買文檔就送全套 CAD 圖紙 QQ:414951605 或 1304139763圖紙預(yù)覽請見文檔里的插圖，原稿更清晰，可編輯XXXXX畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文)小型懸臂起重吊設(shè)計(jì)系 名： 專業(yè)班級： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師姓名： 指導(dǎo)教師職稱： 年 月買文檔就送全套 CAD 圖紙 QQ:414951605 或 1304139763I目 錄摘 要 .IIIAbstract .IV第一章 緒論 .11.1 設(shè)計(jì)的背景及意義 .11.2 起重機(jī)的分類 .11.3 國內(nèi)外研究及發(fā)展現(xiàn)況 .21.4 本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 .3第二章 總體方案設(shè)計(jì) .42.1 設(shè)計(jì)要求及分析 .42.2 方案設(shè)計(jì) .42.2.1 起升機(jī)構(gòu) .42.1.2 運(yùn)行機(jī)構(gòu) .42.1.3 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) .4第三章 起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .73.1 電動葫蘆的選擇 .73.2 鋼絲繩的選擇 .73.2.1 鋼絲繩破斷拉力計(jì)算 .83.2.2 鋼絲繩允許拉力的計(jì)算 .83.3 卷筒尺寸設(shè)計(jì)及校核 .83.3.1 卷筒類型及構(gòu)造 .93.3.2 卷筒直徑 .93.3.3 卷筒長度 .93.3.4 卷筒壁厚 .103.3.5 強(qiáng)度計(jì)算 .103.4 電動機(jī)的選擇 .113.4.1 電動靜功率的計(jì)算 .113.4.2 電動機(jī)發(fā)熱驗(yàn)算 .123.5 卷筒軸的設(shè)計(jì)及校核 .123.5.1 初算卷筒軸最小直徑 .123.5.2 確定各段軸的直徑、長度 .133.5.3 計(jì)算支座反力 .133.5.4 疲勞計(jì)算 .133.5.5 靜強(qiáng)度計(jì)算 .14買文檔就送全套 CAD 圖紙 QQ:414951605 或 1304139763II3.6 取物裝置設(shè)計(jì) .143.7 懸臂梁的設(shè)計(jì) .153.7.1 計(jì)算條件 .153.7.2 受力計(jì)算 .15第四章 運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .184.1 選電動機(jī) .184.1.1 運(yùn)行阻力 .184.1.2 計(jì)算靜功率 .184.2 驗(yàn)算電動機(jī)發(fā)熱條件 .184.3 驗(yàn)算啟動時間 .184.4 選擇制動 .194.5 驗(yàn)算制動時間 .194.6 選擇減速器 .19第五章 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .205.1 載荷計(jì)算 .205.2 回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置計(jì)算 .225.2.1 摩擦阻力矩 .225.2.2 坡道阻力矩 .235.2.3 慣性阻力矩 .235.3 電動機(jī)的選擇 .245.4 聯(lián)軸器的選擇 .255.5 制動器的選擇 .265.6 減速器的選擇 .265.7 開式齒輪的選擇與設(shè)計(jì) .265.7.1 選定齒輪類型及基本參數(shù) .265.7.2 按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算 .275.7.3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 .295.7.4 幾何尺寸計(jì)算 .30總 結(jié) .31參考文獻(xiàn) .32致 謝 .33摘 要買文檔就送全套 CAD 圖紙 QQ:414951605 或 1304139763III本課題的任務(wù)是小型懸臂起重吊，懸臂起重機(jī)是懸臂可繞固定于基座上的定柱回轉(zhuǎn)，或者是懸臂與轉(zhuǎn)柱剛接，在基座支承內(nèi)一起相對于垂直中心線轉(zhuǎn)動的由立柱和懸臂組成的懸臂起重機(jī)。主要由電起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等構(gòu)成。