起重机小车设计计算.(DOC)
小车总体机构的设计计算
设计内容计算与说明结果
1）确定起升机构传动方案，选择滑轮组和吊钩组
2）选择钢丝绳
1.起升机构计算
按照布置宜紧凑的原则决定采用如下图5-1的方案。采
用了双联滑轮组。按Q=15t，查表4-1取滑轮组倍率i h=3，
承载绳分支数：
Z=2i h=6
，
L1
图5-1 起升机构计算简图
查附表6选短型吊钩组，图号为T1-362.1507。得其质
量：G0=322kg两端滑轮间距 A=358mm
若滑轮组采用滚动轴承，当i h=3，查[1]表3-4a得滑
轮组效率ηh=0.985
钢丝绳所受最大拉力：
S max=
η
h
i
G
Q
2
+
=
985
.0
3
2
322
15000
?
?
+
=2592.55kgf
i h=3
Z=6
选短型吊钩
组,图号为
T1-362.1507
3）确定滑轮主要尺寸
4）确定卷筒尺寸，并验算强度
查[2]表12-2,中级工作类型(工作级别M5)时,安全系数
k=5.5。钢丝绳选用线接触粗细6W（19）型钢丝绳，其破
坏拉力换算系数?=0.85，钢丝绳计算钢丝破断拉力总和
S b：
S b=
max
S
k
?
=5.5/0.85×2592.55=16775.32kgf
查[2]表12-10选用绳6W（19），钢丝公称抗拉强度
200kgf/mm2，光面钢丝，左右互捻，直径d=14.5mm，钢
丝绳最小破断拉力[S b]=17800kgf，标记如下：
钢丝绳 6W（19）-14.5-200-I-光-右交（GB1102—74）
滑轮的许用最小直径：
D≥()1-e
d=()1
25
5.
14-=348mm
式中系数e=25由[2]表12-2查得。由附表1选用标准滑
轮直径D=400mm，由附表2取平衡滑轮直径
D
P
=0.6D=250mm；
卷筒直径：
D≥()1-e
d=14.5()1
25-=348mm
选用D≧400mm，卷筒绳槽尺寸由[2]表13-1查得槽距，
t=20mm
卷筒尺寸：
1
4
2L
t
Z
D
i
H
L h+
??
?
?
?
?
+
+
?
=
π
358
20
4
2
5.
414
14
.3
3
10
12
2
3
+
??
?
?
?
?
+
+
?
?
?
=
=1704mm 取L=2000mm
d=14.5mm
D=400mm
D
P
=250mm
D=400mm
L=2000mm
式中 Z 0——附加安全系数，取Z 0=2；
L 1——卷槽不切槽部分长度，取其等于吊钩组动滑
轮的间距，即L 1=A=358mm ，实际长度在绳偏斜角允许范围内可以适当增减；
D 0——卷筒计算直径D 0=D+d=414.5mm 卷筒壁厚：
δ=D 02.0+（6～10）=0.02×400+（6～10）=14～18 取δ=15mm
卷筒壁压应力验算：
max y σ=t S nax ?δ=2max max /18.86425.155
.2592cm kgf S t y =?==σσ 选用HT15-33铸铁材料，最小抗拉强度b σ=1500kgf/cm 2
,最小抗压强度6500=by σkgf/cm 2
许用压应力：[]y σ=
25.4b σ=25
.46500
=1529.4kgf/cm 2 max y σ＜[]Y σ 故抗压强度足够
卷筒拉应力验算：由于卷筒长度L ＞3D ，尚应校验由弯矩产生的拉应力，卷筒弯矩图示与图5-2
L 1
l x
2S max
S max
S max L
δ=15mm
max y σ＜[]Y σ
5）选电动机
图5-2 卷筒弯矩图
卷筒最大弯矩发生在钢丝绳位于卷筒中间时：
w
M=l
S
max
=?
?
?
?
?-
2
1
max
L
L
S=?
?
?
?
?-
?
2
8.
35
200
55
.
2592
=212848.35kgf.cm
卷筒断面系数：
W=0.1??
?
?
?
?-
D
D
D
i
4
4
=0.1×
40
37
404
4-
=1714.63
cm
式中D——卷筒外径，D=400mm；
i
D——卷筒内径，
i
D=D-2δ=40-2×1.5=37cm
于是
l
σ=
W
M
w=14
.
124
6.
1714
3.
212848
=kgf/cm2
合成应力：
'
l
σ=
l
σ+
[]
[]max y
y
lσ
σ
σ
?=124.14+18
.
864
4.
1529
300
?=293.65kgf/c
m2
式中许用拉应力[]lσ=
2
n
b
σ
=
5
1500
=300kgf/cm2
∴'
l
σ＜[]lσ
卷筒强度验算通过。
计算静功率：
j
N=
()
η
60
102
?
+v
G
Q
=
()
9
85
.0
60
102
322
15000
?
?
+
=26.51KW
式中η——机构总效率，取η=0.85。
（因η=
o
j
h
η
η
η
*
*，卷筒效率
η=0.96~0.98；ZQ型减速器效
'
l
σ＜[]lσ
强度验算通过
6）验算电动机发热条件
7）选择减速器率η=0.94，故对于一般无开式齿轮的传动效率η<0.85。
所以取η=0.85比较合适)
电动机计算功率：
e
N≥
j
d
N
k=0.8?26.51=21.21KW
式中系数
d
k由表查得，对于中级机构，
d
k=0.75～0.85，取
d
k=0.8
查[2]表33-6选用电动机JZR
2
-51-8，其
e
N（25%）
=22KW，
1
n=715rpm，[2
GD]
d
=2.56kg·2
m，
按照等效功率法，求JC=25%时所需的等效功率：
x
N≥
25
k·γ·
j
N=0.75×0.87×26.51=17.3KW
式中
25
k——工作级别系数，查[2]表8-16，对于M5～M6级，
25
k=0.75（中级）；
γ——系数，根据tq／tg值查得；
q
t
/g
t根据机构平均起动时间与平均工作时间的比值，由
[1]查得，一般起升机构
q
t/
g
t=0.1～0.2，取
q
t/
g
t=0.1时，γ=0.87。
由以上计算结果
x
N＜
e
N，故初选电动机能满足发热条件
卷筒转速：
j
N=
D
Vi
h
π
=
4145
.0
14
.3
3
9
?
?
=20.74r/min
减速器总传动比：、
i=
j
n
n
1=
74
.
20
715
=34.47
e
N=21.21KW
选电动机
JZR
2
-51-8
x
N=17.3KW
x
N＜
e
N
电动机发热验
算通过
8）验算起升速度和实际所需功率
9）校核减速器输出轴强度
查[1]附表35选ZQ-650-III-3CA减速器，当工作类型为
中级（相当工作级别为M5级）时，许用功率[N]=29KW，0
'i=31.5，质量
g
G=878㎏，主轴直径
1
d=60mm，轴端长
1
l=110mm（锥形）
实际起升速度：
'
v=
'
i
i
v=9
5.
31
47
.
34
=9.85m/min
误差：
ε=
v
v
v-'
×100%=
9
9
85
.9-
×100%=9.4%＜[ε]=15%
实际所需等效功率：
x
N'=
v
v
N
x
'
=17.3
9
85
.9
=18.93KW＜
e
N()
%
25
=22KW
由[2]公式（6-16）得输出轴最大径向力：
max
R=()j G
aS+
max
2
1
≤[R]
式中
max
aS=2×2592.55=5185.1kgf/cm2——卷筒上卷绕
钢丝所引起的载荷；
j
G=972kgf——卷筒及轴自重，参考附表8估计
[R]=9200kgf——ZQ650减速器输出轴端最大容许径向
载荷，由附表14查得。
∴
max
R=()
972
1.
