毕业设计51477

1、唐 山 学 院毕 业 设 计 设计题目：单钩桥式起重机小车运行机构设计 机电工程系 10机本3班 系 别：_严震 班 级：_卜匀姓 名：_指 导 教 师：_2014年6月1 日单钩桥式起重机小车运行机构设计摘 要起重机械是现代工业生产不可缺少的设备，从事起重和搬运物品，被广泛地应用于码头、工厂车间、施工工地等作业现场。在现代化生产中，起重机械已成为合理组织成批生产和机械化流水作业基础，是现代化生产重要标志之一。为适应起重机发展趋势，进行起重机械的相关设计，具有现实意义。本文主要介绍了桥式起重机整体设计理论和设计过程，其中重点设计了单钩桥式桥式起重机小车运行机构，主要包括小车运行机构总体设计；速

2、器设计；制动器设计；主、被动车轮组设计；联轴器、限位开关、安全尺等主要零件设计和选取。目的使设计的起重设备运行平稳，定位准确，安全可靠，技术性能先进。 关键词： 桥式起重机 小车运行机构 电动机 制动器 设计The designation of Single Hook Bridge Crane trolley Running MechanismAbstractLifting machinery is indispensable to modern industrial production equipment, engaged in lifting and handling objects,

3、are widely used in dock, workshop, construction sites and other job site. In modern production, lifting machinery has become a rational organization of mass production and mechanized assembly-line basis, is an important symbol of modern production.In order to meet the development trend of the crane,

4、 for lifting machinery-related design, with practical significance. This paper describes the overall design of the bridge crane theory and design process, which focuses on the design of a single hook bridge crane trolley bridge run institutions, including the overall design of the car run institutio

5、ns;-speed design; brake design; active and passive wheel set design ; couplings, limit switches, safety feet and other major parts designed and selected. Lifting equipment designed for the purpose of making smooth operation, accurate positioning, safe, reliable, advanced technical performance.Keywor

6、ds: bridge crane； trolley running mechanism；motor；brake；designation目 录一级标题，黑体，三号，居中1 引言12 试验22.1试验所用仪器及原料2偶联剂对碳化硅浆料粘度的影响2使用KH550偶联剂时浆料中碳化硅固含量的确定22.2试验所用仪器及原料3单体对碳化硅浆料粘度的影响32.2.2 使用丙烯酸胺单体时浆料中碳化硅固含量的确定33 结论4谢辞5参考文献6附录7外文资料8宋体，小四号，行距固定值20磅目录由毕业设计（论文）各部分内容的顺序号、名称和页码组成，目录应该用“”符号连接名称与页码。要求标题层次清晰，目录中标题应与正文

7、中标题一致。1 引言1.1起重机械简介 起重机械是一种间歇、循环运动机械，主要用于物品装卸。一个循环过程一般包括：取物装置把物品从取物地点提起，运行机构使物品移位，物品在指定点下降；反向运动，取物装置回到原来位置，以便下一次工作循环。在两个循环之间，一般有短时停歇。起重机包括水平运动机构和起升机构，在工作时候，各机构经常是处于起动正向、制动以及反向、正向等互相交替运动状态中。 物料搬运装卸已成了人类生产活动中很重要的组成部分。起重机出现在很大程度上提高了人们劳动效率，特别是在小范围移动过程中起重机有非常明显作用。随着生产规模逐渐扩大，自动化程度逐渐提高，在现代化生产过程中起重机应用越来越广,作

8、用越来越大，当今国民经济的每个部门，如冶金、交通运输、建筑、化工、港口、农场、机械、电力、采矿、造 船、铁路、林区和国防等都离不开起重机械。随着经济建设发展和科学技术进步，现在生产过程机械化、自动化、减轻体力劳动强度，提高劳动生产率的特种设备中起重机械有着突出地位。因此对起重机要求越来越高。1.2国内起重机械发展状况 国内将起重机械总体划分为12大类型，即轻小型起重设备、桥式起重机、缆索起重机、门式起重机、旋臂 式起重机、塔式起重机、铁路 起重机、门座起重机、流动式起重机、桅杆起重机、升降机和机械式停车设备。中国起重机械到目前为止，已经具备了一定技术水平、形成了一定生产规模，基本形成比较完整的

9、设计、制造、销售、使用体系，能基本满足国民经济对该设备的需求。但是与发达国家相比，中国起重机械制造状况有以下几个令人担忧因素：(1)整体技术含量偏低，突出表现在钢结构件制作材料和电气控制系统水平较低；(2)恶性竞争严重，合理利润难保，并造成安全措施投入极少，事故率居高不下；(3)规模化发展不够，突出表现在低水平重复建设严重，造成资源浪费，专业化发展严重滞后；(4)国际知名品牌寥寥无几，除振华港机外，能够打入国际市场并享有一定声誉的知名品牌几乎没有；因此，我们应该高度关注中国起重机械的长远发展和加快科技创新能力。11.3起重机的发展趋势(1)模块化和组合化 用模块化设计代替传统整机设计方法，把起

