毕业设计-桥式起重机小车设计计算.doc

摘 要
本次设计课题为32/5t通用桥式起重机机械部分设计，我在参观，实习和借鉴各种文献资料的基础上，同时在老师的精心指导下及本组成员的共同努力下完成的。
通用桥式起由于该机械的设计过程中，主要需要设计两大机构：起升机构、运行机构能将我们所学的知识最大限度的贯穿起来，使我们学以至用。因此，以此机型作为研究对象，具有一定的现实意义，又能便于我们理论联系实际。全面考察我们的设计能力及理论联系实际过程中分析问题、解决问题的能力。由于我们的设计是一种初步尝试，而且知识水平有限，在设计中难免会有错误和不足之处，敬请各位老师给予批评指正，在此表示感谢。

关键词: 桥式起重机 小车 起升机构。

目 录
摘 要………………………………………………………………………..…..…………….. - 1 -
概 述 - 1 -
第一章 主起升机构计算 - 4 -
1.1 确定传动方案，选择滑轮组和吊钩组 - 4 -
1.2 选择钢丝绳 - 4 -
1.3 确定卷筒尺寸,转速及滑轮直径 - 4 -
1.4 计算起升静功率 - 5 -
1.5 初选电动机 - 6 -
1.6 选用减速器 - 6 -
1.7 电动机过载验算和发热验算 - 7 -
1.8 选择制动器 - 7 -
1.9 选择联轴器 - 8 -
1.10 验算起动时间 - 8 -
1.11 验算制动时间 - 9 -
1.12高速轴计算 - 10 -
第二章 小车副起升机构计算 - 12 -
2.1 确定传动方案,选择滑轮组和吊钩组 - 12 -
2.2 选择钢丝绳 - 12 -
2.3 确定卷筒尺寸并验算强度 - 12 -
2.4 计算起升静功率 - 13 -
2.5 初选电动机 - 13 -
2.6 选用减速器 - 14 -
2.7 电动机过载验算和发热验算 - 14 -
2.8 选择制动器 - 15 -
2.9 选择联轴器 - 15 -
2.10 验算起动时间 - 16 -
2.11 验算制动时间 - 16 -
2.12 高速轴计算 - 17 -
第三章 小车运行机构计算 - 20 -
3.1 确定机构传动方案 - 20 -
3.2 选择车轮与轨道并验算其强度 - 20 -
3.3 运行阻力计算 - 21 -
3.4 选电动机 - 22 -
3.5验算电动机发热条件 - 22 -
3.6 选择减速器 - 23 -
3.7 验算运行速度和实际所需功率 - 23 -
3.8 验算起动条件 - 23 -
3.9 按起动工况校核减速器功率 - 24 -
第四章 小车安全装置计算 - 28 -
设计小结 - 30 -
致 谢 - 31 -
参考文献 - 32 -
概 述
桥式起重机是桥架在高架轨道上运行的一种桥架型起重机，又称天车。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，起重小车沿铺设在桥架上的轨道横向运行，构成一矩形的工作范围，就可以充分利用桥架下面的空间吊运物料，不受地面设备的阻碍。
桥式起重机广泛地应用在室内外仓库、厂房、码头和露天贮料场等处。桥式起重机可分为普通桥式起重机、简易粱桥式起重机和冶金专用桥式起重机三种。
普通桥式起重机一般由起重小车、桥架运行机构、桥架金属结构组成。起重小车又由起升机构、小车运行机构和小车架三部分组成。
起升机构包括电动机、制动器、减速器、卷筒和滑轮组。电动机通过减速器，带动卷筒转动，使钢丝绳绕上卷筒或从卷筒放下，以升降重物。小车架是支托和安装起升机构和小车运行机构等部件的机架，通常为焊接结构。
