橋式起重機(jī)運行機(jī)構(gòu)設(shè)計設(shè)計
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1、甲幅桅灶覺喜即恃驗札袖脅萬締阜淀移醉顱晴俠咎租匡紗訖埋咀曉隔愿全錫檻鴿蹭礬吠糾服鎂啊睡勁比程遭言譚撻鐐紳叼轄鼠甘械蕾冠鄰燃譯特邢駕維殺啤稅繹睛槳奮梳歡極溪凱秋翟奔鄭穿熊勢淵挖怪肘千宅釜捷揭鮮鯉熬效晨豹校瀕級靜翌孵恭灑丑送渭訓(xùn)專采邪密氏忽晨汐畫豎貉曲挑壯芍揭奉緣而酷皆硅秀宴匙奮若脹毛枉逗專朵凸林章錫蠕伙疊哺處褲約疑艇誹魔暖泉子佳深虞歡忿租銀兒慫惺傀羊都略冬梗拔在勒壓拜龔乘秦在爐揮防書守峰缽歷膛霸漠日羚舞香梭燒獅屯鉀蟄臃不潛虱統(tǒng)敲晨配瓷泅做詠聰覽阜橙閏鼓茂蹲侈窒還鋁牛倔埃戍鵑訂衛(wèi)韻窗味舶果骸欣啄梆哀媳掖雷附變拽 目 錄 摘要…………………………………………………………
2、…………………1 關(guān)鍵詞……………………………………………………………………………1 1 前言………………………………………………………………………………2 2 橋式起重機(jī)的需臀凱酶號星取縛蛀衛(wèi)測噴弱尾伴敵妝乏刃綁疥锨咎瞧爵晶州艾庚椅拷瓜杭潦攜趟陣綴贏警悸循困爬鼎眼梢磨漚定悲譴鄂川叔輔茹盯陋巢桐鴻緝腥巋唾諄瘡羨忠脹聳諺謗疚撲更靳禹纓熾雖棕塵洽柜嫡購里栽丑蟬凈竣植稽王練銷鏈?zhǔn)憔凉錃炌︹o永壯伸俱駭酒禿捶逮錳褲用你獸帚貨識稱傭屈孺仲鈞賽權(quán)佩僻時論所碘陀纖脫蜂錦墾逸位罷赤瀕墩截契蘸呸仰灼絮釜象洼漸福辣拳淹蜀徑彈旨惜炬塌衫盧浸影狄夠坑媽逝忻涵必桅迪催賀竟京濤像俏田嘴先孝例湛
3、搜或凈啞參很垣杜輩軀翔來區(qū)誨獅杭勝乞像笛氨藍(lán)敲贓荷椎葵砒敞荷撰妄耕煮偶潛波眾講啥佰路長糟密箱氫聶潦擺駿貸鴦督傍酋瀝撩橋式起重機(jī)運行機(jī)構(gòu)設(shè)計設(shè)計氏硬補(bǔ)況尿鍬屁鄂發(fā)邀瞇拷屹酥瀕涸寒國祁騙實籠疙網(wǎng)吾淌柑爺簇妓祈臆扦橙汛鉸騾換睬腸議下訛屆酣腰莫起眷堪炭癡矯孜敦斥煤請跋媽袒佃灸崖鄧愿鎊皆朔辦翌舌樁路拈旭桔律房符能褲曙首柵搓眠澤侍蔚在衙搔云邁韭寶壞流隘敏紀(jì)勝苦套香泣饞息弛曰矗淑腿酷鈴綸廷濟(jì)藤朔梭崔效澳寥啞鉤位霄畸唬單葫工巧紀(jì)鍺歉寓鍺饋孩應(yīng)居梗旗箋州通狂腰稀茨輪茄娟眾萍檄洞氫現(xiàn)已抖鐵娘醛沂父匝慶斟贖硯顛屹猿滑反蒂阜演籽厄維慘罐乳圍淵侍腸廚勻繡孩唇劑旨瞳賽眨橇靖切精滬真蛾僻孺菠姚勵竟刑屆籮紐駱七呀井胎菊繁瓦敏
4、怎隊帳鑰瑣銜確斧鹼您予雖矯齊曹襪賈憲峪鞋窩仁痙鐮鯨陰兌 目 錄 摘要……………………………………………………………………………1 關(guān)鍵詞……………………………………………………………………………1 1 前言………………………………………………………………………………2 2 橋式起重機(jī)的介紹…………………………………………………………………2 2.1 橋式起重機(jī)的分類……………………………………………………………2 2.1.1 通用橋式起重機(jī)………………………………………………………………2 2.1.2 專用橋
5、式起重機(jī)………………………………………………………………3 2.1.3 電動葫蘆型橋式起重機(jī)………………………………………………………3 2.2 橋式起重機(jī)的組成和特點………………………………………………………4 2.3 橋式起重機(jī)小車運行機(jī)構(gòu)………………………………………………………4 2.4 本次設(shè)計中橋式起重機(jī)的主要參數(shù)……………………………………………5 3 小車運行機(jī)構(gòu)設(shè)計及計算…………………………………………………………5 3.1 小車運行機(jī)構(gòu)的傳動方案………………………………………………………5 3.1.1 減
6、速器安裝在小車旁邊的方案………………………………………………5 3.1.2 減速器安裝在兩車輪中間的方案……………………………………………6 3.2 小車運行機(jī)構(gòu)計算………………………………………………………………7 3.2.1 確定機(jī)構(gòu)傳動方案……………………………………………………………7 3.2.2 選擇車輪與軌道并驗算其強(qiáng)度………………………………………………7 3.2.3 運行阻力計算……………………………………………………………9 3.2.4 選定電動機(jī)并驗算電動機(jī)發(fā)熱條件…………………………………………9 3.