10、重机上功能基本相似部件和零件制成有多种用途，相同联接要素和可互换标准模块，通过不同模块相互组合，制成不同类型和规格起重机。对某几个模块改变就可以把起重机进行改造。设计新型起重机，只要选用不同模块重新组合就可以。把单件小批量生产起重机改换成具有相当批量的模块生产，专业化生产效率得到了提高，企业生产组织由产品管理变为模块管理，达到改善整机性能，降低制造成本的目的，同时提高通用化程度，用较少规格数的零部件组成多品种、多规格的系列产品，充分满足用户需求。 (2)大型化和专用化 随着工业生产规模逐渐扩大，生产效率提高，在产品生产过程中物料装卸搬运费用所占比例逐渐增加，使得大型或高速起重机的需求量不断增长

11、。对起重量和速度要求越来越严格，也对可靠性和耗能有着更高要求。起重机械已成为自动化生产过程中重要环节。起重机既要容易操作，容易维护，又要安全性好，可靠性高，并且具有优异性耐久性、无故障性、维修性和使用经济性。(3)自动化和智能化 起重机发展，在很大程度上取决于电气控制和传动改进。使机械技术和电子技术相结合，将先进计算机技术、电子技术、微电子技术、液压技术、光缆技术、模糊控制技术应用到机械控制和传动系统，实现起重机自动化和智能化。大型高效起重机新一代电气控制装置已发展为全电子数字化控制系统。(4)成套化和系统化 在起重机自动化基础上,通过使用计算机把各种起重运输机械组成 一个物料搬运集成系统，通

12、过中央控制室的控制，与生产系统协调配合，与生产设备有机结合。这种起重机自化程度高，有信息处理功能，把传感器检测出来的各种信息进行存储、逻辑判断、运算、变换等处理加工，并且向执行机构发出控制指令。这种起重机具有很好的信息输入、输出接口，实现信息可靠、准确在整个物料搬运集成系统中传输。起重机通过系统集成，可以形成不同机种的最佳组合和匹配，取长补短，发挥最佳效用。(5)轻型化和多样化 有相当批量的起重机是在通用场合使用，工作并不很繁重。这类起重机批量大、用途广，考虑综合效益，要求起重机尽量降低外形高度，简化结构，减小自重和轮压，也可使整个建筑物高度下降， 建筑结构轻型化， 降低造价。 (6) 新型化

13、和实用化 结构方面采用异型钢和薄壁材料、减少结构焊缝，提高抗疲劳性。采用各种高强度低合金钢的新型材料、改善受力条件、提高承载能力、减轻自重和增加外形美观。8 1.4我国起重机械发展面对的主要问题现在发达国家已经进入了新技术革命时代。而中国目前仍然处在设计、生产周期化阶段，起点比较低、设备比较落后，与发达国家相比较落后 20 年左右。如果我国能够从国外工业发展中得到启示，有助于加快我国起重机械工业的快速发展。综上所述可以得出，配套件和原材料供应短缺的问题，是目前行业的共性问题。但是由于技术理念、技术手段以及企业技术队伍实力有所增高，国内大型起重机的研制势迫在眉睫。若想得到更多用户的支持，赢得市场

14、的赞同，还应持续不断的提高产品性能、质量和可靠性，而自主创新的技术开发和结1.5课题研究目的与意义起重机械是现代工业生产不可缺少的设备，从事起重和搬运物品，被广泛地应用于码头、工厂车间、施工工地等作业现场。在现代化生产中，起重机械已成为合理组织成批生产和机械化流水作业基础，是现代化生产重要标志之一。为适应起重机发展趋势，进行起重机械的相关设计，具有现实意义。本课题主要研究起重机小车运行机构设计和部分零部件的分析校核，目的使设计的起重设备运行平稳，定位准确，安全可靠，技术性能先进。 图1.1单钩桥式起重机2 桥式起重机介绍2.1桥式起重机分类通用桥式起重机 在通常环境中工作的一般用途桥式起重机。

15、下面类型起重机都属于通用桥式起重机。 通用吊钩桥式起重机 通用吊钩桥式起重机由金属结构、小车运行机构、大车运行机构、起 升机构、司机室、及电器及控制系统组成。取物装置为吊钩。额定起重量为 10t 以下的多为 1 个起升机构；16t 以上则多为主、副两个起升机构。 这这种起重机能在大多数作业环境中装卸和搬运设备及物料。 电磁桥式起重机 电磁桥式起重机的基本构造与吊钩桥式起重机基本相同，不相同的是吊钩上挂 1个直流起重电磁铁，它的作用是用来吊运具有导磁性的黑色金属及其制品。一般是经过设在桥架走台上装在司机室内的可控硅直流箱或电动发电机组将交流电源变为直流电源，然后再通过设在小车架上的专用电缆卷筒，

