电动过跨车的基本参数和载荷

1、1电动过跨车的基本参数和载荷设计一台电动过跨车，首先我们确定它主要由车体、减速装置等部分组成。其中是因电动机推动减速器和车轴工作才能使过跨车启动运行，当中减速装置是通过联轴器才能与车轴连接。其中在电动车工作过程中也会伴随着机构载荷，载荷是结构强度和稳定性计算的基本受力分析的依据。为了安全起见，保护减速器的使用寿命，将减速装置安装保护罩。1.1过跨车基本参数的选择在第一章节中，我们要做的就是决定车的型式和整体决策，所以在设计过程中按照起重机的国家标准来选择合理的参数。在参数的选择上，我们要满足过跨车的工作效率、车的承载量和运行速度他们之间的配合，在选取参数时，必须考虑各种因素。在最终确定额定值时

2、，必须满足过跨车标准的相关条件。 本课题的主要内容：（1）设计一台电动过跨车。主要对电跨车的车架部分（包括横梁、端梁、钢包座及内部板筋）进行受力分析和强度校核。最后，用CAD画出主要零部件图。（2）重点研究问题：要准确的对横梁、端梁、电动过跨车的驱动形式与轮压、运行机构计算。（3）题目要求设计的电动过跨车的起重量为Q=160t、轨距4400mm、行程145m、行走速度为30m/min。1.1.1参数定位额定起重量：电跨车一次可承载的重物，连同配合工具自身质量总和被定义为额定的起重量。本课题要求的额定起重量Q=160t过跨车轨距：电动过跨车的行走轨道，与轨道中心线垂直方向的距离叫做轨距。本课题要

3、求轨距为4400mm。额定工作速度：在电动机的带动下，在额定转速下而带动小车启动行走的速度。本课题要求的行走速度为30m/min.1.2过跨车的工作等级利用等级总工作循环的次数N附注U01.6104不经常使用U13.2104U26.3104U31.25105U42.5105经常清闲的使用U55105经常中等的使用U61106不经常繁忙的使用U72106繁忙的使用U84106U941061-2起重机的利用等级机构利用等级总设计寿命/h 说明T0200不经常使用T1400T2800T31600T43200经常清闲的使用T56300经常中等的使用T612500不经常繁忙的使用T725000繁忙的使用

4、T850000T91000001-3机构利用等级电动过跨车在工作当中是属于经常中等的使用，因此综合上述的三个表格可以得知利用等级是U5、T5.我们需要设计的是160T的起重量，因此Q4特重级别，查表得知电动过过跨车的工作级别所属的是A7。1.3计算载荷的分类 载荷主要的作用方式分为静载荷、动载荷、水平载荷、其他载荷。本课题设计主要涉及到车架、钢包座、传动装置、电机、减速器的自重载荷，工作时运输的重量以及旋转时轴的转动的力矩等。1自重载荷自重载荷是指电动过跨车本身自带的机构、电气设备等车体结构的重力。目前，我们还不能知道电动过跨车的自重和其他零件的部件分配。所以设计初期，我们先把电动过跨车的轮廓

5、先设计出来，以它的自重为基础，末期在总体修改。2运动载荷过跨车的运动载荷是指车体启动时加速度或者减慢速度的不稳定状态时而引发震动载荷和惯性载荷。运动载荷不但在零件机构和构件结构上强度的计算上有影响，而且还在外载荷的计算上有相当大的影响部分。在验算和疲劳强度计算也有影响。为了统一计算，使计算过程显而易见，我们通长把等速运行的车体稳定状态下产生的静电荷或电动机的额定扭矩翻一倍来运算动载荷部分的影响用一个系数来表示。系数用来表示动载荷系数。每一个机构部分的计算方法和不同时刻的工作状态不同，动载荷系数会有所不同的。所以，当静强度计算很难确定最大载荷计算时，会采取把结构构件还有机构传动零件部分分开考虑的

6、。下面两点分别是突然卸载冲击系数3和运行冲击系数4在我国设计标准和ISO标准中的规范，1车辆上的承载重物突然全部卸载时，载重量会减少产生动态作用。载重量减少后相当于原来的载重量与突然减少的冲击系数3的乘积。2当电动过跨车沿轨道运行时，由于轨道变形或者是轨道上有异物，沿垂直方向上产生冲击载荷。运行冲击载荷和电动过跨车的自重载荷的乘积。1.4计算载荷的种类电动过跨车在车间运行的时候一般是短周期循环的机械工作状态，这样的性质导致了实际载荷的多样化。在工作过程中电动车的工作状况不同会走走停停，反复启动，制动，会发生不同种状态的载荷。所以，受载过程是随机过程。现在来讲，设计过跨车时我们会采用理论与现实相

