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南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)位論文
2噸單軌抓斗起重機(jī)設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名：賀偉 班級(jí)：088105412
指導(dǎo)老師：封立耀
摘要：起重機(jī)是一種作循環(huán)、間歇運(yùn)動(dòng)的機(jī)械。一個(gè)工作循環(huán)包括：取物裝置從取物地把物品提起，然后水平移動(dòng)到指定地點(diǎn)降下物品，接著進(jìn)行反向運(yùn)動(dòng)，使取物裝置回到原位。以便進(jìn)行下一次循環(huán)。通常，起重機(jī)械由起升機(jī)構(gòu)（是物品能夠上下運(yùn)動(dòng)）、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)（使起重機(jī)械移動(dòng)）、變幅機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)（使物品作水平移動(dòng)），加上金屬機(jī)構(gòu)，動(dòng)力裝置，操縱控制及必要的輔助裝置組合而成。
橋式抓斗起重機(jī)是橋架在高架軌道上運(yùn)行，由起重小車帶動(dòng)抓斗抓取物料的一種橋架型起重機(jī)。橋架沿鋪設(shè)在兩側(cè)高架上的軌道縱向運(yùn)行，起重小車沿鋪設(shè)在橋架上的軌道橫向運(yùn)行，構(gòu)成矩形的工作范圍，就可以充分利用橋架下面的空間吊運(yùn)物料，不受地面設(shè)備的阻礙。橋式抓斗起重機(jī)廣泛應(yīng)用于電廠、煤廠等需要散料裝卸的場合，由于該設(shè)備笨重，運(yùn)輸安裝困難，對(duì)其產(chǎn)品質(zhì)量檢測一般需要在現(xiàn)場進(jìn)行。所以要求控制設(shè)備接線方便，體積小便于攜帶。又由于使用現(xiàn)場條件不動(dòng)，還要求檢測設(shè)備有隨機(jī)手動(dòng)控制功能，以保證運(yùn)行時(shí)的安全。隨著對(duì)起重運(yùn)輸機(jī)械控制要求的不斷提高,控制手段也越來越先進(jìn)。目前國內(nèi)的橋式起重機(jī)控制系統(tǒng)都需要人在現(xiàn)場進(jìn)行控制，控制方式都比較落后。在中小型起重機(jī)中, 大都采用控制器直接控制大、小車運(yùn)行, 主、副鉤提升、下降重物及調(diào)速。
關(guān)鍵字：橋式抓斗起重機(jī) 運(yùn)行機(jī)構(gòu) 減速器 控制器 動(dòng)力裝置
指導(dǎo)老師簽名：
Design Of 2-Ton Monorail Crane Grab
Sdudent: Wei He Class: 088105412
Adviser: Liyao Feng
Abstract: the derrick is a kind of machine that make circulation ,intermittent sport .A work includes circulary:Take the thing device from take the thing ground to bring up the product,then the level move to specify the location to decline product carry on immediately after anti-to sport,make the thing device to return the home position ,in order to carry on next circulate.Usually , the derrick from rise the organization (make product exercised up and down),circulate the organization (make the derrick move) and become an organization and turn round the organization (make the product make the level ambulation),and the metal organization,the motive equip,the assistance that manipulate the control and necessities equips to combine.
Grab bridge bridge crane is running on the elevated track, the car driven by the lifting of materials crawl grab a bridge-crane. Bridge laying on both sides along the elevated track on the vertical run, lifting trolley along the bridge in laying the track on the horizontal run, a rectangular scope of work, you can make full use of space below the bridge lifting material from Ground equipment hindered. Grab bridge cranes widely used in power plants, Mei Chang, and other needs of bulk material handling of the occasion, because of the heavy equipment, transportation difficulties installation, testing the quality of their products in general need in the field. Therefore, control equipment requirements for wiring, small size and portability. And the use of fixed-site conditions, also called a random testing equipment manual control functions to ensure the safety of operation. With the lifting of the transport requirements of the mechanical control continuously improve, more and more advanced means of control. At present the domestic bridge crane control system requires people at the scene to control, control methods are backward. In small and medium-sized crane, the most direct control over the use of controllers, car running, Lord, vice hook upgrade, dropped weights and speed.
Keyword: Grab bridge crane Operating agencies Reducer Controller Power device
Signature of Supervisor：
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
I、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目：
2噸單軌抓斗起重機(jī)設(shè)計(jì)
II、畢 業(yè)設(shè)計(jì)(論文)使用的原始資料(數(shù)據(jù))及設(shè)計(jì)技術(shù)要求：
1.5m3單軌抓斗起重機(jī)是用來對(duì)物料起重、運(yùn)輸、裝卸和安裝等作業(yè)的機(jī)械設(shè)備，它可以減輕體力勞動(dòng)、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率或在生產(chǎn)過程中進(jìn)行某些特殊的工藝操作，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和現(xiàn)代化。
1. 起 重 量：
2. 物料容重：
3．起升速度：
4. 運(yùn)行速度：
5. 起升高度：
III、畢 業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作內(nèi)容及完成時(shí)間：
1. 查閱相關(guān)資料，外文資料翻譯（6000字符以上），撰寫開題報(bào)告
4周
2．運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 2周
3．總裝圖設(shè)計(jì) 3周
4 主要零、部件強(qiáng)度及選用計(jì)算 2周
5．繪制零、部件圖 2周
6．編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書（畢業(yè)論文） 2周
7．畢業(yè)設(shè)計(jì)審查、畢業(yè)答辯 2周
Ⅳ 、主 要參考資料：
【1】孫桓等主編.機(jī)械原理. 北京：高等教育出版社，2001
【2】濮良貴等主編.機(jī)械設(shè)計(jì). 北京：高等教育出版社，2001
【3】張質(zhì)文、劉全德主編，起重運(yùn)輸機(jī)械.北京：中國鐵道出版社，1983
