2吨简易单梁桥吊行走机构设计【含CAD图纸、说明书】
本科毕业设计(论文)题 目 2 吨简易单梁桥吊行走机构设计姓 名 专 业 学 号 指导教师 电气工程学院年四月2 吨简易单梁桥吊行走机构设计II摘要2 吨简易单梁桥吊行走机构主要由减速器,运行机构,卷筒装置,吊钩装置,联轴器,限位器,锥形转子电动机等部分组成。本文根据设计任务书要求,主要对 2 吨简易单梁桥吊行走机构的总体方案选择和确定,然后对传动系统进行设计。根据设计要求和目的,参考 2 吨简易单梁桥吊行走机构首先对 2 吨简易单梁桥吊行走机构进行工艺分析,选择合理机构及装配方案,然后对减速器和电动机进行外形设计,钢丝绳的选用及强度验算,卷筒的参数计算及验算,再计算齿轮的传动比,确定各个齿轮的参数,进行强度计算,选择合理的轴承、键、轴套等各种零部件,画出总体装配图。最后对齿式弹性联轴器作了一些简明的阐述。关键词:2 吨简易单梁桥吊行走机构,卷筒装置,吊钩2 吨简易单梁桥吊行走机构设计IIIAbstract2t simple single-beam crane traveling mechanism mainly consists of reducer, running organizations, drum equipment, hook device, coupling, stopper, cone rotor motors and other components. According to the design plan requirements, mainly for the overall program two tons simple single-beam crane traveling mechanism of selection and determination and drive system design.Depending on design requirements and purpose, reference 2 t simple single-beam crane traveling mechanism first two tons simple single-beam crane traveling mechanism for process analysis, choose the right organization and assembly programs, then the gear unit and motor exterior design, the rope selection and strength checking, parameter calculation and checking roll, and then calculate the transmission gear ratio, to determine the parameters of each gear, strength calculation, a reasonable choice of various parts of the bearing, bond, bushings, etc., the overall assembly shown in Fig. . Finally, the flexible coupling tooth made some brief elaboration.Keywords: two tons simple single-girder crane running organizations, drum equipment, hook2 吨简易单梁桥吊行走机构设计IV目 录摘要 IIAbstract.III第 1 章 绪论 11.1 简介 .11.2 国内外发展现状 .11.3 本次设计的任务 .2第 2 章 机构工作级别和钢丝绳选择 32.1 机构利用等级 32.2 机构载荷状态 32.3 机构工作级别 32.4 钢丝绳的选用 32.4.1 钢丝绳的选择 .32.4.3 钢丝绳直径的计算 .3第 3 章 卷筒的设计 53.1 卷筒几何尺寸 53.2 卷筒强度计算 73.3 吊钩的选择 73.4 滑轮结构和材料 8第 4 章 起升电动机的选择 9第 5 章 传动比的分配及运动和动力参数 115.1 计算总传动比 115.2 分配减速器的各级传动比 115.3 传动装置的运动和动力参数 11第 6 章 减速器齿轮的设计 136.1 第一级齿轮的参数设计计算 136.2 第二级齿轮的参数设计计算 176.3 第三级齿轮的参数设计计算 21第 7 章 减速器轴及其装配的设计 262 吨简易单梁桥吊行走机构设计V7.1 第一轴的设计及其装配 267.2 第二轴的设计 .297.3 第三轴的设计 347.4 润滑与密封 37第 8 章 行车机构的设计 398.1 行车电动机的选择 398.2 运动参数及传动比的分配 398.3 齿轮参数设计计算 398.4 主动轮和被动轮的设计 47结 论 48致 谢 49参考文献 502 吨简易单梁桥吊行走机构设计1第 1 章 绪论1.1 简介以2吨简易单梁桥吊行走机构作为起升机构的起重机统称为单梁桥吊起重机。这种起重机的核心是2吨简易单梁桥吊行走机构,并多为钢丝绳2吨简易单梁桥吊行走机构和环链式2吨简易单梁桥吊行走机构,以往2吨简易单梁桥吊行走机构除了作为单轨架空悬挂轨道起重运输设备用之外,多用来与电动单梁起重机和电动单梁悬挂起重机配套,用于车间,仓库等场所,随着2吨简易单梁桥吊行走机构性能参数的扩展,从80年代开始,这种葫芦式起重机已不再局限于作为轻小起重设备,大起重量的2吨简易单梁桥吊行走机构桥式起重机有代替起重量100t 以下的轻,中工作级别的普通桥式起重机的趋势,因为这种起重机自重轻,建筑高度低。随着2吨简易单梁桥吊行走机构结构形式的更新,特别是2吨简易单梁桥吊行走机构运行小车出现了多种形式的支撑和悬挂方式,大大促进了葫芦式起重机的品种类型的增多与应用范围的扩大,80 年代在国外,特别是德国,芬兰,日本,英国,法国及保加利亚等国家的厂家,不禁相继研制生产出性能新进的电动单梁,悬挂和2吨简易单梁桥吊行走机构桥式起重机,还派生出先进适用的葫芦门式起重机,葫芦式抓斗起重机,葫芦吊钩抓斗两用起重机,葫芦吊钩抓斗电磁三用起重机,葫芦式旋臂起重机葫芦式壁行起重机,葫芦桥式堆垛起重机及立体仓库用葫芦式巷道堆垛起重机。葫芦式起重机品种,类型,规格的不断扩展及在起重运输设备中所占比例的增加,将使各种类型的葫芦式起重机形成一种独立而重的起重运输设备体系。1.2 国内外发展现状80 年代在国外,特别是德国,芬兰,日本,英国,法国及保加利亚等国家的厂家,不禁相继研制生产出性能新进的电动单梁,悬挂和2吨简易单梁桥吊行走机构桥式起重机,还派生出先进适用的葫芦门式起重机,葫芦式抓斗起重机,葫芦吊钩抓斗两用起重机,葫芦吊钩抓斗电磁三用起重机,葫芦式旋臂起重机葫芦式壁行起重机,葫芦桥式堆垛起重机及立体仓库用葫芦式巷道堆垛起重机。葫芦式起重机品种,类型,规格的不断扩展及在起重运输设备中所占比例的增加,将使各种类型的葫芦式起重机形成一种独立而重的起重运输设备体系。2 吨简易单梁桥吊行走机构设计2国产 2 吨简易单梁桥吊行走机构是从上世纪 50 年代以仿造形式开始生产与发展的。