课程设计桥式起重机.docx

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1、桥式起重机课程设计一. 起重机设计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 15m,起上升度为 7m， 起升速度 7m/min1. 起重机的介绍2. 主梁 跨度 15 m，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，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达成运行机构的平面尺寸，主梁跨度中部高度取 H=L/17，主梁和端梁承受搭接形式，主梁和端梁连接处的高取H0=0.4-0.6H，腹板的稳定性有横向加劲板和纵向加劲条或者角钢来维持，纵向加劲条的焊接承受连续点焊，主梁翼缘板和腹板的焊接承受贴角焊缝，主梁通常

2、会产生下挠变形，但加工和装配时承受预制上拱。小车运行速度 v=40m/min大车运行速度 v=85m/min大车运行传动方式为分别传动：桥架主梁型式，箱型梁， 小车估量重量 4t,起重机的重量 16.8t。大车的设计一设计的根本原则和要求大车运行机构的设计通常和桥架的设计一起考虑，两者的设计工作要穿插进展，一般的设计步骤：1. 确定桥架构造的形式和大车运行机构的传方式2. 布置桥架的构造尺寸3. 安排大车运行机构的具体位置和尺寸4. 综合考虑二者的关系和完成局部的设计对大车运行机构设计的根本要求是：1. 机构要紧凑，重量要轻2. 和桥架协作要适宜，这样桥架设计简洁，机构好布置3. 尽量减轻主梁

3、的扭转载荷，不影响桥架刚度4. 修理检修便利，机构布置合理二大车运行机构具体布置大车运行机构的零部件时应当留意以几点：1. 由于大车运行机构要安装在起重机桥架上，桥架的运行速度很高，而且受载之后向下挠曲，机构零部件在桥架上的安装可能不格外准确，所以假设单从保持机构的运动性能和补偿安装的不准确性着眼，但凡靠近电动机、减速器和车轮的轴，最好都用浮动轴。2. 为了削减主梁的扭转载荷，应当使机构零件尽量靠近主梁而远离走台栏杆； 尽量靠近端梁，使端梁能直接支撑一局部零部件的重量。3. 对于分别传动的大车运行机构应当参考现有的资料，在浮动轴有足够的长度的条件下，使安装运行机构的平台减小，占用桥架的一个节间

4、到两个节间的长度，总之考虑到桥架的设计和制造便利。4. 制动器要安装在靠近电动机，使浮动轴可以在运行机构制动时发挥吸取冲击动能的作用。小车的设计：小车主要有起升构造、运行构造和小车架组成。起升机构承受闭式传动方案，电动机轴与二级圆柱齿轮减速器的高轴速轴之间承受两个半齿联轴器和一中间浮动轴联系起来，减速器的低速轴鱼卷筒之间承受圆柱齿轮传动。运行机构承受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，车轮承受带有角形轴承箱的成组部件，电动机装在小车架的台面上，由于电动机轴好和车轮轴不在同一平面上，所以运行机构承受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与

5、车轮之间均承受带浮动的半齿联轴器的连接方式。小车架的设计，承受粗略的计算方法，靠现有资料和阅历来进展，承受钢板冲压成型的型钢来代替原来的焊接横梁。1. 特征一起升和运行机构由独立的部件构成端梁的设计：端梁局部在起重机中有着重要的作用，它是承载平移运局部运输的关键部件。端梁局部是有仇车轮组合端梁架组成，端梁局部主要有上盖板，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。在端梁的内部设有加强筋，以保证端梁架受载后的稳定性。梁端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；大车的运行承受分别传动的方案。 在装配起重机的时候，先将梁端的一段与其中的一根主梁连接在一起，

6、然后再将梁端的两段接连起来。2. 总体构造示意图二机构计算关键件一 确定起升机构的传动方案，选择大车。图一大车运行构造图1-电动机 2- 制动器 3- 高速浮动轴4- 联轴器 5- 减速器 6- 联轴器7-低俗浮动轴8-联轴器9-车轮二 根本分两类分别传动和集中传动，桥式起重机常用的跨度10.5-32M范围均可用分别传动的方案本设计承受分别传动的方案。三 车轮与轨道的选择，强度的验算依据如以下图的重量分布，计算大车的最大轮压和最小轮压： 满载时的最大轮压：G - GxcP =+ Q + Gxc L - emax=42L168 - 40 + 100 + 40 15 - 1.54215=95KN空

7、载时最大轮压：G - GxcGxcL - eP=+max42L168 - 40=+40 15 - 1.54215=50KN.空载时最小轮压：G - GxcGxceP=+min42L168 - 40401.5=4+ 2 15=34KN式中的 e 为主钩中心线离端梁的中心线的最小距离 e=1.5m 载荷率：Q/G=100/168=0.595由计算选择车轮：当运行速度为V =60-85m/min，Q/G=0.595 时工作类型为dc中级时，车轮直径 D =500mm，轨道为 P 的许用轮压为 150KN。c381.疲乏强度的计算疲乏强度计算时的等效载荷： Q = Q=0.6*100000=60000