【4】張質(zhì)文主編. 起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊. 北京: 中國鐵道出版社，2001
【5】宗武、樊迪民主編.起重機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算.北京：北京科技出版社，1988
【6】徐灝主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（第四版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1991
【7】Shigley J E,Uicher J J.Theory of machines and mechanisms.New
York:McGraw-Hill Book Company,1980
機(jī)械與航空工程 系 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 專業(yè) 班
學(xué)生（簽名）：
日期： 自 2012 年 月 日至 年 月 日
指導(dǎo)教師（簽名）：
助理指導(dǎo)教師(并指出所負(fù)責(zé)的部分)：
機(jī)械與航空工程 系（室）主任（簽名）： 賀紅林
附注:任務(wù)書應(yīng)該附在已完成的畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書首頁。
學(xué)士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明
本人聲明，所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含法律意義上已屬于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已用于其他學(xué)位申請(qǐng)的論文或成果。對(duì)本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式表明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。
作者簽名： 日期：
學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書
本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)南昌航空大學(xué)可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。
作者簽名： 日期：
導(dǎo)師簽名： 日期：
一、選題依據(jù)及意義：
起重機(jī)械師現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)中實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程機(jī)械化、自動(dòng)化、減輕繁重體力勞動(dòng)、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的重要工具和設(shè)備。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展、生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大以及自動(dòng)化程度的提高，作為物料搬運(yùn)重要設(shè)備，它在現(xiàn)代化生產(chǎn)過程中的作用越來越大、應(yīng)用越來越廣，如在港口碼頭和鐵路車站，沒有起重機(jī)械，裝卸工作就不能進(jìn)行；在冶金生產(chǎn)中，起重機(jī)械已運(yùn)用于金屬生產(chǎn)的全部過程；現(xiàn)代建筑工程，不能離開起重機(jī)械；在農(nóng)業(yè)和林場，最困難、最非禮的工作也由起重機(jī)來完成；在核電站中，采用特殊的起重機(jī)，用以代替人的操作去擔(dān)當(dāng)對(duì)人體健康有嚴(yán)重危害的工作。科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)發(fā)展推動(dòng)了現(xiàn)代設(shè)計(jì)和制造能力的提高，激烈的國際市場也越來越依賴于技術(shù)的競爭，這些都促使國內(nèi)外各種起重機(jī)制造企業(yè)不斷地完善和發(fā)展起重機(jī)提高勞動(dòng)生產(chǎn)率以及增強(qiáng)市場競爭力。
二、國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢：
一、國外起重機(jī)的特點(diǎn)及發(fā)展趨勢
近年來，隨著世界銷售市場對(duì)起重機(jī)械的需求量的不斷增加，國外各起重機(jī)廠家大多采用優(yōu)化設(shè)計(jì)等 現(xiàn)代設(shè)計(jì)手段以提高設(shè)計(jì)效率。有關(guān)資料表明，美國、德國、日本等一些起重機(jī)公司都廣泛應(yīng)用CAD技術(shù)，徹底拋棄了傳統(tǒng)的圖板，并且還與計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃（CAPP）和計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)相銜接，做到了無圖化生產(chǎn)。
國外起重運(yùn)輸機(jī)械發(fā)展到今天，已經(jīng)到了比較成熟的地步，其結(jié)構(gòu)形式基本上都是經(jīng)過反復(fù)優(yōu)化設(shè)計(jì)，并經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)的。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，許多國外起重機(jī)制造商應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)(CAD)，以及模塊化設(shè)計(jì)方法，盡量使用標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)備迅速組合和安裝，減少標(biāo)準(zhǔn)件外組合部分的加工制造。組合構(gòu)件的使用對(duì)生產(chǎn)非標(biāo)準(zhǔn)件起重機(jī)來講，有助于減少成本。當(dāng)前，國外起重機(jī)特點(diǎn)和發(fā)展趨勢有三大特征：
1、 系列產(chǎn)品模塊化、組合化和標(biāo)準(zhǔn)化
用模塊化設(shè)計(jì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的整機(jī)設(shè)計(jì)方法，將起重機(jī)上基本相同的構(gòu)件、部件和零件制成有多種用途，有相同聯(lián)結(jié)要素和可以互換的標(biāo)準(zhǔn)模塊，通過不同模塊的相互組合，形成不同類型和規(guī)格的起重機(jī)。對(duì)起重機(jī)進(jìn)行改進(jìn)，只需針對(duì)某幾個(gè)模塊。設(shè)計(jì)新型起重機(jī)，只需選用不同模塊重新進(jìn)行組合?？墒箚渭∨可a(chǎn)的起重機(jī)改換成具有相當(dāng)批量的模塊生產(chǎn)，是想高效率的專業(yè)化生產(chǎn)，企事業(yè)的生產(chǎn)組織也可由產(chǎn)品管理變?yōu)槟K管理。達(dá)到改善整機(jī)性能，降低制造成本，提高通用化程度，用較少規(guī)格的零部件組成多品種、多規(guī)格的系列產(chǎn)品充分滿足用戶需求。據(jù)資料介紹，德馬克公司的葫蘆雙梁起重機(jī)系列改用模塊化設(shè)計(jì)后，比單件設(shè)計(jì)其設(shè)計(jì)費(fèi)用下降了12%，自重輕，與國內(nèi)產(chǎn)品相比較，起重量為32t，跨度25m，國內(nèi)雙梁起重機(jī)自重46.4t，電動(dòng)葫蘆橋式起重機(jī)自重28.3t，而德馬克電動(dòng)葫蘆橋式起重機(jī)的自重只有18.5t，比國內(nèi)產(chǎn)品分別輕60%和35%。
2、 起重機(jī)的大型化、高速化和專用化
出于工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，生產(chǎn)效率日益提高，以及產(chǎn)品生產(chǎn)過程中無聊裝卸般運(yùn)費(fèi)用所占比例逐漸增加，促使大型或高速起重機(jī)的需求量不斷增長，起重量越來越大，工作速度越來越高，并對(duì)能好和可靠性提出了更高的要求目前試劍石最大的履帶起重機(jī)為德馬克公司生產(chǎn)的CC8800-1TWIN，其最大起重量為3200t；最大的橋式起重機(jī)起重量達(dá)1200t；生產(chǎn)率達(dá)8000~10000t/h的斗輪堆取料機(jī)；自動(dòng)化立體倉庫巷道堆垛機(jī)最大的運(yùn)行速度達(dá)400m/min；最大的帶式輸送機(jī)寬達(dá)3.2m，輸送能力達(dá)37500t/h和單機(jī)最大輸送距離超過30km等。
3、起重機(jī)性能自動(dòng)化、智能化/和數(shù)字化
