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1、太原科技大學(xué)設(shè)計說明書 計算項目 設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 概述~ 第1章主起升機構(gòu)計算 1.1確定傳動方案，選擇滑輪組和吊鉤組 按照雙聯(lián)滑輪構(gòu)造宜緊湊的原則，決定采用下圖的傳動 方案。如圖1所示，采用了組.按Q=50t，表8-2查取滑輪 組倍率m=5，因而承載繩分支數(shù)為 Z=2m=10。 查起重機設(shè)計手冊（P259表3-3-11）選擇50t吊鉤， 查得自重1050kg 圖1主起升機構(gòu)簡圖 吊鉤強度計算 計算項目 設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 E>L [J El - 耽- 1. Q =5000 kg 第 1 頁共48頁

2、 太原科技大學(xué)設(shè)計說明書 計算項目 設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 第 # 頁共48頁 太原科技大學(xué)設(shè)計說明書 計算項目 設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 2.吊鉤開口直徑 d =200mm b1=134mm b2 =53.6mm h=200mm -e 1 r： llJ hi Bi b| b2 6 迅 h」34 2 53.6 200 = 85.3 mm 3 134 53.6 3 A= b1 b2h= 134 53.6 200 = 18760mm3 2 R^ = a e, =100 85.3 = 185.3

3、mm 2 e2 = h=200-85.3=114.7mm 強度等級為S 6 =390MPa 鋼號 DG39CrM0 鉤號32由課程設(shè)計P232查出 --s = 390 =300M Pa n 1.3 貨場起重機級別HC3 起升動載系數(shù)2^ 2mm ：?q =1.15+0.51 ""才⑵ 60 第 3 頁共48頁 太原科技大學(xué)設(shè)計說明書 計算項目 設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 第 # 頁共48頁 太原科技大學(xué)設(shè)計說明書 計算項目 設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 起升機 構(gòu) Kb 2Ro 第 # 頁共48頁 太原科技大學(xué)

4、設(shè)計說明書 計算項目 設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 第 # 頁共48頁 太原科技大學(xué)設(shè)計說明書 計算項目 設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 2 185.3 屮 2Pq261 「： 1.21 500000 2 85.3 AKb3 18760 0.096 200 二 286.4MPa< {53.6 +1.5"134 —53.6 )1^3—(134 —53.6》一1 200 134 53.6 =0.096 第 # 頁共48頁 太原科技大學(xué)設(shè)計說明書 計算項目 設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 第 # 頁共48頁 太原科技大學(xué)設(shè)計

5、說明書 計算項目 設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 L- =300 M Pa h 7 2吊鉤第?剖面 b1=134mm 屮 2PQ2e2 1.21 x 500000沃2如14.7 AKB(a+2h： 18760 匯 0.096 漢(200 + 2 漢 200 ； 127.8MPa -E 2 T 託廠1 ? ■t J -1 C4 * _ B J ? 第 # 頁共48頁 太原科技大學(xué)設(shè)計說明書 計算項目 設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 第 # 頁共48頁 太原科技大學(xué)設(shè)計說明書 計算

6、項目 設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 b2 =53.6mm h=20 0mm 45 AKBa zzT ZJ 18760疋0.096沃200 1.2^50000^^85.3 第 # 頁共48頁 太原科技大學(xué)設(shè)計說明書 計算項目 設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 第 # 頁共48頁 太原科技大學(xué)設(shè)計說明書 計算項目 設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 300 M Pa 第 # 頁共48頁 太原科技大學(xué)設(shè)計說明書 計算項目 設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 第 # 頁共48頁 太原科技大學(xué)設(shè)計說明書 計算項目 設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果

7、 卷筒的 設(shè)計計算 屮 2PQe2 1 I 1.21 匯 500000" 114.7 AKB(a+2h「 18760沢 0.096沢(200+ 2沢 200： <1=300 M Pa 截面校核通過 3.9MPa 第 5 頁共48頁 太原科技大學(xué)設(shè)計說明書 計算項目 設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 2 ?尾部螺紋部分強度驗算 螺 紋 尾 部 拉 應(yīng) 力 ^Pq 2Pq 1.21X500000 “ c 一 廠 ◎一 —下— 曠-82.2 M Pa A 曲2 …96.82 a 3.14X 4 4 r 1

8、crs 390 b ]= s = =97.5 M Pa n 4 螺母高度驗算 螺母咼度，主要由螺紋間擠壓應(yīng)力決定 %Pq CJ j d2-d32 = Z 兀 3- 4 ^Pq 1.2仆 500000 22.4MPq 」2、 1.5X110 3.14 一 c2 “2\ Q (d -d3 ) 汽 X(110 -98 ) t 4 12 4 k 匸空二220 =44MPa n 4 吊鉤橫梁驗算 45鋼調(diào)質(zhì)處理 耳=360Mpa M 3 ④2PqI 3 1.2^50000^305 cr = -— = — 2 = _ x — = 107.01M

9、 W 2(B—d3h2 2 (210-1151652 L=305mm B=D+(10-20)mm=190+20=210mm D為推力球軸承外徑190 d為內(nèi)徑110mm r 1 S 360 s 一 -150Mpa 2.4 2.4 Pa Smax = 20.62  太原科技大學(xué)設(shè)計說明書 計算項目 設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 卷筒的 計算 b ］驗算通過 關(guān)于吊鉤橫梁軸頸，通常取平均擠壓應(yīng)力 UPq 1.21x500000 一 cc—c 巧一 - —119.3MPa j 2d46 2X10漢 23 r i cs 360 bj— s— -120MPa