本次設(shè)計(jì)首先，通過對懸臂起重吊結(jié)構(gòu)及原理進(jìn)行分析，在此分析基礎(chǔ)上提出了懸臂起重吊的設(shè)計(jì)方案；接著，對主要技術(shù)參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算選擇；然后，對各主要零部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)與校核；最后，通過 AutoCAD 制圖軟件繪制了懸臂起重吊總裝圖及主要零部件圖。通過本次設(shè)計(jì)，鞏固了大學(xué)所學(xué)專業(yè)知識，如：機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、材料力學(xué)、公差與互換性理論、機(jī)械制圖等；掌握了普通機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法并能夠熟練使用AutoCAD 制圖軟件，對今后的工作于生活具有極大意義。關(guān)鍵詞：懸臂起重吊，起升機(jī)構(gòu)，運(yùn)行機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)買文檔就送全套 CAD 圖紙 QQ:414951605 或 1304139763IV買文檔就送全套 CAD 圖紙 QQ:414951605 或 1304139763V買文檔就送全套 CAD 圖紙 QQ:414951605 或 1304139763VI買文檔就送全套 CAD 圖紙 QQ:414951605 或 1304139763VII買文檔就送全套 CAD 圖紙 QQ:414951605 或 1304139763VIIIAbstractThe task of this project is a small cantilever lifting, boom boom cranes are available in a given column rotation around a fixed pedestal, or cantilever column and turn rigid, support within the base together with respect to the vertical centerline of rotation by consisting of columns and cantilever cranes. Mainly by electric lifting mechanism, traveling mechanism, rotation mechanism and the like.The design is first, by making the lifting of the cantilever structure and principles of analysis presented in this analysis lifting cantilever design basis; Next, the main technical parameters were calculated choice; then, for all the major components has been designed and checked; Finally, AutoCAD drawing software to draw a cantilever lifting assembly diagram and main parts diagram.Through this design, the consolidation of the university is expertise, such as: mechanical principles, mechanical design, mechanics of materials, tolerances and interchangeability theory, mechanical drawing, etc; mastered the design method of general machinery products and be able to skillfully use AutoCAD drawing software for the future work of great significance in life.Keywords:Cantilever Lifting, Hoisting mechanism, Traveling mechanism, Rotating mechanism買文檔就送全套 CAD 圖紙 QQ:414951605 或 1304139763IX買文檔就送全套 CAD 圖紙 QQ:414951605 或 13041397631第一章 緒論1.1 設(shè)計(jì)的背景及意義起重機(jī)械是一種循環(huán)、間歇運(yùn)動的機(jī)械，主要用于物品的裝卸。一個工作循環(huán)一般包括：取物裝置從取物地點(diǎn)由起升機(jī)構(gòu)把物品提起，運(yùn)行、旋轉(zhuǎn)或變幅機(jī)構(gòu)把物品移位，然后物品在指定地點(diǎn)下降；接著進(jìn)行反向運(yùn)動，使取物裝置回到原位，以便進(jìn)行下一次的工作循環(huán)。