双梁桥式起重机设计说明书.docx

设计题目
12.5/3.2T双梁桥式起重机设计计算

主要设计参数：

小车 主钩 副钩
起重量 50t 10t
起升高度 12m 16m
起升速度 9m/min 16m/min
起升机构工作级别 M5
小车自重 15.5t~18.5t
运行机构工作级别 M5
小车运行速度 40-45m/min
轨距 2500mm
轮距 3400mm

大车
跨度 31.5m
运行速度 80m/min
运行机构工作级别　　Ｍ5

桥式起重机概述
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、简易粱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，驱动装置常采用万向联轴器。
起重机运行机构一般只用四个主动和从动车轮，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粱和端粱组成，分为单主粱桥架和双粱桥架两类。单主粱桥架由单根主粱和位于跨度两边的端粱组成，双粱桥架由两根主粱和端粱组成。主粱与端粱刚性连接，端粱两端装有车轮，用以支承桥架在高架上运行。主粱上焊有轨道，供起重小车运行。桥架主粱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粱、偏轨箱形双粱、偏轨箱形单主粱等几种。正轨箱形双粱是广泛采用的一种基本形式，主粱由上、下翼缘板和两侧的垂直腹板组成，小车钢轨布置在上翼缘板的中心线上，它的结构简单，制造方便，适于成批生产，但自重较大。
偏轨箱形双粱和偏轨箱形单主粱的截面都是由上、下翼缘板和不等厚的主副腹板组成，小车钢轨布置在主腹板上方，箱体内的短加劲板可以省去，其中偏轨箱形单主粱是由一根宽翼缘箱形主粱代替两根主粱，自重较小，但制造较复杂。
四桁架式结构由四片平面桁架组合成封闭型空间结构，在上水平桁架表面一般铺有走台板，自重轻，刚度大，但与其他结构相比，外形尺寸大，制造较复杂，疲劳强度较低，已较少生产。
空腹桁架结构类似偏轨箱形主粱，由四片钢板组成一封闭结构，除主腹板为实腹工字形粱外，其余三片钢板上按照设计要求切割成许多窗口，形成一个无斜杆的空腹桁架，在上、下水平桁架表面铺有走台板，起重机运行机构及电气设备装在桥架内部，
自重较轻，整体刚度大，这在中国是较为广泛采用的一种型式。
二、桥式起重机分类
1、普通桥式起重机主要采用电力驱动，一般是在司机室内操纵，也有远距离控制的。起重量可达五百吨，跨度可达60米。
2、简易梁桥式起重机又称粱式起重机，其结构组成与普通桥式起重机类似，起重量、跨度和工作速度均较小。桥架主粱是由工字钢或其他型钢和板钢组成的简单截面粱，用手拉葫芦或电动葫芦配上简易小车作为起重小车，小车一般在工字粱的下翼缘上运行。桥架可以沿高架上的轨道运行，也可沿悬吊在高架下面的轨道运行，这种起重机称为悬挂粱式起重机。
3、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。
4‘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。
5、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。
6、脱锭起重机：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。
7、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。
8、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。

第一章：小车主起升机构构计算:
1.1）确定传动方案，选择滑轮组和吊钩组
按照构造宜紧凑的原则,决定采用下图1-1的传动方案.如图所示,采用了双联滑轮组.按Q=50t,由表8-2查取滑轮组倍率=5
因而承载绳分支数为 Z=2=10

图1.1 起升机构传动方案
查表15-15选型号G15吊钩组,得其自重为G=1050Kg;
两动滑轮组间距 A=112mm

1.2）选择钢丝绳
若滑轮组采用滚动轴承, 当=5,查表8-4得滑轮组效率=0.97
钢丝绳所受最大拉力:

= =5263kg
查表5-3得当工作级别为M5时,安全系数K=5.5.
钢丝绳选用线接触6W(19)型钢丝绳,其破断拉力换算系数=0.85
钢丝绳的计算钢丝绳破断拉力总和

=34054.7kgf
由表12-10选择钢丝绳6W(19)公称抗拉强度170Kgf/,直径d=22.5mm其钢丝绳破断拉力总和[S]=36000Kgf,
标记如下:
钢丝绳6W(19)-22.5-170-Ⅱ-光-右交(GB1102-74)