起重機(jī)的跟新和發(fā)展，在很大程度上取決于電氣傳動(dòng)與控制的改進(jìn)。將機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)相結(jié)合，將先進(jìn)的計(jì)算技術(shù)、微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、光纜技術(shù)、液壓技術(shù)、模糊控制技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械的驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)起重機(jī)的自動(dòng)化和智能化。大型高效起重機(jī)新一代電器控制裝置已發(fā)展為全電子數(shù)字化控制系統(tǒng)。主要又全數(shù)字化控制驅(qū)動(dòng)裝置、可編程序控制器、故障診斷及數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、數(shù)字化操作縱給定檢測等設(shè)備組成。變壓變頻調(diào)速、射頻數(shù)據(jù)通訊、故障自診監(jiān)控、吊具防搖的模糊控制、激光查找起吊重物重心、近場感應(yīng)防碰技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)、載波通訊及控制、無接觸供電及三維條形碼技術(shù)等將廣泛得到應(yīng)用，使起重機(jī)具有更高的揉性，以適應(yīng)多批次少批量的柔性生產(chǎn)模式，提高單機(jī)綜合自動(dòng)化水平。
二、國內(nèi)起重機(jī)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀及存在的問題
1、設(shè)計(jì)手段不完善、與先進(jìn)技術(shù)結(jié)合較少
目前，國內(nèi)起重機(jī)還處于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)手段欠完善，與先進(jìn)的技術(shù)結(jié)合的也比較少。不過近些年來隨著設(shè)計(jì)技術(shù)的引進(jìn)、消化、吸收，有了長足的進(jìn)步，產(chǎn)品的性能、可靠性、外觀都有較大幅度的提高，企業(yè)也在不斷向大規(guī)模、系列化方向發(fā)展，但國內(nèi)的起重機(jī)在設(shè)計(jì)技術(shù)水平上與國外還有一定差距，這與國內(nèi)配套力量薄弱不無關(guān)系。所以我們更需要借鑒吸收國外先進(jìn)技術(shù)、采取國際化配套，提高產(chǎn)品起點(diǎn)，并且在設(shè)計(jì)中結(jié)合新的設(shè)計(jì)理念、方法及手段以滿足工業(yè)生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變和用戶需求的多樣性，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品規(guī)?；?、系列化合精細(xì)化，提高產(chǎn)品生產(chǎn)成本以及質(zhì)量，增加產(chǎn)品性價(jià)比，從而提高企業(yè)的核心競爭力。
2．設(shè)計(jì)效率太低、通用性較差
長期以來，起重機(jī)設(shè)計(jì)利用圖板手工設(shè)計(jì)制圖，需要較長的設(shè)計(jì)周期。而且由于設(shè)計(jì)及工藝原因，國內(nèi)制造的起重機(jī)交貨期約為國外先進(jìn)企業(yè)的兩倍，效率較低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)競爭的要求，使企業(yè)失掉了不少機(jī)遇。一些起重機(jī)制造商隊(duì)與成系列、成批量的通用起重機(jī)產(chǎn)品（如5~50t雙梁橋式起重機(jī)），為了降低成本，簡化生產(chǎn)管理，通用化設(shè)計(jì)現(xiàn)狀只做到對(duì)車輪組、滑輪組、卷筒組合聯(lián)軸器的通用化設(shè)計(jì)，對(duì)于運(yùn)行機(jī)構(gòu)、小車架，仍只能按不同起重量設(shè)計(jì)，橋架端則按不同起重量，不同小車軌距多寬設(shè)計(jì)，對(duì)橋式起重機(jī)的設(shè)計(jì)不能使整機(jī)與機(jī)構(gòu)、機(jī)構(gòu)與部件、部件與零件之間的參數(shù)合理匹配。
3.設(shè)計(jì)進(jìn)行類比，工藝水平較低
在起重機(jī)的設(shè)計(jì)過程中，一方面由于其產(chǎn)品相對(duì)定型，根據(jù)《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊》中推薦的尺寸進(jìn)行選擇，一般工廠設(shè)計(jì)不做基數(shù)按，當(dāng)有相近參數(shù)起重機(jī)需求時(shí)，則選擇類比放大導(dǎo)致截面尺寸變得越來越大，從而起重機(jī)的質(zhì)量、大車驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、廠房基礎(chǔ)投資增大，造成很大浪費(fèi)。隨著起重機(jī)向大噸位、高參數(shù)、低噪聲、小振動(dòng)及輕型化方向的不斷發(fā)展，原有定型產(chǎn)品越來越不能適應(yīng)當(dāng)前要求，市場需要性能優(yōu)良，，經(jīng)濟(jì)性好的橋式起重機(jī)。另一方面，由于國內(nèi)企業(yè)，普遍缺乏生產(chǎn)技術(shù)，工藝水平較低，一些起重機(jī)生產(chǎn)企業(yè)的工裝設(shè)備、裝配及檢測手段比較落后，油漆及焊接工藝不過關(guān)，較為粗糙，嚴(yán)重影響了起重機(jī)的質(zhì)量。
4.專業(yè)化協(xié)作水平、通用化設(shè)計(jì)水平低
目前，我國專業(yè)化協(xié)作目前只做到20%,80%仍靠企業(yè)自己設(shè)計(jì)、制造。一臺(tái)起重機(jī)中只有電動(dòng)機(jī)、減速器、制動(dòng)器及一些電氣元件可外購，其它鉚焊件、機(jī)加工件、主梁、車輪組、端梁、小車架仍靠企業(yè)自行設(shè)計(jì)，這樣需花費(fèi)大量的時(shí)間，影響了起重機(jī)的生產(chǎn)周期。
5、CAD交互式缺乏最主要的原因是由于對(duì)于CAD技術(shù)和方法研究比較有限，CAD技術(shù)作為一種先進(jìn)的設(shè)計(jì)手段和工具逐漸為工程技術(shù)人員和設(shè)計(jì)人員接受和掌握，已經(jīng)在專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中發(fā)揮著越來越大的作用。然而，隨著技術(shù)的發(fā)展會(huì)對(duì)CAD技術(shù)本身及其應(yīng)用提出更高更嚴(yán)的要求，國內(nèi)大型起重機(jī)生產(chǎn)企業(yè)的CAD設(shè)計(jì)系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用及推廣任務(wù)仍然十分艱巨。
三、現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法在起重機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
目前我國起重機(jī)的設(shè)計(jì)能力薄弱、設(shè)計(jì)方法落后，所進(jìn)行的設(shè)計(jì)主要是按許多用應(yīng)力法進(jìn)行的，導(dǎo)致我國起重機(jī)與國外先進(jìn)發(fā)達(dá)國家相比消耗了過多的材料和能源，嚴(yán)重影響了我國起重機(jī)產(chǎn)品的競爭能力。近些年來，國際上現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法應(yīng)運(yùn)而生，并且越來樂受重視，所以國內(nèi)起重機(jī)的法杖必須引人現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，才能設(shè)計(jì)出更符合實(shí)際使用工況，更注重功能性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性的起重機(jī)。
現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論是對(duì)產(chǎn)品原理和機(jī)理的科學(xué)總結(jié)。現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法是基于設(shè)計(jì)理論形成的，他把設(shè)計(jì)對(duì)象看成一個(gè)系統(tǒng)，同時(shí)考慮系統(tǒng)與外部的聯(lián)系，用系統(tǒng)工程的給你按進(jìn)行分析和綜合，力求系統(tǒng)整體最優(yōu)。現(xiàn)代設(shè)計(jì)開發(fā)強(qiáng)調(diào)綜合考慮與分析市場粗球，設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、使用和銷售等各方面因素；強(qiáng)調(diào)綜合運(yùn)用優(yōu)化設(shè)計(jì)、系統(tǒng)工具、可靠性理論、價(jià)值工程、計(jì)算機(jī)技術(shù)等科學(xué)技術(shù)知識(shí)，探索多種解決設(shè)計(jì)問題的科學(xué)途徑；它把經(jīng)驗(yàn)的類比的設(shè)計(jì)觀點(diǎn)變成邏輯的、推理的、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)觀點(diǎn)，采用懂太多、多變量的、多方案的、擴(kuò)展性的設(shè)計(jì)思維方式；具有系統(tǒng)性、創(chuàng)造性、綜合性和程式性的特點(diǎn)。設(shè)計(jì)方法分為適用于不同類型產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一般方法和面向特殊產(chǎn)品的具體方法。常見的一般方法包括：創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法、可靠性設(shè)計(jì)方法、最優(yōu)化設(shè)計(jì)方法、有限元設(shè)計(jì)方法、綠色設(shè)計(jì)方法、虛擬設(shè)計(jì)方法、并行設(shè)計(jì)方法、反求設(shè)計(jì)方法、抗疲勞設(shè)計(jì)方法、防腐蝕設(shè)計(jì)法、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)法、價(jià)值工程發(fā)、計(jì)算機(jī)仿真和動(dòng)態(tài)模擬方法、網(wǎng)絡(luò)分析設(shè)計(jì)方法的等。