10、 n 3 n=3 吊鉤夾板驗算

11、11)得滑輪組效率 珥=0.96 鋼絲繩所受最大拉力 c Go +Q 50000 +1050 Smax 一 一 —53.17kN 2h^

12、44)得 c=0.088 當(dāng)取物裝置為吊鉤時，按下式計算鋼絲繩的最大靜拉力： o G。+Q 50000 十 1050 “ Smax = = — 53.17 kN 2hh 漢 ih 2 匯 5漢 0.96 采用安全系數(shù)法，F(xiàn)^S= 68x6 =408kN 式中： N――安全系數(shù) 工作級別為M6時，n=4.5 P203F——所選鋼絲繩整繩破斷拉力 Fo =408000N F0 >4.5 x 53170 選不松散瓦林吞型鋼絲繩直徑 d=24mm 其標(biāo)記為 6W(19)-24-185-l-光-右順(GB1102-74)。 1?3確定卷筒尺寸，轉(zhuǎn)速及滑輪直徑 卷筒和滑輪的

13、最小卷繞直徑 Do : Demin > (h-1)S 式中h表示與機構(gòu)工作級別和鋼絲繩結(jié)構(gòu)的有關(guān)系數(shù)； 查表得：卷筒h1=18;滑輪h2 =20; 筒最小卷繞直徑D0min = (h-1)沃d = ( 18-1 ) x24=408mm； 輪最小卷繞直徑 Dmin =(h-1)匯 d=(20-1F 24=456 查起重機課程設(shè)計附表2 (摘自ZBJ80 006.2-87)得  太原科技大學(xué)設(shè)計說明書 計算項目 設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 選電動 機 驗算電 動機發(fā)熱條 件 考慮起升機構(gòu)布置卷筒總長度不宜太長，輪直徑和卷筒 直徑一致取D-800伽。

14、 由起重機設(shè)計標(biāo)(P232表3-3-6)選取T145-32卷筒 滑輪倍率3,配套鋼絲繩直徑d=24mm,由于卷筒需的鋼絲 繩直徑大于計算所得的鋼絲繩直徑，選用 8W(19)-24-1850-l-光-右順(GB1102-74) Hm 10000 疋 5 L=2( +Z0 +4)t+1_產(chǎn)2( +2+4)x24+350 兀 D 3.14x824 =1666mm 卷筒長度L=2000mm 卷槽不切槽長度L1 =350mm 卷 筒 壁 厚 S =0.02D+(6~10)=[0.02 x500+(6~10)]mm=22-26mm S =24mryi 進行卷筒壁的壓力計算。 o

15、Q+G。 500000 +1050 “ 心“ Smax = = =53.17kN 2m^ 2X5 7.96 ’ Smax 八 53170 cr/ic ▽y max =盤 幾= =63.9MPa 6t 25 漢 26 A為應(yīng)力減小系數(shù)0.75 選用卷筒材料灰鑄鐵HT200最小抗拉強度 o-b =170MPa r 1 % 4漢170 丘」y— - -160MPa n1 4.25 fax V k】y 固抗壓強度足夠 由于L>3D故需計算拉應(yīng)力 拉應(yīng)力驗算：不切槽長度m=350mm 卷筒 A400 X 500-10 X 20-21 X 1 左 ZB J80 007

16、.2 — 87 電動機 JZR2 - 42 - 8  太原科技大學(xué)設(shè)計說明書 計算項目 設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 一 L - m 2000 —350 M=Smax 漢 =53175 =43865250N.mm 2 2 …-.D4 —Di4 - . 8004 —7524 3 Nx Ne W=0.1 =0.1 漢 -11225653.25mm D 800 ，初選電動 選擇減 機合適 速器 Di =D-2 6 =800-2 x 24 = 752mm M 4386525

17、0 CT i — — -3.9MPa W 11225653.25 合 成 應(yīng) 力 85 CT| =CT| + _y X 1.2m長度L>2D 驗算起 需驗算卷筒壁抗壓穩(wěn)定性： 升速度和實 際所需功

18、率 1 Pk k= —— P 耳收壓失穩(wěn)的臨界壓力 鑄鐵 E=( 1.15-1.3)105 MPa 2 T c …5 _5 24、 “ Pk =2 x E x —i =2匯1.3沢10漢10匯 | - 7.02 2丿 1800 丿 MPa 校核減 P卷筒單位面積上所受外壓力 速器輸出軸 P=2^ = 2, X5317^5.5MPa 強度 Dt 800 匯 24 k=比二702 =1.27 MPa P 5.5

19、 不滿足要求  太原科技大學(xué)設(shè)計說明書 計算項目 設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 選擇制 動器 K值應(yīng)在1.3-1.5 故加大筒壁t取25mm r 2Smax 2x53177 L c — P= max — -5.3MPa Dt 800 x 25 k= Pk=7.01—1.32 MPa P 5.3 故滿足穩(wěn)定性 卷筒轉(zhuǎn)速 nt =—— =—5 7.81—r/min=15.09r/min。 nD0 3.14 漢 0.824 1.4計算起升靜功率 P (Q +G)Vn =(50000 +1050^7.81 =7彳 41kW 」一60心000耳

