32t起重机小车设计说明书

第1章 主起升机构计算

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,决定采用下图的传动方案。如图1所示，采用了双联滑轮组.按Q=32t，表8-2查取滑轮组倍率ih=4，因而承载绳分支数为 Z=2ih=8。

G0吊具自重载荷。得其自重为：G=2.0%?Pq=0.02?320=6.4kN

图1 主起升机构简图

1.2 选择钢丝绳

若滑轮组采用滚动轴承，ih=4,查表得滑轮组效率hh=0.97。 钢丝绳所受最大拉力

Smax?G0?Q320?6.4??42kN

2hh?ih2?4?0.97按下式计算钢丝绳直径

d=c?Smax=0.096?42=19.7mm

c: 选择系数，单位mm/N，用钢丝绳?b=1850N/mm2，据M5及?b查表得c值为0.096。

选不松散瓦林吞型钢丝绳直径d=20mm， 其标记为6W(19)-20-185-I-光-右顺(GB1102-74)。

1.3 确定卷筒尺寸,转速及滑轮直径

卷筒和滑轮的最小卷绕直径D0：

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D0mi≥nh?d

式中h表示与机构工作级别和钢丝绳结构的有关系数； 查表得：筒h1=18;滑轮h2=20；

筒最小卷绕直径D0min=h1?d=18?20=360； 轮最小卷绕直径D0min=h2?d=20?20=400。

考虑起升机构布置卷筒总长度不宜太长，轮直径和卷筒直径一致取D=650㎜。 卷筒长度

L?2(L0?l1?l2)?l3?2[(Hm?n)t?3t?t]?l3=1946.8mm。 ?D0Hm ?n)t，中安全圈n=2，起升高度H=16m，

?D0式中L0：筒上有绳槽长度，L0?( 槽节矩t=23mm，绕直径D0=670mm； l1：定绳尾所需长度,取l1=3?23=69mm； l2：筒两端空余长度,取l2=t=23mm；

l3：筒中间无槽长度,根据滑轮组中心间距=150，l3=1761mm。

卷筒壁厚δ=0.02D+(6~10)=[0.02?650+(6~10)]mm=19~23mm，δ=20mm，进行卷筒壁的压力计算。

卷筒转速nt?mvn4?7.51==14.3r/min。 ?D03.14?0.671.4 计算起升静功率

Pj?(Q?G0)vn(320000?6400)?7.51==47.6kW

60?1000?0.9760?100?0式中η起升时总机械效率???z?ch?l?t?0.97?0.94?0.982?0.992=0.858

?z为滑轮组效率取0.97；传动机构机械效率取0.94；卷筒轴承效率取0.99；连

轴器效率取0.98。

________________________________________________________

- 1 -

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说明书所有公式格式全部应该如下所示:

nd(Q?G0)D0tzh??[C?GD2?] 22375(Mzh?Mj)ihm?644(320?6.4)?103?0.672??[1.15?(15.6?530?75.8)?]22375?(2000?586.4)40?4?0.858

?0.76s

'2式中 nd：电动机满载下降转速，单位为r/min，

' nd?2n0?nd?2?600?556?644r/min ；

' Mzh：制动力矩，Mzh?2000N.m ；

'Mj：净阻力矩，M

'j?586.4N.m ；

……

_______________________________________________________________

1.5 初选电动机

PJC≥GPj=0.8?47.6=38.08kW 式中 PJC：JC值时的功率，位为kW；

G：稳态负载平均系数，根据电动机型号和JC值查表得G=0.8。 选用电动机型号为YZR280M-10，PJC=55KW，nJC=556r/min，最大转矩允许过载倍数λm=2.8；飞轮转矩GD2=15.5KN.m2。 电动机转速nd?n0?PjPJC(n0?nJC)?600?[47.6?(600?556)]=561.92r/min 55式中 nd:在起升载荷PQ=326.4kN作用下电动机转速； n0:电动机同步转速；

