起重机15吨小车设计说明书.doc

1、目录一、起重机简介3二、桥式起重机主要分类32.1通用桥式起重机32.2冶金专用桥式起重机32.3电动葫芦型桥式起重机4三、桥式起重机的主要结构和运动形式53.1桥架53.2大车移行机构53.3小车63.4提升机构63.5操纵室6四、桥式起重机主要技术参数74.1起重量74.2跨度74.3提升高度74.4运行速度84.5提升速度84.6通电持续率84.7工作类型8五、桥式起重机对电力拖动的要求95.1对起重电动机的要求95.2电力拖动系统的构成及电气控制要求9六、桥式起重机小车运行传动机构11七、桥式起重机运行机构设计的目的、内容和要求117.1设计目的117.2设计内容117.3设计要求11

2、八、小车运行机构的计算128.1确定机构的传动方案128.2小车运行机构的计算13九、设计总结33一、起重机简介桥式起重机是横架于车间、仓库和料场上空进行物料吊运的起重设备。由于它的两端坐落在高大的水泥柱或者金属支架上，形状似桥。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，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。它是使用范围最广、数量最多的一种起重机械。二、桥式起重机主要分类2.1通用桥式起重机普通用途的桥式起重机，主要包括吊钩桥式起重机、抓斗桥式起重机、电磁桥式起重机、两用桥式起重机、三用桥式起重机。它的吊具是吊钩型、抓斗型、电磁吸盘型中的一种或同时使用其中的两种、三种

3、。通用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。通用桥式起重机主要由：大车运行机构、小车运行机构、起升机构和电气设备组成。桥架两端通过运行装置，支承在厂房或露天货场上空的高架轨道上，沿轨道纵向运行；起重小车在桥架主梁上沿小车轨道横向运行。2.2冶金专用桥式起重机在钢铁生产过程中可参与特定的工艺操作，其基本结构与普通桥式起重机相似，但在起重小车上还装有特殊的工作机构或装置。这种起重机的工作特点是使用频繁、条件恶劣，工作级别较高。主要有五种类型：(1)铸造起重机供吊运铁水注入混铁炉、炼钢炉和吊运钢水注入连续铸锭设备或钢锭模等用。主小车吊运盛桶，副小车进行翻转盛桶等辅助工作,为了

4、扩大副钩的使用范围和更好地为炼钢工艺服务，主、副钩分别布置在各自有独立小车运行机构的主、副小车上，并分别沿各自的轨道运行。常用的结构形式有四梁四轨式和四梁六轨式。(2)夹钳起重机利用夹钳将高温钢锭垂直地吊运到深坑均热炉中，或把它取出放到运锭车上。(3)锭脱起重机用以把钢锭从钢锭模中强制脱出。小车上有专门的脱锭装置，脱锭方式根 桥式起重机据锭模的形状而定：有的脱锭起重机用项杆压住钢锭，用大钳提起锭模；有的用大钳压住锭模，用小钳提起钢锭。(4)加料起重机用以将炉料加到平炉中。主小车的立柱下端装有挑杆，用以挑动料箱并将它送入炉内。主柱可绕垂直轴回转，挑杆可上下摆动和回转。副小车用于修炉等辅助作业。(

5、5)锻造起重机用以与水压机配合锻造大型工件。主小车吊钩上悬挂特殊翻料器，用以支持和翻转工件；副小车用来抬起工件2.3电动葫芦型桥式起重机 其特点是桥式起重机的起重小车用自行式电动葫芦代替，或者用固定式电动葫芦作起重小车的起升机构，小车运行、大车运行等机构的传动装置也尽量与电动葫芦部件通用化。因此，与上述通用桥式起重机相比，电动葫芦型桥式起重机虽然一般起重量较小、工作速度较慢、工作级别较低，但其自重轻、能耗较小、易采用标准产品电动葫芦配套，对帮房建筑压力负载较小，建筑和使用经济性都较好。因此在中小起重量范围的一般使用场合使用越来越广泛，甚至有替代某些通用桥式起重机的趋势。(1)动梁式起重机其特点

