抓斗桥式起重机设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号 交流 401339828 或 11970985 - 1 - 毕业论文（设计）任务书 论文（设计）题目： 抓斗桥式起重机设计 学号： 姓名： 专业： 机械设计制造及其自动化 指导教师： 一、主要内容及基本要求 （ 1）设计一台 6级抓斗桥式起重机 (驾操 ) 抓斗桥式起重机作业环境为室内作业，电源为三相异步交流电，电压为 380V，频率为 50压波动允许上限为 +10%， 下限 (尖峰电流时 )为额定电压的 起重机内部电压损失为 3%。环境温度： +40，在 24 小时内平均温度不超过 +35。 （ 2）、起重机基本参数 1、起重量： 5t 2、跨度： 20m 3、起升高度 :12m 4、工作级别： 、操纵方式：驾操 6、电源： 380/50、大车导电方式： 安全滑触线 8、起升、开闭电机 55车行走电机 车行走电机 119、起升机构配置超载限制器 10、电气柜安装在主传动侧走台上，加固走台。小车电缆采用工字钢和滑车拖缆传导方式 11、大车缓冲器采用聚氨酯缓冲器，小车缓冲器须装于主梁的上部 12、抓斗容积为 3m，型号为 质期半年 （ 3）、材料要求 1、主要板材质：主梁、端梁用 余用 轮采用 踩面硬度 、结构件涂两层防锈 漆、两层面漆，涂装要求按 二、重点研究的问题 起升机构和小车设计 三、进度安排 序号 各阶段完成的内容 完成时间 1 查阅资料、调研 第 1,2周 2 小车起升机构设计计算 第 33 小车运行机构设计计算 第 6买文档就送您 纸全套， Q 号 交流 401339828 或 11970985 - 2 - 4 大车运行机构设计计算 第 95 写出说明书 第 15周 6 答辩 2010年 6 月 四、应收集的资料及主要参考文献 1 陈道南 M冶金工业出版社 ,2003 2 陈道南 ,盛汉中 M冶金工业出版社 ,2003 3 张质文等 M中国铁道出版社 ,1997 3 陈玮璋 M人民交通出版社 ,1985 4 徐学林 M湖南大学出版社 ,2009 5 许毓潮 M水利电力出版社 ,1983 6 黎明发 ,张开银 ,黄莉 M科学出版社 ,2007 7 王鹰 M中国铁道出版社 ,1978 8 濮良贵 ,纪名刚 M北京 :高等教育出版社 ,2003 9 徐灏 M北京 :机械工业出版社 ,1994 10 徐灏 M北京 :机械工业出版社 ,1994 11 徐灏 M北京：机械工业出版社 ,1994 13 任文光 ,张兴辉 ） M化学工业出版社 ,1982 14 任文光 ,张兴辉 ） M化学工业出版 ,1982 18 孙玉丹 起重机械卷 M中国标准出版社 ,1965 买文档就送您 纸全套， Q 号 交流 401339828 或 11970985 - 3 - 第一章 前言 起重机械用来对物料作起重、运输、装卸和安装等作业的机械设备，它可以完成靠人力无法完成的物料搬运工作，减轻人们的体力劳动，提高劳动生产率，在工厂、矿山、车站、港口、建筑工地、仓库、水电站等多个领域部门中得到了广泛的使用，随着生产规模的日益扩大，特别是现代化、专业化的要求，各种专 门用途的起重机相继产生，在许多重要的部门中，它不仅是生产过程中的辅助机械，而且已成为生产流水作业线上不可缺少的重要机械设备，它的发展对国民经济建设起着积极的促进作用。起重机械是起升，搬运物料及产品的机械工具。起重机械对于提高工程机械各生产部门的机械化，缩短生产周期和降低生产成本，起着非常重要的作用 在高层建筑、冶金、华工及电站等的建设施工中，需要吊装和搬运的工程量日益增多，其中不少组合件的吊装和搬运重量达几百吨。因此必须选用一些大型起重机进行吊装工作。通常采用的大型起重机有龙门起重机、门座式起重机、塔式起重 机、履带起重机、轮式起重机以及在厂房内装置的桥式起重机等。 在道路，桥梁和水利电力等建设施工中，起重机的使用范围更是极为广泛。