单钩桥式起重机小车运行机构设计

I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=25mmd34=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=40mmL36=2(C1+C2)+-15=104mmL56=16mmL34=L36-L45-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，故折合系数=0.6前选定轴材料45刚，调制处理，由表15—1查得，因所以安全。校核轴承寿命1)校核轴承A和计算寿命查表13—6，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13—6，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=20mmn=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：①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。②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[1]15-3选取A0=126。于是有:QUOTE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45mm,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（ParametricTechnologyCorporation，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CAD/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是软件包，并非模块，它是该系统的基本部分，其中功能包括参数化功能定义、实体零件及组装造型，三维上色，实体或线框造型，完整工程图的产生及不同视图展示（三维造型还可移动，放大或缩小和旋转）。Pro/Engineer是一个功能定义系统，即造型是通过各种不同的设计专用功能来实现，其中包括：筋（Ribs）、槽（Slots）、倒角（Chamfers）和抽壳（Shells）等，采用这种手段来建立形体，对于工程师来说是更自然，更直观，无需采用复杂的几何设计方式。这系统的参数比功能是采用符号式的赋予形体尺寸，不象其他系统是直接指定一些固定数值于形体，这样工程师可任意建立形体上的尺寸和功能之间的关系，任何一个参数改变，其他相关的特征也会自动修正。这种功能使得修改更为方便和可令设计优化更趋完美。造型不单可以在屏幕上显示，还可传送到绘图机上或一些支持Postscript格式的彩色打印机。Pro/Engineer还可输出三维和二维图形给予其他应用软件，诸如有限元分析及后置处理等，这都是通过标准数据交换格式来实现，用户更可配上Pro/Engineer软件的其它模块或自行利用C语言编程，以增强软件的功能。它在单用户环境下（没有任何附加模块）具有大部分的设计能力，组装能力（运动分析、人机工程分析）和工程制图能力（不包括ANSI，ISO，DIN或JIS标准），并且支持符合工业标准的绘图仪（HP，HPGL）和黑白及彩色打印机的二维和三维图形输出。Pro/Engineer功能如下：1．特征驱动（例如：凸台、槽、倒角、腔、壳等）；2．参数化（参数=尺寸、图样中的特征、载荷、边界条件等）；3．通过零件的特征值之间，载荷/边界条件与特征参数之间（如表面积等）的关系来进行设计；4．支持大型、复杂组合件的设计（规则排列的系列组件，交替排列，Pro/PROGRAM的各种能用零件设计的程序化方法等）。5．贯穿所有应用的完全相关性（任何一个地方的变动都将引起与之有关的每个地方变动）。其它辅助模块将进一步提高扩展Pro/ENGINEER的基本功能。4.2小车车轮动态仿真分析小车的起动加速，制动减速是非常短暂的，因此对小车车轮做动态仿真分析是非常有必要的，这样可以更好的了解这一过程，并且对小车运行机构有了更深刻的认识。4.2.1建模装配通过拉伸、旋转等一系列命令建立三维模型并且装配。图4.1小车机构装配图4.2.2分析建立初始条件如图图4.2初始条件2加载力并写相关数据对实际数据进行处理，并且编辑时间图4.3力的定义分析选择类型动态，填写合适的持续时间、帧数、帧频最小间隔，使小车车轮运行更接近实际，并且更好的看清楚运行过程。图4.4分析定义5结论参考国家和行业标准，完成单钩桥式起重机小车运行机构设计，遵循机械设计中强度准则和刚度准则，较好的满足起重机的使用功能要求。小车运行机构中减速器位于小车主动轮一侧，既满足性能要求又使安装和维修比较方便。选择齿轮联轴器该联轴器外形尺寸小，传递扭矩大，允许被连接的轴之间有较大的偏移量，对安装精度要求较低，工作可靠。选择TJ2A-100电磁块式制动器该制动器具有体积小、动作快质量轻，结构简单、成本低等优点通过小车车轮仿真分析，对小车运行机构了有了深刻的深刻的了解谢辞毕业设计是我们大学生活中很重要的一个课题，本设计是在指导老师的悉心指导和帮助下完成的。从课题选择到完成倾注着老师的心血，在此谨向她的辛勤培养和悉心关怀表示感谢。我们设计小组内诸位同学的交流氛围和严谨的治学态度为本设计提供了非常好的客观条件，衷心感谢本小组的各位同学的帮