6、是用自行式电动葫芦替代通用桥式起重机的起重小车，用电动葫芦的运行小车在单根主梁的工字钢下突缘上运行，跨度小时直接用工字钢作主梁，跨度大时可在主梁工字钢的上面再作水平加强，形成的组合断面主梁。其主梁可以是单根主梁(电动单梁式起重机)，也可以是两根主梁(电动双梁式起重机)，其桥架可以是像通用桥式起重机那样通过运行装置直接支撑在高架轨道上，也可以通过运行装置悬挂在房顶下面的架空轨道上(悬挂式)。(2)电动葫芦桥式起重机其特点是采用固定式电动葫芦装在小车上作起升机构，小车运行机构也多采用电动葫芦零部件作成简单的构造形式，小车也极为简便轻巧，其整体高度小，小车及桥架自重轻、重心低、有很广泛的使用适应。三

7、、桥式起重机的主要结构和运动形式图82为桥式起重机的结构示意图（横截面图），它一般由桥架（又称大车）、大车移行机构、装有提升机构的小车、操纵室、小车导电装置（辅助滑线）、起重机总电源导电装置（主滑线）等部分组成。3.1桥架桥架是桥式起重机的基本构件，它由主梁、端梁、走台等部分组成。主梁跨架在跨间的上空，有箱型、桁架、腹板、圆管等结构型式。主梁两端联有端梁，在两主梁外侧安有走台，设有安全栏杆。在一侧的走台上装有大车移行机构，在另一侧走台上装有往小车电气设备供电的装置，即辅助滑线。在主梁上方铺有导轨，供小车移动。整个桥式起重机在大车移行机构拖动下，沿车间长度方向的导轨移动。3.2大车移行机构大车移

8、行机构由大车拖动电动机、传动轴、联轴节、减速器、车轮及制动器等部件构成。安装方式有集中驱动与分别驱动两种。集中驱动是由一台电动机经减速机构驱动两个主动轮；而分别驱动则由两台电动机分别驱动两个主动轮。后者自重轻，安装调试方便，实践证明使用效果良好。目前我国生产的桥式起重机大多采用分别驱动。图82 桥式起重机的结构示意图3.3小车小车安放在桥架导轨上，可顺车间宽度方向移动。小车主要由小车架以及其上的小车移行机构和提升机构等组成。小车移行机构由小车电动机、制动器、联轴节、减速器及车轮等组成。小车电动机经减速器驱动小车主动轮，拖动小车沿导轨移动，由于小车主动轮相距较近，故由一台电动机驱动。3.4提升机

9、构提升机构由提升电动机、减速器、卷筒、制动器、吊钩等组成。提升电动机经联轴节、制动轮、与减速器联接，减速器的输出轴与缠绕钢丝绳的卷筒相联接，钢丝绳的另一端装有吊钩，当卷筒转动时，吊钩就随钢丝绳在卷筒上的缠绕或放开而上升与下降。图22为小车与提升机构示意图。对于起重量在15t及以上的起重机，备有两套提升机构，即主钩与副钩。图83 小车与提升机构示意图3.5操纵室操纵室是操纵起重机的吊舱，又称驾驶室。操纵室内有大、小车移行机构控制装置、提升机构控制装置以及起重机的保护装置等。操纵室一般固定在主梁的一端，也有少数装在小车下方随小车移动的。操纵室上方开有通向走台的舱口，供检修大车与小车机械及电气设备时

10、人员上下用。由上可知，桥式起重机的运动形式有三种：（1）起重机由大车电动机驱动沿车间两边的轨道作纵向前后运动；（2）小车及提升机构由小车电动机驱动沿桥架上的轨道作横向左右运动；（3）在升降重物时由起重电动机驱动作垂直上下运动（见图82）。这样桥式起重机就可实现重物在垂直、横向、纵向三个方向的运动，把重物移至车间任一位置，完成车间内的起重运输任务。四、桥式起重机主要技术参数桥式起重机的主要技术参数有：起重量、跨度、起升高度、运行速度、提升速度、工作类别等。 4.1起重量起重量又称额定起重量，是指起重机实际允许起吊的最大负荷量，以吨（t）为单位。国产的桥式起重机系列其起重量有5、10（单钩）、15

11、/3、20/5、30/5、50/10、75/20、100/20、125/20、150/30、200/30、250/30（双钩）等多种。数字的分子为主钩起重量，分母为副钩起重量。桥式起重机按照起重量可分为三个等级，即510t为小型，1050t为中型，50t以上为重型起重机。4.2跨度起重机主梁两端车轮中心线间的距离，即大车轨道中心线间的距离称为跨度，以米（m）为单位。国产桥式起重机的跨度有10.5、13.5、16.5、19.5、22.5、25.5、28.5、31.5m等，每3m为一个等级。4.3提升高度起重机吊具或抓取装置的上极限位置与下极限位置之间的距离，称为起重机的提升高度，以m为单位。常用