16、 将直流电源用挠性电缆送到起重电磁铁上。 抓斗桥式起重机 抓斗桥式起重机以钢丝绳分别连接抓斗起升、起升机构、开闭机构组成。主要用于散货、木材、废旧钢铁等的装卸、吊运作业。这种起重机除了起升闭合机构以外，其结构部件等与通用吊钩桥式起重机 基本相同。 通用桥式起重机还包括两用桥式起重机和双小车桥式起重机。专用桥式起重机 冶金桥式起重机冶金桥式起重机可根据用途可以划分为多种类型，主要结构与通用吊钩桥式起重机基本相同，取物装置为专用。主要用于冶金车间的吊运作业，它的起重量很大，最大的可达到数百吨。 绝缘吊钩桥式起重机 这种起重机结构形式与通用吊钩桥式起重机基本相同。 但是为了防止工作过程中带电设备的电

17、流经过被吊物传到起重机上，危及司机安全， 故要求在 小车架、吊钩组、小车轮上设置 道绝缘装置。主要用于冶炼铝、镁的工厂。 防爆吊钩桥式起重机 这种起重机的结构形式与通用吊钩桥式起重机差不多。只是所用的整套电气设置有防爆的作用。主从动车轮采用不易产生摩擦火花的材料制作，以防止在起重机使用过程中产生火花引起爆炸或燃烧事故。它主要用于具有易燃易爆物库房、车间或其他场所。电动葫芦型桥式起重机 特点是桥式起重机小车用自行式电动葫芦代替因此与通用桥式起重机相比， 电动葫芦型桥式起重机一般起重量较小、工作级别较低、工作速度较慢，但它自重轻、能耗较小，而且对厂房等建筑物的压力较小，建筑和使用经济性都很好。 图

18、2.1 桥式起重机分类2.2桥式起重机组成和特点 取物装置挂在沿桥架运行的起重小车或运行式葫芦上的起重机称为“桥架型起重机”。桥架两端通过运行装置直接支撑在高架轨道上的桥架型起重机称为 “桥式起重机”。桥式起重机由桥架、电气设备 、小车、司机室等几个大部分组成。 起升机构用来垂直装卸物料，小车用来带着载荷作横向运动，桥架和大车运行机构用来将小车和物料作纵向移动。 桥式起重机是使用最广泛、拥有量最大的一种轨道起重机，其额定起重量从几吨到几百吨。最基本的形式是通用吊钩桥式起重机，其它形式桥式起重机基本上都是在通用吊钩桥式基础上发展而来。   2.3单钩桥式起重机小车2.3.1小

19、车组成及特点 单钩桥式起重机小车主要由起小车运行、升机构、机构和小车架三部分构成：此外还有一些安全防护装置。桥式起重机小车主要具有以下特征： （1）起升和运行机构由单独的部件构成。这些部件间全部采用补偿联轴器联系起来。，由于制造与安装不准确，以及小车架变形而发生彼此位移所引起使转轴中心线产生了偏差和歪斜。选用齿轮联轴器补偿了转轴中心线歪斜和偏斜。因为采用了分组独立部件，所以机构装拆方便。 （2）设计起重机小车车架，遵循通用化、标准化和系列化原则。这使零件的互换性得到了提高与保证，很大程度的降低制造和使用维护起重机费用，而且还使所需零件和部件的备品量缩减到最少。 （

20、3）小车车架用钢板焊接而成。车架上焊接有垫板、电动机、减速器、可拆卸的轴承座、制动器等全部安装在垫板上。垫板的加工面应尽量布置在同一水平面或垂直面上，这样使车架加工变得简单。 （4）小车运行机构采用减速器式传动装置，在起重量大、传动比高时，低速级采用一级开式齿轮，高速级均采用减速器传动。 （5）所有机构中全部采用滚动轴承。小车主从动轮安装在转轴上和转动的心轴上。从动车轮安装在带有两个角形轴承箱上和转动的心轴上。主动车轮安装在带有两个角形轴承的独立转轴上，它与减速器输出轴端用联轴器相连。因此拆卸联轴器后车轮可以与其轴承箱一起从轨道上推出。减速器也可单独拆装。 （6）

21、过去大部分采用短行程或长行程交流电磁铁、弹簧上闸的瓦块式制动器，但是现在重坠上闸的长行程电磁铁制动器已经很少使用。近年来越来越多采用制动性能良好的电动液压推杆和电磁液压推杆式制动器。制动器要求制动平稳和放到容易得到直流电源的地方，有的时候还可以用直流电磁铁制动器。 为了使部件容易拆卸，可以将制动器与齿轮联轴器做成一个部件。根据机构布置需要，也可将制动器作为独立的部件来安装。 （7）制造起重机时，由于零件热处理得到广泛的运用，从而大大提高零件表面的耐磨性和强度并且延长了他们的寿命。 （8）为了简化起重机机构的维护工作，轴承的最好采用集中润滑系统。 起重小车