1949 年 7 月上海最先试制成功仿德国公司 1.2t 和 3t 一般用途钢丝绳 2 吨简易单梁桥吊行走机构,并投入小批量生产。从上世纪 70 年代末到 80年代初,葫芦式起重机已进入到一个引进开发的新阶段。特别是 2 吨简易单梁桥吊行走机构运行小车出现了多种形式的支撑和悬挂方式,大大增加了葫芦式起重机的类型,和扩大应用范围。70 年代初我国自行设计了钢丝绳 2 吨简易单梁桥吊行走机构取代 TV 型钢丝绳 2 吨简易单梁桥吊行走机构,至目前为止 2吨简易单梁桥吊行走机构在国内生产制造,使用已达 30 多年历史。2 吨简易单梁桥吊行走机构是将电动机、减速器、卷筒、制动器和运行小车等紧凑地合为一体的起重机械,由于它轻巧、灵活、成本较低,且安全可靠,零部件通用程度大,互换性强,单重起重能力高,维护方便等特点,是目前用途广泛,深受欢迎的轻型起重设备。 2 吨简易单梁桥吊行走机构可以式固定的也可以通过小车和桥梁组成电动单梁桥式起重机、简单双梁桥式起重机和简单龙门式起重机等,稍加改动,还可作卷扬作用。1.3 本次设计的任务本次设计的 2 吨简易单梁桥吊行走机构必须达到以下要求:为达到高度要求,需考虑钢丝绳的直径问题;为达到提升速度要求,需考虑电动机转速与卷筒直径问题;为达到提升重量要求,需考虑电动机的扭矩与功率、及轴的弯扭合矩承载能力、钢丝绳的抗拉强度问题。2 吨简易单梁桥吊行走机构设计3第 2 章 机构工作级别和钢丝绳选择2.1 机构利用等级机构利用等级按机构总设计寿命分为十级,总设计寿命规定为机构假定约使用年数内处于运转的总小时数,它仅作为零件的设计基础,而不能视为保用期,2 吨简易单梁桥吊行走机构一般处于清闲的使用状态,根据 GB/T3811-1983,机构利用等级如下:机构利用等级 T4,总设计寿命/h 32002.2 机构载荷状态载荷状态是表明机构承受最大载荷及载荷变化程度,2 吨简易单梁桥吊行走机构一般在低于额定载荷的状态下工作,并且也不经常的使用,根据GB/T3811-1983,由于 2 吨简易单梁桥吊行走机构经常工作在中等载荷,较少承受最大的载荷,所以机构载荷状态选为 L2-中。2.3 机构工作级别根据机构利用等级和机构载荷状态,依据 GB/T3811-1983,机构的工作级别选为 M32.4 钢丝绳的选用钢丝绳是起重设备不可缺少的关键件,也是易损件,正确选择及合理使用,按要求进行维护、保养。可提高钢丝绳的使用寿命,避免事故发生。2.4.1 钢丝绳的选择钢丝绳是起重机械及起重运输、吊装捆绑作业不可缺少的主要零部件,被广泛的应用作为起升绳、变幅绳、牵引绳、吊装绳等不论作为哪一种用途的钢丝绳,如果选用类型不当,使用方法不合理,缺乏安全检查,又不重视保养,更为重要的是已达报废还继续使用,都有可能发生因钢丝绳的损伤或破断而产生的重大事故。2.4.3 钢丝绳直径的计算钢丝绳直径可由钢丝绳最大工作静压力按式d=c s确定2 吨简易单梁桥吊行走机构设计4式中 d-钢丝绳最小直径 mmc-选择系数 mm/N 21s-钢丝绳最大工作静压力钢丝绳最大静压力:在起升机构中,钢丝绳最大工作静拉力是由起升载荷考虑滑轮组效率和承载分支最后确定,起升载荷是指起升质量的重力。起升质量包括允许起升的最大有效物品,取物装置(下滑轮组,吊钩,吊梁,抓斗,容器,起重机磁铁等),悬挂挠性件及其他在升降中的设备质量。起升高度小于 50m 的起升钢丝绳的重量可以不计。2 吨简易单梁桥吊行走机构的起升载荷可以只考虑起升的最大有效物品,其他的忽略不计,所以S=(2t 1000kg/t 9.8N/kg)/2=9800N选择系数 c选择系数 c 的取值与机构的工作级别有关,依据 GB/T38111983,选取c=0.093.由钢丝绳最大静拉力 s 和选择系数 c 得:d=0.093 980=9.2mm实际当中考虑到超载等问题,根据钢丝绳系列标准,故意选取计算值大一些的,在这里选取 d 15mm。2 吨简易单梁桥吊行走机构设计5第 3 章 卷筒的设计3.1 卷筒几何尺寸卷筒名义直径D=h.d1式中:d-钢丝绳直径h-与机构工作级别和钢丝绳机构有关的系数选择系数 h:根据 GB/T 3811-1983、h=14式中 d=15mm 所以D =h.d1=1415=210mm考虑到各方面的因素 取 D =220mm1绳槽半径R=(0.530.56)d=0.5515mm=8mm绳槽深度(标准槽)H=(0.250.4) d=0.415mm=6mm绳槽节距(标准槽)P=d+(24)=15mm+(24)mm=19mm卷筒厚度钢卷筒:d15mm卷筒长度:(单联卷筒)2 吨简易单梁桥吊行走机构设计6图 3-1 卷筒长度示意图L =L +2L +L d012式中:L -无绳槽的卷筒端部尺寸,按需而定1L -固定绳尾所需长度,L 3P2 2L =( +Z )01maxDH其中:H -最大起升高度, H =6500mm;ax maxm-滑轮组倍数,2 吨简易单梁桥吊行走机构中 m=2;P-绳槽节距,P=19mm所以: L = ( +Z )P01maxD=( 19)265=368mmL 按需而定,取: L =25mm1 1L 3P2=319mm=57mm所以 : L = L +2L +Ld012=368+50+572 吨简易单梁桥吊行走机构设计7=475mm3.2 卷筒强度计算由机械设计手册单行本表 8155 得 L3D,所以只需校核由弯曲产生的拉应力,计算公式: = (MP)2WMumaxp1M -由钢丝绳最大拉力引起的卷筒的最大弯矩 N.mmumaxW抗弯截面模数(mm )D)(1.0403D卷筒绳槽底径,mmD -卷筒内径,mm0 -许用拉应力,Mpap1钢: = , -屈服强度p12ss210)98(.4W=194217.3mm3M =7350000N.mmumax=7350N.m =21947350=37.8Mpa =225Mpa =112.5Mpasp1 2p1所以可以选用3.3 吊钩的选择根据机械性能和实际经验选其强度等级选 M 级,查机械设计手册钩号选 5。2 吨简易单梁桥吊行走机构设计83.4 滑轮结构和材料绳索滑轮一般用来导向和支承,以改变绳索及其传递拉力的方向或平衡绳索分支的拉力。滑轮直径 D hd=14 15mm=210mm,采用 Q235。小型铸造滑轮的强度尺寸决定于铸造工艺条件,一般不进行强度计算。2 吨简易单梁桥吊行走机构设计9第 4 章 起升电动机的选择4.1 电动机类型的选择系列电动机是 2 吨简易单梁桥吊行走机构的起升电机,或用于要求起1ZD动较大及制动力矩较大的驱动装置,也可以在起重运输机械,机床,生产流水线和其它需要迅速制动的场合中使用,本系列电机采用 50Hz、380V 电源,基准工作制 S3,负载持续率 25%,通电启动次数是每小时 120 次。本系列电机为卧式电动机,采用圆锥面制动器,输出端轴伸为矩形花键,机座不带底脚,前端盖有凸缘(法兰式)安装孔在前端盖凸缘上,本系列电动机为封闭式结构,防护等级为 IP44,冷却方式为自扇冷式 ICO141,绝缘等级为 B 级4.2 电动机参数的确定由文献3.式 5-2、5-7 和 5-8 可得,起升机构的静功率为(4-1)106“VQP总起重量为 NQ204.2“ 起升机构总效率为 875.9081570根据式(4-1)kw21.875.016240P又由文献3知,工作类型为中级的 2 吨简易单梁桥吊行走机构用电机,负载持续率 FC=25%。