隨著這些設(shè)計(jì)方法在我國陸續(xù)使用，我們可以再起重機(jī)整機(jī)、結(jié)構(gòu)、機(jī)構(gòu)、電氣和液壓設(shè)計(jì)中來采用適宜的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，比如：對(duì)起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)可考慮有限元設(shè)計(jì)方法及最優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，以最大限度減輕起重機(jī)自重和降低能耗；對(duì)起重機(jī)電器部件及電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)可考慮采用可靠性設(shè)計(jì)法和創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法，不斷提高可靠度及零件和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新能力，使部件和機(jī)構(gòu)越來越精巧；為了快速推出新產(chǎn)品，在對(duì)起重機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可考慮廣泛運(yùn)用并行設(shè)計(jì)方法；對(duì)超大型設(shè)備還可考慮計(jì)算機(jī)仿真與動(dòng)態(tài)模擬方法；考慮現(xiàn)代社會(huì)的環(huán)保要求，綠色設(shè)計(jì)方法也需要進(jìn)行推廣。
三、研究內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案
1.5m3單軌抓斗起重機(jī)是用來對(duì)物料起重、運(yùn)輸、裝卸和安裝等作業(yè)的機(jī)械設(shè)備，它可以減輕體力勞動(dòng)、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率或在生產(chǎn)過程中進(jìn)行某些特殊的工藝操作，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和現(xiàn)代化。
1、查閱國內(nèi)外有關(guān)抓斗起重機(jī)方面的相關(guān)資料；
2、了解抓斗起重機(jī)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀；
3、通過查閱資料，了解抓斗起重機(jī)的特點(diǎn)及易出現(xiàn)的問題；
4、結(jié)合抓斗起重機(jī)的常用使用情況，通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)分析所用材料的強(qiáng)度，計(jì)算相關(guān)數(shù)據(jù)，認(rèn)真校核，進(jìn)行評(píng)估，綜合得出最佳方案；將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于該產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，并運(yùn)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法使該產(chǎn)品更完善
四、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度
課題的性質(zhì)為通過實(shí)踐加深對(duì)理論知識(shí)的理解和應(yīng)用能力。
主要內(nèi)容包括
1. 查閱相關(guān)資料，外文資料翻譯撰寫開題報(bào)告 1.30～2.27 4周
2．運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 2.28～3.13 2周
3．總裝圖設(shè)計(jì) 3.14～4.04 3周
4 主要零、部件強(qiáng)度及選用計(jì)算 4.05～4.19 2周
5．繪制零、部件圖 4.20～5.04 2周
6．編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書（畢業(yè)論文） 5.05～5.19 2周
7．畢業(yè)設(shè)計(jì)審查、畢業(yè)答辯 5.20～6.03 2周
五、參考文獻(xiàn)
【1】 孫桓等主編.機(jī)械原理. 北京：高等教育出版社，2001
【2】 濮良貴等主編.機(jī)械設(shè)計(jì). 北京：高等教育出版社，2001
【3】 張質(zhì)文、劉全德主編，起重運(yùn)輸機(jī)械.北京：中國鐵道出版社，1983，
【4】 張質(zhì)文主編. 起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊. 北京: 中國鐵道出版社，2001
【5】 宗武、樊迪民主編.起重機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算.北京：北京科技出版社，1988
【6】徐灝主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（第四版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1991
【7】楊長骙 傅東明主編.起重機(jī)械（第2版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1992
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
題目 2噸單軌抓斗起重機(jī)設(shè)計(jì)
專 業(yè) 名 稱 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 0881054（12）
學(xué) 生 姓 名 賀 偉
指 導(dǎo) 教 師 封立耀
填 表 日 期 2012 年 5 月 23
說 明
開題報(bào)告應(yīng)結(jié)合自己課題而作，一般包括：課題依據(jù)及課題的意義、國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢（含文獻(xiàn)綜述）、研究內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度、參考文獻(xiàn)等內(nèi)容。以下填寫內(nèi)容各專業(yè)可根據(jù)具體情況適當(dāng)修改。但每個(gè)專業(yè)填寫內(nèi)容應(yīng)保持一致
南昌航空大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文
目 錄
1 緒論……………………… …………… …………………………………………………..1
2 總體方案確定及基本參數(shù)…………………………… …… ……… …………..3
2.1 總體方案確定………………………………………………………………………..3
2.2 基本參數(shù)……………………………………………… ……………… ………..…....3
3 抓斗計(jì)算…………………………………………………………………………………..3
3.1 抓斗的幾何尺寸……………………………………………………...…………3
3.2 滑輪組倍率……………………………………………………………………...5
3.3 鋼絲繩計(jì)算…………………………………………………………………..….5
3.4 滑輪直徑確定…………………………………………………………………...6
3.5 上下橫梁軸線傾斜角………………………………………………………..….6
3.6 抓斗強(qiáng)度計(jì)算…………………………………………………………………...6
4 起升機(jī)構(gòu)…………………………………………………………………..…….10
4.1 傳動(dòng)比計(jì)算………………………………………………………………..…….10
4.2 起升速度………………………………………………………………………...10
4.3 機(jī)構(gòu)效率……………………………………………………………………..….11
4.4 電動(dòng)機(jī)靜功率…………………………………………………………………...11
4.5 電動(dòng)機(jī)軸的靜轉(zhuǎn)力矩…………………………………………..……………….12
4.6 制動(dòng)器計(jì)算……………………………………………………………..……….12
4.7 起動(dòng)時(shí)間…………………………………………………………...……………13
4.8 制動(dòng)時(shí)間…………………………………………………………………….…..14