12、的起升高度有12、16、12/14、12/18、16/18、19/21、20/22、21/23、22/26、24/26m等几种。其中分子为主钩提升高度，分母为副钩提升高度。4.4运行速度运行机构在拖动电动机额定转速下运行的速度，以m/min为单位。小车运行速度一般为4060m/min，大车运行速度一般为100135m/min。4.5提升速度提升机构的提升电动机以额定转速取物上升的速度，以m/min为单位。一般提升速度不超过30m/min,依货物性质、重量、提升要求来决定。4.6通电持续率由于桥式起重机为断续工作，其工作的繁重程度用通电持续率JC%表示。通电持续率为工作时间与周期时间之比，一般一

13、个周期通常定为10min。标准的通电持续率规定为15%、25%、40%、60%四种。 4.7工作类型起重机按其载荷率和工作繁忙程度可分为轻级、中级、重级和特重级四种工作类型。（1）轻级：工作速度低，使用次数少，满载机会少，通电持续率为15%。用于不需紧张及繁重工作的场所，如在水电站、发电厂中用作安装检修用的起重机。（2）中级：经常在不同载荷下工作，速度中等，工作不太繁重，通电持续率为25%，如一般机械加工车间和装配车间用的起重机。（3）重级：工作繁重，经常在重载荷下工作，通电持续率为40%，如冶金和铸造车间内使用的起重机。（4）特重级：经常起吊额定负荷，工作特别繁忙，通电持续率为60%，如冶金

14、专用的桥式起重机。起重量、运行速度和工作类型是桥式起重机最重要的三个参数。五、桥式起重机对电力拖动的要求桥式起重机的工作条件比较差，由于安装在车门(仓库、码头、货场)的上部，有的还是露天安装，因此往往处在高温、高湿度、易受风雨侵蚀或多粉尘的环境；同时，还经常处于频繁的起动、制动、反转状态，要承受较大的过载和机械冲击。囚此，对桥式起重机的电力拖动和电气控制有以下特殊的要求：5.1对起重电动机的要求(1)起重电动机为重复短时工作制。所谓“重复短时工作制”，即FC介于25%40。重复短时工作制的特点是电动机较频繁地通、断电，经常处于起动、制动和反转状态，而且负载不规律，时轻时重，因此受过载和机械冲击

15、较大；同时，由于工作时间较短，其温升要比长期工作制的电动机低(在同样的功率下)，允许过载运行。因此，要求电动机有较强的过载能力。(2)有较大的起动转矩。起重电动机往往是带负载起动，因此要求有较好的起动性能，即起动转矩大，起动电流小。(3)能进行电气调速。由于起重机对重物停放的准确性要求较高，在起吊和下降重物时要进行调速，但是起重机的调速大多数是在运行过程中进行，而且变换次数较多，所以不宜采用机械调速，而应采用电气调速。因此，起重电动机多采用绕线转子异步电动机，且采用转子电路串电阻的方法起动和调速。(4)为适应较恶劣的工作环境和机械冲击，电动机采用封闭式，要求有坚固的机械结构，采用较高的耐热绝缘

16、等级。根据以上要求，专门设计了起重用的交流异步电动机，型号为YZR(绕线型)和YZ(笼型)系列，这类电动机具有过载能力强、起动性能好、机械强度大和机械特性较软的特点，能够适应起重机工作的要求。起重电动机在铭牌上标出的功率均为JC25时的输出功率。5.2电力拖动系统的构成及电气控制要求桥式起重机的电力拖动系统由三至五台电动机所组成：(1)小车驱动电动机一台。(2)大车驱动电动机一至两台：大车如果采用集中驱动，则只有一台大车电动机；如果采用分别驱动，则由两台相同的电动机分别驱动左、右两边的主动轮。 (3)起重电动机一至两台：单钩的小型起重机只有一台起重电动机；对于15t以上的中型和重型起重机，则有

