机械毕业设计（论文）氧枪横移传动装置设计【全套图纸】

1、内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书（毕业论文）题 目：氧枪横移传动装置 学生姓名：学 号：200440402107专 业：机械设计制造及其自动化 班 级：机械04-3班指导教师：摘 要本次毕业设计题目是氧枪横移传动装置，主要研究炼钢转炉中氧枪的升降和横移机构。目前国内吹氧装置换枪多数都不能远距离操作，其中一个主要问题就是横移小车定位不准。现在横移小车的定位无非是采用电气，机械，液压或者它们的组合方式。应用普遍的是行程开关方式，但如把此方式作为唯一或是主要控制手段，是难以达到所要求精度的。所以本课题利用机械优化设计方法，采用更加明确的“二次控制”，即行程开关只用来进行位置的粗定位，再借专用装置来

2、精确定位。这样使横移小车定位更准确，换枪效率更高。关键词：氧枪；炼钢；转炉全套图纸，加153893706abstractthis graduation project topic is the oxygen lance moves to the transmission device horizontally, mainly studies in the steel-making converter the oxygen lances fluctuation and the traversing gear construction. at present domestic blows the

3、oxygen attire to replace the gun most not to be able the indirect maintenance, a subject matter is that the localization of the car is not accurate. nowadays the methods of localization of the car moving horizontally are nothing but using electricity, machinery, hydraulic pressure or their combinati

4、on way. what using common is the limiting switch way, but only taking this way as the primary control method, will achieve to the required accuracy difficultly. therefore this topic uses the method of machinery optimization designing and “second control” which named the limiting switch is only used

5、to local the position thickly, then uses special installment to pinpoint again. like this causes to the localization of the car to be more accurater and the efficiency of trading the lance higherkey words: lance; steelmaking; converter目 录摘 要iabstractii目 录1第一章 绪论31.1 本课题研究的目的意义31.2 本课题主要研究的设备31.2.1 氧

6、枪升降机构31.2.2 换枪机构41.3 本课题解决的主要问题4第二章 横移小车的传动装置52.1 传动装置示意图及主要设备及参数52.2 横移小车螺旋传动的设计计算62.2.1 螺旋传动的组成和特点62.2.2 材料的选择及许用应力的计算62.2.3 按耐磨性计算螺纹中径72.2.4 螺杆强度计算82.2.5 螺母螺纹强度验算92.2.6 螺杆的稳定性计算92.2.7 传动效率的计算102.3 横移小车的定位原理10第三章 氧枪升降装置总体方案的设计133.1 升降机构的特点和所需注意的问题133.2 升降机构电动机的选择计算143.2.1 电动机型号的选择143.2.2 传动装置的运动和动

7、力参数计算163.2.3 传动件的计算183.2.4 轴的设计计算283.2.5 滚动轴承的选择及计算363.2.6 键连接的选择及校核计算393.2.7 减速器附件的选择403.3 起重机构中钢丝绳的选择计算413.4 升级机构中卷筒类型的选择与计算433.4.1 钢丝绳在卷筒上固定的计算433.4.2 卷筒强度计算443.4.3 卷筒类型和尺寸选择443.4.4 卷筒的稳定性计算453.5 滑轮的设计与计算463.5.1 滑轮的结构和材料463.5.2 卷筒的尺寸选择与安全性计算463.6 车轮与导轨的设计计算483.6.1 车轮踏面疲劳计算载荷483.6.2 车轮踏面疲劳强度计算48参考

8、文献50致谢51第一章 绪论1.1 本课题研究的目的意义氧枪传动装置是炼钢车间主要设备之一，在转炉炼钢中起着重要的作用。它由吹氧管升降机构和换枪机构两部分组成。吹氧管设有两个，一个工作、另一个备用。吹氧装置设有两套升降卷扬机，分别供工作及备用吹氧管用。用机械优化设计来设计和改造氧枪传动装置有利于炼钢效率的提高。1.2 本课题主要研究的设备1.2.1 氧枪升降机构1. 吹氧装置升降机构的组成 双卷扬系统所设置的两套升降卷扬机须安装在可移动的横移小车上，在其传动中不适宜引用平衡重，故只能采用直接升降管的方式。当出现断电事故时，须利用另外的动力提管。2. 升降卷扬机变速方式 通过改变直流电动机转速变