7、结合的方法来确定载荷。这就是所谓的计算载荷。一般情况下有三种计算电动过跨车的载荷1寿命计算载荷也叫正常工作状态的载荷。正常工作状态下电动过跨车所承受的载荷，这种载荷通常用来计算零部件的耐久性。也包括平稳自重、风载荷等。2强度计算载荷也是工作最大载荷，包括最大强度的工作各种状态产生的载荷还有本身自带的自重条件还有发生碰撞时产生的载荷。3验算载荷也是非工作状态的情况下产生的最大载荷，验算过跨车支撑零部件的自身稳定性。不是所有设计部分都会用到这三种载荷。但是在设计过跨车的过程中，第二种载荷是必不可少的。第一种载荷和第二种载荷只有少数部分设计会用到。2车架的设计本课题的电动过跨车与以往的大部分铁水车都

8、有像是的机构，行走系统大同小异。因此，在设计运行机构过程中取之精华，去其糟粕。根据以往的工作经验和工作性质的基础上对电动过跨车进行设计。电动过跨车在车间为了实现承载并且运送转炉罐，必须要把结构安放好，满足足够的强度和硬性刚度的金属结构，并配合好驱动系统、动力系统。现在工厂内都是把安全放在第一位，当然安全是不容小视的，必须要给过跨车安装安全装置的信号指示系统。设计过跨车时，应遵循以下条件：1）保证抗弯强度的足够。在各种复杂受力条件下，使电动过跨车车架的总成因车架变形而失去工作能力。2）由足够的疲劳强度，在汽车各种复杂受力条件下，保证车架不损坏，不至于使电动车严重受损。3）由足够的扭矩。为了保证车

9、体在不平路面上的适应性，要求有一定的通过性和平顺能力。必须保证恰到好处的扭转刚度，车架两端刚度需要大一些，中间位置适当可以小一些。4）尽可能的减小重量，这样可以减小钢板的消耗量，外形尺寸不要做不必要的增加，满足设计要求即可。还要使货物重量和各部零件重量受力均匀的安装在车轮上。综上所述，满足这些条件，我们可以得到合理的电动过跨车，可以让车轮最小 ，轴及轴承箱的尺寸也能最小，并且车架梁受力均匀。在设计车架的过程上，零件的安装位置可是至关重要的问题，必须让各部件无论是维修还是保养上装卸零件一定要简单方面。需要维护或修理的部件，不用移动其他部件就能轻而易举的装卸。众所周知，电动车需要经常的系统检查，还

10、有注入油的设备，合理的位置会省时省力。由于环境的变化，为了保证安全性和耐久性，减速器（闭式）是传动机构最佳选择型式。会使用滚动轴承来完成轴的支撑。生产电动过跨车时，无论是零件表面的耐磨性还是使用寿命都大大的提高了，主要是因为零件广泛的应用热处理技术。现在起重机机构的维护变得简单起来，是因为轴承多半使用集中形润滑系统，确保了供给润滑油给全部的轴承的控制工作。除了上文所说的主要结构外，安全装置一必不可少，比如说：清轨器、限位开关等等。2.1车架整体设计的确定车架设计要考虑种种因素，例如：载荷的分布、小车的稳定性。车架主要是由端梁、横梁还有主腹板大架构组成。主腹板承受大部分的载荷，而且轨道被安装到上

11、翼板边缘处。为了增加主梁水平刚度，我采取加宽主梁的方式，既可以省掉走台，又可以让变形量减少。通过主梁上翼板还有肋板来传递小车载荷。主梁和端梁还有一些部件我们都采用自动焊接的方法，工艺结构性好，性价比高，唯一不足之地就是变形量大。2.2车架整体形式方案电动过跨车车架的部分主要包括横梁、端梁、钢包座还有内部板筋，外部载荷通过钢包座直接作用在主梁上，在传递到端梁上，紧接着作用在车轮上。所以在设计过程中我们要对各部分进行受力分析和强度校对。2.2.1车架的结构分析车架的受力构件主要分为：与轨道平行的的两个端梁，与两个端梁垂直的两个横梁。车轮的轴承被端梁支撑，主梁和端梁焊接形成的刚性构架。为了使安装方便

12、，在主梁和纵梁衔接的构架上有空缺的部分，我们要在安装电动机、减速器、轴承座和制动器的地方要焊接垫板，还要留有工作时需要的孔、槽，都要耐火砖。为了增强安装处的局部刚性，在车价台面的下面要焊一些型钢。在端梁两端弯曲下盖板，均需要各自安装纵向的垫板，为了轮子安装角形轴承箱。垫板要加工的恰到好处，要与轴承箱凹槽相配合，也要满足足够的厚度，因为要镶入凹槽中，然后焊接在端梁的下盖板上。轴承箱要与端梁的盖板地面留有10mm的间隙，好安装6mm的焊缝。2.2.2车架的主梁本论文主梁截面结构我们采用箱型结构。箱型结构适用于桥梁跨度较大的，还有箱型结构截面抗扭矩刚度很大，对于采用悬挂施工的桥梁特别有利。顶底板都具