22、除有起升、运行机构和小车架外，还必须有必要的安安全防护装置：如栏杆、限位开关、排障板、撞尺和缓冲器等。它们具体要求分述如下： 1）栏杆和排障板：栏杆用于保护维修人员的操作安全。它设置在与小车轨道垂直的小车台边缘。，在小车的另两端边则不设栏杆，使小车维修人员上下更加方便。栏杆可用钢管或角钢（L50）制作，高度大于800mm。  排障板装在小车架端梁两端的车轮外边，用于推开小车轨道上可能有的障碍物，保障小车可靠运行。 2）限位开关：用于小车架极限位置和限制吊钩。小车运行机构需要两个行程限位开关，它们安装在起重机主梁的两端，在小车一根轨道外侧主梁的盖板上。在小

23、车架相应端梁外侧固定着一根撞尺它是用角钢弯折的。当小车运行到极限位置时，撞尺压迫限位开关使其摇柄转动30，这样开关盒内的触点断开，于是小车运行机构的电动机断电。由于接线关系，电动机作反向运动。安装小车行程限位开关时位置要适当，为了小车撞尺及限位开关使电动机断电并制动后，小车能走一段制动行程。因此，开关要安装在小车缓冲器相碰挡铁前边的一段距离。在起升机构中，坠重式限位开关装在小车卷筒的旁边，用于限制吊钩向上的极限位置，使其不能碰到小车架。限位开关的盒体伸出一个短轴，轴上固定有带重块的杠杆，它的另一端用钢丝绳悬挂一个重坠使其保持平衡。坠重上装有一个套环，这个套环在起重钢丝绳的一个分支外面，不妨碍钢

24、丝绳上下移动。在吊钩组上升到允许的极限位置时，固定在吊钩组上的挡板将坠重抬起，使悬挂它的钢绳松弛，在这时，杠杆另一端重块作用下转动约30，因此使开关盒内的电路触点断开，起升机构电动机断电停止，吊钩组不再上升。由于重力和接线关系，这时吊钩组只能向下降方向运动。若将坠重固定在一连杆上，吊钩组上升到极限位置时，撞上连杆使其绕一端固定铰摆动并且抬起固定其上的坠重，开关动作，使电动机断电。后一种布置方式使限位开关在小车台面上的位置选择较为灵活些。上述两种布置方式所用的坠重作用式限位开关，起动作都需要吊钩组的工作位置。因为它直接控制吊钩组上升极限位置，所以工作是十分可靠。但是这种装置方式比较笨重。还有起升

25、机构中应用到的另一种限位开关为螺旋式限位开关，它在卷同轴的一端安装着，利用丝杠和螺母相对运动来控制电路触动开关，丝杠的传动与卷筒的旋转保持联系，就这样限位开关通过卷筒旋转间接控制吊钩组上升的极限位置。无论哪一种限位开关，都有一个要求那就是吊钩组上升的极限位置必须与卷筒或定滑轮之间保持一定距离。 3）缓冲器与挡铁：用于减少冲击和阻止小车越轨，并且吸收小车与挡铁相撞时的动能。挡铁安装在桥架两根主梁的两端，小车缓冲器则安装在小车架上；有的将缓冲器和挡铁的位置反过来安装。偶联剂的加入能改变碳化硅颗粒的界面特性，使包覆有偶联剂的碳化硅颗粒能与实现原位凝固成型的单体（在引发剂的作用下聚合成高分子

26、聚合物）很好的结合起来。2.4单钩桥式起重机小车运行机构设计2.4.1设计目的通过学习单钩桥式起重机小车运行机构设计过程，掌握工程设计的基本方法。培养自学能力；独立思考问题、解决问题的能力；综合运用所学知识的能力。2.4.2设计内容小车总体结构设计绘制小车总图；减速器设计包括齿轮设计，轴的设计，几何尺寸设计并绘制相关图纸；制动器设计选择制动器，计算制动力矩和制动时间并绘制相关图纸；主、被动车轮组设计包括车轮种类选择，车轮组计算绘制相关图纸；联轴器、限位开关、安全尺等主要零件设计。2.4.3设计方案 单钩桥式起重机小车运行机构由电动机，联轴器，制动器，主从动轮等组成。根据设计设备的工作环境和设计

27、参数的要求选择合适的部件，充分考虑到各部件之间的装配关系避免相互干涉。   小车运行机构的传动方式有两种：1减速器位于小车主动轮中间见图2.2，这种传动方式使小车减速器输出轴及两侧传动轴所承受的扭矩比较均匀，但由于两侧都相距一定的距离就需要多添加联轴器和传动轴来传递力矩，这样使得这个机构变得笨重同时使制造成本提高。2减速器位于小车主动轮一侧见图2.3，安装和维修比较方便，但起车时小车车体有左右扭摆现象。综合考虑本设计选取第二种方案。机构中各轴的支撑均选用滚动轴承，车轮安装在心轴或转轴上。因为小车是后轮驱动的装备，从动轮不承担转矩，主动轮是动力的输入部分，安装在转轴上，减速器的输出轴与