9、速。3. 升降小车与固定导轨 升降小车在固定导轨导引下，一方面使得吹氧管严格沿铅垂线下降，另外亦可减轻氧气流不稳定所造成的管体振动。它主要由车架，车轮，及制动装置等组成。其车架为钢板焊接件。由于车轮与导轨的磨损所造成其间间隙将导致吹氧管中心线位置变动，故通常总是把小车的部分车轮装在可调的偏心心轴上，用以调节车轮与导轨间间隙。4. 安全装置 （1） 断电事故保护装置。双卷扬型吹氧装置断电时可用蓄电池及气动提管。（2） 断绳保护装置。1) 与升降小车相连的钢绳采用双绳，每根的尺寸都按全负荷选出，当一根绳被破断时，另一根绳能短时继续工作。2) 制动装置。上述断绳保护装置都是采用“双绳”来达到其安全的

10、目的。应当说两绳同时被破断的可能性极小。但为了更加保险起见，即为防止万一两绳同时破断或是发生其他事故而掉枪，可在升降小车上设有制动装置。该装置使吹氧管在掉枪时停降。3) 失载保护装置。若升降小车在下降过程中意外受到阻塞，其吊挂钢绳将失载松弛，一旦阻塞消失，吹氧管即坠落而产生突加载荷。当测力传感器测出钢绳受力不正常时将断电停车。而在绳断，钢绳失载以及张力过大、过小时均属不正常，故它是一种多用途的安全警报装置。1.2.2 换枪机构换枪机构的任务是，当工作吹氧管发生故障或损坏时，尽可能快将备用吹氧管换上使用。该装置的工作及备用升降小车与各自的吊具相连，从根本上避免了单卷扬吹氧装置在换枪时须把升降小车

11、人工定位于一共用吊具上的问题。这就是说，双卷扬型吹氧装置为实现换枪远距离操作，仅需解决其横移小车的准确定位问题。1.3 本课题解决的主要问题目前国内吹氧装置换枪多数都不能远距离操作，其中一个主要问题就是横移小车定位不准。横移小车的定位无非是采用电气，机械，液压或者它们的组合方式。应用普遍的是行程开关方式，但如把此方式作为唯一或是主要控制手段，是难以达到所要求精度的。所以本课题采用更加明确的“二次控制”，即行程开关只用来进行位置的粗定位，再借专用装置来精确定位。第二章 横移小车的传动装置2.1 传动装置示意图及主要设备及参数横移小车传动装置如图2.1所示图2.1 横移小车传动装置示意图1-横移小

12、车；2-螺母；3-丝杆；4-电动机；5-制动器；6-减速器；7-右挡块；8-左挡块；9-左行程开关；10-撞尺；11-右行程开关横移行程：1200mm移动速度：4电动机：型式： 功率：1.5 kw 转速：840减速装置：型式：zd-20-i 速比：6.6制动装置：2.2 横移小车螺旋传动的设计计算2.2.1 螺旋传动的组成和特点螺旋传动主要由螺杆和螺母组成。除自锁螺旋外，一般用来吧螺旋运动变成直线运动，也可以把直线运动变成直线运动，同时进行能量和力的传递，或者调整零件间的相互位置。当其以传递运动为主，并要求有较高的传动精度是，称传动螺旋。对于一般的传力螺旋，其主要失效形式是螺旋表面的磨损，螺杆

