起重机小车的设计.doc
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1、摘 要起重机的出现大大提高了人们的劳动效率,以前需要许多人花长时间才能搬动的大型物件现在用起重机就能轻易达到效果,尤其是在小范围的搬动过程中起重机的作用是相当明显的。在工厂的厂房内搬运大型零件或重型装置桥式起重机是不可获缺的。桥式起重机小车主要包括起升机构、小车架、小车运行机构、吊具等部分。其中的小车运行机构主要由减速器、主动轮组、从动轮组、传动轴和一些连接件组成。本设计主要针对通用行桥式起重机进行研究,小车主要有起升机构、运行机构和小车架组成。起升机构采用闭式传动方案,电动机轴与二级圆柱齿轮减速器的高速轴之间采用两个半齿联轴器和一中间浮动轴联系起来,减速器的低速轴与卷筒之间采用圆柱齿轮传动。
2、本设计大量采用了PROE制图,由于技术原因只对整体进行了设计,部分细节未表现出来,还望老师指点。本设计所需图纸请联系QQ380752645加Q时请说明是一柱香推荐ABSTRACTCrane can greatly improve the appearance of the labor efficiency, people need many flowers before long time to lift large objects can be easily used cranes now effect, especially in small range of moving process
3、 of crane is quite obvious. In the factory workshop of transporting large parts or heavy equipment bridge crane is ever.Bridge crane car mainly includes hoisting mechanism, car, trolley mechanism, sling, etc. One car running gear reducer, mainly by active wheel shaft, driven wheel, and some fittings
4、.This design is mainly aimed at the general line bridge cranes, car mainly hoisting mechanism, the mechanism and a car.Lifting mechanism adopts closed transmission scheme, motor shaft and the level of high-speed cylindrical gears reduction gear shaft coupling between the two and a half tooth and a l
5、ink between floating axis, the low speed shaft gear reducer with cylindrical gears transmission between the drum. This design using PROE drawings, of the overall design of the only details, not out, still hope the teacher give directions. 目 录第1章 起重机设计方案11.1 起重机的介绍以及总体方案11.1.1 起重机的总体方案11.2 主梁的设计11.3
6、端梁的设计11.4 小车的设计21.4.1 小车的结构介绍21.4.2 小车设计方案3第2章 主升机构的运算42.1 确定传动方案,选择滑轮组和吊钩42.1.1 选择滑轮组42.1.2 选择吊钩52.1.3 选择钢绳72.2 选择卷筒8第3章 电动机及其机构运算123.1 选择电动机123.1.1验算电动机发热条件143.1.2电动机过载验算153.2 运行机构电动机的选择153.2 减速器的选择163.3 验算起升速度和实际所需要功率163.4 校核减速器输出轴强度173.5选择制动器183.6选择联轴器193.7验算起动时间193.8运行系统计算203.8.1选择车轮与轨道并验算其强度20