28、轮轴用联轴器连接。因为车轮组是焊装在小车架上的，所以取下联轴器后车轮就可以单独拿下。以小车车轮做研究对象，对小车车轮做动态仿真分析。图2.2减速器装在小车中间的运行机构1-电动机；2-制动器；3-立式减速器；4-车轮；5-齿轮联轴器 6-浮动轴； 7-齿轮联轴器图2.3减速器装在小车一侧的运行机构1-电动机；2-制动器；3-立式减速器；4-车轮；5-齿轮联轴器 6-浮动轴； 7-齿轮联轴器 3小车运行机构运算3.1选择车轮与轨道并验算其强度3.1.1车轮的选择 车轮最大轮压：小车质量取 。假设轮压均布，则 车轮最小轮： 许用轮压大于，直径系可取250,350,400,500,初步选定车轮直径=

29、250mm，而后校核强度。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 1.车轮踏面疲劳计算载荷： 车轮的材料为ZG340-640， 2.线接触局部挤压强度： 式中, 许用线接触应力常数（N/mm2），由表3-8-6查得 车轮与轨道有效接触强度，查3-8-15得I=19.4mm 转速系数，C1=0.97工作级别，由表3-8-8查得C2=1.12因为PC<PC，故通过。点接触局部挤压强度： 式中，k2许用点接触应力常数（N/mm2），由3-8-6查得k2=0.132R曲率半径，车轮与轨道曲率半径中的大值。车轮R1=D/2=250/2=125mm，轨道R2=125mm，故

30、取R=125mm m由比值所确定的系数，由查得m=0.38由于，故通过。3.2运行阻力计算 P静=P摩+P坡+P风公式中：P静起重机小车运行静阻力 单位（Kg) P摩起重机小车运行摩擦阻力 单位（Kg) P坡起重机小车在有坡度轨道上运行时需要克服由起重机分力引起的阻力 单位（Kg) P风室外起重机小车运行时由风力引起的阻力 单位（Kg)1. 运行摩擦力起重机小车满载运行时的最大摩擦力 =（5000+2000）=85.4Kg公式中Q起起升载荷重量单位 G0小车自重 K滚动摩擦系数厘米见表9-2取K=0.03 d轴承内径厘米 U轴承摩擦系数，见表9-3 K附附加摩擦阻力系数，见表9-4 D轮车轮直

31、径厘米 f0摩擦阻力系数满载运行时最大坡度阻力公式中K坡坡度阻力系数，见表9-5取0.002 所以 P坡=0.027000=14Kg满载运行时最大风力P风=Cq(F起+F物）C风载体系数，见表3-8q工作状态时标准风压（Kg/m2),计算电动机功率时取q1(表3-5）F起起重机小车的挡风面积（m2),见（3-13）F物-物品的挡风面积，见表3-7P静=85.4+14+0=99.4Kg3.3电动机的选择3.3.1初选电动机满载运行时电动机的静功率 （千瓦）P静起重机小车满载运行时阻力（Kg) 在室外工作时平P静=P摩+P坡+P风 在室内工作时平P静=P摩+P坡 该起重机在室内工作V起重机小车的运

32、行速度（m/min)机构传动效率大车采用卧室此轮减速器时取0.95小车采用立式此轮减速器时取0.90m电动机个数由于该起重机在室内工作，小车采用立式此轮减速器，电动机个数为1故 N静=1.31Kw对于桥式起重机的大小车运行机构，可按照下面公式初选电动机：N=K电N静K电电动机启动时为克服惯性功率增大系数，在室内工作的起重机和装卸小车可按表9-6查取，取1.38N=1.81Kw查表33-6选取电动机YZR132M1，功率2.2千瓦，转速885r/min计算减速器的传动比和车轮转速：n轮=51.4r/min 满载运行时候电动机静力矩： 起动时间与起动平均加速度验算 满载上坡迎风的起动时间：公式中：

33、M平起电动机平均起动力矩，见表8-11 n电动机转速m/s GD电电动机转子转动惯量Kg.m2 GD联电动机轴上制动轮联轴器转动惯量Kg.m2 K其他传动件转动惯量影响系数，换算到电动机轴上可取K=1.11.2其他符号与前相同 M额=975N/n=2.42 M平起=1.52.42=3.63 =1.3s平均加速度a平=m/s2查表9-7可得小车加速度在0.4-0.7之间故a平满足起动要求3.3.2电动机发热验算 电动机的等效功率： （417） 上述公式中的为工作级别系数，查1可以得到当JC=25%时， 由1按起重机工作场所得查1图837估计得r = 1.3由上式计算可以得到选取得电动机发热条件通