13、的拉断（或受压时丧失稳定）或剪断以及螺纹纹牙根部的剪断及弯断。设计时常以耐磨性计算和强度计算确定螺旋传动的主要尺寸。2.2.2 材料的选择及许用应力的计算螺杆采用45钢，调制处理，由下表可知：螺杆和螺母的许用应力表2.1 螺杆和螺母的材料和许用应力材料许用拉力许用弯曲应力许用剪应力螺杆钢-螺母青铜耐磨铸铁铸铁钢-406050604555（11.2）304040400.6，可取螺母材料选zcual10fe3。由上表可得，取；，取螺旋为低速，由下表查得，取表2.2 螺纹副的材料和许用压强螺纹副材料速度范围许用压强螺纹副材料速度范围许用压强钢对青铜低速0.251825111871012钢对铸铁0.0

14、40.10.2131847钢对钢低速7.513钢对耐磨铸铁0.10.268淬火钢对青铜0.10.210132.2.3 按耐磨性计算螺纹中径由参考资料【20】中p104表11-1-4中公式： （2.1）式中：f 轴向载荷，n 螺纹副许用压强，=43.4mm参考资料【20】由gb/t 5796.3-1986(第四篇第1章)可选d=48,p=8,梯形螺纹，中等精度，螺旋副标记为tr488-7h/7e。螺母高度，取h=75mm则螺纹圈数n=h/p=75/8=9.38圈2.2.4 螺杆强度计算参考资料【20】中表11-1-3，螺纹摩擦力矩（n/mm） （2.2）式中：f螺旋传动的轴向载荷，n螺旋线升角当

15、量摩擦角，=334104nmm带入式中转矩，nmm，根据转矩图确定外螺纹小径螺杆的许用应力， 2.2.5 螺母螺纹强度验算因螺母材料强度低于螺杆，故只验算螺母螺纹强度即可。由参考资料【20】p134表11-1-4得牙根宽度b=0.65p=0.658=5.2mm,基本牙型高。带入下式 （2.3） （2.4）式中 内螺纹大径螺纹牙的许用切应力，螺纹牙的许用弯曲应力，2.2.6 螺杆的稳定性计算螺杆的横移行程为1200mm计算临界载荷 （2.5）式中a,b与材料有关的系数式中长度系数l螺杆的最大工作长度，mmi螺杆危险截面的惯性半径，mm 故稳定性条件满足。2.2.7 传动效率的计算螺杆顶部采用滑动

16、推力轴承，效率为0.95时2.3 横移小车的定位原理移小车的定位原理如图2.2所示。图2.2 横移小车定位工作原理1-横移小车；2-定位板；3-横移小车传动装置；4-锁定装置；5-定位辊；6-上水平轮；7-运行车轮横移小车传动装置系安装在厂房平台上，而此传动装置3安装在横移小车1上，该传动装置无制动器。横移小车1通过上、下水平轮（防止小车倾翻用）及运行车轮（承载用）被支撑在各轨道上。带有喇叭口的定位板2固定在横移小车上。换枪时，将处于备用位置的横移小车1移向原工作横移小车所在位置，即移到锁定位置的正上方，借助行程开关可保证停位精度在20mm内。之后，从锁定装置内推出定位棍5，该棍将滑入定位板2

17、的喇叭口而垂直升起，从而棍5从侧面推动横移小车直至进入槽中止。锁定装置见图2.3，电动机9通过链传动带动滚珠螺旋千斤顶7的顶杆8，由其向上推出而实现横移小车的准确停位。图2.3 锁定装置示意图1-定位板；2-定位辊；3-导向辊；4-导向辊导轨；5-底座；6-锁定装置框架；7-滚珠螺杆千斤顶；8-顶杆；9-电动机第三章 氧枪升降装置总体方案的设计3.1 升降机构的特点和所需注意的问题氧枪升降装置是转炉车间的关键设备之一。氧枪固定在升降小车上，由升降机构带动升降。升降机构能否安全、可告地工作, 将直接影响到转炉的产钢量。本课题采用双卷扬型吹氧装置，机构示意图如图3.1 所示。图3.1 双卷扬型吹氧