5185
2
1
+=3078.55kgf＜[R]=92000kgf
由[1]公式（6-17）得输出轴最大扭矩：
max
M=（0.7～0.8）[]M
i
M
e
≤
'
max
η
ψ
式中
e
M=
1
%)
25
(
975
n
N
e=975
715
22
=30kgf.m——电动机轴额定
选减速器
ZQ-650--III-3C
A
'
v=9.85m/min
x
N'＜
e
N()
%
25
max
R＜[R]
10）选择制动器
力矩；
max
ψ=2.8——当JC=25%时电动机最大力矩倍数，由
[2]表33-6查得；
95
.0
=
η——减速器传动效率；
[]5950
=
M kgf.m
∴
max
M=（0.7~0.8）× 2.8×30×31.5×
0.95=(1759.6~2011)Nm＜[M]=96500Nm
由以上计算，所选减速器能满足要求
所需静制动力矩：
≥
z
M
z
K·j
M'=
z
K·
()
η
'
2i i
D
G
Q
h
+
=1.75×
()
85
.0
5.
31
3
2
4145
.0
322
15000
?
?
?
+
=49.98kgf
式中
z
K=1.75——制动安全系数，由[1]查得。
由[2]表18-10选用YDWZ-300/50制动器，其制动转矩
ez
M=63kgf.m，制动轮直径
z
D=300mm，制动器质量
z
G=88
㎏
高速联轴器计算扭矩：
96
30
6.1
2=
?
?
=
=
I
el
js
n
M
M?kgf.m kgf.m
式中30
=
el
M——相应于机构JC%值的电动机额定力矩换
算到高速轴上的力矩。
I
n=1.6—安全系数，查表2-7得；
8
?=2——等效系数，查表2-21得。
错误！未找到引用源。
max
M＜[M]
减速器输出轴
强度足够
选用
YDWZ-300/50
制动器
（11）选择联轴器
（12）验算起动时间
由[2]图33-1查得YZR
2
-51-8电动机轴端为圆锥形
mm
d70
=，mm
l105
=。由附表18选用CLZ
3
半联轴器，
其图号为S180，最大容许转矩[M
t
]=315kgf.m＞
C
M值，
飞轮力矩()396
.0
2=
l
GD kg·m2，质量
l
G=23.2kg
浮动轴的两端为圆柱形mm
l
mm
d85
,
55=
=
由附表18选用带mm
300
φ制动轮的半齿联轴器,其图号
为S198,最大容许转矩[M
t
]=315kgf.m, 飞轮矩
()8.1
2=
z
GD kg·m2,质量37.5kg.
浮动轴的两端为圆柱形mm
l
mm
d85
,
55=
=
起动时间：
()()
()
?
?
?
?
?
?+
+
?
-
=
η2
2
1
2
1
375i
D
G
Q
GD
C
M
M
n
t
j
q
q
式中()()()2
2
1
2GD
GD
GD
d
+
=
Z
=2.56+0.396+1.8
=4.756kgf·m2
静阻力矩：
()
ηi
D
G
Q
M
j2
+
=
()
5.
39
85
.0
5.
31
3
2
4145
.0
322
15000
=
?
?
?
+
kgf·m
平均起动转矩：
m
kgf
n
N
M
M e
e
q
.
45
715
22
975
5.1
1
975
5.1
5.1
%
25
%)
25
(=
?
=
?
=
=
因此：
()()??
?
?
?
?
?
?
?
+
+
?
-
=
85
.0
5.
31
3
4145
.0
)
322
15000
(
756
.4
15
.1
5.
39
45
375
715
2
2
q
t
半齿联轴器；
CLZ
3
,图号
S18
C
M＜
[M
t
]
带mm
300
φ制
动轮半齿联轴
器,图号S198
（13）验算制动时间 =2.016s
查[1]对于3～80t通用桥式起重机起升机构的
sec
2
~
1
]
[=
q
t，此时
q
t
≈
2s. 故所选电动机合适
制动时间：
sec
32
.0
85
.0
)5.
31
3(
4145
.0
)
322
15000
(
756
.4
15
.1
)
56
.
28
63
(
375
715
)
(
)
(
)
(2.
38
2
2
2
2
1
2
'
2
1
=
?
?
?
?
?
?
?
?
?
+
+
?
?
-
=
?
?
?
?
?
?+
+
-
=η
i
D
G
Q
GD
C
M
M
n
t
j
e
z
式中
m
kgf
i i
D
G
Q
M
h
j
.
56
.
28
85
.0
5.
31
3
2
4145
.0
)
322
15000
(
2
)
(
'
'
=
?
?
?
?
+
=
+
=η
查[1]得v<12m/min，sec
1
]
[=
z t，因为]
[z t
t<，故合适。
（1）疲劳计算轴受脉动扭转载荷，其等效扭矩：
m
kgf
M
M
e
ax?
=
?
=
=60
30
2
1
Im?
式中
1
?——为2,等效系数，由表2-7查得；
e
M——相应于机构工作类型的电动机额定力矩折
算至计算轴的力矩。
由上节选择联轴器中，已经确定浮动轴端直径d=55mm,因
此扭转应力
sec
0.2
=
q
t
z
t=0.32sec
sec
1
]
[=
z t
]
[z t
t<
14）高速浮动轴
?
2
3
/
3.
180
5.5
2.0
6000
cm
kgf
W
M
I
n
=
?
=
=
τ
轴材料用45号钢，2
2/
3000
,
/
6000cm
kgf
cm
kgf
s
b
=
=σ
σ
由表2-17 1-
τ=0.22
b
σ=13202
/cm
kgf
s
τ=0.6
s
σ=0.6?3000=18002
/cm
kgf
许用扭转应力：由[1]中式（2-11），（2-14）
I
ok n
k
1
2
]
[1-
+
=-
η
τ
τ
式中
m
x
k
k
k?
=——考虑零件几何形状和零件表面状况
的应力集中系数；
x
k——与零件几何形状有关，对于零件表面有急剧过渡
和开有键槽及紧配合区段，
x
k=1.5—2.5
m
k——与零件表面加工光洁度有关，此处取k=2×
1.25=
2.5
η——考虑材料对应力循环对称的敏感系数，对碳
钢，低合金钢2.0
=
η；
I
n——安全系数，查表2-21得6.1
=
I
n
因此, m
kgf
ok
.
1.
611
6.1
)2.0
5.2(
1320
2
]
[=
?
+
?
=
τ
故, ]
[
ok
n
τ
τ<通过.
（2）强度计算轴所受的最大转矩
m
kgf
cMj
M
II
.
79
5.
39
2=
?
=
=?
c?——动力系数，由表2-5查得，因轴的工作速度较高，
取为2；
]
[
ok
n
τ
τ<
疲劳计算通过
Mj ——按额定起重重量计算轴所受静阻力距，由上节计算得。
最大扭转应力：
m kgf W M ax I .4.375
.52.079003
Im max
=?==τ 许用扭转应力：
2/11256
.11800
][cm kgf n II s
II ===ττ
式中：II n ——安全系数，由表2-21查得6.1=II n
II ][max ττ< 故合适。
浮动轴的构造如图所示，中间轴径
高速浮动轴构造如图所示，中间轴径
mm d d 65~60)10~5(1=+=，取mm d 651=
图5-3 高速浮动轴构造
2.小车运行机构计算
经比较后，确定采用下图所示传动方案：
II ][max ττ<
强度计算通过
1）确定传动方案
2）选择车轮及轨道并验算其强度
图5-4 小车运行机构传动简图
车轮最大轮压：小车质量估计取G xc=4000kg
假定轮压均布，则P max=（1500+4000）/4=4750kg
载荷率Q/G xc=15000/4000=3.75>1.6
初选车轮：由[2]表19-6选择车轮，当运行速度
45m/min<60m/min ，Q/G xc=15000/6000=3>1.6，工作级别
为M5时，车轮直径D c=350mm，轨道型号为P24，许用
轮压为11.8t >P max。故初步选定车轮直径
c
D=350mm，而
后校核强度。
(1)疲劳计算：疲劳计算时的等效载荷:
kgf
Q
Q
d
9000
15000
6.0
2
=
?
