机械课程设计计算书5010吨通用双梁桥式起重机小车设计计算

1、太原科技大学课程设计任务书学院（直属系）：机械工程学院 时间：2011年12日学 生 姓 名张治文指 导 教 师秦义校设计（论文）题目50/10吨通用双梁桥式起重机小车设计计算主要研究内容1. 小车总体设计；2. 主/副起升机构设计计算；3. 小车运行机构设计计算；4. 小车主要安全装置设计计算；5. 小车总图绘制(标准0号或1号加长)1张；6. 机构部件图2号1张，机构零件图2号1张。研究方法搜集查阅与分析研究相关国内外资料，综合所学基础与专业知识，遵循机械零件与起重机行业相关标准，在小组充分讨论基础上，制定合理的具有先进性的设计方案，按时完成本设计提出的全部内容。主要技术指标(或研究目标)

2、小车的主/副起升机构设计参数： 起重量50/10t，起升高度10/13m，起升速度7.5/16m/min 起升机构工作级别m5/m5， 小车运行机构设计参数： 工作级别m5，运行速度45m/min，轨距2500mm，参考轮距3500mm，小车参考自重：约17t主要参考文献1 张质文, 包起帆等. 起重机设计手册. 北京中国铁道出版社，20012 倪庆兴, 王殿臣. 起重输送机械图册(上册). 北京：机械工业出版社, 19913 编写组编，起重机设计规范gb3811-2008. 北京：标准出版社, 20084 中文autocad实用教程. 北京：机械工业出版社, 2009第一章 主起升机构计算1

3、.1 确定传动方案，选择滑轮组和吊钩组 按照构造宜紧凑的原则,决定采用下图的传动方案。如图1所示，采用了双联滑轮组.按q=50t，表8-3查起重机械教材表8-3取滑轮组倍率m=5，因而承载绳分支数为 z=2m=10。吊具自重载荷。查起重机械教材表8-6得其自重为：g=3.0%=0.03500=15kn图1 主起升机构简图1.2 选择钢丝绳若滑轮组采用滚动轴承m=5，查起重机械教材表5-4得滑轮组效率=0.96。钢丝绳所受最大拉力按下式计算钢丝绳直径 d=c=0.082=18.99mmc: 选择系数，单位为mm/，用钢丝绳=1870n/mm，据m5及查表5-1得c值为0.082。查起重机设计手册

4、表3-1-1选右向顺绕普通钢丝绳（点接触型）直径d=20mm，其标记为 gb/t3811-20081.3 确定卷筒尺寸,转速及滑轮直径卷筒和滑轮的最小卷绕直径： =式中h表示卷筒、滑轮和平衡轮的卷绕直径与钢丝绳直径之比值；根据机构的工作级别，查表起重机械教材表5-2得：卷筒=20，滑轮=22.4； 卷筒最小卷绕直径=2020=400；滑轮最小卷绕直径=22.420=448。考虑起升机构布置卷筒总长度不宜太长，查起重机设计手册表14-1滑轮直径和卷筒直径一致取=800mm。 卷筒长度：=1800mm。其中附加安全圈数n=2，起升高度h=10m，螺旋槽节矩p=24mm，卷筒卷绕直径=800mm；：

5、卷筒上有绳槽的长度，取 ：定绳尾所需长度，取=224=48mm ：筒两端空余长度，取=p=24mm ：筒中间无槽长度，根据滑轮组中心间距150卷筒壁厚=0.02d+(610)=0.02800+(610)mm=2226mm，=24mm，进行卷筒壁的压力计算。(选用铸铁卷筒)卷筒转速=r/min=14.92r/min。1.4 计算起升静功率 =77.4kw式中起升时总机械效率=0.832查起重机械课本表5-4为滑轮组效率取0.90；查机械设计手册传动机构机械效率取0.94；卷筒轴承效率取0.99；连轴器效率取0.98。1.5 初选电动机 g=0.977.4=69.64kw式中 jc值时的功率，单位