17、两台(主钩和副钩)起重电动机。桥式起重机电力拖动及其控制的主要要求是：(1)空钩能够快速升降，以减少辅助工时；轻载时的提升速度应大于额定负载时的提升速度。(2)有一定的调速范围，普通的起重机调速范围(高低速之比)一般为31，要求较高的则要达到(510)1。(3)有适当的低速区，在刚开始提升重物或重物下降至接近预定位置时，都应低速运行。因此要求在30额定速度内分成若干低速挡以供选择。同时要求由高速向低速过渡时应逐级减速以保持稳定运行。(4)提升的第一挡为预备挡，用以消除传动系统中的齿轮间隙，并将钢丝绳张紧，以避免过大的机械冲击。预备级的起动转矩一般限制在额定转矩的50以下。（5)起重电动机负载的

18、特点是位能性反抗力矩（即负载转距的方向并不随电动机的转向而改变)，因此要求在下放重物时起重电动机可工作在电动机状态、反接制动或再生发电制动状态，以满足对不同下降速度的要求(详见后面对起重机控制电路的分析)。(6)为确保安全，要求采用电气和机械双重制动，既可减轻机械抱闸的负担，又可防止因突然断电而使重物自由下落造成事故。(7)要求有完备的电气保护与联锁环节，例如：要有短时过载的保护措施，由于热继电器的热惯性较大，因此起重机电路多采用过流继电器作过载保护；要有零压保护；行程终端限位保护等等。六、桥式起重机小车运行传动机构 小车的传动方式有两种。即减速器位于小车主动轮中间或减速器位于小车主动轮一侧。

19、减速器位于小车主动轮中间的小车传动方式使小车减速器输出轴及两侧传动轴所承受的扭矩比较均匀。减速器位于小车主动轮一侧的传动方式，安装和维修比较方便，但起车时小车车体有左右扭摆现象。七、桥式起重机运行机构设计的目的、内容和要求7.1设计目的现代桥式起重机设计是在学完起重机械课程之后的一个重要实践性教学环节。其目的在于通过桥式起重机设计，使学生在拟订传动结构方案、结构设计和装配、制造工艺以及零件设计计算、机械制图和编写技术文件等方面得到综合训练；并对已经学过的基本知识、基本理论和基本技能进行综合运用。从而培养学生具有结构分析和结构设计的初步能力；使学生树立正确的设计思想、理论联系实际和实事求是的工作

20、作风7.2设计内容 起重小车总体设计、小车运行机构计算、起升机构卷筒组的设计计算、吊钩组或动滑轮组（包括悬挂装置）的设计计算。 7.3设计要求 在设计过程中，结合起重机的实际工作条件，注意了以下几方面的要求： 整台起重机与厂方建筑物的配合，以及小车与桥架的配合要恰当。小车与桥架的相互配合，主要在于：小车轨距（车轮中心线间的水平距离）和桥架上的小车轨距应相同，其次，在于小车的缓冲器与桥架上的挡铁位置要配合好，小车的撞尺和桥架上的行程限位装置要配合好。小车的平面布置愈紧凑小车愈能跑到靠近桥架的两端，起重机工作范围也就愈大。小车的高度小，相应的可使起重机的高度减小，从而降低了厂房建筑物的高度。小车上

21、机构的布置及同一机构中各零件间的配合要求适当。起升机构和小车平面的布置要合理，二者之间的距离不应太小，否则维修不便，或造成小车架难以设计。但也不应太大，否则小车就不紧凑。 小车车轮的轮压分布要求均匀。如能满足这个要求，则可以获得最小的车轮，轮轴及轴承箱的尺寸，并且使起重机桥架主梁上受到均匀的载荷。一般最大轮压不应该超过平均轮压得20%。 小车架上的机构与小车架配合要适当。为使小车上的起升、运行机构与小车架配合得好，要求二者之间的配合尺寸相符；连接零件选择适当和安装方便。在设计原则上，要以机构为主，尽量用小车架去配合机构；同时机构的布置也要尽量使钢结构的设计制造和运行机构的要求设计，但在不影响机

22、构的工作的条件下，机构的布置也应配合小车架的设计，使其构造简单，合理和便于制造。尽量选用标准零部件，以提高设计与制造的工作效率，降低生产成本。小车各部分的设计应考虑制造，安装和维护检修的方便，尽量保证各部件拆下修理时而不需要移动邻近的部件。总之，要兼顾各个方面的相互关系，做到个部分之间的配合良好八、小车运行机构的计算8.1确定机构的传动方案 小车主要有起升机构、运行机构和小车架组成。 起升机构采用闭式传动方案，电动机轴与二级圆柱齿轮减速器的高速轴之间采用两个半齿联轴器和一中间浮动轴联系起来，减速器的低速轴鱼卷筒之间采用圆柱齿轮传动。 运行机构采用全部为闭式齿轮传动，小车的四个车轮固定在小车架的