20、 600000x0.893 式中 n 起升時總機械效率 H =0.98漢 0.94 漢 0.982 漢 0.992=0.893 nz為滑輪組效率取0.98 ;傳動機構(gòu)機械效率取0.94 ; 卷筒軸承效率取0.99 ;連軸器效率取0.98。 1?5初選電動機 電動機計算功率： Rc ^GPj =0.9 匯 74.41=71.1kW Ju J 式中 Pjc : JC40值時的功率，位為kW; G :穩(wěn)態(tài)負載平均系數(shù)，根據(jù)電動機型號和 JC 值，查起重機課程設(shè)計(P251附表25)查得G=0.9。 選用電動機型號為 YZR315M-10 , Pjc =75KW , njc

21、=579r/min，最大轉(zhuǎn)矩允許過載倍數(shù) 入m=3.4;慣性矩 8.68kg/m2。 所選減 速器能滿足 要求 第 11 頁共48頁 太原科技大學(xué)設(shè)計說明書 速。 式中 1.6 選用減速器 YWZ5 -315/ 選擇聯(lián) 軸器 減速器總傳動比：i 專=瓷=38.3，取實際速比 30 計算項目 設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 (600 —579)] =579.2 Pjc 仏=n?！?= (n — nj c)=600 — [Zi^x 75 r/min nd :在起升載荷Pq =500kN作用下電動機轉(zhuǎn)速; n0:電動機同步轉(zhuǎn)速;

22、 Pjc ,n jc：是電動機在JC值時額定功率和額定轉(zhuǎn) 選用制 動 器 第 # 頁共48頁 太原科技大學(xué)設(shè)計說明書 i =40。 起升機構(gòu)減速器按靜功率 R選取，根據(jù)Pj=74.41kW, nd =579.2r/min, i =40, 工作級別為 M5，選定減速器為 QJRS-D560,減速器許用功率[Pnj]=88KW 低速軸最大扭 矩為 M=60000N.m 減速器在 691.1r/min 時實際起升速度 i 38.3 v n =v =7.81 =7.41m/min i 40 選用 CLZ3聯(lián)軸 器 V 了.47—7.81 =4% 7.81

23、實際起升靜功率 Pj=P 4=7.81乂38.3 =71.17kw<75 kW i 40 用U類載荷校核減速器輸出軸的徑向載荷，最大力矩。 驗算啟 動時間 1?7電動機過載驗算和發(fā)熱驗算 第 # 頁共48頁 太原科技大學(xué)設(shè)計說明書 第 # 頁共48頁 太原科技大學(xué)設(shè)計說明書 過載驗算按下式計算 第 13 頁共48頁 太原科技大學(xué)設(shè)計說明書 計算項目 設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 H Q G0 2.1 (500000 10500) 103 7.81 ： ：-? n = : m ■ m 1000 1 3.4 1000

24、 0.893 60 45.92kW Pn =75kW>45.9kW 式中 Pn :準(zhǔn)接電持續(xù)率時，電動機額定功率，單位 為kW H: 系數(shù)，繞線式異步電動機，取 H=2.1; 入m:基準(zhǔn)接電持續(xù)率時，電動機轉(zhuǎn)矩允許過載倍 數(shù)，查表得入m取 3.4 ; m: 電動機個數(shù)； n :總機械效率n =0.893。 發(fā)熱驗算按下式計算： 啟動時 間合格 Nx>k40 Nj=0.5 0.87 74.41=32.3kw 驗算制 動時間 式中P:電動機在不同接電持續(xù)率JC40等效功率：允許 輸出功率，單位為kW,等效功率： 式中：k40 -----工作類型系數(shù)，由表查得0.

25、 5; -----根據(jù) tq； -0.2值查得=0.87 由此可知，Nx< Ne故初選電動機發(fā)熱條件通過。 過載驗算和發(fā)熱驗算通過 1.8選擇制動器 按下式計算，選制動器： I M zh A K zh M j 式中M zh ：制動力矩,單位為N.m; 第 15 頁共48頁 太原科技大學(xué)設(shè)計說明書 Kzh:制動安全系數(shù)，查課本P158表8-3 M5時得 Kzh=2.0; tzd 所 M j :下降時作用在電動機軸上的靜力矩，單位為 以合適 Nm M j = 運行機 構(gòu) 方案確 疋 選取車 輪與軌道 3 (Q +Go)D 口，_ (500000

26、 +10500)如03 x 0.874x0.893 =Q39 2mi 2 x 5^40 .1N.m n :下降時總機械效率，通常取 n ~n心0.893 M zh = M zh M j =2.0 939.1=1878.2Nm 選用 Mzh=1878.2Nm選用 YWZ5-400/E121 制動器，其 額定制動力矩850-2000N.m； 安裝時將制動力矩調(diào)整到所需的制動力矩 K zh =2000N.m。 1?9選擇聯(lián)軸器 根據(jù)電動機和減速器以及浮動軸的軸伸尺寸及形狀選 連軸器，使連軸器的許用應(yīng)力矩[M]＞計算的所需力矩 M, 則滿足要求。 電動機的軸伸：d=85mm柱形）

