15t桥式起重机设计说明书.doc
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毕业设计（论文）说明书
课题：
15t桥式起重机起升机构和
小车运行机构及其部件设计
专业机械制造与设计
班级机械0332
学号33
姓名邹志华
指导教师赵近谊
完成日期：
2009年2月至2009年5月
湖南冶金业职技术学院机械工程系
湖南冶金职业技术学院
毕业设计（论文）任务书
学生
姓名
邹志华
班
级
机械0332
学号
33
专
业
机械制造与设计
毕业设计题目
15t桥式起重机起升机构和小车运行机构及其部件设计
要求完成的主要工作量
1）15t桥式起重机起升机构和运行机构说明书
2）15t电动机吊钩桥式起重机装配图一张
3）卷筒装配图一张（共2张装配图）
4）齿轮图一张
5）心轴图一张
6）卷筒图一张
7）轴承座一张（共4张零件图）
毕业设计（论文）完成日期
从2009年2月25日至2009年5月25日
指导教师
（签名）
教研室主任
（签名）
系（部）审核：
（签章）
湖南冶金职业技术学院毕业设计（论文）
指导教师意见书
学生
姓名
邹志华
班
级
机械0332
学
号
33
专
业
机械制造与设计
毕业设计题目
15t桥式起重机起升机构和小车运行机构及其部件设计
评语
指导教师：
（签名）
年月日
湖南冶金职业技术学院
毕业设计（论文）答辩用纸
学生
姓名
邹志华
班
级
机械0332
学
号
33
专
业
机械制造与设计
毕业设计题目
15t桥式起重机起升机构和小车运行机构及其部件设计
主答辩
委员
答辩时间
年月日（上、下午）
向学生提出的主要问题
湖南冶金职业技术学院
毕业设计（论文）总成绩单
学生
姓名
邹志华
班
级
机械0332
学
号
33
专
业
机械制造与设计
毕业设计题目
15t桥式起重机起升机构和小车运行机构及其部件设计
序号
项目名称
成绩
比例（%）
签名
1
指导教师评定
50
2
答辩委员会评定
50
系（部）审核
总成绩
（盖章）
年月日
目录
毕业设计（论文）说明书 -1-
目录 -6-
第1章起升机构设计 -8-
1.1确定起升机构传动方案，选择滑轮组和吊钩 -8-
1.2选择钢丝绳 -8-
1.3确定滑轮主尺寸 -9-
1.4确定卷筒尺寸，并验算强度 -9-
1.5选电动机 -11-
1.6验算电动机发热条件 -11-
1.7选择减速器 -11-
1.8验算起升速和实际所需功率 -11-
1.9校核减速器输出轴强度 -12-
1.10选择制动器 -12-
1.11选择联轴器 -13-
1.12验算起动时间 -13-
1.13验算制动时间 -13-
1.14高速浮动轴计算 -14-
1.14.1疲劳计算 -14-
第二章、小车运行机构计算 -17-
2.1确定机构传动方案 -17-
2.2选择车轮与轨道并验算其强度 -17-
2.3运行阻力计算 -18-
2.4选电动机 -19-
2.5验算电动机发热条件 -19-
2.6选择减速器 -19-
2.7验算运行速度和实际所需功率 -20-
2.8验算起动时间 -20-
2.9按起动工况校核减速器功率 -21-
2.10验算起动不打滑条件 -21-
2.11选择制动器 -22-
2.12选择高速轴器及制动轮 -22-
2.13选择低速轴联轴器 -23-
2.14验算低速浮动轴强度 -24-
2.14.1疲劳验算 -24-
2.14.2强度验算 -24-
第三章卷筒部件计算 -25-
3.1卷筒心轴计算 -25-
3.1.1支座反力 -25-
3.1.2疲劳计算 -25-
3.1.3静强度计算 -26-
3.2选轴承 -26-
3.3绳端固定装置计算 -27-
第四章吊钩 -29-
4.1确定吊钩装置构造方案 -29-
4.2选择并验算吊钩 -29-
4.2.1吊钩轴颈螺纹M64处拉伸应力:
-29-
4.2.2吊钩弯曲部分A-A断面的验算 -30-
4.3确定吊钩螺母尺寸 -31-
4.4止推轴承的选择 -31-
4.5吊钩横轴计算 -32-
4.6滑轮轴计算 -33-
4.7拉板的强度验算 -34-
4.8滑轮轴承的选择 -35-
结论 -37-
参考文献 -38-
致谢................................................................................................................................................-41-
第1章起升机构设计
1.1确定起升机构传动方案，选择滑轮组和吊钩
按照布置宜紧凑的原则，决定采用「5」图4-10的方案。
如图1-1所示，采用了双联滑轮组。
按Q=15<<通用机械>>表1—7取滑轮组倍率ih=3，承载绳分支数；
Z=2ih=6
如图1-1起升机构计算简图
查[2]附表9选图号G20吊钩组T1-362.1508得其质量：
G0=467kg.两动滑轮组间距A=185mm.