于是按文献3表 5-9 选 型锥型转子电动机,功41ZD率 P=13kw,转速 1400r/min。4.3 联轴器的选择2 吨简易单梁桥吊行走机构设计10起重机用联轴器常用的有齿式联轴器、梅花弹性联轴器、弹性柱销联轴器、万向联轴器、耦合器等。由于钢丝绳 2 吨简易单梁桥吊行走机构有其特殊性,电机和减速器的输出轴的距离较远及两轴的平行误差较大,查文献1需要满足以下强度公式: (4-2)fzwcKT= fznP950)(mN式中:理论转矩,cT驱动功率,KW, =13KWwPwP工作转速,r/min, =1400r/minnn电动机系数, =1.0wKwK工况系数, =1.75启动系数, =1.0ZZ温度系数, =1.0f f公称转矩nT根据式(4-2)=cT0.175.014395( )2.1mN由文献1选择 型齿式联轴器,公称转矩ZCLG mNTn42 吨简易单梁桥吊行走机构设计11第 5 章 传动比的分配及运动和动力参数5.1 计算总传动比卷筒转速min/92.15in/32018rrnw已选定电动机型号为 ,满载转速为 1400r/min4ZDi= =1400/15.92=87.94wn总5.2 分配减速器的各级传动比由文献3,表 5-8,分配传动比45.321ii由于传动装置的实际传动比只有在传动件的参数确定后才能准确计算,故工作机的实际转速只能在传动件设计计算完成后进行核算,一般允许与设计要求的转速有(3-5)%的误差。5.3 传动装置的运动和动力参数1.各轴转速轴: min/1401rnd轴:i/5.2.12i轴:in/64.3in23 r2 吨简易单梁桥吊行走机构设计12轴:min/91.546.3in4r2.各轴的输入功率由第五章得知 = =7.821kw1P0KWd 586.79.82.72 43104式中:电动机的输出功率dP轴的输入功率1轴的输入功率2轴的输入功率3P轴的输入功率4电动机与、轴间的传动效率 9.016.3423.各轴转矩T =1mNnP35.91.8275091T =26.4.2T =3NnP7.10.6379503T =4m8.49.42 吨简易单梁桥吊行走机构设计13第 6 章 减速器齿轮的设计6.1 第一级齿轮的参数设计计算1.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数(1)材料及热处理,由文献2表 10-1 选得,大小齿轮的材料均为40Cr,并经调质及表面淬火,齿面硬度为 48-55HRC(2)2 吨简易单梁桥吊行走机构是特种重工机械,精度等级选 7 级(3)选小齿轮齿数 ,大齿轮齿数取14Az 5.14Bz(4)选取螺旋角,初选螺旋角 。92.按齿面接触强度设计(6-1)32adt1 )1.2HEt ZuTK(1)确定公式内的各计算数值试选载荷系数 6.t由文献2图 10-30 选取区域系数 425.HZ由文献2表 10-7 选取齿宽系数 80d由文献2图 10-26 查得 , ,7.1.27.1由文献2表 10-6 查得材料的弹性影响系数 2189MpaZE按齿面硬度查得小齿轮的接触强度极限 ,大齿轮的疲劳接0lim1触强度极限 。Mpa102lim由文献2式 10-13 计算应力循环次数由第 1 章机构利用等级知道,总设计寿命 =12500hhL91 105.124060hjLnN8129.i2 吨简易单梁桥吊行走机构设计14由文献2图 10-19 查得接触疲劳寿命系数 ,93.01HNK06.12HN计算接触疲劳许用应力:取失效概率为 1%,安全系数 S=1,由文献2式 10-12 得MpaH102393.01662HH5.9421(2)试算小齿轮的分度圆直径 ,根据式( 6-1)td1td13 23)5.109482(.567.8056.2m.计算圆周速度smv /35.21064.32.106ndt (3)计算齿宽 b 及模数 mtd 6812.49cos032Zcos1t ntht8.5.204/b(4)计算纵向重合度 9tan318.zd4.056.根据纵向重合度 ,从文献2图 10-28 查得螺旋角影响系数96.0Y(5)计算载荷系数 K由文献2表 10-2,使用系数 1A2 吨简易单梁桥吊行走机构设计15根据 V=2.35m/s,7 级精度,由文献2图 10-8 查得动载系数 K =1.13,v由文献2表 10-3 查 K =K =1.2,从文献2表 10-4 中,综合考虑取HF21.HK65.12.13.VA另由文献2图 10-13 查得 75F(6)按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径mKdtt 40.326.103.21 (7)计算模数zm2.149cos.cos1n 3.按齿根弯曲强度设计(6-2)3a21dcosKTFSnYZ(1)确定公式的各计算数值1)计算载荷系数59.17.213.FVAK2)根据纵向重合度 ,由文献2图 10-28 查得螺旋角影响系数564.00.96Y由文献2图 10-20d 查得齿轮的弯曲疲劳极限MpaFE6201弯曲疲劳寿命系数及安全系数分别为, , 8.1FNK87.2FNK4.1S3)计算当量齿数 92.7cos53.143321zvv由文献2表 10-5 查得 , ,06.a1FY.aF2 吨简易单梁桥吊行走机构设计16,495.1aSY7.1a2S计算弯曲疲劳许用应力MpaFEF 4.36.08K1N1 S29.5.722计算大小齿轮的 并加以比较FYa0126.a1S.2aFSY小齿轮的数值较大。(2)设计计算根据式(6-2)3223016.57.148.09cos6596.12nm.对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数 与齿根弯曲疲劳nm强度计算的法面模数得出,取标准值 ,取分度圆直径5.2nmd40.3218.1cosdn1z取 ,则 ,取13z5.7.272z4.几何尺寸计算计算中心距 mZa57.10cos2n1圆整后 ma108将圆整后的中心距修正螺旋角=a2arcosn1Z3.0因 值改变不多,故各个参数不必修正。2 吨简易单梁桥吊行走机构设计17计算大小齿轮的分度圆直径mZd04.3cosn197.82n2计算齿轮宽度mdb43.61圆整后取 , 。mB276.2 第二级齿轮的参数设计计算1.选精度等级,材料及齿数(1)材料及热处理,由文献2表 10-1 选得,大小齿轮的材料均为40Cr,并经调质及表面淬火,齿面硬度为 48-55HRC(2)起重机为特种机械,故精度等级选 7 级精度(3)选小齿轮齿数 ,大齿轮齿数取15Cz 60415Dz(4)选取螺旋角,初选螺旋角 。92.按齿面接触强度设计(6-3)32adt1 )1.2HEt ZuTK(1)确定公式内的各计算数值试选 6.tK由文献2图 10-30 选取区域系数 =2.425HZ由文献2表 10-7 选取齿宽系数 8.0d由文献2图 10-26 查得 , ,75.19264.13由文献2表 10-6 查得材料的弹性影响系数 218MpaZE2 吨简易单梁桥吊行走机构设计18按齿面硬度查得小齿轮的接触强度极限 ,大齿轮的疲劳MpaH10lim接触强度极限 。