6、为kw,查起重机械教材表4-5； g稳态负载平均系数，根据电动机型号和jc值查起重机械教材表8-7得g=0.9。查起重机设计手册表5-1-13选用电动机型号为yzr315m-8，=90kw，=720r/min，最大转矩允许过载倍数m=2.8；飞轮转矩gd=8.68k。电动机转速：=724.2r/min式中 电动机同步转速； ,是电动机在jc值时额定功率和额定转速。1.6 选用减速器减速器总传动比：=48.54，取实际速比=50。起升机构减速器按静功率选取，根据=90kw，=724.2r/min，=50，工作级别为m5，查设计手册表3-10-6选定减速器为qjs-630-63-3-p-w，减速器

7、许用功率=132kw。低速轴最大扭矩为m=85kn.m减速器在724.2r/min时许用功率=95.6685kw。实际起升速度=7.281m/min。实际起升静功率=75.1kw。用类载荷校核减速器输出轴的径向载荷，最大力矩。1.7 电动机过载验算和发热验算过载验算按下式计算：=58.9kw=85kw59.83kw，此题恰好与=的功率相等.准接电持续率时，电动机额定功率，单位为kw； h系数，绕线式异步电动机，取h=2.1； m基准接电持续率时,电动机转矩允许过载倍数,查起重机设计手 册表5-1-2得m取2.8； m电动机个数为1； 总机械效率=0.832。 发热验算按下式计算: 式中 p:电

8、动机在不同接电持续率jc值和不同cz值时允许输出功率，单位为kw,按cz=300，jc值=40%，查表得=90kw,查起重机械教材表4-4,g=0.8。=69.6kw =90=69.6kw过载验算和发热验算通过1.8 选择制动器按下式计算，选制动器： 式中制动力矩,单位为； 制动安全系数，根据工作级别m5查起重机械课本表7-9表得=2.0； 下降时作用在电动机轴上的静力矩，单位为。=685.6 其中：为下降时总机械效率，通常取0.832 =2685.6=1371.2根据1371.2n.m查起重机设计手册表3-7选用ywz2-500/125制动器，其额定制动力矩1600；安装时将制动力矩调整到所

9、需的制动力矩=2000。1.9 选择联轴器根据电动机和减速器以及浮动轴的轴伸尺寸及形状选连轴器，使连轴器的许用应力矩m计算的所需力矩m,则满足要求。查起重机设计手册表5-1得电动机的轴伸：d=95mm(柱形)，长度e=170mm；查起重机设计手册表3-10得减速器轴伸:d=90mm(柱形)，长度e=130mm；浮动轴的轴头：d=80mm， 长度e=132mm。 查起重机设计手册表5-12-14选取梅花弹性连轴器：型号为mll9-i-500,m=2800；gd=984=392；型号为mll9，=2800；gd=18.954=75.8。电动机额定力矩=1193.75计算所需力矩=1.8x1x119

10、3.75=2148.75式中：考虑联轴器重要程度的系数，取1.8。：考虑机构工作级别的系数，取1。：考虑角度偏差的系数，取1。 =2800t=2148.75n.m所选连轴器合格。1.10 验算起动时间起动时间： 静阻力矩：=990.4n.m电动机启动力矩：=1.7=1.7955090/750=1948.2n.m平均起动加速度：=0.11m/s=0.107 m/s=0.2 m/s电动机启动时间合适。1.11 验算制动时间制动时间： 为满载下降时电动机高速轴上的转动惯量电机满载下降转速，单位为r/min；=2750-724.2=775.8r/min=2000平均制动减速器速度=0.098m/s27