无论是装卸设备器材，吊装厂房构件，安装电站设备，吊运浇注混凝土、模板，开挖废渣及其他建筑材料等，均须使用起重机械。尤其是水电工程施工，不但工程规模浩大，而且地理条件特殊，施工季节性强、工程本身又很复杂，需要吊装搬运的设备、建筑材料量大品种多，所需要的起重机数量和种类就更多。在电站厂房及水工建筑物上也安装各种类型的起重机，供检修机组、起闭杂们及起吊拦污栅之用。 在这些起重机中，桥式起重 机是生产批量最大，材料消耗最多的一种。由于这种起重机行驶在高空，作业范围能扫过整个厂房的建筑面积，因而受到用户的欢迎，得到很大的发展。 起重机械用来对物料作起重、运输、装卸和安装等作业的机械设备，它可以完成靠人力无法完成的物料搬运工作，减轻人们的体力劳动，提高劳动生产率，在工厂、矿山、车站、港口、建筑工地、仓库、水电站等多个领域部门中得到了广泛的使用，随着生产规模的日益扩大，特别是现代化、专业化的要求，各种专门用途的起重机相继产生，在许多重要的部门中，它不仅是生产过程中的辅助机械，而且已成为生产流水作业线上 不可缺少的重要机械设备，它的发展对国民经济建设起着积极的促进作用。起重机械是起升，搬运物料及产品的机械工具。 目前，在工程起重机械领域，欧洲、美国和日本处于领先地位。欧洲作为工程起重机的发源地，轮式起重机生产技术水平最高。该地区的工程起重机械业主要生产全地面起重机、履带式起重机和紧凑型轮胎起重机，也生产少量汽车起重机。其中，全路面起重机、履带起重机以中大吨位为主；紧凑型轮胎起重机则以小吨位为主；汽车起重机一般为通用底盘组装全地面上车，即以改装为主。其产品技术先进、性能高、可靠性高，产品销往全球。 随着我国经 济建设步伐的加快，生产和生活各个领域的建设规模的逐年扩大，也促进了施工机械化程度的迅速提高。先进的施工机械已成为加快施工速度，保证工程质量和降低成本的物质保证。起重机行业也因此得到了很大的发展。为促进社会主义建设事业的发展，提高劳动生产率，充分发挥其中运输机械的作用是具有重要意义的。 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买文档就送您 纸全套， Q 号 交流 401339828 或 11970985 - 4 - 合。桥架的结构主要有箱形结构，空腹桁架式结构，偏轨空腹箱形结构及箱形单主梁 结构等， 5为保证起重机稳定，我选择箱形双梁结构作为桥架结构。为了操纵和维护的需要，在传动侧走台的下面装有司机室。司机室有敞开式和封闭式两种，一般工作环境的室内采用敞开式的司机室，在露天或高温等恶劣环境中使用封闭式的司机室。 由于本人水平有限，实践经验不足，加上工作原因，时间比较仓促，设计中肯定有错误和欠妥之处，恳请各位老师多多批评指正。 买文档就送您 纸全套， Q 号 交流 401339828 或 11970985 - 5 - 第二章 抓斗桥式起重机设计任务书 计参数 主要 参数为：起重量： Q=5t；起升高度： H=12m；起升速度：0m/车运行速度： 0m/车运行速度：75m/度： L=20m；起重机估计总重量：G=240N；小车估计自重：40源：三相交流电源， 380V， 50构接电持续率： 5%；工作级别： 作条件 抓斗桥式起重机作业环境为室内作业，电源为三相异步交流电，电压为 380V，频率为50压波动允许上限为 +10%，下限 (尖峰电流时 )为额定电压的 起重机内部电压损失为 3%。环境温度： +40，在 24小时内平均温度不超过 +35。 为保证起重机安全正常工作，起重机本身应具备三个基本条件： （ 1）金属结构和机械零部件应具有足够的强度、刚度和抗弯曲能力； （ 2）整机具备必要的抗倾覆稳定性； （ 3）原动机具备满足作业性能要求的功率，制动装置提供必要的制动转 矩。 买文档就送您 纸全套， Q 号 交流 401339828 或 11970985 - 6 - 第三章 小车起升机构和运行机构的设计计算 升机构计算 起升机构可采用的有开式传动和闭式传动。 （ 1）闭式传动在电动机和卷筒之间，大多数情况采用传动效率高的圆柱齿轮减速器，而蜗轮减速器由于传动效率低，除特殊环境采用外，一般较少应用。 （ 2）开式传动在电动机和减速器之间，除减速器外还有开式齿轮传动，这种构造类型适用于起升速度较低的情况，如我国生产的大型桥式起重机（ Q 80 t）的起升机构多采用这种型式，由于开式齿 轮传动适用于圆周速度较低的情况，因此都将其放在靠近卷筒的最后一级传动中，以保证正常工作。根据起升重量 Q=5 t 轮力矩 22( ) 0 . 4 2 k g m，质量 高速浮动轴两端为圆柱形 45d ， 80l 。 靠减速器端联轴器，由表选用带 200制动轮的半齿轮联轴器，其图号为 大容许转矩 1 4 0 0 m，飞轮力矩 22( ) 0 . 4 2 k g m买文档就送您 纸全套， Q 号 交流 401339828 或 11970985 - 12 - 质量 18zG 动时间 启动时间： 22 0011 2() ( ) 3 7 5 ( ) G D i 式中 2 2 2 2 21( ) ( ) ( ) ( ) 0 . 7 8 0 . 4 2 0 . 4 2 1 . 6 2d t G D G D G D k g m 静阻力矩： 00() ( 5 0 0 0 9 9 ) 0 . 3 1 1 1 4 5 . 6 82 2 2 3 1 . 5 0 . 8 5j Q G 平均启动转矩： 1 . 5 1 . 5 1 3 6 . 1 3 2 0 4 . 2 0 N m 所以 29 1 2 ( 5 0 0 0 9 9 ) 0 . 3 1 1 1 . 1 5 1 . 6 2 0 . 8 7 83 8 . 2 ( 2 0 4 . 2 0 1 4 5 . 6 8 ) ( 2 4 0 . 1 7 ) 0 . 8 5 通常起升机构启动时间为 15s ，此处 1工作级别为中级时，车轮 直径 250cD 轨道类型为11P，许用轮压为m a 5 8 2 . 2 5t P t，故选250cD ，能满足要求。 强度验算：按车轮与轨道为线接触及点接触两种情况验算车轮接触强度。车轮踏面疲劳计算载荷： m a x m i 2 2 5 0 0 1 0 0 0 0 1 8 3 3 3 . 3 333c 车轮材料： 3 4 0 , 6 5 0 a M P a。 线接触局部挤压强度： 1 1 2 6 2 5 0 2 4 . 2 0 . 9 4 1 3 4 1 2 2k D l C C N 式中 12N ，查表取1 6k ； l 于轨道11P， l = 1轮转速140 5 0 . 9 6 , 0 . 9 43 . 1 4xc r m ; 2车工作级别为5 ; ，故通过。 点接触局部挤压强度： 222 1 231750 . 1 3 2 0 . 9 6 1 4 9 4 9 80 . 4 2 8 3k C C 式中 22N ；查表取2k= R 轮与轨道曲率半径的较大值，车轮1 250 1252r m m，轨道曲率半径2 95r ，故取 125R ； 买文档就送您 纸全套， Q 号 交流 401339828 或 11970985 - 16 - m r 取12,值所确定的系数， 9 5 1 2 5 0 . 7 6,查表并用插值法算得 m= ，故通过。 根据以上计算结果，选定直径 250的单缘车轮，标记为： 车轮 250 4628 84 摩擦阻力距： ( ) ( )2m x c G k 查表，因为 250cD 轮组的轴承型号为 7512，据此选 250cD 轮组轴承亦为7512。轴承内径与外径平均值 6 0 1 1 0 852d m m。由表查得，滚动轴承摩擦系数R=承摩擦系数 ，附加力阻力系数 ，代入上式得满载时运行阻力矩： () 0 . 0 8 5( 5 0 0 0 4 0 0 0 ) ( 0 . 0 0 0 3 0 . 