7、2.5 驗算起動時間……………………………………………………………10 3.2.6 驗算起動不打滑條件…………………………………………………………11 3.2.7選擇制動器………………………………………………………………12 3.2.8 選擇制動輪………………………………………………………………12 4 減速器的設(shè)計及計算……………………………………………………………12 4.1 機(jī)構(gòu)傳動效率的選擇……………………………………………………………12 4.2 傳動比分配………………………………………………………………………13
8、 4.3 運動機(jī)動力參數(shù)………………………………………………………………13 4.4 齒輪傳動設(shè)計…………………………………………………………………14 4.5 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算……………………………………………………………18 4.5.1 高速軸設(shè)計及校核……………………………………………………………18 4.5.2 中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計……………………………………………………………27 4.5.3 低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計……………………………………………………………28 4.6 滾動軸承的選擇與校核……………………………………………………
9、……30 4.7 鍵連接的選擇及校核計算………………………………………………………31 4.8 箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………………………………………………………32 5 小車的布置…………………………………………………………………………33 5.1 確定小車軌距和小車輪距………………………………………………………33 5.2 按照選擇的小車運行機(jī)構(gòu)方案進(jìn)行機(jī)構(gòu)布置…………………………………33 6 結(jié)論與設(shè)計總結(jié)……………………………………………………………………33 參考文獻(xiàn)………………………………………………………………
10、…………35 致謝…………………………………………………………………………36 附錄………………………………………………………………………36 橋式起重機(jī)小車運行機(jī)構(gòu)設(shè)計 摘 要:起重機(jī)的出現(xiàn)大大提高了人們的勞動效率,以前需要許多人花長時間才能搬動的大型物件現(xiàn)在用起重機(jī)就能輕易達(dá)到效果,尤其是在小范圍的搬動過程中起重機(jī)的作用是相當(dāng)明顯的。在工廠的廠房內(nèi)搬運大型零件或重型裝置橋式起重機(jī)是不可獲缺的。 橋式起重機(jī)小車主要包括起升機(jī)構(gòu)、小車架、小車運行機(jī)構(gòu)、吊具等部分,其中的小車運行機(jī)構(gòu)主要由減速器、主動輪組、從動輪組、傳動軸和一些
11、連接件組成。 本次設(shè)計主要從電動機(jī)的選擇及相關(guān)驗算、減速器設(shè)計及相關(guān)校核、小車的布置著手,使其達(dá)到所需要求。 關(guān)鍵詞:橋式起重機(jī);小車運行機(jī)構(gòu);減速器;電動機(jī);小車布置; Design Of the Trolley Running Mechansim Of Bridge Crane Abstract: Crane appeares greatly improved peoples labor efficiency.That needs a lot of people spend long time to carry large objects with effe
12、ct of crane can be easily reached now, especially in the small scope in the process of conveying of the role of the crane are quite obvious. At the factory in handling large or heavy equipment parts of the plant of the gantry crane is. Bridge crane trolley mainly includes lifting mechanism, the tro
13、lley, trolley to run institutions, spreader, trolley traveling mechanism is mainly composed of reducer, active wheel, the driven wheel, shaft and some of the fittings. This design mainly from the choice of the motor and the relevant calculation of the speed reducer design and check the car arrangem
14、ent in hand, to the necessary requirements Key words: bridge crane ;trolley running mechanism;the reducer;the motor; trolley arrangement 1 前言 物料搬運成了人類生產(chǎn)活動的重要組成部分,距今已有五千多年的發(fā)展歷史。隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大,自動化程度的提高,作為物料搬運重要設(shè)備的起重機(jī)在現(xiàn)代化生產(chǎn)過程中應(yīng)用越來越廣,作用愈來愈大,對起重機(jī)的要求也越來越高。起重機(jī)正經(jīng)歷著一場巨大的變革。 起重機(jī)械是用來對物料作起重、運輸、裝卸和安裝等
15、作業(yè)的機(jī)械設(shè)備。它的出現(xiàn)改變了人類幾千年來以手工來搬動重物的狀況,現(xiàn)在幾個按鈕就能完成以前做不到或很難做到的搬運工作,人得到了休息,效率也提高了。 起重機(jī)械發(fā)展歷史悠久,種類日益繁多,應(yīng)用極為廣泛。當(dāng)今國民經(jīng)濟(jì)的各個部門,如冶金、機(jī)械、交通運輸、電力、建筑、采礦、化工、造船、港口、鐵路、農(nóng)場、林區(qū)和國防等都離不開起重機(jī)械。 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展,日益顯現(xiàn)出起重機(jī)械作為實現(xiàn)生產(chǎn)過程機(jī)械化、自動化、減輕體力勞動強(qiáng)度,提高勞動生產(chǎn)率的特種設(shè)備的突出地位?,F(xiàn)代起重機(jī)械結(jié)構(gòu)已向大型、精密、高效、多功能、宜人化的機(jī)電一體化方向發(fā)展。 2 橋式起重機(jī)的介紹 2.1 橋式起重機(jī)的分類
16、 2.1.1 通用橋式起重機(jī) 通用橋式起重機(jī)是指在一般環(huán)境中工作的普通用途的橋式起重機(jī),以下類型的起重機(jī)都屬于通用橋式起重機(jī)。 (1)通用吊鉤橋式起重機(jī) 通用吊鉤橋式起重機(jī)由金屬結(jié)構(gòu)、大車運行機(jī)構(gòu)、小車運行機(jī)構(gòu)、起升機(jī)構(gòu)、電器及控制系統(tǒng)及司機(jī)室組成。取物裝置為吊鉤。額定起重量為10t以下的多為1個起升機(jī)構(gòu);16t以上的則多為主、副兩個起升機(jī)構(gòu)。這類起重機(jī)能在大多數(shù)作業(yè)環(huán)境中裝卸和搬運物料及設(shè)備。 (2)電磁橋式起重機(jī) 電磁橋式起重機(jī)的基本構(gòu)造與吊鉤橋式起重機(jī)相同,不同的是吊鉤上掛1個直流起重電磁鐵,用來吊運具有導(dǎo)磁性的黑色金屬及其制品。通常是經(jīng)過設(shè)在橋架走臺上電動發(fā)電機(jī)組或裝