18、装置升降机构示意图1-圆柱齿轮减速器；2-制动器；3-直流电动机；4-测速发电机；5-过速度保护装置；6-脉冲发生器；7-行程开关；8-卷筒；9-测力传感器；10-升降小车；11-固定导轨；12-吹氧管该机构有两套升降卷扬机构（一套工作，一套备用）均安装在可移动的横移小车上。显然，在传动中是不适宜引用平衡重的，故只能采用直接升降管的方式。当出现断电事故时，须利用另外的动力提管。图2.1所示在断电时利用蓄电池供电给直流电动机3提管。为了保证氧枪正常工作、氧枪升降装置的设计应满足如下要求：1. 有完善的安全措施, 保证当出现事故停电时, 氧枪可自炉内提出; 当钢丝绳等零件破断时, 氧枪不得附入熔池

19、内。2. 氧枪要保持严格铅垂位置。3. 缩短辅助操作时间和停止准确。4. 保证吹氧管的快速更换。3.2 升降机构电动机的选择计算3.2.1 电动机型号的选择1. 选择电动机的类型按工作要求：电动机应可快速启动，有较大的过载倍数，能承受经常的启动，制动，逆转，振动和冲击；应选用zzy系列直流电动机。2. 电动机容量的选择电动机的输出功率： （3.1）式中： pw电动机的输入功率 a总效率 （3.2）式中：f工作阻力 v工作机卷筒的线速度 a工作机卷筒的效率已知：小车和氧枪的重量： g=7.5kg=3.75n取 传动装置的总效率： （3.3）式中： 联轴器的效率 齿轮传动的效率 轴承的效率取 （齿

20、式联轴器） （齿轮精度为8级，稀油润滑） （滚子轴承）3. 选择电动机转速卷筒轴工作转速为：按推荐的传动比范围：二级圆柱齿轮减速器i=840.故电动机转速的合理范围为：n=in=(840)28.64=229.121145.6r/min确定电动机的型号根据电动机容量和转速查手册选择fc 60% zzy型低速电动机转速n=250r/min，额定功率=32kw。3.2.2 传动装置的运动和动力参数计算1. 分配传动比2. 分配传动装置各级传动比取两级齿轮高速级的传动比:低速级的传动比为:运动和动力参数计算1轴（电动机轴） 2轴（高速轴） 3轴（中间轴） 4轴（低速轴） 5轴（卷筒轴） 运动和动力参数

21、的计算结果汇总列出表2.1表3.1 各轴运动和动力参数轴名功率 p/kw转矩 t/nm转速n/(r/min)传动比效率输入输出输入输出电动机轴 -32.92 -125.72502轴32.632.27124.5123.32503.520.963轴32.532.175443.4439703.520.964轴31.531.21082107127.82.50.96卷筒轴30.830.51060104927.82.50.983.2.3 传动件的计算2.2.3.1减速器高速级齿轮设计1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1）选用斜齿圆柱齿轮传动2）设备为一般工作机器，速度不高，故选用7 级精度（gb1009

22、5-88）3）材料选择。由参考资料21表10-1 选小齿轮材料为40cr（调质），硬度为280hb，大齿轮为45 钢（调质），硬度为240hb，二者材料硬度差为40hb。4）选小齿轮齿数,大齿轮,故选。5）初选螺旋角142按齿面接触强度设计齿面接触强度计算公式为： （3.4）试选kt=1.6。由参考资料21中图选取区域系数。由图标准圆柱齿轮传动的端面重合度查得: , , 则 。由参考资料21表10-7选取齿宽系数。由参考资料21表10-6查得材料的弹性影响系数。由参考资料21图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮。由参考资料21式10-13计算应力循环次数 由参考资料21

23、p111图10-19查得接触疲劳寿命系数,。计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数s=1，由式 （3.5）得： 2）计算试算小齿轮分度圆直径由计算公式得=62mm 计算圆周速度 计算齿宽b 及模数计算纵向重合度计算载荷系数k取,根据，7级精度，查参考资料19得动载系数：则:由参考资料21表10-15查得:由表10-5查得，故载荷系数按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径:mm计算模数3按齿根弯曲强度设计 (3.6)1）确定计算参数计算载荷系数根据纵向重合度，由参考资料21图查得螺旋角影响系数计算当量齿数查取齿形系数由参考资料21中表查得:查取应力校正系数由参考资料21表查得:查取弯曲疲