11、.8kw实际起升速度=12.64m/min；实际起升静功率=21.96kw。用类载荷校核减速器输出轴的径向载荷，最大力矩。2.7 电动机过载验算和发热验算过载验算按下式计算：=20.93kw=37kw20.93kw，此题恰好与=的功率相等。式中基准接电持续率时，电动机额定功率，单位为kw； h系数，绕线式异步电动机，取h=2.1； m基准接电持续率时，电动机转矩允许过载倍数，查起重机设计手册表5-1-2表得m取3.1； m电动机个数； 总机械效率=0.885。发热验算按下式计算: p式中 p电动机在不同接电持续率jc值和不同cz值时允许输出功率，单位为kw,按cz=300，jc值=25%，查起

12、重机设计手册表5-1-36得p=85kw;查起重机械教材表4-4得g=0.8。=27.7kw =32.9=27.7kw过载验算和发热验算通过。2.8 选择制动器按下式计算，选制动器 制动力矩，单位为n.m； 制动安全系数，查起重机械课本表7-9 m5得=2.0； 下降时作用在电动机轴上的静力矩，单位为；=188.98 下降时总机械效率，通常取0.885 =2188.98=377.89根据选用=380.12.查起重机设计手册表3-7-19选用ywz2-300/50制动器，其额定制动力矩630；安装时将制动力矩调整到所需的制动力矩=630。2.9 选择联轴器根据电动机和减速器以及浮动轴的轴伸尺寸及

13、形状选连轴器，使连轴器的许用应力矩m计算的所需力矩m,则满足要求。查起重机设计手册表5-1,电动机的轴伸：d=70mm(柱形)，长度e=140mm；查起重机设计手册表3-10,减速器轴伸：d=65mm(柱形)，长度e=140mm；浮动轴的轴头：d=60mm， 长度e=130mm。查起重机设计手册表5-12-14选取梅花弹性连轴器：型号为mll7-i-250，=4000；gd=2.14=8.4； 电动机额定力矩=368.1计算所需力矩=1.8368.11.2=795.1nm：式中：考虑联轴器重要程度的系数，取1.8。：考虑机构工作级别的系数，取1。：考虑角度偏差的系数，取1。 =4000t=79

14、5.1n.m所选连轴器合格。2.10 验算起动时间起动时间： 静阻力矩：=241.3电动机启动力矩：=1.7=1.83681.1=625.77平均起动加速度：=0.199m/s=0.199 m/s=0.2 m/s电动机启动时间合适。2.11 验算制动时间制动时间： ：为满载下降时电动机高速轴上的转动惯量电机满载下降转速，单位为r/min；=21000-966.6=1033.4r/min=377.96平均制动减速器速度=0.213m/s1.6查起重机设计手册表3-8-12选择车轮：当运行速度4.2kw，故通过验算。查jb/t_9003-2004_起重机“三合一”减速器手册表5选用三合一减速器型号

15、为qs08，两台三合一分别驱动两个主动轮，主动轮两个，从动轮两个。3.5 验算起动不打滑条件在无载起动时，主动车轮上与轨道接触处的圆周切向力：=14538n车轮与轨道粘着力： n= n为防止打滑安全系数，n=1.05 故满载起动时不会打滑，因此所选电动机合适。3.6 小车缓冲器小车质量和运行速度都不大，故采用橡胶缓冲器，初定缓冲器数目n=2。3.6.1 缓冲行程式中 ：小车碰撞速度，有限位开关，故取=；：容许的最大减速度，为4m/s。 所以3.6.2 缓冲能量3.6.3 最大缓冲力3.6.4 橡胶缓冲器的主要尺寸 橡胶断面积a式中 橡胶的许用应力，采用中等硬度，中等强度的橡胶，弹性模数； n缓冲器个数，取n=2 选用圆形断面，则其直径d为 ，考有关标准，取d=125mm橡胶缓冲器的长度l ，取l=150mm3.6.5 缓冲器的额定缓冲行程,额定缓冲容量和极限缓冲力f 3.6.6 实际的缓冲行程，最大缓冲力和最大减速度 满足要求即可。参考文献1 张质文, 包起帆等. 起重机设计手册. 北京中国铁道出版社，20012 倪庆兴, 王殿臣. 起