PJC,nJC:是电动机在JC值时额定功率和额定转速。

1.6 选用减速器

减速器总传动比：i?nd561.92=39.3，取实际速比i=40。 ?ni14.3 - 2 -

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i=40，起升机构减速器按静功率Pj选取，根据Pj=47.6kW，nd=561.92r/min，

工作级别为M5，选定减速器为ZQH100，减速器许用功率[Pnj]=79KW。低速轴最大扭矩为M=20500N.m

减速器在561.92r/min时许用功率[P'nj]为[P'nj]=

7.51?39.30=7.38m/min

4047.6?39.3实际起升静功率Pj==46.77kW

4079?561.92=73.99>55kW

600实际起升速度v'n=

用Ⅱ类载荷校核减速器输出轴的径向载荷，最大力矩。

1.7 电动机过载验算和发热验算

过载验算按下式计算：

Q?G02.5(320?6.4)?103?7.38H=41.78kW ?Pn≥???n=

1?3.31000?0.858?60m?m1000?Pn=45KW>41.78kW，此题Pn恰好与Pjc=P25的功率相等。 式中 Pn：准接电持续率时，电动机额定功率，单位为kW； H:系数，绕线式异步电动机，取H=2.5；

λm:基准接电持续率时,电动机转矩允许过载倍数,查表得λm取1.7； m:电动机个数； η:总机械效率η=0.858。 发热验算按下式计算: P≥Pз

式中 P:电动机在不同接电持续率JC值和不同CZ值时允许输出功率，单位为kW,

按CZ=300，JC值=25%，查表得P=43.867kW。

G?(Q?G0)??n0.8?(320?6.4)?103?7.38==38.08kW P??1000?1?0.8581000m? P=43.867>P?=38.O8kW 过载验算和发热验算通过

1.8 选择制动器

按下式计算，选制动器：

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Mzh≥KzhM'j

式中Mzh:制动力矩,单位为N.m；

Kzh:制动安全系数，查表M5得Kzh=2.0；

M'j:下降时作用在电动机轴上的静力矩，单位为N.m。

(Q?G0)D0'(320?6.4)?103?0.67?0.858??=586.4N.m Mj=

2mi2?4?40' η':下降时总机械效率，通常取η'≈η≈0.858 Mzh=MzhM'j=2?586.4=1172.N.m

选用Kzh=1172.8N.m选用YWZ5-400/121制动器，其额定制动力矩1250N.m； 安装时将制动力矩调整到所需的制动力矩Kzh=2000N.m。

1.9 选择联轴器

根据电动机和减速器以及浮动轴的轴伸尺寸及形状选连轴器，使连轴器的许用应力矩[M]>计算的所需力矩M,则满足要求。

电动机的轴伸：d=85mm(锥形)，长度E=170±0.5mm； 减速器轴伸:d=90mm(柱形)，长度E=135mm； 浮动轴的轴头：d=60mm， 长度E=107mm。

选取梅花弹性连轴器：型号为MLL9-I-400[M]=2800N.m；GD2=132.5?4=530Kg.m；型号为MLL9，[M]=2800N.m；GD2=18.95?4=75.8Kg.m2。

55电动机额定力矩Mn?9550=944.69N.m ?9550?njc556计算所需力矩M=n??8?Mn=1.5?1.8?944.69=2550.69N.M 式中n：安全系数取n=1.5；

?8：刚性动载系数，取?8＝1.8。 [M]=2800>M=2550.69N.M 所选连轴器合格。

Pjc1.10 验算起动时间

- 4 -

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起动时间：

nd(Q?G0)?103?D02tq?[c(GD)?]22375(Mq?Mj)im?2

561.92(320?6.4)?103?0.672= ?[1.15?(15.6?530?75.8)?22375?(1605.97?796.5)40?4?0.858=1.3s

