5吨通用桥式起重机小车设计说明书

1、机械课程设计说明书题目： 32/5 吨通用桥式起重机小车设计班级：学号：目录第1章概1 述-2第2章总体设计-22.1总体设计方案2.2-77四连杆变幅臂架系统运动学设计2.3总体尺寸规划设计任务书7第 1 章 主 起 升 机 构 计 算1.1 确 定 传动方案7，选择滑轮组和吊钩组1.2选择钢丝绳 -771.3确定卷筒尺寸并验算强度81.4初选电动机 101.5选用标准减速器 -111. 6 校核减速器输出轴强度111.7 电 动机过载验算和发热验算111.8选择制动器 121.9选择联轴器 131.10验算起动时间 131.11验算制动时间 141.12高速轴计算 15第2章副起升机构计算

2、172.1 确 定 传动方案，选择滑轮组和吊钩组 1 72.2 钢丝绳的选择 172.3 确定卷筒尺寸并验算强度 182.4 初选电动机 212.5 选用标准减速器 212.6 校核减速器输出轴强度 222 . 7 电 动 机 过 载 验 算 和 发 热 验 算 222.8 选择制动器 232.9 选择联轴器 232.10 验算起动时间 242.11 验算制动时间 252.12 高速轴计算 25第 3 章 小 车 运 行 机 构 计 算 273 . 1 确 定 机 构 传 动 方 案 273 . 2 选 择 车 轮 与 轨 道 并 验 算 其 强 度 2 83 . 3 运 行 阻 力 计 算2

3、93 . 4 选 电 动 机303 . 5 验 算 电 动 机 发 热 条 件 303 . 6 选 择 减 速 器313 . 7 验 算 运 行 速 度 和 实 际 所 需 功 率 313.8验算起动条件313.9按起动工况校核减速器功率323. 1 0验算起动不打滑条件- 333.11选择制动器333.12选择联轴器343.13验算低速浮动轴的强度- 353.14小车缓冲器36设计心得37 献39科技大学课程设计任务书学生姓名指导教师设计（论文）题目32/5 吨通用双梁桥式起重机小车设计计算学院（直属系）：机电工程学院时间： 年 月 日主要研 究容1. 小车总体设计；2. 主/ 副起升机构设

4、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 ；6. 机构部件图 2号1，机构零件图 2号 1（选其一即可）。研究方法搜集查阅与分析研究相关国外资料，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容。主要技术 指标（或 研究目 标）小车的主 / 副起升机构设计参数：起重量 32/5t ，起升高度 16/18m，起升速度 7.51/19.5m/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 45

5、m/min，轨距 2500mm，参考轮距 2800mm， 小车参考自重：约 11.5t主要参考 文献1 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 AUTOCAD实用教程 （2005 中文版 ）. ：工业大学出版社 ,20054 长揆, 傅东明. 起重机械 （第二版）. 北京：机械工业出版社 , 19855 道南 , 盛. 起重机设计课程设计指导书 . 北京：机械工业出版 社, 19916 恒, 作模. 机械原理 （第六版）. 北京：高等教育出版社 , 20007 编写

6、组编，起重机设计规 GB3811-2008. 北京：标准出版社 , 2008概述桥式起重机是桥架在高架轨道上运行的一种桥架型起重机， 又称天车。 桥式 起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行， 起重小车沿铺设在桥架上的 轨道横向运行，设置在小车上的起升机构实现货物垂直升降。三个机构的综合， 构成一立方体形的工作围， 这样就可以充分利用桥架下面的空间吊运物料， 不受 地面设备的阻碍。桥式起重机广泛地应用在室外仓库、 厂房、码头和露天贮料场等处。桥式起 重机可分为普通桥式起重机、 简易梁桥式起重机和冶金专用桥式起重机三种。 各 类桥式起重机的特点如下1) 普通桥式起重机主要采用电力驱动，一般