24、劳强度极限由参考资料21图10-20c查得小齿轮 ，大齿轮 查取弯曲疲劳寿命系数由参考资料21图10-18查得，计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数s=1.4，由参考资料21式（10-12），得计算大、小齿轮的并加以比较 大齿轮的数值大。2）设计计算对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法向模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法向模数，取，可满足弯曲强度。为满足接触疲劳强度，按接触强度算得的分度圆直径，由 则 ,， 。4.几何尺寸计算1）计算中心距。将中心距圆整为154mm。2）按圆整后的中心距修正螺旋角3）计算大、小齿轮的分度圆直径4）计算齿轮宽度圆整后取；。5.结构设计以大齿轮为例。因齿轮齿

25、顶圆直径16omm，而又小于5oomm，故以选用腹板式结构为宜。其它有关尺寸按图荐用的结构尺寸设计。2.2.3.2减速器低速级齿轮设计1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1）选用斜齿圆柱齿轮传动2）设备为一般工作机器，速度不高，故选用7 级精度（gb10095-88）3）材料选择。由参考资料21表10-1 选小齿轮材料为40cr（调质），硬度为280hb，大齿轮为45 钢（调质），硬度为240hb，二者材料硬度差为40hb。4）选小齿轮齿数,大齿轮,故选。5）初选螺旋角142按齿面接触强度设计齿面接触强度计算公式为： （3.7）试选kt=1.6。由参考资料21图选取区域系数。由参考资料21图查

26、得:, , 则。由参考资料21表10-7选取齿宽系数。由参考资料21表10-6查得材料的弹性影响系数。由参考资料21图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮。由参考资料21式10-13计算应力循环次数 由参考资料21图10-19查得接触疲劳寿命系数,。计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数s=1，由式（10-12）得2）计算试算小齿轮分度圆直径由计算公式得=91.83mm 计算圆周速度 计算齿宽b 及模数计算纵向重合度计算载荷系数k取,根据，7级精度，查手册的动载系数：由手册得:由表10-15查得:由表10-5查得，故载荷系数按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，

27、计算模数3按齿根弯曲强度设计由式 （3.8）1）确定计算参数计算载荷系数根据纵向重合度，由参考资料21图查得螺旋角影响系数。计算当量齿数查取齿形系数由参考资料21表查得:查取应力校正系数由参考资料21表查得:查取弯曲疲劳强度极限由参考资料21图10-20c查得小齿轮，打齿轮查取弯曲疲劳寿命系数由参考资料21图10-18查得，计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数s=1.4，得计算大、小齿轮的并加以比较 大齿轮的数值大。2）设计计算对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法向模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法向模数，取，可满足弯曲强度。为满足接触疲劳强度，按接触强度算得的分度圆直径：，由 ，取 ,

28、由 ，。取 。4.几何尺寸计算1）计算中心距。将中心距圆整为141mm。2）按圆整后的中心距修正螺旋角3）计算大、小齿轮的分度圆直径4）计算齿轮宽度圆整后取；。5.结构设计以大齿轮为例。因齿轮齿顶圆直径大于16omm，而又小于5oomm，故以选用腹板式结构为宜。其它有关尺寸按图荐用的结构尺寸设计。3.2.4 轴的设计计算2轴(输入轴)：1作用在齿轮上的力2初步确定轴的最小直径3轴的结构设计1）确定轴上零件的装配方案图2.2 输入轴的装配方案示意图2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径由于安装联轴器，所以该段直径尺寸选为45mm。考虑到轴向定位可靠，所以段直径选为50段轴要安装轴承，考虑到轴肩要