MpaH102lim由文献2式 10-13 计算应力循环次数由第一级计算得: 721803.6749iN由文献2图 10-19 查得接触疲劳寿命系数 ,6.1HNK17.2HN计算接触疲劳许用应力取失效概率为 1%,安全系数 S=1,由文献2式 10-12 得MpaHN1287017. .62HN35.9(2)试算小齿轮的分度圆直径 td1根据式(6-3)3 2231 5.19745.808.62.tdm7.5(3)计算圆周速度smv /72.01605.478.3.106ndt (4)计算齿宽 及模数bmtd 5154.39cos783zcos1t mh.25.0.97/043/b(5)计算纵向重合度2 吨简易单梁桥吊行走机构设计199tan318.0zd5.64.根据纵向重合度 ,从文献2图 10-28 查得螺旋角影响系数095.0Y(7)计算载荷系数 K根据 ,7 级精度,由文献2图 10-8 查得动载系数 ,smV/2. 05.1vK由文献2表 10-3 查得 ,从文献2 表 10-4 中,综合考虑取2.1FH=1.29HKHVAK625.19.10另由文献2图 10-13 查得 4.F(8)按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径= =53.78 =54.06mm1dt3tK36.125(9)计算模数mzmn 5.319cos78.5cos1 3.按齿根弯曲强度设计(6-4)3a21dcosKTFSnYZ(1)确定计算参数1)计算载荷系数5624.12.051FVAK2)由文献2图 10-20d 查得齿轮的弯曲疲劳极限 。MpaFE620由 N1,N2,通过文献2图 10-18 查得弯曲疲劳寿命系数及安全系数分别为, , 。8.01FNK92.0FN4.1S2 吨简易单梁桥吊行走机构设计20由文献2表 10-5 查得 , ,Y , 。05.3a1FY28.aF51.aS73.a2SY计算弯曲疲劳许用应力MpSFEF 71.94.68K1N1a.38.2022 计算大小齿轮的 并加以比较FSYa0182.7.38951aS2a2FSY小齿轮的数值较大。(2)设计计算根据式(6-4) 3223018.57.18.09cos645.12nm.对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数 与齿根弯曲疲劳nm强度计算的法面模数相差不大,取标准值 ,取分度圆直径4nd06.5413.19cos06.54mcosdn1z取 ,则31z23124.几何尺寸计算(1)计算中心距mZa62.139cos24)513(cos2n1 圆整为 132mm(2)将圆整后的中心距修正螺旋角=arccos =arccos =a2mn1Z1324598.2 吨简易单梁桥吊行走机构设计21因 值改变不多,故各个参数不必修正。(3)计算大小齿轮的分度圆直径= = =52.80mm1dcosmnZ.9843= = =211.20mm2n.52(4)计算齿轮宽度=0.852.80=42.088mm1db圆整后 =43mm, =48mm.2B6.3 第三级齿轮的参数设计计算1.选精度等级,材料及齿数(1)材料及热处理,由文献2表 10-1 选得,大小齿轮的材料均为40Cr,并经调质及表面淬火,齿面硬度为 48-55HRC(2)起重机为特种机械,故精度等级选 7 级精度(3)选小齿轮齿数 =20,大齿轮齿数取 204=801z(4)选取螺旋角,初选螺旋角 。92.按齿面接触强度设计(6-5)23adt11.2)( HEt ZuTK(1)确定公式内的各计算数值试选 =1.6tK由文献2图 10-30 选取区域系数 425.HZ由文献2表 10-7 选取齿宽系数 80d由文献2图 10-26 查得 , ,76.1.264.12由文献2表 10-6 查得材料的弹性影响系数 MpaZE8.9按齿面硬度查得小齿轮的接触强度极限 ,大齿轮的疲劳接0Hlim1触强度极 。Mpa102Hlim2 吨简易单梁桥吊行走机构设计22由文献2式(10-13)计算应力循环次数由第二级计算得71083.6N=27318.i由文献2图 10-19 查得接触疲劳寿命系数 , 。1.HNK2.HN计算接触疲劳许用应力取失效概率为 1%,安全系数 S=1,由式 10-12 得MpaHH5.1342 20.18772(2)试算小齿轮的分度圆直径 td根据式(6-5)3 2231 5.146.808.9471.2tdm6.74(3)计算圆周速度smv /25.01064.3.7.310ndt (4)计算齿宽 b 及模数 mtd 8.9.816.320cos674zcos1t mh8.25.7/b(5)计算纵向重合度9tan318.0zd6.t20.2 吨简易单梁桥吊行走机构设计23根据纵向重合度 ,从文献2图 10-28 查得螺旋角影响系数806.。94.0Y(6)计算载荷系数 K根据 V=0.26m/s,7 级精度,由文献2图 10-8 查得动载系数 ,03.1vK由文献2表 10-3 查得 ,从文献2 表 10-4 中,综合考虑取2.1FH28.1HK592.18.03.VAK另由文献2图 10-13 查得 251F(7)按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径mKdt 48.76.190.7433t1 (8)计算模数8.3209cos8.cos1 zmn3.按齿根弯曲强度设计(6-6)3a21dcosKTFSnYZm(1)确定计算参数计算载荷系数54.12.031FVAK由文献2图 10-20d 查得齿轮的弯曲疲劳极限 。MpaFE620由文献2图 10-18 查得,弯曲疲劳寿命系数及安全系数分别为, , ,94.01FNK98.02FN4.1S由文献2表 10-5 查得 , , ,2aFY2.aF5.1aSY7.a2S计算弯曲疲劳许用应力MppSFEF 9.464.1609KN1a3.2821 2 吨简易单梁桥吊行走机构设计24计算大小齿轮的 并加以比较FSYa0143.29.46581aS5.372aFSY小齿轮的数值较大。(2)设计计算根据式(6-6)32230143.64.108. 9cos754.12nm97.对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数 与齿根弯曲疲劳nm强度计算的法面模数相差不大,取标准值 =4,取分度圆直径nd48.7139.184cos.7mcosdn1z取 =,则 Z18z 28124.几何尺寸计算(1)计算中心距ma24.189cos2)718(cosn21 圆整后 m8将圆整后的中心距修正螺旋角 5.8124)7(arcos2arcosn1 Z因 值改变不多,故各个参数不必修正。(2)计算大小齿轮的分度圆直径 mZdt 80.725.cos41mn1t .9.n22 吨简易单梁桥吊行走机构设计25(3)计算齿轮宽度 mdb24.580.7281圆整后 , 。