起重机械课程设计.docx
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起重机械课程设计
起重机课程设计
（森林工程专业）
姓名:
刘磊
学号：
20131403
2016年7月20日
项目
计算、选择、设计
结果
一、起升机构
1。
1设计参数
1。
2起升机构设计与选择
1。
3部件选择与安装
1.3.1钢丝绳
1。
3.2滑轮和滑轮组
1.3.3吊钩的选择
1。
3.4吊钩组设计
1。
3。
5卷筒计算与设计
1.3.6电机的选择与计算
1.3.7减速器选择
1。
3。
8制动器的选择
1。
3。
9联轴器
1。
3.10起动时间验算
1。
3.11制动时间验算
2。
1车轮与轨道
2。
2阻力计算
2。
3电机的计算与选择
2.4电机验算
2。
5减速器
2.6高速联轴器
2。
7低速联轴器
2.8制动器选择
2.9起动时间与起动平均加速度校验
2.10运行打滑验算
3。
1车轮与轨道
3。
2阻力计算
3。
3电机的计算与选择
3。
4电机验算
3。
5减速器
3.6高速轴联轴器
3.7低速轴联轴器
3。
8起动时间与起动平均加速度校验
3.9制动器的选择
3.10运行打滑验算
桥架形式
双梁、箱型桥式起重机
起重量（吨）
32t
跨度（米）
25m
起升高度（米）
6m
JC％
40
起升速度（m/s）
0.035m/s
小车运行速度（m/s）
0.25m/s
大车运行速度（m/s）
1。
0m/s
工作级别
A4
设计参数
采用电力驱动，平行轴线布置.
部件：
电机；浮动轴；联轴器；制动器；减速器；卷筒;吊钩；滑轮组.
起重机整机工作级别A4,对应起升机构工作级别M5，大车运行机构M5，小车运行机构M3，重力加速度g=10m/s²
主起升机构简图
（1）钢丝绳
滑轮组倍率m=4.采用双联滑轮组，单层卷绕。
采用6×31S+FC型钢丝绳。
最大净拉力计算：
42920.3N
取：
滑轮组效率ηz=0。
97，导向滑轮效率η1=0。
98，Q=Q0+q=Q0+0。
02Q0=Q0（1+0.02）=326400N.（p94）
先根据安全系数法初定：
F0≥S×n=42920。
3×5=214601.5N
根据表3—1-13，初选钢丝绳公称抗拉强度为
σb=1550N/mm2，∑t=215500N，d=18。
5mm。
（p205）
选择系数C值：
=0。
096
其中：
k=0。
85，ω=0.52,n=5。
钢丝绳直径计算：
=19。
89mm，
选择d=21mm
型号：
21NAT6×31S+FC1550ZS6932GB1102—74
（2）滑轮
采用铸造滑轮，E1型,材料采用HT200。
工作滑轮直径：
D0≥21×19=399mm;
取滑轮直径D=560mm.
滑轮轴采用通轴,由滑轮轴直径确定滑轮D5
滑轮轴按弯矩计算:
简支梁，材料采用45钢，[σ］挤=355/2。
4=147MPa，求D5，计算：
M=1。
14×｛［B3/2+（B3—5）+（B3-5）/2］×Q/2-［（B3—5）+（B3-5）/2］×Q/4—［（B3—5）/2]×Q/4｝=16946。
1Nmm;
W=3.14r3/32=3.14×（D5/2）3/32；
;得:
D5〉=8mm
取D5=55mm。
型号：
滑轮E121×560—55JB/T9005。
8—1999；
滑轮槽：
9。
0—2JB/T9005。
1-1999；
滑轮组：
隔套，HT150，BT55JB/T9005。
8—1999；
隔环，HT250，H55JB/T9005。
8-1999；
涨圈，45钢,100JB/T9005。
8—1999;
挡盖，Q215A，G55JB/T9005.8-1999.
滑轮组长度:
L=3E+B3=3（B3—5）+B3=3（70—5）+70=265mm
关于绳槽断面（JB/T9005。
1-1999）：
绳槽尺寸:
9—2JB/T9005。
1-1999；绳槽高=27。
5mm
以轴径处挤压强度确定拉板厚度：
=20mm，取20mm。
（采用45钢）
（3）吊钩
采用P级吊钩,机构工作级别M5，确定钩号为20。
材料DG20Mn。
（p246）
吊钩标记:
LMD20-P。
（4）吊钩组设计
吊钩横梁：
见图，材料45钢.［σ]挤=355/2。
4=147MPa
吊钩相关尺寸：
d2=90mm,l3=187mm，m=80mm,n=30mm，k=12mm.