1.3）确定滑轮主要尺寸
滑轮的许用最小直径:
D≥d(e-1)=22.5(25-1)=540㎜
式中系数e=25由表12-2中查得.由表13-2中选用标准滑轮D=600;由附表取平衡滑轮直径D=0.6D=360㎜;由附表查得两种滑轮的绳槽部分的尺寸

1.4）确定卷筒尺寸并验算强度
卷筒直径:
D≥d(e-1)=25(22.4-1)=540㎜
选用D=600㎜.由图册查得绳槽螺距t=25㎜.
卷筒长度:

=1946.8mm
取L=2000㎜
式中::附加安全系数,取=2;
:卷筒重要不切槽部分长度,取等于吊钩组两工作动滑轮的间距,即=A=112㎜,实际长度在绳偏斜角允许范围内似的增减;
:卷筒的计算直径D=D+d=622.5㎜.

卷筒壁厚:
=0.02D+(610)=0.02600+（6~10）=18~22mm
取=20mm
卷筒的压应力验算:

对于HT15-33铸铁材料,抗压强度极限,
抗拉强度极限为.
故许用压应力为：

故强度足够.
由于卷同长度L>3D,尚应计算弯矩产生的拉应力(弯矩图示于图1-2):

图1.2 卷筒弯矩图

卷筒的最大弯矩发生在钢丝绳位于卷筒中央时:

=
卷筒断面系数: =
式中:D为卷筒外径,取D=600㎜;
为卷筒内径,=
由此可得:
=
合成应力:
=
式中许用拉应力：

1.5）初选电动机
计算静功率:
=
式中:-------机构的总效率,取=0.85
(注:一般规定在初选电动机时取=0.80~0.85.因,卷筒效率=0.96~0.98;减速器效率=0.94,故对于一般无开式齿轮的传动效率.所以取=0.85比较合适.)
电动机的计算功率:
=
式中:系数由表8-10中查得,对于工作级别为M5的桥式起重机,取0.85
查表5-1-13选用电动机YZR-315S-10,
其
按照等效功率法求得:当JC%=40时,所需的等效功率

式中:工作类型系数,查表8-16得，当工作级别为M5时取0.5
系数,根据值查得.
起重机构平均起动时间与平均工作时间的比值,由图8-34查得当
= 0.1 时, =0.88
由以上计算结果可知,初选电动机能满足发热条件,即

1.6）选用标准减速器
卷筒转速:
减速器总传动比:
查表3-10-6选QJS-500减速器,当工作级别为M5时，许用功率=62.0KW； ；自重=1350kg,输入轴端直径=55mm,轴端长=110mm。
1.7)验算实际起升速度和实际所需功率
实际起升速度:

误差:
=[]=15%
实际所需等效功率:
=
1.8)校核减速器输出轴强度
1:输出轴最大径向力:由中公式

式中:卷筒上卷绕钢丝绳引起的载荷;
卷筒轴及自重,参考附表决定;
减速器输出轴端最大容许径向载荷,由表3-3-8查得
因此:

通过。
2:输出轴最大扭矩:由公式

式中:=------电动机的额定力矩;
当JC%=40时电动机最大力矩倍数,由表5-1-13查得 =3.1;
=0.95减速器传递效率;
=42500kgf.m
因此=
由以上计算可知所选减速器能满足要求.
1.9)选择制动器
所需制动力矩:

式中:制动安全系数,由表8-17查得=1.75.
由表3-12-7选用400/50制动器,其额定制动力矩=100kgf.m;
制动轮直径=400mm;制动器重量97kg.

1.10)选择联轴器
高速轴的计算扭矩:
=
式中:等效系数,查表得;
安全系数,查表得=1.6;
相应于机构值的电动机额定力矩换算到高速轴上的力矩.
=
由表5-1-13查得YZR315S-10电动机轴端为圆柱形d=95㎜,l=170㎜.
由表3-10-6查得QJS-500减速器的高速轴端为圆锥形d=55㎜,l=110㎜.
从表3-12-7中选用CLZ齿形联轴器,最大允许扭矩=560kgf.m,
飞轮矩=0.9,重量=36.4kg.
初选浮动轴的轴端为圆柱形d=55㎜,l=110㎜.
从表3-12-8中选用一个带制动轮的直径为400㎜的齿形联轴器,最大允许扭矩=315kgf.m,飞轮矩=,重量67kg.
浮动轴轴端直径d=55㎜,l=110㎜.
1.11)验算起动时间
起动时间:

式中:

静阻力矩:
=
平均起动力矩:

因此,

对于3~80t通用桥式起重机此处可在电气设计时,增加起动电阻,延长实际起动时间,故所选电动机合适.
1.12)验算制动时间
制动时间:

式中:
因此：

当时,故合适.
1.13)高速轴计算
1.疲劳计算:
轴受脉动扭转载荷,其等效扭矩:

式中:等效系数,由表查得=2.
相应于季候工作类型的电动机额定力矩传至计算轴的力矩.