mB60265本科毕业设计(论文)题 目 2 吨简易单梁桥吊行走机构设计姓 名 专 业 学 号 指导教师 电气工程学院年四月2 吨简易单梁桥吊行走机构设计II摘要2 吨简易单梁桥吊行走机构主要由减速器,运行机构,卷筒装置,吊钩装置,联轴器,限位器,锥形转子电动机等部分组成。本文根据设计任务书要求,主要对 2 吨简易单梁桥吊行走机构的总体方案选择和确定,然后对传动系统进行设计。根据设计要求和目的,参考 2 吨简易单梁桥吊行走机构首先对 2 吨简易单梁桥吊行走机构进行工艺分析,选择合理机构及装配方案,然后对减速器和电动机进行外形设计,钢丝绳的选用及强度验算,卷筒的参数计算及验算,再计算齿轮的传动比,确定各个齿轮的参数,进行强度计算,选择合理的轴承、键、轴套等各种零部件,画出总体装配图。最后对齿式弹性联轴器作了一些简明的阐述。关键词:2 吨简易单梁桥吊行走机构,卷筒装置,吊钩2 吨简易单梁桥吊行走机构设计IIIAbstract2t simple single-beam crane traveling mechanism mainly consists of reducer, running organizations, drum equipment, hook device, coupling, stopper, cone rotor motors and other components. According to the design plan requirements, mainly for the overall program two tons simple single-beam crane traveling mechanism of selection and determination and drive system design.Depending on design requirements and purpose, reference 2 t simple single-beam crane traveling mechanism first two tons simple single-beam crane traveling mechanism for process analysis, choose the right organization and assembly programs, then the gear unit and motor exterior design, the rope selection and strength checking, parameter calculation and checking roll, and then calculate the transmission gear ratio, to determine the parameters of each gear, strength calculation, a reasonable choice of various parts of the bearing, bond, bushings, etc., the overall assembly shown in Fig. . Finally, the flexible coupling tooth made some brief elaboration.Keywords: two tons simple single-girder crane running organizations, drum equipment, hook2 吨简易单梁桥吊行走机构设计IV目 录摘要 IIAbstract.III第 1 章 绪论 11.1 简介 .11.2 国内外发展现状 .11.3 本次设计的任务 .2第 2 章 机构工作级别和钢丝绳选择 32.1 机构利用等级 32.2 机构载荷状态 32.3 机构工作级别 32.4 钢丝绳的选用 32.4.1 钢丝绳的选择 .32.4.3 钢丝绳直径的计算 .3第 3 章 卷筒的设计 53.1 卷筒几何尺寸 53.2 卷筒强度计算 73.3 吊钩的选择 73.4 滑轮结构和材料 8第 4 章 起升电动机的选择 9第 5 章 传动比的分配及运动和动力参数 115.1 计算总传动比 115.2 分配减速器的各级传动比 115.3 传动装置的运动和动力参数 11第 6 章 减速器齿轮的设计 136.1 第一级齿轮的参数设计计算 136.2 第二级齿轮的参数设计计算 176.3 第三级齿轮的参数设计计算 21第 7 章 减速器轴及其装配的设计 262 吨简易单梁桥吊行走机构设计V7.1 第一轴的设计及其装配 267.2 第二轴的设计 .297.3 第三轴的设计 347.4 润滑与密封 37第 8 章 行车机构的设计 398.1 行车电动机的选择 398.2 运动参数及传动比的分配 398.3 齿轮参数设计计算 398.4 主动轮和被动轮的设计 47结 论 48致 谢 49参考文献 502 吨简易单梁桥吊行走机构设计1第 1 章 绪论1.1 简介以2吨简易单梁桥吊行走机构作为起升机构的起重机统称为单梁桥吊起重机。这种起重机的核心是2吨简易单梁桥吊行走机构,并多为钢丝绳2吨简易单梁桥吊行走机构和环链式2吨简易单梁桥吊行走机构,以往2吨简易单梁桥吊行走机构除了作为单轨架空悬挂轨道起重运输设备用之外,多用来与电动单梁起重机和电动单梁悬挂起重机配套,用于车间,仓库等场所,随着2吨简易单梁桥吊行走机构性能参数的扩展,从80年代开始,这种葫芦式起重机已不再局限于作为轻小起重设备,大起重量的2吨简易单梁桥吊行走机构桥式起重机有代替起重量100t 以下的轻,中工作级别的普通桥式起重机的趋势,因为这种起重机自重轻,建筑高度低。随着2吨简易单梁桥吊行走机构结构形式的更新,特别是2吨简易单梁桥吊行走机构运行小车出现了多种形式的支撑和悬挂方式,大大促进了葫芦式起重机的品种类型的增多与应用范围的扩大,80 年代在国外,特别是德国,芬兰,日本,英国,法国及保加利亚等国家的厂家,不禁相继研制生产出性能新进的电动单梁,悬挂和2吨简易单梁桥吊行走机构桥式起重机,还派生出先进适用的葫芦门式起重机,葫芦式抓斗起重机,葫芦吊钩抓斗两用起重机,葫芦吊钩抓斗电磁三用起重机,葫芦式旋臂起重机葫芦式壁行起重机,葫芦桥式堆垛起重机及立体仓库用葫芦式巷道堆垛起重机。葫芦式起重机品种,类型,规格的不断扩展及在起重运输设备中所占比例的增加,将使各种类型的葫芦式起重机形成一种独立而重的起重运输设备体系。1.2 国内外发展现状80 年代在国外,特别是德国,芬兰,日本,英国,法国及保加利亚等国家的厂家,不禁相继研制生产出性能新进的电动单梁,悬挂和2吨简易单梁桥吊行走机构桥式起重机,还派生出先进适用的葫芦门式起重机,葫芦式抓斗起重机,葫芦吊钩抓斗两用起重机,葫芦吊钩抓斗电磁三用起重机,葫芦式旋臂起重机葫芦式壁行起重机,葫芦桥式堆垛起重机及立体仓库用葫芦式巷道堆垛起重机。葫芦式起重机品种,类型,规格的不断扩展及在起重运输设备中所占比例的增加,将使各种类型的葫芦式起重机形成一种独立而重的起重运输设备体系。2 吨简易单梁桥吊行走机构设计2国产 2 吨简易单梁桥吊行走机构是从上世纪 50 年代以仿造形式开始生产与发展的。