螺纹TY90×10，d3=90mm，d5=79mm，t=10mm。
推力轴承选择型号：
51418，内径90mm，高77mm。
螺母高度计算:
=15.1mm
方形梁高：
l=l3—轴承高-螺母高-k—10=187-77-16—12—10=72mm
取吊钩轴颈：
d2=90mm
；；
得：
B=318mm，取B=320mm。
拉板：
A点，b〉=42mm,取b=66mm。
B点，h0〉=86mm,取h0=86mm。
轴颈处挤压应力：
综合以上，取b=172mm，h0=86mm，h0′=69mm，δ=20mm，δ1=20mm
拉板高度：
H=h0+h0′+D/2+绳槽高+d+t=86+69+280+27。
5+31+50=543。
5mm，取H=544mm。
（5）卷筒计算与设计
采用铸造（HT200）,双联卷筒，单层绕.
卷筒直径:
=357；取D=500mm.
卷筒长度:
取
的计算:
，取=100mm
卷筒长：
L=2（l0+l1+l2）+l3=2（279+54+10）+100=786mm
取L=1500mm
标记:
卷筒A500×1500—10×20—12×4-左JB/T9006.2—1999；图号155—2（p233）
强度检验:
=53.5（N/mm2）
=141。
2（N/mm2）满足。
（6）电机的选择与计算
采用YZR系列电机。
JC%=40％;CZ=300.
电机静功率：
稳态平均功率:
=11.424kW
选取机座号为180L-6电机，额定功15kW，额定转速962r/min,最大转矩倍数3.2，转动惯量0.39kg·m2.（p811）
过载能力验算：
满足。
发热验算：
P=12。
879W，KW满足.（p843）
（7）减速器选择
采用圆柱齿轮减速器，QJS系列
卷筒转速：
5.35
传动比：
179.81
减速器的选择:
QJS—450—160ICW（p414）
选择转速1000r/min,需用功率18。
3kW
减速器验算：
轴端最大径向力：
=45396。
1N〈64000N
短暂最大扭矩：
=22505Nm<30000Nm
（8）制动器的选择
制动力矩:
178.5Nm
选择：
YW250-220—3，制动力矩200Nm。
（p315）
（9）联轴器
电机输出轴直径55mm,减速器输入轴直径50mm。
电机额定扭矩：
=148.91Nm；
电机最大扭矩:
=312。
711Nm。
d=19.08mm.
取浮动轴直径为55mm,与减速器连接端直径50mm.
连轴器的选择：
=985Nm.
电机-减速器间：
CL3型，CL3型联轴器许用转矩3150Nm，许用转速2400r/min，轴孔直径55mm,轴孔长112mm，转动惯量0.13。
浮动轴—减速器间:
TLL4联轴器,许用转矩710Nm,许用转速2400r/min，转动惯量0。
5。
（10）起动时间验算
电机平均起动转矩:
=223。
4Nm
电机静阻力矩：
=159.4Nm
转动惯量:
[J]=1。
03kgm2
起动时间：
=1.56s
起动加速度:
a=v/t=0。
035/0。
56=0。
022m/s2
（11）制动时间验算
102Nm；［J’]=1.03kgm2
制动时间:
=1.12s
制动加速度：
a=v/t=0。
03m/s2
二、大车运行机构计算与选择
方案：
采用4车轮、对面布置、半数分别驱动.
部件：
电机、减速器、联轴器、车轮、轨道。
桥架自重G=10t=100kN，小车自重q=0。
35Q=11。
2t=112kN，（p616）
小车运行极限位置距轨道中心线距离l=2m。
（1）车轮与轨道
最大轮压：
=223。
72kN
最小轮压:
=29.48kN
采用双轮缘车轮,Q/（G+q）=1。
51，大车运行速度60m/min，
根据表3-8—12（p359）查得：
车轮直径500mm,轨道型号QU70（R=400mm），许用轮压19。
7t，车轮材料ZG310-570、HB320,伸出轴径75mm，长105mm。
车轮踏面疲劳验算：
点接触
疲劳计算载荷:
满足。
其中：
k2=0.1；R=400mm;m=0。
461；C1=0。
98;C2=1
（2）阻力计算
只考虑摩擦阻力。
=5320N
（3）电机的计算与选择
静功率:
=2。
96kW
初选:
=5.92kW
采用YZR系列电机、卧式.JC％=40%，CZ=300。
选取机座号为160M2-6电机，额定功7。
5kW，额定转速940r/min，最大转矩倍数2.8，转动惯量0.15kg·m2,输出轴直径48mm，长度110mm.（p811）
（4）电机验算
电机过载校验：
发热校验：
（5）减速器
传动比：
=24.6
减速器输入功率按起动工况计算。
=7.4kW
=7980N
减速器选择：
采用圆柱齿轮减速器，QJR200—25IPW，高速轴直径32mm,低速轴直径65mm。