34、过3.4启动时的打滑验算粘着系数，室内工作驱0.15 K粘着安全系数，因取平均起动力矩，故K=1.05-1.2该起重机取1.1小车起重时传动效率R驱min全部动轮压KgGD联电动机转矩转动惯量Kg/m2=137 137>4.42故符合要求3.5制动器选择 制动器是可以使运动部件（或运动机械）减速、停止或保持停止状态等功能的一种装置。制动器是使机械中的运动件减速和停止的机械零件。俗称刹车、闸等。制动器的主要组成部分有制架、制动件和操纵装置等。有些特殊的制动器还配有可以调节制动间隙的装置。为了使制动力矩和结构尺寸减小，制动器通常可以安装在运动机械设备的高速轴上，但是对那些安全性和稳定性能要求

35、比较高的大型设备（如煤矿提升机、大型电梯等）则必须装在靠近机械设备工作部分的低速轴上。随着现代化工业机械的不断发展制动器也出现多种多样的结构型式，主要包括钳盘式制动器、磁粉制动器以及电磁制动器等。小车t制3-4试选t制=3.5计算得现选用一台TJ2A-100制动器，其额定制动力矩20N.m考虑到所选用制动器的制动时间t制t起，在验算起重机起动不打滑条件下已知是足够安全的，故制动不打滑验算从略。本设计中所用的制动器主要用于起重、矿山、冶；金、港口、建筑等多种机械设备中，具有停车制动和支持重物等功能。工作原理:当机构断电时，主弹簧推动杆向外伸张，同时框形拉杆向里移，拉动左、右制动臂使制动瓦块压紧在

36、制动轮上，制动瓦和制动轮之间产生的摩擦力矩使机构制动。当机构通电后，电磁铁的衔铁被吸向铁芯。衔铁把推杆向右推动，进一步压缩主弹簧，这时左制动臂在电磁铁自重产生的偏心压力作用下，自动左倾，使左制动瓦块离开制动轮，左制动臂偏斜到调整螺栓的位置时受阻停止，与此同时，副弹簧使右制动臂带动右制动瓦块向右倾，使其离开制动轮，实现松闸。短行程制动器具有松闸和上闸迅速、尺寸小、自重轻、制动轮与瓦块接触均匀、便于调整等优点，但由于电磁铁吸力的限制，一般用在制动力矩较小和制动轮直径小于的机构中t制=/（M制-M静） =2.43s3.6减速器设计3.6.1齿轮传动比1.总传动比2.分配该传动装置各级传动比由传动比分

37、贝原则可得：i12=2.75 i23=2.55 i34=2.45计算各轴参数：查表得，滚动轴承，齿轮传递，联轴器传递效率分别为 I轴P1=pd.=1.810.99=1.78kwT1=II轴 P2=p1.=1.7820.990.97=1.71kw T2= III轴P3=P2.=1.710.990.97=1.64kwT3=工作轴 P4=P3.=1.640.990.97=1.57kwT4=表3.1各轴的运动和动力参数I轴 II轴 III轴IIII轴转速n(r/min)885321.81126.251.45输入功率P(kW)1.781.711.641.57输出功率P(kW)1.761.691.621.

38、55输入转矩T(N.m)19.250.74124.1303.62输出转矩T(N.m)1950.23122.86303.55传动比i2.752.552.45效率0.960.960.993.6.1I轴齿轮设计1)选用直齿圆柱齿轮传动2)选择7级精度3)材料选择，由表10-1选择小齿轮材料为45刚（调质），硬度为240HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS。4)试选小齿轮齿数，大齿轮齿数为。取Z2=54按齿面接触强度设计由公式进行计算算，即 2.32 (1)确定公式内的各计算数值初步选载荷系数Kt1.3计算小齿轮传递的转矩。 由表107选定尺宽系数d1由表106查取材料弹性影响系数为

39、由图1021d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限MPa；大齿轮的接触疲劳强度极限MPa； 由式1013计算应力循环次数60n1jLh608851（830010）1.27由图1019取得接触疲劳寿命系数:0.80；0.95计算接触疲劳许用应力取失效概率为1，安全系数S1，由式（1012）得 （2）计算试算小齿轮分度圆直径d1t，代入中较小的值。=52.4mm计算圆周速度V V=2.42m/s计算齿宽b b=d=0.6×52.4mm=31.4mm计算齿宽与齿高之比模数 =2.18mm齿高 =2.25×2.18mm=4.905mmb/h=31.4/4.905=6.4计算载荷系

40、数。根据v=2.42m/s,7级精度，由图108查得动载系数=1.11；直齿轮=1由表10-2查得使用系数KA=1由表104查得7级精度小齿轮相对支撑非对称布置时, =1.132由b/h=6.4，=1.132.查图1013查得 =1.09；故载荷系数K=KAKVKHKH=1×1.11×1×1.132=1.256按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由式（1010a）得 =mm=51.8mm计算模数m m=mm=2.16mm按齿根弯曲强度设计由式(105)得弯曲强度的设计公式为 m(1)确定公式内的各计算数值由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限=380pa；