由上节选择联轴器中,已确定浮动轴端直径d=55㎜.
因此扭转应力为:

许用扭转应力:
轴材料用45钢,，

-----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度和开键槽及紧配合区段, =1.5~2.5；
-----与零件表面加工光洁度有关,对于.
此处取K=21.25=2.5
-----考虑材料对应力循环不对称的敏感系数,对碳钢,低合金刚，取=0.2.
安全系数,查表得=1.6.
因此
故通过.
2．静强度计算:
轴的最大扭矩:
=
式中: -----动力系数,由表2-5查得,因轴的工作速度较高,取；
按照额定起重量计算轴受静力矩,由上节计算得
最大扭转应力:
许用扭转应力:
式中:-----安全系数，由表2-21查得=1.6。
故合适.
浮动轴的构造如图1-3所示,
中间轴径,

图1.3 浮动轴

第二章：小车副起升机构计算
2.1)确定传动方案,选择滑轮组和吊钩组
按照构造宜紧凑的原则,决定采用下图2-1的传动方案.如图所示,采用了双联滑轮组.按Q=10t,由表8-2查取滑轮组倍率=3
因而承载绳分支数为 Z=2=6

图2.1 副起升机构传动方案
查表15-15选型号G15吊钩组,得其自重为G=161Kg;
2.2)选择钢丝绳
两动滑轮组间距 A=77mm
若滑轮组采用滚动轴承, 当=3,查表8-4得滑轮组效率=0.985
钢丝绳所受最大拉力:
=
查表5-3得当工作级别为M5时,安全系数K=5.5.
钢丝绳选用线接触6W(19)型钢丝绳,其破断拉力换算系数=0.85
钢丝绳的计算钢丝绳破断拉力总和
=
由表12-10选择钢丝绳6W(19)公称抗拉强度155Kgf/,直径d=13.5mm其钢丝绳破断拉力总和[S]=11500Kgf,
标记如下:
钢丝绳6W(19)-13.5-155-Ⅱ-光-右交(GB1102-74)
2.3)确定滑轮主要尺寸
滑轮的许用最小直径:
D≥d(e-1)=13.5(25-1)=324㎜
式中系数e=25由表12-2中查得.由表13-2中选用标准滑轮D=400mm;由附表取平衡滑轮直径D=0.6D=250㎜;由附表查得两种滑轮的绳槽部分的尺寸
2.4)确定卷筒尺寸并验算强度
卷筒直径:
D≥d(e-1)=13.5(25-1)=324㎜
选用D=400㎜.由图册查得绳槽螺距t=16㎜.
卷筒长度:

=1452mm
取L=1500㎜
式中::附加安全系数,取=2;
:卷筒重要不切槽部分长度,取等于吊钩组两工作动滑轮的间距,即=A=77㎜,实际长度在绳偏斜角允许范围内似的增减;
:卷筒的计算直径D=D+d=413.5㎜.
卷筒壁厚:
=0.02D+(610)=0.02400+（6~10）=14~18mm
取=15mm
卷筒的压应力验算:

对于HT15-33铸铁材料,抗压强度极限,抗拉强度极限为.
故许用压应力为：

故强度足够.
由于卷同长度L>3D,尚应计算弯矩产生的拉应力(弯矩图示于图2-2):

图2.2 卷筒弯矩图

卷筒的最大弯矩发生在钢丝绳位于卷筒中央时:

=
卷筒断面系数:
=
式中:D为卷筒外径,取D=400㎜;
为卷筒内径,=
由此可得:
=
合成应力: =
式中许用拉应力：
2.5)初选电动机
计算静功率:
=
式中:-------机构的总效率,取=0.85
(注:一般规定在初选电动机时取=0.80~0.85.因,卷筒效率=0.96~0.98;减速器效率=0.94,故对于一般无开式齿轮的传动效率.所以取=0.85比较合适.)
电动机的计算功率:
=
式中:系数由表8-10中查得,对于工作级别为M5的桥式起重机,取0.8
查表5-1-13选用电动机YZR-200L-6,
其
按照等效功率法求得:当JC%=25时,所需的等效功率