4.9 卷筒裝置……………………………………………………………………...…15
5 起升機(jī)構(gòu)減速箱………………………………………………… …….. …….21
5.1 軸的計(jì)算…………………………………………………………………..…….21
5.2 齒輪校核………………………………………………………….……………..31
6 運(yùn)行機(jī)構(gòu)…………………………………………………………………………………. 35
6.1 傳動(dòng)比計(jì)算…………………………………………………………….……….35
6.2 運(yùn)行速度…………………………………………………………...…………...35
6.3 機(jī)構(gòu)效率……………………………………………………...………………...36
6.4 運(yùn)行摩擦阻力……………………………………………………………...…...36
6.5 電動(dòng)機(jī)容量的初選…………………………………………………...………...36
6.6 走輪輪壓………………………………………………………………………..37
6.7 驗(yàn)算起動(dòng)時(shí)間………………………………………………………………..…37
6.8 制動(dòng)器計(jì)算………………………………………………………………..…....37
6.9 電動(dòng)機(jī)最大力矩………………………………………………….………….....39
6.10 驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)打滑…………………………………………….………………...40
參考文獻(xiàn)………………..…………………………………………………...…………………….41
致謝………………..……………………………………….. ……………….……………………...42
附錄 外文翻譯……………..…………………………………...……………………...............43
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
題 目： 2噸單軌抓斗起重機(jī)設(shè)計(jì)
學(xué) 院： 航空制造工程學(xué)院
專業(yè)名稱： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班級(jí)學(xué)號(hào)： 0881054班 12號(hào)
學(xué)生姓名： 賀 偉
指導(dǎo)教師： 封 立 耀
二〇一二 年 六 月
南昌航空大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文
0
1緒 論
起重機(jī)械是用來對(duì)物料起重、運(yùn)輸、裝卸和安裝等作業(yè)的機(jī)械設(shè)備，它在國民經(jīng)濟(jì)各部門都有廣泛的應(yīng)用，起著減輕體力勞動(dòng)、節(jié)省人力、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和促進(jìn)生產(chǎn)過程機(jī)械化的作用。
起重機(jī)在搬運(yùn)物料時(shí)，經(jīng)歷上料、運(yùn)送、卸料和回到原處的過程，有時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，有時(shí)停轉(zhuǎn)，是一種間歇?jiǎng)幼鞯臋C(jī)械。通常，起重機(jī)械由工作機(jī)構(gòu)、金屬結(jié)構(gòu)、動(dòng)力裝置與控制系統(tǒng)等三大部分組成。所謂工作機(jī)構(gòu)是指起重機(jī)械的機(jī)械傳動(dòng)部分而言，常見的有起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和變幅機(jī)構(gòu)，通常稱為“起重機(jī)四大機(jī)構(gòu)”。
本設(shè)計(jì)為2t單軌抓斗起重機(jī)設(shè)計(jì)。當(dāng)起重量不大時(shí)，多采用電動(dòng)單軌起重機(jī)。這種起重機(jī)的特點(diǎn)是小車可以走到另一跨去，本設(shè)計(jì)側(cè)重于機(jī)械方面的設(shè)計(jì)。主要機(jī)構(gòu)有：起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)。
起升機(jī)構(gòu)用來實(shí)現(xiàn)貨物的升降，它是任何起重機(jī)械不可或缺的一部分，是起重機(jī)中最重要與最基本的結(jié)構(gòu)。起升機(jī)構(gòu)工作的好壞將直接影響到整臺(tái)起重機(jī)的工作性能。起重機(jī)構(gòu)主要由驅(qū)動(dòng)裝置、傳動(dòng)裝置、卷繞系統(tǒng)、取物裝置與制動(dòng)裝置組成。此外，根據(jù)需要還可裝設(shè)各種輔助裝置等。
本設(shè)計(jì)的起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)采用電動(dòng)葫蘆。電動(dòng)葫蘆結(jié)構(gòu)緊湊，電機(jī)軸線垂直于卷筒軸線的電動(dòng)葫蘆采用蝸輪傳動(dòng)裝置,寬度方面尺寸大,結(jié)構(gòu)粗笨,機(jī)械效率低,加工較難題。其缺點(diǎn)為:長度尺寸大。液壓系統(tǒng)為雙重控制，溢流調(diào)節(jié)閥、磁接點(diǎn)壓力表均可對(duì)壓力進(jìn)行精確的控制。電器控制部門采用了低電壓控制，增加了支配系統(tǒng)的平安性。電動(dòng)葫蘆屬于輕小型起重設(shè)備。它是將電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)構(gòu)、卷筒等緊湊地集合成一體的起重機(jī)構(gòu)。它可以單獨(dú)使用，也可以作為電動(dòng)單軌起重機(jī)、電動(dòng)單梁或雙梁起重機(jī)的小車來使用。由于電動(dòng)葫蘆結(jié)構(gòu)非常緊湊，通常由廠家專門生產(chǎn)，價(jià)格便宜，從而得到了普遍的應(yīng)用。電動(dòng)葫蘆可備有小車，以便在工字梁的下翼緣上運(yùn)行，是吊重在一定范圍內(nèi)移動(dòng)。鋼絲繩電動(dòng)葫蘆工作安全可靠，起升速度較高，故在本設(shè)計(jì)中被采用。同時(shí)，為了減輕自重，減少零件數(shù)目，采用了錐形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)。
運(yùn)行機(jī)構(gòu)是使起重機(jī)或者載重小車作水平運(yùn)動(dòng)。工作性的運(yùn)行機(jī)構(gòu)用來搬運(yùn)貨物；非工作性的運(yùn)行機(jī)構(gòu)只是用來調(diào)整起重機(jī)的工作位置。運(yùn)行機(jī)構(gòu)有無軌運(yùn)行和有軌運(yùn)行之分。本設(shè)計(jì)采用有軌運(yùn)行方式。這種方式在專門鋪設(shè)的鋼軌上運(yùn)行，負(fù)荷能力大，運(yùn)行阻力小。運(yùn)行裝置主要由運(yùn)行支撐裝置運(yùn)行驅(qū)動(dòng)裝置兩大部分組成。本設(shè)計(jì)著重于電動(dòng)小車的設(shè)計(jì)。
設(shè)計(jì)過程中，首先要確定總體的設(shè)計(jì)方案，然后各部件機(jī)構(gòu)、尺寸及相互間的連接方式等，最后對(duì)部件中各零件進(jìn)行校核。
2 總體方案確定及基本參數(shù)
2.1 總體方案確定
本設(shè)計(jì)的單軌抓斗起重機(jī)主體由`起升機(jī)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)構(gòu)組成。起升機(jī)構(gòu)主要包括電動(dòng)機(jī)、卷筒、減速器三個(gè)部分。電動(dòng)機(jī)選擇的是錐形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)，此種電動(dòng)機(jī)自身可以實(shí)現(xiàn)制動(dòng)，進(jìn)而減輕自重，減少零件數(shù)目；卷筒選用雙聯(lián)卷筒；減速器選擇同軸減速器，這種減速器特點(diǎn)是輸出與輸入同軸。電動(dòng)機(jī)通電后旋轉(zhuǎn)，從電動(dòng)機(jī)軸輸出的扭矩經(jīng)聯(lián)軸器傳到減速箱，經(jīng)減速箱三級(jí)減速后達(dá)到所需的傳動(dòng)比，減速箱帶動(dòng)卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)，使纏繞在卷筒上的鋼絲繩隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)鋼絲繩把轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樯舷路较虻囊苿?dòng)。鋼絲繩通過滑輪組帶動(dòng)抓斗，使抓斗起重機(jī)實(shí)現(xiàn)下降、張開、抓料、閉合、卸料等一系列的動(dòng)作，進(jìn)而完成了整個(gè)工作過程。運(yùn)行機(jī)構(gòu)主要是指電動(dòng)小車。電動(dòng)小車在工字鋼軌道上來回移動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)物料在兩個(gè)不同位置的運(yùn)送，即實(shí)現(xiàn)小范圍內(nèi)的物料運(yùn)送工作。
2.基本參數(shù)
此設(shè)計(jì)的單軌抓斗起重機(jī)涉及到的基本參數(shù)有:
起重量:是指正常工作時(shí)被提升的額定載荷(包括抓斗).