23、四周，车轮采用带有角形轴承箱的成组部件，电动机装在小车架的台面上，由于电动机轴和车轮轴不在同一个平面上，所以运行机构采用立式三级圆柱齿轮减速器，在减速器的输入轴与电动机轴之间以及减速器的两个输出轴端与车轮轴之间均采用带浮动轴的半齿联轴器的连接方式。 小车架的设计，采用粗略的计算方法，靠现有资料和经验来进行，采用钢板冲压成型的型钢来代替原来的焊接横梁。 起重量5吨至70吨范围内的双粱桥式起重机的小车，一般采用四个车轮支承的小车，其中两个车轮为主动车轮。主动车轮由小车运行机构集中驱动。8.2小车运行机构的计算设计内容 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

24、钢丝绳3）确定滑轮主要尺寸4）确定卷筒尺寸，并验算强度5）选电动机 6）验算电动机发热条件7）选择减速器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10）选择制动器（11）选择联轴器（12）验算起动时间（13）验算制动时间14）高速浮动轴1）确定传动方案2）选择车轮及轨道并验算其强度3）运行阻力的计算4）选电动机5）验算电动机发热条件6）选择减速器7）验算运行速度和实际所需功率8）验算起动时间9)按起动工况校核减速器功率10）验算起动不打滑条件11）选择制动器12）选择高速轴联轴器及制动轮13）选择低速轴联轴器14）验算低速浮动轴强度1.起升机构计算按照布置宜紧凑的原则决定采用如下图

25、5-1的方案。按Q=15t，查表4-1取滑轮组倍率ih=3，承载绳分支数：Z=2ih=6 ， 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ih=3，查1表2-1得滑轮组效率h=0.985钢丝绳所受最大拉力：Smax=2592.55kgf查1表2-3,中级工作类型(工作级别M5)时,安全系数n=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，钢丝绳计算破断拉力Sb： Sb=5.5/0.852592.55=16775.32kgf查7表23-5选用绳6W（

26、19），钢丝公称抗拉强度200kgf/mm，光面钢丝，左右互捻，直径d=14.5mm，钢丝绳最小破断拉力Sb=17800kgf，标记如下：钢丝绳 6W（19）+7*7-14.5-200-特-光-右交滑轮的许用最小直径：D=348mm式中系数e=25由2表2-4查得。由1附表2选用滑轮直径D=400mm，由附表2取平衡滑轮D=0.6D=250；卷筒直径： D=14.5=348mm由1附表13选用D=400mm，卷筒绳槽尺寸由7表23-12查得槽距，t=16mm 卷筒尺寸：L= =1585.12mm 取L=2000mm式中 Z0附加安全系数，取Z0=2； L1卷槽不切槽部分长度，取其等于吊钩组动滑

27、轮的间距，即L1=A=87mm，实际长度在绳偏斜角允许范围内可以适当增减； D0卷筒计算直径D0=D+d=414.5mm 卷筒壁厚： =+（610）=0.02400+（610）=1418取=18mm卷筒壁压应力验算：=kgf/cm2选用HT15-33铸铁材料，最小抗拉强度=1500kgf/cm,最小抗压强度许用压应力：=1529.4kgf/cm 故抗压强度足够 卷筒拉应力验算：由于卷筒长度L3D，尚应校验由弯矩产生的拉应力，卷筒弯矩图示与图5-2 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： =212848.35kgf.cm 卷筒断面系数：=0.1=0.1=2200.96式中卷

28、筒外径，=400mm； 卷筒内径，=-2=40-21.8=36cm于是 =96.7kgf/cm 合成应力： =+=96.7+=273.2kgf/cm式中许用拉应力 =300MPa 卷筒强度验算通过。 计算静功率： =22.09KW式中机构总效率，一般=0.80.9，取=0.85 电动机计算功率：=0.822.09=18.32KW式中系数由2表6-1查得，对于级机构，=0.750.85，取=0.8 查2表33-6选用电动机JZR-51-8，其（25%）=22KW，=715rpm，=2.56kg， 按照等效功率法，求=25%时所需的等效功率：=0.750.8722.09=14.41KW式中工作级别