在兩個工作循環(huán)之間，一般有短暫的停歇。由此可見，起重機(jī)械工作時，各機(jī)構(gòu)經(jīng)常是處于起動、制動以及正向、反向等相互交替的運(yùn)動狀態(tài)中的。起重機(jī)是各種工程建設(shè)廣泛應(yīng)用的重要起重設(shè)備，它對減輕勞動強(qiáng)度，節(jié)省人力，降低建設(shè)成本，提高勞動生產(chǎn)率，加快建設(shè)速度，實(shí)現(xiàn)工程施工機(jī)械化起著十分重要的作用。1.2 起重機(jī)的分類起重機(jī)根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同分成以下三類：（1）梁式型起重機(jī)可在長方形場地及其上空作業(yè)，多用于車間、倉庫、露天堆場等處的物品裝卸，有梁式起重機(jī)、橋式起重機(jī)、龍門起重機(jī)、纜索起重機(jī)、運(yùn)載橋等。（2）懸臂起重機(jī)（旋臂起重機(jī)）懸臂起重機(jī)有立柱式、壁掛式、平衡起重機(jī)三種形式。柱式懸臂起重機(jī)是懸臂可繞固定于基座上的定柱回轉(zhuǎn)，或者是懸臂與轉(zhuǎn)柱剛接，在基座支承內(nèi)一起相對于垂直中心線轉(zhuǎn)動的由立柱和懸臂組成的懸臂起重機(jī)。它適用于起重量不大，作業(yè)服務(wù)范圍為圓形或扇形的場合。一般用于機(jī)床等的工件裝卡和搬運(yùn)。壁掛起重機(jī)是固定在墻壁上的懸臂起重機(jī)，或者可沿墻上或其他支承結(jié)構(gòu)上的高架軌道運(yùn)行的懸臂起重機(jī)。壁行起重機(jī)的使用場合為跨度較大、建筑高度較大的車間或倉庫，靠近墻壁附近處吊運(yùn)作業(yè)較頻繁時最適合。平衡起重機(jī)俗稱平衡吊，它是運(yùn)用四連桿機(jī)構(gòu)原理使載荷與平衡配重構(gòu)成一平衡系統(tǒng)，可以采用多種吊具靈活而輕松地在三維空間吊運(yùn)載荷。平衡起重機(jī)輕巧靈活，是一種理想的吊運(yùn)小件物品的起重設(shè)備，被廣泛用于工廠車間的機(jī)床上下料，工序間、自動線、生產(chǎn)線的工件、砂箱吊運(yùn)、零部件裝配，以及車站、碼頭、倉庫等各種場合平衡吊（3）門式起重機(jī)門式起重機(jī)一般根據(jù)門架結(jié)構(gòu)形式、主梁形式、吊具形式來進(jìn)行分類。按門框結(jié)構(gòu)形式分：（a ）全門式起重機(jī)， （b）半門式起重機(jī)， （c ）雙懸臂門式起買文檔就送全套 CAD 圖紙 QQ:414951605 或 13041397632重機(jī)， （d）單懸臂門式起重機(jī)。按主梁結(jié)構(gòu)形式分：（a ）單主梁門式起重機(jī)， (b)雙梁橋式起重機(jī)。1.3 國內(nèi)外研究及發(fā)展現(xiàn)況（1）國內(nèi)起重機(jī)研究及發(fā)展現(xiàn)況中國古代灌溉農(nóng)田用的桔槔是臂架型起重機(jī)的雛形。14 世紀(jì)，西歐出現(xiàn)人力和畜力驅(qū)動的轉(zhuǎn)動臂架型起重機(jī)。19 世紀(jì)前期，出現(xiàn)了橋式起重機(jī)；起重機(jī)的重要磨損件如軸、齒輪和吊具等開始采用金屬材料制造，并開始采用水力驅(qū)動。19 世紀(jì)后期，蒸汽驅(qū)動的起重機(jī)逐漸取代了水力驅(qū)動的起重機(jī)。20 世紀(jì) 20 年代開始，由于電氣工業(yè)和內(nèi)燃機(jī)工業(yè)迅速發(fā)展，以電動機(jī)或內(nèi)燃機(jī)為動力裝置的各種起重機(jī)基本形成。自 1999 年，沉寂了多年的中國起重機(jī)行業(yè)猶如火山爆發(fā)，呈現(xiàn)出快速發(fā)展的勢頭，一發(fā)不可收拾，出現(xiàn)了連年增長、一浪高過一浪的態(tài)勢，即使是在被稱為宏觀調(diào)控年的 2004 年也不例外。2006 年 5 月，國內(nèi)企業(yè)制造的最大噸位履帶式起重機(jī)三一重工的SCC4000(400t)成功下線，但這個紀(jì)錄將會在 2006 年 11 月在上海舉辦的 bauma China工程機(jī)械展會上被打破。今后 5 年，我國電網(wǎng)建設(shè)總投資將超過萬億元，期間，電網(wǎng)建設(shè)投資將占到電力行業(yè)總投資的 50以上，能基本滿足新建電源輸配電的需求。在這些大型項(xiàng)目對起重機(jī)的大量需求下，加速了國內(nèi)起重機(jī)市場向大型化發(fā)展的勢頭。（2）國外起重機(jī)研究及發(fā)展現(xiàn)況（a）發(fā)展超大型起重機(jī)由于各重點(diǎn)工程向大型化發(fā)展，所需構(gòu)件和配套設(shè)備重量不斷增加，對超大型起重設(shè)備的需求日趨增長。