29、有2mm的圆角，则轴承选用30307型，即该段直径定为55mm。段轴为小齿轮，齿顶圆直径为73.02mm。、轴肩固定轴承，直径为65mm。段轴要安装轴承，直径定为55mm。3）各段长度的确定、长度定为50mm。，安装轴承长度定为22.75mm,取整数为23mm。段为齿轮，定为73mm。段综合考虑齿轮与箱体内壁的距离取161mm。定为24mm。4按弯扭合成应力校核轴的强度求得支反力：，；弯矩：，；最大总弯矩：根据选定材料45钢，调制处理，由参考资料21表（10-13a）得，取，轴的计算应力为 所以安全。3轴（中间轴）：1.初步确定轴的最小直径2.求作用在齿轮上的受力3轴的结构设计1）拟定轴上零件

30、的装配方案图2.1 中间轴零件的装配方案示意图2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径-段轴用于安装轴承2007116，故取直径为80mm。-段轴肩用于固定轴承，查参考资料19得到直径为90mm。-段为小齿轮，齿顶圆直径为106.7mm。-段分隔两齿轮，直径为85mm。-段安装大齿轮，直径为90mm。-段安装套筒和轴承，直径为80mm。3）根据轴向定位的要求确定轴的各段长度-段轴承宽度为27mm，所以长度取27mm。-段轴肩考虑到齿轮和箱体的间隙16mm，轴承和箱体的间隙8mm，所以为24mm。-段为小齿轮，长度就等于小齿轮宽度1.7mm。-段用于隔开两个齿轮，长度为40mm。-段用于安装大齿轮

31、，长度略小于齿轮的宽度，为95mm。-长度为53mm。4按弯扭合成应力校核轴的强度求得支反力,；弯矩，；最大总弯矩根据选定材料45钢，调制处理，由参考资料21表（11-5）得，取取，轴的计算应力为 所以安全。4轴（输出轴）：（1）作用在齿轮上的力（2）初步确定轴的最小直径3轴的结构设计1）轴上零件的装配方案图2.3 低速轴的零件装配示意图2）据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度如下表：表2.1低速轴的几何尺寸i-iiiiii-iviv-vv-vivi-viivii-viiiviii-ix直径130135140135130125120长度641001211835501124.求轴上的载荷求得支

32、反力,；弯矩，；最大总弯矩。图2.4 低速轴扭矩图根据选定材料45钢，调制处理，由参考资料21表（11-7）得，取，轴的计算应力为所以安全。5精确校核轴的疲劳强度1）判断危险截面由于截面iv处受的载荷较大，直径较小，所以判断为危险截面。2）截面iv左侧抗弯截面系数 抗扭截面系数 截面iv左侧的弯矩m为扭矩为 截面上的弯曲应力 截面上的转切应力为 由于轴选用45钢，调制处理，参考机械设计手册，由表15-1查得， 。截面上由于轴间而形成的理论应力集中系数，参考机械设计手册，由附表3-2查取。因， 经直线插入，。由附图3-1轴的材料敏感系数为，故有效应力集中系数为由参考资料19 p142附图3-2查

33、得尺寸系数，扭转尺寸系数为，轴采用磨削加工，表面质量系数为，轴表面未经强化处理，即，则综合系数值为又由参考资料19查得碳钢的特性系数，于是轴的疲劳安全系数为：故安全。2）截面iv右侧抗弯截面系数 ：抗扭截面系数 ：截面iv左侧的弯矩m为：扭矩为：截面上的转切应力为：过盈配合处的值，参考参考资料19由附表3-8用插入法求出，并取，于是得，轴采用磨削加工，表面质量系数为，轴表面未经强化处理，即，则综合系数值为参考参考资料19由3-1及3-2得碳钢的特性系数，于是轴的疲劳安全系数为 故安全。3.2.5 滚动轴承的选择及计算2轴：轴承2007909的校核1.轴承所承受的力1）径向力2）派生力 3）轴向