式中：(GD2)1=(GD2)d+(GD2)l+(GD2)z =15.6+530+75.8=621.4kN.m 静阻力矩：

(Q?G0)D0(320?6.4)?103?0.67==796.5N.m Mj?2?40?4?0.8582mi?电动机启动力矩：

Mq=1.7?Mn=1.7?944.69=1605.97N.m 平均起动加速度：

aq?7.38=0.095m/s2

1.3?60tq?60?n'=

aq=0.095 m/s2<[a]=0.2 m/s2 电动机启动时间合适。

1.11 验算制动时间

制动时间：

nd(Q?G0)D0tzh??[C?GD2?] 22375(Mzh?Mj)ihm?644(320?6.4)?103?0.672=?[1.15?(15.6?530?75.8)?] 22375?(2000?586.4)40?4?0.858 =0.76s

'2nd：电机满载下降转速，单位为r/min；

'nd=2n0?nd=2?600-556=644r/min Mzh=2000N.m

- 5 -

'太原科技大学课程设计说明书

M'j=586.4N.m

平均制动减速器速度azh?制动时间也合适。

7.83Vn==0.17m/s2<[a]=0.2m/s2，所以tzh600.76?601.12高速轴计算

1.12.1疲劳计算

轴受脉动扭转载荷，其等效扭矩：

M1??1Me?2?71.72?143.43kgf.m

式中：?1?2等效系数，由表查得；Me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。

Me?975Ne(25%)n1(25%)?97542?71.72kgf.m 571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:

?n?M114343?3?238.0kgf.m W?d32许用扭转应力: [?oh]?2??11? k??n1轴材料用45钢, ?b?6000kgf/cm2，?s?3550kgf/cm2

??1?0.22?b?1320kgf/cm2；?s?0.6?s?2130kgf/cm2

K?kx?km-----考虑零件几何形状和零件表面状况的应力集中系数;

kx-----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, kx=1.5~2.5；

km-----与零件表面加工光洁度有关,对于?5,km?1.15~1.2;对于

?3,km?1.25~1.35;

此处取K=2?1.25=2.5

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h-----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

h=0.2.

nI安全系数,查表得nI=1.6.

因此[tok]?2?1320?611.1kgf/cm2，故tn<[tok]通过。

(2.5?0.2)?1.61.12.2静强度计算

轴的最大扭矩：:

M2??c2Mj?2?79.65?159.3kgf.m

式中: ?c2-----动力系数,由表查得,因轴的工作速度较高,取?c2=2；

Mj按照额定起重量计算轴受静力矩, MJ?79.65kgf.m。

最大扭转应力: ?max?M2159.302??264kgf/cm 3W??8.532许用扭转应力: [?]2??sn2?2130?1331.25kgf/cm2 1.6式中: n2-----安全系数，由表查得n2=1.6。

tmax<[t]II故合适. 浮动轴的构造如(2)图所示,

中间轴径d1?d?(5~10)?75?(5~10)?80~85mm,取d1?85mm。

浮动轴（2）

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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，决定采用下图的传动方案。如图（3）所示，采用了单联滑轮组.按Q=5t，取滑轮组倍率ih=2，因而承载绳分支数为 Z=4。

副起升机构简图（3）

G0吊具自重载荷，其自重为：G=2.0%?Pq=0.02?49kN=0.98kN 2.2 选择钢丝绳

若滑轮组采用滚动轴承， 当ih=2，查表得滑轮组效率hh=0.97，钢丝绳所受最大拉力：

Smax?G0?Q49?0.98??12.88kN

hh?ih?x1?4?0.97按下式计算钢丝绳直径d：

d=c?Smax=0.096?12.88=10.895mm

c: 选择系数，单位mm/N，选用钢丝绳?b=1850N/mm2，根据M5及?b查表得c值为0.096。

选不松散瓦林吞型钢丝绳直径d=10mm， 其标记为6W(19)-10-185-I-光-右顺(GB1102-74)。 2.3 确定卷筒尺寸并验算强度

卷筒直径：

卷筒和滑轮的最小卷绕直径D0： D0mi≥nh?d

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式中h表示与机构工作级别和钢丝绳结构的有关系数； 查表得：卷筒h1=18；滑轮h2=20