利渤海爾 LTM1800 型是目前世界最大的 AT 產(chǎn)品，起重量800t，安裝超起裝置后型號變更為 LTM11000D 型，最大起重量增至 1000t。1998 年推出的 LTM1500 型( 起重量 500t)。（a） “迷你”起重機(jī)大量涌現(xiàn)起重機(jī)向微型化發(fā)展，是適應(yīng)現(xiàn)代建設(shè)要求而出現(xiàn)的新趨勢。10 年前開發(fā)的神鋼RK70(7t)是世界首臺裝有下俯式吊臂的“迷你”(Mini) RT 產(chǎn)品。目前下俯式吊臂已成為“迷你”起重機(jī)的重要標(biāo)志。這種新概念設(shè)計(jì)已成功移植到德馬泰克 AC25(25t)和加藤CR-250(25t)等較大噸位起重機(jī)上。（b）伸縮臂結(jié)構(gòu)不斷改進(jìn)利渤海爾 LTM1090/2(90t)和 LTM1160/2 型(160t)AT 產(chǎn)品，采用了裝有“Telematik”單缸自動伸縮系統(tǒng)的卵圓形截面主臂。這種卵圓形截面主臂在減輕結(jié)構(gòu)重量和提高起重性能方面具有良好效果。目前卵圓形吊臂已列入利勃海爾新產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)部件，裝有世界最長的 7 節(jié) 84m 卵圓形截面主臂的 LTM1500 型(500t)AT 產(chǎn)品，也采用這種單缸伸縮系統(tǒng)。買文檔就送全套 CAD 圖紙 QQ:414951605 或 13041397633（c）數(shù)據(jù)總線技術(shù)得到應(yīng)用利渤海爾 LTM1030/2 型(30t)是世界首臺裝有數(shù)據(jù)總線管理系統(tǒng)的高技術(shù)雙軸 AT產(chǎn)品。該機(jī)采用 CANBUS(控制域網(wǎng)總線)技術(shù)，完成發(fā)動機(jī)傳動系統(tǒng)各功能塊之間的數(shù)字式數(shù)據(jù)傳輸和電子控制。采用數(shù)據(jù)總線管理系統(tǒng)，可降低起重機(jī)油耗及排放值，簡化布線，提高整機(jī)可靠性與維修方便性。目前已有多種新機(jī)型裝有 LSB 系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線。（d）靜液壓傳動起重機(jī)進(jìn)入市場首臺靜液壓傳動起重機(jī)是原克虜伯公司 1992 年研制的雙軸 KMK2035 型(35t)AT產(chǎn)品。瑞士 Compact Truck 公司 1993 年推出的雙軸 CT2(35t)AT 產(chǎn)品是世界第一臺投放市場的靜液壓傳動起重機(jī)。意大利 Rigo 公司在 1994 年推出了 RT200(20t)靜液壓傳動 RT 起重機(jī)。據(jù)介紹，某些機(jī)型采用靜液壓傳動后，可大約減重 1/3。（e）混合型起重機(jī)得到發(fā)展過去 10 年中日本 RT 產(chǎn)品居世界領(lǐng)先地位，許多產(chǎn)品裝有傳統(tǒng)型號不具備的適于公路行駛的驅(qū)動裝置，因而可在日本公路合法行駛。這樣就促使用戶對歐美制造廠商也提出了新要求。據(jù)報(bào)道，1997 年世界 RT 產(chǎn)品總銷量達(dá) 5000 臺，其中日本生產(chǎn)了2800 臺，美國為 1250 臺。1.4 本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容買文檔就送全套 CAD 圖紙 QQ:414951605 或 13041397634第二章 總體方案設(shè)計(jì)2.1 設(shè)計(jì)要求及分析設(shè)計(jì)一小型懸臂起重吊，用于貨場裝卸物料作業(yè)。要求結(jié)構(gòu)簡單可靠，移動方便，懸臂能繞鉛垂軸在 180°范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動，電動機(jī)能電動升降，最大起重重量為 250Kg。2.2 方案設(shè)計(jì)起重機(jī)根據(jù)功能不同，可分為以下幾個機(jī)構(gòu)：起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。2.2.1 起升機(jī)構(gòu) 起升機(jī)構(gòu)包括:取物裝置、鋼絲繩卷繞系統(tǒng)以及驅(qū)動裝置等部分，用來實(shí)現(xiàn)物品上升與下降動作。不同的物品，需用不同的取物裝置，其驅(qū)動裝置亦稍有不同，但布置方式基本上相同。起升機(jī)構(gòu)包括：取物裝置，鋼絲繩卷繞系統(tǒng)及驅(qū)動裝置等部分，用來實(shí)現(xiàn)物品的上升與下降動作。根據(jù)設(shè)計(jì)要求所給參數(shù)，起重量 Q=2t,屬于小起重量旋臂起重機(jī)。