=
=?
式中6.0
2
=
?---等效系数，由表2-7查。
车轮的计算轮压：
kgf
P
K
P
d
j
2600
3250
81
.0
1=
?
?
=
=
I
γ
式中3250
4
4000
9000
4
=
+
=
+
=xc
d
d
G
Q
P
kfg——小车车轮轮压；
l
K——冲击系数，由表2-6，第一种载荷，v<1m/sec时
等于
l
K=1。
车轮直径：
c
D=350mm
材料：
ZG340-640
轨道：24kgf/m
γ——载荷变化系数，查[1]表5-3当
25.24000
9000==xc d G Q 时， γ=0.8。
根据点接触情况计算接触疲劳应力：
2
3232/8.14407)131352(26004000)12(
4000cm kgf r D P j jd =+=+=σ
式中r =13cm ——轨顶弧形半径，由[2]表19-9查得。
对于车轮材料ZG55Ⅱ，由[1]表5-4查的接触许用应力
[jd σ]=17000-19000kgf/cm2. （2）强度校核 最大计算轮压：
kgf P K P j 4750
47501max 2max =?== 式中K2——冲击系数K=1，由表2-6，第二种载荷，v ≦1m/sec
时等于l K =1。
点接触时进行强度校核的接触应力
2
32
32max max /1.17613)131352(57504000)12(
4000cm kgf r D P j d =+=+=σ
车轮材料用ZG55Ⅱ，由[2]表7-10查得： [max d σ]=20000-23000 kgf/cm2 max d σ<[max d σ]
摩擦总阻力矩：
当满载运行时的最大摩擦阻力：
m
kgf d
k G Q M Q Q m .5.66)2
125
.002.00005.0)(400015000(22
2)
()(=++=++==βμ
jd σ<[jd σ]线接
触疲劳强度通
过。
max d σ<[max d σ]
强度校核通过。
m kgf M m .5.66=
3）运行阻力的计算
4）选电动机式中，Q——起升载荷；
G——起重机或者运行小车的自重载荷；
d——轴承内外径的平均值，d=125mm；
D——车轮踏面直径，D=350mm，车轮轴承型号为
7518；
k——滚动摩擦系数，初步计算时可按(1)表7-1到
7-3查得k=0.0005m μ=0.02 β=2。
运行摩擦阻力：
kgf
D
M
P
C
Q
Q
m
Q
Q
m
380
2/
35
.0
5.
66
2/
)
(
)
(
=
=
==
=
当无载荷时：
m
kgf
d
k
G
M
xc
Q
m
.
14
)
2
125
.0
02
.0
0005
.0(
4000
2
2
2
)0
(
=
+
?
=
+
=
=
β
μ
kgf
D
M
P
C
Q
m
Q
m
80
2/
35
.0
14
2/
)0
(
)0
(
=
=
==
=
电动机的静功率：
kw
m
v
P
N xc
j
j
90
.2
9.0
60
102
42
380
60
102
=
?
?
?
=
?
=
η
式中，P j=P m(Q=Q)——满载运行时的静阻力；
m——驱动电动机台数m=1；
初选电动机功率：N=k d N j= 1.15×2.9=3.33kw
式中，k d——电动机功率增大系数，由[1]表7-6得k d=1.15。
由[2]表33-6选用电动机6
21
2
-
-
JZR，N e=5kw，n1=930
r/min，(GD2)d=0.376kg.m2，电动机质量95kgf 。
=
=)
(Q
Q
m
P
kgf
380
m
kgf
M
Q
m
.
14
)0
(
=
=
=
=)0
(Q
m
P kg
80
选电动机：
6
21
2
-
-
JZR
N e=5 kw
1
n=930r/min
5）验算电动机发热条件
6）选择减速器
电机等效功率：
N x =K2.5×r×N j
=0.75×1.12×2.9
=2.44kw
式中，K2.5——工作类型参数，由[]2表8-16查得，当JC%=25
时，K2.5=0.75
r——由(1)按起重机工作场所得t q/t g=0.2，查得
r=1.12
由此可知，N x < N e，满足发热要求
车轮转速：
n c=min
/
2.
38
35
.0
42
r
D
v
C
xc=
?
=
π
π
机构传动比：
i0=35
.
24
2.
38
930
2
1=
=
n
n
由[2]表21-16，选用ZSC-400-VI-2减速器，'
i=27；
[N]=3.12kw (当输入转速为1250r/min时)。
故N J<[N]
实际运行速度：
V’dc=V dc min
/
88
.
37
27
35
.
24
42
'
0m
i
i
=
?
=
误差：
%
15
%
8.9
42
88
.
37
42
<
=
-
=
-
=
dc
xc
dc
V
V
V
ε
实际所需电动机静功率：
发热验算通过
ZSC-400-VI-2减
速器
N’j 和N e均在
7）验算运行速度和实际所需功率
8）验算起动时间
N’j=N J kw
V
V
xc
xc59
.2
42
88
.
37
9.2
'
=
?
=
由于N’j 起动时间： t q=] ' ) ( ) ( [ ) (2. 3802 2 1 2 1 η i D G Q GD mc M mMq n C J + + - 式中n1=930r/min；m=1(驱动电动机台数)； M q=1.5M e=1.5m kgf? = ? ?86 .7 930 5 975 满载运行时的静阻力矩： M j(Q=Q)=m kgf i M Q Q m? = ? = =74 .2 9.0 27 5. 766 ' ) ( η 当无载时的运行静阻力矩： M j(Q=0)=m kgf i M Q m? = ? = =576 .0 9.0 27 14 ' )0 ( η 初步估算制动轮和联轴器的飞轮矩： (GD2)z+(GD2)l=0.26k g·m2 机构总飞轮矩（高速轴）： C(GD2)l=1.15×(0.376+0.26)=0.731k g·m2 满载起动时间： t q(Q=Q)= 9.0 27 35 .0 ) 4000 15000 ( 731 .0[ ) 71 .2 86 .7( 375 930 2 2 ? ? + + - =2.06s 无载起动时间： t q(Q=0) ) 576 .0 86 .7( 375 930 - [s 503 .0 ] 9.0 27 35 .0 4000 731 .0 2 2 = ? ? + 当[]s m m v c / 60 ~ min / 30 =时, [t q]的推荐植为5~6 s, 许用范围内 9)按起动工况校核减速器功率 10）验算起动不打滑条件故t q(Q=Q ) <[t q],故所选电动机能满足快速起动的要求. 起动工况下校核减速器功率： m v P N xc d η 60 102? = 式中P d=P j+P g=P j+ ) ( 60 ' Q Q q xc t V g G Q = ? + =380+(15000+4000) 81 .9 06 .2 60 88 . 37 ? ? ? =973.58kgf m’——运行机构中同一传动减速器的个数，m’=1 因此N=kw 7.6 1 9.0 60 102 88 . 37 58 . 973 = ? ? ? ? 所选用减速器的[N]JC25%=3.12k w＜N, 故减速器合适。如改 选大一号，则中心距将由350增至400mm，相差太大， （考虑到减速器有一定的过载能力） 由于起重机是在室内使用，故坡度阻力及风阻力均不予 考虑。 在无载起动时，主动车轮上与轨道接触的圆周切向力： () () 2/ 2 60 1 2 ' c Q q xc xc Q D k P d k P t v g G T + ? ? ? ? ? + + ? = = = β μ = 2/ 35 .0 0005 .0 2000 2 2 125 .0 02 .0 0005 .0 2000 503 .0 60 88 . 37 81 .9 4000 ? + ? ? ? ? ? + + ? ? =557.49kgf 车轮与轨道的粘着力： t q=0.503s <[t q] 11）选择制动器 kgf f P F Q 400 2.0 2000 1 = ? = ? = =） （ ＜ ） （0 = Q T，故可能打滑。解决办法是在空载起动时增大起动电阻，延长起动时间。 满载时起动，主动车轮与轨道接触处的圆周切向力： 2 )2/ ( 60 1 2 ) ( ' ? ? + + + ? + = = = C Q Q q c XC Q Q D k P d f P t v g G Q T β μ （ ） （ = () 06 .2 60 88 . 37 81 .9 4000 15000 ? ? + + 2/ 35 .0 0005 .0 7000 2 2 125 .0 02 .0 0005 .0 7000? + ? ? ? ? ? ? + =753.58㎏f 车轮与轨道的粘着力： kgf f P F Q Q 1900 2.0 2 4000 15000 1 = ? + = ? = =） （ ＞ ) (Q Q T = ，故满载起动时不会打滑，因此所选电动机合适。 由[1]查得，对于小车运行机构制动时间 z t≤3～4s，取z t=3s，因此，所需制动力矩： ()() () ? ? ? ?? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? + + - ? ? ? ? ? ? ? ? - + + =η μ η ' 2' 2 2 1 2 2.38 1 i d k G Q i D G Q GD mc t n m M xc c xc l z z = 1 1{()? ? ? ? ? ? ? + + ? ? 