7、是在司机室操纵，也有远距离 控制的。起重量可达五百吨，跨度可达 60 米。2) 简易梁桥式起重机又称梁式起重机， 其结构组成与普通桥式起重机类似， 起重量、跨度和工作速度均较小。 桥架主梁是由工字钢或其它型钢和板钢组成的 简单截面梁， 用手拉葫芦或电动葫芦配上简易小车作为起重小车， 小车一般在工 字梁的下翼缘上运行。 桥架可以沿高架上的轨道运行， 也可沿悬吊在高架下面的 轨道运行，这种起重机称为悬挂梁式起重机。3) 冶金专用桥式起重机在钢铁生产过程中可参与特定的工艺操作，其基本 结构与普通桥式起重机相似， 但在起重小车上还装有特殊的工作机构或装置。 这 种起重机的工作特点是使用频繁、条件恶劣，

8、工作级别较高。主要有五种类型。4) 铸造起重机：供吊运铁水注入混铁炉、炼钢炉和吊运钢水注入连续铸锭 设备或钢锭模等用。主小车吊运盛桶，副小车进行翻转盛桶等辅助工作。5) 夹钳起重机：利用夹钳将高温钢锭垂直地吊运到深坑均热炉中，或把它 取出放到运锭车上。6) 脱锭起重机：用以把钢锭从钢锭模中强制脱出。小车上有专门的脱锭装 置，脱锭方式根据锭模的形状而定： 有的脱锭起重机用项杆压住钢锭， 用大钳提 起锭模；有的用大钳压住锭模，用小钳提起钢锭。7) 加料起重机：用以将炉料加到平炉中。主小车的立柱下端装有挑杆，用 以挑动料箱并将它送入炉。主柱可绕垂直轴回转，挑杆可上下摆动和回转。副小 车用于修炉等辅助

9、作业。8) 锻造起重机：用以与水压机配合锻造大型工件。主小车吊钩上悬挂特殊 盛料器高温液态钢包，用以支持和翻转钢包，副小车用来抬起钢包， 浇铸液态金 属。桥式类型起重机的金属结构一般由主梁和端梁组成， 分为单主梁桥架和双梁 桥架两类。 单主梁桥架由单根主梁和位于跨度两边的端梁组成， 双梁桥架由两根 主梁和端梁组成。 主梁与端梁刚性连接，端梁两端装有车轮， 用以支承桥架在高 架上运行。主梁上焊有轨道，供起重小车运行。桥架主梁的结构类型较多比较典 型的有箱形结构、四桁架结构和空腹桁架结构。箱形结构又可分为正轨箱形双梁、偏轨箱形双梁、偏轨箱形单主梁等几种。 正轨箱形双梁是广泛采用的一种基本形式， 主

10、梁由上、 下翼缘板和两侧的垂直腹 板组成，小车钢轨布置在上翼缘板的中心线上，它的结构简单，制造方便，适于 成批生产，但自重较大。偏轨箱形双梁和偏轨箱形单主梁的截面都是由上、 下翼缘板和不等厚的主副 腹板组成，小车钢轨布置在主腹板上方， 箱体的短加劲板可以省去， 其中偏轨箱 形单主梁是由一根宽翼缘箱形主梁代替两根主梁，自重较小，但制造较复杂。四桁架式结构由四片平面桁架组合成封闭型空间结构， 在上水平桁架表面一 般铺有走台板， 自重轻，刚度大，但与其它结构相比， 外形尺寸大， 制造较复杂， 疲劳强度较低，已较少生产。空腹桁架结构类似偏轨箱形主梁， 由四片钢板组成一封闭结构， 除主腹板为 实腹工字形

11、梁外， 其余三片钢板上按照设计要求切割成许多窗口， 形成一个无斜杆的空腹桁架，在上、 下水平桁架表面铺有走台板， 起重机运行机构及电气设备 装在桥架部，自重较轻，整体刚度大，这在中国是较为广泛采用的一种型式。下面具体介绍普通桥式起重机的构造。 普通桥式起重机一般由起重小车、 桥 架运行机构、桥架金属结构组成。 起重小车又由起升机构、 小车运行机构和小车 架三部分组成。起升机构包括电动机、 制动器、减速器、卷筒和滑轮组。 电动机通过减速器， 带动卷筒转动，使钢丝绳绕上卷筒或从卷筒放下，以升降重物。 小车架是支托和 安装起升机构和小车运行机构等部件的机架，通常为焊接结构。起重机运行机构的驱动方式可