34、力 由于，所以轴向力为,.2.当量载荷由于，,由于为一般载荷，所以载荷系数为，故当量载荷为3.轴承寿命的校核所以符合要求。3轴：轴承2007116的校核1.轴承受的力1）径向力2）派生力 3）轴向力 由于，所以轴向力为,.2.当量载荷由于，,由于为一般载荷，所以载荷系数为，故当量载荷为3.轴承寿命的校核所以符合要求。4轴：轴承2007928的校核1.轴承受力1）径向力2）派生力 轴向力 由于所以轴向力为 2.当量载荷由于，,由于为一般载荷，所以载荷系数为，故当量载荷为3.轴承寿命的校核所以符合要求。3.2.6 键连接的选择及校核计算根据轴长及工作需要选择圆头平键（4个），具体数据列表如下：表3

35、.3 轴长及键的尺寸键直径（mm）工作长度（mm）工作高度(mm)转矩（nm）极限应力（mpa）高速轴1493845263.5124.568.07中间轴25147090544.5443.499.25低速轴3620100135806.01082102.5321890120726.0108276.24强度校核：由于键采用静联接，冲击轻微，所以许用挤压应力为，由表3.3可知，各键的极限应力，所以上述各级键都符合要求。联轴器的选择：低速轴用联轴器的设计计算由于弹性联轴器具有诸多优点，所以优先选用。取工作情况系数为,计算转矩为选用弹性柱销联轴器hl9(gb4323-84),其主要参数如下：材料ht200

36、公称转矩1600000nmm轴孔直径联轴器3.2.7 减速器附件的选择通气器由于在室内使用，选通气器（一次过滤），采用m221.5油面指示器选用游标尺m161起吊装置采用箱盖吊耳、箱座吊耳放油螺塞选用外六角油塞及垫片m181.5润滑与密封1齿轮的润滑采用浸油润滑，由于中间轴大齿轮周向速度为1.6m/s，所以浸油高度约为六分之一大齿轮半径，取为35mm。2滚动轴承的润滑由于轴承周向速度1m/s，所以宜开设油沟、飞溅润滑。3润滑油的选择齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备，选用l-an15润滑油。4密封方法的选取选用凸缘式端盖易于调整，采用闷盖安装hg4-338-66j型无骨架

37、橡胶油封实现密封。油封型号按所装配轴的直径确定为30x55x12，55x80x12。轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承的外径决定。3.3 起重机构中钢丝绳的选择计算按国标gb/t3811-1983计算 （3.8）式中： d 钢丝绳最小直径（mm）； 钢丝绳最大静拉力（n）； c 选择系数（mm/）。 选择系数c的取值与机构的工作级别有关，按表2-1选取。表中的数值是对钢丝充满系数=0.46，折减系数k=0.82时的选择系数c值。当钢丝绳的，k和值与表中不同时，则可根据工作级别从表2-1中选取n值，并根据所选择钢丝绳的，k和的值按下式计算c： （3.9）式中： n安全系数，按表2-1选取k钢丝绳捻制

38、折减系数钢丝绳充满系数钢丝绳的公称抗拉强度（）则 =0.14 表3.4 钢丝绳工作级别机构工作级别选择系数c值最小安全系数n钢丝公称抗拉强度155017001850m1m30.0930.0890.0854m40.0990.0950.0914.5m50.1040.1000.0965m60.1140.1090.1066m70.1230.1180.1137m80.1400.1340.1289 按钢丝绳所在机构工作级别有关的安全系数来选择钢丝绳直径时，所选择钢丝绳的破断拉力下还应满足下式 （3.10）式中： 所选用的钢丝绳最小破断拉力（n）； n安全系数，按表2-1选取。=168750nd选择619w