9.0 27 35 .0 4000 15000 731 .0 1 3 375 930 2 2 12）选择高速轴联轴器及制动轮 - () 9.0 27 10 2 125 .0 02 .0 0005 .0 4000 15000 ? ? ? ? ? ? ? + + } =1.97 kgf.m 由[7]表23-25选用100 / 200 - YW Z，其制动转矩 m kgf M ez . 4 = 考虑到所取制动时间s t z 3 =与起动时间s t q 06 .2 =很接 近，故略去制动不打滑条件验算 （1）高速轴联轴器计算转矩，由[2]（6-26）式： m kgf M n M el I js . 67 . 14 24 .5 2 4.1= ? ? = =? 式中()Nm n N M I JC e el 24 .5 930 5 975 9750% 25= ? = =——相应 于机构JC%值的电动机额定力矩折算到高速轴上的力矩； n——安全系数，由表2-21查得； ?——等效系数，由表2-7查得。 由[2]表33-1查电动机6 21 2 - - JZR两端伸出轴各为圆 柱d=40mm，l=110mm。由[2]表21-15查ZSC-400减 速器高速轴端为圆柱形 1 d=30mm，l=55mm。故从[]7附 表21-11选全齿式联轴器，标记为：CL 1 联轴器 30 35 JA YA 。 其公称转矩m kgf T n . 71 =＞ c M=m kgf. 67 . 14，飞轮矩 () l GD2=0.12kg·2m，质量 l G=10.2kg 高速轴端制动轮：根据制动器已选定为100 / 200 YZW， 由[7]表23-39选制动轮：制动轮200-Y35 Q/ZB118.2(Y)， 选制动器 JWZ-200/100 高速轴联轴器 CL 1 联轴器 30 35 JA YA 制动轮 200-Y35 Q/ZB118.2(Y) 13）选择低速轴联轴器 14）验算低速浮动轴强度其飞轮矩[]Z GD2=2 14 .0m kg?，质量 z G=11kgf 以上联轴器与制动轮飞轮矩之和： () l GD2+()z GD2=2 26 .0m kg? 原估计2 281 .0m kg?基本相符，故以上计算不需修改 （2）低速轴联轴器计算转矩，可由前节的计算转矩 c M 求出 ' js M24 . 178 9.0 27 67 . 14 2 1 2 1 ' = ? ? ? = ? ? =η i M js kgf.m 由[2]表21-15查得ZSC-400减速器低速轴端为圆柱形 d=65mm，L=85mm，由[2]表19-4查得主动车轮的伸出轴 端为圆柱形d=65mm，L=85mm，由[7]表21-11选用两个 CLZ3半齿式联轴器。，标记为 CLZ 3 联轴器 65 50 A YA 最大允许扭矩[M]=315kgf.m>' C M （1）疲劳验算低速浮动轴的等效扭矩： 13 . 89 9.0 27 2 24 .5 4.1 2 ' 1 = ? ? ? = =η ?i M M el I kgf.m 前节已选定浮动轴端直径d=50mm，其扭转应力： ()2 3 / 52 . 356 5 2.0 8913 cm kgf W M I n = ? = = τ 浮动轴的载荷变化为对称循环（因运行机构正反转转矩 值相同），，许用扭转应力： []2 1 1 / 1. 377 4.1 1 5.2 1320 1 cm kgf n k k = ? = ? =- - Ⅰ τ τ 式中：轴材料用45号钢，取 b σ=60002 /cm kgf 低速轴联轴器 CLZ 3 联轴器 65 50 A YA 目录 １概述............................................................................................................ - 1 - 1.1起重机械的用途及工作特点............................................................... - 1 - 1.2起重机械的发展简史........................................................................... - 2 - 1.3起重机械的组成和种类....................................................................... - 3 - 1.3.1起重机械的组成......................................................................... - 3 - 1.3.2起重机械的种类......................................................................... - 4 - 1.4桥式起重机的分类和用途................................................................... - 5 - 1.4.1桥式起重机的分类..................................................................... - 5 - 1.4.2桥式起重机的用途..................................................................... - 5 - 1.4.3桥式起重机的基本结构............................................................. - 6 - 1.5桥式起重机的基本参数....................................................................... - 6 - 2 吊钩桥式起重机设计任务书........................................................................ - 9 - 2.1设计参数............................................................................................... - 9 - 2.2工作条件............................................................................................... - 9 - 2.3设计原则................................................................. 错误！未定义书签。 3 小车起升机构和运行机构的计算.............................................................. - 11 - 3.1起升机构计算..................................................................................... - 11 - 3.1.1确定起升结构传动方案，选择滑轮组和吊钩组................... - 11 - 3.1.2选择钢丝绳............................................................................... - 12 - 3.1.3确定滑轮主要尺寸................................................................... - 13 - 3.1.4确定卷筒尺寸并验算强度....................................................... - 13 - 3.1.5选电动机................................................................................... - 15 - 3.1.6验算电动机发热条件............................................................... - 16 - 3.1.7选择标准减速器....................................................................... - 17 - 3.1.8验算起升速度和实际所需功率............................................... - 18 - 3.1.9校核减速器输出轴强度........................................................... - 18 - 3.1.10选择制动器............................................................................. - 20 - 3.1.11选择联轴器 ............................................................................. - 21 - 3.1.12验算起动时间......................................................................... - 22 - 3.1.13验算制动时间......................................................................... - 23 - 3.1.14高速浮动轴计算..................................................................... - 24 - 3.2小车运行机构计算............................................................................. - 28 - 3.2.1确定机构传动方案................................................................... - 28 - 3.2.3运行阻力计算........................................................................... - 30 - 3.2.4选电动机................................................................................... - 31 - 3.2.5验算电动机发热条件............................................................................. - 32 - 3.2.6选择减速器............................................................................... - 32 - 龙门起重机计算说明书 一龙门起重机的结构形式、有限元模型及模型信息。 