13、有很好的动力特性和收缩性，能满足配筋的抵抗正负弯矩的需要。其他的现在都处于研究阶段，不适于永久性抗震桥梁。所以，箱型结构最满足条件。2.3横梁的计算实际上横梁是主要承载的梁，但为了简化算法，将承载的重量视为横梁与端梁平均承受。 1.支撑反力及最大弯矩的计算， R1A=R1B=（G0+G2）/2+q0L /2 (式31) 式中： G0一个钢包座的重力 G2一个横梁的重力 q 01/4的承重力 G0=m 0g14369.8=14072.8N G2=m 2g23109.8=22638.0N L=3980mm q0L =1/G罐0.25208.710009.8=511315N (满载时；空 载时为48

14、.7） 则R1A=R 1B=274012.9N （式32） 前半段，M（X）=R 1Ax -q 0x/2 （0x L /2) (式33） 后半段，M（X）=R 1Ax-q 0x/2-(G 0+G 2 ) (x -L /2) (L /2x L）（式34） 则MA=0 M B=0 M C =294012.9Nm 而Mmax=Mc=q 0L/8+（G 0 +G2 ）/4=294012.9Nm (式35） 2.横梁选用箱型断面结构 总的断面积相对于a -a 轴的静力矩 Sa =0.380.021.31+20.021.280.66+0.380.020.01=0.0432 m 总的断面积，F=2（0.03

15、80.02+1.280.02）=0.644 总断面重心到a-a轴的距离，Z=Sa /F =0.66m Z 1=1.32-0.66=0.66m 总断面对x-x轴的惯性矩， Ix=I x 1-I x2=(BH-bh）/12=0.381.32m/12-0.341.28m /12=0.0134m4(式3-6） 对于上、下部边缘，W1x-x=Ix /Z=0.02m3 则外边缘处应力为，=Mmax /W1x-x=290906.45/0.02=15MPa (式3-7） 而【】b =s /n s s -Q 235A钢的屈服极限 n s -材料的安全系数 查手册，取s =225Mpa ,ns =1.2-2.5,

16、取n s =2 则【】b =112.5Mpa 满足【】b =s /n s ，则横梁强度设计通过。2.4端梁的计算1.支撑反力及最大弯矩的计算，端梁的受力分析与横梁计算一样，Mmax=Mc =q10L端2/8+L端G1/4式中：G1-一个端梁的重力G1=m1g40999.8=40170.2N；q10L端2=q0L =1/4G罐0.25208.710009.8=511315N（式3-9）则Mmax =505865.367Nm 2. 端梁选用箱型断面结构 总断面相对于a-a 轴的静力矩Sa =0.3250.021.31+20.021.280.66+0.5960.020.01=0.0424m2 总断面

17、积，F=21.280.02+0.3250.02+0.020.596=0.696m 2 总断面重心到a-a轴的距离，Z=Sa/F =0.61m Z1=1.32-0.61=1.71m 总断面对x-x轴的惯性矩，Ix =0.3250.023/12+0.3250.020.72+0.5960.023/12+0.5960.021.283/122+20.021.280.052=0.0146m4 对于上部边缘W上=IX/Z 1=0.024m 3 (式3-10） 对于下部边缘W 下=Ix /Z =0.021m 3 (式3-11）对于下部边缘处拉应力拉=Mmax/W下=0.024m3 (式3-12） 对于上部边缘

18、处压应力压=Mmax/W上=0.021m3 (式3-13）满足【】b =s /n s ，则端梁强度计算通过。2.5梁的稳定性 梁的弯曲强度条件为，max=Mmax/W【】其中Mmax为梁的最大弯矩，W为抗弯截面系数，由于梁是矩形的，W=bh2/6. 其中b 为截面高度。梁的材料主要是45钢。查表得45钢的弯曲许用应力【】=100Mpa 1局部稳定性验算无论是工字形截面梁，还是箱型截面梁，其腹板可视为两边受翼缘板嵌固的四边简支薄板，在弯曲应力、剪应力和局部挤压应力j作用下，都可能发生局部失稳。根据机械机构设计中的相关计算得知，只要腹板高厚比符合式， h0/80240/s (式3-14）式中，屈服

19、点s =225Mpa ,则h0/82.62腹板无论承受何种应力，也无论是否移动集中载荷作用，局部稳定都是有保证的。可见，此处不会出现局部失稳的状态。2横梁稳定性计算由于我们选的主梁箱型结构的稳定性和抗扭转性能都远超于其他的车架主梁形式。并且抗弯的刚性在水平方向也很强。综合条件下，箱型结构是最好的选择，就不用在进行验算。2.6板筋的设计在长、短筋板都能用整料制作，部分的长筋板也靠拼接制造，并且长肋板中间有减轻孔。选用筋板是很严格的要求。宽度要在1mm左右，筋板之间连接要呈现90度。如果想增加梁的刚度，与其增加板筋的厚度，不如增加数目，这样能有效的缩短板筋的间距。板筋在截面转角处产生的应力差是不可