設(shè)計(jì)中的起重量為2t 。
起升速度：設(shè)計(jì)中起升速度為。
運(yùn)行速度：運(yùn)行速度為。
起升高度：設(shè)計(jì)中的起升高度為20m。
工作制度：反映機(jī)構(gòu)使用繁忙程度和載荷特性的參數(shù)。本設(shè)計(jì)中的工作級(jí)別：起升為M6，運(yùn)行為M5。
3 抓斗計(jì)算
本次設(shè)計(jì)采用的是雙繩抓斗，主要是雙繩抓斗生產(chǎn)率高。雙繩抓斗由頭部、撐桿、顎板及橫梁組成，抓取和卸料動(dòng)作是利用兩個(gè)卷筒（起升卷筒與閉合卷筒）與兩根鋼絲繩（起升繩與閉合繩）來操控的。起升繩系在抓斗頭部，閉合繩以滑輪組的形式繞于頭部和橫梁之間，倍率通常在2~6之間。
3.1 抓斗的幾何尺寸
抓斗的額定容積：Error! No bookmark name given.
抓取物料的容重 ：
3.1.1 抓斗的最大開度
難抓取的物料時(shí)應(yīng)取較大的值，易抓取的物料時(shí)應(yīng)取取較小的值。
取
3.1.2 抓斗的側(cè)面積及側(cè)面幾何形狀
為了保證給定的抓斗容積V，顎板應(yīng)有足夠的側(cè)面積。
根據(jù)及物料的性質(zhì)用以確定抓斗的側(cè)面幾何形狀。應(yīng)使側(cè)板上緣的傾斜角大致與物料在運(yùn)動(dòng)狀況下的自然坡角相等，通常約為30°~35°。
通過測量實(shí)際設(shè)計(jì)抓斗的尺寸：
則
側(cè)面積
3.1.3 寬度
確定抓斗寬度或的原則：
塊度比較大及堅(jiān)實(shí)的物料堆 應(yīng)取較小值；松散物料應(yīng)取較大值。
取Error! No bookmark name given.
3.1.4 顎板鉸點(diǎn)位置
依據(jù)以下條件確定：
在最大開度時(shí)，顎板的切口應(yīng)是垂直方向，以便于切口插入物料。
測量得
校正得
3.1.5 撐桿的長度的確定
依據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式：
則
實(shí)際設(shè)計(jì)中取
撐桿鉸點(diǎn)位置確定：
為了使閉合繩的閉合力最小，有利于提高抓取能力，應(yīng)使抓斗在開閉兩種狀況下滑輪中心距變動(dòng)量最大。
3.2 滑輪組倍率
據(jù)“起重機(jī)械”表6 - 2
取滑輪組倍率為 m=4
3.3 鋼絲繩計(jì)算
對(duì)于起升機(jī)構(gòu)，；對(duì)于開閉機(jī)構(gòu)，。為了滿足整機(jī)的需要，只計(jì)算時(shí)鋼絲繩的直徑。
采用滾動(dòng)軸承，則
則導(dǎo)向滑輪效率為
且
按工作級(jí)別M6 ，使用抗拉強(qiáng)度 的鋼絲繩，則
查表鋼絲繩標(biāo)準(zhǔn)，選用的鋼絲繩。
3.4 確定選取滑輪直徑
閉合繩繞過滑輪的次數(shù)是很多的，為了延長鋼絲繩的壽命，常選用較大的滑輪，最大可達(dá)D=25d 。
按工作級(jí)別M6，取
則
取滑輪直徑 ，
3.5 上下橫梁軸線的傾斜角
3.6抓斗強(qiáng)度計(jì)算
3.6.1顎板的強(qiáng)度計(jì)算
顎板是受分布載荷的板，三邊固定，一邊是自由。最危險(xiǎn)的部位在刃口的中央。
單位長度彎矩為：
則刃口中央的彎曲應(yīng)力為
選取材料為 ZGMn13, 查表得
所以合格。
3.6.2撐桿強(qiáng)度
當(dāng)抓斗閉合終了瞬間，撐桿所受載荷最大。撐桿材料選取采用號(hào)鋼。
其
，
撐桿內(nèi)力為
即
截面最小慣性矩：
查“金屬結(jié)構(gòu)”得穩(wěn)定性系數(shù)為
則
由
所以 撐桿強(qiáng)度滿足要求。
3.6.3撐桿鉸軸套強(qiáng)度計(jì)算
驗(yàn)算比壓：
則
即撐桿鉸軸套處合格。
3.6.4顎板鉸軸軸套強(qiáng)度計(jì)算
驗(yàn)算比壓：
又
則
所以顎板鉸軸軸套驗(yàn)算合格。
4 起升機(jī)構(gòu)
4.1傳動(dòng)比的計(jì)算
起升機(jī)構(gòu)減速器采用漸開線齒形定軸外嚙合三級(jí)傳動(dòng)減速器。
4.1.1 級(jí)速比
總速比：
4.1.2 卷筒轉(zhuǎn)速
電動(dòng)機(jī)選用型千瓦錐形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)。
電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速
4.2 起升速度
按起升結(jié)構(gòu)工作級(jí)別M6，查“規(guī)范”取
卷筒材料采用普通碳素鋼
取310mm
滑輪組倍率
合格
4.3機(jī)構(gòu)效率
4.3.1減速器總效率
取
則
4.3.2抓斗滑輪組的效率
單個(gè)滑輪的效率取為
則滑輪組的效率
4.3.3卷筒的效率
取
4.3.4導(dǎo)向滑輪的效率
取
起升結(jié)構(gòu)的總效率
4.4電動(dòng)機(jī)的靜功率
查表選取 ，則
4.5電動(dòng)機(jī)軸的靜扭轉(zhuǎn)力矩
4.6制動(dòng)器的計(jì)算
制動(dòng)器是依靠摩擦副間的摩擦而產(chǎn)生制動(dòng)作用的
4.6.1制動(dòng)電動(dòng)機(jī)軸需要的靜扭轉(zhuǎn)力矩的計(jì)算
4.6.2制動(dòng)力矩的計(jì)算
彈簧工作時(shí)的軸向壓力
摩擦系數(shù)選取
則制動(dòng)片平均直徑：
且夾角
則制動(dòng)力矩
4.6.3制動(dòng)安全系數(shù)計(jì)算
查“起重機(jī)械”表，制動(dòng)安全系數(shù)
故安全。
4.6.4制動(dòng)單位比壓力
彈簧的工作壓力
制動(dòng)片寬度：
所以單位比壓力為：
4.6.5軸向吸力
定子線包通電過后，圓錐轉(zhuǎn)子在軸向吸力作用下產(chǎn)生移動(dòng)，打開制動(dòng)盤后，使載荷產(chǎn)生上升或下降的運(yùn)動(dòng)。此軸向吸力應(yīng)大于彈簧所產(chǎn)生制動(dòng)力矩的壓力和在靜載荷下靜扭轉(zhuǎn)力矩在彈簧聯(lián)軸器花鍵中產(chǎn)生的靜摩擦力。圓錐轉(zhuǎn)子軸在軸向吸力作用下帶動(dòng)聯(lián)軸器相對(duì)齒輪長軸有軸向移動(dòng)。