12、分为两大类： 一类为集中驱动， 即用一台电动 机带动长传动轴驱动两边的主动车轮； 另一类为分别驱动、 即两边的主动车轮各 用一台电动机驱动。中、 小型桥式起重机较多采用制动器、 减速器和电动机组合 成一体的“三合一”驱动方式，大起重量的普通桥式起重机为便于安装和调整， 驱动装置常采用万向联轴器。起重机大车运行机构一般只用四个主动和从动车轮， 如果起重量很大， 常用 增加车轮的办法来降低轮压。当车轮超过四个时，必须采用铰接均衡车架装置， 使起重机的载荷均匀地分布在各车轮上。本次设计课题为 32/5t 通用桥式起重机小车设计， 主要包括起升、 运行两大 机构及其安全装置的设计计算和装配图与零部件图

13、的绘制。 将我们所学的知识最 大限度的贯穿起来，使我们学以至用、理论联系实际。培养我们的设计能力及理 论联系实际过程中分析问题、解决问题的能力。说明书所有公式格式全部应该如下所示tzh375(MnzdhM j) C GD22(Q G0)D0222ih m2644375 (2000 586.4)1.15(15.6 530 75.8)(320 6.4) 103 0.672402 42 0.8580.76 s式中， nd 电动机满载下降转速，单位为 r/min ，nd 2n0 nd 2 600 556 644 r/min ；M zh 制动力矩， M zh 2000 N.m ；M j 净阻力矩， M

14、j 586.4 N.m ；（ 该部分地区只作指导用 , 请删除 ）（去掉概述，目录要改为和后面计算容一致，不要有错别字， 公式及其文中公式 符号，必须用“公式”格式，必须采用 Word2003以前的低版本打印）. 专业资料 .第 1 章 主起升机构计算1.1 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=32t，表8-2 查取滑轮组倍率 ih =4，因而承载绳分支数为 Z=2 ih =8 G0 吊具自重载荷。得其自重为： G=2.0% Pq =0.02 320=6.4kN图 1 主起升机构简图1.2 选择钢丝绳若滑轮

15、组采用滚动轴承， ih=4, 查表得滑轮组效率 h h =0.97钢丝绳所受最大拉力maxG0 Q2hh ih320 6.42 4 0.9742kN按下式计算钢丝绳直径d=cSmax =0.096 42 =19.7mm c: 选择系数，单位 mm/ N ，用钢丝绳 b =1850N/mm2，据 M5及 b 查表得 c 值 为 0.096 。 选不松散瓦林吞型钢丝绳直径 d=20mm， 其标记为 6W(19)-20-185-I- 光-右顺 (GB1102-74)。1.3 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 D0 ：D0min h d式中 h 表示与机构工作级别和钢丝绳结构的

16、有关系数； 查表得：筒 h1=18; 滑轮 h2 =20；筒最小卷绕直径 D0min =h1 d=18 20=360；轮最小卷绕直径 D0min =h2 d=20 20=400。考虑起升机构布置卷筒总长度不宜太长，轮直径和卷筒直径一致取D=650卷筒长度HmL 2(L0 l1 l2 ) l3 2( n)t 3t t l 3 =1946.8mm。0 1 2 3 D0 3式中 L0：筒上有绳槽长度， L0 ( Hm n)t ，中安全圈 n=2，起升高度 H=16m， 0 0D0槽节矩 t=23mm，绕直径 D0 =670mm；l1：定绳尾所需长度 , 取 l1 =3 23=69mm；l2：筒两端空

17、余长度 ,取l2 =t=23mm；l3：筒中间无槽长度 , 根据滑轮组中心间距 =150， l 3 =1761mm。卷筒壁厚 =0.02D+(610)=0.02 650+(610)mm=1923mm， =20mm，进行卷 筒壁的压力计算。卷筒转速 ntmvn = 4 7.51 r/min=14.3r/min 。 D0 3.14 0.671.4 计算起升静功率Pj(Q G0)vn = (320000 6400) 7.5160 1000 = 60 1000 0.97 式中起升时总机械效率 z ch l t 0.97 0.94 0.982 0.992 =0.858z 为滑轮组效率取 0.97 ；传动