8、Nd2式中 等效系数，查的 =0.622车论的计算轮压：P = K r PjCId=1.050.8977000=71957N式中：P 车轮的等效轮压dP = G - Gxc + Qd + Gxc L - 1.5d42L= 168 - 40 + 60 + 40 15 - 1.54215=77000Nr载荷变化系数，当 Q /G=0.357 时，r=0.89dK 冲击系数，第一种载荷当运行速度为 V=1.5m/s 时，K =1.05c1c1 2123Pj Dcr +依据点接触状况计算疲乏接触应力：s =4000j371957 2 + 1 2 5030 =4000=14563Kg/cm2s=1456

9、30N/cm2j式中 r-轨顶弧形半径，由查得r=300mm，对于车轮材料ZG55II，当HB320时，s =160000-202300N/cm2，因此满足疲乏强度计算。jd2.强度校核最大轮压的计算：P=K PjmaxcIImax=1.195600=105160N式中 K-冲击系数，载荷 K=1.1cIIcII按点接触状况进展强度校核的接触应力：3Pj max 21 2 Dcr +s=jmax2123105160 5030 +=15353Kg/cm2s=153530N/cm2jmax车轮承受 ZG55II，查得，HB320 时， s=240000-300000N/cm2，jsjmax s j

10、故强度足够。运行阻力计算摩擦总阻力距Mm=Q+GK+*d/2由 D =500mm 车轮的轴承型号为： 22220K， 轴承内径和外径的平均值为：c100+180/2=140mm由查得：滚动摩擦系数 K=0.0006m，轴承摩擦系数=0.02，附加阻力系数=1.5，代入上式中：当满载时的运行阻力矩：M= M=b(Q+G)( k +m d ) =1.5100000+1680000.0006+0.02mQ=Qm(Q=Q)20.14/2=804Nm运行摩擦阻力：P= Mm(Q = Q) = 804mQ=Q空载时：Dc0.522=3216NM=GK+d/2mQ=0=1.51680000.0006+0.0

11、20.14/2=504NP= M/Dc/2mQ=0mQ=0=5042/0.5=2023N四电动机的选择电动机静功率：N =P V /60mjjdc=321685/60/0.95/2=2.40KW式中 P =P满载运行时的静阻力jmQ=Q(P=2023N)mQ=0m=2 驱动电动机的台数初选电动机功率：N=K *N =1.3*2.40=3.12KWdj式中 K -电动机功率增大系数，由查得 K =1.3dd查表选用电动机 YR160M-8；Ne=4KW，n =705rm，GD2=0.567kgm2，电动机1的重量 G =160kgd1. 验算电动机的发热功率条件等效功率：N X =K25r N

12、j=0.751.32.40=2.34KW式中 K25工作类型系数，由表查得当JC%=25 时，K25=0.75 r依据起重机工作场所得 tq/tg=0.25，估得r=1.3由此可知： N X Ne,故初选电动机发热条件通过。选择电动机：YR160M-82. 减速器的选择 车轮的转数：nc=Vdc/Dc=85/3.14/0.5=54.1rpm机构传动比：i。=n1/nc=705/54.1=13.0查表，选用两台 ZLZ-160-12.5-IV 减速器 i =12.5；N=9.1KW，当输入转速为。750rpm，可见 NjN,故所选减速器功率适宜。中级按空载计算动力矩,令 Q=0,得:1 nGD

13、2Mz=M / +1mc(GD 2 ) +Ch m j式中375 tz1i 20( pM / =p- pm min)D hcj2i /0(336 -1344) 0.5 0.95=2 12.5=-19.2NmPp=0.002G=1680000.002=336NDc 2P=G (k + m d )1min2168000 (0.0006 + 0.02 0.14)=2=1344N0.52M=2制动器台数.两套驱动装置工作1 705 1680000.52Mz=-19.2 +21.150.645+0.952 3755 12.52=41.2 Nm现选用两台 YWZ-200/25 的制动器，查表 其制动力矩

14、M=200 Nm，为避开打滑，使用时将其制动力矩调制 3.5 Nm 以下。六 选择联轴器依据传动方案,每套机构的高速轴和低速轴都承受浮动轴. 1.机构高速轴上的计算扭矩：M / = M njsII=110.61.4=154.8 Nm式中 M 连轴器的等效力矩.IM =j M=255.3=110.6 NmI1elj 等效系数 取j11=2查表M =9.75* 4000 =55.3 Nmel705查 的 : 电 动 机 Y160M1-8, 轴 端 为 圆 柱 形 ,d =48mm,L=110mm; 查 得1ZLZ-160-12.5-iv 的减速器,高速轴端为d=32mm,l=58mm,故在靠电机端