有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的花鍵尺寸是。
則平均半徑
選取摩擦系數(shù)
則
則軸向力
4.7起動(dòng)時(shí)間
4.7.1電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩
4.7.2電動(dòng)機(jī)的平均力矩倍數(shù)
4.7.3總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量
電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸飛輪矩
聯(lián)軸節(jié)飛輪矩
則起動(dòng)時(shí)間：
4.8制動(dòng)時(shí)間
電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為
則制動(dòng)時(shí)間：
4.9卷筒裝置
4.9.1卷筒繩槽底徑
卷筒材料選用
查表得
則
卷筒直徑選取
其它尺寸：
4.9.2卷筒長度及壁厚
其中：
又 ，，
取
則
取 。
卷筒壁厚：
取 。
4.9.3卷筒強(qiáng)度的校核
卷筒強(qiáng)度采用，屈服極限為
則
①鋼絲繩卷繞箍緊對(duì)卷筒時(shí)產(chǎn)生的壓應(yīng)力
由，可得
②鋼絲繩卷繞產(chǎn)生的彎曲正應(yīng)力
又
則
③彎曲合成應(yīng)力
即
故滿足要求。
4.9.4計(jì)算卷筒壓繩板和螺釘
①鋼絲繩繩端固定方法：采用壓繩板固定
②壓繩板的計(jì)算
繩尾的拉力 ：
按歐拉公式
安全圈數(shù)n=2，
則，；取
每個(gè)壓繩板的夾持力：
壓繩板選用圓形槽，則
取
只有在壓繩板與鋼絲繩之間和鋼絲繩與卷筒之間的接觸面上產(chǎn)生足夠大的摩擦力，此摩擦力大于或等于鋼絲繩在固定處的拉力，才能保證安全。取鋼絲繩分離體
則 ，
又 ，
則一個(gè)螺釘作用給壓繩板的力：
即
取n=6， ，
壓板夾持力為：
螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：
螺釘選用國標(biāo)GB70-86，
標(biāo)準(zhǔn)件材料選用鋼，屈服極限
螺紋內(nèi)徑
則
又
取 ，則
故螺釘強(qiáng)度合格。
4.9.5彈性聯(lián)軸器計(jì)算
1) 彈性聯(lián)軸器的最大計(jì)算扭矩
由
，，取
得
2) 輪胎圈中間截面的剪切應(yīng)力
;
則截面剪切應(yīng)力：
3) 輪胎圈的扭轉(zhuǎn)角
假設(shè)在長度內(nèi)，輪胎圈是一等截面環(huán)
截面彈性系數(shù)：
截面的極慣性矩：
則
4) 輪胎圈的擠壓應(yīng)力
i正應(yīng)力
聯(lián)軸器半體和壓板作用給輪胎圈的正壓力靠擰緊螺釘?shù)玫健?
在干燥表面，取
則
， ，
ii擠壓應(yīng)力
又橡膠的擠壓許用應(yīng)力
所以
故符合要求。
5) 螺釘?shù)膹?qiáng)度校核
螺釘選用，。材料為鋼
螺紋內(nèi)徑，螺釘數(shù)目
又
所以
故強(qiáng)度滿足。
5 起升機(jī)構(gòu)減速箱
5.1軸的計(jì)算
起升機(jī)構(gòu)的減速器各齒輪和齒輪軸在載荷作用下，即由鋼絲繩對(duì)卷筒產(chǎn)生的力矩的方向始終不變。載荷上升是由電動(dòng)機(jī)通過齒輪傳動(dòng)把載荷起吊上來；載荷下降由電動(dòng)機(jī)反相制動(dòng)，阻止載荷以重力加速度下降。載荷上升和下降時(shí)，作用力方向不變，不以旋轉(zhuǎn)方向的改變而改變，也就是齒輪和齒輪軸的齒是單面嚙合。因此，起升減速器的軸在計(jì)算時(shí)假定扭轉(zhuǎn)應(yīng)力按脈動(dòng)循環(huán)變化，彎曲應(yīng)力按對(duì)稱循環(huán)變化。
5.1.1軸所傳遞的扭矩
空心軸扭矩：
第三軸額定扭矩：
，
則
第二軸額定扭矩：
，
第一軸額定扭矩：
，
則
5.1.2第I軸受載及校核
對(duì)圖a,
由，得
則
對(duì)圖b,可簡化如下：
由，得
驗(yàn)算軸危險(xiǎn)截面：
a.I截面：
軸的材料采用20MnTiB,
則
查表，得，
故第I截面合格。
b.II截面：
，（按齒根圓計(jì)算，不考慮應(yīng)力集中影響）
材料的對(duì)稱循環(huán)的扭轉(zhuǎn)疲勞極限
查表，得（按齒根圓直徑，不考慮應(yīng)力集中影響），
故第II截面滿足要求。
c.III截面：
III截面只受扭矩作用
查表，得（不考慮應(yīng)力集中影響）
，
故第III截面滿足要求。
5.1.3第II軸校核
和的分力：
由，得
由，得
則
驗(yàn)算軸的危險(xiǎn)斷面：
a.I截面：
由，，
得
查表，得
則
故I截面滿足要求。
b.II截面：
；
鍵槽引起的應(yīng)力集中，算得
齒輪和齒輪軸裝配過盈而引起的應(yīng)力集中，算得
取二者中最大值，即
則
扭轉(zhuǎn)應(yīng)力按脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力
由
查表，得
則
故II截面滿足要求。
c.III截面：
由帶圓角的階梯軸引起的應(yīng)力集中
，，
由 ，
查表，得
則
查表，得
，，
故III截面滿足要求。
d.IV截面：
；
查表，得，
查表，得，，
則
故IV截面滿足要求。
e.V截面：
經(jīng)分析，V截面受力情況同I截面相似，且兩處軸徑相等，故截面也滿足要求。III軸IV軸校核方法同上，且兩軸經(jīng)校核后，均滿足強(qiáng)度要求。
5.2齒輪校核
以第一對(duì)傳動(dòng)齒輪為例
5.2.1選擇材料及參數(shù)
材料選用20CrMn，選8級(jí)精度的漸開線圓柱齒輪。小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)。
傳動(dòng)比
螺旋角
