3.小车运行机构的设计计算

3.1 确定传动方案

经比较后，确定采用下图所示传动方案：

小车运行机构传动简图

3.2 选择车轮及轨道并验算其强度

车轮最大轮压：小车质量估计取Gxc=2560kg

轮压，则Pmax=（5000+2560）/4= 1890kg 车轮最小轮压：Pmin=Gxc/4=5000/4=1250kg

初选车轮：由[1]表3-8-15P360，当运行速度40m/min<60m/min ，Q/Gxc=5000/2560=1.9>1.6，工作级别为M5时，车轮直径Dc=250mm，许用轮压为11.8t >Pmax。GB4628—84规定，直径系为

Dc=250,315,400,500,630mm，故初步选定车轮直径Dc=250mm，而后校

核强度。 强度验算：

按车轮与轨道为线接触及点接触两种情况验算车轮接触强度 车轮踏面疲劳计算载荷：

Pc=（2Pmax+Pmin）/3=（2×1890+1250）/3 =1677N

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车轮材料为ZG340-640，σs=340Mpa，σb=640Mpa 线接触局部挤压强度：

Pc’=k1DclC1C2=6.0×250×26.13×1×1=39195sN

式中, k1——许用线接触应力常数（N/mm2），由[2]表5-2查得k1=6.0 l——车轮与轨道有效接触强度，对于P24， l=b=26.13mm

C1——转速系数，由[2]表5-3，车轮转速 Nc=v/Dc=40/（3.14*0.4）=31.85r/min 时，C1=1.0

C2——工作级别，由[2]表5-4，当为M5时， C2=1 Pc’ > Pc，故通过。 点接触局部挤压强度：

Pc’’=k2R2C1C2/m3=0.132×2002×1×1/0.473 =50855N

式中，k22——许用点接触应力常数（N/mm），由[3]表5-2查得k2=0.132 R——曲率半径，车轮与轨道曲率半径中的大值。车轮

R1=D/2=250/2=125mm，轨道R2=200mm，故取R=00mm m——由R1/R2比值所确定的系数，R1/R2= 125/200=0.625，由[3]表5-5查得m=0.47 Pc’’ >Pc，故通过。

;验算车轮强度大车车轮采用圆柱形踏面的双轮缘车轮：

材料选用ZG340-640（相当于ZG55，正火后回火）车轮直径350mm。为了提高车轮的使用寿命，车轮踏面和轮缘内侧进行表面淬火，便面强度达到HB300～380.对于淬硬层的深度，应大于15～20mm，因轮压 Nmax=4192公斤，故选用P18型铁路钢轨（圆弧顶），由于轨顶面是弧

形能适应车轮的倾斜，一级起重机跑偏的情况具有足够的强度，使寿命长，同时其轨顶应有足够的宽度以减少对基础的比压，截面具有足够的抗弯强度，轨面一般与车轮配用，不再进行强度校核。验算车轮的疲劳强度由于车轮在使用中失效的主要原因是踏面疲劳损坏，车轮的计算

PC=

自(4-11式)式中：PC-车轮他民疲劳计算载荷（N）

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蛀牙是踏面疲劳强度的计算。踏面疲劳计算载荷：

Pmax-起重机正常工作时的最大轮压

Pmin-起重机正常工作时的最小轮压故PC=30.4KN

因圆柱形踏面与圆弧顶钢轨为点接触所以车轮踏面的疲劳计算载荷应

满

足：;式中：C1-转速系数，表4-4， 查得C1=1.13（插值法

计算）C2-运行机构工作级别系数，表4-5得：C2=1.00（工作级别为

M5）

K2-与车轮材料有关的点接触应力常熟，查4-6得：K2=0.126（插值法

计

算）查得：;b=640MPa〔s〕P3-39R-曲率半径，P18型轨道顶面曲率半

径，

R=175mm，取车轮半径与轨道顶曲面曲率半径中之大值，故取R=175mmm 由轨道顶面曲率半径与车轮半径之比所确定的系数：m=

=0.514

根据比值，查0.487表4-7得：m=0.487则： PC=30.4KN＜C1C2K2 3.3 运行阻力的计算

1.摩擦阻力Fm：

小车满载运行时的最大摩擦阻力：

2f??dFm?(Q?G)??(Q?G)?

D =（5000+2560)*0.015*9.8 =1111.3N 式中，

=37.75KN所以车轮疲劳强度校核通过。

=

?——摩擦阻力系数，初步计算时可按(1)表2-3-5查得 ?=0.015。

满载运行时最小摩擦阻力：

2f??d Fm0=(G?Q)

D2?0.4?0.02?60=(5000?2560)*9.8

2501 8

=592.7N

空载运行时最小阻力：Fm1=G(2f??d)?D =2560*9.8*(0.4*2+0.02*60)/2500=200N F=0.4(查表2-3-2) ?=0.02（查表2-3-3） 2.坡道阻力Fp Fp=（Q+G）sin?

=（5000+2560）*9.8*0.001=74N

3.风阻力F风 F风=0

Fj=1111.32+74+0=1185.32N

选电动机

电动机的静功率：

Pj=Fjv01000?m

=

1185.32?43.71000?0.9?1?60

=0.96kw

式中，?——机构传动效率，取0.9式中

Fj=Fm(Q=Q)——满载运行时的静阻力；

m——驱动电动机台数m=1；

对于桥式起重机的小车运行机构可按下式初选电动机： P=kdPj=1.33×0.96=1.27kw

初选电动机功率： N=kdNj=1.25*1.27=1.5kw

式中，kd——电动机功率增大系数，由[1]表7-6得kd=1.25。 由附表选用电动机YZR112M-6，Ne=1.5kw，n1=877 r/min，电动机质量74kg 。

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3.4

3.5 验算电动机发热条件

电机等效功率： Nx =K2.5×r×Nj =0.75×1.12×1.27 =1.06kw

式中，K2.5——工作类型参数，由?2?表6-4查得K2.5=0.75 r——由(1)按起重机工作场所得tq/tg=0.2，查得r=1.12 由此可知，Nx < Ne，满足发热要求 3.6 选择减速器 车轮转速：

nc=

VDC43.7??55.7r/min ?DC??0.25机构传动比： i0=

n1877??15.7 n255.7由[1]附表40，选用JSC-350-?-2减速器。 故NJ<[N]

3.7 验算起升速度和实际所需功率 实际运行速度：

V’dc=Vdc误差：

i039.8?31.5??26.8m/min i'046.7??Vdc?Vdc31.5?26.8??14.8%?15% Vdc31.5实际所需电动机静功率： N’j=NJ

2 0

V'dc26.8?3.72??3.15kw

Vdc31.5