7、3.8.2运行阻力计算223.8.3选电动机233.8.4验算电动机发热条件233.8.5选择减速器233.8.6验算运行速度和实际所需功率243.8.7验算起动时间243.8.8按启动工况校核减速器功率253.8.9验算不打滑的条件253.8.10初选制动器263.8.11选择高速轴联轴器及制动轮273.8.12选择低速轴联轴器273.9.2 制动器的设计计算283.9.1 主要尺寸283.9.2 选电磁铁293.9.3 制动臂尺寸293.9.4 主弹簧的设计计算303.9.5 销轴计算323.9.6 制动臂的计算33第4章 小车车架的结构分析374.1 小车车架的型式374.2 小车架结构
8、38结 论41参考文献42致 谢43附 录44第1章 桥式起重机小车设计方案1.1 起重机的介绍以及小车总体方案简述箱形双梁桥式起重机是由一个有两根箱形主梁和两根横向端梁构成的双梁桥架,在桥架上运行起重小车,可起吊和水平搬运各类物体,它适用于机械加工和装配车间料场等场合。1.1.1 起重机的总体方案本次起重机设计的主要参数如下:起重量10t,跨度定为16.5m,起升高度为15m起升速度7.5m/min小车运行速度v=45m/min小车估计重量4t,工作类型为中级。根据上述参数确定的总体方案如下:1.2 主梁的设计主梁跨度16.5m ,是由上、下盖板和两块垂直的腹板组成封闭箱形截面实体板梁连接,
9、主梁横截面腹板的厚度为6mm,翼缘板的厚度为10mm,主梁上的走台的宽度取决于端梁的长度和大车运行机构的平面尺寸,主梁跨度中部高度取H=L/17 ,主梁和端梁采用搭接形式,主梁和端梁连接处的高度取H0=0.4-0.6H,腹板的稳定性由横向加劲板和,纵向加劲条或者角钢来维持,纵向加劲条的焊接采用连续点焊,主梁翼缘板和腹板的焊接采用贴角焊缝,主梁通常会产生下挠变形,但加工和装配时采用预制上拱。1.3 端梁的设计端梁部分在起重机中有着重要的作用,它是承载平移运输的关键部件。端梁部分是由车轮组合端梁架组成,端梁部分主要有上盖板,腹板和下盖板组成;端梁是由两段通过连接板和角钢用高强螺栓连接而成。在端梁的
10、内部设有加强筋,以保证端梁架受载后的稳定性。端梁的主要尺寸是依据主梁的跨度,大车的轮距和小车的轨距来确定的;大车的运行采用分别传动的方案。在装配起重机的时候,先将端梁的一段与其中的一根主梁连接在一起,然后再将端梁的两段连接起来。 本章主要对箱形桥式起重机进行介绍,确定了其总体方案并进行了一些简单的分析。箱形双梁桥式起重机具有加工零件少,工艺性好、通用性好及机构安装检修方便等一系列的优点,因而在生产中得到广泛采用。我国在5吨到10吨的中、小起重量系列产品中主要采用这种形式,但这种结构形式也存在一些缺点:自重大、易下挠,在设计和制造时必须采取一些措施来防止或者减少。1.4 小车的设计1.4.1 小
11、车的结构介绍小车主要有起升机构、运行机构和小车架组成。起升机构采用闭式传动方案,电动机轴与二级圆柱齿轮减速器的高速轴之间采用两个半齿联轴器和一中间浮动轴联系起来,减速器的低速轴与卷筒之间采用圆柱齿轮传动。运行机构采用全部为闭式齿轮传动,小车的四个车轮固定在小车架的四周,车轮采用带有角形轴承箱的成组部件,电动机装在小车架的台面上,由于电动机轴和车轮轴不在同一个平面上,所以运行机构采用立式三级圆柱齿轮减速器,在减速器的输入轴与电动机轴之间以及减速器的两个输出轴端与车轮轴之间均采用带浮动轴的半齿联轴器的连接方式。小车架的设计,采用粗略的计算方法,靠现有资料和经验来进行,采用钢板冲压成型的型钢来代替原
12、来的焊接横梁。我国制造的桥式起重机的小车具有下列特征:1) 起升和运行机构由独立的部件构成。这些部件采用补偿联轴器联系起来。齿轮联轴器补偿了转轴中心线的偏差和歪斜。并采用分组独立部件,因此使机构的装拆方便。 2) 所有机构中都采用滚动轴承。 3) 起升机构和运行机构采用减速器式传动装置。 4) 小车的车架用钢板焊接而成。 根据国内小车设计特征此次小车设计主要遵循的原则和要求如下: 1) 整台起重机与厂房建筑物的配合,以及小车与桥架的配合要适当。小车与车架的互相配合,主要在于:小车轨距(车轮中心平面间的水平距离)和桥架上的小车轨距应相同;其次在于:小车上的缓冲器与桥架上的挡铁位置要配合好,小车上
