運(yùn)行速度并校核電機(jī)功率小車在現(xiàn)實(shí)工作過(guò)程中速度的大?。簩?shí)際速度與理論速度的誤差計(jì)算：小車在穩(wěn)定工作過(guò)程中對(duì)電機(jī)功率的要求：因此電機(jī)不會(huì)過(guò)載。1.8計(jì)算小車開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)所需時(shí)間小車開(kāi)始運(yùn)行過(guò)程中需要耗費(fèi)的時(shí)間為：式中：；——小車上電動(dòng)機(jī)的總數(shù)量。小車滿載時(shí)由靜止到開(kāi)始工作過(guò)程中電機(jī)軸端上產(chǎn)生的力矩：小車空載時(shí)由靜止到開(kāi)始工作過(guò)程中電機(jī)軸端上產(chǎn)生的力矩：制動(dòng)輪、聯(lián)軸器在工作過(guò)程中的飛輪矩大小初步猜測(cè)為：小車上各個(gè)部件的飛輪矩之和為：小車滿載時(shí)由靜止到開(kāi)始工作過(guò)程中需要的時(shí)間為：小車空載時(shí)由靜止到開(kāi)始工作過(guò)程中需要的時(shí)間為：當(dāng)時(shí)，小車由靜止到開(kāi)始工作過(guò)程中的時(shí)間最大值為，而，小車能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成啟動(dòng)工作。1.9檢驗(yàn)減速器功率是否合適減速器在小車工作過(guò)程中功率的大小為：式中：——小車上減速器的總數(shù)量。。，所選擇的減速器符合條件。1.10檢驗(yàn)小車啟動(dòng)過(guò)程中是否會(huì)發(fā)生打滑該起重機(jī)在工廠內(nèi)工作時(shí)幾乎不會(huì)受到風(fēng)載荷與坡度的影響，因此由風(fēng)載荷引起的阻力矩和坡道斜度引起的阻力矩可以忽略不計(jì)，故只需要驗(yàn)算空載啟動(dòng)與滿載啟動(dòng)時(shí)的不打滑條件。當(dāng)小車機(jī)構(gòu)由空載運(yùn)作時(shí)，在小車車輪和軌道接觸處切線方向上產(chǎn)生的力：兩者之間由于摩擦所產(chǎn)生的粘著力為：故小車空載啟動(dòng)時(shí)不出現(xiàn)打滑的現(xiàn)象。當(dāng)小車機(jī)構(gòu)由滿載開(kāi)始啟動(dòng)時(shí)，切線方向上的力：車輪在運(yùn)行時(shí)與軌道之間產(chǎn)生的摩擦力：因此，不會(huì)發(fā)生打滑。1.11計(jì)算制動(dòng)力矩并為制動(dòng)器選型為保證小車安全作業(yè)，小車由運(yùn)轉(zhuǎn)到停止工作的過(guò)程中耗費(fèi)的時(shí)間不應(yīng)過(guò)長(zhǎng)，即，令，則小車在剎車的過(guò)程中所需要制動(dòng)的轉(zhuǎn)矩應(yīng)為：由[17]附表查得應(yīng)采用型號(hào)為的制動(dòng)器，制動(dòng)器在制動(dòng)時(shí)的最大轉(zhuǎn)矩，其次我們所選取的制動(dòng)時(shí)所需要的時(shí)間，與啟動(dòng)時(shí)所需要的時(shí)間之間的誤差較小，不需要再去檢驗(yàn)小車是否出現(xiàn)打滑。1.12高速聯(lián)軸器的相關(guān)計(jì)算并對(duì)制動(dòng)輪進(jìn)行合理的選型聯(lián)軸器在工作過(guò)程中產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩大小為：式中：——電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定工作時(shí)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩；n——為保證聯(lián)軸器工作強(qiáng)度設(shè)定的放大系數(shù)。;——考慮齒輪在傳動(dòng)時(shí)動(dòng)載荷造成的影響引入的系數(shù)。這里；由[17]附表查得電動(dòng)機(jī)兩側(cè)軸尺寸大小為，。其幾何外形是圓柱形。由[17]附表查得減速器轉(zhuǎn)速較高的軸側(cè)尺寸大小為，。其幾何外形是圓柱形。因此由[16]采用的齒輪聯(lián)軸器型號(hào)為型，型鍵槽在主動(dòng)軸端，，型鍵槽在從動(dòng)軸端，，聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩為：，，飛輪轉(zhuǎn)矩為：，重量：。高速軸處的制動(dòng)輪的選擇：由已選定的型號(hào)為的制動(dòng)器，由[17]附表可知應(yīng)選擇的制動(dòng)輪直徑尺寸為：，尺寸為：，的圓柱形軸孔，制動(dòng)輪的上的飛輪轉(zhuǎn)矩為：，重量為：。由以上可得：與上文猜想的誤差在允許范圍內(nèi)。1.13低速軸聯(lián)軸器的相關(guān)計(jì)算并對(duì)其進(jìn)行合理的選型聯(lián)軸器在工作過(guò)程中產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩大小為：由[17]表查得的減速器在低速軸一側(cè)形狀為圓柱形，，。選取軸徑為，，由[16]表4-12-7選擇的聯(lián)軸器型號(hào)為，數(shù)量為兩個(gè)，與電機(jī)相連的軸端軸的孔型為Y型，鍵槽類型為B型，，。與減速器相連的軸端孔的孔型為J型，鍵槽類型為B1型，，。因?yàn)橹爸睆降能囕喴呀?jīng)被選定，查[17]附表車輪組比照，取聯(lián)軸器與車輪軸連接位置處的尺寸，，此外另選齒輪聯(lián)軸器兩個(gè)，其型的軸孔，型的鍵槽位于主動(dòng)端，，。型的軸孔型的鍵槽位于從動(dòng)端，，。1.14校核低速浮動(dòng)軸安全性能求得浮動(dòng)軸上產(chǎn)生的疲勞載荷的大?。河猩衔目芍?dòng)軸軸徑，扭轉(zhuǎn)應(yīng)力應(yīng)為：無(wú)論機(jī)構(gòu)是正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)矩的值都是相等的，對(duì)稱循環(huán)是浮動(dòng)軸上載荷變化的規(guī)律，浮動(dòng)軸的材料采用的是鋼，因此：，。浮動(dòng)軸上發(fā)生扭轉(zhuǎn)時(shí)，軸上能夠承受的最大應(yīng)力為：式中：k、n1——與上文一致