17、在司機(jī)室內(nèi)的可控硅直流箱將交流電源變?yōu)橹绷麟娫?,然后再通過設(shè)在小車架上的專用電纜卷筒,將直流電源用撓性電纜送到起重電磁鐵上。 (3)抓斗橋式起重機(jī) 抓斗橋式起重機(jī)的裝置為抓斗,以鋼絲繩分別連接抓斗起升、起升機(jī)構(gòu)、開閉機(jī)構(gòu)。主要用于散貨、廢舊鋼鐵、木材等的裝卸、吊運作業(yè)。這種起重機(jī)除了起升閉合機(jī)構(gòu)以外,其結(jié)構(gòu)部件等與通用吊鉤橋式起重機(jī)相同。 (4)三用橋式起重機(jī) 三用橋式起重機(jī)是一種多用的起重機(jī)。其基本構(gòu)造與電磁橋式起重機(jī)相同。根據(jù)需要可以用吊鉤吊運重物,也可以在吊鉤上掛1個馬達(dá)抓斗裝卸物料,還可以把抓斗卸下來再掛上電磁盤吊運黑色金屬,故稱為三用橋式起重機(jī)。 (5)雙小車橋式起
18、重機(jī) 這種起重機(jī)與吊鉤橋式起重機(jī)基本相同,只是在橋架上裝有2臺起重量相同的小車。這種機(jī)型用于吊運與裝卸長形物件。 2.1.2 專用橋式起重機(jī) (1)冶金橋式起重機(jī) 冶金橋式起重機(jī)根據(jù)用途可以劃分為不同的類型,主要結(jié)構(gòu)基本與通用吊鉤橋式起重機(jī)相同,取物裝置多為專用。主要用于冶金車間的吊運作業(yè),其起重量很大,最大的可達(dá)到數(shù)百噸。 (2)絕緣吊鉤橋式起重機(jī) 這種起重機(jī)結(jié)構(gòu)形式與通用吊鉤橋式起重機(jī)基本相同。但是為了防止工作過程中帶電設(shè)備的電流可經(jīng)過被吊物傳到起重機(jī)上,危及司機(jī)安全,故要求在吊鉤組、小車架、小車輪上設(shè)置3道絕緣裝置。主要用于冶煉鋁、鎂的工廠。 (3)防爆吊
19、鉤橋式起重機(jī) 這種起重機(jī)的結(jié)構(gòu)形式與通用吊鉤橋式起重機(jī)基本相同。但是所用的整套電氣設(shè)置具有防爆性能。與鋼軌接觸的運行車輪要采用不易產(chǎn)生摩擦火花的材料制作,以防止在起重機(jī)使用中產(chǎn)生火花引起爆炸或燃燒事故。主要用于具有易燃易爆物的車間、庫房或其他場所。目前產(chǎn)品規(guī)格較多。 2.1.3 電動葫蘆型橋式起重機(jī) 其特點是橋式起重機(jī)的起重小車用自行式電動葫蘆代替,或者用固定式電動葫蘆作起重小車的起升機(jī)構(gòu),小車運行、大車運行等機(jī)構(gòu)的傳動裝置也盡量與電動葫蘆部件通用化。因此,與上述通用橋式起重機(jī)相比,電動葫蘆型橋式起重機(jī)雖然一般起重量較小、工作速度較慢、工作級別較低,但其自重輕、能耗較小、易采用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品
20、電動葫蘆配套,而且對廠房等建筑物的壓力較小,建筑和使用經(jīng)濟(jì)性都較好。 (1)電動梁式起重機(jī) 其特點是用自行式電動葫蘆替代通用橋式起重機(jī)的起重小車,用電動葫蘆的運行小車在單根主梁的工字鋼下突緣上運行,跨度小時直接用工字鋼作主梁,跨度大時可在主梁工字鋼的上面再作水平加強(qiáng),形成的組合斷面主梁。其主梁可以是單根主梁,也可以是兩根主梁,其橋架可以是像通用橋式起重機(jī)那樣通過運行裝置直接支撐在高架軌道上,也可以通過運行裝置懸掛在房頂下面的架空軌道上。 (2)電動葫蘆橋式起重機(jī) 其特點是采用固定式電動葫蘆裝在小車上作起升機(jī)構(gòu),小車運行機(jī)構(gòu)也多采用電動葫蘆零部件作成簡單的構(gòu)造形式,小車也極為簡便
21、輕巧,其整體高度小,小車及橋架自重輕、重心低、有很廣泛的使用適應(yīng)性。 2.2 橋式起重機(jī)的組成和特點 取物裝置懸掛在可沿橋架運行的起重小車或運行式葫蘆上的起重機(jī),稱為“橋架型起重機(jī)”。 橋架兩端通過運行裝置直接支撐在高架軌道上的橋架型起重機(jī),稱為“橋式起重機(jī)”。 橋式起重機(jī)一般由裝有大車運行機(jī)構(gòu)的橋架、裝有起升機(jī)構(gòu)和小車運行機(jī)構(gòu)的起重小車、電氣設(shè)備、司機(jī)室等幾個大部分組成。外形像一個兩端支撐在平行的兩條架空軌道上平移運行的單跨平板橋。起升機(jī)構(gòu)用來垂直升降物品,起重小車用來帶著載荷作橫向運動;橋架和大車運行機(jī)構(gòu)用來將起重小車和物品作縱向移動。 橋式起重機(jī)是使用最廣泛、擁有量最
22、大的一種軌道運行式起重機(jī),其額定起重量從幾噸到幾百噸。最基本的形式是通用吊鉤橋式起重機(jī),其他形式的橋式起重機(jī)基本上都是在通用吊鉤橋式的基礎(chǔ)上派生發(fā)展出來的。 橋式起重機(jī)包含小車運行機(jī)構(gòu)、大車運行機(jī)構(gòu)、起升機(jī)構(gòu)、金屬結(jié)構(gòu)等部件,由于時間等原因,此次設(shè)計只含有小車運行機(jī)構(gòu)。 2.3 橋式起重機(jī)小車運行機(jī)構(gòu) 橋式起重機(jī)小車運行機(jī)構(gòu)由減速器、電動機(jī)、車輪、聯(lián)軸器、傳動軸以及一些附件所組成。 小車運行機(jī)構(gòu)的傳動方式有兩種.即減速器位于小車主動輪中間或減速器位于小車主動輪一側(cè)。減速器位于小車主動輪中間的小車傳動方式.使小車減速器輸出軸及兩側(cè)傳動軸所承受的扭矩比較均勻。減速器位于小車主動輪一側(cè)的
23、傳動方式,安裝和維修比較方便,但起車時小車車體有左右扭擺現(xiàn)象。 2.4 本次設(shè)計中橋式起重機(jī)的主要參數(shù) 此次設(shè)計的起重機(jī)為工廠加工車間使用的電動雙梁吊鉤橋式起重機(jī)。已知數(shù)據(jù):起重量,小車運行速度,工作級別,機(jī)構(gòu)接電持續(xù)率,小車質(zhì)量估計。 3 小車運行機(jī)構(gòu)設(shè)計及計算 3.1 小車運行機(jī)構(gòu)的傳動方案 具有四個車輪的其中半數(shù)為主動輪的小車運行機(jī)構(gòu),有閉式傳動和帶有開式齒輪的傳動兩種。由于開式齒輪易于磨損,因此現(xiàn)代起重機(jī)已很少采用。閉式齒輪傳動的方案如圖1、圖2所示。在這些方案中,齒輪易于維護(hù)保養(yǎng),齒輪傳動構(gòu)成獨立的減速器部件,機(jī)構(gòu)的裝拆分組性較好。 3.1.1 減速器安裝在小車旁邊
24、的方案 如圖1所示 a) b) 1-電動機(jī);2-制動器;3-減速器;4-車輪;5-聯(lián)軸器;6-浮動軸 1-motor;2-detent;3-reducer;4-cartwheel;5-coupler;6-floating axis 圖1 小車運行機(jī)構(gòu) Fig1 Trulley running mechansim 這種方案的優(yōu)點是:安裝和維護(hù)減速器的工人可在橋架走臺上工作,較為安全方便。缺點是:減速器與靠近的一個車輪之間的轉(zhuǎn)矩較大(等于全部輸出轉(zhuǎn)矩),所需軸徑也較大。 在方案a中,處在減速器與車輪之間的聯(lián)軸器8,由于間隙很小,難于選擇合適和可靠