式中:工作类型系数,查表8-16得，当工作级别为M5时取0.5
系数,根据值查得.
起重机构平均起动时间与平均工作时间的比值,由图8-34查得当
= 0.1 时, =0.87
由以上计算结果可知,初选电动机能满足发热条件,即

2.6)选用标准减速器
卷筒转速:
减速器总传动比:
查表3-10-6选QJS-280减速器,当工作级别为M5时，许用功率=23KW； ；自重=330kg,输入轴端直径=48mm,轴端长=110mm。
2.7)验算实际起升速度和实际所需功率
实际起升速度:
=
误差: =[]=15%
实际所需等效功率:
=
2.8)校核减速器输出轴强度:
1:输出轴最大径向力:由中公式

式中:卷筒上卷绕钢丝绳引起的载荷;
卷筒轴及自重,参考附表决定;
减速器输出轴端最大容许径向载荷,由表3-3-8查得
因此:
通过。
2:输出轴最大扭矩:由公式

式中:=------电动机的额定力矩;
当JC%=25时电动机最大力矩倍数,由表5-1-13查得 =2.8;
=0.95减速器传递效率;
=7500kgf.m
因此=
由以上计算可知所选减速器能满足要求.
2.9)选择制动器
所需制动力矩:

式中:制动安全系数,由表8-17查得=1.75.
由表3-7-19选用300/25制动器,其额定制动力矩=320kgf.m;
制动轮直径=300mm;制动器重量=60kg.
2.10)选择联轴器
高速轴的计算扭矩:
=
式中:等效系数,查表得;
安全系数,查表得=1.6;
相应于机构值的电动机额定力矩换算到高速轴上的力矩.
=
由表5-1-13查得YZR-200L-6电动机轴端为圆柱形d=60㎜,l=140㎜.
由表3-10-5查得QJS-250减速器的高速轴端为圆锥形d=45㎜,l=110㎜.
从表3-12-7中选用CLZ齿形联轴器,最大允许扭矩=315kgf.m,
飞轮矩=0.12,重量=25.4kg.
初选浮动轴的轴端为圆柱形d=45㎜,l=110㎜.
从表3-12-8中选用一个带制动轮的直径为300㎜的齿形联轴器,最大允许扭矩=315kgf.m,飞轮矩=,重量=39kg.
浮动轴轴端直径d=45㎜,l=110㎜.
2.11)验算起动时间
起动时间:

式中:

静阻力矩:
=
平均起动力矩:

因此,

对于3~80t通用桥式起重机此处可在电气设计时,增加起动电阻,延长实际起动时间,故所选电动机合适.
2.12)验算制动时间
制动时间:

式中:
因此：

当时,故合适.
2.13)高速轴计算
1.疲劳计算:
轴受脉动扭转载荷,其等效扭矩:

式中:等效系数,由表查得=2.
相应于季候工作类型的电动机额定力矩传至计算轴的力矩.

由上节选择联轴器中,已确定浮动轴端直径d=55㎜.
因此扭转应力为:

许用扭转应力:
轴材料用45钢,，

-----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度和开键槽及紧配合区段, =1.5~2.5；
-----与零件表面加工光洁度有关,对于.
此处取K=21.25=2.5
-----考虑材料对应力循环不对称的敏感系数,对碳钢,低合金刚，取=0.2.
安全系数,查表得=1.6.
因此
故通过.
2．静强度计算:
轴的最大扭矩:
=
式中: -----动力系数,由表2-5查得,因轴的工作速度较高,取；
按照额定起重量计算轴受静力矩,由上节计算得
最大扭转应力:
许用扭转应力:
式中:-----安全系数，由表2-21查得=1.6。
故合适.
浮动轴的构造如图2-3所示,
中间轴径,

图2.3 浮动轴

第三章：小车运行机构计算
3.1)确定机构传动方岸案
经比较后,确定采用如图3-1所示的传动方案.