27、，長度E=170mm 減速器軸伸:d=70mm柱形），長度E=140mm 浮動軸的軸頭：d=70mm 長度E=107mm 95 漢 165 選取型號為CL6 ——5 （起重機設(shè)計手冊P458）:轉(zhuǎn) 70 "05 動慣量0.7 Kg. m2 ;浮動軸與電機之間選用大連起重機廠 帶制動輪半齒聯(lián)軸器序號4 70 105，飛輪矩5.7 Kg. m2 90 "65 第 # 頁共48頁 太原科技大學(xué)設(shè)計說明書 計算項目 設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 p. 75 電動機額定力矩 Mn =9550丄 =9550匯一=1237N.m njc 579 M=n ■-

28、 8 M n =1.5 1.8 373.91=3340N.M 式中n安全系數(shù)取n=1.5; 8 :剛性動載系數(shù)，取8二1.8。 [M]=5600>M=3340N.M 所選連軸器合格。 1?10驗算起動時間 起動時間: 12.665 579 tq 一 9.55(Mq —M j) =9.55 (2226.6 -1176.3) =0.74s 式中: Jl = 1.15山 ^#^1.15 10.805 510500 824 g 4gm2i2t1 四輪支 撐，兩個驅(qū) 動輪對角布 置 =12.665 靜阻力矩: 4 漢 9.8 漢 25 匯 402 匯 0.894 (Q

29、 +G)D 500000 +10500) "03 x 0.824 一 Mj= 2m「 = =117 2 40 5 0.893 6.3N.m 電動機啟動力矩: Mq=1.8 Mn=1.8 1237=2226.6N.m 平均起動加速度: 第 17 頁共48頁 太原科技大學(xué)設(shè)計說明書 計算項目 設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 a

30、q - * - 7.081 - 0.17 m/s2 q tqx60 0.74 x60 aq=0.17 m/s 2<[ a ]=0.2 m/s 2 電動機啟動時間合適。 1.11驗算制動時間 制動時間： 2 tzh= nd qcyD^g/D0 ] 375(Mzh —M j) ih2m引 644 5 15 55 6 + 530 + 75 8) + (32 十 6.4) 3 2 匯10 X0.67 ] 2 漢 0.858 得出等 效輪壓 107.4kN ，、[l. I5‘、(I5?6〒 530 〒 7 5.8)〒 n 375 漢(2000 -586.4) 40 漢 4

31、 =0.87s nd :電機滿載下降轉(zhuǎn)速，單位為r/min ； 1 nd =2n0 -nd =2><600-579.2=620.8r/min Mzh =2000N.m M j =586.4N.m 平均制動減速器速度 azh = Vn = 7.81 =0.149m/s2 tzh60 0.87F0 <[a]=0.2m/s 2,所以制動時間也合適。 1.12高速軸計算 1.12.1疲勞計算 軸受脈動扭轉(zhuǎn)載荷，其等效扭矩： M1 =咒Me =1.3父1237 =1608.1N.m 式中：1=1.3等效系數(shù)，由表查得；  太原科技大學(xué)設(shè)計說明書 計算項目 設(shè)計計算內(nèi)

32、容 設(shè)計結(jié)果 由上節(jié)選擇聯(lián)軸器中，已確定浮動軸端直徑d=70 mm. 因此扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為： Mi 1608.1 “ = = 3 = 47.7MPa W nd3/ / 32 2r 1 許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：["h]=M ■ k+口片 軸材料用 45 鋼，

33、=1.5~2.5; km -----與零件表面加工光潔度有關(guān)，對于 可5,km =1.15 ?1.2;對于燈3, k^ 1.25 ~ 1.35; 此處取 K=2 ".25=2.5 n -----考慮材料對應(yīng)力循環(huán)不對稱的敏感系數(shù)，對碳 鋼，低合金剛，取h=0.2. ni安全系數(shù),查表得ni=1.6. 2J 1 2X40 1 因此，[Jk]- - x -88.9MPa 故 k (2.5+ 0.2) 1.6 tn<[t ok]通過。 1.12.2靜強度計算 軸的最大扭矩：： 選用直 徑500車輪 SP 疲勞強 度通過 第 19 頁共48頁 太原科技大學(xué)

34、設(shè)計說明書 計算項目設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 M2hFc2Mj=2 1237 =2474N.m 式中：：c2-----動力系數(shù)，由表查得，因軸的工作速度較 高，取0=2； 最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：.max M2 W 2474 二 0.07 二 74.5Mpa 第 21 頁共48頁 太原科技大學(xué)設(shè)計說明書 計算項目設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 第 # 頁共48頁 太原科技大學(xué)設(shè)計說明書 計算項目設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：口]2 =上 二180 =112.5MPa n2 1.6 式中：n2 -----安全系數(shù)，由表查得n2=1.6o