15、选联轴器ZLL 浮动轴端 d=40mm;M =630Nm,(GD2) =0.063Kgm,重量 G=12.6Kg ；2IZL在靠近减速器端，选用两个联轴器ZLD，在靠近减速器端浮动轴端直径为d=32mm;M =630 Nm, (GD2) =0.015Kgm, 重量 G=8.6Kg.IL高速轴上转动零件的飞轮矩之和为：(GD2) +(GD2) =0.063+0.015=0.078 KgmZLL与原估算的根本相符，故不需要再算。2.低速轴的计算扭矩：M ”js= M ”js i” h0=154.815.750.95=2316.2 Nm浮动轴的验算1.疲乏强度的计算低速浮动轴的等效力矩：M = M

16、iI1 el=1.455.312.50.95=919.4N m式中 等效系数，查得 =1.411由上节已取得浮动轴端直径 D=60mm，故其扭转应力为：t= M I91940= 2128 N/cm2nW0.2 63由于浮动轴载荷变化为循环由于浮动轴在运行过程中正反转矩一样，所以许用扭转应力为：t-1kt=-1k113200 n= 1.92 1.4I=4910 N/cm2式中，材料用 45 号钢，取s =60000 N/cm2; s =30000N/cm2,则t =0.22s =0.22bs-1b60000=13200N/cm2；t =0.6s =0.630000=18000N/cm2ssK=K

17、 K =1.61.2=1.92x m考虑零件的几何外形外表状况的应力集中系，K =1.2，n =1.4安全系数，mI查得t t 故疲乏强度验算通过。数 K =1.6n-1kx2.静强度的计算计算强度扭矩：M = M imax2 el=2.555.312.50.95=1641.7 N m式中 动力系数，查表得 =2.522扭转应力：t= M II164170=3800N/cm2W0.2 63许用扭转剪应力：t II= t SnII18000=1.4= 12860 N/cm2t17 18,R=10,H=30,B1=53,E1=38,R1=18,R2=15,R3=3,R4=5.M=12,C=1.5,

18、S=12选铸造滑轮组，ZG 270-500 铸钢铸造，轧制滑轮：低碳钢 Q23532. 卷筒（1） 承受双联卷筒：卷绕直径：D=hd=20 18=360mm 查表 3-5，M6，h=20适当放大卷筒直径，选卷绕直径 D=648mm,卷筒的槽底直径 Do=630mm,查表 3-10， P49。（2） 卷筒绳槽尺寸。 卷筒选取标准槽 d=18mm,p1=20mm、（3） 卷筒长度承受双联卷筒：L=2(L0+L1+L2)+L3=2 (413.86+20+60)+372=1359.7mmL 滑-2Hmin tan，L3=S=372mmL3 L 滑+2Hmin tanL =( Hmax a +n)p1=

19、( 12023 3 +3) 20=413.86mm0p D03.14 648取L=1500mmL1两端空余局部长度， L1=P1=20mm； L2固定钢丝绳所需的长度，L2=3 P1=60mm；L0卷筒卷绕局部长度；H最大起上升度，H=12m,n0安全圈数，n0=3；卷筒：槽底半径 R=10,节距 P1=20,h1=7,R1=0.8,加深槽形：P2=24,h2=11，R2=0.5，（4） 卷筒壁与强度验算卷筒材料：Q235-A3 钢板卷焊 =0.02 D0+(6)=20.6mmD=648mm,模数 m=8，齿数 z=54，D1=260,D2=432,D3=525,D4=570 由于：L=150

20、03D=1944所以： =A1A2=1 0.75 28460.4=51.8 20.6 20式中 A1卷绕层数系数，查表 3-11，A1=1； A2应力减小系数，A2=0.75； 许用压应力，112.5 N/=112.5N/材料屈服极限， =225 N/（5） 卷筒转速吊钩16t nt= 60aVq=60 3 16= 23.6 (r/min)p D3.14 0.648 60Vq起升速度，m/s；D卷筒卷绕直径，m.设计小结此设计方案用于中小型起重量的桥式起重机，单吊钩，设计内容较具体，规划根本合理，数据经过查相关资料的表格得到。步骤完整有序。此方案的优点是：构造简洁，安装和拆卸便利，工作牢靠，便于检查，所画图易懂，方案内容具体，规划合理，完整有序。缺点是：所占的空间位置较大，尺寸选择上有些偏差，标注不够完整。设计题目起重量： 10t 跨度： 15m 起上升度 7m 起升速度 7m/min 小车运行速度40m/min 大车运行速度：85m/min 大车运行传动方式：分别传动 桥架主梁型式: 箱型梁 小车估量重量:4t 起重机：16.8t