0 2 ) 2 2 0 72m Q m 运行摩擦阻力： ()() 207 1656/ 2 0 . 2 5 / 2m Q 空载时： ( 0 ) 0 . 0 8 5( ) 4 0 0 0 ( 0 . 0 0 0 3 0 . 0 2 ) 2 9 222m Q x c k N m ( 0 )( 0 ) 736/2 电动机静功率 : 1 6 5 6 4 0 1 . 2 31 0 0 0 1 0 0 0 6 0 0 . 9 1 式中 ()j m Q = m=1 初选电动机功率 买文档就送您 纸全套， Q 号 交流 401339828 或 11970985 - 17 - 1 . 1 5 1 . 2 3 = 1 . 4 1N N K W式中 表查得 ； 由表选用 1 1 2 6 1 0 0 2Y Z R M I M ，325%时，2211 . 8 , 8 1 5 / m i n , ( ) 0 . 1 1 / W n r G D k g m ，电动机质量 74dG 。 等效功率： 25% 0 . 7 5 1 . 1 2 1 . 4 1 1 . 1 8k N K W 式中 25% 25%时，25% 。 则 合适。 因室内使用，故不计分阻及坡度阻力力矩，只验算空载及满载起动时两种工况。空载起动时，主动车轮与轨道接触处得圆周切向力： 22( 0 )( 0 )()26 0 / 20 . 0 8 52 0 0 0 ( 0 . 0 0 0 3 0 . 0 2 ) 2 2 0 0 0 0 . 0 0 0 34 0 0 0 3 9 21 0 6 0 2 . 3 1 0 . 2 5 / 2x c k P t D 车轮与轨道的粘着力： ( 0 ) 2 ( 0 )2 0 0 0 0 . 1 5 3 0 0 3 0 0 0 f k g N T ，故不会打滑。 满载起动时，主动车轮与轨道接触处得圆周切向力： 11()()()26 0 / 20 . 0 8 54 5 0 0 ( 0 . 0 0 0 3 0 . 0 2 ) 2 4 5 0 0 0 . 0 0 0 34 0 0 0 5 0 0 0 3 9 21 0 6 0 . 3 3 0 . 2 5 / 2x c Q k P t D 车轮与轨道的粘着力： ( ) 1 ( )4 5 0 0 0 . 1 5 6 7 5 6 7 5 0Q Q Q f k g N T ，故满载起动时也不会打滑，因此所选电动机合适。 对于小车运行机构的制动时间必须 34，取 3因此，所需制动转矩： 2211 200( ) ( )()1 2 ( ) 3 8 . 2 c m C G Dm t i i 220 . 0 8 51 0 ( 5 0 0 0 4 0 0 0 ) ( 0 . 0 0 0 3 0 . 0 2 )1 8 1 5 ( 5 0 0 0 4 0 0 0 ) 0 . 2 5 2 1 . 1 5 0 . 3 7 0 . 9 0 . 91 3 8 . 2 3 1 6 . 4 1 6 . 4 查表选用 3 2 0 0 / 2 5Y W Z B 型制动器，其制动转矩 1 1 2 2 2 5 m，所取制动时间买文档就送您 纸全套， Q 号 交流 401339828 或 11970985 - 20 - 3与起动时间 很接近，故可以满足制动不打滑条件。 高速轴联轴器计 算转矩： 8 1 . 3 8 1 . 8 2 1 . 0 9 5 2 . 3 9n M N m 式中 ( 2 5 % )11 . 89 5 5 0 9 5 5 0 2 1 . 0 9815e J n 运行机构取 n = 8 ，取8= 由表查得 1 1 2 6电动机两端伸出轴为圆柱形， 3 5 , 8 0d m m l m m。 400速器高速轴端为圆柱形1 3 0 , 5 5d m m l m m。故查表选用1动端 5 , 8 0d m m L m m；从动端 0 , 5 5d m m L m m。标记为： 1 3 5 8 0 1 9 0 1 3 8 93 0 5 5 Z B J ，其公称转矩 6 3 0 5 2 . 