18、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PJC GPj =0.8 47.6=38.08kW式中 PJC ：JC值时的功率，位为 kW；G ：稳态负载平均系数，根据电动机型号和 JC 值查表得 G=0.8。 选用电动机型号为 YZR280M-10， PJC =55KW， nJC =556r/min ，最大转矩允许过载 倍数 m=2.8；飞轮转矩 GD2=15.5KN.m2。电动机转速 nd n0 Pj (n0 nJC) 600 47.6 (600 556) =561.92r/minPJC55式中 nd : 在起升载荷 PQ =326.

19、4kN作用下电动机转速；n0 : 电动机同步转速；PJC , nJC : 是电动机在 JC值时额定功率和额定转速。减速器总传动比：ndni起升机构减速器按静功率1.6 选用减速器561.9256114.932 =39.3，取实际速比 i =40Pj 选取，根据 Pj =47.6kW， nd =561.92r/min ， i =40，工作级别为 M5，选定减速器为 ZQH100，减速器许用功率 Pnj =79KW。低 速轴最大扭矩为 M=20500N.m减速器在 561.92r/min 时许用功率 Pnj为 Pnj= 79 561.92 =73.9955kW 600实际起升速度 vn =31.4

20、4 10 =9.98m/min31.5实际起升静功率 Pj = 39.8 31.44 =39.72kWj 31.5 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：3Pn H Q G0 n= 2.5 (320 6.4) 103 7.38 =41.78kWn m m 1000 n 1 3.3 1000 0.858 60Pn =45KW41.78kW，此题 Pn恰好与 Pjc = P25的功率相等。式中 Pn ：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=2.5； m:基准接电持续率时 , 电动机转矩允许过载

21、倍数 , 查表得 m取 1.7 ； m: 电动机个数；: 总机械效率 =0.858 。 发热验算按下式计算 :P 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%，查表得 P=43.867kW。G (Q G0 ) n 0.8 (320 6.4) 103 7.381000m1000 1 0.858P 0 n = =38.08kWP=43.867 P =38.O8kW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：M zh K zh M j式中 M zh: 制动力矩 , 单位为 N.m；K zh : 制动安

22、全系数，查表 M5得 K zh=2.0 ；M j : 下降时作用在电动机轴上的静力矩，单位为 N.m。Mj=(Q G0)D0 (320 6.4) 103 0.67 0.858 =586.4N.m2mi 2 4 40: 下降时总机械效率，通常取 0.858Mzh=M zh M j =2 586.4=1172.N.m选用 K zh =1172.8N.m选用 YWZ5-400/121制动器，其额定制动力矩 1250N.m；安装时将制动力矩调整到所需的制动力矩 K zh =2000N.m。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

23、 M,则满足要求。电动机的轴伸： d=85mm锥（ 形） ，长度 E=1700.5mm； 减速器轴伸 :d=90mm（柱形） ，长度 E=135mm； 浮动轴的轴头： d=60mm， 长度 E=107mm。选 取 梅 花 弹 性 连 轴 器 ： 型 号 为 MLL9-I-400M=2800N.m ； GD2 =132.5 4=530Kg.m；型号为 MLL9， M=2800N.m；GD2=18.95 4=75.8Kg.m2。电动机额定力矩 M nPjc559550 jc 9550 =944.69N.m n jc556计算所需力矩 M=nM n =1.5 1.8 944.69=2550.69N.