卷筒最小卷绕直径D0min=h1?d=18?10=180 滑轮最小卷绕直径D0min=h2?d=20?10=200

考虑起升机构布置及卷筒总长度不宜太长，滑轮直径和卷筒直径一致取D=400㎜。

卷筒长度：L=1500mm

卷筒壁厚δ=0.02D+(6~10)=[0.02?400+(6~10)]mm=14~18mm，取δ=18mm，应进行卷筒壁的压力计算。

卷筒转速nt?mvn4?19.5=r/min=60r/min。 3.14?0.41?D02.4 计算起升静功率

(Q?G0)vn(49?0.98)?19.5?103 Pj?==18.17kW

60?1000?0.89460?100?0式中η起升时总机械效率???z?ch?l?t?0.97?0.94?0.992=0.894

?z为滑轮组效率取0.97；?ch为传动机构机械效率取0.94；?t为卷筒轴承效率

取0.99；?l连轴器效率取0.99。 2.5 初选电动机

PJC≥GPj=0.8?18.17=14.536kW 式中PJC：在JC值时的功率,单位为kW;

G：稳态负载平均系数,根据电动机型号和JC值查表得G=0.8。

选用电动机型号为YZR180L-6，PJC=17KW，nJC=955r/min，最大转矩允许过载倍数λm=2.5；飞轮转矩GD2=1.5KN.m2。 电动机转速nd?n0?18.17(n0?nJC)?1000?[?(1000?955)]=951.9r/min PJC17Pj式中nd:在起升载荷PQ=49.98kN作用下电动机转速；

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n0:电动机同步转速；

PJC,nJC:是电动机在JC值时额定功率和额定转速。 2.6 选用减速器

减速器总传动比： i?nd951.9=15.865，取实际速比i=16 ?ni60i=16，起升机构减速器按静功率Pj选取，根据Pj=18.17kW，nd=951.9r/min，

工作级别为M5，选定减速器为ZQH50，减速器许用功率[Pnj]=31KW。低速轴最大扭矩为M=21000N.m。

减速器在951.9r/min时许用功率[P'nj]为[P'nj]=

19.5?15.865=19.334m/min；

1618.17?15.865实际起升静功率Pj==18.02kW。

1631?951.9=29.5kW>17kW

1000实际起升速度v'n=

用Ⅱ类载荷校核减速器输出轴的径向载荷，最大力矩。 2.7 电动机过载验算和发热验算 过载验算按下式计算：

Q?G02.1(49?0.98)?103?19.34H=15.136kW ?Pn≥???n=

1?2.51000?0.894?60m?m1000?Pn=17KW>15.136kW，此题Pn恰好与Pjc=P25的功率相等。 式中Pn:基准接电持续率时，电动机额定功率，单位为kW； H:系数，绕线式异步电动机，取H=2.1；

λm:基准接电持续率时，电动机转矩允许过载倍数，查表得λm取2.5； m:电动机个数； η:总机械效率η=0.894。

发热验算按下式计算: P≥Pз

式中 P:电动机在不同接电持续率JC值和不同CZ值时允许输出功率，单位为kW，按CZ=150，JC值=25%，查表得P=15.393kW；

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G?(Q?G0)??n0.8?(49?0.98)?103?19.34==14.42kW P??1000?1?0.8941000m? P=15.363>P?=14.42kW 过载验算和发热验算通过。 2.8 选择制动器

按下式计算，选制动器 Mzh≥KzhM'j 式中Mzh：制动力矩，单位为N.m；

Kzh：制动安全系数，查表M5得Kzh=2.0；

M'j：下降时作用在电动机轴上的静力矩，单位为N.m；

(Q?G0)D0'(49?0.98)?103?0.41?0.894??=143.12N.m Mj=

2mi2?4?16' η'：下降时总机械效率，通常取η'≈η≈0.894 Mzh=MzhM'j=2?143.12=286.24N.m

根据选用Mzh=286.24N.m选用YWZ5315/30制动器，其额定制动力矩400N.m；

安装时将制动力矩调整到所需的制动力矩Kzh=290N.m。 2.9 选择联轴器

根据电动机和减速器以及浮动轴的轴伸尺寸及形状选连轴器，使连轴器的许用应力矩[M]>计算的所需力矩M,则满足要求。

电动机的轴伸：d=55mm(锥形)，长度E=82±0.5mm； 减速器轴伸：d=50mm(柱形)，长度E=85mm； 浮动轴的轴头：d=45mm， 长度E=84mm。