3 9 m M N m，飞轮矩 22( ) 0 . 0 0 9 k g m，质量 高速轴端制动轮：根据制动器已选为 3 2 0 0 / 2 5 B ，已知其制动轮直径 200zD 圆柱形轴孔 3 5 , 8 0d m m L m m，标记为： 制动轮 200 35Y / 4 3 8 9 8 6 Q ，其飞轮矩 22( ) 0 kg m，质量 10zG 以上联轴器与制动轮飞轮矩纸 =之和： 2 2 2( ) ( ) 0 . 2 9 G D k g m，与原估计值 m 基本相符，故以上计算不需要修改。 低速轴联轴器计算转矩，可由前节的 00 . 5 0 . 5 5 2 . 3 9 1 6 . 4 0 . 9 3 8 6 . 6 4 i N m 由表查得 400减速器低速轴端为圆柱形 6 5 , 8 5d m m L m m。取浮动轴装联轴器轴径 6 0 , 8 5d m m L m m。由表选两个3主动端： Y 型轴孔， 纸全套， Q 号 交流 401339828 或 11970985 - 21 - 型键槽，1 6 5 , 8 5d m m L m m。从动端： Y 型轴孔， A 型键槽，2 6 0 , 8 5d m m L m m。标记为： 365 8560 851 9 0 1 4 8 9 前节已选定的车轮直径 250cD 由表取车轮安装轴直径 4 5 , 8 0d m m L m m，同样选两个3主动轴端： 6 0 , 8 5d m m L m m。从动端： 4 5 , 7 0d m m L m m。标记为： 360 8545 701 9 0 1 4 8 9 。 （ 1）疲劳强度验算：运行机构疲劳计算基本载荷： m a x 8 0 2 1 . 0 91 . 8 1 6 . 4 0 . 9 2 8 0 . 1 622i N m 由前节已选定浮动轴端直径 d=60扭转应力： m a x 32 8 0 . 1 6 6 . 4 90 . 2 0 . 0 6 )n M M P 浮动轴的载荷变化为对称循环，材料仍然选用 45 钢，由其起升机构高速浮动轴计算，得1 140M ， 180s ，许用扭转应力为： 11 1 1 4 0 1 4 6 . 6 72 . 4 1 . 2 5k M P 式中 , 1 所以合适。 算起动不打滑条件 由于起重机是在室内使用，故坡度阻力及风阻力均不予考虑。 以下按三种工况进行验算 （ 1）二台电动机空载时同时起动： 2)2(6022)0(1式中： 1 m i n m a x 5 1 0 0 0 6 9 0 0 0 1 2 0 0 0 0P P P N 主动轮轮压和； 21120000N 从动轮轮压和； f = 室内工作的粘着系数； 防止打滑的安全系数； 买文档就送您 纸全套， Q 号 交流 401339828 或 11970985 - 30 - 1 2 0 0 0 0 0 . 20 . 1 41 2 0 0 0 0 ( 0 . 0 0 0 6 0 . 0 2 ) 1 . 5 1 2 0 0 0 0 0 . 0 0 0 86 8 . 9 2 2240006 0 4 . 3 6 0 . 5 2n =，故两台电动机空载起动不会打滑 （ 2）事故状态： 当只有一个驱动装 置工作，而无载小车位于工作着的驱动装置这一边时，则 2)2(6012)0(1式中： 1 m a x 69000N 工作的主动轮轮压 2 m i n m a 5 1 0 0 0 6 9 0 0 0P P P = 171000N 非主动轮轮压之和； )0( 一台电动机工作时的空载起动时间： 2( 0 ) 29 0 0 2 4 0 0 0 0 . 51 . 1 5 0 . 7 2 83 8 . 2 ( 6 3 . 6 7 3 6 . 9 9 ) 2 0 . 4 9 0 . 9 5 = 9 0 0 0 0 . 20 . 1 41 7 1 0 0 0 ( 0 . 