24、M式中 n：安全系数取 n=1.5 ； 刚性动载系数，取8 1.8 。M=2800M=2550.69N.M所选连轴器合格。1.10 验算起动时间起动时间：n2 tq375(Mq M j)c(GD )nd32(Q G0) 103 D02 22im561.92375 (1605.97 796.5) 1.15(15.6 530 75.8)32(320 6.4) 103 0.67240 2 42 0.858=1.3s式中： (GD2)1= (GD2)d+ (GD2)l+ (GD2)z=15.6+530+75.8=621.4kN.m静阻力矩：Mj3(Q G0)D0 =(320 6.4) 103 0.67

25、 =796.5N.m2mi2 40 4 0.858电动机启动力矩：Mq=1.7 M n=1.7944.69=1605.97N.m平均起动加速度：aqn = 7.38q t q 60 1.3 60=0.095m/s2a q =0.095 m/s 2 a =0.2 m/s 2 电动机启动时间合适。1.11 验算制动时间制动时间：tzh375(Mzdh M j) C GD22(Q G0)D0222ih m= 644375 (2000 586.4)1.15(15.653075.8)32 (320 6.4) 103 0.672 22402 42 0.858=0.76snd ：电机满载下降转速，单位为 r

26、/min ；nd =2n0 nd=2 600-556=644r/minM zh =2000N.mM j =586.4N.mV 7.83 平均制动减速器速度 azhVn = 7.83 =0.17m/s 2 a =0.2m/s 2，所以t zh60 0.76 60制动时间也合适。1.12 高速轴计算1.12.1 疲劳计算轴受脉动扭荷，其等效扭矩：M 1 1M e 2 71.72 143.43kgf .m式中： 1 2 等效系数，由表查得； M e相应于季候工作类型的电动机额定力矩传至计算轴的力矩。N e( 25%)42M e 975 e(25%) 975 71.72kgf .mn1( 25%)57

27、1由上节选择联轴器中 , 已确定浮动轴端直径 因此扭转应力为 :W d 332d=55 .238.0kgf .m许用扭转应力 :oh n1轴材料用 45 钢,6000kgf /cm2 ，3550kgf /cm20.22 b 1320 kgf /cm2 ；2s 0.6 s 2130 kgf /cm2M 1 14343K kx k m 考虑零件几何形状和零件表面状况的应力集中系数 ;kx 与零件几何形状有关 , 对于零件表面有急剧过度和开键槽及紧配合区段, kx =1.52.5 ；km 与零件表面加工光洁度有关, 对于 5,km 1.151.2; 对于3,km 1.25 1.35;此处取 K=2

28、1.25=2.5h 考虑材料对应力循环不对称的敏感系数 , 对碳钢 , 低合金刚，取h =0.2.nI安全系数,查表得 nI =1.6.因此tok2 1320 611.1kgf /cm2，故tn tok通过(2.5 0.2) 1.61.12.2 静强度计算轴的最大扭矩： :M 2c2M j 2 79.65 159.3kgf .m式中: c2 动力系数 ,由表查得 , 因轴的工作速度较高 ,取 c2=2；M j 按照额定起重量计算轴受静力矩 , M J 79.65kgf .m 。最大扭转应力 :M 2 159.30 2 max 3264kgf /cmmaxW 8.5332许用扭转应力 :s 21

29、30 2 2 s 1331.25kgf /cm2 n21.6式中: n 2 安全系数，由表查得 n2 =1.6t max 17kW 1000实际起升速度 vn=19.5 15.865 =19.334m/min；16实际起升静功率 Pj =18.17 15.865 =18.02kW。j 16 用类载荷校核减速器输出轴的径向载荷，最大力矩。PnHmmQ G01000= 2.1n 1 2.5(49 0.98) 1031000 0.89419.34 =15.136kW602.7 电动机过载验算和发热验算 过载验算按下式计算：Pn =17KW15.136kW，此题 Pn恰好与 Pjc = P25的功率相

30、等。式中 Pn: 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，查表得 m取 2.5 ； m: 电动机个数；: 总机械效率 =0.894 。发热验算按下式计算 :P P【特别注意：这些公式上下文中都用Word2003以前的低版本的“公式”格式打印】 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=150，JC 值=25%，查表得 P=15.393kW；G (Q G0 )1000mn 0.8 (4930.98) 10 319.3419.34 =14

31、.42kW1000 1 0.894P=15.363 P =14.42kW 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M zh K zh M j 式中 M zh 制动力矩，单位为 N.m；K zh ：制动安全系数，查表 M5得 K zh=2.0；M j ： 下降时作用在电动机轴上的静力矩，单位为 N.m；M j =(Q G0 )D02mi (49 0.98) 103 0.41 0.894 =143.12N.m2 4 16 ：下降时总机械效率，通常取 0.894M zh=M zh M j=2 143.12=286.24N.m根据选用 M zh =286.24N.m选用 YWZ5