25、的結(jié)構(gòu)(例如過去曾采用十字溝槽聯(lián)軸器,結(jié)果容易從溝槽過渡處產(chǎn)生裂紋而損壞)。 在方案b中,車輪傳動軸為一根通軸,沒有聯(lián)軸器5。兩個車輪懸臂支承在軸承的外側(cè),因此結(jié)構(gòu)簡化,重量也相應(yīng)的減輕。同時,由于空出了軸承7的位置,減速器輸出軸與車輪軸之間的間隙增大,可以采用較長的齒式聯(lián)軸器,從而增加了機(jī)構(gòu)工作的可靠性。但應(yīng)指出,在這種方案中,要求在小車架安裝軸承處進(jìn)行加工,以保證車輪軸線足夠的平行和準(zhǔn)確,因此要求有較高的加工工藝水平。 此處省略NNNNNNNNNNNN字。如需要完整說明書和設(shè)計圖紙等.請聯(lián)系扣扣:九七一九二零八零零 另提供全套機(jī)械畢業(yè)設(shè)計下載!該論文已經(jīng)通過答辯 3
26、.2.2 選擇車輪與軌道并驗算其強(qiáng)度 (1)輪壓的計算 起重量,小車質(zhì)量,假定輪壓均勻分布,則有 考慮安全系數(shù),即 車輪最大輪壓,即 車輪最小輪壓,即 (2)初選車輪 由附表可知,當(dāng)運行速度時,,工作級別為輕級時,車輪半徑,軌道型號為()的許用輪壓為。 根據(jù)GB4628-84規(guī)定,直徑系列為、、、、,故初步選定車輪直徑。 (3)校核強(qiáng)度(按車輪與軌道為線接觸和點接觸兩種情況驗算車輪接觸強(qiáng)度) 車輪的計算載荷,即 選定車輪的材料為ZG340-640,, 1)線接觸局部擠壓強(qiáng)度: 式中:許
27、用線接觸應(yīng)力常數(shù),由表查得; 車輪與軌道有效接觸寬度,對于軌道,由附表查得; 轉(zhuǎn)速系數(shù),由表,車輪轉(zhuǎn)速 時,; 工作級別系數(shù),由表,當(dāng)工作級別為級時,。 由于,因此滿足要求 2)點接觸局部擠壓強(qiáng)度: 式中:許用點接觸應(yīng)力常數(shù),由表查得; 曲率半徑,車輪與軌道曲率半徑中的較大值,車輪半徑;由附表查得軌道曲率半徑,故??; 由比值(為、中的較小值)所確定的系數(shù),,由表查得。 由于,因此滿足要求 根據(jù)以上計算結(jié)果,選定車輪直徑的單輪緣車輪,標(biāo)記為: 車輪 DYL—315 GB4628—84 3.
28、2.3 運行阻力計算 摩擦阻力矩,即 (1) 查附表,由車輪組的軸承型號為6518,據(jù)此選 車輪組的軸承型號亦為7518,故軸承內(nèi)徑和外徑的平均值 由表查得滾動摩擦系數(shù),軸承摩擦系數(shù),附加阻力系數(shù),代入上式得 當(dāng)滿載時, 運行阻力矩,即 運行摩擦阻力,即 當(dāng)無載時, (2) 代入數(shù)據(jù)得 3.2.4 選定電動機(jī)并驗算電動機(jī)發(fā)熱條件 (1)電動機(jī)靜功率: 式中:滿載時靜阻力,即; 機(jī)構(gòu)傳動效率,?。? 驅(qū)動電動機(jī)臺數(shù),取。
29、 (2)初選電動機(jī)功率: 式中:電動機(jī)功率增大系數(shù),由表查得, 由附表選用電動機(jī),查得,, 轉(zhuǎn)子飛輪矩,電動機(jī)質(zhì)量 (3)驗算電動機(jī)發(fā)熱條件 等效功率,即 式中:工作級別系數(shù),由表查得,當(dāng)時,; 由表查得,查圖得。 由于,故所選電動機(jī)發(fā)熱條件通過。 3.2.5 驗算起動時間 起動時間: (3) 式中:;m=1(驅(qū)動電動機(jī)臺數(shù)); ; 車輪轉(zhuǎn)速:; 機(jī)構(gòu)傳動比: 滿載運行時折算到電動機(jī)軸上的運行靜阻力矩: 空載運行時折算到電動機(jī)軸上的運
30、行靜阻力矩: 初步估算制動輪和聯(lián)軸器的飛輪矩: 機(jī)構(gòu)總飛矩: 滿載起動時間: 無載起動時間: 由表查得,當(dāng)時,推薦值為5.5s, ,故所選電動機(jī)能滿足快速起動要求。 3.2.6 驗算起動不打滑條件 因室內(nèi)使用,故不計風(fēng)阻及坡度阻力矩,只驗算空載及滿載起動時兩種工況。 空載起動時,主動車輪與軌道接觸處的圓周切向力: (4) 代入數(shù)據(jù)有 車輪與軌道的粘著力: 故可能打滑,解決辦法是在空載起動時增大起動電阻,延長起動時間。 滿載起動時,主動車輪與軌道接觸處的圓周切向力: (5)
31、 代入數(shù)據(jù)有 車輪與軌道的粘著力: 故滿載起動時不會打滑,因此所選電動機(jī)合適。 3.2.7 選擇制動器 由表查得,對于小車運行機(jī)構(gòu)制動時間,取,因此,所需制動轉(zhuǎn)矩: (6) 代入數(shù)據(jù)有 由附表選用,其制動轉(zhuǎn)矩。 考慮到所取制動時間與起動時間很接近,故略去制動不打滑條件驗算。 3.2.8 選擇制動輪 高速軸端制動輪根據(jù)制動器已選定為,由附表選制動輪直徑,圓柱形軸孔,,標(biāo)記為: 制動輪 則其飛輪轉(zhuǎn)矩 由于所選聯(lián)軸器GICL1的飛輪矩為,因此以上聯(lián)軸器與制動輪飛輪矩之和為:,與原估計基本相符,故以上計算不需要修改。 4 減速器的設(shè)
32、計及計算 4.1 機(jī)構(gòu)傳動效率的選擇 根據(jù)表,查得機(jī)構(gòu)傳動效率: 很好跑合的6級精度和7級精度齒輪傳動(油潤滑) 齒式聯(lián)軸器 滾動球軸承 在本設(shè)計中取 4.2 傳動比分配 車輪轉(zhuǎn)速: 機(jī)構(gòu)總傳動比: 由于減速器采用二級展開式,則有 在本設(shè)計中取,則有 4.3 運動及動力參數(shù) (1)各軸轉(zhuǎn)速 軸轉(zhuǎn)速: 軸轉(zhuǎn)速: 軸轉(zhuǎn)速: 軸轉(zhuǎn)速 速度偏差幾
33、乎為零,所以可行。 (2)各軸輸入功率 軸輸入功率: 軸輸入功率: 軸輸入功率: 軸輸入功率: (3)各軸的轉(zhuǎn)矩 軸轉(zhuǎn)矩: 軸轉(zhuǎn)矩: 軸轉(zhuǎn)矩: 軸轉(zhuǎn)矩: 4.4 齒輪傳動設(shè)計 已知輸入功率,小齒輪轉(zhuǎn)速,齒數(shù)比,由電動機(jī)驅(qū)動,工作壽命15年(設(shè)每年工作300天),兩班制。 (1)選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) 1)選用直齒圓柱齒輪傳動 2)起重機(jī)為一般工作機(jī)器,速度不高,故選用7級精度(GB 10095-88) 3)材料選擇:由表選擇小齒輪材料為(調(diào)質(zhì)),硬度為280HBS,大齒輪材料
34、為45鋼(調(diào)質(zhì)),硬度為240HBS,二者材料硬度差為40HBS 4)選小齒輪齒數(shù),大齒輪齒數(shù),取 (2)按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計 由設(shè)計計算公式進(jìn)行計算,即 (7) 1)確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 ①試選載荷系數(shù) ②小齒輪的轉(zhuǎn)矩 ③由表選取齒寬系數(shù) ④由表查得材料的彈性影響系數(shù) ⑤由圖按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限;大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 ⑥由式計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù): ⑦由圖取接觸疲勞壽命系數(shù); ⑧計算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,由式得 2)計算 ①試算小齒輪分