选取梅花弹性连轴器：型号为MLL6-I-200，[M]=630N.m；GD2=6.7?4=26.8Kg.m2；型号为MLL6，[M]=630N.m；GD2=1.85?4=7.4Kg.m2。

Pjc17电动机额定力矩Mn?9550=170N.m ?9550?njc955 - 11 -

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计算所需力矩M=n??8?Mn=1.5?2.0?170=510N.m 式中 n：安全系数取n=1.5；

?8：刚性动载系数，取?8＝2.0； [M]=630>M=510N.M 所选连轴器合格。 2.10 验算起动时间

起动时间：

nd(Q?G0)?103?D02tq?[c(GD)?]375(Mq?Mj)i2m2?2

951.9(49?0.98)?103?0.412= ?[1.15?(1.5?26.8?7.4)?22375?(289?179.07)16?4?0.894=1.0s

式中：(GD2)1=(GD2)d+(GD2)l+(GD2)z =1.5+26.8+7.4=35.7kN.m

静阻力矩：

(Q?G0)D0(49?0.98)?103?0.41==179.07N.m Mj?2?16?4?0.8942mi?电动机启动力矩：

Mq=1.7?Mn=1.7?170=289N.m 平均起动加速度：

aq?19.34=0.32m/s2

tq?601.0?60?n'=

aq=0.32 m/s2<[a]=0.4 m/s2 电动机启动时间合适。 2.11 验算制动时间

制动时间：

tzhnd(Q?G0)D0??[C?GD2?] 22375(Mzh?Mj)ihm? - 12 -

'2太原科技大学课程设计说明书

951.9(49?0.98)?103?0.412=?[1.15?(1.5?26.8?7.4)?] 375?(290?143)162?42?0.894 =0.85s

nd：电机满载下降转速，单位为r/min；

'nd=2n0?nd=2?1000-951.9=1048.1r/min Mzh=290N.m M'j=143N.m

平均制动减速器速度azh?所以制动时间也合适。 2.12 高速轴计算 2.12.1疲劳计算：

轴受脉动扭转载荷,其等效扭矩：

19.34Vn==0.37m/s2<[a]=0.4m/s2 tzh600.85?60'M1??1Me?2?16.9?33.8kgf.m

式中：j1等效系数,由表查得j1=2；Me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。

Me?975Ne(25%)n1(25%)17?975?16.9kgf.m

977由上节选择联轴器中,已确定浮动轴端直径d=45㎜.

因此扭转应力为:

?n?M133.8??185.4kgf.cm W0.2?4.53许用扭转应力: [?oh]?2??11? k??n1轴材料用45钢, ?b?6000kgf/cm2，?s?3550kgf/cm2

??1?0.22?b?1320kgf/cm2；?s?0.6?s?2130kgf/cm2

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K?kx?km-----考虑零件几何形状和零件表面状况的应力集中系数;

kx-----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, kx=1.5~2.5；

km-----与零件表面加工光洁度有关,对于?5,km?1.15~1.2;对于

?3,km?1.25~1.35;

此处取K=2?1.25=2.5

h-----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

h=0.2.

nI安全系数,查表得nI=1.6.

因此[tok]?2?1320?611.1kgf/cm2

(2.5?0.2)?1.6故tn<[tok]通过。 2.12.2静强度计算:

轴的最大扭矩:

M2??c2Mj?2?179.07?358.14kgf.m

式中: ?c2-----动力系数,由表查得,因轴的工作速度较高,取?c2=2；

Mj按照额定起重量计算轴受静力矩, Mj?179.07kgf.m 最大扭转应力: ?max?许用扭转应力: [?]2?M2358.142??196.5kgf/cm 3W0.2?4.5?sn2?2130?1331.25kgf/cm2 1.6式中: n2-----安全系数，由表查得n2=1.6。

tmax<[t]II故合适.