20、或缺的结构。在对车架结构设计中，有结构体悬殊面过大的地方，因此为增加结合面强度，我们使用加强筋。用加强筋可以克服应力不均匀造成的变形，还可以减轻重量，节约材料。这是在焊接结构中不可或缺的重要部分，根据跨度和载荷条件一般情况下安排5个板筋，使梁均匀受力。如果跨度增大和遇到装配等问题时，提高板筋数量即可。确定筋板尺寸。在确定筋板的高度时，h0要稍微低于梁高h,并且梁的重量要占总重量的4到5成，且厚度的增加对梁截面的惯性没有多大的影响，就是会使耗钢量明显增加。除此之外，板筋主要时承受剪力，而很少承受弯矩，梁的剪力很小。综上，板筋厚度应该设计的小一些，减轻梁的自重。根据公式，=4+0.002h可以承受

21、抗剪强度和满足局部稳定性。其中，这里h代表梁高，代表筋板厚度。根据防绣、防腐蚀、耐久性三方面考虑，6mm.太薄的筋板容易发生变形，长应取6-20mm。3电动过跨车运行机构的总体结构的设计3.1车轮的驱动形式在选择车轮的驱动形式上，我们要考虑到电动过跨车的自身因素，首先在运载能力要求上是较大的，其次电动过跨车对调速要求时比较高的，因此我们要选择分别驱动的形式。由于时分别驱动， 两个构成车轮的运行机构之间毫无机械联系，是独立的。这样就省去了传动轴，我们采用了浮动轴，减轻了自重，还有很好的分组性，不管在装配上还是在维修上都简便了不少。当满足轮距/跨度=B/L=1/12和保证桥架的水平刚度时，安装在两

22、侧的输出力矩才能更好的调节。由此看来，起重机分别驱动比起重机集中驱动相比较来看，分别驱动还是更加稳定，所以，在起重机的领域中，分别驱动应用得到广泛认可。我们所选择的驱动形式都是由原动机带动每个工作结构驱动的，广义上说原动机就是把其他能转化成机械能，我这里的原动机一般为液压马自达、气动缸等。这种驱动形式对装置的变形影响很小。虽然这种驱动方式功率大又集中，增加了成套的设备，但在各种各样的起重机上仍广泛的应用。我们要选取载重能力强，扭转力矩大、机械强度过高的等特点的起重冶金系列的电动机，所以我们选择用起重机金路电动机，比起工业用的，更适合间歇运动，还有重负能力的工作要求。交流异步电动机，具有结构简单

23、、运行可靠、维护方便、可靠性高、适用在腐蚀性环境、有最佳的冷却方式，运行安全可靠等特点，所以我们选择觉就异步电动机。当然起重机用的有绕线型、鼠笼型两种电动机。两者相比较下绕线型的电动机具有启动电流小，比较好控制、启动转距大等特性，多用于重负荷启动的场合，调速简单但范围有限。3.2轮压的计算3.2.1轮压计算的介绍我们所设计的电动过跨车是带有钢包座的，这种车的特点是有很大的承载能力，所以不管是在垂直方向上还是水平方向上都受很大的力。电动过跨车的运行机构车轮部分由于它的承载量大，所以车轮必须是一种宽踏面、坚实的轮缘的形态。在运送铁水过程中，轮子承受力和钢轨所能承受的力，刚车轮所受的力不大于500K

24、N。起重运 行机的支撑方式有两种：三点支撑和四点支撑。三点支撑的方式受力比较单一，只与总的合力大小、位置和稳定性有关，比较单一。而四点支撑力是当近似假定状态下才能进行计算。它的支点与安装误差、车架及轨道基本刚度都是关联。三点支撑方式属于静定性，而四点支撑方式是属于超静定性。静定性结构一个约束出现故障了，整个结构的性质都变了，可是超静定性的结构，个别失效了，还是稳定的状态。综上所述，我们选择四点支撑的方式。3.2.2四点支撑压力的计算带有起重机构的电动过跨车通畅柔性很好。所以我们就把车架部分的轨距和轮距 都是看成简易梁支梁。我们把结构自身的数量、铁水罐的自身重量还有可以承受的载荷重量而作用在横梁

25、上的力看成简支梁然后在分配到端梁，左右两端所受分配到的载荷也看成简支梁的方法然后分配到相应的两个支撑点。把作用在主梁上的承载重量也就是一般钢水罐承载的载荷q均匀分布。对于本次设计的过跨车在设计结构上我们都看成是对称的。RA=RC=0.5QL(0.5+D/K)+(G2+G0)(0.5+D/K)+G1RB=RD=0.5QL(0.5-D/K)+( G2+G0)(0.5-D/K)+G1式中，L=3750mm K=5640mmm D=1875mmG1代表的是一个端梁的重力G2代表的是一个主梁的重力Q代表的是承载一半的铁水灌的总重力G0=m0g14369.8N=14072.8NG1=m1g40999.8N