41、大齿轮的弯曲疲劳极限强度=380MPa由10-18取弯曲寿命系数=0.85 =0.88计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4 见表（10-12）得=（）/S=230.71Mpa= （）/S=238.85Mpa计算载荷系数KK=KAKVKFKF=1×1.01×1×1.09=1.10查取应力校正系数由表105查得 =2.65；=2.30查取齿形系数 由表105查得 =1.71计算大、小齿轮的并加以比较=0.18148=0.16445小齿轮的数值大。(2)设计计算m=2.51mm对结果进行圆整处理标准值取m=3mm小齿轮齿数 =/m=51.64/317.2取1

42、8大齿轮齿数 =40(3)几何尺寸计算(1)计算中心距a=(+)/2=(45+202.5)/2=123.75mm，(2)计算大、小齿轮的分度圆直径=m=318=54mm =m=340 =120mm(3)计算齿轮宽度 b=d=32mm=32mm，=30mm 同理求的其它齿轮的几何尺寸 表3.2 I轴运动动力参数功率转矩转速齿轮分度圆直径压力角1.78Kw19.2 N·m885r/min54mm20°轴的设计(1)初步确定轴的直径先按式115-2初步估算轴的最小直径，选取轴的材料为45号钢。根据表115-3选取A0=126。于是有: 由于轴上必须开槽，所以最小直径按5%增大dm

43、in=20.2X1.05=21.21mm取22mm图3.1I轴示意图根据联轴器的轴向定位要求1-2轴段右端制出一轴间h=(0.7-0.1)d故d23=25mm d34=25+0.1x2x25=30mm2-3,4-5用轴承盖定位(2)轴上各零件选取 由于轴承只受径向力故选深沟球轴承，根据d23=25mm,查机械设计手册得尺寸dxDXB=25X52X15右端用轴承盖定位。轴承盖的宽度为20mm。由于轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑剂的要求，取端盖的外端面与联轴器右端面的距离5mm故L23=5+20+15=40mm L36=2(C1+C2)+-15=104mmL56=16mm L34=L36-L4

44、5-L56=56mm由于轴承宽度，所以取L67=15mm至此初步确定了轴的各段直径轴上零件轴向定位，联轴器、齿轮与轴的周向定位全部采取平键连接查表6-1取得联轴器键尺寸：bxhxt=6x6x45mm(3)轴的受力分析及强度校核轴的受力分析，取齿轮中间点作为力的作用点根据轴向所受的支反力，作出弯矩图，利用轴所传递的扭矩作出扭矩图如下图：水平支反力：垂直支反力：计算轴0处弯矩水平面距：垂直面弯矩计算轴0处弯矩校核轴的强度：由合成弯矩图知0面处弯矩最大处，还有键槽引起的应力集中所以0处剖面左侧为危险截面，该处轴的抗弯截面系数为根据弯矩合成应力校核轴强度，对于单向转动转轴，通常转矩根据脉动循环处理，故

45、折合系数=0.6前选定轴材料45刚，调制处理，由表151查得，因所以安全。(4) 校核轴承寿命1)校核轴承A和计算寿命查表136，按载荷系数fp=1.0-1.2,取fp=1.1，当量动载荷PA=fAFAr=1.1x287.30=316.03N<14kN该轴承寿命:LAh=2)校核轴承B和计算寿命查表136，按载荷系数fp=1.0-1.2,取fp=1.1，当量动载荷PB=fBFBr=1.1x469.4=519.3N<14kN该轴承寿命:LAh=3.7箱体设计箱体壁厚取8mm箱盖厚度取8mm箱座，箱盖，箱座底的凸缘厚度，b,b1,b2分别为15,15,25mm地脚螺栓直径及数目：df=

46、20mm n=4大齿轮齿顶圆与箱内壁距离：=10mm齿轮侧面与箱内壁距离：=5mm3.8联轴器选择联轴器用来联接不同机构中的两根轴（一般为主动轴和从动轴）可以使这两根轴共同旋转以传递扭矩的机械零件。在速度比较高的重载的动力传动中，有些联轴器还起到了缓冲、减振和提高轴系动态性能的主要用途。联轴器是由两半部分构成，并且分别与主动轴和从动轴相互连接。一般情况下电动机大多都必须用联轴器与工作机相互联接已达到共同运转的作用。联轴器有很多种不同的类型，并且根据需要连接的两跟轴的相对位置和位置的变化情况，可以将联轴器分为一下几种：固定式联轴器。主要是用于两轴要求相对严格并在工作中不能有相对位移出现的地方，固

