98起重机计算与说明书(上)

毕业设计（论文）说明书课题：5吨“L”型支腿箱形单主梁门式起重机设计专业机械设计制造及其自动化班级机械0231学号19姓名刘兵兵指导教师王洪完成日期：2007年3月至2007年6月湖南冶金职业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）总成绩单学生姓名刘兵兵专业机械设计制造及其自动化班级机械0231学号19毕业设计题目5吨“L”型支腿箱形单主梁门式起重机设计序号项目名称成绩比例（%）签名1指导教师评定502答辩委员会评定50系（部）审核总成绩（盖章）年月日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刘兵兵专业机械设计制造及其自动化班级机械0231学号19毕业设计题目5吨“L”型支腿箱形单主梁门式起重机设计评语指导教师：（签名）年月日湖南冶金职业技术学院毕业设计（论文）任务书学生姓名刘兵兵专业机械设计制造及其自动化班级机械0231学号19毕业设计题目5吨“L”型支腿箱形单主梁门式起重机设计要求完成的主要工作量1张手绘小车装配图1张手绘卷筒装配图1张CAD小车装配图1张CAD卷筒装配图3张CAD零件图1份设计说明书毕业设计(论文)完成日期从年月日至年月日指导教师(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）答辩表学生姓名刘兵兵专业机械设计制造及其自动化班级机械0231学号19毕业设计题目5吨“L”型支腿箱形单主梁门式起重机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前言随着社会的发展进步,建设创新型国家,培养创新型人才已经越来越成为一个非常迫切的任务.毕业设计作为我们大专学生在校学习的最后一个教学环节,搞好毕业设计工作,不断提高毕业质量,也成为了培养学生成材的一个重要环节.大专生毕业设计即是一种创新研究的尝试.起重机机械主要用于装卸和搬运物料,不仅广泛用于工厂港口建筑工地等生产领域,通过起重机吊钩或其他吊具的起升,下降及移动完成各物品的装卸和移动,使用起重机能减轻工人劳动强度,提高劳动生产率,甚至完成人们无法直接完成的某些工作.由于本人是第一次单独完成这项复杂的工作,其结论必有许多不足之处,望老师们能给予批评指正,我将积极改正并予以诚挚的感谢!编者2007年6月毕业设计题目及原始数据题号起重量跨度工作级别起升高度起升速度小车运行速度大车运行速度25T25.5A71215(M7)40110说明;1.大车运行机构的工作级别与起升机构相同,小车运行机构的工作级别一律为M5级;2.表中所列速度要求,在计算后所得的实际数值可允许有15%的偏差.目录前言……………………………………………………………………..1(一)毕业设计题目及原始设计数据…………………………………2(二)小车起升机构和运行机构的设计计算…………………………3(三)卷筒及部件的设计计算………………………………………….18(四)门架及部件的设计计算………………………………………..21(五)大车及部件的设计计算………………………………………..52(六)小结………………………………………………………..59(七)参考文献……………………………………………………60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)选择钢丝绳3)确定沿轮主1。起升机构计算按照布置宜紧凑的原则，决定采用图4-10的方塞。如图4-22所示，采用了双联滑轮组。按Q=5t查表4—2取滑轮组倍率ih=2，承载绳分支数；Z=2ih=4图4-22起升机构计算简图查《起重机课程设计》附表8选图号为G13吊钩组，得其质量G0=99kg,两动滑轮间距A=200mm若滑轮组用滚动轴承，当ih=2，查表得滑轮组效率：ηh=0.99钢丝绳所受最大拉力:Smax=hiGQ20=99.022995000=12.876kN查《通用机械》表2-4中级工作类型(工作级别M7)时，安全系数n=7,钢丝绳计算破断拉力SbSb=n×Smax=5.5×12.876=90.132kN查《起重机课程设计》附表l选用瓦林吞型纤维芯钢丝绳6x19W+FC，钢丝公称抗拉强度1670MPa，光面钢丝，右交互捻，直径d=13mm，钢丝绳最小破断拉力[Sb]=93.14kN,标记如下；钢丝绳13NAT6×l9W十FCl670ZS93GB8918-88滑轴的许用最小直径：D≥d(e-1)=13(25-1)=312mm式中系数e=25由[1]《通用机械》表1-6查得。由《起重机课程设计》附表2选用滑艳直径D=315mm,，取平衡滑轮直径Dp≈0.6D=0．6×ih=2Z=4选G13吊钩组D=13mm尺寸4)确定卷筒尺寸，并验算强度315=189mm由《起重机课程设计》附表4选用钢丝绳直径d=13mm.D=315mm.滑轮轴直径D5=90mm的F型滑轮标记为：滑轮F13x255—90ZBJ80006．9—87由《起重机课程设计》附表5平衡滑轮选用d=13mm，D=225mm,滑轮轴直径D6=45mm．的F型滑轮标记为：滑轮F13x225—45ZBJ80006．9—87确定卷筒尺寸，并验算强度：D≥d(e--1)=13(25-1)=312mm由《起重机课程设计》附表13选用D=315mm，卷简绳槽尺寸由《起重机课程设计》附表14—3查得槽距，t=13mm，槽底半径r＝7mm卷筒尺寸:L=2100)4(ltZDHih=2(20016)4241314.3210123=984.32mm取L=1500mm式中Z0—附加安全系数,Z0=2;L1—卷槽不切槽部分长度,取其等与吊钩组动滑轮的间距,即L1=A=200,实际长度在钢丝绳偏斜角允许范围内可适应增减。