26、=40170.2NG2=m2g23109.8N=22638.0N而QL=0.5G罐0.5208.710009.8N=1022630N（满载时）空载时为48.7t所以Rmax=RAmax=Rcmax460.77KN3.3车轮的计算3.3.1车轮组1.车轮与其轴轮之间的连接与配合这里车轮与轴之间的配合一定要是过盈的，最大的承载扭矩是由最小的过盈配合来决定下来的。主动车轮是比较容易损坏的，所以我们要用键与轴连接。另外，如果锥孔紧配，无键连接也是可用的。孔与轴的配合为H7/r62.车轮的材质和热处理 车轮制作方法一般有3种：轧制、锻造、铸造 。并且对于车轮材料是有要求的，轧制应大于等于碳素钢中的60钢

27、，锻造是要是大于等于45钢，铸造的要求是不低于ZG340-640.要用在耐磨性大的场合，将碳钢的轮毂进行热压配合并且要制成整体车轮。在设计车轮时有规定，在车轮材料规定铸钢为SC60级，锻钢为SF60级。但日本通常采用SS45C、SSWQ1.这次设计中，我为车轮选用的材料是65Mn钢，而对应的车轮轴选用材料45钢。3. 车轮组的概述车轮组主要是由车轮、轴承和轴等组成，在运行机构中充当着重要的角色。轮缘要是起到导向和防止脱轨的作用。轮缘分为（双、单、无）轮缘三种形式，由于车间中电动过跨车要进型繁重的工作，所以决定采取双轮缘车轮。车轮组在结构上有两种形式：定轴式和转轴式。在这里要选用转轴式，因为定轴

28、式大多数应用于低速和中速的起重机上，而转轴式的要应用于重型高速的起重机上，正好适用于本论文所设计的过跨车。 车轮踏面主要分为三种形状：鼓形、圆锥形和圆柱形。从动轮、驱动轮均可以采用圆柱形。驱动轮还可以采用圆锥形，但必须要搭配带曲率的钢轨才可以用圆锥 形。所以，经分析驱动轮、从动轮都采用圆柱形车轮。为了方便设计，决定采用圆柱形踏面。3.4轨道的计算根据电动过跨车的和应用的车轮的类型，查表知，需要选用直径为700mm的车轮，对应的钢轨类型是QU100.表3-1车轮组尺寸及许用轮压表3-2QU100轨道的基本尺寸（mm）车轮踏面应进行淬火，热处理要求如下，表3-3我国车轮热处理要求3.4.1滚动轴承

29、现在起重机大多都用滚动轴承代替过去使用的滑动轴承。之所以用滚动轴承是因为它具有轴承摩擦小。摩擦阻力小，还能减小驱动力，能源消耗小。并且还可以降低使用费在保养和维修方面。浮动轴上的轴承负责，径向载荷和轴向载荷。要保证车轮的位置精度，要保证让轴的中心线和轴承座孔中心线重合而产生角度误差，还要考虑到轴的绕度很大，所以要选择调心性很好的调心球轴承。调心球轴承为，轴承代号1226，10000型，（0）2系列，其寿命和负荷计算可忽略不计了。表3-4轴承基本参数4动力系统设计4.1起重及冶金用电动机概述4.1.1电动机类型一般电动机分为直流电动机和交流电动机。直流的特征适用于对调速要求高的。而交流的设备特点

30、是体积不大，控制方便，经济实用性能好，应用范围很广。交流电动机按结构分有两种：鼠笼式和绕线式 。绕线式工作损耗大部分在外部电阻器中，热量大部分在消耗电阻外部。所以大部分用于频率的地方。4.1.2用在起重和冶金上电动机的特点归结起重机特点有以下几点：1. 频繁短距离反复运行。2. 经常启动和逆向运行。3. 经常的机械与电气之间的制动。4. 总是承载大量负荷。5. 经常性的卸载而产生震动和冲击性创伤。6. 车间环境中有大量灰尘，还包括金属灰尘。7. 工作环境要达到（-40+70）。当与一般工业的电动机相比，它的特点是：1. 额定转速的倍数要低于起动允许的最大安全转速。2. 它是起防护型式的，这种型