该龙门起重机由万能杆、钢管以及箱形梁组成。上部由万能杆拼成，所有万能杆由三种型号组成，分别为2N1,2N4,2N5,所有最外围的竖杆由2N1组成，其他竖杆由2N4组成，所有斜杆由2N5组成,其他杆均为2N4；龙门起重机两侧下部得支撑架由钢管组成，钢管的型号为φ219?6、φ83?5,其中斜竖的钢管为φ219X6，其他钢管为φ83X5；龙门起重机上部和下支撑架之间由箱型梁连固接而成，下支撑架最下端和箱型梁相固连。所有箱型梁由厚为6mm的钢板焊接而成。 对龙门起重机进行建模时，所选单元类型为Link8、Pipe16、Shell63三种单元类型。有限元单元模型见图1。模型的基本信息见下： 关键点数 988 线数 3544 面数 162 体数 0 节点数 1060 单元数 3526 加约束的节点数 48 加约束的关键点数 0 加约束的线数 0 加约束的面数 12 加载节点数 18 加载关键点数 18 加载的单元数 0 加载的线数 0 加载的面数 0 二结构分析的建模方法和边界条件说明。 应力分析采用有限元的静力学分析原理，其建模方法采用实体建模法，采用体、面、线、点构造有限元实体。其中所有箱形梁用面素建模，其余用线素建模，然后在实体上划分有限元网格，具体见单元图。对于边界条件和约束条件，是在支撑架下的箱型梁的底面两端加X,Y,Z三方向的约束以模拟龙门起重机的实际情况。载荷分布有4种情况：工作时的吊重、小车自重、风载荷、考虑两度偏摆时的水平惯性力，具体见下。 三载荷施加情况。 （1）工作时的吊重 工作时的吊重为40t,此载荷分布在小车压在轨道的4个位置，每个位置为10t。由于小车在轨道上移动，故载荷的分布位置随小车的移动而改变，由于小车移动速度慢，我们只把吊重载荷的施加作两种情况处理：在最左端（或最右 1.设计方案确定与材料选择 1.1 结构设计方案 以往复扳动手柄，拔爪即推动棘轮间隙回转，小伞齿轮带动大伞齿轮、使举重螺杆旋转，从而使升降套筒获得起升或下降，而达到起重拉力的功能。 螺旋起重器（千斤顶）是一种人力起重的简单机械，主要用于起升重物。手动螺旋千斤顶主要包括底座、棘轮、圆锥齿轮副、托杯、传动螺纹副等部分。千斤顶最大起重量是其最主要的性能指标之一。千斤顶在工作过程中，传动螺纹副承 受主要的工作载荷，螺纹副工作寿命决定千斤顶使用寿命，故传动螺纹副的设计最为关键，其设计与最大起重量、螺纹副材料、螺纹牙型以及螺纹头数等都有关系。 手动螺旋千斤顶在满足设计性能和要求的前提下，从结构紧凑、减轻重量、节省材料和降低成本考虑。在给出千斤顶最大起重量、传动螺纹副材料及其屈服应力、螺 纹头数等基本设计要求和圆锥齿轮副等已定的情况下，可从螺纹副设计着手考虑，使螺纹副所用材料最少，即在满足设计性能的情况下，传动螺杆、螺母所占体积最少。 1.2 选择主要结构材料 1.螺杆材料要有足够强度和耐磨性，一般用45钢，经调质处理，硬度220~250HBS 2.螺母材料除要有足够强度外，还要求在与螺杆材料配合时摩擦因数小和耐磨，可用103ZCuAl Fe 、1032ZCuAl Fe Mn 等。 2. 滑动螺旋起重器的设计计算 2.1 耐磨性计算 耐磨性条件校核计算式为 []2F F p p A d h πμ =≤＝ （1） 式中，F ──螺杆所受轴向载荷，/N ； 2d ──螺纹中径，/ mm ； h ──螺纹工作高度，/ mm 。 h ＝0.5(d －D 1)，d 为螺杆大径，D 1为螺母小径； μ──螺纹工作圈数，一般最大不宜超过10圈。 μ=P H ，H 为螺母高度，P 为螺纹螺距。 [ p ] ──螺旋副材料的许用压力，/MPa 。可取 []p =18~25MPa 。 对梯形螺纹，h ＝0.5P ，式（1）可演化为设计计算式： 8.02≥d ] [p F ? (2) MPa P 25~18][= 取MPa P 20][= 银川能源学院电力学院 课程设计任务书 设计题目：300MW亚临界机组轴向推力的计算_ 年级专业：热动（本）1202 班 学生姓名：闫煜 学号： 1210240198 指导教师：于淼 电力学院《课程设计》任务书课程名称：汽轮机原理 说明：1、此表一式三份，院、学生各一份，报送实践部一份。 2、学生那份任务书要求装订到课程设计报告前面。 目录 一、引言 (1) 1、汽轮机课程设计目的 (1) 2、汽轮机课程设计内容与要求 (1) 3、汽轮机课程设计的一般原则 (1) 二、轴向推力的计算 (1) 1、轴向推力 (2) 1.1、冲动式汽轮机的轴向推力 (2) 三、推力轴承的安全系数 (4) 四、计算 (5) 1、求解第一级平均直径 (6) 2、轴向推力的计算 (6) 3、叶根反动度的计算 (7) 4、叶轮反动度 (7) 5、当量隔板漏气面积 (7) 6、叶根齿隙面积A5 (7) 7、平衡孔面积A4 (8) 8、α的计算 (8) 9、β的计算 (8) 10、轮盘面积的计算 (8) 五、汇总 (9) 六、参考文献 (9) 一、引言 汽轮机是以蒸汽为的旋转式热能动力机械，与其他原动机相比，它具有单机功率大、效率、运行平稳和使用寿命长等优点。汽轮机的主要用途是作为发电用的原动机。在使用化石燃料的现代常规火力发电厂、核电站及地热发电站中，都采用汽轮机为动力的汽轮发电机组。汽轮机的排汽或中间抽汽还可用来满足生产和生活上的供热需要。在生产过程中有余能、余热的工厂企业中，还可以应用各种类不同品位的热能得以合理有效地利用。由于汽轮机能设计为变速运行，所以还可用它直接驱动各种从动机械，如泵、风机、高炉风机、压气机和船舶的螺旋桨等。因此，汽轮机在国民经济中起着极其重要的作用。 蒸汽在汽轮机级内流动时，由于各段压力分布的不同，从而产生于轴线平行的轴向推力，气方向与气流在汽轮机内的流动方向相同，使转子产生由高压向移动的趋势。因此，为了保证汽轮机的安全运行，必须进行轴向推力的计算。 1、汽轮机课程设计目的 汽轮机课程设计是对在汽轮机课程中所学到的理论知识的系统总结、巩固和加深；要求掌握汽轮机热力计算及变工况下热力核算的原则、方法和步骤，还要综合各方面的实践经验和理论知识，结合结构强度、调节运行、辅助设备等有关基本知识来分析问题，才能较合理的选定汽轮机设计的基本方案。 2、汽轮机课程设计内容与要求 (1)确定轴向推力的组成 (2)以高压缸冲动级为计算依据，确定级数并分别计算各个级的轴向推力 (3)必须给出各个级的轴向推力的详细计算过程 (4)将数据以表格形式列出 (5) 数据来源：通过给定的机组类型，学生自己查阅资料所需基本数据及公式3、汽轮机课程设计的一般原则 (1)设计过程中要保证数据选择正确，计算正确，绘图清晰美观。 (2)设计成品要求效率高，结构合理，安全可靠，成本低廉。 二、轴向推力的计算 摘要 随着经济建设的迅速发展，我国的基础建设力度正逐渐加大，道路交通，机场，港口，水利水电，市政建设等基础设施的建设规模也越来越大，市场汽车起重机的需求也随之增加。本文通过对徐工50吨汽车起重机主臂进行研究，进一步进行主臂设计，通过计算对主臂的三铰点、主臂的长度、及每节臂的长度、液压缸尺寸进行确定，选择零部件，确定主臂伸缩方式及主臂内钢丝绳的缠绕方法，通过SOLID WORKS软件对主臂进行三维建模。 关键词：50吨汽车起重机、主臂设计、三铰点、伸缩方式、三维建模 Abstract With the rapid development of economic construction, China's infrastructure is gradually increase the intensity, road traffic, airports, ports, water conservancy and hydropower, municipal construction of infrastructure such as the scale of construction is also growing, crane truck crane market demand with the increase. Based on the Xu Gong 50 tons of truck crane boom study, further boom design, by calculating the main arm of the three hinges, the main arm length, and the length of each arm, hydraulic cylinder size identify, select Parts and components, identify the main telescopic arm and the boom in the way of winding rope method, SOLID WORKS software on the main arm for three-dimensional modeling. Keywords: 50-ton truck crane，the boom design，the three hinge points ，stretching，three-dimensional modeling 20吨起重机单梁设计说明书 1.