D0—卷筒计算直径D0=D+d=431mm卷筒壁厚：δ=0.02D+(6～10)=0.02×400+(6～10)=14～18mm取δ=15mm卷筒壁压应力验算:MPamNSty65.53/1065.53016.0015.01287626maxmax选用灰铸铁HT200,最小抗拉强度δb=195N/cm2许用应力:[δ]y=5.11951nb=130MPaδymax[δ]y,故抗压强度足够由于L3D,尚应验算弯矩产生的拉应力,卷筒弯矩图示于图D=315mmDp=189mmD=315mmL=1500mmδ=15mmδymax[δ]y5)选电动机6)验算电动机发热条件卷筒的最大弯矩发生在钢丝绳位于卷筒中间时:Mw=NmllSlS83694002200150012876)2(1maxmaxW=0.1344445.17145974003704001.0mmDDDi式中D—卷筒外径,D=400mmDi=卷筒内径,Di=370mm于是δi=Mw/W=8369400/1714597.5=4.9MPa合成应力：'l=l+yl][][·maxy=20.995N/㎝2式中许用拉应力2][nbl=5195=39MPaσ1l[σ]l卷筒强度验算通过。卷筒A315x1500—7X13—12×2左ZBJ80007．2—87计算静功率;Nj=(Q+G0)V/102×60η=85.06010215)995000(=14.7KW式中η—机构总效率，一般η=O．8～0.9，取η=0．85电动机计算功率，Ne≥KdNj=0.9×14.7=13.23KW式中系数Kd对于M7级机构，Kd=O．85～0．95,取kd=0.9查《起重机课程设计》附表30选用电动机JZR2-42-8，其中Ne（25％）=16kWn1=715rpm,[GD2]d=1.46kg.m2,电机质量=260kg按照等效功率法，求JC=25％时所需的等效功率：Nx≥k25×rjN=0.85×0.87×14.7=10.62kWσ1(σ)t强度验算通过Ne=13.23kW选电动机，JZR2一42—8Nx=10.62KW7)选择减速器8)验算起升速和实际所需功率9)校核减速器输出轴强度式中k25—工作级别系数。对于M7级，k25=0.85r—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，一般起升机构tq/tg=0.1查得r=0.87由以上计算结果NexN，故初选电动机能满足卷筒转速;nj=0DVih=413.014.3215=23.07r/min减速器总传动比;0i=jnn1=07.23715=31查《起重机课程设计》附表35选ZQ—500—Ⅲ—3CA减速器，当工作类型为重级(相当工作级别为M7级)时，许用功率[N]=12.8kw,0i=31.5,质量Gg=345kg，入轴直径1d=50mm，轴端长1l=85mm(锥形)实际起升速度;'v='00iiv=15ⅹ315.31=15.24m/min误差：ξ=vvv'x100﹪=1.6﹪[ξ]=15﹪实际所需等效功率：vvNNxx''=10.6×1524.15=10.24KW≤Ne(25﹪)=16KW由(1)公式(6—16)得输出轴最大径向力：Rmax=21（aSmax+Gj）≤[R]式中aSmax=2x12876=25752NN=25.752kN--卷筒上卷绕钢丝绳引起的载荷，Gj=4.56kN--卷筒及轴自重，参考附表14估计，[R]=20.5kN—ZQ5OO减速器箱出轴端最大允许径向载荷，由《起NxNe电动机发热验算通过选减速器：ZQ-500-Ⅱ—3CAV1=15.24m／minNxN(25﹪)Rmax．[R]10)选择制动器11)选择联轴器重机课程设计》附表40查得。所以Rmax=1/2(25.75+4．56)=15.155kN[R]=20.5kN由[1]公式(6-7)得输出轴最大扭矩：Mmax=(0．7一0．8)][0'maxMiMe式中Me=9750715169750%)25(1nNe=218Nm--电动机轴额定力矩，Ψmax=2.8--当JC=25%时电动机最大力矩倍数，由《起重机课程设计》附表33查出，ηo=0.95--减速器传动效率，[M]=26500Nm--减速器输出轴最大容许转矩，由《起重机课程设计》附表36查得。∴Mmax=0.8x2.8x218x23.34x0.95=10827.5N.m[M]=25000Nm由上计算，所选减速器能满足要求所需静制动力5.3132413.0)995000(75.12)('000'iiDGQKMKMhzjzz0.85=24.86kgm=248.6Nm式中Kz=1．75--制动安全系数，由(1)第六章查得。由《起重机课程设计》附表15选用YWZ5一315／23制动器，其制动转矩Mez=180～280Nm，制动轮直径Dz=315mm，制动器质量Gz=44．6kg高速轴联轴器计算转矩，由[1](6-26)式：Mc=neM8=1.5×1.7218=555.9N.m式中Me=218——电机额定转矩(前节求出)，n=1．5--联轴器安全系数，8=1，8--刚性动载系数，一般81．5—2．0。由《起重机课程设计》附表31查得JZRs-42-8电动机轴端为圆锥形d=65mm,l105。从附表34查得ZQ—500减速器的高速轴端为圆锥形d=5mm,l=85mm靠电动机轴端联轴器由《起重机课程设计》附表43选用CLZ3半联轴器，其图号为S139,最大容许转矩[Mt]=3150N.mMCMmax[M]减速器输出轴强度足够选用YWZ5—315/23制动器半齿联轴器：CLZ3图号S139Mc[Mt]带φ315制动轮半齿联轴器，12)验算起动时间13)验算制动时间飞轮力矩(GD2)l=0.403kg.m2质量Gl=23.6kg浮动轴的两轴端为圆柱形d=45mm,1=85mm靠减速器轴端联轴嚣由《起重机课程设计》附表43选用带300mm制动轮的半齿轮联轴器，其图号为S124，最大容许转矩[Me]=3150Nm,飞轮矩(GD2)z=1．8kg·m2质量Gz=38．5kg。为与制动器YWZ5--315／23相适应，将S