起重机运行机构的驱动方式可分为两大类：一类为集中驱动，即用一台电动机带动长传动轴驱动两边的主动车轮；另一类为分别驱动、即两边的主动车轮各用一台电动机驱动。中、小型桥式起重机较多采用制动器、减速器和电动机组合成一体的“三合一”驱动方式，大起重量的普通桥式起重机为便于安装和调整，驱动装置常采用万向联轴器。
起重机运行机构一般只用四个主动和从动车轮，如果起重量很大，常用增加车轮的办法来降低轮压。当车轮超过四个时，必须采用铰接均衡车架装置，使起重机的载荷均匀地分布在各车轮上。
桥架的金属结构由主粱和端粱组成，分为单主粱桥架和双粱桥架两类。单主粱桥架由单根主粱和位于跨度两边的端粱组成，双粱桥架由两根主粱和端粱组成。主粱与端粱刚性连接，端粱两端装有车轮，用以支承桥架在高架上运行。主粱上焊有轨道，供起重小车运行。桥架主粱的结构类型较多比较典型的有箱形结构、四桁架结构和空腹桁架结构。
箱形结构又可分为正轨箱形双粱、偏轨箱形双粱、偏轨箱形单主粱等几种。正轨箱形双粱是广泛采用的一种基本形式，主粱由上、下翼缘板和两侧的垂直腹板组成，小车钢轨布置在上翼缘板的中心线上，它的结构简单，制造方便，适于成批生产，但自重较大。
偏轨箱形双粱和偏轨箱形单主粱的截面都是由上、下翼缘板和不等厚的主副腹板组成，小车钢轨布置在主腹板上方，箱体内的短加劲板可以省去，其中偏轨箱形单主粱是由一根宽翼缘箱形主粱代替两根主粱，自重较小，但制造较复杂。
四桁架式结构由四片平面桁架组合成封闭型空间结构，在上水平桁架表面一般铺有走台板，自重轻，刚度大，但与其它结构相比，外形尺寸大，制造较复杂，疲劳强度较低，已较少生产。
空腹桁架结构类似偏轨箱形主粱，由四片钢板组成一封闭结构，除主腹板为实腹工字形粱外，其余三片钢板上按照设计要求切割成许多窗口，形成一个无斜杆的空腹桁架，在上、下水平桁架表面铺有走台板，起重机运行机构及电气设备装在桥架内部，
自重较轻，整体刚度大，这在中国是较为广泛采用的一种型式。
桥式起重机分类
普通桥式起重机主要采用电力驱动，一般是在司机室内操纵，也有远距离控制的。起重量可达五百吨，跨度可达60米。
简易梁桥式起重机又称粱式起重机，其结构组成与普通桥式起重机类似，起重量、跨度和工作速度均较小。桥架主粱是由工字钢或其它型钢和板钢组成的简单截面粱，用手拉葫芦或电动葫芦配上简易小车作为起重小车，小车一般在工字粱的下翼缘上运行。桥架可以沿高架上的轨道运行，也可沿悬吊在高架下面的轨道运行，这种起重机称为悬挂粱式起重机。
冶金专用桥式起重机在钢铁生产过程中可参与特定的工艺操作，其基本结构与普通桥式起重机相似，但在起重小车上还装有特殊的工作机构或装置。这种起重机的工作特点是使用频繁、条件恶劣，工作级别较高。主要有五种类型。
铸造起重机：供吊运铁水注入混铁炉、炼钢炉和吊运钢水注入连续铸锭设备或钢锭模等用。主小车吊运盛桶，副小车进行翻转盛桶等辅助工作。
夹钳起重机：利用夹钳将高温钢锭垂直地吊运到深坑均热炉中，或把它取出放到运锭车上。
脱锭起重机：用以把钢锭从钢锭模中强制脱出。小车上有专门的脱锭装置，脱锭方式根据锭模的形状而定：有的脱锭起重机用项杆压住钢锭，用大钳提起锭模；有的用大钳压住锭模，用小钳提起钢锭。
加料起重机：用以将炉料加到平炉中。主小车的立柱下端装有挑杆，用以挑动料箱并将它送入炉内。主柱可绕垂直轴回转，挑杆可上下摆动和回转。副小车用于修炉等辅助作业。
锻造起重机：用以与水压机配合锻造大型工件。主小车吊钩上悬挂特殊翻料器，用以支持和翻转工件；副小车用来抬起工件。