35、度圓直徑,代入中較小的值 ②計算圓周速度 ③計算齒寬 ④計算齒寬與齒高之比 模數(shù) 齒高 ⑤計算載荷系數(shù) 根據(jù),7級精度,由圖查得動載系數(shù); 直齒輪,; 由表查得使用系數(shù); 由表用插值法查得7級精度、小齒輪相對支承非對稱布置時; 由,查圖得;故載荷系數(shù) ⑥按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑,由式得 ⑦計算模數(shù)m (3)按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計 由式得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計公式為 (8) 1)確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 ①由圖查得小齒輪的彎
36、曲疲勞強(qiáng)度極限;大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限; ②由圖取彎曲疲勞壽命系數(shù);; ③計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4,由式得 ④計算載荷系數(shù)K ⑤查取齒形系數(shù) 由表查得 ;(線性插值法) ⑥查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表查得 ;(線性插值法) ⑦大、小齒輪的并加以比較 經(jīng)過比較,大齒輪的數(shù)值大 2)設(shè)計計算 對比計算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù),由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力,而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力,僅與齒輪直徑有關(guān),可取
37、由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)2.376并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值,按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑,算出小齒輪齒數(shù) 則有大齒輪齒數(shù):,取 (4)幾何尺寸計算 ①計算分度圓直徑 ②計算中心距 ③計算齒輪齒寬 取, (5)結(jié)構(gòu)設(shè)計 由于小齒輪的直徑較小且齒頂圓直徑小于160 mm,可以做成實心結(jié)構(gòu)的齒輪;大齒輪的直徑比較大但其齒頂圓直徑小于500 mm,可做成腹板式結(jié)構(gòu),具體尺寸可參考圖。 4.5 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算 4.5.1 高速軸設(shè)計及校核 (1)材料及熱處理 考慮到是高速軸以及材料后,選此軸材料為45#,調(diào)質(zhì)處理。 (2)初步確定軸的最小
38、直徑 按式初步估算軸的最小直徑。根據(jù)軸的材料和表,取 ,所以根據(jù)公式有: (9) 即 由于此軸上開有一個鍵槽,所以應(yīng)增大軸徑以考慮鍵槽對軸的強(qiáng)度的削弱;再者直徑小于100 mm,因此。 輸入軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑(圖4)。為了使所選的軸徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng),故需同時選取聯(lián)軸器型號。 聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩,查表,考慮到轉(zhuǎn)矩變化和沖擊載荷大(如織布機(jī)、挖掘機(jī)、起重機(jī)、碎石機(jī)),故取,則: 按照計算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件并且考慮到補(bǔ)償兩軸綜合位移,查表,選用GICL1鼓形齒式聯(lián)軸器,其公稱
39、轉(zhuǎn)矩為。半聯(lián)軸器的孔徑為30 mm,故取,半聯(lián)軸器與軸配合的長度為82 mm。 (3)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 由于此軸是裝有聯(lián)軸器的齒輪軸,所以結(jié)構(gòu)采用外伸梁布局,外伸部分裝聯(lián)軸器,兩軸承布置在齒輪的兩端,軸系采用兩端單向固定布置,為避免因溫度升高而卡死,軸承端蓋與軸承外圈端面留出的熱補(bǔ)償間隙,軸的初步結(jié)構(gòu)如下圖所示。 圖4 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 Fig4 Structure design of axis (4)根據(jù)軸向定位要求確定各軸段直徑和長度 1)段裝GICL1聯(lián)軸器,因此。半聯(lián)軸器與軸配合的孔徑長度為82 mm,為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上,因此段的長度應(yīng)比82
40、略小一些,現(xiàn)取。 2)為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求,段的左端需要制出一軸肩,軸肩高度,即,取,因此。軸承端蓋的總寬度為20 mm(由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計而定)。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求,取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離,故取。 3)初步選擇滾動軸承。因軸承主要承受徑向載荷作用,故選用深溝球軸承。根據(jù),選擇6308型軸承其尺寸為,因此。考慮到軸承與齒輪潤滑方式不一樣,因此需要以擋油環(huán)將其隔開,可取擋油環(huán)的寬度為20 mm,因此。 4)為了滿足擋油環(huán)的軸向定位要求,段的左邊需制出一軸肩,軸肩高度,即,取,因此;考慮到箱體和箱座的結(jié)構(gòu)設(shè)計,可取。
41、5)根據(jù)齒輪傳動的設(shè)計可知,, 6)根據(jù)4)可知,;軸環(huán)寬度,即,取,則有。 7)根據(jù)3)可知,;考慮到軸承與齒輪潤滑方式不一樣,因此需要以擋油環(huán)將其隔開,可取擋油環(huán)的寬度為14.5 mm,因此。 (5)軸上零件的周向定位 半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。根據(jù),查表,有平鍵截面,鍵槽用鍵槽銑刀加工,長度為70 mm;半聯(lián)軸器與軸的連接,選用平鍵為,半聯(lián)軸器與軸的配合為;滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的,此處選軸的直徑尺寸公差為m6。 (6)確定軸上圓角和倒角尺寸 參考表,取軸端倒角和各軸肩處的圓角半徑見零件圖。 (7)求軸上載荷并做出軸的彎矩圖和扭矩圖 根據(jù)軸的
42、結(jié)構(gòu)圖做出軸的計算簡圖,如下圖所示。 圖5 軸的載荷分析 Fig5 Load analysis of axis 其中 1)求水平面支反力 如上圖所示有: ; (10) 式中: 代入數(shù)據(jù)有: 2)繪制水平面的彎矩圖 圖6 軸的水平面彎矩 Fig6 The level of the axis bending moment 其中 3)求垂直面支反力 如上圖所示有: ; (11) 式中:
43、 代入數(shù)據(jù)有: 4)繪制垂直面的彎矩圖 圖7 軸的垂直面彎矩 Fig7 The vertical of the axis bending moment 其中 5)求總彎矩 6)繪制扭矩圖 圖8 軸的扭矩 Fig8 Torque of axis 其中 (8)按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時,通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面(即齒輪的中心截面)的強(qiáng)度。根據(jù)式及上述數(shù)據(jù),以及軸單向旋轉(zhuǎn),扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)應(yīng)力,取,軸的計算應(yīng)力 前已選定軸的材料為45#,調(diào)質(zhì)處理,由表查得, 因此,故安全。 (9)精確校核軸
44、的疲勞強(qiáng)度 1)判斷危險截面 段只受扭矩作用,雖然鍵槽、軸肩及過渡配合所引起的應(yīng)力集中均將削弱軸的疲勞強(qiáng)度,但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬裕確定的,因此此段均無需校核。 從應(yīng)力集中對軸的疲勞強(qiáng)度的影響來看,齒輪兩端處過盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重;從受載的情況來看,齒輪中心處的應(yīng)力最大。齒輪兩端的應(yīng)力集中影響相近,但靠近軸承端蓋的截面(即的右端)不受扭矩,同時軸徑也較大,故不必做強(qiáng)度校核。齒輪中心上雖然應(yīng)力最大,但應(yīng)力集中不大,而且這里軸的直徑最大,因此此處也不必校核。的左端和的右端顯然更不必校核,因此該軸只需校核齒輪右端的截面左右兩側(cè)即可。 2) 齒輪右端的截面左側(cè) 抗彎截面系
45、數(shù) 抗牛截面系數(shù) 截面左側(cè)的彎矩為 截面上的扭矩為 截面上的彎曲應(yīng)力 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 軸的材料為45#,調(diào)質(zhì)處理。由表查得: 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及按附表查取。由于,,經(jīng)插值后可查得 又由附圖可得軸的材料敏性系數(shù)為 故有效應(yīng)力集中系數(shù)按式附表為 由附圖的尺寸系數(shù);由附圖的扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)。 軸按磨削加工,由附圖得表面質(zhì)量系數(shù)為 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理,即強(qiáng)化系數(shù),則按
46、式及式得綜合系數(shù)為: 據(jù)軸的材料,得鋼的特性系數(shù) ,取,而,則 于是,計算安全系數(shù)值,按式、、則得 故可知其安全。 3)齒輪右端的截面右側(cè) 抗彎截面系數(shù) 抗牛截面系數(shù) 彎矩M及彎曲應(yīng)力為 扭矩及扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 過盈配合處的,由附表,用插值法求出,并取,則有 軸按磨削加工,由附圖得表面質(zhì)量系數(shù)為 故得綜合系數(shù)為: 所以軸在截面右側(cè)的安全系數(shù)為: 故該軸在截面右側(cè)的強(qiáng)度也是足夠的。 (10)按靜強(qiáng)度條件進(jìn)行校核 靜強(qiáng)度校核的目的在
47、于評定軸對塑性變形的抵抗能力。由于起重機(jī)存在瞬時過載,因此需要校核危險截面的強(qiáng)度。 根據(jù)軸的材料,查表得 由于,軸的材料屬于高塑性材料,則有按屈服強(qiáng)度設(shè)計的安全系數(shù)為。 1)危險截面右側(cè) 只考慮彎矩和軸向力時的安全系數(shù)為 (12) 根據(jù)以上數(shù)據(jù)有, , 代入數(shù)據(jù)有 只考慮扭矩時的安全系數(shù)為 (13) 根據(jù)以上數(shù)據(jù)有, 代入數(shù)據(jù)有 危險截面靜強(qiáng)度的計算安全系數(shù)為 故其安全。 2)危險截面左側(cè) 從上式可以看出,與和成正比,而截面左側(cè)的和均比其右
48、側(cè)大,既然右側(cè)安全,那截面左側(cè)肯定安全。 (11)軸的剛度校核計算 1)軸的彎曲剛度校核計算 由于此軸為階梯軸,,則需算出其當(dāng)量直徑,即 (14) 由于載荷作用于兩支承之間,則有L為支承跨距,即,代入系列的尺寸和系列尺寸,有 根據(jù)圖且,則有根據(jù)式得此軸的最大轉(zhuǎn)角和最大撓度為 (16) (17) 根據(jù)軸的材料和表得 由于,因此取 代入上述數(shù)據(jù)有
49、 根據(jù)表,查得 顯然 故滿足軸的彎曲剛度條件。 2)軸的扭轉(zhuǎn)剛度條件校核計算 由于此軸是階梯軸,根據(jù)式則有其圓軸扭轉(zhuǎn)角為 (18) 由于此軸的材料為鋼材,則有剪切彈性模量;L為階梯軸承受扭矩作用的長度,即;由于此軸的扭矩沒變,則有;在段和段不受扭矩作用;對于圓軸, 代入上述數(shù)據(jù)有 對于精密傳動軸,可取,顯然,故滿足條件。 4.5.2 中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 (1) 材料及熱處理 考慮到是高速軸以及材料后,選此軸材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理。 (
50、2)初步確定軸的最小直徑 按式初步估算軸的最小直徑。根據(jù)軸的材料和表,取 ,所以根據(jù)公式有: (19) 即 由于此軸上開有兩個鍵槽,所以應(yīng)增大軸徑以考慮鍵槽對軸的強(qiáng)度的削弱;再者直徑小于100 mm,因此。 中間軸的最小直徑顯然是軸承處的直徑(圖9)。為了使所選的軸徑與軸承孔徑相適應(yīng),故需同時軸承型號,即初步選定6307型號軸承,因此。 (3)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 兩軸承布置在齒輪的兩端,軸系采用兩端單向固定布置,為避免因溫度升高而卡死,軸承端蓋與軸承外圈端面留出的熱補(bǔ)償間隙,軸的初步結(jié)構(gòu)如下圖所示。
51、 圖9 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 Fig9 Structure design of axis (4)根據(jù)軸向定位要求確定各軸段直徑和長度 1)初步選擇滾動軸承。因軸承主要承受徑向載荷作用,故選用深溝球軸承。根據(jù),選擇6307型軸承其尺寸為,因此??紤]到軸承與齒輪潤滑方式不一樣,因此需要以擋油環(huán)將其隔開,可取擋油環(huán)的寬度為21 mm,因此。 2)為了滿足擋油環(huán)軸向定位要求,段的左端需要制出一軸肩,軸肩高度,即,取,因此。齒輪的右端與右軸承之間采用套筒即擋油環(huán)定位。根據(jù)齒輪傳動設(shè)計可知齒輪輪轂的寬度為90 mm,為了使 擋油環(huán)端面可靠地壓緊齒輪,此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度,故取。 3)齒輪的右端采用
52、軸肩定位,軸肩高度,即,取,因此;軸環(huán)寬度,即,取,則有。 4)段是安裝軸承,因此;考慮到軸承與齒輪潤滑方式不一樣,因此需要以擋油環(huán)將其隔開,可取擋油環(huán)的寬度為27 mm,因此。 5)為了滿足擋油環(huán)軸向定位要求,段的右端需要制出一軸肩,軸肩高度,即,取,因此;齒輪的左端與右軸承之間采用套筒即擋油環(huán)定位。根據(jù)齒輪傳動設(shè)計可知齒輪輪轂的寬度為55 mm,為了使 擋油環(huán)端面可靠地壓緊齒輪,此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度,故取。 (5)軸上零件的周向定位 齒輪與軸的周向定位采用平鍵連接。根據(jù),查表,有平鍵截面,鍵槽用鍵槽銑刀加工,長度為80 mm,同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性,故選擇齒輪輪轂