1949 年 7 月上海最先试制成功仿德国公司 1.2t 和 3t 一般用途钢丝绳 2 吨简易单梁桥吊行走机构,并投入小批量生产。从上世纪 70 年代末到 80年代初,葫芦式起重机已进入到一个引进开发的新阶段。特别是 2 吨简易单梁桥吊行走机构运行小车出现了多种形式的支撑和悬挂方式,大大增加了葫芦式起重机的类型,和扩大应用范围。70 年代初我国自行设计了钢丝绳 2 吨简易单梁桥吊行走机构取代 TV 型钢丝绳 2 吨简易单梁桥吊行走机构,至目前为止 2吨简易单梁桥吊行走机构在国内生产制造,使用已达 30 多年历史。2 吨简易单梁桥吊行走机构是将电动机、减速器、卷筒、制动器和运行小车等紧凑地合为一体的起重机械,由于它轻巧、灵活、成本较低,且安全可靠,零部件通用程度大,互换性强,单重起重能力高,维护方便等特点,是目前用途广泛,深受欢迎的轻型起重设备。 2 吨简易单梁桥吊行走机构可以式固定的也可以通过小车和桥梁组成电动单梁桥式起重机、简单双梁桥式起重机和简单龙门式起重机等,稍加改动,还可作卷扬作用。1.3 本次设计的任务本次设计的 2 吨简易单梁桥吊行走机构必须达到以下要求:为达到高度要求,需考虑钢丝绳的直径问题;为达到提升速度要求,需考虑电动机转速与卷筒直径问题;为达到提升重量要求,需考虑电动机的扭矩与功率、及轴的弯扭合矩承载能力、钢丝绳的抗拉强度问题。2 吨简易单梁桥吊行走机构设计3第 2 章 机构工作级别和钢丝绳选择2.1 机构利用等级机构利用等级按机构总设计寿命分为十级,总设计寿命规定为机构假定约使用年数内处于运转的总小时数,它仅作为零件的设计基础,而不能视为保用期,2 吨简易单梁桥吊行走机构一般处于清闲的使用状态,根据 GB/T3811-1983,机构利用等级如下:机构利用等级 T4,总设计寿命/h 32002.2 机构载荷状态载荷状态是表明机构承受最大载荷及载荷变化程度,2 吨简易单梁桥吊行走机构一般在低于额定载荷的状态下工作,并且也不经常的使用,根据GB/T3811-1983,由于 2 吨简易单梁桥吊行走机构经常工作在中等载荷,较少承受最大的载荷,所以机构载荷状态选为 L2-中。2.3 机构工作级别根据机构利用等级和机构载荷状态,依据 GB/T3811-1983,机构的工作级别选为 M32.4 钢丝绳的选用钢丝绳是起重设备不可缺少的关键件,也是易损件,正确选择及合理使用,按要求进行维护、保养。可提高钢丝绳的使用寿命,避免事故发生。2.4.1 钢丝绳的选择钢丝绳是起重机械及起重运输、吊装捆绑作业不可缺少的主要零部件,被广泛的应用作为起升绳、变幅绳、牵引绳、吊装绳等不论作为哪一种用途的钢丝绳,如果选用类型不当,使用方法不合理,缺乏安全检查,又不重视保养,更为重要的是已达报废还继续使用,都有可能发生因钢丝绳的损伤或破断而产生的重大事故。2.4.3 钢丝绳直径的计算钢丝绳直径可由钢丝绳最大工作静压力按式d=c s确定2 吨简易单梁桥吊行走机构设计4式中 d-钢丝绳最小直径 mmc-选择系数 mm/N 21s-钢丝绳最大工作静压力钢丝绳最大静压力:在起升机构中,钢丝绳最大工作静拉力是由起升载荷考虑滑轮组效率和承载分支最后确定,起升载荷是指起升质量的重力。起升质量包括允许起升的最大有效物品,取物装置(下滑轮组,吊钩,吊梁,抓斗,容器,起重机磁铁等),悬挂挠性件及其他在升降中的设备质量。起升高度小于 50m 的起升钢丝绳的重量可以不计。2 吨简易单梁桥吊行走机构的起升载荷可以只考虑起升的最大有效物品,其他的忽略不计,所以S=(2t 1000kg/t 9.8N/kg)/2=9800N选择系数 c选择系数 c 的取值与机构的工作级别有关,依据 GB/T38111983,选取c=0.093.由钢丝绳最大静拉力 s 和选择系数 c 得:d=0.093 980=9.2mm实际当中考虑到超载等问题,根据钢丝绳系列标准,故意选取计算值大一些的,在这里选取 d 15mm。2 吨简易单梁桥吊行走机构设计5第 3 章 卷筒的设计3.1 卷筒几何尺寸卷筒名义直径D=h.d1式中:d-钢丝绳直径h-与机构工作级别和钢丝绳机构有关的系数选择系数 h:根据 GB/T 3811-1983、h=14式中 d=15mm 所以D =h.d1=1415=210mm考虑到各方面的因素 取 D =220mm1绳槽半径R=(0.530.56)d=0.5515mm=8mm绳槽深度(标准槽)H=(0.250.4) d=0.415mm=6mm绳槽节距(标准槽)P=d+(24)=15mm+(24)mm=19mm卷筒厚度钢卷筒:d15mm卷筒长度:(单联卷筒)2 吨简易单梁桥吊行走机构设计6图 3-1 卷筒长度示意图L =L +2L +L d012式中:L -无绳槽的卷筒端部尺寸,按需而定1L -固定绳尾所需长度,L 3P2 2L =( +Z )01maxDH其中:H -最大起升高度, H =6500mm;ax maxm-滑轮组倍数,2 吨简易单梁桥吊行走机构中 m=2;P-绳槽节距,P=19mm所以: L = ( +Z )P01maxD=( 19)265=368mmL 按需而定,取: L =25mm1 1L 3P2=319mm=57mm所以 : L = L +2L +Ld012=368+50+572 吨简易单梁桥吊行走机构设计7=475mm3.2 卷筒强度计算由机械设计手册单行本表 8155 得 L3D,所以只需校核由弯曲产生的拉应力,计算公式: = (MP)2WMumaxp1M -由钢丝绳最大拉力引起的卷筒的最大弯矩 N.mmumaxW抗弯截面模数(mm )D)(1.0403D卷筒绳槽底径,mmD -卷筒内径,mm0 -许用拉应力,Mpap1钢: = , -屈服强度p12ss210)98(.4W=194217.3mm3M =7350000N.mmumax=7350N.m =21947350=37.8Mpa =225Mpa =112.5Mpasp1 2p1所以可以选用3.3 吊钩的选择根据机械性能和实际经验选其强度等级选 M 级,查机械设计手册钩号选 5。2 吨简易单梁桥吊行走机构设计83.4 滑轮结构和材料绳索滑轮一般用来导向和支承,以改变绳索及其传递拉力的方向或平衡绳索分支的拉力。滑轮直径 D hd=14 15mm=210mm,采用 Q235。小型铸造滑轮的强度尺寸决定于铸造工艺条件,一般不进行强度计算。2 吨简易单梁桥吊行走机构设计9第 4 章 起升电动机的选择4.1 电动机类型的选择系列电动机是 2 吨简易单梁桥吊行走机构的起升电机,或用于要求起1ZD动较大及制动力矩较大的驱动装置,也可以在起重运输机械,机床,生产流水线和其它需要迅速制动的场合中使用,本系列电机采用 50Hz、380V 电源,基准工作制 S3,负载持续率 25%,通电启动次数是每小时 120 次。本系列电机为卧式电动机,采用圆锥面制动器,输出端轴伸为矩形花键,机座不带底脚,前端盖有凸缘(法兰式)安装孔在前端盖凸缘上,本系列电动机为封闭式结构,防护等级为 IP44,冷却方式为自扇冷式 ICO141,绝缘等级为 B 级4.2 电动机参数的确定由文献3.式 5-2、5-7 和 5-8 可得,起升机构的静功率为(4-1)106“VQP总起重量为 NQ204.2“ 起升机构总效率为 875.9081570根据式(4-1)kw21.875.016240P又由文献3知,工作类型为中级的 2 吨简易单梁桥吊行走机构用电机,负载持续率 FC=25%。