起重机大车运行机构设计实例

1、起重机大车运行机构设计示例注：以下内容为通用起重机大车运行机构设计模板，大家只需要 往里面代入自己的数据即可。中间不可见内容需要把文档下载下来后 把字体改为黑色才可见！1.1 确定传动机构方案跨度28.5m为中等跨度,为减轻重量,决定采用本书图2.1的传动方案选择 车轮与轨道，并验算其强度1.2 选择车轮与轨道并验算其强度5按照图2.1所示的重量分布，计算大车车轮的最大轮压和最小轮压G=G-G11.25mL=22.5me图2.1满载时,最大轮压P =G Gxcmax,Q Gxc L e2380 105320 10528.5 1.528.5=270.1KN空载时,最小轮压:Pmin = U +4

2、Gxc2380 1051051.5228.5=71.51KN车轮踏面疲劳计算载荷Pc=2PmaxP2270.171 517151 =203.9KN车轮材料：采用ZG340-640（调质）,b=700MPa, s=380MPa由附表18选择车轮直径Dc=500mm由1表5-1查得轨道型号为P38（铁路轨道）或Qu70（起重机专用 轨道）按车轮与轨道为点接触和线接触两种情况来验算车轮的接触强度点接触局部挤压强度验算Pc=k2R2c 1 c 2 =0.15140020.430.97 仁438925N(2.1)k2 许用点接触应力常数（N/mm ）由1表5-2取k2 =0.181R曲率半径，由车论和轨

3、道两者曲率半径中取最大值，取QU7（轨道的曲率半径为 R=400mmm由轨顶和车轮曲率半径之比（r/R ）所确定的系数，由1表5-5查m=0.4c1 转速系数，由1表5-3，车论转速n严生=85 =38.6r/min , c1=0.97De°.7C2 工作级别系数，由1表5-4查得当M5级时，C2=1Pc">Pc故验算通过线接触局部挤压强度验算8PC ' =k1 Dcl c 1c2=6.8 700 70 0.97 仁323204Nk1 许用线接触应力常数（N/mm ）由1表5-2查得k1=6.6l 车轨与轨道的有效接触长度， P38轨道的l=68mm 而QU7

4、0B道的l=70mm按后者计算Dc车论直径（mmc1，c2同前PC '>Pc故验算通过1.3 运行阻力计算摩擦总阻力矩9:Mm=(Q+G (k+ d)(2.2)2由3查得Dc=700mm车轮的轴承型号为7524,与轴承内径相配合处车轮轴直径d=120mm由1表7-1至7-3查得：滚动摩擦系数 k=0.0008;轴承摩擦系数=0.02 ;附加阻力系数 =1.5。代入上式得：当满载时的运行阻力矩10Mm (Q Q) =( Q+G( k+ -)0 12=1.5( 320000+380000( 0.0008+0.02 012)=2100N?m2运行摩擦阻力m (Q Q)Dc/2=2100

5、0.7/2=6000 N?m当空载时0 12Mm(Q 0)=1.5 380000(0.0008+0.02 012)=1140 N?mPm(Q1140 =3257 N?mDc/20.7/2_ M m(Q 0)0厂1.4选择电动机电动机静功率11:叫=叫=6000 851000 m 1000 60 0.95 2=4.47kW式中Pj = Pm(Q Q)满载运行时的静阻力；m=2驱动电动机台数；=0.95机构传动效率初选电动机效率：N=k N j =1.3 4.47=5.81kW式中kd 电动机功率增大系数，由1中表7-6查得kd=1.3由附表 30选用电动机 JZR2 -31-6 ； Ne=11K

6、w n1 =950r/min ；(GD)d=0.53kg ?mf ;电动机质量 155kg等效功率13:Nx =k25 叫=0.75 1.28 4.47=4.29Kwk25 工作级别系数，由1查得,当JC%=25%, k 25=0.75;由1按起重机工作场所得t q /t g =0.25查得=1.28由此可知，N x< Ne,故初选电动机发热通过.1.6 选择减速器车轮转速：n c=-Vd = 85=38.68r/m inDe0.7机构传动比：q 950° ai o = 1 =24.56ne 38.68查附表35,选用两台ZQ-500-IV-1Z减速器,i。 =23.34N=2

7、4.5Kw（当输入转速为 1000 r/min）可见叫<N1.7验算运行速度和实际所需功率实际运行速度：=89.44m/min23.34iVde =Vde 二=85io误差Vde Vde =85 89.44Vde85100%=5%<15%实际所需电动机静功率Vd =4.4789出=4.70KwVde85由于叫 < N j,故所选电动机和减速器均合适起动时间tq=38.2(mM： Mj严(GD2)1+(Q (2.3)式中 n 1 =950r/min;M=2（驱动电动机台数）;M q=1.5Me=1.5 955011二=165.87N?m950M e=9550N(JC25%)n(

8、JC25%)JC25%时电动机额定扭矩满载运行时的静阻力矩：M_ M m (Q Q)Mj( Q Q)io2100=94.71 N ?m23.34 0.95空载运行时的静阻力矩：Mj（ Q0）=叫切io11401140 =51.41 N ?m23.34 0.95初步估算高速轴上联轴器的飞轮矩：(GD2) zl+(GD2) =0.33+0.202=0.532kg ?*(2.4)机构总飞轮矩（高速轴）;(GD ) 1=( GD)d +(GD) zl +(GD) l =0.78+0.532=1.31 kg?m2(2.5)满载起动时间丄_950t q (Q Q)=q()38.2(2 165.872 1.