图3.1 小车运行机构传动方案
3.2)选择车轮与轨道并验算其强度
车轮的最大轮压:小车自重估计取为=18000kgf
假定轮压均布,

载荷率:
由表19-6选择车轮:当运行速度<60m/min, 工作级别为
M5时,车轮直径D=350㎜,轨道为24kgf/m 轻轨的许用轮压为17.8t,故可用.
1,疲劳计算:
疲劳计算时的等效载荷:
式中:等效系数,由表查得.
车轮的计算轮压:
式中:
-----小车车轮等效轮压;
-----冲击系数,由表2-6.第二类载荷,当运行速度V<1m.sec时; =1.
-----载荷变化系数,由表5-3得，当时, =0.95
根据点接触情况计算接触疲劳应力:

式中:r=13cm-----轨顶弧形半径,由表19-9查得.
对于车轮材料,由表查得接触许用应力.
相差不大。
因此,故疲劳计算通过.
2,强度校核
最大计算轮压:

式中-----冲击系数,由表2-6第Ⅱ类载荷当运行速度
点接触时进行强度校核的接触应力:

=20571.99
车轮材料用ZG55-,由表5-4查得:

强度校合通过。
3)运行阻力计算
摩擦力矩:
由表知=350mm车轮的轴承型号为7518,轴承内径和外径的平均值d=125mm;
由表7-1查得:滚动轴承摩擦系数k=0.0005;轴承摩擦系数,
附加阻力系数
代入上式得:
当满载时运行阻力矩:
=69kgf.m
运行摩擦阻力:

当无载时运行阻力矩:

运行摩擦阻力:

3.4)选电动机
电动机静功率:
式中:-----满载运行时静阻力;
m=1-----驱动电动机台数.
初选电动机功率:

式中:-----电动机功率增大系数.由表8-10查得=0.5.
查表5-1-13选用电动机YZR-160L-6,=11kw ；=；
=；电动机重量=174kg.
3.5)验算电动机发热条件
等效功率:
式中:-----工作类型系数,由表8-16查得,
-----根据值查得.
起重机构平均起动时间与平均工作时间的比值,由图8-34查得当
= 0.1 时, =0.88
由此可知, 故初选电动机发热条件通过.
3.6)选择减速器
车轮转速:
机构传动比:
查表3-10-5选用QJR-236减速器:;，
可见，
故初选电动机发热条件通过。
3.7)验算运行速度和实际所需功率
实际运行速度:
误差:
实际所需电动机静功率:
故所选电动机和减速器均合适。
3.8)验算起动条件
起动时间:
式中:=1000r.p.m;
m=1(驱动电机台数)
=16.09kgf.m
当满载时运行静阻力矩:

当无载时运行静阻力矩:

初步估算制动轮和联轴器的飞轮矩:

机构总飞轮矩:

满载起动时间:

无载起动时间:

由表7-6查得,当=30-60m/min时,起动时间推荐值为5~6sec,,
故所选电动机满足季候快速起动要求.
3.9)按起动工况校核减速器功率
起动状况减速器传递的功率:

式中:-----计算载荷;

-----运行机构中同一级传动减速器的个数.
因此,N,
所选用减速器的,如改大一号,则中心距将增大,相差太大,考虑到减速器有定的过载能力,故不再改动.
3.10)验算起动不打滑条件
由于起重机系室内使用的,故坡度及风阻力矩均不计.故在无载起动时,主动车轮上与轨道接触处的圆周切向力:

车轮与轨道粘着力:

故可能打滑.解决办法是在无载起动时串入起动电阻,延长起动时间.
满载起动时,主动轮与轨道接触处的圆周切向力:

车轮与轨道粘着力:

故满载起动时不会打滑,因此所选电动机合适.
3.11)选择制动器
查得小车运行机构的制动时间,取=3sec,因此所需的制动力矩:

由3-7-19表选用制动器,额定制动力矩=20kgf.m,考虑到所取制动时间=3s与起动实际=1.93s比较接近,并验算了起动不打滑条件故略去制动不打滑条件的验算.
3.12)选择联轴器
1．机构高速轴上全齿联轴器的计算扭矩:

式中:=2等效系数,由表2-7查得;
=1.4安全系数,由表查得;
相应于机构值的电动机额定力矩换算到高速轴上的力矩
=10.73kgf
由表3-10-8查电动机YZR160L-8两端伸出轴为圆柱形d=48㎜,l=110㎜及=48㎜,=110㎜;由附表查QJR-236减速器高速轴端为圆柱形d=38㎜,l=80㎜.故从附表中选一个全齿联轴器:CLZ1联轴器,其最大允许扭矩;飞轮矩,重量.
高速轴端制动轮，根据制动器由表选用制动轮，飞轮矩，重量。
以上两部分飞轮矩之和与原估计相符，故有关计算不需要重新计算。
2.低速轴的计算扭矩:

由附表查得减速器低速轴端为圆柱形d=80㎜,l=130㎜;由附表查得主动车轮的伸出轴端为圆柱形d=65mm,l=85mm,故从附表中选四个半齿联轴器.
(标记中分子数字表示浮动轴端直径)
3.13)验算低速浮动轴强度
1.疲劳计算
低速浮动轴的等效扭矩:

式中:等效系数,由表查得;
由上节已取浮动轴端直径d=,其扭转应力

浮动轴的载荷变化为对称循环(因运行机构正反转扭矩值相同),许用扭转应力：
式中:材料用45钢,取
考虑零件几何形状和零件表面状况的应力集中系数,参考起升季候计算，取;K=2.5
安全系数,由表查得.
故疲劳验算通过.
2.静强度计算
静强度计算扭矩:

式中:动力系数,查表得;
扭转应力:
许用扭转应力
因此,静强度验算通过.
浮动轴中间轴直径:= +（5~10）=65+（5~10）=70~75mm，取=75mm如图3-3

图3.3 浮动轴

第四章：大车运行机构计算

4.1）确定传动机构方案
跨度为31.5米大跨度，为减轻重量，决定采用下图4-1所示的传动方案

图4.1 大车运行机构传动方案
4.2）选择车轮与轨道，并验算其强度
按照下图4-2所示的重量分布，计算大车车论的最大轮压和最小轮压

图4.2 车轮与轨道重量分布图
满载时，最大轮压：

空载时，最小轮压：

车轮踏面疲劳计算载荷：

车轮材料：采用ZG340-640（调质），，由表3-8-10选择车轮直径，由表3-8-12查得轨道型号为（起重机专用轨道）
按车轮与轨道为点接触和线接触良种情况来演算车轮的接触强度。
点接触局部挤压强度验算：

式中：-----许用点接触应力常数，由表5-2取=0.201；
-----曲率半径，由车轮和轨道两者曲率半径中取大值，取轨道的曲率半径为=500mm;
m-----由轨顶和车轮的曲率半径之比所确定的系数，由表5-5查得
m=0.52
-----转速系数，由表5-2查得,车轮转速
时，=0.97
-----工作级别系数,由表5-4查得，当级时=1
故验算通过。
线接触局部挤压强度验算
：
式中：-----许用线接触应力常数，由表5-2查得=7.01，
l-----车轮与轨道的有效接触长度，轨道的l=80mm，
-----车轮直径（mm）
同前
故验算通过

4.3）运行阻力计算
摩擦总阻力矩：

由查得着论的轴承型号为，轴承内径和外径的平均值为：由查得：滚动摩擦系数k=0.0006m；轴承摩擦系数=0.02；附加阻力系数=1.5。代如上式得：
当满载时的运行阻力矩：

运行摩擦阻力：

当空载时时的运行阻力矩：

运行摩擦阻力：

4.4）选择电动机
电动机静功率：

式中:满载运行时的静阻力；
M=2驱动电动机台数；
=0.95机构传动效率
初选电动机功率：

式中：电动机功率增大系数，由中表查得=0.9
由表5-1-13选用电动机QJR-180L-8
；
电动机质量Gd=230kg.
4.5）验算电动机发热条件
等效功率：

式中：工作级别系数，由表查得。当
由按起重机工作场所得
由此可知，故初选电动机发热通过。
4.6）选择减速器
车轮转速：

机构传动比：

查附表，选用两台减速器QJR-D236，=25
可见.
4.7）验算运行速度和实际所需功率
实际运行速度：

误差：

实际所需电动机静功率：

由于故所选电动机和减速器均合适。
4.8）验算起动时间
起动时间:
式中：=750r/min

满载运行时的静阻力矩：

空载运行时的静阻力矩：

初步估算高速轴上的联轴器的飞轮矩：

机构总飞轮矩（高速轴）：

满载起动时间：

空载起动时间：

由可知，起动时间在允许范围之内，故合适。
4.9）起动工况下校核减速器功率
起动工况下减速器传递功率：

式中：

=2运行机构中同一级传动减速器的个数，
因此，
所选用减速器的功率小于，所以合适。
4.10）验算起动不打滑条件
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。以下按三种工况进行验算
1.二台电动机空载时间时起动：