35、 車輪踏 面最大強度 合格 t max< [th故合適. 運行阻 力計算 浮動軸的構(gòu)造如(2)圖所示, 中 間 軸 徑 d1 = d (5 ~ 10) = 70 (5 ~ 10) = 75 ~ 80mm,取d1 二 75mm。 第2章副起升機構(gòu)計算 2.1確定傳動方案,選擇滑輪組和吊鉤組 按照構(gòu)造宜緊湊的原則，決定采用下圖的傳動方案。 如圖(3)所示，采用了單聯(lián)滑輪組.按Q=10t，取滑輪組倍 率 佔3,因而承載繩分支數(shù)為 Z=6。選10t吊鉤，重量219kg  副起升機構(gòu)簡圖（3） 1. Q =1000 kg 2.吊鉤開口直徑 d =100mm bi=67mm

36、 b2 =26.8mm h=100mm hi =42.85 mm 67 2 26.8 100 =耳 67 26.8 3 △ bi b2 h 67 26.8100 3 A= 一 - 4690mm 2 2 a R0 6 = 50 42.85 = 92.85mm 2 e2 二 h=100-42.85=57.15mm 總靜阻力 強度等級為T 二s =490MPa 鋼號 DG34CrNj M0 鉤號8由課程設(shè)計P232查出 s 490 --s = =376.9M Pa n 1.3 初選電 動機 貨場起重機級別HC3 起升動載系數(shù) 2=- 2m

37、in 7 q =1.15+0.510 7.81 =「269 b +b2 J p +罟R"2興七宀 2R0 60 第 23 頁共48頁 太原科技大學(xué)設(shè)計說明書 計算項目設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 第 # 頁共48頁 太原科技大學(xué)設(shè)計說明書 計算項目設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 -2^2 AKBa 一2 * 92.85一｛(26.8 +1.5 漢(67 —26.8 伽3 -(67 — 26.81 100 67 26.8 =0.094 焙 100000 2 42.85 = 246MPa< 4690 0.094 100 第 # 頁共4

38、8頁 太原科技大學(xué)設(shè)計說明書 計算項目設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 第 # 頁共48頁 太原科技大學(xué)設(shè)計說明書 計算項目設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 1=300 M Pa 屮 2PQ2e2 1.21x500000x2x57.15 AKB(a+2h 廠 4690x0.094漢(100 + 2x100】 -2 選用 YZR-112M- =329MS3電動機 選減速 器 2吊鉤第?剖面 b1=134mm b2 =53.6mm h=200mm “max 45

39、 第 # 頁共48頁 太原科技大學(xué)設(shè)計說明書 計算項目設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 第 # 頁共48頁 太原科技大學(xué)設(shè)計說明書 計算項目設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 ■；2PQe1 AKBa 1.21 100000 85.3 4690 0.094 100 = 123MPav 卜 1=30 第 # 頁共48頁 太原科技大學(xué)設(shè)計說明書 計算項目設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 第 # 頁共48頁 太原科技大學(xué)設(shè)計說明書 計算項目設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 0 M Pa 選用 ZSC-600I 型號立式減 速器

40、 第 # 頁共48頁 太原科技大學(xué)設(shè)計說明書 計算項目 設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 ■ 2 PQ e2 1.269 100000 1147 63.9MPa AKB a 2h 18760 x 0.096 x (200 + 2 x 200 ： 驗算運 行速度和實 際所需功率 =1 v 1=300 M Pa 截面校核通過 2 ?尾部螺紋部分強度驗算 ■ 2 Pq CT = A ■:；： 2 4 \Pq 1.269 100000 2 = 36 M Pa 682 3.14 —— 4 〉s = 490 "2.5 M P

41、a n 4 螺母高度驗算 所選電 動機和減速 器均合適 驗算啟 動時間 螺母高度，主要由螺紋間擠壓應(yīng)力決定 黃Pq CT j 2 2 d - d3 Z 4 ；：2Pq H ■: 1.269 100000 匸5 56 3?14 562 -49.22 12 4 = 22.1MPq s = 220 = 44MPa n 5 吊鉤橫梁驗算 45鋼調(diào)質(zhì)處理 二s - 360Mpa CJ M , 股 3 121 10000 288 “3MPa W 2 B -d3 h2 2 115-611652 L=288mm B=D+(10-20)mm=95

42、+20=115mm 第 25 頁共48頁 太原科技大學(xué)設(shè)計說明書 第 27 頁共48頁 太原科技大學(xué)設(shè)計說明書 D為推力球軸承外徑115 d為內(nèi)徑110mm -s 360 2.4 一 2.4 = 150Mpa 貯】驗算通過 關(guān)于吊鉤橫梁軸頸，通常取平均擠壓應(yīng)力 2PQ 2d4、 1.269

43、100000 2 80 20 = 39.6MPa 啟動工 況下校核減 速器功率 360 3 =120MPa n=3 吊鉤夾板驗算 1.269 100000 2.37 2 180-80 20 10 = 50.1MP 驗算啟 動打滑 ^丄―220 j n 2.5 =88 MPa 減速器 合適 n=2.5 軸 的平均擠 壓應(yīng)力 計算 2PQ 2d^ 1.269 100000 2 80 20 10 = 26.4MPa =220 =73.3MPa 3 n 驗算通過 2.2選擇鋼絲繩

44、 第 # 頁共48頁 太原科技大學(xué)設(shè)計說明書 計算項目 設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 若滑輪組采用滾動軸承， 當(dāng)ih=3，查表得滑輪組效率 hh=0.98,鋼絲繩所受最大拉力： Go +Q 100000 +2190 Smax = —0 = =17.3kN hh x ih 匯 x 1 x 6匯 0.98 按下式計算鋼絲繩直徑d： d=c匯 JSmax =0.088江 V 12.8