第一章 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=4，因而承载绳分支数为 Z=2=8。吊具自重载荷。得其自重为：G=2.0%=0.02320=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，=4,查表得滑轮组效率=0.97。
钢丝绳所受最大拉力

按下式计算钢丝绳直径
d=c=0.096=19.7mm
c: 选择系数，单位mm/，用钢丝绳=1850N/mm²，据M5及查表得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：
≥hd
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=18;滑轮=20；
筒最小卷绕直径=d=1820=360；
轮最小卷绕直径=d=2020=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
=1946.8mm。
式中：筒上有绳槽长度，，中安全圈n=2，起升高度H=16m，
槽节矩t=23mm，绕直径=670mm；
：定绳尾所需长度,取=323=69mm；
：筒两端空余长度,取=t=23mm；
：筒中间无槽长度,根据滑轮组中心间距=150，=1761mm。
卷筒壁厚δ=0.02D+(6~10)=[0.02650+(6~10)]mm=19~23mm，δ=20mm，进行卷筒壁的压力计算。
卷筒转速==14.3r/min。
1.4 计算起升静功率
==47.6kW
式中η起升时总机械效率=0.858
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。
说明书所有公式格式全部应该如下所示:

s
式中 ：电动机满载下降转速，单位为r/min，
r/min ；
：制动力矩，N.m ；
：净阻力矩，N.m ；
……
1.5 初选电动机
≥G=0.847.6=38.08kW
式中 ：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，=55KW，=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=561.92r/min
式中 :在起升载荷=326.4kN作用下电动机转速；
:电动机同步转速；
,: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：=39.3，取实际速比=40。
起升机构减速器按静功率选取，根据=47.6kW，=561.92r/min，=40，工作级别为M5，选定减速器为ZQH100，减速器许用功率[]=79KW。低速轴最大扭矩为M=20500N.m
减速器在561.92r/min时许用功率[]为[]==73.99>55kW
实际起升速度==7.38m/min
实际起升静功率==46.77kW
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：
≥==41.78kW
=45KW>41.78kW，此题恰好与=的功率相等。
式中 ：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。
==38.08kW
P=43.867>=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：
≥
式中:制动力矩,单位为N.m；
:制动安全系数，查表M5得=2.0；
:下降时作用在电动机轴上的静力矩，单位为N.m。
==586.4N.m
η':下降时总机械效率，通常取η'≈η≈0.858
==2586.4=1172.N.m
选用=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=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=132.54=530Kg.m；型号为MLL9，[M]=2800N.m；GD²=18.954=75.8Kg.m²。
电动机额定力矩=944.69N.m
计算所需力矩M=n=1.51.8944.69=2550.69N.M
式中n：安全系数取n=1.5；
：刚性动载系数，取＝1.8。
[M]=2800>M=2550.69N.M 所选连轴器合格。
1.10 验算起动时间
起动时间：
=
=1.3s
式中：
=15.6+530+75.8=621.4kN.m
静阻力矩：
==796.5N.m
电动机启动力矩：
=1.7=1.7944.69=1605.97N.m
平均起动加速度：
==0.095m/s²
=0.095 m/s²<[]=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：

=
=0.76s
：电机满载下降转速，单位为r/min；
==2600-556=644r/min
=2000N.m
=586.4N.m
平均制动减速器速度==0.17m/s²<[]=0.2m/s²，所以制动时间也合适。
1.12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：

式中：等效系数，由表查得；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。

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:

许用扭转应力:
轴材料用45钢, ，
；
-----考虑零件几何形状和零件表面状况的应力集中系数;
-----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, =1.5~2.5；
-----与零件表面加工光洁度有关,对于对于
此处取K=21.25=2.5
-----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=0.2.
安全系数,查表得=1.6.
因此，故 通过。
1.12.2静强度计算
轴的最大扭矩：:
式中: -----动力系数,由表查得,因轴的工作速度较高,取=2；
按照额定起重量计算轴受静力矩, 。
最大扭转应力:
许用扭转应力:
式中: -----安全系数，由表查得=1.6。故合适.
浮动轴的构造如(2)图所示,
中间轴径。

浮动轴（2）

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=2，因而承载绳分支数为 Z=4。

副起升机构简图（3）
吊具自重载荷，其自重为：G=2.0%=0.0249kN=0.98kN
2.2 选择钢丝绳
若滑轮组采用滚动轴承， 当=2，查表得滑轮组效率=0.97，钢丝绳所受最大拉力：