式中：主动轮轮压之和；
=从动轮轮压之和；室内工作的粘着系数；
防止打滑的安全系数。

故两台电动机空载起动不会打滑。
2事故状态：当只有一个驱动装置工作，而无载小车位于工作着的驱动装置这一边时，则：

式中：工作的主动轮轮压；
非主动轮轮压之和；
一台电动机工作时的空载起动时间；
=

故不打滑。
3.事故状态：当只有一个驱动装置工作，而无载小车远离工作着的驱动装置这一边时，则：

,与第二种情况相同

4.11）选择制动器
取制动时间
按空载计算制动力矩，即Q=0代入式:

式中：
坡度阻力

M=2 制动器台数，两套驱动装置工作.

现选用两台制动器YWZ200/25，查附表得其额定制动力矩[M]=200N.m，为避免打滑，使用时需将其制动力矩调至20以下。
考虑到所取的制动时间，在验算起动不打滑条件时已知是足够安全的，故制动不打滑验算从略。
4.12）选择联轴器
根据机构传动方案，每套机构的高速轴和低速轴都采用浮动轴
1机构高速轴上的计算扭矩：

式中:联轴器的等效力矩;

等效系数,见表2-7，=2

由5-1-8表查得,电动机YZR180L-8轴端为圆柱形d=55mm l=110mm,由附表查减速器QJR-D236高速轴端为圆锥形d=38mm l=80mm,故在靠电动机端从表3-12-7中选两个带制动轮直径为的半齿联轴器;在靠减速器端,由表3-12-7选用两个半齿联轴器,浮动轴直径d=45mm。
其，,重量.G=12.3kg
高速轴上传动零件的飞轮矩之和为:

与原估计相符,故有关计算则不需要重复.
2.低速轴的计算扭矩:

由表3-10-5查得减速器QJR-236低速轴端为圆柱形d=80mm l=130mm,
故从表3-8-10查得,主动车轮900的伸出轴为圆柱形d=110mm l=165mm,
故从附表中选用4个联轴器:
，重量G=54.8kg
4.13)浮动轴的验算
1.疲劳强度计算:
低速浮动轴的等效扭矩:

式中:等效系数,由表2-6查得=1.4
由上节已取浮动轴端直径D=45mm,故其扭转应力为:

由于浮动轴载荷变化为对称循环(因为浮动轴在运行过程中正反转只
扭矩相同),所以许用扭转应力为:
=49.1Mpa
式中:材料用45号钢,取 .所以.
考虑零件几何形状,表面状况的应力集中系数取K=2.5
安全系数,
故疲劳强度验算通过.
2．静强度验算:
计算静强度扭矩:

式中:动力系数,查表2-5得=2.5扭转应力:

许用扭转应力:

故静强度验算通过.

高速轴所受扭矩虽比低速轴小,但强度还是足够的,故此处高速轴的强度验算从略.
浮动轴中间轴径
取，如图4-3所示

图4.3 浮动轴

参考文献
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[2]倪庆兴，王殿臣.起重输送机械图册（上册）.北京：机械工业出版社，1991.
[3]西南交通大学等.起重机设计手册. 北京：机械工业出版社，2001
[4]周明衡. 减速器选用手册. 北京. 化学工业出版社. 2002
[5]陈道南，盛汉中.起重机设计课程设计指导书. 北京：机械工业出版社，1991.
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[8]孙恒，陈作模.机械原理（第六版）. 北京：高等教育出版社，2000.
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[10]倪庆兴，王殿臣.起重机械. 上海：上海交通大学出版社，
[11]管彤贤,潘力行，龚贤.起重机械典型结构图册. 北京：人民交通出版社，1993.
[12]唐增宝，何永然，刘以俊.机械设计课程设计.武汉：华中科技大学出版社.
[13]AUTOCAD实用教程（2005中文版）.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社.2005.
[14]冯如设计在线.AUTOCAD2006与机械制图手册.北京：电子工业出版社.2006
[15]大连理工大学工程画教研室.机械制图, 北京：高等教育出版社，2000.

专业翻译
　Investigation and discussion the bridge crane carriage wheel is gnawed saying

The cart carriage wheel gnaws the [abstract] crane when working, saying that the effect bringing about, classifies , gnaw mend method , carry out investigation and discussion.
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