31、式是密封样式，并加强了机械结构。因为在多灰场所，所以要求电动机的密封性要好。3. 起重机冶金用的电动机起动速度快，适用于重载下启动。4. 这种电动机用于持续牢率较大的地方。5. 冶金型因为转子转动惯量GD较小，直径与转子之比较小，所以有对于较小的加速时间和起动损耗。4.1.3起重机的选择（种类、工作方式）在起重机上的电动机都是满足起重次数频繁并且起重起重力矩大的这种特点。我们现在生产的YZ型和YZR型起重机同样也满足冶金的异步电动机，代替过去的JZ型和JZR型。YZ型是鼠笼式，YZR型是绕线式，其中绝缘的等级有3种：B级、F级、H级。B级是绝缘电动机，其工作周期为10分钟，工作方式S325%，

32、可以在工作环境低于+25的工作地点，F级工作方式：S3-4%，在工作环境低于+40，H级工作方式S3-60%，在工作环境低于+60的工作地点。如今，我国冶金用的电动机在行业内已经有40多个系列型号产品，它具有很大的过载能力、很好的动态性能和恰好的机械强度。YZ系类适用于各种形式的起重机和用于电力传动冶金设备。适用于反复运动、周期性断续、频繁的工作状态。并且YZ系列在额定电压下启动。启动时，具有力矩大、电流小、机械强度高的优点。而YZP系列在YZRZ变频调速三相异步电动机的基础上，应用了电磁计算、工艺材料等现代技术的产品。总体来说，性价比高、结构设计很合理，是增产增益的第一项选择。起重及冶金同时

33、都有的变频调速的三相异步电动机适用于各种驱动模式的起重机械这样的专用产品。调速有宽广的范围，过载能力很大。机械强度也很高。综上所述，它特别适用于车间（转炉式）的电动过跨车。1.要使电动机正常的运行，必须要满足于以下的条件。 一般环境，温度不超过40；在冶金环境中，环境温度不能超过6。 适用于频繁启（制）动及逆转。 使用时所处海拔高度小于1000m。 使用相对温度不高于90%。2.和一般电动机一样，额定频率为50HZ，额定电压为380V，并在5100HZ之间可以连接调速，YZB与YZBF相比较，YZB电动机不带，强迫风冷。3.电动机的工作制为S3-40%。4.在普通环境下，电动机的防护等级不高于

34、IP44，电动机在冶金环境下高于IP454.图4-1电动机型号说明图42YPZ系列电动机4.2电动机工作制的确定1.根据不同性质的负荷，且可以应用于断断续续的周期性的负荷，可将电动机的工作制分为， a)电机在负载恒定的情况下，运动时间完全可以让电机是热稳定状态。S1连续工作制。 b)在负载恒定的情况下，按照规定的时间运行。给定的时间并不能让电机达到热稳定状态，因随之即断就能有足够的时间，这样在冷却介质和再度冷却到他们的温度差在2K以内 。S2-短时工作制。 c)按照有一定规律周期性的这种工作方式的电动机，这个周期包括两种状态、恒定负载运行和断能停转时间，两种工作方式交替运行。这样的工作方式启动

35、电流不致对温升造成很大的干扰在一周期内。S3-断续周期工作。 d)按照有一定规律周期性的这种工作方式，一周期包括3段状态：一对温升有很大影响的启动时间、负载恒定的运行时间、断能停转时间。S4-断续周期的启动工作制。 e)按照有一定规律周期性的这种工作方式，一个周期包括4段状态：启动时间、负载恒定的运行时间、快速的电制动时间、短能停转时间。S5-断续周期的启动工作制。 f)按照有一定规律周期性的这种工作方式，一个周期包括2段状态：负载恒定的运行时间和空载运行的时间，没有断能停转的时间。S6-连续周期的工作制。 g)按照一定规律周期性的工作方式。每一个周期包括3段状态：启动时间、负载恒定的运行时间

36、、电制动时间，没有断能停转的时间。S7-连续周期性的电制动工作制。 h)按照一定规律周期性的工作方式，每一个周期包括2段状态：负载恒定是预定下转速下运行时间和负载恒定不同转速下运行的时间，没有断能停转的时间。S8-连续周期性并转速相应变化的工作制。 i)在允许的范围内负载和转速是非周期性变化的。这样的工作制经常有超过基准负载的现象。S9-工作制是转速和负载保持着非周期性。 j)恒定负载离线型工作制包括4种离散型负载值。无论哪种负载的运行时间都能让电动机达到热稳定状态，甚至在一个规律性周期种最小负载值可为0.S1-S10是工作别的工作类型。除此之外，还要添加其它规定，S2后须加工作时限，S3、S

37、6后应加负载持续率。举例：S2-30min、S3-40%、S4-60%。S4、S5后加负载持续路和电动机轴上的数值，S7后加JM和jext（注：jm电动机的转动惯量、jext负载转动惯性。S10后加负载和持续时间标值。2. 电动机工作方式：S3-40%。4.3电动机和传动部件的选择计算电动机的选择1. 运行静阻力的计算，电动过跨车摩擦阻力分为以下集中 当电动车满载时的最大摩擦力。 当电动过跨车水平运行时，车轮轴产生摩擦阻力，还有沿轨道与车轮踏板面之间产生的滚动阻力。 在电动过跨车水平运行时会避不可免的偏斜，所以，还有轮缘与轨道侧面沿轨道方向之间的摩擦阻力。以上三种摩擦力之和的计算公式：F=（d