32、 315/30 制动器，其额定制动力矩 400N.m；安装时将制动力矩调整到所需的制动力矩 K zh =290N.m。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。电动机的轴伸： d=55mm锥（ 形） ，长度 E=820.5mm； 减速器轴伸： d=50mm柱（ 形） ，长度 E=85mm； 浮动轴的轴头： d=45mm， 长度 E=84mm。选 取 梅 花 弹 性 连 轴 器 ： 型 号 为 MLL6-I-200 ， M=630N.m ； GD2 =6.7 4=26.8Kg.m2；型号为 MLL6， M

33、=630N.m；GD2=1.85 4=7.4Kg.m2。Pjc17电动机额定力矩 M n 9550 jc 9550 =170N.m计算所需力矩 M=nn jc9558M n =1.5 2.0 170=510N.m式中 n ：安全系数取 n=1.5 ；8 ：刚性动载系数，取 82.0 ；M=630M=510N.M所选连轴器合格。2.10 验算起动时间起动时间：ndtq 375(M q M j)c(GD )(Q G0) 103 D02 22im= 951.9375 (289 179.07)1.15 (1.5 26.87.4)32(49 0.98) 103 0.41216 2 42 0.894=1.

34、0s式中： (GD2)1= (GD2)d+ (GD2)l+ (GD 2 )z=1.5+26.8+7.4=35.7kN.m静阻力矩：Mj(Q G0)D0 =(49 0.98) 103 0.41=179.07N.m 2mi 2 16 4 0.894电动机启动力矩：Mq=1.7 M n=1.7 170=289N.m平均起动加速度：19.34naq tq 60 1.0 60=0.32m/s 2a q =0.32 m/s 2 a =0.4 m/s 2电动机启动时间合适。2.11 验算制动时间 制动时间：tzhndC GD 2zh 375(M zh M j)2(Q G0)D0222ih m= 951.93

35、75 (290 143)1.15(1.526.87.4)32 (49 0.98) 103 0.412 22162 42 0.894=0.85snd ：电机满载下降转速，单位为 r/min ；nd =2n0 nd=2 1000-951.9=1048.1r/minM zh =290N.mM j =143N.m平均制动减速器速度 azhVn = 19.34t zh60 0.85 60=0.37m/s 2 a =0.4m/s 2所以制动时间也合适。2.12 高速轴计算2.12.1 疲劳计算：轴受脉动扭荷 , 其等效扭矩：M 11M e 2 16.9 33.8kgf .m 式中： j 1等效系数,由表查

36、得 j 1=2； M e相应于季候工作类型的电动机额定力矩传至计算轴的力矩N e( 25%)17M e 975 e(25%) 97516.9kgf .mn1(25%)977由上节选择联轴器中 , 已确定浮动轴端直径 d=45 . 因此扭转应力为 :M1 W185.4kgf.cm33.83许用扭转应力 : oh 2 1 1 kn1轴材料用 45 钢, b 6000kgf /cm2 ，s 3550kgf /cm20.22 b 1320kgf /cm2 ；0.6 s 2130kgf /cm20.2 4.53K kx k m 考虑零件几何形状和零件表面状况的应力集中系数 ;kx 与零件几何形状有关 ,

37、 对于零件表面有急剧过度和开键槽及紧配 合区段, kx =1.52.5 ；km 与零件表面加工光洁度有关, 对于 5,km 1.151.2; 对于 3,km 1.25 1.35;此处取 K=2 1.25=2.5h 考虑材料对应力循环不对称的敏感系数 , 对碳钢 , 低合金刚，取h =0.2.nI安全系数,查表得 nI =1.6.因此 tok2 1320(2.5 0.2) 1.6611.1kgf /cm2故tn t ok 通过。2.12.2 静强度计算 : 轴的最大扭矩 :M 2 c2M j 2 179.07 358.14kgf .m式中: c2 动力系数, 由表查得 ,因轴的工作速度较高 ,