45、8 =11mm c:選擇系數(shù)，單位 mm/jN ，選用鋼絲繩erb=1850N/mm， 根據(jù)M5及crb查表得c值為0.088。 選不松散瓦林吞型鋼絲繩直徑 d=13mm， 其標(biāo)記為 6W(19)-13-185-l-光-右順(GB1102-74)。 2.3確定卷筒尺寸并驗算強度 卷筒直徑： 卷筒和滑輪的最小卷繞直徑D。: D0min > (h-1)S 式中h表示與機構(gòu)工作級別和鋼絲繩結(jié)構(gòu)的有關(guān)系數(shù)； 查表得：卷筒h1=18;滑輪h2 =20 卷筒最小卷繞直徑Dmin =(h-1)匯d =17江13=187 滑輪最小卷繞直徑 Dmin = (h-1)漢d =19漢13=2

46、09 考慮起升機構(gòu)布置及卷筒總長度不宜太長，滑輪直徑 和卷筒直徑一致取D=300伽。 卷 筒 長 度： Hm 11000 漢 3 L=2(——+Z^4)t+L1=2( 十2+ 4 )X3+82=1110 兀D 3.14 漢 313 .9mm L=1800mm 第 29 頁共48頁 太原科技大學(xué)設(shè)計說明書 計算項目 設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 選擇制 動器 選擇聯(lián) 軸器 S =0.02D+(6~10)=[0.02 x300+(6-10)]mm=12-16mm 取 S =12mm應(yīng)進行卷筒壁的壓力計算。由于 L>3D故需計算 拉應(yīng)力

47、 拉應(yīng)力驗算：不切槽長度m=82mm M=Smax 乂 L —m=17397M 1800—82=14928561N.mm 2 2 “ c ,D4 -D：門，3004 _2764 3 W=0.1 =0.1 工 =875455 mm D 300 Di =D-2 務(wù)=300-2 匯 12 = 276mm M 14928561 CT| =——= =17MPa W 875455 合 成 應(yīng) 力 k J 85 巧+Tn-Pymax =17 + ——漢 83.55= 61MPa b」y 160 r i dB 170 k ] =-^ = — =85MPa g為抗拉強度 當(dāng)卷筒

48、直徑D>1.2m長度L>2D 需驗算卷筒壁抗壓穩(wěn)定性： k= & P Pk收壓失穩(wěn)的臨界壓力 鑄鐵 E= (1.15-1.3 ) 105 MPa 2 弋 5 5(12 T Pk =2 漢 E 漢 一 1 =2汽 1.15 匯 105 漢 10“ — 1 =14 k ID 丿 <300； MPa P卷筒單位面積上所受外壓力 啟動不 打滑 兩臺制 動 器 YWZ5200/2 3 第 31 頁共48頁 太原科技大學(xué)設(shè)計說明書 計算項目設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 第 # 頁共48頁 太原科技大學(xué)設(shè)計說明書 計算項目設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)

49、果 P= 2S max Dt 2 17379.2 300 12 = 9.6MPa k= — = 1.4 M Pa P 9.6 K值應(yīng)在1.3-1.5 故滿足穩(wěn)定性 卷筒轉(zhuǎn)速nt =mVn ■Do =3漢14 = 3.14 0.313 r/mi n=28.7r/min GICL-2 型齒式聯(lián)軸 器 2.4計算起升靜功率 P _(Q +G)Vn =(100000 +2190)"4"03 =26 7kW 60 1000 = 60 1000 0.893 式中 n 起升時總機械效率 r 7.z ch ] t =0.97 0.94 0.992 =0.

50、893 z為滑輪組效率取0.97 ; ch為傳動機構(gòu)機械效率取 回轉(zhuǎn)機 構(gòu) 0.94 ; t為卷筒軸承效率取0.99 ; l連軸器效率取0.99。 2.5初選電動機 Pjc > GPj=0.85 26.7=22.69kW 式中Pjc :在JC值時的功率，單位為kW； G:穩(wěn)態(tài)負載平均系數(shù)，根據(jù)電動機型號和JC值查 表得 G=0.85。 選用電動機型號為 YZR225M2-8 , PJC =26KW , njc =708r/min，最大轉(zhuǎn)矩允許過載倍數(shù) 入m=2.8;飛輪轉(zhuǎn)矩 GS=3.28KN.m2o 電 動 機 轉(zhuǎn) 速 計算項目 設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果

51、 Pjc P 26 7 nd 二 n0 _j (n0- nJC) = 750-[ (750 -708)] =706.9 - 26 r/min 式中nd：在起升載荷PQ=100k N作用下電動機轉(zhuǎn)速; 選滾動 軸承 n0:電動機同步轉(zhuǎn)速; Pjc ,njc :是電動機在JC值時額定功率和額定轉(zhuǎn) 速。 2.6選用減速器 減速器總傳動比: *汁礬=24?6,取實際速比 第 33 頁共48頁 太原科技大學(xué)設(shè)計說明書 計算項目設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 第 # 頁共48頁 太原科技大學(xué)設(shè)計說明書 計算項目設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 i