39、+fc k=0.85的钢丝绳，直径d=20mm3.4 升级机构中卷筒类型的选择与计算3.4.1 钢丝绳在卷筒上固定的计算表3.5 钢绳的计算名称钢丝绳固定处的拉力螺栓扣紧力螺栓的合成应力/pa压板槽为半圆形压板槽为梯形公式简式当=3,s=0.22n=3.1sn=2.8s螺栓的合成应力：，故安全。3.4.2 卷筒强度计算卷筒的材料一般采用不低于ht200铸铁，特殊需要时可用zg230，zg270-500铸钢或用钱35-a焊接制造。 若忽略卷筒自重力，卷筒在钢丝绳最大拉力作用下，使卷筒产生压，弯曲和扭应力。其中压应力最大。当l3d时，弯曲和扭应力和成应力不超过10%压应力。所以，当l 3d时只计算

40、压应力即可。当l3d时还要考虑弯曲应力。选用卷筒为多层卷绕（l3d） （3.11）式中：多层卷绕系数p绳槽槽距应力减小系数，一般取0.75钢丝绳最大拉力卷筒壁厚故安全。3.4.3 卷筒类型和尺寸选择 卷筒选用齿轮联接盘式表3.6 卷筒的几何尺寸计算项目计算公式符号意义及说明卷筒上有螺旋槽部分长d卷筒名义直径（卷筒槽底直径）d钢丝绳直径h最大起升高度a滑轮组倍率=d+d卷筒计算直径，由钢丝绳中心算的卷筒直径1.5为固定钢绳的安全圈数无绳槽卷筒端部尺寸，固定钢绳所需长度，m中间光滑部分长度，l多层卷绕钢绳总长度，n多层卷绕圈数p绳槽槽距 卷筒长度单层单联卷筒单层双联卷筒多层卷绕卷筒l=400mm=

41、2(400+90+60)+200=1300mm3.4.4 卷筒的稳定性计算 （3.12）式中： k稳定性系数失去稳定时临界压力（mpa）卷筒壁单位压力（mpa）卷筒壁厚d卷筒直径钢丝绳最大静拉力p-卷筒槽槽距由1.31.371.5，故安全。3.5 滑轮的设计与计算3.5.1 滑轮的结构和材料滑轮一般用来导向和支承，以改变绳索及传递拉力的方向或平衡绳索分支的拉力。承受载荷不大的小尺寸滑轮（d350mm）一般制成实体滑轮，用q235-a或铸铁（如ht250）。承受载荷大的滑轮一般采用球铁（如qt420-10）或铸铁（如zg230-450，zg270-500或zg 35mn等），铸成带筋和孔或轮辐的

42、结构。大型滑轮（d800mm）一般用型钢和钢板的焊接结构。3.5.2 卷筒的尺寸选择与安全性计算受力不大的滑轮直接装于心轴；受力较大的滑轮则装在滑轮轴承（轴套材料采用青铜或粉末冶金材料等）或滚动轴承上，或者一般用在转速较高，载荷较大的工况。轮毂长与轴套的直径比一般为1.51.8。由钢丝绳直径选择滑轮，由参考资料19查得d=426.5。绳索拉力的合力 （3.13）式中： 绳索拉力 绳索在滑轮上包角的圆心角最大弯矩式中： l 两轮辐间的轮缘弧长（mm）最大弯曲应力 （3.14）式中： w 轮缘抗弯断面模数许用弯曲应力对于q235a型钢应小于100mpaa 辐条断面积 断面折减系数许用压应力，对于q

43、235a钢大约为100mpa故安全。辐条内压应力当力方向与辐条中心线重合时，辐条中产生的应力最大。 （3.15）式中： a 辐条断面积 断面折减系数许用压应力，对于q235-a型钢大约为100mpa 3.6 车轮与导轨的设计计算车轮与导轨配置如图3.2所示图3.2 车轮与导轨配置图3.6.1 车轮踏面疲劳计算载荷式中式中车轮踏面疲劳计算载荷设备正常工作时的最大轮压设备正常工作时的最小轮压3.6.2 车轮踏面疲劳强度计算 （3.16）式中： 与材料有关的许用线接触应力常数（mpa）d车轮直径l车轮与导轨有效接触长度转动系数工作级别系数材料：应选用不低于gb/t6p9中规定的60钢热处理：热处理后踏面和轮缘内侧面硬度hb=300380淬硬层26