38、 ）其中：G是运行时候的质量重力；G=2509.8=2450KN D代表车轮的直径；D=900mm d 代表车轮轴承的内径；d =120mm C代表轨缘与轨道之间的摩擦阻力系数，我们选用值1.5 K代表沿轨道运行时产生的滚动摩擦系数，k =0.5 调心轴承的摩擦系数=0.015所以当满载时F=24501.5900（20.5+0.015120）=17.64KN2选择电动机，确定减速器（1） 当满载运行时，电动机的静功率 P=Fv/其中：F 是满载运行静阻力，F=17.64KN V代表电动过跨车的运行速度，V=0.5m /s 代表的是机构总效率；=1231代表传动副的减速装置，2代表每对轴承的效率

39、。3代表每个联轴器的效率，查手册知。减=0.955，联轴器=0.99，轴承=0.99，则P=9614.5（2） 确定电动机选择电动机时首先要考虑的就是启动阶段时所消耗的功率。Pv =Pk电k电代表当电动机启动时，功率增大系数（客服惯性），当电动机型号为YZ和YZR时，取k电=1.5所以Pv=Pk电=14410W查相关电动机规格表，选择YZP160L-4型号的电动机，其参数如下：（3） 电动机发热的验算PS=0.001GF/其中G代表稳态载荷的平均系数，推荐值来决定机构的CZ值。CZ=800.根据电动机允许的曲线图得知，CZ=800时。P=12.74KW。稳态功率小于允许功率，故发热验算通过。（

40、4） 减速器的确定在工作机和原动机有一个独立封闭式的传动装置就是减速器。减速器的作用是增大转矩、降低转速。当然，也有例外，在一定特定环境下也用做增速，叫增速器。减速器分为三大基本部分：1）箱体 2）齿轮、轴及轴承 3）减速器附件 i=n/n轮=Dn /V 车其中，i是减速器的传动比 n代表电动机的转速 ，n=1500r/min V 车代表电动过跨车的运行速度V 车=30m/min 则i=109.9查产品目录表4-2FDBY减速器型号根据减速器型号是FDBY-228/i=112的减速器合适。（5） 确定联轴器当选择联轴器时，我们要考虑载荷大小、安装部件精度、传递轴转速、价格等问题，对比各种联轴器

41、，选择最实用的一款。选择时具体要考虑的问题如下：1、 安装调整后是很难保证两轴的安装精度。这样的问题主要是因为制造、温度变化、安装等原因造成的。 相对径向位移大时，要选用滑块联轴器。 当角位移大时或两轴相交可选用万向联轴器。 当两轴相对位移大时（工作中），可选用扰性联轴器。2、 当传动轴高速运转时，选择平衡精度高的联轴器。3、 如果是大功率而且还重载，则选用齿式联轴器。如果要消除轴系扭转震动或是严重冲击载荷的传动，我们可以选择轮胎式联轴器。4、 要考虑联轴器的可靠程度还有工作环境。由金属制成的联轴器比较可靠，一般不需要润滑。一般需要润滑的联轴器，可能会污染环境。含橡胶的联轴器对强光、腐蚀介质等

42、比较敏感，比较快的老化。5、 当可以达到性能标准的同时，应尽量满足拆卸简单，维护方便，性价比高的联轴器。一般情况下，非金属弹性元件联轴器综合能力好，适用于中小功率传动。我们需要的联轴器，要容易拆装的并且有很高的定位精度。还要补偿其他部件在装配过程中产生的误差和车架变形的因素。齿式联轴器总的来说工作性非常的可靠，速度使用的范围非常广泛，机构很合理，还有一点是安装很方便，后补偿产生的误差能力。据我所知，齿轮式的联轴器有两种：CLZ和CL。当C2CLZ与C1CLZ相对比时，C1CLZ相对外型尺寸较大，比C2CLZ要重，C2CLZ相对于惯量小。C2CLZ适用于制动频繁的，转速较高的，且结构紧凑的地方。

43、所以，要选择C2CLZ型的。图4-3G2CLZ1-13型鼓形齿式联轴器图4-4G2CLZ14-25型鼓形齿式联轴器考虑到工作转速、计算扭矩、还有被联轴器的尺寸还有负荷状况，在系列表种选出具体的型号，令M计【M】其中，M代表联轴器传递的计算扭矩 【M】代表联轴器的许用扭矩 M等效=M计/n1式中，n1代表的是安全系数（第一类载荷），查表知，n1=1.8 M等效是当联轴器传递时的等效力矩，M等效=M零额等效1等效2 等效1代表当实际的载重发生变动时产生影响的等效静载荷系数，取等效1=1.0 等效2代表机构（起）制动是产生载荷对传动零件影响的等效载荷系数。取等效2=2.0M零额= M额=9.55NK