52、=25 起升機構(gòu)減速器按靜功率Pj選取，根據(jù)Pj=22.69kW, nd =706.9r/min, i =25,工作級別為 M5，選定減速器為 QJR335,減速器許用功率[Pnj]=31KW 低速軸最大扭矩為 M=12500N.m 減速器在 706.9r/min 時實際起升速度 ，_ i 14 24.6 V n =V — i =13.7764m/min; 25 實際起升靜功率Pj = P丄=267—137 =26Kw

53、1000 n 2.1 (1000000 2190) 103 14 一 k =22kW 1 2.8 1000 0.894 60 回轉(zhuǎn)驅(qū) Pn =26KW>22k，V此題Pn恰好與Pjc = P25的功率相等。 式中Pn：基準(zhǔn)接電持續(xù)率時，電動機額定功率，單位為 kW H:系數(shù)，繞線式異步電動機，取 H=2.1; 入m:基準(zhǔn)接電持續(xù)率時，電動機轉(zhuǎn)矩允許過載倍 數(shù)，查表得入m取2.8 ; m: 電動機個數(shù)； n :總機械效率n =0.894。 發(fā)熱驗算按下式計算： 動機構(gòu)的計 算 G (Q G0) n 1000 m 3 0.85 (10000 0.98) 10

54、 14 , =22.69kW 1000 1 0.894 P=26> P=22.69kW 過載驗算和發(fā)熱驗算通過。 2.8選擇制動器 按下式計算，選制動器 M zh > Kzh M j 式中Mzh :制動力矩，單位為N.m； Kzh :制動安全系數(shù)，查表 M5得Kzh=2.0; M j :下降時作用在電動機軸上的靜力矩， 單位為 N.m； M j = 選用 011.40.1120 型回轉(zhuǎn)大軸 承 P > P3式中P：電動機在不同接電持續(xù)率 JC 值和不同CZ值時允許輸出功率，單位為 kW按CZ=150 JC值=25% 查表得 P=15.393kVV 第

55、35 頁共48頁 3 (Q Go)D。 (100000 2190) 10 0.313 0.894 = 188N 2mi 2 3 25 .m n :下降時總機械效率，通常取n ~n心0.894 M zh = M zh M j =2 188=376N.m 根據(jù)選用Mzh=286.24N.m選用YWZ 5 300/E30制動器， 其額定制動力矩200-550N.m； 安裝時將制動力矩調(diào)整到所需的制動力矩 400N.m。 2.9選擇聯(lián)軸器 根據(jù)電動機和減速器以及浮動軸的軸伸尺寸及形狀選 連軸器，使連軸器的許用應(yīng)力矩[M]>計算的所需力矩 M, 則滿足要求。 電動機

56、的軸伸：d=65mm柱形)，長度E=140mm 減速器軸伸：d=55mm柱形)，長度E=110mm 浮動軸的軸頭：d=60mm 長度E=84mm 選取 CL4 65 140 轉(zhuǎn)動慣量 0.21Kg.m2。[M]=5600 N.M 60X142 p. 26 電動機額定力矩 Mn =9550』=9550 350.7N.m njc 708 浮動軸與電機之間選用大連起重機廠帶制動輪半齒聯(lián) 軸器序號 4 60—85，飛輪矩 1.8Kg. m2 [M]=3150 N.M 55^110 計 算 所 需 力 矩 M=n 8 Mn=1.5 1.8 350.7=946.89N.m 回轉(zhuǎn)阻 力矩的組

57、合 式中 n :安全系數(shù)取n=1.5 ; 8 :剛性動載系數(shù)，取8二1.5 ； [M]=5600>M=946.89N.M 第 # 頁共48頁 太原科技大學(xué)設(shè)計說明書 計算項目 設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 設(shè)計計 算回轉(zhuǎn)驅(qū)動 機構(gòu) 確定電 動機 所選連軸器合格。 2.10驗算起動時間 起動時間 丄 Jh 1.752 x706.9 tq = = 9.55(Mq —Mj) 9.55x(630 —238.7) =0.401s 可在電氣設(shè)計時，增加起動電阻，延長起動時間，達到1.1s 1 8 式中： Jg = Jd + J =0.21 + ? +0.82

58、 =1.48kg.m2 Jg 4 電動機咼速軸上旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的轉(zhuǎn)動慣量，包括電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn) 動慣量Jg與聯(lián)軸器，制動輪轉(zhuǎn)動慣量J| 電動機啟動力矩： M q =1.8x M n=1.8 x1237=2226.6N.m Jj]= (FQ+RDf … ，c (100000+2190F0.8242 1.15J+ 2 2 —1.15x;1.48+ 2 g 4gm i 口 4漢9.8汽 25^40 x 0.894 =1.752 靜阻力矩： 3 … (Q+Go)D。 500000 +10500)00 漢 0.824 一 — M j _ = =117 j 2miU 2X40X5^0.