主要技術(shù)要求參數(shù)如下：表 2-1 起重機(jī)主要技術(shù)參數(shù)起重量 Q 起升高度 H 跨度 L 起升速度 V 回轉(zhuǎn)速度 轉(zhuǎn)角范圍250Kg 4m 3m 8m/min 30rad/min 180傳動裝置中廣泛采用減速器，它是原動機(jī)和工作機(jī)之間獨(dú)立的閉合傳動裝置，用來降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩以滿足各種工作機(jī)的需要。根據(jù)設(shè)計(jì)要求及分析，直接選用電動葫蘆為起升機(jī)構(gòu)。2.1.2 運(yùn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行機(jī)構(gòu)主要用作水平運(yùn)移物品以及調(diào)整起重機(jī)（小車）的工作位置。通用橋式起重機(jī)和龍門起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的用途往往是屬于前者，而門座起重機(jī)和裝卸橋的運(yùn)行機(jī)構(gòu)往往是屬于后者。運(yùn)行機(jī)構(gòu)有下列部件組成：電動機(jī)、傳動裝置（傳動軸、聯(lián)軸器和減速器等） ，制動器和車輪組等。在大型起重機(jī)中，為了降低車輪的壓力，提高傳動件和支承件的通買文檔就送全套 CAD 圖紙 QQ:414951605 或 13041397635用化程度，便于裝配和維修，常采用帶有平衡梁的車輪組。運(yùn)行機(jī)構(gòu)的工作速度隨起重機(jī)的用途而定。2.1.3 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由回轉(zhuǎn)支承裝置和回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置兩大部分組成，前者用來將起重機(jī)旋轉(zhuǎn)部分支承在固定部位上，后者用來驅(qū)動回轉(zhuǎn)部分相對于固定部分的回轉(zhuǎn)。驅(qū)動裝置的形式與支承裝置形式有一定的的關(guān)系?；剞D(zhuǎn)起重機(jī)的回轉(zhuǎn)支承方式有定柱式、轉(zhuǎn)柱式、轉(zhuǎn)盤式等幾種。全回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由三部分組成（a）旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的原動機(jī)：他是整機(jī)的傳動分流裝置中的一個傳動元件，在機(jī)械傳動中是某根軸，在電力傳動中是電動機(jī)，在液壓傳動中是液壓馬達(dá)。它的動力是由起重機(jī)的總動力源內(nèi)燃機(jī)供給，并經(jīng)過機(jī)械傳動、或電能、或液壓能變換而來的。 （b）旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的傳動裝置，一般是其減速作用。 （c）旋轉(zhuǎn)小齒輪，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)通過它和回轉(zhuǎn)支承裝置上的大齒圈嚙合，以實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)平面的回轉(zhuǎn)運(yùn)動。（1）回轉(zhuǎn)支承裝置回轉(zhuǎn)支承裝置簡稱回轉(zhuǎn)支承，為起重機(jī)回轉(zhuǎn)部分提供穩(wěn)定、牢固的支承，并將回轉(zhuǎn)部分的載荷傳遞給固定部分。在起重機(jī)主要使用柱式和滾動軸承式回轉(zhuǎn)支承裝置。下面介紹滾動軸承式和柱式回轉(zhuǎn)支承裝置。1）滾動軸承式回轉(zhuǎn)支承裝置 起重機(jī)回轉(zhuǎn)部分固定在大軸承的回轉(zhuǎn)座圈上，而大軸承的固定座圈則與底架或門座的頂面相固結(jié)。2）柱式回轉(zhuǎn)支承裝置 柱式回轉(zhuǎn)支承裝置又可分為轉(zhuǎn)柱式和定柱式兩類,圖 6-1 表示定柱式支承，定柱 2 固定在起重機(jī)底座上，起重機(jī)回轉(zhuǎn)部分支承在定柱頂部的推力兼徑向軸承 1 上，并可繞定柱中心回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)部分的下部分由 4 個水平滾輪支承在定柱下部圓形滾道上。定柱式回轉(zhuǎn)支承裝置結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，起重機(jī)回轉(zhuǎn)部分轉(zhuǎn)動慣量小，自重和驅(qū)動功率較小，能使起重機(jī)重心降低。轉(zhuǎn)柱式是將定柱式支承的定柱作為起重機(jī)回轉(zhuǎn)部分，把其回轉(zhuǎn)部分作為固定機(jī)架。