1、1桥吊吊钩部件设计与零件制造工艺设计姓 名：XXX班 级：XXX学 号：X1指导老师：XXX、XXX湖南工业职业技术学院Hunan Industry Polytechnic专业工程实践类别 机 械 制 造 题目 桥吊吊钩部件设计与零件制造工艺设计 系 名 称 机 械 工 程 系 专业及班级 机 制 SXXXX-X 学 生 姓 名 XXXXXXX 学 号 XX 指 导 教 师 XXXX、 XXX 完成日期 2013 年 12 月 25 日湖南工业职业技术学院专业工程实践任务书系 名 称 机 械 工 程 系 专业及班级 机 制 SX00X-X 学 生 姓 名 XXXX 学 号 XX 专业工程实践题
2、目：桥吊吊钩部件设计与零件制造工艺设计指 导 教 师（签字）： XXX、XXX 教研室主任（签字）： 系 主 任（签字）： 2013 年 12 月 25 日专业工程实践课题及任务课 题简 介该课题从实际出发，首先进行桥吊吊钩部件总体分析与设计，然后进行主要零件的设计。在结构设计完成后，利用 SolidWorks 进行实体建模、装配分析与设计，完成其整体设计和改进。最后进行主要零件制造工艺的制定。通过专业工程实践，使学生机械设计、制造、加工的基本技能、专业技能和综合能力得到更进一步的提高。课题任务要求基本参数：起重量 Q=5t，起升高度 H=15m，起升速度 V1=8.5m/min，小车运行速度
3、V2=42 m/min，工作级别 M5。要求：1、编写传动机构设计说明书、主要零件的设计、主要零件制造工艺说明书。2、绘制吊钩部件总装图（使用 1 号图纸）3、绘制主要零件零件图4、编制主要零件的加工工艺过程卡。进 程安 排为期四周。详细安排如下：1、设计准备，阅读和研究设计任务书，明确设计内容和要求，分析设计题目，了解原始数据，工作条件，了解设计对象。工厂参观，了解机械设计及起重机在工厂生产使用状况2、草绘传动机构运动简图，选择电动机，计算传动装置的总传动比，分配各级传动比，计算各轴承转速、功率、转距3、进行零部件的设计4、绘制吊钩部件装配图（使用 1 号图纸）5、绘制主要零件的零件图6、编
4、制主要零件加工的工艺过程卡；7、设计资料整理，编写设计说明书，准备答辩。参 考资 料1.机械设计基础 2.机械加工工艺手册 3.机械设计手册 4.机械零件课程设计 5.机械工程手册 6机械加工机床操作指导书 7.机械零件课程设计图册8.起重运输机械，机械工业出版社；9.SOLIDWORKS 教程，电子工业出版社；湖南工业职业技术学院专业工程实践开题报告书机械工程 系 机械制造与自动化 专业 学生姓名 严迪翔 班级 机制 S2009-1 学号 18课题名称 桥吊吊钩部件设计与零件制造工艺设计课 题准 备情 况（含对课题的理解、资料查阅、现场实习和考察等先期工作）一、设计准备，阅读和研究设计任务书
5、，明确设计内容和要求，分析设计题目，了解原始数据，工作条件，了解设计对象。工厂参观，了解机械设计及起重机在工厂生产使用状况二、查阅资料1.机械设计基础 2.机械加工工艺手册 3.机械设计手册 4.机械零件课程设计 5.机械工程手册 6机械加工机床操作指导书 7.机械零件课程设计 图册8.起重运输机械，机械工业出版社；9.SOLIDWORKS 教程，电子工业出版社。思 路和方 法通过工厂参观，了解机械设计及起重机在工厂生产使用状况，机械零件加工工艺的过程，通过工艺设计进一步掌握机械加工的特点,学会采用现代手段设计与制造。拟重点解决的问 题1、进行零部件的设计2、绘制总装图3、绘制主要零件的零件图
6、4、编制主要零件加工的工艺过程卡。计 划进 度1、设计准备，阅读和研究设计任务书，明确设计内容和要求，分析设计题目，了解原始数据，工作条件，了解设计对象。工厂参观，了解机械设计及起重机在工厂生产使用状况2、草绘传动机构运动简图，选择电动机，计算传动装置的总传动比，分配各级传动比，计算各轴承转速、功率、转距。3、进行零部件的设计4、绘制部件装配图5、绘制主要零件的零件图6、编制主要零件加工的工艺过程卡7、设计资料整理，编写设计说明书，准备答辩。指导教师意见 签名：年 月 日湖南工业职业技术学院专业工程实践考核表机械工程 系 机械制造与自动化 专业 学生姓名 严迪翔 班级 机制 S2009-1 学
7、号 18课题名称 桥吊吊钩部件设计与零件制造工艺设计课题完成情况及自我评 价桥吊吊钩部件设计与零件制造工艺设计从老师作业布置到完成用时两个月，这是我第一次自己与同学合作完成工件设计，受益匪浅，完成时有很强的自豪感，谢谢老师的指导，没有老师的指导就不会完成的这么快，虽然本设计不是那么的完美，但是我尽力了，总体感觉良好！（学生填写）评语 评分（共 40分）指导教师评价签名： 年 月 日评语 评分（共 60分）评审小组评价组长签名： 年 月 日专业工程实践评审组审核经综合考核该学生专业工程实践得分 分，评定为 （审核指导教师评价和评审小组评价并合分，评定等级）组长签名：年 月 日设计说明书目 录第一