9、15 1.31(3200°94.71)38000)O'2 =7.27s23.342 0.95空载起动时间:950t=q g。)- 38.2 (2 165.87 51.41)22 1.15 131 IS罟5=3.46s由2知,起动时间在允许范围（810s）之内,故合适 起动工况下减速器传递功率：1.9起动工况下校核减速器功率=F"d Vdc1000 m(2.6)PdPjPgQ GPj + gVdc60tq (Q Q)=6000+89.4460 7.27(32000+38000)=20353Nm运行机构中同一级传动减速器的个数，m =2因此，N=15.97 kW=203

10、53 89.441000 60 0.95 2所选用减速器的N jc25% =24.5Kw> Nd,所以合适1.10验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 况进行验算两台电动机空载时同时起动：n=GvdcP f-JP2(k )P2k2nz(2.7)g 60tq(Q 0)Dc/2式中 P1=Pmin '+Pmax =119410+71510=190920主动轮轮压和P2 = P1=190920N从动轮轮压和；F=0.2 室内工作的粘着系数；nz=1.051.2 防止打滑的安全系数n=3800089.4460 3.46190920 0.20

11、 1419092(0.0008 0.02)1.5 190920 0.000820.7/2=2.91 n>nz,故两抬电动机空载起动不打滑事故状态：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n=VdcR2(kRkg60tq (q 0)Dc/2R1 = Pmax =86000工作的主动轮轮压R2 =2 Pmin' + P max =2 X 54000+86000=194000非主动轮轮压之和t ' q(Q 0 一台电动机工作时的空载起动时间t'q (Q 0)=95038.2(165.87E15 X1-31+3800023.3420.720.9

12、5=8.14sn=3800089.4460 13.12190920 0.20 122624(0.0008 0.02)1.5 119410 0.000820.7/2=3.35n>nz故不打滑事故状态：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P1= Pmin '=71510NP2 =2 Pmax + Pmin '=2X 119410+71510=310330N t ' q(Q 0)=8.14s,与第2种工况相同n=38000894460 8.1471510 0.2310330 0.002 1.5 71510 0.00080.7/2n>nz故也

13、不会打滑1.11选择制动器由1取制动时间t z=3.5s按空载计算制动力矩,即Q=0代入1的(7-16)式：2覘=丄側)+ mc(GD2)1+G (2.7)m38.2tzi式中 Mj ' = (PpPmmin ) Dc2io= (76021743)0.7。切加 n2 23.34Pp =0.002G=0.002X 380000=760坡度阻力G(k -)380000(0.0008 0.02 0.12)P i = 2- =2_ =2240N0.7/2mminDc/2M=2制动器台数，两套驱动装置工作38000 0.72223.340 95 =117.32 N ?mMz=-20.11+950

14、2 1.15 1.31238.2 3.5现选用两台YWZ200/23制动器，查附表得其额定制动力矩 Mez=112.225 N ?m 为避免打滑，使用时需将其制动力矩调至117.32N?m以下。考虑到所取的制动时间tz tq (Q=0，在验算起动不打滑条件时已知是足够安 全的，故制动不打滑验算从略。1.12选择联轴器根据机构传动方案，每套机构的高速轴和低速轴都采用浮动轴Mjs'= Mn =102.6 X 1.4=143N?mM 联轴器的等效力矩M = 1 Mel=2X 51.3=102.6 N ?m1 等效系数，见表2-7取1=2N5M3l =9550=9550X 旦=51.3 N ?

15、mn1930由附表31查得，电动机JZR2-21-6，轴端为圆柱形，-1=40mm l=110mm由附表34查得ZQ-350减速器高速轴端为圆锥形 -=40mm l=60mm故在靠近电动机端从附表44中选两个带200制动轮的半齿联轴器S196 (靠电动机一侧为圆 柱形孔，浮动轴端 -=40mm Ml=710 N?m (GD2) zl =0.36kg ?m2 ;重量 G=15kg在靠减速器端，由附表43选用两个半齿联轴器S193(靠减速器端为圆锥形，浮动轴端直径 d=40mm；其Ml=710 N?m (GD)l =0.107 kg ?mf ;重量 G=8.36kg高速轴上传动零件的飞轮矩之和为：

16、（GD2） zl+（GD2） =0.36+0.107=0.467 kg ? m2与原估计基本相符，故有关计算则不需要重复低速轴的计算扭矩：Mjs "= Mjs 'i o '=143X 20.49 X 0.95=2783 N?m由附表34查得ZQ-350减速器低速轴端为圆柱形，d=80mm l=125mm由附表19查得Dc=700mm勺主动车轮的伸出轴为圆柱形，d=90mm l=125mm故从附表42中选用4个联轴节：其中两个为：GICLZ5YA80 （靠减速器端）A80另两个为：GICLZ5 YA80 （靠车轮端）A90所有的Ml=3150 N?m （GD2）=0.0

17、149kg ?m2，重量 G=25.5kg （在联轴器型号标记中，分子均为表示浮动轴端直径）1.13 浮动轴的验算疲劳强度验算：M = Mi。=1.4 X 110.58 X 23.34 X 0.95=3432.65 N ?m式中1 等效系数，由表2-6查得1=1.4 由上节已取浮动轴直径d=80mm故其扭转应力为:=33.52Mpa(2.8)3432.6530.2 0.08由于浮动轴载荷变化为对称循环（因为浮动轴在运行过程中正反转之扭矩相同），所以许用扭转应力为:1k=T1132n 1.9211.4=49.1 MPa式中材料用 45 号钢，取 b =600MPa s=300MPa 所以，1=0.22 b =0.22 X600=132MPa=0.6=0.6 X 3000=1800MPak=kxkm=1.6 X 1.2=1.92 考虑零件几何形状，表面状况