29、系数，查2表6-4，对于M5M6级，=0.75； 系数，根据机构平均起动时间与平均工作时间的比重（/）查得。由2表6-3，一般起升机构/=0.10.2，取/=0.1，由2图6-6查得=0.87。由以上计算结果，故初选电动机能满足发热条件 卷筒转速：=17.5r/min 减速器总传动比：、=41.3 查1附表35选ZQ-650-3CA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=31.5KW，=40.17，质量=878，主轴直径=60mm，轴端长=110mm（锥形） 实际起升速度：=7.6 =7.71m/min 误差：=100%=100%=1.4%=15% 实际所需等效功率：=

30、14.41=14.26KW=22KW 由2公式（6-16）得输出轴最大径向力：= 式中=22592.55=5185.1kgf/cm卷筒上卷绕钢丝所引起的载荷；=788kgf卷筒及轴自重，参考附表8估计R=10000kgfZQ650减速器输出轴端最大允许径向载荷，由附表14查得。=2986.55kgf=100000kgf 由1公式（6-17）得输出轴最大扭矩：=（0.70.8）式中=975=30kgf.m电动机轴额定力矩； =2.8当=25%时电动机最大力矩倍数 减速器传动效率； kgf.m减速器输出轴最大容许转矩，由1附表36查得。=0.82.83040.170.95=2564.6Nm=965

31、00Nm 由以上计算，所选减速器能满足要求 所需静制动力矩：= =1.75=39.1kgf式中=1.75制动安全系数，由2第六章查得。 由7附表23-28选用YDWZ-300/50制动器，其制动转矩=63kgf.m，制动轮直径=300mm，制动器质量=87.9 高速联轴器计算转矩，由2（6-26）式： kgf.m式中电动机额定转矩（前节求出）； =1.6联轴器安全系数； =2刚性动载系数，一般=1.52.0。 由2图33-1查得YZR-51-8电动机轴端为圆锥形，。从附表12查得ZQ-650减速器的高速轴为圆锥形。 靠电动机轴端联轴器 由附表18选用CLZ半联轴器，其图号为S180，最大容许转

32、矩=315kgf.m值，飞轮力矩kgm，质量=23.2kg 浮动轴的两端为圆柱形 靠减速器轴端联轴器 由1附表45选用带制动轮的半齿联轴器,其图号为S198,最大容许转矩=3150Nm, 飞轮力矩 kgm,质量37.5kg.为与制动器YDWZ-315/50相适应,将S198联轴器所需制动轮 起动时间：式中=2.56+0.396+1.8=4.756kgfm 静阻力矩：kgfm平均起动转矩： =0.726s 查2对于380t通用桥式起重机起升机构的，此时1s. 由2式（6-24）得，制动时间：式中 查1表6-6查得v12m/min，因为，故合适。（1）疲劳计算 轴受脉动扭转载荷，其等效扭矩：式中为

33、2,等效系数 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,因此扭转应力轴材料用45号钢，弯曲： =0.27（+ ）=0.27（600+300）=243MPa扭转： = /=243/=140MPa =0.6=0.6300=180MPa许用扭转应力：由1中式（2-11），（2-14）式中考虑零件几何形状和零件表面状况的应力集中系数；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，=1.52.5与零件表面加工光洁度有关，此处取k=21.25=2.5考虑材料对应力循环对称的敏感系数，对碳钢，低合金钢安全系数，查1表30得

34、因此, 故, 通过.（2）强度计算 轴所受的最大转矩最大扭转应力：许用扭转应力：式中：安全系数，由1表2-21查得 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，取 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：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Gxc=6000kg 假定轮压均布，则Pmax=（1500+6000）/4=5250kg车轮最小轮压：Pmin=Gxc/4=6000/4=1500kg 初选车轮：由1表3-8-15P360，当运行速度45m/min1.6，工作级别为M5时，车轮直径Dc=350mm，轨

35、道型号为P24，许用轮压为11.8t Pmax。故初步选定车轮直径=350mm，而后校核强度。(1)疲劳：疲劳计算时的等效载荷:式中-等效系数车轮轮压：式中kfg小车车轮轮压冲击系数，由表2-6，第一种载荷，v1m/sec时等于=1。载荷变化系数，查1表5-3当时， =0.81根据点接触情况计算接触疲劳应力：式中=13cm轨顶弧形半径，对于车轮材料ZG55，由1表5-4查的接触许用应力=17000-19000kgf/cm2.（2）强度校核 最大计算轮压：式中K2冲击系数K=1点接触时进行强度校核的接触应力车轮材料用ZG55 =20000-23000 kgf/cm2 摩擦阻力Fm：小车满载运行时