设计规范及参考文献 中华人民共和国国务院令（373）号《特种设备安全监察条例》 GB3811—2008 《起重机设计规范》 GB6067—2009 《起重机械安全规程》 GB5905-86 《起重机试验规范和程序》 GB/T14405—93 《通用桥式起重机》 GB50256—96 《电气装置安装施工及验收规范》 JB4315-1997 《起重机电控设备》 GB10183—88 《桥式和门式起重机制造和轨道安装公差》 JB/T1306-2008 《电动单梁起重机》 GB164—88 《起重机缓冲器》 GB5905—86 《低压电器基本标准》 GB50278-98 《起重设备安装工程及验收规范》 GB5905—86 《控制电器设备的操作件标准运动方向》 ZBK26008—89 《YZR系列起重机及冶金用绕线转子三相异步电动机技术条件》2.设计指标 2.1设计工作条件 ⑴气温：最高气温40℃；最低气温-20℃ ⑵湿度：最大相对湿度90% (3)地震：地震基本烈度为6度 2.2设计寿命 ⑴起重机寿命30年 ⑵电气控制系统15年 ⑶油漆寿命10年 2.3设计要求 2.3.1 安全系数 2.3.1.1钢丝绳安全系数n≥5 2.3.1.2结构强度安全系数 载荷组合Ⅰ n≥1.5 载荷组合Ⅱ n≥1.33 2.3.1.3抗倾覆安全系数n≥1.5 2.3.1.4 机构传动零件安全系数 n≥1.5 2.3.2钢材的许用应力值（N/mm2） 表1 ［σs］-钢材的屈服点； [σ]-钢材的基本许用应力； [τ]-钢材的剪切许用应力； [σc]-端面承压许用应力； 2.3.3螺栓连接的许用应力值（N/mm2） 10.9级高强度螺栓抗剪[τ]=350 2.3.4焊缝的许用应力值（N/mm2） 对接焊缝: [σw] = [σ] (压缩焊缝) [σw] = [σ] (拉伸1、2级焊缝) [σw] = 0.8[σ] (拉伸3级焊缝) [τw]= [σ]/21/2(剪切焊缝) 角焊缝: (拉、压、剪焊缝) [τw]= 160（Q235钢）200（Q345钢）2.3.5起重机工作级别： 利用等级 U5 工作级别 A4 机构工作级别为 M5 3.设计载荷 3.1竖直载荷 摘要 本文首先介绍了起重机的概念和分类，以及在国外的发展概况。接着对桥式起重机的特点、分类以及构造进行了详细的叙述。并且对所设计的起升机构进行了三维建模和有限元分析。其中，本次设计的起重机为50t/20t双梁桥式起重机，主要用于各车间分段生产线和钢材堆场等处。桥式起重机本身作横向移动，车架上的绞车作纵向移动，吊在绞车上的吊钩作垂向移动，三个方向的运动的合成才能使起重机起作用。 本课题主要对50t/20t双梁桥式起重机的主起升机构、副起升机构、主起升机构卷筒组及滑轮组、副起升机构卷筒组及滑轮组、卷筒、滑轮、轴等进行设计。 设计过程中查阅了大量的国外的相关资料，所做的设计运用了大量的专业课程知识。通过确定传动方案，选择滑轮组和吊钩组，选择合适的钢丝绳，计算滑轮的主要尺寸，确定卷筒尺寸并验算其强度，选择合适的电动机、减速器、制动器和连轴器，使得起重设备运行平稳，定位准确，安全可靠，性能稳定。 关键字：桥式起重机；减速器；制动器；联轴器；卷筒 Abstract This paper firstly introduces the concept and classification of the crane, as well as the developments at home and abroad. Then the crane’s characteristics, classification and structure are analyzed in detail. And the design of the hoisting mechanism has 3D modeling and finite element analysis. Among them, the design of the crane is the 50t / 20t double beam bridge crane, mainly used in the workshop section production line and steel yard. Bridge crane itself is used to do lateral movement; winch frame is used to do longitudinal movement, the hook which hanging in the winch is used to do vertical movement, the movement in three directions makes the crane function well. The main topic of the 50t / 20t double girder overhead traveling crane is the main lifting mechanism, auxiliary lifting mechanism, the main lifting mechanism for drum group and a pulley block, auxiliary lifting mechanism of reel group and pulley, pulley shaft, drum, and other design. The process of the design was accessed to a large number of domestic and international relevant information; the design used a large number of professional courses. Firstly, by determining the transmission scheme, selecting the pulley and hook group, choosing the right wire rope pulley, calculating the main dimensions, determining the reel size and checking its strength, choosing the appropriate motor, reducer, brake and shaft 汽轮机课程设计 第一部分：设计题目与任务 题目：汽轮机热力计算与设计 根据给定的汽轮机原始参数来进行汽轮机热力计算与设计： 1、分析与确定汽轮机热力设计的基本参数，这些参数包括汽轮机的容量、进汽参数、转速、排汽压力或冷却水温度、回热加热级数及给水温度、供热汽轮机的供热蒸汽压力等; 2、分析并选择汽轮机的型式、配汽机构形式、通流部分形状及有关参数; 3、拟订汽轮机近似热力过程线和原则性回热系统，进行汽耗率及热经济性的初步计算; 4、根据汽轮机运行特性、经济要求及结构强度等因素，比较和确定调节级的型式、比烩降、叶型及尺寸等: 5、根据通流部分形状和回热抽汽点要求，确定压力级即非调节级的级数和排汽口数，并进行各级比焙降分配; 6、对各级进行详细的热力计算，求出各级通流部分的几何尺寸、相对内效率和内功率，确定汽轮机实际的热力过程线; 7、根据各级热力计算的结果，修正各回热抽汽点压力以符合实际热力过程线的要求，并修正回热系统的热平衡计算; 8、根据需要修正汽轮机热力计算结果. 第二部分：设计要求 1)运行时具有较高的经济性; 2)不同工况下工作时均有高的可靠性; 3)在满足经济性和可靠性要求的同时，还应考虑汽轮机的结构紧凑、系统简单、布置合理、成本低廉、安装和维修方便及零部件通用化、系列标准化等因素。 第三部分：设计内容 一、汽轮机热力计算与设计原始参数 主蒸汽压力3.43Mpa，主蒸汽温度435℃; 冷却水温度20℃，给水温度160℃; 额定功率e P :23MW,调节级速比a x :0.24 二、汽轮机设计基本参数确定 1、汽轮机容量 额定功率e P :23MW 2、进气参数 汽轮机初压P 0=3.43Mpa 汽轮机初温t0=435℃ 3、汽轮机转速n=3000rad/min 4、排气压力 汽轮机排气压力Pc=0.005Mpa 冷却水温tc1= 20℃ 5、回热级数及给水温度 给水温度tfw=160℃ 回热级数Z=3级 三、选型、配汽及流通部分的设计计算 1、汽轮机型号 由排气压力和冷却水温可知汽轮机为：凝气式汽轮机。 型号：N23-3.43/435 2、配汽方式 汽轮机的配汽机构又称调节方式，与机组的运行要求密切相关。通常的喷嘴配汽、节流配汽、变压配汽以及旁通配汽四种方式。喷嘴配汽是国产汽轮机的主要配汽方式，由已知参数以及设计要求选用喷嘴配汽方式。 四、拟定汽轮机近似热力过程曲线和原则性热力系统，进行汽耗量、回热系统 热平衡及热经济性的初步计算 1、近似热力过程曲线的拟定 （1）进排汽机构及连接管道的各项损失 蒸汽流过各阀门及连接管道时，会产生节流损失和压力损失。下表列出这些 损失通常的取值范围。 