1.2选择钢丝绳
若滑轮组采用滚动轴承，当ih=3，查[1]表2-1得滑轮组效率：
n=0.985,钢绳
所受最大拉力：
S==（15000+467）÷（2×3×0.985）=2617kg=26.17kN
查[1]表2-4，中级工作类别（工作级别M5）时，安全系数n=5.5钢丝绳计算破断拉力：
Sb=n•Smax=5.5×26.17=133.94kN
查[2]附表1选用瓦林吞型纤维芯钢丝绳6×19w+FC.钢丝公称抗拉强度1570MPa,光面钢丝，右交互捻，直径d=16mm,钢丝绳最小破断拉力[Sb]=132.6kN
标记如下：
钢丝绳16NAT6×19w+FC1700ZS108GB8918-88
1.3确定滑轮主尺寸
滑轮的许用最小直径：
D≥d（e-1）=20（25-1）=480mm
式中系数e=25由[1]表2-4查的。
由附表2选用滑轮直径D=560mm.取平衡滑轮直径Dp≈0.6×400=336mm.由附表2选用Dp=355mm.由附表4选用钢丝绳直径d=20mm,D=560mm,滑轮轴直径D5=140mm的E1型滑轮标记为：
滑轮F20×560-140ZBJ80006.8-87
由[2]附表5平衡滑轮组选用d=20mm,D=355mm,滑轮轴直径D=75mm的F型滑轮标记为：
滑轮F20×355-75ZBJ80006.9-87
1.4确定卷筒尺寸，并验算强度
卷筒直径
D≥d（e-1）=16（25-1）=480mm
由[2]附表13选用D=500mm,卷筒绳槽尺寸由[3]附表14-3查的槽距t=20mm,槽底半径r=10mm
卷筒尺寸L=2=mm
Z0―附加安全系数，取Z0=2
L1―卷筒不切槽部分长度，取其等于吊钩组动滑轮的间距，即L1=A=185mm，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=400+20=420mm
卷筒壁厚：
δ=0.02D+（6～10）=0.002×400＋（6～10）=14～18mm
取δ=16mm
卷筒壁压应力验算：
选用灰铸铁HT200最小抗拉强度δb=195MPa许用应力：
[δ]y==130MPa故抗压强度足够
卷筒抗应力验算：
由于卷筒长度L＞3D响应效验由弯矩产生的拉应力，卷筒弯矩图示于图（1-2）
图1-2转筒弯矩图
发生在钢丝绳位于卷筒中间时：
卷筒断面系数：
式中D―卷筒外径，D=500mm;
Di―卷筒内径，Di=D-2δ=500-2×15=470mm
于是
合成应力MPa
式中许用应力
卷筒强度验算通过
故选定卷筒直径D=500mm,长度L=2000mm,卷筒槽形的槽底半径r=10mm,槽距t=20mm,起升高度H=8mm,倍率ih=3;靠近减速器一端的卷筒槽向为左的A型卷筒，标记为：
卷筒A500×2000－10×20－8×3左ZBJ80007.2－87
1.5选电动机
计算净功率：
Nj=（Q+G0）V/102×60η==35.68kw
式中，η——机构的总效率，取η=0.85。
电动机的计算功率：
Ne≥KdNj=0.8×35.68＝28.544kN
式中系数kd由[1]6－1查得，对于M1～M6级机构，kd=0.75～0.85,取kd=0.8
查[2]附表30选用电动机JZR2－42－8，其中Nc﹙25％﹚=16kw,n1=715rpm,[GD²]d=1.46kg.m²,电机质量Gd=260kg
1.6验算电动机发热条件
按照等效功率法，求JC=25％时，所需要的等效功率：
Nx≥k25·r·Nj=0.75×0.87×35.68=23.3kw
式中k25―工作系数k25=0.75
r―系数根据机构平均起动时间与平均工作时间的比值（tq／tg﹚
查得由[1]表6－3，一般起升机构tq／tg=0.1～0.2，
取tq／tg=0.1，由[1]图6－6查得r=0.87
由以上计算结果Nx＜Ne故初选电动机能满足发热条件
1.7选择减速器
卷筒转速：
n===17.2r／min
减速器总传动比∶===41.6
查[2]附表35选ZQ-500-Ⅱ-3CA减速器。
当工作类型为中级时，许用功率[N]=12kw,io=40.17,质量Gg=345㎏,入轴直径d1=50㎜,轴端长l1=85㎜﹙锥形﹚
1.8验算起升速和实际所需功率
实际起升速度
v′==7.5×=7.77m／min
误差：
ξ=x100﹪=3.
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