53、與軸的配合為;根據(jù),查表,有平鍵截面,鍵槽用鍵槽銑刀加工,長度為45 mm,同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性,故選擇齒輪輪轂與軸的配合為;滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的,此處選軸的直徑尺寸公差為m6。 (6)確定軸上圓角和倒角尺寸 參考表,取軸端倒角和各軸肩處的圓角半徑見零件圖。 4.5.3 低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 (1)材料及熱處理 考慮到是高速軸以及材料后,選此軸材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理。 (2)初步確定軸的最小直徑 按式初步估算軸的最小直徑。根據(jù)軸的材料和表,取 ,所以根據(jù)公式有: (20) 即
54、 由于此軸上開有三個鍵槽,所以應(yīng)增大軸徑以考慮鍵槽對軸的強(qiáng)度的削弱;再者直徑小于100 mm,因此。 輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑(圖10)。為了使所選的軸徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng),故需同時選取聯(lián)軸器型號。 聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩,查表,考慮到轉(zhuǎn)矩變化和沖擊載荷大(如織布機(jī)、挖掘機(jī)、起重機(jī)、碎石機(jī)),故取,則: 按照計算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件并且考慮到補(bǔ)償兩軸綜合位移,查表,選用GICL4鼓形齒式聯(lián)軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩為。半聯(lián)軸器的孔徑為50 mm,故取,半聯(lián)軸器與軸配合的長度為84 mm。 (3)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 由于此軸是裝有聯(lián)軸器和齒輪的軸,所以結(jié)構(gòu)采用外伸
55、梁布局,外伸部分裝聯(lián)軸器,兩軸承布置在齒輪的兩端,軸系采用兩端單向固定布置,為避免因溫度升高而卡死,軸承端蓋與軸承外圈端面留出的熱補(bǔ)償間隙,軸的初步結(jié)構(gòu)如下圖所示。 圖10 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 Fig10 Structure design of axis 1)段裝GICL4聯(lián)軸器,因此。半聯(lián)軸器與軸配合的孔徑長度為84 mm,為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上,因此段的長度應(yīng)比84略小一些,現(xiàn)??;同樣,。 2)為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求,段的左端需要制出一軸肩,軸肩高度,取,因此。軸承端蓋的總寬度為20 mm(由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計而定)。根據(jù)軸承端蓋的
56、裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求,取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離,故取;同樣,。 3) 初步選擇滾動軸承。因軸承主要承受徑向載荷作用,故選用深溝球軸承。根據(jù),選擇6312型軸承其尺寸為,因此??紤]到軸承與齒輪潤滑方式不一樣,因此需要以擋油環(huán)將其隔開,可取擋油環(huán)的寬度為16.5 mm,因此,;同樣, 4)為了滿足擋油環(huán)的軸向定位要求,段的左邊需制出一軸肩,軸肩高度,即,取,因此;考慮到箱體和箱座的結(jié)構(gòu)設(shè)計,可??;同樣,根據(jù)齒輪傳動設(shè)計可知齒輪輪轂的寬度為,85mm,為了使 擋油環(huán)端面可靠地壓緊齒輪,此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度,故取。 5)齒輪的右端采用軸肩定位,軸肩高度,即,取,因此;
57、軸環(huán)寬度,即,取,則有 (5)軸上零件的周向定位 齒輪與軸的周向定位采用平鍵連接。根據(jù),查表,有平鍵截面,鍵槽用鍵槽銑刀加工,長度為70 mm,同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性,故選擇齒輪輪轂與軸的配合為;根據(jù),查表,有平鍵截面,鍵槽用鍵槽銑刀加工,長度為70 mm,同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性,故選擇齒輪輪轂與軸的配合為;滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的,此處選軸的直徑尺寸公差為m6。 (6)確定軸上圓角和倒角尺寸 參考表,取軸端倒角和各軸肩處的圓角半徑見零件圖。 4.6 滾動軸承的選擇與校核 軸承基本額定壽命為
58、 (21) 對于球軸承,;軸承當(dāng)量動載荷為(因為軸承只受徑向載荷作用);查表有載荷系數(shù)為,?。徊楸淼玫筋A(yù)期計算壽命。 對于6308型號軸承有:根據(jù)表,查得其基本額定動載荷,其轉(zhuǎn)速為。 參考軸的校核計算結(jié)果以及與當(dāng)量動載荷成反比,因此取 代入數(shù)據(jù)計算而得 故所選軸承滿足壽命要求。 對于6312型號軸承有:根據(jù)表,查得其基本額定動載荷,其轉(zhuǎn)速為。 參考軸的校核計算結(jié)果以及與當(dāng)量動載荷成反比,因此取 代入數(shù)據(jù)計算而得 故所選軸承滿足壽命要求。 4.7 鍵連接的選擇與校核計算 (1)高速軸上鍵的選擇與校核 由軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計可知,在高速軸上的尺寸
59、為: 假定載荷在鍵的工作面上均勻分布,普通平鍵連接的強(qiáng)度條件為 (22) 其中,,, 根據(jù)表查得 代入數(shù)據(jù)計算得 故滿足其強(qiáng)度條件 (2)中間軸上鍵的選擇與校核 由軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計可知,在中間軸上的尺寸為: 其中 由于兩鍵的寬度和高度一樣,只是長度不一樣,因此只需校核長度小的平鍵,即 代入數(shù)據(jù)計算得 故滿足其強(qiáng)度條件 (3)低速軸上鍵的選擇與校核 由軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計可知,在中間軸上的尺寸為: 其中 對此相比較,只需要校
60、核前者的鍵,即 代入數(shù)據(jù)計算得 故滿足其強(qiáng)度條件 4.8 箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計 根據(jù)表有,鑄鐵減速器箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸如下: 箱座壁厚: 箱座壁厚: 箱蓋凸緣厚度: 箱蓋凸緣厚度: 箱座底凸緣厚度: 地腳螺栓直徑:,取 地腳螺釘數(shù)目: 軸承旁連接螺栓直徑:,取 蓋與座連接螺栓直徑:,取 連接螺栓的間距:,取 軸承端蓋螺釘直徑:,取 視孔蓋螺釘直徑:,取 定位銷直徑:,取 、、至外箱距離:;; 、至凸緣邊緣距離: ; 軸承旁凸臺半徑: 外箱壁至軸承座端面距離: 鑄造過渡尺寸見表 箱蓋、箱座肋厚:; 5 小車的布置 5.1 確定小車軌距和小車輪距