轉(zhuǎn)柱式回轉(zhuǎn)支承裝置結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，適用于起升高度和工作幅度較大的起重機(jī)。綜合比較以上各種回轉(zhuǎn)支承裝置，本設(shè)計(jì)屬于小型起重機(jī)，所以采用定柱式支承裝置。（2）回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置一般安裝在起重機(jī)的回轉(zhuǎn)部分，電動機(jī)經(jīng)減速器帶動最后一級小齒輪，小齒輪與裝在起重機(jī)回轉(zhuǎn)固定部分上的大齒圈相嚙合，以實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動，下面是常見的兩種形式的機(jī)械傳動裝置。圖 2-1 為臥式電動機(jī)與與蝸桿減速器傳動，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由電動機(jī) 1，經(jīng)聯(lián)軸器 2，由蝸輪蝸桿 3 及極限力矩聯(lián)軸器組成的減速器后，經(jīng)中間齒輪 4 傳動，最后通過回轉(zhuǎn)小齒輪 5 帶動整個旋轉(zhuǎn)架以上部分繞大齒圈回轉(zhuǎn)。這種傳動方式優(yōu)點(diǎn)是工作平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動比大，缺點(diǎn)是傳動效率低。買文檔就送全套 CAD 圖紙 QQ:414951605 或 13041397636圖 2-2 表示立式電動機(jī)與立式圓柱齒輪減速器傳動。優(yōu)點(diǎn)是平面尺寸緊湊，傳動效率高。比較兩種傳動方式，本設(shè)計(jì)選擇圖 2-1 所示傳動方式。圖 2-1 臥式電機(jī)與蝸桿減速器傳動1電動機(jī)；2聯(lián)軸器；3蝸輪；4大、小齒輪；5小齒輪；6大齒圈圖 2-2 立柱式電動機(jī)與圓柱齒輪減速器傳動1電動機(jī)；2聯(lián)軸器；3減速器；4小齒輪；5大齒圈買文檔就送全套 CAD 圖紙 QQ:414951605 或 13041397637第三章 起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)3.1 電動葫蘆的選擇由額定起重量為 0.25t,起升高度為 4 米，通過查閱 CD1 型電動葫蘆主要技術(shù)參數(shù)，選擇電動葫蘆的型號為 CD8-8，其技術(shù)性能為下表所示：表 3-1 CD8-8 電動葫蘆技術(shù)參數(shù)技術(shù)性能 單位 參數(shù)起重量 噸 0.25起升高度 米 4起重速度 米/分 8運(yùn)行速度 米/分 20鋼絲繩直徑 毫米 8鋼絲繩規(guī)格（GB1102-74） 6*37-8鋼絲繩長度 米 18工字梁軌道型號（GB706-88） 20a-32c環(huán)形軌道最小曲率半徑 米 2.0工作級別 M3結(jié)合次數(shù) 120/min起重電機(jī)型號 ZDY31-4額定功率 千瓦 1.5額定轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)/分 1380額定電流 安培 7.6運(yùn)行電動機(jī)型號 ZDY12-4額定功率 千瓦 0.4額定轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)/分 1380電流 安培 1.25基本尺寸（電動小車式）L1 毫米 205L2 毫米 290f 毫米 956買文檔就送全套 CAD 圖紙 QQ:414951605 或 13041397638技術(shù)性能 單位 參數(shù)Bmax 毫米 935電動小車型總重 千克 653.2 鋼絲繩的選擇鋼絲繩是起重機(jī)機(jī)械的重要零件之一，它是一種易于彎曲的撓性件。具有強(qiáng)度高、撓型好、自重輕、運(yùn)行平穩(wěn)，極少突然斷裂等特點(diǎn)，因而廣泛用于起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)，也可用于旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。3.2.1 鋼絲繩破斷拉力計(jì)算由起重吊裝簡易計(jì)算可知，鋼絲繩破斷拉力計(jì)算公式如下：（2-1）biibnFds42式中 鋼絲繩的破斷拉力（N）b鋼絲繩中每一根鋼絲的直徑id鋼絲繩中每一根鋼絲的總根數(shù)n鋼絲繩中鋼絲的抗拉強(qiáng)度（Pa)b鋼絲繩中鋼絲的總斷面面積iF2m鋼絲繩中的搓捻不均勻引起的受載不均勻系數(shù)（當(dāng)鋼絲繩為 6×37+1 時， =0.82；當(dāng)鋼絲繩為 6×19+1 時， =0.85）本設(shè)計(jì)選用 6×37+1 型鋼絲繩，與以同徑者 6×19+1 型相比較，鋼絲多且細(xì)，則繩的撓性好，而耐磨性稍差，在此基礎(chǔ)上還能滿足我們的需求。