机械课程设计说明书 题目：50/10吨通用桥式起重机小车设计 班级：机自041218 姓名： 学号：200422060 目录 设计任务书-----------------------------------------------------------------------------------------------1 概述------------------------------------------------------------------------------2第1章小车主起升机构计算-------------------------------------------------------------7 1.1 确定传动方案，选择滑轮组和吊钩组---------------------------------7 1.2选择钢丝绳-------------------------------------------7 1.3确定卷筒尺寸并验算强度--------------------------------8 1.4初选电动机-------------------------------------------10 1.5选用标准减速器---------------------------------------11 1.6 校核减速器输出轴强度--------------------------------------------------11 1.7 电动机过载验算和发热验算--------------------------------------------11 1.8选择制动器--------------------------------------------12 1.9选择联轴器-------------------------------------------13 1.10验算起动时间-----------------------------------------13 1.11验算制动时间-----------------------------------------14 1.12高速轴计算------------------------------------------15 第2章小车副起升机构计算------------------------------------------------------------17 2.1 确定传动方案，选择滑轮组和吊钩组--------------------------------17 2.2钢丝绳的选择------------------------------------------17 2.3确定卷筒尺寸并验算强度--------------------------------18 2.4初选电动机-------------------------------------------21 2.5选用标准减速器---------------------------------------21 2.6校核减速器输出轴强度----------------------------------22 2.7 电动机过载验算和发热验算-------------------------------------------22 2.8选择制动器--------------------------------------------23 2.9选择联轴器-------------------------------------------23 2.10验算起动时间-----------------------------------------24 2.11验算制动时间-----------------------------------------25 2.12高速轴计算------------------------------------------25 第3章小车运行机构计算-----------------------------------------------------------------------27 更多精彩毕业设计强咨询245250987 １概述 1.1起重机械的发展简史及发展动向 简单的起重运输装置的诞生，可以追溯到公元前5000～4000年的新石器时代末期，为埋葬和纪念死者而修筑石棺和石台，我国古代劳动人民已能开凿和搬运巨石。蒸气机的出现，推动了第一次工业革命，起重机械也因之有了较大发展。1827年，出现了第一台用蒸气机驱动的固定式回转起重机，从此结束了起重机采用人力驱动的历史。在工业发展中，电力驱动的出现是起重机械蓬勃发展的转折点。1880年，出现了第一台电力驱动的载客升降机。1885年，制成了电力驱动的回转起重机，从后制成了电力驱动的桥式起重机和门座起重机等。二次世界大战期间，新产品、新材料、新工艺不断出现。例如：由于自动焊接新技术的出现，箱形结构的桥式起重机越来越受到人们的欢迎；由于计算机技术的推广应用，利用计算机进行辅助设计（CAD）和辅助制造（CAM），使起重机的整机布置更趋优化，基本零部件更加紧凑耐用；由于自控技术和数显技术的广泛普及，使起重机的控制和安全保护装置大为改善，保证了操作的安全性和可靠性。 纵观世界各国起重机械发展的现状，对今后的动向，可归纳如下： 1、大型化 由于石油、化工、冶炼、造船以及电站等的工程规模越来越大，所以吊车起吊物品的重量也越来越大。 2、重视“三化”，逐步采用国际标准 所谓“三化”，是指起重机械的标准化、系列化和通用化。贯彻“三化”可以缩短设计周期，保证产品制造质量，便于管理和提高经济效益。 3、实现产品的机电一体化 机械产品需要更新换代。在当今计算机技术、数控技术及数显技术大发展的年代里， 更新换代的重要标志是实现产品的机电一体化。在起重机械上应用计算机技术，可以提高作业性能，增加安全性，以至实现无人自动操作。 4、人机工程学的应用 起重机械一般应用在沉重和繁忙的、环境比较恶劣的场合。为减少司机的作业强度，保持旺盛的注意力，应根据人机工程学的理论，设计驾驶室，改善振动于噪声的影响，防止废气污染，使其符合健康规范的要求。 1.2起重机械的用途、工作特点及其在经济建设中的地位 起重机械是用来对物料进行起重、运输、装卸、或安装等作业的机械设备。它在国民经济各部门都有广泛的应用，起着减轻体力劳动、节省人力、提高劳动生产率和促进生产过程机械化的作用。例如，一个现代化的大型港口，每年的吞吐量有几千万吨乃至上亿吨，被运送的物料品种繁多，有成件物品，也有散装材料或液态材料。为了尽快地完成如此繁重的装卸任务，如不采用成套的起重运输设备，那是不可想象的。码头边上，吊车林立，成了现代化港口的重要特点。因此说，起重机械在现代化的生产过程中决不是可有可无的辅助工具，而是合理组织生产的必不可少的生产设备。 起重机械在搬运物料时，经历上料、运送、卸料和回到原处的过程，有时运转，有时停转，所以它是一种间歇动作的机械。一个工作循环时间一般从几分钟到二三十分钟，其间各机构在不同时刻有短暂的停歇时间。这一特点决定了电动机的选择和发热计算方法；由于反复运动和制动，各机构和结构将承受强烈的振动和冲击，载荷是正反向交替作用的，许多重要构件承受不稳定变幅应力的作用，这些都将对构件的强度计算产生较大的影响。 起重机属于有危险性作业的设备，它发生事故造成的损失将是巨大的。所以，起重机设计和制造一定要严格按照国家标准和有关规定进行。 1.3起重机械的组成和类型 1.3.1起重机械的组成 起重机由产生运动的机构、承受载荷的金属机构、提供动力和起控制作用的电气设备及各种安全指示装置等四大部分组成。 起重机机构有四类，即：使货物升降的起升机构；作平面运动的运行机构；使起重机旋转的回转机构；改变回转半径的变幅机构。每一机构均由电动机、减速传动系统及执行装置等组成。设计时应尽可能采用标准的零部件加以组合，以利于制造和维修。金属结构则要根据使用要求进行设计制造。电动机和控制设备大多是标准产品，安全指示装置通常从市场购买，特殊的由制造厂设计制造。 1.3.2起重机械的类型 根据使用要求，设计任何合适的起重机形式。但从构造特征看，种类繁多的起重设备可归纳为三大类。 1、单动作起重设备 这类起重设备是使货物作升降运动的起升机构。常见的下列几种：（1）千斤顶一种升降行程很小，举升能力较大的小型起重设备。螺旋千斤顶或齿条千斤顶可用于汽车维修；液压千斤顶可将大型起重机顶起以更换车轮。 （2）滑车（俗称葫芦）一种用链条或钢丝绳与滑轮构成的省力滑轮组，结构紧凑，质量轻，是一种可携带的起重工具，有手动和电动两种。电动葫芦则是 一种电动起升机构，配有运行小车后可在空间布置的工字钢轨上运行，构成 目录 第1章绪论 (2) 第2章载荷计算 (6) 2.1 尺寸设计 (6) 2.1.1.桥架尺寸的确定 (6) 2.1.2.主梁尺寸 (6) 2.1.3.端梁尺寸 (6) 2.2 固定载荷 (7) 2.3 小车轮压 (8) 2.4 动力效应系数 (9) 2.5 惯性载荷 (9) 2.6 偏斜运行侧向力 (10) 2.6.1满载小车在主梁跨中央 (10) 2.6.2 满载小车在主梁左端极限位置 (11) 2.7扭转载荷 (11) 第3章主梁计算 (13) 3.1 内力 (13) 3.1.1垂直载荷 (13) 3.1.2水平载荷 (15) 3.2强度 (17) 3.3 主梁稳定性 (21) 3.3.1 整体稳定性 (21) 3.3.2 局部稳定性 (21) 第4章端梁计算 (22) 4.1 载荷与内力 (22) 4.1.1垂直载荷 (22) 4.1.2水平载荷 (24) 4.2疲劳强度 (27) 4.2.1 弯板翼缘焊缝 (27) 4.2.2 端梁中央拼接截面 (28) 4.3 稳定性 (29) 4.4 端梁拼接 (30) 4.4.1 内力及分配 (30) 4.4.2翼缘拼接计算 (32) 4.4.3腹板拼接计算 (33) 4.4.4端梁拼接接截面1-1的强度 (35) 第5章主梁和端梁的连接 (37) 第6章总结 (38) 参考文献 (40) 第1章绪论 桥式起重机是桥架在高架轨道上运行的一种桥架型起重机，又称天车。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，起重小车沿铺设在桥架上的轨道横向运行，构成一矩形的工作范围，就可以充分利用桥架下面的空间吊运物料，不受地面设备的阻碍。 