47、定式联轴器一般具有较简单的机构，并且制造很容易，且两跟轴有着相同的瞬时转速，固定式联轴器主要可以分为：凸缘联轴器、套筒联轴器、夹壳联轴器等。可移式联轴器。在两跟轴不在一条直线上有偏斜或在工作中出现相对位移的地方应用较多，可以依据补偿位移的方法又可分为多种联轴器，可移式联轴器主要分类为：弹性可移式联轴器和刚性可以联轴器 。刚性可移式联轴器利用联轴器工作零件间构成的动连接具有某一方向或几个方向的活动度来补偿，如牙嵌联轴器（允许轴向位移）、十字沟槽联轴器（用来联接平行位移或角位移很小的两根轴）、万向联轴器（用于两轴有较大偏斜角或在工作中有较大角位移的地方）、齿轮联轴器（允许综合位移）、链条联轴器（允

48、许有径向位移）等，弹性可移式联轴器（简称弹性联轴器）利用弹性元件的弹性变形来补偿两轴的偏斜和位移，同时弹性元件也具有缓冲和减振性能，如蛇形弹簧联轴器、径向多层板簧联轴器、弹性圈栓销联轴器、尼龙栓销联轴器、橡胶套筒联轴器等。联轴器有些已经标准化。选择时先应根据工作要求选定合适的类型，然后按照轴的直径计算扭矩和转速，再从有关手册中查出适用的型号，最后对某些关键零件作必要的验算。联轴器品种、型式、规格很多，在正确理解品种、型式、规格各自概念的基础上，根据传动系统的需要来选择联轴器，一般情况下设计人员无需自行设计联轴器，只有在现有标准联轴器不能满足需要时才需自行设计联轴器。标准联轴器选购方便，价格比自

49、行设计的非标准联轴器要便宜很多。在众多的标准联轴器中，正确选择适合自己需要的最佳联轴器，关系到机械产品轴系传动的工作性能、可靠性、使用寿命、振动、噪声、节能、传动效率、传动精度、经济性等一系列问题，也关系到机械产品的质量。本设计全部采用齿轮联轴器联轴器，因为其特点是结构简单，装配、维修方便，传动能量损失小，噪音小。允许轴向、径向和角向位置，符合本设计要求。1.确定浮动轴直径前面计算减速器的输出功率为1.55kw,转速为51.45r/min选取轴的材料为45号钢。根据表115-3选取A0=126。于是有: 根据联轴器取d=50mm减速器输入端为22mm输出轴两端直径为45mm，主动轮轴端为45m

50、m,电动机轴为35mm根据电动机与输入轴，减速器轴和主动车轮轴都用用CL1连接，浮动轴与主动轮和减速器都用CL2连接。由以上计算可知联轴器所传递的转矩均小于公称转矩故选择合格4车轮运动仿真分析4.1Pro/e软件简介 本次设计中用到的三维制图软件为Pro/e，Pro/e是美国PTC公司研发的三维制图软件。Pro/e的全称叫做Pro/Engineer。Pro/e是美国参数技术公司（Parametric Technology Corporation，简称PTC）研发的重要产品。是一款集CAD/CAM/CAE功能一体化的综合性三维软件，在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位，并作为当今世界机械CA

51、D/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广，是现今最成功的CAD/CAM软件之一。 Pro/e三维建模软件具有如下特点和优势： 参数化设计和特征功能 Pro/e是采用参数化设计的、基于特征的实体模型化系统，工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、壳、倒角及圆角，您可以随意勾画草图，轻易改变模型。这一功能特性给工程设计者提供了在设计上从未有过的简易和灵活。 单一数据库 Pro/e是建立在统一基层上的数据库上，不象一些传统的CAD/CAM系统建立在多个数据库上。所谓单一数据库，就是工程中的资料全部来自一个库，使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作，不管他是哪一个部

52、门的。换言之，在整个设计过程的任何 一处发生改动，亦可以前后反应在整个设计过程的相关环节上。 例如，一旦工程详图有改变，NC（数控）工具路径也会自动更新；组装工程图如有任何变动，也完全同样反应在整个三维模型上。这种独特的数据结构与工程设计的完整的结合，使得一件产品的设计结合起来。这一优点，使得设计更优化，成品质量更高，产品能更好地推向市场，价格也更便宜。 全相关性：Pro/e的所有模块都是全相关的。这就意味着在产品开发过程中某一处进行的修改，能够扩展到整个设计中，同时自动更新所有的工程文档，包括装配体、设计图纸，以及制造数据。全相关性鼓励在开发周期的任一点进行修改，却没有任何损失，并使并行工程成为可能，所以能够使开发后期的一些功能提前发挥其作用。 基于特征的参数化造型：Pro/e使用用户熟悉的特征作为产品几何模型的构造要素。这些特征是一些普通的机械对象，并且可以按预先设置很容易的进行修改。例如：设计特征有弧、圆角、倒角等等，它们对工程人员来说是很熟悉的，因而易于使用。 装配、加工、制造以及其它学科都使用这些领域独特的特征。通过给这些特征设置参数（不但包括几何尺寸，还包括非几何属性），然后修改参数很容易的进行多次设计叠代，实现产品开发。Pro/Engineer