0 0 6 0 . 0 2 ) 1 . 5 6 9 0 0 0 0 . 0 0 66 8 . 9 2 2240006 0 1 4 . 0 2 0 . 5 2n =, 故不打滑 （ 3）事故状态： 当只有一个驱动装置工作，而无载小车远离工作着的驱动装置这一边时，则 1 m i n 51000P P N2 m a x m i 6 9 0 0 0 5 1 0 0 0 1 8 9 0 0 0P P P N ； )0( 第 2种工况相同 5 1 0 0 0 0 . 20 . 1 41 8 9 0 0 0 ( 0 . 0 0 6 0 . 0 2 ) 1 . 5 5 1 0 0 0 0 . 0 0 66 8 . 9 2 2240006 0 1 4 . 0 2 0 . 5 2n =文档就送您 纸全套， Q 号 交流 401339828 或 11970985 - 31 - ,故也不会打 滑 由表，取制动时间 s 按空载计算制动力矩： 221 1 201 ()3 8 . 2 m C G Dm t i 式中： 0m ( i ( 4 8 0 1 9 2 0 ) 0 . 5 0 . 9 52 2 0 . 4 9 m 0 . 0 0 2 2 4 0 0 0 0 4 8 0k G N 坡度阻力，查表取 2)2(m 0 . 1 42 4 0 0 0 0 ( 0 . 0 0 6 0 . 0 2 )20 . 5 / 2 1920N m = 2 制动器台数，两套驱动装置工作 202121 )( 1 0 2 4 0 0 0 0 . 5 0 . 9 51 6 . 7 2 1 . 1 5 0 . 7 2 82 3 8 . 2 5 2 0 . 4 9 =m 选用两台 5 制动器；查附其额定制动力矩为 112 225 ，为避免打滑，使用时需将其制动力矩调至 28以下。 考虑到所取的制动时间 )0( 验算起动不打滑条件时已知是足够安全的。 根据机 构传动方案，每套机构的高速轴采用浮动轴 大车运行机构高速轴上的计算扭矩： 买文档就送您 纸全套， Q 号 交流 401339828 或 11970985 - 32 - 7 5 1 . 4 1 0 5 N mj s I n 式中： 联轴器的等效力矩： n 安全系数； 1 2 4 2 . 4 4 8 4 . 8 9 N mI e 1 等效系数，由表取 1 2； 19550 00 m 查电动机样本，电动机 端为圆柱形， 880 ；d=40mm,l=60故在靠电动机端选两个带200 的制动轮半齿轮联轴器图号 电动机端为圆柱形，浮动轴端直径 d=40其 7 1 0 m； 2( ) ；重量 G=15 。故在靠减速器端高速轴上的半齿轮联轴器图号为 减速器端为圆锥形，浮动轴端直径 d=40其公称转矩 7 1 0 m； 2( ) 0 7 ；重量 G=。 高速轴上的转动零件的飞轮矩之和为： 2+ 2=，与原估计基本相符，故有关计算则不需要重复。 由表查得 d=55l=85 查表得，主动车轮的伸出轴为圆柱形， d=75l=105速轴转矩： 0 1 . 2k M i m 式中： k 传动系数； 0i 减速器传动比； 故低速轴上的联轴器型号 为 式联轴器，其公称转矩 5 6 0 0 m， 轴孔直径 75孔长度 107 买文档就送您 纸全套， Q 号 交流 401339828 或 11970985 - 33 - 图 4速轴 （ 1）疲劳强度的验算 10 1 . 4 4 2 . 4 4 2 0 . 4 9 0 . 9 5 1 1 5 6 . 6 8 i N m 式中 1表得1= 由上节已取浮动轴端直径 d=60其扭转应力为： 31 1 5 6 . 6 8 2 6 . 7 80 . 2n M M P 由于浮动载荷变化问对称循环。因为浮动轴在运行过程中正反转扭矩相同，所以许用扭转应力为： 11 1 1 3 2 1 3 9 . 2 92 . 4 1 . 4k M P 式中 材料用 45钢。取 6 0 0