于是按文献3表 5-9 选 型锥型转子电动机,功41ZD率 P=13kw,转速 1400r/min。4.3 联轴器的选择2 吨简易单梁桥吊行走机构设计10起重机用联轴器常用的有齿式联轴器、梅花弹性联轴器、弹性柱销联轴器、万向联轴器、耦合器等。由于钢丝绳 2 吨简易单梁桥吊行走机构有其特殊性,电机和减速器的输出轴的距离较远及两轴的平行误差较大,查文献1需要满足以下强度公式: (4-2)fzwcKT= fznP950)(mN式中:理论转矩,cT驱动功率,KW, =13KWwPwP工作转速,r/min, =1400r/minnn电动机系数, =1.0wKwK工况系数, =1.75启动系数, =1.0ZZ温度系数, =1.0f f公称转矩nT根据式(4-2)=cT0.175.014395( )2.1mN由文献1选择 型齿式联轴器,公称转矩ZCLG mNTn42 吨简易单梁桥吊行走机构设计11第 5 章 传动比的分配及运动和动力参数5.1 计算总传动比卷筒转速min/92.15in/32018rrnw已选定电动机型号为 ,满载转速为 1400r/min4ZDi= =1400/15.92=87.94wn总5.2 分配减速器的各级传动比由文献3,表 5-8,分配传动比45.321ii由于传动装置的实际传动比只有在传动件的参数确定后才能准确计算,故工作机的实际转速只能在传动件设计计算完成后进行核算,一般允许与设计要求的转速有(3-5)%的误差。5.3 传动装置的运动和动力参数1.各轴转速轴: min/1401rnd轴:i/5.2.12i轴:in/64.3in23 r2 吨简易单梁桥吊行走机构设计12轴:min/91.546.3in4r2.各轴的输入功率由第五章得知 = =7.821kw1P0KWd 586.79.82.72 43104式中:电动机的输出功率dP轴的输入功率1轴的输入功率2轴的输入功率3P轴的输入功率4电动机与、轴间的传动效率 9.016.3423.各轴转矩T =1mNnP35.91.8275091T =26.4.2T =3NnP7.10.6379503T =4m8.49.42 吨简易单梁桥吊行走机构设计13第 6 章 减速器齿轮的设计6.1 第一级齿轮的参数设计计算1.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数(1)材料及热处理,由文献2表 10-1 选得,大小齿轮的材料均为40Cr,并经调质及表面淬火,齿面硬度为 48-55HRC(2)2 吨简易单梁桥吊行走机构是特种重工机械,精度等级选 7 级(3)选小齿轮齿数 ,大齿轮齿数取14Az 5.14Bz(4)选取螺旋角,初选螺旋角 。92.按齿面接触强度设计(6-1)32adt1 )1.2HEt ZuTK(1)确定公式内的各计算数值试选载荷系数 6.t由文献2图 10-30 选取区域系数 425.HZ由文献2表 10-7 选取齿宽系数 80d由文献2图 10-26 查得 , ,7.1.27.1由文献2表 10-6 查得材料的弹性影响系数 2189MpaZE按齿面硬度查得小齿轮的接触强度极限 ,大齿轮的疲劳接0lim1触强度极限 。Mpa102lim由文献2式 10-13 计算应力循环次数由第 1 章机构利用等级知道,总设计寿命 =12500hhL91 105.124060hjLnN8129.i2 吨简易单梁桥吊行走机构设计14由文献2图 10-19 查得接触疲劳寿命系数 ,93.01HNK06.12HN计算接触疲劳许用应力:取失效概率为 1%,安全系数 S=1,由文献2式 10-12 得MpaH102393.01662HH5.9421(2)试算小齿轮的分度圆直径 ,根据式( 6-1)td1td13 23)5.109482(.567.8056.2m.计算圆周速度smv /35.21064.32.106ndt (3)计算齿宽 b 及模数 mtd 6812.49cos032Zcos1t ntht8.5.204/b(4)计算纵向重合度 9tan318.zd4.056.根据纵向重合度 ,从文献2图 10-28 查得螺旋角影响系数96.0Y(5)计算载荷系数 K由文献2表 10-2,使用系数 1A2 吨简易单梁桥吊行走机构设计15根据 V=2.35m/s,7 级精度,由文献2图 10-8 查得动载系数 K =1.13,v由文献2表 10-3 查 K =K =1.2,从文献2表 10-4 中,综合考虑取HF21.HK65.12.13.VA另由文献2图 10-13 查得 75F(6)按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径mKdtt 40.326.103.21 (7)计算模数zm2.149cos.cos1n 3.按齿根弯曲强度设计(6-2)3a21dcosKTFSnYZ(1)确定公式的各计算数值1)计算载荷系数59.17.213.FVAK2)根据纵向重合度 ,由文献2图 10-28 查得螺旋角影响系数564.00.96Y由文献2图 10-20d 查得齿轮的弯曲疲劳极限MpaFE6201弯曲疲劳寿命系数及安全系数分别为, , 8.1FNK87.2FNK4.1S3)计算当量齿数 92.7cos53.143321zvv由文献2表 10-5 查得 , ,06.a1FY.aF2 吨简易单梁桥吊行走机构设计16,495.1aSY7.1a2S计算弯曲疲劳许用应力MpaFEF 4.36.08K1N1 S29.5.722计算大小齿轮的 并加以比较FYa0126.a1S.2aFSY小齿轮的数值较大。(2)设计计算根据式(6-2)3223016.57.148.09cos6596.12nm.对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数 与齿根弯曲疲劳nm强度计算的法面模数得出,取标准值 ,取分度圆直径5.2nmd40.3218.1cosdn1z取 ,则 ,取13z5.7.272z4.几何尺寸计算计算中心距 mZa57.10cos2n1圆整后 ma108将圆整后的中心距修正螺旋角=a2arcosn1Z3.0因 值改变不多,故各个参数不必修正。2 吨简易单梁桥吊行走机构设计17计算大小齿轮的分度圆直径mZd04.3cosn197.82n2计算齿轮宽度mdb43.61圆整后取 , 。mB276.2 第二级齿轮的参数设计计算1.选精度等级,材料及齿数(1)材料及热处理,由文献2表 10-1 选得,大小齿轮的材料均为40Cr,并经调质及表面淬火,齿面硬度为 48-55HRC(2)起重机为特种机械,故精度等级选 7 级精度(3)选小齿轮齿数 ,大齿轮齿数取15Cz 60415Dz(4)选取螺旋角,初选螺旋角 。92.按齿面接触强度设计(6-3)32adt1 )1.2HEt ZuTK(1)确定公式内的各计算数值试选 6.tK由文献2图 10-30 选取区域系数 =2.425HZ由文献2表 10-7 选取齿宽系数 8.0d由文献2图 10-26 查得 , ,75.19264.13由文献2表 10-6 查得材料的弹性影响系数 218MpaZE2 吨简易单梁桥吊行走机构设计18按齿面硬度查得小齿轮的接触强度极限 ,大齿轮的疲劳MpaH10lim接触强度极限 。