浮动轴的构造如图（4）所示：

中间轴径d1=d+(5~10)=45+(5~10)=50~55mm,取d1=55mm,

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浮动轴（4）

第三章 小车运行机构计算

3.1 确定机构传动方案

经比较后,确定采用如图（5）所示的传动方案。

运行机构简图（5）

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GXC=11300kgf 假定轮压均布，有 pmax?11(Q?Gxc)?(1130?03200)0=10825kgf 44载荷率：

Q32000=2.8>1.6 ?Gxc11300由表选择车轮：当运行速度<60m/min，

Q?2.8工作级别M5时，车轮直Gxc径D=400㎜，轨道为38kgf/m 轻轨的许用轮压为13.4t，故可用。 3.2.1疲劳计算：

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疲劳计算时的等效载荷： Qd??2Q?1.1?32000?35200kgf 式中 ?2：效系数，由表查得1.1。

车轮的计算轮压：Pjmax?Q?2??1Gxc?32000?1.1?11300?1?46500kgf 根据点接触情况计算接触疲劳应力：

3p(?jd?4000j21221346500?)=4000(?)2?27442.5kgf/cm2

Dr4030式中：r=9cm-----轨顶弧形半径，由表查得。

对于车轮材料，由表查得接触许用应力[?jd]?24000~30000因此，kgf/cm2，

?jd?[?jd]，故疲劳计算通过。

3.2.2强度校核

最大计算轮压：Pjmax?k2Pmax?1.0?17000?17000kgf。

式中：k2冲击系数,由表第Ⅱ类载荷当运行速度v?1m/sec时，k2?k1?1。

点接触时进行强度校核的接触应力：

3p?dmax?4000jmax(2122133500?)=4000(?)2?18509.4kgf/cm2

Dr359车轮材料用ZG55-?，由表查得：

[?d]max?20000~23000kgf/cm2，?dmax?[?d]max强度校合通过。 3.3 运行阻力计算

d摩擦力矩： Mm??(Q?Gxc)(k??)

2由表知Dc=400mm车轮的轴承型号为22213c调心滚子轴承，轴承内径和外径的平均值d=92.5mm；

由表查得：滚动轴承摩擦系数k=0.0006；轴承摩擦系数 ??0.015，附加阻力系数??1.5。

代入上式得： 当满载时运行阻力矩：

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dMm??(Q?Gxc)(k??)

2=1.5?(32000?11300)?(0.0006?0.015=84kgf.m

运行摩擦阻力：Pm(Q?Q)?当无载时运行阻力矩：

0.0925) 2Mm(Q?Q)DC2?840.42?420kgf

dMm(Q?0)??Gxc(k??)

2=1.5?11300?(0.0006?0.015=22

运行摩擦阻力：Pm(Q?0)3.4 选电动机

电动机静功率:：NJ?0.0925) 2Mm(Q?0)22?==110kgf

0.4DC22420?42.4=3.23kw

102?60?0.9?1102?60?m=

Pj?xc式中：pj=Pm(Q=Q)-----满载运行时静阻力；

m=1-----驱动电动机台数。 初选电动机功率：

N?kdNj?0.9?3.23?2.91kw

式中 kd：电动机功率增大系数，表查得kd=0.9。

查表选用电动机YZR-160M1-6,Ne=5.5kw ；n1=1000r/min；

(GD2)d=0.41kgf.m2；电动机重量Gd=153.5kg。 3.5验算电动机发热条件

等效功率： Nx?k25?Nj?0.75?1.12?3.23?2.71kw

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式中：k25-----工作类型系数,由表查得0.75；

?-----根据

tqt?0.2值查得?=1.12。

q由此可知， Nx

车轮转速： nc?vxc42.?D?43.14?0.4?33.8rpm c机构传动比： in110000?n??29.59 c33.8查表选用ZSC600-V-1减速器： i0'?31.2；[N]重级?6.21kw，Nj<[N]重级，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： v'i0xc?vi'?42.4?29.59xc?40.21m/min 031.2误差：e?v'xc?vxcv?40.21?42.442.4?100%??5.1%?15%，合适。 xc实际所需电动机静功率： N'v'xcj?Njv?3.2340.21.4?3.06kw?Ne。 xc42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：tnq?375(mM?M[m.c(GD2)(Q?Gxc)D21c1?2] qj)i'0?式中：n1=1000r.p.m；