13、的撞尺和桥架上的行程限位开关要配合恰当。 2) 小车上的机构的布置及同一机构中各零部件间的配合适当。小车车轮的轮压分布均匀,小车架上的机构与小车车架配合适当。 3) 小车各部分的设计考虑制造、安装和维护检修方便,尽可能保证各部件拆下修理时而不需移动临近的部件。1.4.2 小车设计方案本设计采用逆推思路,所有零件都可以使用标准件。根据课题要求先计算出主升机构(包括滑轮组、吊钩和滚筒),鉴于本设计中桥式起重机的起重量较小,可采用双联滑轮组,由此可算出滚筒的输入功率,滚筒输入功率即是减速器的输出功率,再由此初选电机, 最后计算出减速器的各项参数。根据以上结果计算出小车运行机构的功率,在逆推选择电动机
14、,得出减速机的功率,最后完善起重机小车。如图2-11-电动机 2 -制动器 3 -立式减速器 4 -车轮5-半齿轮联轴器 6 -浮动轴 ;7 -全齿轮联轴器 图1-1 起升方案图第2章 主升机构的运算2.1 确定传动方案,选择滑轮组和吊钩2.1.1 选择滑轮组按照构造宜紧凑的原则,决定采用下图的传动方案。根据通用桥式起重机23选择滑轮组,如图2-1所示,采用了双联滑轮组.按Q=10t,计算滑轮组倍率,因而承载绳分支数为 Z=2。据文献起重运输机械16式(12-1)得: 工作滑轮槽底的直径D(e-1)de与机构工作级别和钢丝绳结构有关的系数,据文献起重运输机械17表(2-1),据工作级别为M0,
15、取h2=25;得: (e-1)d=(25-1)14=336mm据文献起重机设计手册207表(13-2),据D336mm,取D=355mm,据文献起重机设计手册206式(13-2)平衡滑轮: D平=(0.60.8)D=0.7355=249mm 图2-1 滑轮组简图2.1.2 选择吊钩由机械设计标准手册表23-18选择10t锻造单面吊钩,其基本尺寸如图2-3所示,材料采用20号钢(1) 吊钩轴径螺纹M64处拉伸应力: 式中 螺纹内径,由机械设计标准手册 表6-3查得M64,; 动力系数,。 由起重机运输机械查得轴径拉伸许用应力: ,故强度足够 (2) 吊钩弯曲部分A-A断面的计算: 图2-2 系数
16、K的图解法1)图解法求断面重心,重心C的横左边为: 2)图解法求系数K: 3)计算A-A截面上1点的最大拉伸应力: 对于20号钢,由起重机设计手册 表15-1: 式中 20号钢屈服极限; 安全系数(其中0.9是考虑中级工作类型降低系数)。故 通过。因此得出结构图如图(2-3)所示。图2-3 10吨吊钩2.1.3 选择钢绳由起重运输机械22式(2-12): 式中:滑轮组效率,由起重运输机械21表(2-3),若滑轮组采用滚动轴承,滑轮组采用滚动轴承,滑轮组倍率a=3,得h=0.985。PQ起升载荷,指起升质量的重力。得: ; (2-2)由起重运输机械26式(2-14) (2-3)n钢丝绳安全系数,
17、据起重运输机械表(2-5),工作级别M5知n=5.5K钢丝绳捻制折减系数,据起重运输机械27表(2-4),纤维绳芯,K=0.85得: 据文献1,24知:瓦标吞式断面充填严密,承载能力大,挠性好,是起重机常用的钢丝绳类型,选瓦林吞式,由起重机设计手册195表(12-10),据公斤,选钢丝绳直径d=14mm,钢丝绳公称抗拉强度为108公斤/mm2,绳6W(19)股(1+6+6/6),绳纤维芯,钢丝绳最小破断拉力为Sb=108kN公斤,钢丝绳标注如下:14NAT619W+F C1700 ZS 108 GB 8918-882.2 选择卷筒卷筒的槽底直径D(e-1)de与机构工作级别和钢丝绳结构有关的系
18、数,据文献起重运输机械17表(2-1),据工作级别为M5,取h1=25得: (e-1)d=(25-1)14=336mm据文献起重机设计手册213表(14-2),根据Q=10t,D336mm,取D=400mm,据文献起重运输机械33式(2-20)卷筒长度: (2-4)H起升高度,15m=15103mma滑轮组倍率 a=3Z0附加圈数,一般取Z0=1.53,此取Z0=2t绳圈节距(mm),光面卷筒t=d,据文献起重机设计手册223表(14-5),据d=14mm,得: t=16mm。L1双联卷筒中间不切槽部分的长度,据文献起重机设计手册213表(14-2),据起重量Q=10t,得: L1=A=185
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