按下式计算钢丝绳直径d：
d=c=0.096=10.895mm
c: 选择系数，单位mm/，选用钢丝绳=1850N/mm²，根据M5及查表得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：
≥hd
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=18；滑轮=20
卷筒最小卷绕直径=d=1810=180
滑轮最小卷绕直径=d=2010=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)=[0.02400+(6~10)]mm=14~18mm，取δ=18mm，应进行卷筒壁的压力计算。
卷筒转速=r/min=60r/min。
2.4 计算起升静功率
==18.17kW
式中η起升时总机械效率=0.894
为滑轮组效率取0.97；为传动机构机械效率取0.94；为卷筒轴承效率取0.99；连轴器效率取0.99。
2.5 初选电动机
≥G=0.818.17=14.536kW
式中：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，=17KW，=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=951.9r/min
式中:在起升载荷=49.98kN作用下电动机转速；
:电动机同步转速；
,: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： =15.865，取实际速比=16
起升机构减速器按静功率选取，根据=18.17kW，=951.9r/min，=16，工作级别为M5，选定减速器为ZQH50，减速器许用功率[]=31KW。低速轴最大扭矩为M=21000N.m。
减速器在951.9r/min时许用功率[]为[]==29.5kW>17kW
实际起升速度==19.334m/min；
实际起升静功率==18.02kW。
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：
≥==15.136kW
=17KW>15.136kW，此题恰好与=的功率相等。
式中: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；
==14.42kW
P=15.363>=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
≥
式中：制动力矩，单位为N.m；
：制动安全系数，查表M5得=2.0；
：下降时作用在电动机轴上的静力矩，单位为N.m；
==143.12N.m
η'：下降时总机械效率，通常取η'≈η≈0.894
==2143.12=286.24N.m
根据选用=286.24N.m选用YWZ315/30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=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=6.74=26.8Kg.m²；型号为MLL6，[M]=630N.m；GD²=1.854=7.4Kg.m²。
电动机额定力矩=170N.m
计算所需力矩M=n=1.52.0170=510N.m
式中 n：安全系数取n=1.5；
：刚性动载系数，取＝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：
=
=1.0s
式中：
=1.5+26.8+7.4=35.7kN.m
静阻力矩：
==179.07N.m
电动机启动力矩：
=1.7=1.7170=289N.m
平均起动加速度：
==0.32m/s²
=0.32 m/s²<[]=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：

=
=0.85s
：电机满载下降转速，单位为r/min；
==21000-951.9=1048.1r/min
=290N.m
=143N.m
平均制动减速器速度==0.37m/s²<[]=0.4m/s²
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：

式中：等效系数,由表查得=2；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。

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:

许用扭转应力:
轴材料用45钢, ，
；
-----考虑零件几何形状和零件表面状况的应力集中系数;
-----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, =1.5~2.5；
-----与零件表面加工光洁度有关,对于对于
此处取K=21.25=2.5
-----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=0.2.
安全系数,查表得=1.6.
因此
故通过。
2.12.2静强度计算:
轴的最大扭矩:

式中: -----动力系数,由表查得,因轴的工作速度较高,取=2；
按照额定起重量计算轴受静力矩,
最大扭转应力:
许用扭转应力:
式中: -----安全系数，由表查得=1.6。 故合适.
浮动轴的构造如图（4）所示：
中间轴径,

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=11300kgf
假定轮压均布，有
=10825kgf
载荷率：
=2.8>1.6
由表选择车轮：当运行速度<60m/min， 工作级别M5时，车轮直径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：
疲劳计算时的等效载荷：
式中 ：效系数，由表查得1.1。
车轮的计算轮压：
根据点接触情况计算接触疲劳应力：
=27442.5
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，因此，，故疲劳计算通过。
3.2.2强度校核
最大计算轮压：。
式中：冲击系数,由表第Ⅱ类载荷当运行速度时，。
点接触时进行强度校核的接触应力：
=
车轮材料用ZG55-，由表查得：
，强度校合通过。
3.3 运行阻力计算
摩擦力矩：
由表知=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 ，附加阻力系数。
代入上式得：
当满载时运行阻力矩：

=
=84
运行摩擦阻力：
当无载时运行阻力矩：

=
=22
运行摩擦阻力：==110
3.4 选电动机
电动机静功率:：==3.23kw
式中：-----满载运行时静阻力；
m=1-----驱动电动机台数。
初选电动机功率：
kw
式中 ：电动机功率增大系数，表查得=0.9。
查表选用电动机YZR-160M-6,=5.5kw ；=；
=；电动机重量=153.5kg。
3.5验算电动机发热条件
等效功率： kw
式中：-----工作类型系数,由表查得0.75；
-----根据值查得=1.12。
由此可知， 故初选电动机发热条件通过。

3.6 选择减速器
车轮转速：
机构传动比：
查表选用ZSC600-V-1减速器： ；kw，可见，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：
误差：，合适。
实际所需电动机静功率： 。
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：
式中：=1000r.p.m；
m=1(驱动电机台数)

当满载时运行静阻力矩：

当无载时运行静阻力矩：

初步估算制动轮和联轴器的飞轮矩：

机构总飞轮矩：

满载起动时间：
=4.59
无载起动时间：
=
由表查得，当=30-60m/min时，起动时间推荐值为5~6sec，，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：

式中：
=

计算载荷：
-----运行机构中同一级传动减速器的个数： =1，因此kw
所选用减速器的kw<N=7.9kw，如改大一号，则中心距将增大，相差太大，考虑到减速器有定的过载能力，故不再改动。