MpaH102lim由文献2式 10-13 计算应力循环次数由第一级计算得: 721803.6749iN由文献2图 10-19 查得接触疲劳寿命系数 ,6.1HNK17.2HN计算接触疲劳许用应力取失效概率为 1%,安全系数 S=1,由文献2式 10-12 得MpaHN1287017. .62HN35.9(2)试算小齿轮的分度圆直径 td1根据式(6-3)3 2231 5.19745.808.62.tdm7.5(3)计算圆周速度smv /72.01605.478.3.106ndt (4)计算齿宽 及模数bmtd 5154.39cos783zcos1t mh.25.0.97/043/b(5)计算纵向重合度2 吨简易单梁桥吊行走机构设计199tan318.0zd5.64.根据纵向重合度 ,从文献2图 10-28 查得螺旋角影响系数095.0Y(7)计算载荷系数 K根据 ,7 级精度,由文献2图 10-8 查得动载系数 ,smV/2. 05.1vK由文献2表 10-3 查得 ,从文献2 表 10-4 中,综合考虑取2.1FH=1.29HKHVAK625.19.10另由文献2图 10-13 查得 4.F(8)按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径= =53.78 =54.06mm1dt3tK36.125(9)计算模数mzmn 5.319cos78.5cos1 3.按齿根弯曲强度设计(6-4)3a21dcosKTFSnYZ(1)确定计算参数1)计算载荷系数5624.12.051FVAK2)由文献2图 10-20d 查得齿轮的弯曲疲劳极限 。MpaFE620由 N1,N2,通过文献2图 10-18 查得弯曲疲劳寿命系数及安全系数分别为, , 。8.01FNK92.0FN4.1S2 吨简易单梁桥吊行走机构设计20由文献2表 10-5 查得 , ,Y , 。05.3a1FY28.aF51.aS73.a2SY计算弯曲疲劳许用应力MpSFEF 71.94.68K1N1a.38.2022 计算大小齿轮的 并加以比较FSYa0182.7.38951aS2a2FSY小齿轮的数值较大。(2)设计计算根据式(6-4) 3223018.57.18.09cos645.12nm.对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数 与齿根弯曲疲劳nm强度计算的法面模数相差不大,取标准值 ,取分度圆直径4nd06.5413.19cos06.54mcosdn1z取 ,则31z23124.几何尺寸计算(1)计算中心距mZa62.139cos24)513(cos2n1 圆整为 132mm(2)将圆整后的中心距修正螺旋角=arccos =arccos =a2mn1Z1324598.2 吨简易单梁桥吊行走机构设计21因 值改变不多,故各个参数不必修正。(3)计算大小齿轮的分度圆直径= = =52.80mm1dcosmnZ.9843= = =211.20mm2n.52(4)计算齿轮宽度=0.852.80=42.088mm1db圆整后 =43mm, =48mm.2B6.3 第三级齿轮的参数设计计算1.选精度等级,材料及齿数(1)材料及热处理,由文献2表 10-1 选得,大小齿轮的材料均为40Cr,并经调质及表面淬火,齿面硬度为 48-55HRC(2)起重机为特种机械,故精度等级选 7 级精度(3)选小齿轮齿数 =20,大齿轮齿数取 204=801z(4)选取螺旋角,初选螺旋角 。92.按齿面接触强度设计(6-5)23adt11.2)( HEt ZuTK(1)确定公式内的各计算数值试选 =1.6tK由文献2图 10-30 选取区域系数 425.HZ由文献2表 10-7 选取齿宽系数 80d由文献2图 10-26 查得 , ,76.1.264.12由文献2表 10-6 查得材料的弹性影响系数 MpaZE8.9按齿面硬度查得小齿轮的接触强度极限 ,大齿轮的疲劳接0Hlim1触强度极 。Mpa102Hlim2 吨简易单梁桥吊行走机构设计22由文献2式(10-13)计算应力循环次数由第二级计算得71083.6N=27318.i由文献2图 10-19 查得接触疲劳寿命系数 , 。1.HNK2.HN计算接触疲劳许用应力取失效概率为 1%,安全系数 S=1,由式 10-12 得MpaHH5.1342 20.18772(2)试算小齿轮的分度圆直径 td根据式(6-5)3 2231 5.146.808.9471.2tdm6.74(3)计算圆周速度smv /25.01064.3.7.310ndt (4)计算齿宽 b 及模数 mtd 8.9.816.320cos674zcos1t mh8.25.7/b(5)计算纵向重合度9tan318.0zd6.t20.2 吨简易单梁桥吊行走机构设计23根据纵向重合度 ,从文献2图 10-28 查得螺旋角影响系数806.。94.0Y(6)计算载荷系数 K根据 V=0.26m/s,7 级精度,由文献2图 10-8 查得动载系数 ,03.1vK由文献2表 10-3 查得 ,从文献2 表 10-4 中,综合考虑取2.1FH28.1HK592.18.03.VAK另由文献2图 10-13 查得 251F(7)按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径mKdt 48.76.190.7433t1 (8)计算模数8.3209cos8.cos1 zmn3.按齿根弯曲强度设计(6-6)3a21dcosKTFSnYZm(1)确定计算参数计算载荷系数54.12.031FVAK由文献2图 10-20d 查得齿轮的弯曲疲劳极限 。MpaFE620由文献2图 10-18 查得,弯曲疲劳寿命系数及安全系数分别为, , ,94.01FNK98.02FN4.1S由文献2表 10-5 查得 , , ,2aFY2.aF5.1aSY7.a2S计算弯曲疲劳许用应力MppSFEF 9.464.1609KN1a3.2821 2 吨简易单梁桥吊行走机构设计24计算大小齿轮的 并加以比较FSYa0143.29.46581aS5.372aFSY小齿轮的数值较大。(2)设计计算根据式(6-6)32230143.64.108. 9cos754.12nm97.对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数 与齿根弯曲疲劳nm强度计算的法面模数相差不大,取标准值 =4,取分度圆直径nd48.7139.184cos.7mcosdn1z取 =,则 Z18z 28124.几何尺寸计算(1)计算中心距ma24.189cos2)718(cosn21 圆整后 m8将圆整后的中心距修正螺旋角 5.8124)7(arcos2arcosn1 Z因 值改变不多,故各个参数不必修正。(2)计算大小齿轮的分度圆直径 mZdt 80.725.cos41mn1t .9.n22 吨简易单梁桥吊行走机构设计25(3)计算齿轮宽度 mdb24.580.7281圆整后 , 。mB60265
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