桥式起重机广泛地应用在室内外仓库、厂房、码头和露天贮料场等处。桥式起重机可分为普通桥式起重机、简易梁桥式起重机和冶金专用桥式起重机三种。 普通桥式起重机一般由起重小车、桥架运行机构、桥架金属结构组成。起重小车又由起升机构、小车运行机构和小车架三部分组成。 起升机构包括电动机、制动器、减速器、卷筒和滑轮组。电动机通过减速器，带动卷筒转动，使钢丝绳绕上卷筒或从卷筒放下，以升降重物。小车架是支托和安装起升机构和小车运行机构等部件的机架，通常为焊接结构。 起重机运行机构的驱动方式可分为两大类：一类为集中驱动，即用一台电动机带动长传动轴驱动两边的主动车轮；另一类为分别驱动、即两边的主动车轮各用一台电动机驱动。中、小型桥式起重机较多采用制动器、减速器和电动机组合成一体的“三合一”驱动方式，大起重量的普通桥式起重机为便于安装和调整，驱动装置常采用制动器、减速器和电动机分散安装的驱动方式。 起重机运行机构一般只用两个主动和两个从动车轮，如果起重量很大，常用增加车轮的办法来降低轮压。当车轮超过四个时，必须采用铰接均衡车架装置，使起重机的载荷均匀地分布在各车轮上。 桥架的金属结构由主梁和端梁组成，分为单主梁桥架和双梁桥架两类。单主梁桥架由单根主梁和位于跨度两边的端梁组成，双梁桥架由两根主梁和两根端梁组成。主梁与端梁刚性连接，端梁两端装有车轮，用以支承桥架在高架上运行。主梁上焊有轨道，供起重小车运行。桥架主梁的结构类型较多比较典型的有箱形结构、四桁架结构和空腹桁架结构。 箱形结构又可分为正轨箱形双梁、偏轨箱形双梁、偏轨箱形单主梁等几种。正轨箱形双梁是广泛采用的一种基本形式，主梁由上、下翼缘板和两侧的垂直腹 第一部分汽轮机课程设计指导书 一、课程设计的目的与要求 1．系统地总结、巩固并应用《汽轮机原理》课程中已学过的理论知识，重点掌握汽轮机热力设计的方法、步骤。 2．汽轮机热力设计的任务，一般是按照给定的设计条件,确定流通部分的几何参数，力求获得较高的相对内效率。就汽轮机课程设计而言其任务通常是指各级几何尺寸的确定及级效率和内功率的计算。 3．汽轮机设计的主要内容与设计程序大致包括： (1) 分析并确定汽轮机热力设计的基本参数，如汽轮机容量、进汽参数、转速、排汽压力或循环水温度、回热加热级数及给水温度、供热汽轮机的供汽压力等。 (2) 分析并选择汽轮机的型式、配汽机构型式、通流部分形状及有关参数。 (3) 拟定汽轮机近似热力过程线和原则性热力系统，进行汽耗量与热经济性的初步计算。 (4) 根据汽轮机运行特性、经济要求及结构强度等因素，比较和确定调节级的型式、比焓降、叶型及尺寸等。 (5) 根据流通部分形状和回热抽汽压力要求，确定压力级的级数，并进行各级比焓降分配。 (6) 对各级进行详细的热力计算，求出各级流通部分的几何尺寸、相对内效率和内功率，确定汽轮机的实际热力过程线。 (7) 根据各级热力计算的结果，修正各回热抽汽点压力以符合实际热力过程线的要求。 (8) 根据需要修正热力计算结果。 (9) 绘制流通部分及纵剖面图。 4．通过设计对整个汽轮机的结构作进一步的了解，明确主要部件在整个机组中的作用、位置及相互关系。 5．通过设计了解并掌握我国当前的技术政策和国家标准、设计资料等。 6．所设计的汽轮机应满足以下要求： (1) 运行时具有较高的经济性。 (2) 不同工况下工作时均有高的可靠性。 (3) 在满足经济性和可靠性要求的同时，还应考虑到汽轮机的结构紧凑、系统简单、布局合理、成本低廉、安装与维修方便以及零部件通用化、系列标准化等因素。 7．由于课程设计的题目接近实际，与当前国民经济的要求相适应，因而要求设计者具有高度的责任感，严肃认真。应做到选择及计算数据精确、合理、绘图规范，清楚美观。 二、课程设计题目 以下为典型常规题目，也可以设计其他类型的机组。 机组型号： B25-8.83/0.981 机组型式：多级冲动式背压汽轮机 1 机械课程设计说明书 题目：32/5吨通用桥式起重机小车设计 班级：机自0 218 姓名： 学号：200 060 目录 设计任务书-----------------------------------------------------------------------------------------------1 第1章概述------------------------------------------------------------------------------2 第2章总体设计------------------------------------------------------------------------------2 2.1 总体设计方案---------------------------------------------------------7 2.2 四连杆变幅臂架系统运动学设计---------------------------------7 2.3 总体尺寸规划----------------------------------------------------7第1章主起升机构计算-------------------------------------------------------------7 1.1 确定传动方案，选择滑轮组和吊钩组---------------------------------7 1.2选择钢丝绳-------------------------------------------7 1.3确定卷筒尺寸并验算强度--------------------------------8 1.4初选电动机-------------------------------------------10 1.5选用标准减速器---------------------------------------11 1.6 校核减速器输出轴强度--------------------------------------------------11 1.7 电动机过载验算和发热验算--------------------------------------------11 1.8选择制动器--------------------------------------------12 1.9选择联轴器-------------------------------------------13 1.10验算起动时间-----------------------------------------13 1.11验算制动时间-----------------------------------------14 1.12高速轴计算------------------------------------------15 第2章副起升机构计算------------------------------------------------------------17 2.1 确定传动方案，选择滑轮组和吊钩组--------------------------------17 2.2钢丝绳的选择------------------------------------------17 2.3确定卷筒尺寸并验算强度--------------------------------18 2.4初选电动机-------------------------------------------21 2.5选用标准减速器---------------------------------------21 2.6校核减速器输出轴强度----------------------------------22 2.7 电动机过载验算和发热验算-------------------------------------------22 2.8选择制动器--------------------------------------------23 2.9选择联轴器-------------------------------------------23 2.10验算起动时间-----------------------------------------24 2.11验算制动时间-----------------------------------------25 2.12高速轴计算------------------------------------------25 第3章小车运行机构计算-----------------------------------------------------------------------27 3.1 确定机构传动方案----------------------------------------------------------27 3.2 选择车轮与轨道并验算其强度------------------------------------------28 3.3 运行阻力计算--------------------------------------------------------------29 3.4 选电动机--------------------------------------------------------------------30 3.5 验算电动机发热条件-----------------------------------------------------30 3.6 选择减速器------------------------------------------------------------------31 3.7 验算运行速度和实际所需功率----------------------------------------3150t桥式起重机小车说明书
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