（6）高速轴联轴器
计
=206Nm
采用带制动轮联轴器，序号4，许用转矩3150Nm,许用转速2400r/min，转动惯量1。
8。
（p444）
（7）低速轴连轴器
计算扭矩:
=4886Nm
采用CL7型，许用转矩18000Nm，许用转速2270r/min，转动惯量0.21。
（p445）
（8）制动器的选择
制动力矩：
选择：
YW200—300—2。
额定制动力矩180Nm。
（p315）
（9）起动时间与起动平均加速度校验
起动时间:
起动加速度：
a=v/t=1/5。
82=0.172m/s2
（10）运行打滑验算
起动：
不满足，起动打滑。
制动:
满足，制动不打滑。
三、小车运行机构
方案:
双轨、4轮、2驱动轮，集中驱动。
部件：
电机1台,减速器1台，车轮4组，联轴器5个，浮动轴2个，制动器1个。
小车自重q=0.35Q=11.2t=112kN。
（1）车轮与轨道
最大轮压：
=108kN
最小轮压:
=28kN
采用单轮缘车轮，Q/（G+q）=1.51，小车运行速度15m/min，
根据表3—8-12查得：
车轮直径400mm，轨道型号P38（R=300）,许用轮压16t，车轮材料ZG310-570、HB320,轴径80mm，长度115mm。
（p359）
车轮踏面疲劳验算：
线接触
疲劳计算载荷：
满足。
（2）阻力计算
只考虑摩擦阻力。
=4。
32kN=4320N
（3）电机的计算与选择
静功率：
=1。
2kW
初选：
=2。
4kW
采用YZR系列电机。
JC％=40％。
选取机座号为132M2—6电机，额定功3.7kW,额定转速908r/min，最大转矩倍数2。
5，转动惯量0.07kg·m2，输出轴直径38mm，长80mm，J型伸出。
（4）电机验算
电机过载校验：
发热校验：
（5）减速器
传动比：
=106。
4
减速器输入功率按起动工况计算。
=1。
65kW
=1620N
减速器选择：
采用圆柱齿轮减速器,QJS450—100IPL，输入轴转速1000r/min，高速轴许用功率29kW,高速轴直径50mm，长110mm，J型伸出,低速轴直径150mm,长200mm，J型伸出，质量1400kg。
（p416）
（6）高速轴联轴器
计算扭矩：
序号7联轴器，许用转矩5600Nm，许用转速2000r/min，转动惯量1.675，轮径400mm。
（7）低速轴连轴器连接50，80,中间加浮动轴。
计算扭矩：
最大扭矩：
减速器-浮动轴间：
采用CLZ9联轴器许用转矩28000Nm，许用转速1000r/min.
浮动轴-车轮之间,采用CL8联轴器，许用转矩22400Nm,许用转速1140r/min.
浮动轴直径取55mm，与减速器连接轴颈处取140mm。
（8）起动时间与起动平均加速度校验
起动时间:
起动加速度：
a=v/t=0。
25/5。
01=0。
05m/s2
（9）制动器的选择
制动力矩：
选择：
YWZ4-400/50。
额定制动力矩400Nm。
（p318）
（10）运行打滑验算
起动：
不满足，启动打滑.
制动：
不满足，制动打滑。
Q=326400N
d=21mm
钢丝绳型号：
21NAT6×31S+FC1550ZS6932GB1102-74
滑轮型号：
E121×560—55JB/T9005。
8—1999
吊钩：
LMD20-P
卷筒:
A500×1500-10×20-12×4—左JB/T9006。
2—1999；图号155-2
电机：
180L—6
P静=14.28KW
Pj=11。
424KW
P额=15KW
n额=962r/min
标准减速器型号：
QJS—450-160ICW
制动器型号：
YW250—220-3
制动力矩200Nm
电机-减速器间：
CL3型，CL3型联轴器
浮动轴-减速器间:
TLL4联轴器
[J]=1.03kgm²
t=1。
56s
a=0。
022m/s²
102Nm
a=0。
03m/s²
=223。
72KN
=29.48KW
车轮材料ZG310-570、HB320
电动机:
160M2—6
发热校验:
减速器选择：
QJR200-25IPW
序号4带制动轮联轴器
制动器选择：
YW200—300—2
t=5。
82s
a=0.172m/s²
起动打滑
制动不打滑
车轮：
ZG310-570、HB320，轴径80mm
=4320N
电机:
132M2-6
减速器：
QJS450-100IPL
序号7联轴器，
减速器—浮动轴间：
CLZ9联轴器
浮动轴—车轮之间:
CL8联轴器
t=5.01s
=58.4Nm
=58。
4Nm
a=0。
05m/s²
制动器：
YWZ4-400/50
启动打滑
制动打滑
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