m=1(驱动电机台数) Mq?1.5M5e?1.5?9755.1000?8.04kgf.m 当满载时运行静阻力矩：

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可见

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Mj(Q?Q)?Mm(Q?Q)i0'??84?2.99kgf.m

31.2?0.9当无载时运行静阻力矩：

Mj(Q?0)?Mm(Q?0)i0'??22?0.783kgf.m

31.3?0.9初步估算制动轮和联轴器的飞轮矩：

(GD2)Z?0.38kgf.m2 机构总飞轮矩：

c(GD2)1?c[(GD2)d?(GD2)z]?1.15?(0.41?0.38)?0.79kgf.m2 满载起动时间： tq(Q?Q)1000(32000?11300)?0.42??[0.79?] ?4.59s2375(8.04?2.99)31.2?0.9=4.59

无载起动时间：

100011300?0.42?(1?0.79?)?1.05s tq(Q=0)=2375?(8.04?0.783)31.2?0.9由表查得，当vxc=30-60m/min时，起动时间推荐值为5~6sec，tq>tq(Q=Q)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：

，

N?Pdv'xc

102?60?m'式中：Pd?Pj?Pg?Pj?Q?Gxcvxc'? g60tq(Q?Q) =420?(32000?11300)?40.21

10?60?4.42?1076.5kgf 计算载荷：

m' -----运行机构中同一级传动减速器的个数： m'=1，因此

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N?1076.5?40.21?7.9kw

102?60?0.9?1所选用减速器的[N]重级?6.21kw

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：

T(Q?0)?Gxcvxc'?g60tq(Q?0)dP2(k??)??P1k2? DC2=

1130040.21??1060?0.93565?(0.0006?0.0150.0925)?1.5?5650?0.00062 0.42 =886.1kgf

车轮与轨道粘着力：

00.2?113k0gf?T(q?0) F(Q?0)?P1f?565?Gxc?Qvxc'?g60tq(Q?Q)dP2(k??)??P1k2? DC2T(Q?Q)? =

11300?3200040.21??1060?4.4221650?(0.0006?0.015?0.0925)?21650?0.00062 0.42=931.5kfg

?0.2?4330?T(Q?Q) ， 车轮与轨道粘着力：F(Q?Q)?P1f?21650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tZ?3~4sec，取tZ=4sec，因此所需的制动力

d(Q?G)(k??)2xc(Q?G)D1n1xcC2?} [mc(GD2)l??]?矩： MZ?{'2'm375tzi0i0 - 20 -

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=

11000(32000?11300)?0.4{[1?0.466??0.9?21375?331.2 =2.96kgf

2(32000?11300)(0.0006?0.01531.20.0925)2?0.9]}由表选用制动器JWZ?200/100，额定制动力矩Mez=4kgf.m，考虑到所取制动时间tz=4s与起动实际tq=4.42s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 3.12.1

机构高速轴上全齿联轴器的计算扭矩:

Mjs??Meln1?2?5.36?1.4?15.0kgf.m 式中：? =2等效系数，由表查得； n?=1.4安全系数，由表查得；

Mel相应于机构值的电动机额定力矩换算到高速轴上的力矩

Mel=975Ne=5.36kgf n10.018?0.043由表查电动机YZR160M1?6两端伸出轴为圆柱形d=48??0.002㎜，l=110?0.043㎜

及d'=40㎜，l'=49.5㎜；由附表查ZSC600减速器高速轴端为圆柱形d=30㎜，l=89.5㎜。故从附表中选一个全齿联轴器：S391联轴器，其最大允许扭矩