所以我們選用 6×37+1 型鋼絲繩（GB1102-74） 。驗(yàn)算 6×37+1 型(2-2）KNs 73.60482.1702)105.(4.333max 驗(yàn)算 6×19+1 型（2-3）s 36.0485.170)17.0(4.3323max3.2.2 鋼絲繩允許拉力的計(jì)算買文檔就送全套 CAD 圖紙 QQ:414951605 或 13041397639通過查閱起重吊裝簡易計(jì)算 ，用于機(jī)動起重設(shè)備的安全系數(shù) K 為 56，我們選用較大的安全系數(shù) K=6，滑輪組倍率 ，則可以的鋼絲繩的允許拉力為：2m（2-4 ）KNKSpb12.0673.3.3 卷筒尺寸設(shè)計(jì)及校核3.3.1 卷筒類型及構(gòu)造卷筒是起升機(jī)構(gòu)和牽引機(jī)構(gòu)中卷繞鋼絲繩的部件。起升機(jī)構(gòu)的卷筒是用來卷繞并儲存鋼絲繩的，卷筒大多用鑄鐵鑄造：大卷筒和單件生產(chǎn)的卷筒，用鋼板焊接。卷筒承受起升載荷的作用，應(yīng)有做狗剛性的底座予以支承，而卷筒的軸應(yīng)該是靜定支承。根據(jù)鋼絲繩在卷筒卷繞層數(shù)分為單層卷筒和多層卷筒，卷筒材料采用不低于HT2040 的鑄鐵，特殊是可采用 ZG25II、ZG35II 鑄鋼或 3 號鋼板焊成。3.3.2 卷筒直徑卷筒直徑的大小直接影響鋼絲繩的彎曲程度，為保證鋼絲繩壽命，卷筒直徑不能太小，卷筒直徑必須大于鋼絲繩直徑的一點(diǎn)倍數(shù)，卷筒直徑一般為：（2-6）deD10式中 卷筒卷繞直徑（鋼絲繩中心所在直徑） ，mm；0與機(jī)構(gòu)工作級別和鋼絲有關(guān)的系數(shù)；1e鋼絲繩直徑，mm。d帶入數(shù)字得 mD1980為了適當(dāng)?shù)臏p少卷筒的長度，則應(yīng)該選用較大直徑的卷筒，根據(jù)起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊 7表 141，選用直徑 D=200 的卷筒，卷筒槽尺寸由表 143 得 t1=14,槽底半徑 R=6.7（標(biāo)準(zhǔn)槽） 。3.3.3 卷筒長度圖 3-1 是卷筒的大體形狀及尺寸。買文檔就送全套 CAD 圖紙 QQ:414951605 或 130413976310圖 3-1 單層繞卷筒長度（2-7）210L式中 卷筒上車螺旋槽部分的長度， ； m無繩槽卷筒端部尺寸，根據(jù)構(gòu)造需要選定， ；1固定鋼絲繩所需要的查長度， ， 。2LpL32（2-8）ZDHL)(10max0式中 最大起升高度， ；maxH滑輪組倍率；卷繞計(jì)算直徑，由鋼絲繩中心算起的直徑， ；0Dm為固定鋼絲繩的安全圈數(shù)， ；1Z5.1Z繩槽節(jié)距 。pmp)42(綜上，帶入數(shù)得：L315)314.0(21m2mL4128315210 取 。53.3.4 卷筒壁厚 買文檔就送全套 CAD 圖紙 QQ:414951605 或 130413976311（ 2-9）mD162)06(2.0取 143.3.5 強(qiáng)度計(jì)算卷筒壁中承受復(fù)雜的應(yīng)力，包括起升鋼絲繩拉力纏繞而產(chǎn)生的壓應(yīng)力，鋼絲繩拉力產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)和彎曲應(yīng)力，根據(jù)分析扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的應(yīng)力非常小，可忽略不計(jì)，卷筒壁中的應(yīng)力主要是鋼絲繩在卷筒壁上產(chǎn)生的壓縮應(yīng)力。而當(dāng)卷筒的長度小于或等于 3 倍卷筒直徑，即當(dāng) 時，主要計(jì)算壓應(yīng)力，彎曲和扭轉(zhuǎn)的合成應(yīng)力一般不大于壓應(yīng)力DL3的 ，所以只計(jì)算壓應(yīng)力是合理的，此時卷筒內(nèi)表面上的最大壓應(yīng)力為%150（2-10）)(Smax21pAt壓壓 式中 多層卷繞系數(shù)，該值與鋼絲繩卷繞層數(shù)有關(guān)；1A應(yīng)力減小系數(shù)，考慮繩圈繞入時對筒壁有減小作用，一般可取2=0.75；2鋼絲繩中最大靜拉力；maxs卷筒壁厚，可按下列初選：鑄鋼卷筒 d鑄鐵卷筒 )0.16(02.D卷筒繩槽節(jié)距；t許用壓應(yīng)力壓對 鋼 （ 屈服強(qiáng)度）2s壓 s對鑄鐵 （ 抗壓強(qiáng)度）5y壓 y所以（2-11）MpaAt 72.389.3872401.4.70Smax21 壓選用灰鑄鐵 HT200.最小抗拉強(qiáng)度 ，許用壓應(yīng)力為PasbM52壓買文檔就送全套 CAD 圖紙 QQ:414951605 或 130413976312因?yàn)?，所以抗彎強(qiáng)度符合要求。 