兩齒輪都可以采用硬齒面，則HRC=56~62
5.2.2計(jì)算切向力
起升載荷動(dòng)載荷系數(shù)
則動(dòng)載荷系數(shù)
由，，，Z=12500h
則
選取，
則
查表選取載荷系數(shù)
分度圓上的基本切向力
第I軸聯(lián)軸器的效率為1，滾動(dòng)軸承的效率為0.99
則
最大扭矩
計(jì)算最大切向力
由，，
得
查表，得
由
查得
齒間載荷分配系數(shù)
則輪齒齒面接觸強(qiáng)度切向力：
同上，輪齒彎曲強(qiáng)度切向力：
5.2.3齒面接觸強(qiáng)度
法向壓力角
查表，得
節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)
彈性系數(shù)
由，
得重合度系數(shù)
螺旋角系數(shù)
節(jié)圓處的計(jì)算接觸應(yīng)力：
許用接觸耐性應(yīng)力計(jì)算
工作硬化系數(shù)
則
所以齒面接觸耐久性的安全系數(shù)：
5.2.4齒面接觸靜強(qiáng)度計(jì)算
節(jié)圓處的齒面接觸最大計(jì)算應(yīng)力：
由
則
齒面接觸靜強(qiáng)度安全系數(shù)
查表，得
則
5.2.5輪齒彎曲強(qiáng)度計(jì)算
齒形系數(shù)
查表，得
應(yīng)力修正系數(shù)
重合度系數(shù)
螺旋角系數(shù)
磨損系數(shù)
則齒根彎曲應(yīng)力：
試驗(yàn)齒輪彎曲疲勞極限應(yīng)力
尺寸系數(shù)
則許用彎曲疲勞應(yīng)力
齒輪彎曲靜強(qiáng)度計(jì)算
彎曲最大計(jì)算應(yīng)力
齒跟彎曲靜強(qiáng)度的安全系數(shù)：
查表，得
則
所以彎曲靜強(qiáng)度滿足要求。
6 運(yùn)行機(jī)構(gòu)
運(yùn)行機(jī)構(gòu)的任務(wù)是使起重機(jī)或載重小車作水平運(yùn)動(dòng)。
6.1傳動(dòng)比的計(jì)算
6.1.1此運(yùn)行機(jī)構(gòu)減速比
（采用二級(jí)齒輪減速）
每一級(jí)傳動(dòng)比為：
總速比：
6.1.2走輪轉(zhuǎn)速
6.2 運(yùn)行速度
6.3 機(jī)構(gòu)的效率
取齒輪傳動(dòng)效率
則
6.4運(yùn)行摩擦阻力
運(yùn)行摩擦阻力包括：車輪軸承中的摩擦；車輪的滾動(dòng)摩擦；以及車輪輪緣與軌道間的附加摩擦阻力。
6.4.1車輪軸承中的摩擦
—— 車輪輪壓
—— 車輪直徑
—— 車輪軸樞直徑
—— 車輪軸承摩擦系數(shù)
選取，又，
6.4.2車輪的滾動(dòng)摩擦
車輪前進(jìn)時(shí)，由于車輪與軌道之間的擠壓應(yīng)力的合力偏向運(yùn)行前方。
——滾動(dòng)摩擦系數(shù)
取
6.4.3總摩擦阻力
——附加阻力系數(shù)
?。ㄈ嗱?qū)動(dòng)）
則
6.5電動(dòng)機(jī)容量的初選
每組運(yùn)行驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的靜功率為：
取，又
故
所以選取額定功率為1.5kw 的ZYD21-4型錐形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)。
6.6走輪輪壓
6.7 驗(yàn)算起動(dòng)時(shí)間
6.8制動(dòng)器計(jì)算
6.8.1制動(dòng)電動(dòng)機(jī)軸需要的靜轉(zhuǎn)力矩
由公式得：
電動(dòng)機(jī)最小制動(dòng)行程
電動(dòng)機(jī)最小制動(dòng)時(shí)間：
6.8.2制動(dòng)器制動(dòng)力矩
所選電動(dòng)機(jī)制動(dòng)環(huán)尺寸：
，
則
壓力彈簧：工作壓力，
則
6.8.3所選制動(dòng)片單位比壓力
6.8.4制動(dòng)時(shí)間
6.9 電動(dòng)機(jī)最大力矩
因此電動(dòng)機(jī)的最大力矩能夠克服最大動(dòng)力。
6.10驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)打滑
6.10.1起動(dòng)時(shí)間打滑驗(yàn)算
取附著系數(shù)（室內(nèi)）
安全系數(shù)，，
則
又
則
即
6.10.2驗(yàn)算制動(dòng)時(shí)間打滑
取制動(dòng)時(shí)，打滑安全系數(shù)
則
即
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致 謝
經(jīng)過幾個(gè)月的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。 在這里首先要感謝我的導(dǎo)師封立耀老師。封老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從查閱資料到設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，裝配草圖等整個(gè)過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜煩瑣，但是封老師仍然細(xì)心地糾正圖紙中的錯(cuò)誤。除了敬佩封老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。正是由于他在百忙之中多次審閱全文，對(duì)細(xì)節(jié)進(jìn)行修改，并為本文的撰寫提供了許多中肯而且寶貴的意見，本文才得以成型。
在此特向封立耀老師致以衷心的謝意！向他無可挑剔的敬業(yè)精神、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的治學(xué)態(tài)度、深厚的專業(yè)修養(yǎng)和平易近人的待人方式表示深深的敬意！同時(shí)感謝學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)、輔導(dǎo)員以及代課老師們幾年來對(duì)我的栽培和教育。
謝謝你們。