[M]max=71kgf.m；飞轮矩(GD2)l?0.38kgf/m2，重量Gl?16.1kgf。

高速轴端制动轮，根据制动器YWZ-200/100由表选用制动轮200-Z48，飞轮矩(GD2)Z?0.8kgf/m2，重量Gz=10kg。

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。 3.12.2低速轴的计算扭矩：

M'js?11'Mjsi0???15?31.2?0.9?210.6kgf.m 22由附表查得减速器低速轴端为圆柱形d=65㎜；由附表查得主动车轮的伸出

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轴端为圆柱形d=65mm，故从附表中选四个半齿联轴器:CLZ3联轴器。 3.13 验算低速浮动轴强度 3.13.1疲劳计算

低速浮动轴的等效扭矩：

M1??1?Mel'5.36?i0???1.4??31.2?0.9?105.4kgf.m 22式中： ?1?1.4等效系数，由表查得；

由上节已取浮动轴端直径

d=65mm，其扭转应力

M1105402?n???391.1kgf/cm

W?(6.5)332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：[??1k]???1113201????406kgf/cm2 kn12.51.3式中:材料用45钢，取?b?6000kg/cm2； kgf/cm2； ?s?3550??1?0.22?b?0.22?6000?1320kgf/cm2?s?0.6?s?0.6?3550?2130kgf/cm2

；

K?kx?km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。

n1?1.3安全系数，由表查得。

因此?n?[??1k]故疲劳验算通过。 3.13.3静强度计算

静强度计算扭矩： M2??c2Mel'5.36i0??2.25??31.2?0.9?169.3kgf.m 22式中： ?c2动力系数,查表得?c2?2.25；

扭转应力： ?max?M2169302??628.3kgf/cm W??6.5332 - 22 -

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许用扭转应力[?]2??S2130??1638.5kgf/cm2 n21.3因此， ??[?]2静强度验算通过。

第四章 小车安全装置计算

4.1 小车缓冲器

小车质量和运行速度都不大，故采用橡胶缓冲器，初定缓冲器数目n=2。 4.1.1 缓冲行程

s?v2pt[amax]

式中 vpt：小车碰撞速度，有限位开关，故取vpt=0.7vt；

[amax]：容许的最大减速度，为4m/s2。

所以s?v2pt2（0.7vt）0.4942.42??()m?61.17mm [amax]44604.1.2 缓冲能量EW

EW?1PGx211130000.7?42.4Vpt???()?1382.5N.m 2g210604.1.3 最大缓冲力Fmax

Fmax?pGx113000[amax]??4?45200N g104.1.4 橡胶缓冲器的主要尺寸 橡胶断面积A

A?Fmax n[?]式中 [?]：橡胶的许用应力，采用中等硬度，中等强度的橡胶，[?]?3N/mm2，

弹性模数E?5N/mm2；

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n:缓冲器个数，取n=2 A?45200mm2?7533.3mm2 2?3选用圆形断面，则其直径D为 D?4A?4?7533.3mm?97.9mm，考有关标准，取D=100mm 3.14?橡胶缓冲器的长度L L??nD2Es4Fmax3.14?2?1002?5?61.17?mm?106.2mm，取L=110mm

4?452004.1.5 缓冲器的额定缓冲行程sn,额定缓冲容量En和极限缓冲力F： sn????L?3?110mm?66mm

E51EA2?D23.14?10022???L?En?sn??32?100N?mm2L8E8?5

EW1382.5?777.15??N?m?691.25mn211Fj?A?????D2?????3.14?1002?3N 44?23561.9N''4.1.6 实际的缓冲行程s'，最大缓冲力F'max和最大减速度amax

s'?snEW1382.5?66?mm?62.24mm '2?777.15s2EW2?1382.5?N?44424.8N '?3s62.24?10s61.17??a??4m/s2?3.93m/s2??amax??4m/s2 max'62.24s' Fmax?'? amax

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/4og6.html