壓壓 3.4 電動機(jī)的選擇3.4.1 電動靜功率的計(jì)算(2-12）3.27KW0.8612956120VQ起靜N式中 起升載荷重量，Kg；起V物品上升速度（米/分） ；機(jī)構(gòu)總效率，一般取 0.80.9。0為了滿足電動機(jī)起動時間不過熱要求，對起升機(jī)構(gòu)，可按下式初選相應(yīng)于機(jī)構(gòu)的值的電動機(jī)功率：%jc（2-13）（ 千 瓦 ）靜電 Nkjc式中 系數(shù)。電k由起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊 ，取 ，則1電kKWNjc27.3.查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)選擇電動機(jī)型號，選用電動機(jī)為 YZ 系列冶金及起重三相異步電動機(jī)。電動機(jī)型號為 YZ132M26，電動機(jī)工作制為 S2（短時工作制） ，工作定額為 30 分，額定功率為 4KW，額定轉(zhuǎn)速為 915r/min。3.4.2 電動機(jī)發(fā)熱驗(yàn)算電動機(jī)工作因?yàn)闇厣l(fā)熱，過高的溫升會使繞組的絕緣材料加速老化，故需要對按靜功率選擇的電動機(jī)進(jìn)行發(fā)熱驗(yàn)算，以控制電動機(jī)溫升在容許的范圍內(nèi)。按照工作類型系數(shù)法，由起重機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)例 9表 29 可知 的等效功率%25jc為（2-14）靜等 效 N的值結(jié)合起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊 7表 814 和圖 837 得 ，則 87.02.75kw3.0等 效綜合以上的計(jì)算結(jié)果， ，所以所選電動機(jī)滿足要求。額等 效 N買文檔就送全套 CAD 圖紙 QQ:414951605 或 1304139763133.5 卷筒軸的設(shè)計(jì)及校核由于卷筒軸的可靠性對起重機(jī)的安全、可靠的工作非常重要，因此應(yīng)十分重視卷筒軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度、剛度計(jì)算。卷筒軸的結(jié)構(gòu)，應(yīng)盡可能簡單、合理，應(yīng)力集中應(yīng)盡可能小。卷筒軸不僅要計(jì)算疲勞強(qiáng)度，而且還要計(jì)算靜強(qiáng)度；此外，對較長的軸還需校核軸的剛度。由前面的設(shè)計(jì)可知：卷筒的名義 ，取卷筒長度 ，卷筒槽形槽底mD2070L半徑 ，繩槽尺寸 ，鋼絲繩允許拉力為 。其它參數(shù)有mr7.6t14KNp12.， ， 。28KW卷PTN62.3卷 in/16.4rn卷選取軸的材料為 45 剛，調(diào)制處理。3.5.1 初算卷筒軸最小直徑（2-18）mnPAd18.624.13mi 取軸的最小直徑圓整為 。6圖 3-2 卷筒心軸結(jié)構(gòu)圖3.5.2 確定各段軸的直徑、長度1-2 段和 6-7 段為軸承的位置，直徑 ，其它各部分直徑按照結(jié)構(gòu)md63721來取， ， ， ， 。確定卷筒心軸各段長度md7032d80435405時，應(yīng)根據(jù)軸承寬度、卷筒長度和端蓋長度來確定。 ,L21, , ,6-7 段為套筒長度,取 .L1532L9543mL154 m120763.5.3 計(jì)算支座反力NRA 34950103253201NB681492心軸右輪轂支承處最大彎矩：買文檔就送全套 CAD 圖紙 QQ:414951605 或 130413976314mNRMBw 80316303.5.4 疲勞計(jì)算對于疲勞計(jì)算采用等效彎矩，查起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊得知等效系數(shù) j=1.1等效彎矩：mNwd 3.976801.彎曲應(yīng)力：MPaMdw1.5.033心軸的載荷變化為對稱循環(huán)。由上式知許用彎曲應(yīng)力：軸材料用 45 號鋼，其中， ； 。Pab60Par4.01wPank48.936.1725.81 式中 n=1.6安全系數(shù)K應(yīng)力集中系數(shù) 與零件幾何形狀有關(guān)的應(yīng)力集中系數(shù)，當(dāng)零件表面形狀劇烈過渡和x零件上開有溝槽時，以及緊配合區(qū)段 ，本處取5.21xK5.1xK與零件表面加工粗糙度有關(guān)的應(yīng)力集中系數(shù)， ，本處m .0m取 。15.K< 通過w3.5.5 靜強(qiáng)度計(jì)算卷筒軸屬于起升機(jī)構(gòu)低速軸零件，其動力系數(shù)可由表查得， =1.2。cmNMwcw 6.105382.maxMPad.4.06153.3ax許用應(yīng)力：nrw.876.1< 通過，故卷筒軸的疲勞和靜強(qiáng)度計(jì)算通過max