36、的最大摩擦阻力：式中，Q起升载荷；G起重机或者运行小车的自重载荷；车轮轴承摩擦系数，由(1)表2-3-3查得 =0.02； d与轴承相配合处车轮轴的直径，d=125mm； D车轮踏面直径，D=350mm；附加摩擦阻力系数，由(1)表2-3-4查得 =2；摩擦阻力系数，初步计算时可按(1)表2-3-5查得 =0.0005m。运行摩擦阻力：当无载荷时：电动机的静功率：式中，机构传动效率，取0.9式中 Pj=Pm(Q=Q)满载运行时的静阻力；m驱动电动机台数m=1；对于桥式起重机的小车运行机构可按下式初选电动机：N=kdNj=13.43=3.43kw初选电动机功率： N=kdNj= 1.153.43

37、=3.9445kw式中，kd电动机功率增大系数，由1表7-6得kd=1.15。由附表选用电动机，Ne=5kw，n1=930 r/min，(GD2)d=0.376kg.m2，电动机质量95kgf 。 电机等效功率： Nx =K2.5rNj =0.751.123.43 =2.8812kw式中，K2.5工作类型参数，由表6-4查得K2.5=0.75 r由(1)按起重机工作场所得tq/tg=0.2，查得r=1.12由此可知，Nx Ne，满足发热要求车轮转速：nc=机构传动比：i0=由2表21-16，选用ZSC-350-2减速器， =27.2；N=3.5kw (当输入转速为1250r/min时)。 故N

38、JN实际运行速度：Vdc=Vdc误差：实际所需电动机静功率：Nj=NJ由于NjNe，故所选电动机和减速器均合适起动时间： tq=式中 n1=930r/min； m=1(驱动电动机台数)；Mq=1.5Me=1.5MeJC25%时电动机额定扭矩：Me =975 满载运行时的静阻力矩：Mj(Q=Q)=空载时的运行阻力矩：Mj(Q=0)=初步估算高速轴上联轴器的飞轮转矩： (GD2)zl+(GD2)l=0.28kgm2机构总飞轮矩（高速轴）：C(GD2)l=1.15(0.376+0.26)=0.731kgm2满载起动时间：tq(Q=Q)= =2.34s空载起动时间： tq(Q=0) 由1表7-6查得,

39、当时, tq的推荐植为56 s,故tq(Q=Q) tq,古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：Nd=式中 Pd=Pj+Pg=Pj+=420+(15000+6000)=1025kgfm运行机构中同一传动减速器的个数，m=1因此 Nd=所选用减速器的NJC25%=3.5kwNd, 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。以下按二种工况进行验算空载起动时，主动车轮与轨道接触的圆周切向力：= =630.57kgf 车轮与轨道的粘着力： ，故可能打滑。解决办法是在

40、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： = +=845f车轮与轨道的粘着力：，故满载起动时不会打滑，因此所选电动机合适。由2查得，对于小车运行机构制动时间34s，取=3s，因此，所需制动转矩：= -=1.97 kgf.m 由7表23-25选用，其制动转矩 考虑到所取制动时间与起动时间很接近，故略去制动不打滑条件验算高速轴联轴器计算转矩，由2（6-26）式： 式中 电动额定转矩； n联轴器的安全系数，运行机构n=1.4； 机构刚性动载系数，=1.22.0，取=2。由2表33-1查电动机两端伸出轴各为圆柱d=40mm，=110mm。由附表37查ZSC-400减速器高速轴端为圆柱形=30mm，=55mm。故从附表21-11选全齿式联轴器，标记为： CL联轴器。其公称转矩= ，飞轮矩=0.12kg，质量=10.2kg高速轴端制动轮：根据制动器已选定为，由7表23-39选制动轮：制动轮200-Y35 Q/ZB118.2(Y)，其飞轮矩=，质量=11kgf以上联轴器与制动轮飞轮矩之和：+=原估计基本相符，故以上计算不需修改低速轴联轴器计算转矩，可由前节的计算转矩求出 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，取浮动轴装联轴器轴径d