44、/n=9.55kgmM等效=19.1 kgmM计1= M等效n1=34.38 kgmM计2= M计1i =34.480.95120=3930.72 kgm我们知道电机轴的链接尺寸和已经计算除了扭矩M计，并且车轮D=700mm，查表（联轴器系列表）而知选择齿形联轴器，允许的【M】=500 kgm，选择联轴器的型号为G2CLZ，【M】5M计，因此满足条件。表4-3联轴器型号选择联轴器，1. 键的选择：在通常情况下，键会选择碳钢制造，它的抗拉极限为SS600MP，一般用45钢。（1） 选择类型要有以下几方面： 根据键联接的结构 使用特性 工作条件，连接于轴上的零件需不需要沿轴滑动。 传递扭矩的大小。

45、 对于联轴器对中性的标准。 键对于轴的固定作用是否需要。 轴上键的位置，是在轴的端部还是在轴的中部等。（2） 选择尺寸： 键的剖面尺寸为bh,按照轴的尺寸d,由标准轴来选择。 键的长度L：轮毂宽度要比键长510mm,符合长度系列值。2. 强度校核平键联接对于手动联接平键，主要失效的形式有两种：压溃和磨损。少数情况会发生键的剪断，除非严重过载才会产生这种现象。假设均匀分布载荷，可得知平键联接的挤压强度条件为:P=27103/kld 【P】对于动联接由滑键和导向平键组成，计算时应依据磨损，应限制的压强，所以，P=2T103/kld 【P】（1） 一直轴的直径而选择键根据已知条件去选取键的规格如下表

46、：选取A型头键表4-4键的型号规格键的标准长度L可选择为：6、8、10、12、14、16、18、20、22、25、28、32、36、40、45、50、56、63等。钢为键的选择材料，发生轻微冲击，【P】的范围是100-120MPa ,选取【P】=110MPa 校核公式为P=2T103/kld 【P】其中，d 代表直径k =0.5 l =1+b 因此：P=48.53MP【P】所以P【P】满足条件选取键的代号为GB/T 1096-2003的36x 20，材料为Q275-A（6） 选择制动器制动器是电动过跨车的传动机构中必不可少的一部分，以为电动过跨车在车间运动是会经常发生启动或者制动，它是一种间歇

47、动作机械。一般情况下，制动器会安装在电动机轴或者是减速器的输入轴（高速轴）上，也有部分安装在卷筒或低速轴上，防止当传动系统断轴而发生了物品坠落的现象。前者可随制动力矩的大小变化，而确定制动器尺寸的大小；后者则可以增加安全性，防止因零件损坏（传动系统承载力）而让物品坠落。起重机在安全检查过程中，必须对下列方面进行确认，1） 凡是起重机是动力驱动，就要保证旋转机构、起升机构、变幅机构、运行机构都要安装制动器。2） 采用常闭式的两种机构的制动器：起升机构和变幅机构。3） 在工作过程经常会吊运炽热金属和很多危险物品，很有可能发生事故或者起升机构损失，所以在每套独立的驱动装置都要安装两套的支持制动器。4

48、） 若是起重机是人力驱动模式，则必须安装制动器或者停止器在起升机构和变幅机构上。5） 制动力矩要满足，Mz KM其中，MZ代表制动力矩 K代表安全系数 M代表制动器在轴的传动力矩（一） 制动器的类型和特点1） 按操纵方式，可分为：手动式、自动式、混合式2） 按照用途 ，可分为：停止式和调速式。起停止还有支持运动物体的作用是起停式。调速式是在停止式的基础上外加调节物体运动速度。3） 按结构特征，可分为：盘式、块式和带式。空间受限制，选用盘式和带式。若安装有足够空间，就选用外抱块式。4） 按工作状态，常闭式只有施加外力才能解除经常处于合闸的制动状态;常开式制动器总是松闸状态，要施加压力才能制动。对于起重机起升和变幅状况的机构选用常闭式，对于车辆运行和旋转的机构多采用常开式。综合这次任务要求是承载量大，选用液压电磁块式制动器。属于厂行程制动器。结构形式，在制动过程中为了避免车轮在钢轨上发生滑移现象，一定要适当减速度。在空载状况下，选择适当制动器并且对制动力矩进行计算。1.规定减速度a制空 参考相关规定，建议用a制空=0.55m/s 22.制动轴上需要的制动力矩M总制动（空载制动不打滑）M总制动=G总D轮a制空/2gi+k(GD电2+GD联2)na制空60/375V小车=12.37kgmK代表传动件的非轮距影响系数，取K=1.53. 空载在制动轴上的运行静阻力距M空（静制）M空（静