3.10 验算起动不打滑条件
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：

=
=886.1kgf
车轮与轨道粘着力：

=
=931.5kfg
车轮与轨道粘着力： ， 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，取=4sec，因此所需的制动力矩：
= =2.96kgf
由表选用制动器，额定制动力矩=4kgf.m，考虑到所取制动时间=4s与起动实际=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:
式中： =2等效系数，由表查得；
=1.4安全系数，由表查得；
相应于机构值的电动机额定力矩换算到高速轴上的力矩
=5.36kgf
由表查电动机两端伸出轴为圆柱形d=㎜，l=㎜及=40㎜，=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；飞轮矩，重量。
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，重量。
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：

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轴端为圆柱形d=65mm，故从附表中选四个半齿联轴器:联轴器。
3.13 疲劳强度
3.13.1疲劳计算
低速浮动轴的等效扭矩：

式中： 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
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：
式中:材料用45钢，取； ；
；
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。
安全系数，由表查得。因此故疲劳验算通过。
3.13.3静强度计算
静强度计算扭矩：
式中： 动力系数,查表得；
扭转应力：
许用扭转应力 因此， 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

式中 ：小车碰撞速度，有限位开关，故取=；
：容许的最大减速度，为4m/s²。
所以
4.1.2 缓冲能量

4.1.3 最大缓冲力

4.1.4 橡胶缓冲器的主要尺寸 橡胶断面积A

式中 ：橡胶的许用应力，采用中等硬度，中等强度的橡胶，，弹性模数；
n:缓冲器个数，取n=2

选用圆形断面，则其直径D为
，考有关标准，取D=100mm
橡胶缓冲器的长度L
，取L=110mm
4.1.5 缓冲器的额定缓冲行程,额定缓冲容量和极限缓冲力F：

4.1.6 实际的缓冲行程，最大缓冲力和最大减速度

设计小结
在余柬浩老师的指导下，我顺利的完成了此次桥式起重机小车设计计算的毕业设计，我认为这次设计是我大学里专业学习收获最多的一次。在设计中我系统得复习了许多以前的知识。对我知识体系的巩固和升华有很大的作用。在这里，我将自己的一些设计心得写出来与大家分享。
现在的机械设计可以说是一种组合与筛选。由于世界范围的工业大生产，专业化，标准化成为一种必然。社会的飞速进度也要求我们提高生产效率。这就要求现代企业必须能够满足大规模的生产要求。而标准化是这一趋势的必然出路。标准化是有利也有弊的，它的主要弊端就是使许多企业单纯依靠标准，失去了创新的能力。标准是一个最底的要求，是社会技术成熟的结果，它并不代表行业最先进的技术和设计方法。所以我们要在满足标准化的同时进行技术创新。才能不断地进步。只有这样，设计才不会是一种纯粹的数学游戏，而成为一种神圣的职业。
国内的技术创新主要集中在零件上，这些年来，许多企业也加大了对控制方面的重视。但是我认为机器整体的机型变化也很重要。现在的起重机械，尤其是港口机械的机型虽然是许多辈前人的辛苦努力的结果，但是这并不意味着这些机型就是完美的，其实我们也可以进行改进。比如利渤海尔的新型的港口移动式起重机，这种机型是一种多功能的机型，具有以往许多机型的优点，同时也舍弃了其不合理的地方。
这次毕业前的设计我收获颇多。在这里我感谢余柬浩老师给与的帮助。也感谢无锡工艺学院培养我三年的时间。在即将踏上社会之际，我对你们说声谢谢。谢谢你们。

致 谢

参考文献
[1]张质文.包起帆等.起重机设计手册[M]. 中国铁道出版社. 2001
[2]倪庆兴.王殿臣. 起重输送机械图册（上册）[M]. 机械工业出版社. 1991.
[3]周明衡. 减速器选用手册[M]. 化学工业出版社. 2000
[4]AUTOCAD实用教程（2005中文版）[M]. 哈尔滨工业大学出版社. 2005.
[5]成大先. 机械设计手册第五版[M]. 化学工业出版社. 2000
[6]王云、黄国兵. 机械设计基础案例教程[M]. 北京航空航天大学出版社. 2001
[7]张锦明. 机械设计基础 课程设计指导用书[M]. 东南大学出版社. 2000
[8]西南交通大学等. 起重机设计手册[M]. 机械工业出版社. 2001
[9]张质文.包起帆等.起重机设计手册[M]. 中国铁道出版社. 2001.
[10]周明衡. 减速器选用手册[M]. 化学工业出版社. 1997

- 33 -