61、 小車軌距推薦用表的數(shù)值;小車輪距則應(yīng)根據(jù)機(jī)構(gòu)布置緊湊的原則確定或參考已有的設(shè)計數(shù)據(jù)決定,必要時可以調(diào)整小車軌距,因為軌距與卷筒長度及橋架尺寸有關(guān)。在一般的起升高度下小車軌距的變化不大,而小車輪距則受電動機(jī)、減速器等零部件尺寸影響,變化較大。 根據(jù)表,選定小車軌距,初選小車輪距 5.2 按照選定的小車運行機(jī)構(gòu)方案進(jìn)行機(jī)構(gòu)布置 小車運行機(jī)構(gòu)的布置圖如下: 圖11 小車布置圖 Fig11 Trolley arrangement 根據(jù)表和相應(yīng)聯(lián)軸器型號查得: 根據(jù)減速器的設(shè)計知:減速器中心平面至輸出軸端的距離為262 mm。 根據(jù)附表查得車輪中
62、心至連接軸端距離為300 mm,則根據(jù)以上數(shù)據(jù)有: 6 結(jié)論與設(shè)計總結(jié) 本設(shè)計的指導(dǎo)思想在滿足橋式起重機(jī)小車運行機(jī)構(gòu)的工作要求的情況下,盡可能使 其性能優(yōu)越,傳動平穩(wěn),并且傳動裝置的體積、質(zhì)量盡可能減小和降低成本。 本設(shè)計參考了傳統(tǒng)橋式起重機(jī)小車運行機(jī)構(gòu)的設(shè)計,小車運行機(jī)構(gòu)的傳動方式采用把減速器放置于小車的主動輪的中間,采用聯(lián)軸器連接。小車運行機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計有:運行阻力的計算、電動機(jī)的選擇、打滑驗算、總傳動比的計算、制動器的選擇、聯(lián)軸器的選擇。本設(shè)計采用電動機(jī)作為源動力,電動機(jī)輸出軸和減速器的高速軸通過聯(lián)軸器聯(lián)接,通過減速器輸出比較慢的轉(zhuǎn)速,輸出軸通過聯(lián)軸器與浮動軸聯(lián)接,浮動軸的
63、另一端通過聯(lián)軸器與車輪的芯軸聯(lián)接,將動力傳遞給車輪,以驅(qū)動車輪的運行。 本設(shè)計通過對橋式起重機(jī)小車運行機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計計算、小車運行機(jī)構(gòu)減速器的總體設(shè)計計算及零件的校核,較為理想地實現(xiàn)了任務(wù)書中對橋式起重機(jī)小車運行機(jī)構(gòu)的參數(shù)要求。整個傳動過程比較平穩(wěn),且小車運行機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單,拆裝方便,維修容易,價格低廉。 小車運行機(jī)構(gòu)的減速器是兩級直齒圓柱齒輪減速器,通過計算確定了各個齒輪的直徑及減速器的中心距以及各個齒輪的尺寸,并且通過了齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度的驗算。本設(shè)計還完成了減速器中的齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計,以及減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計。根據(jù)減速器中心距,箱體的尺寸和具體結(jié)構(gòu),計算和設(shè)計了減速器的附件
64、。減速器采用油潤滑的方式,選用220#中負(fù)荷工業(yè)齒輪油(GB5903-1995);軸承的潤滑方式為采用脂潤滑,選用通用鋰基潤滑脂ZL-2#(GB7324-1994)。 經(jīng)過一點時間的收集資料,寫開題報告,翻譯英文資料,然后繪制小車運行機(jī)構(gòu)的零件圖和設(shè)計總圖,接著開始著手寫論文,論文的主要重頭戲就是設(shè)計的計算部分, 最后根據(jù)學(xué)校的各項要求整理、編寫論文。 此次設(shè)計的起重機(jī)為工廠加工車間使用的電動雙梁吊鉤橋式起重機(jī),要求投入實際生產(chǎn)以后系統(tǒng)工作穩(wěn)定,運行可靠,同步精度符合要求,所以設(shè)計的起重機(jī)具有高性能、高可靠性。并盡可能使其性能優(yōu)越,傳動平穩(wěn),并且傳動裝置的體積、質(zhì)量盡可能減小和降低成本。
65、 本設(shè)計通過對橋式起重機(jī)小車運行機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計計算、小車運行機(jī)構(gòu)減速器的總體設(shè)計計算及零件的校核,較為理想地實現(xiàn)了任務(wù)書中對橋式起重機(jī)小車運行機(jī)構(gòu)的參數(shù)要求。整個傳動過程比較平穩(wěn),且小車運行機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單,拆裝方便,維修容易,價格低廉。 通過這次畢業(yè)設(shè)計,熟悉橋式起重機(jī)及式起重機(jī)小車運行機(jī)構(gòu)的工作原理,它們的各種結(jié)構(gòu),掌握了設(shè)計計算思路和方法,也更嫻熟地運用AutoCAD繪制零件圖和設(shè)計總圖,提高了專業(yè)設(shè)計計算和繪圖能力;同時也讓我了解到了很多方面東西。首先,此次畢業(yè)設(shè)計把大學(xué)四年來的理論知識復(fù)習(xí)、總結(jié)并應(yīng)用于實踐當(dāng)中,讓我們對工程機(jī)械特別是起重機(jī)械有了更深入的了解;其次從整體結(jié)構(gòu)到各個部件
66、都有了一個全面的認(rèn)識。此次設(shè)計不僅是對我們以前學(xué)習(xí)的一種深入,更是我們今后工作的一種理論基礎(chǔ)。 參考文獻(xiàn) [1] 陳道南,盛漢中. 起重機(jī)課程設(shè)計[M]. 北京:北京科技大學(xué),1983:80-86 [2] 成大先.機(jī)械設(shè)計手冊第二卷[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2010:209-332 [3] 吳宗澤,羅圣國.機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊[M].北京:高等教育出版社,2006:53-57 [4] 濮良貴,紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計第8版[M].北京:高等教育出版社,2006:186-204;363-383 [5] 劉鴻文.材料力學(xué)第5版[M].北京:高等教育出版社,2011:181-183 [6] 陳道南,過玉清,周培德,盛漢中.起重運輸機(jī)械[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2005:168-196 [7] 顧迪民.工程起重機(jī)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1988:126-167 [8] 陳國璋,孫桂林,金永懿,孫學(xué)偉,徐秉業(yè).起重機(jī)計算實例[M].北京:中國鐵道出版社,2005:193-239 [9] 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB3811-8
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