38、取 c2=2；M j 按照额定起重量计算轴受静力矩 , M j 179.07kgf .m最大扭转应力 :M 2358.14 2max 3 196.5kgf /cmW 0.2 4.53许用扭转应力 :s 2130 2 2 s 1331.25kgf /cm n21.6式中: n2 安全系数，由表查得 n2 =1.6t max 1.6由表选择车轮：当运行速度 60m/min，2.8工作级别 M5 时，车轮直Gxc径 D=400，轨道为 38kgf/m 轻轨的许用轮压为 13.4t ，故可用。3.2.1 疲劳计算：疲劳计算时的等效载荷： Qd 2Q 1.1 32000 35200 kgf 式中 2 ：

39、效系数？ ，由表查得 1.1车轮的计算轮压： Pjmax Q 2 1Gxc 32000 1.1 11300 1 46500 kgf根据点接触情况计算接触疲劳应力：2 1 2 2 1 2jd 40003 pj()2 =40003 46500()2 27442.5 kgf /cm2jd j D r 40 30式中： r=9cm 轨顶弧形半径，由表查得。对于车轮材料，由表查得接触许用应力 jd 24000 30000kgf / cm2 ，因此，jd jd ，故疲劳计算通过。3.2.2 强度校核最大计算轮压： Pj max k 2Pmax 1.0 17000 17000kgf 。式中： k2冲击系数

40、, 由表第类载荷当运行速度 v 1m/ sec时， k2 k1 1 点接触时进行强度校核的接触应力：d max40003 p j max (D r )=40003 3500(325 91)218509.4kgf /cm2车轮材料用 ZG55-C ，由表查得：2 dmax 20000 23000kgf /cm2 ，dmax d max强度校合通过。3.3 运行阻力计算摩擦力矩：Mm(Q Gxc)(kd2)由表知 Dc =400mm车轮的轴承型号为 22213c 调心滚子轴承，轴承径和外径的 平均值 d=92.5mm；由表查得： 滚动轴承摩擦系数 k=0.0006 ；轴承摩擦系数0.015，附加阻

41、力系数1.5。代入上式得： 当满载时运行阻力矩：M m(Q Gxc )(kd2)=1.5 (32000 11300) (0.0006 0.0150.0925)=84 kgf .m运行摩擦阻力： Pm(Q Q)当无载时运行阻力矩：M m(Q Q)84420kgfM m(Q 0)Gxc (k2)=1.5 11300 (0.0006 0.0150.0925)2)=22运行摩擦阻力： Pm(Q 0)3.4 选电动机M m(Q 0)22=110kgf电动机静功率 : ：NJPj xc = 420 42.4 =3.23kw102 60 m 102 60 0.9 1DC20.42式中： pj = Pm(Q=

42、Q) 满载运行时静阻力； m=1 驱动电动机台数。初选电动机功率： N kdN j 0.9 3.23 2.91kw式中 kd ：电动机功率增大系数，表查得 kd =0.9 。查表选用电动机 YZR-160M1-6, Ne =5.5kw ； n1 =1000r / min ；22(GD2)d =0.41kgf.m2 ；电动机重量 Gd =153.5kg 。3.5 验算电动机发热条件 等效功率： Nx k25 N j 0.75 1.12 3.23 2.71kw式中： k25 工作类型系数 , 由表查得 0.75；根据 tq t0.2 值查得 =1.12。由此可知， Nx Ne故初选电动机发热条件通过。3.6 选择减速器v42.4车轮转速： nc vxc42.433.8rpmcDc 3.14 0.4n1 1000机构传动比： i0nc33.829.59查表选用 ZSC600-V-1减速器：i0 31.2；N重级 6.21kw，可见 Nj tq(Q=Q) 故所选电动机满足季候快速起动要求。3.9 按起动工况校核减速器功率 起动状况减速器传递的功率：NPdvxc102 60 mQ G xcvxc 式中： Pd PjPPgjg60tq(Q Q )= 420(3200011300 )40.211060 4.421076.5kgf计算载荷：m 运 行 机 构 中 同 一 级 传 动 减 速