59、893 6.3N.m 平均起動加速度： aq — n - - 0.17 m/s 2 q tq 漢 60 0.74 漢 60 aq=0.17 m/s 2<[ a ]=0.2 m/s 2 電動機啟動時間合適。 1.11驗算制動時間 選用 YZR160-8 電動機 第 37 頁共48頁 制動時間: 375(M：M嚴(yán)2+^m^] 第 # 頁共48頁 第 # 頁共48頁 選減速 器 793.1 375 (376 -236.8) [1.15 (15.6 530 75.8) 3 2 (320 +6.4戶 10 x 0

60、.67 22 40 x 4 x 0.858 選 XJL行星齒 輪減速器， 第 # 頁共48頁 i =80 =1.03s nd :電機滿載下降轉(zhuǎn)速，單位為r/min ； nd =2n0 -nd=2 750-706.9=793.1r/min M zh =376N.m M j =236.8N.m 第 # 頁共48頁 第 # 頁共48頁 平均制動減速器速度 azh Vn 14 — -tzh60 1.03 60 =0. 22m/s 2 : [a ]=0.2m/s 2,所以制動時間也合適 選聯(lián)軸

61、器 2.12高速軸計算 2.12.1疲勞計算 軸受脈動扭轉(zhuǎn)載荷，其等效扭矩: M1 = 1Me =1.3 397.9 =517.29N.m 式中：J =1.3等效系數(shù)，由表查得; 由上節(jié)選擇聯(lián)軸器中，已確定浮動軸端直徑d=60 mm. 因此扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為： _429.7_ "32 -12.0MPa 帶制動 輪的梅花聯(lián) 軸器， MLL-0-I-31 5 第 39 頁共48頁 太原科技大學(xué)設(shè)計說明書 計算項目 設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果

62、 k n1 許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：［.h］ = 1 軸材料用 45 鋼，6 =6000MPa，匚s =300MPa 驗算啟 動時間 二=0.27 +6)=0.27(600 +300) = 2431 SP ；-s =0.6；「s - 180MPa 7 第 # 頁共48頁 太原科技大學(xué)設(shè)計說明書 第 # 頁共48頁 太原科技大學(xué)設(shè)計說明書 K =kx km-----考慮零件幾何形狀和零件表面狀況的應(yīng) 力集中系數(shù); kx-----與零件幾何形狀有關(guān),對于零件表面有急劇過度 和開鍵槽及緊配合區(qū)段,kx=1.5~2.5; km 與零件表面加工光

63、潔度有關(guān)，對于 、5,km =1.15 ?1.2;對于 3,k^ 1.25 ~ 1.35; 此處取 K=2 1.25=2.5 考慮材料對應(yīng)力循環(huán)不對稱的敏感系數(shù)，對碳 鋼，低合金剛，取h=0.2. ni安全系數(shù)査表得ni=1.6. 21 2■140 1 因此，［"亍匸丹）荷88觀故 tn<[t ok]通過。 2.12.2靜強度計算 軸的最大扭矩：： M2V2Mj=2 1237 =2474N.m 式中：：c2-----動力系數(shù)，由表查得，因軸的工作速度較 高，取；=2 第 # 頁共48頁 太原科技大學(xué)設(shè)計說明書 計算項目 設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果

64、 選制動 器 最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力:t 一“2 一 2 397.9 -37 5Mp W TL X 0.06 / /32 許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：[可2 — $ — 180 — 112.5MPa n2 1.6 式中：n2 -----安全系數(shù)，由表查得門2-1.6。 tmax<[th故合適. 浮動軸的構(gòu)造如(2)圖所示, 中 間 軸 徑 d! = d +(5~10)=60+(5~10)=65~ 70mm, d^ 65mm。 選用制 動器型號 YWZ315/45 電動機 的校核 第3章小車運行機構(gòu)計算 3.1確定機

65、構(gòu)傳動方案 第 41 頁共48頁 太原科技大學(xué)設(shè)計說明書 計算項目設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 經(jīng)比較后，確定米用如圖（5）所示的傳動方案 I 運行機構(gòu)簡圖（5） 3.2選擇車輪與軌道并驗算其強度 車輪的最大輪壓：小車自重估計取為 Gxc=12400kg 假定輪壓均布，有 1 1 Pmax (Q Gxc) (500000 124000) =156000N 4 4 載荷率： Q 500000 >1.6 Gxc 12400 由表選擇車輪：當(dāng)運行速度＜60m/min， Q >1.6工作 Gxc 級別M5時，車輪直徑D=500mm，軌道為38kgf/

66、m輕軌的 許用輪壓為16.5t，故可用。 3.2.1疲勞計算： 按車輪與軌道為線接觸及點接觸兩種情況驗算車輪接 觸強度。車輪踏面疲勞計算載荷： 2P max 2_156000_31000 3 =114123 N 電動機 過載驗算通 過 電動機 發(fā)熱驗算通 過 車輪材料，取 ZG340-640,二$ =340MPa ， 線接觸局部擠壓強度： Pc = k1DcIC1C2 =6 500 46 1.31 1 =142140N 第 # 頁共48頁 太原科技大學(xué)設(shè)計說明書 計算項目 設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 變幅機 構(gòu) 式中：ki許用線接觸應(yīng)力常數(shù)（N/mm2）,由【3】表9-5 查得ki=6; l車輪與軌道的有效接觸強度，對于軌道QU120 由【2】表3-8-14查得l=b=120 Ci轉(zhuǎn)速系數(shù)，由【3】表9-6,車輪轉(zhuǎn)速： nc = — = 38.6 = 24.5rpm 時，Ci=1.03 兀 D 3.14x0.500 C2工