8、章 绪论1（下同）1 学术背景及其理论2 设计的实际意义3 影响起升机构的主要因素4 起升机构的载荷特点第二章 起升机构的确定 1 起升机构的确定2 钢丝绳的选择3 卷筒尺寸的确定3.1 卷筒直径3.2 卷筒尺寸3.3 卷筒壁厚3.4 卷筒壁厚应力计算4 选择电动机5 选择减速器6 选择制动器7 计算启动时间第三章 吊钩组的设计计算1 吊钩设计原始参数 2 吊钩设计步骤2.1 吊钩形式的选择2.2 吊钩结构及制造方法的确定2.3 钓钩主要尺寸的确定2.4 钩身强度的计算2.5 吊钩尾部螺纹直径的确定2.6 确定吊钩螺纹尺寸2.7 选择推力轴2.8 吊钩横梁的计算2.9 吊钩拉班强度的计算第四章
9、 滑轮组的设计计算1 滑轮结构形式及相关尺寸的确定2 滑轮直径的确定3 吊钩组上滑轮轴的计算4 滑轮轴承的选择计算第五章 主要零件加工工艺1 滑轮轴的加工工艺 2 吊钩横梁的加工工艺 3 滑轮的加工工艺参考文献致谢第一章 绪论1 学术背景及其理论起重机械是用来对物料进行其重、运输和安装作业的机械。它与我们的生活密切 相关，它能减轻体力劳动，提高工作效率、实现安全生产的传统而重要的辅助机械。 且起重机在工厂、矿山、车站、港口、建筑工地、仓库、水电站等多个领域和部门中 得到了广泛的应用。随着生产规模日益扩大、特别是现代化、专业化生产的要求各种 专门用途的起重机相继产生，许多重要的部门中，它不仅是生
10、产过程中的辅助机械， 它的发展对国民经济建设起着积极的促进作用。起重机械是一种循环的、间歇动作的、短程搬运物料的机械，一个工作循环一般 包括上料、运送、卸料及回到原位的过程。起重机工作时，各机构经常是处于起动、 制动以及正向、反向等相互交替的运动状态之中。在高层建筑、冶金、化工及电站等建设施工中，需要吊装和搬运的工程量日益增 多，其中不少组合件的吊装和搬运重量达几百吨。因此，必须选用一些大型起重机进 行诸如锅炉及厂房设备的吊装工作。在道路、桥梁和水利电力等建设施工中，起重机的使用范围更是极为广泛。无论 是装卸设备器材，吊装厂房构件、安装电站设备、吊运浇筑混凝土、摸板、开挖矿渣 及其他建筑材料等
11、，均需使用起重机，尤其是水电工程施工，不但工程规模浩大，而 且地理条件特殊，施工季节性强，工程本身有很复杂，需要吊装搬运的设备、建筑材 料量大品种多，所需要的起重机种类和数量就更多。二十世纪以来，由于钢铁、机械制造业和铁路、港口及交通运输业的发展，促进 了起重运输机械的发展。对起重运输机械的性能也提出了更高的要求。现代起重运输 机械担当着繁重的物料搬运任务，是工厂、铁路、港口及其他部门实现物料搬运机械 化的关键。因而起重机的金属结构都用优质钢材制造，并用焊接代替柳接，不仅简化 了结构，缩短了工期，而且大大地减轻了自重，焊接结构是现代金属结构的特征。我国是应用起重机械最早的国家之一，古代我们祖先
12、采用杠杆几辘轳取水，就是 用起重设备节省人力的列子。几千年的封建统治年代，工业得不到发展，我国自行计制造的起重机很少，绝大多数起重运输设备主要依靠进口。解放以后，随着冶金、 钢铁工业的发展，起重运输机械，获得了飞速的发展，全国刚解放就建立了全国最大 的大连起重机械厂，1949 年 10 月，在该厂试制成功我国第一台起重量为 50 吨、 跨度为 22.5m 的桥式起重机。为培养起重运输机械专业的专门人才，在上海交通大 学等多所高等工业学校中，创办了起重运输机械专业。到目前为止，我国通用门式类型起重机和工程起重机（汽车起重机、轮胎起重机、 塔式起重机）已从过去的仿制渡到了自行设计制造的阶段。有些机
13、种和产品，无论从 结构形式，还是性能指标都达到了较高水平。2 实际意义我国起重运输机械行业从上世纪五六十年代开始建立并逐步发展壮大，并已形 成了各种门类的产品范围和庞大的企业群体，服务于国民经济各行各业。随着我国 经济的快速发展，起重运输机械制造业也取得了长足的进步。2005 年起重运输机 械行业销售额达到 1272 亿元，“ 十五”期间平均每年增长超过 30，2006 年依然 保持着持续增长的态势，目前的市场前景非常好。70 年代以来，起重机的类型、规格、性能和技术水平获得了很大的发展，除 了满足国内经济建设对起重机日益增长的需要外，还向国外出口各种类型的高性能、高水平的起重机。由此可见，起
14、重机的设计制造，从一个侧面反映了一个国家 的工业现代化水3 影响起升机构的主要因素3.1 滑轮组的倍率桥式起重机起升机构通常都采用单联滑轮组。滑轮组的倍率对起升机构的构造有着很大的影响。倍率愈大钢丝绳所受的拉力愈小，但由于绕绳量的增加，将使钢丝绳和卷筒长度增加，同时由于滑轮的数目的增多，也加剧了钢丝绳的磨损和疲劳，从而降低了钢丝绳的使用寿命。但从另一个方面看，增加倍率，须相应提高卷筒的转速，因此传动比就可以减小，使结构较为紧凑。3.2卷筒直径卷筒直径应尽量选取最小许用值。因为随着卷筒直径的增加，转矩和传动比也将增大，从而引起整个机构的变大。但在起升高度较大时，应增加卷筒直径以限制其长度。3.3
15、联轴器在高速轴上，电机和减速器一般都是通过弹性联轴器相连接。在低速轴上，减速器输出轴和卷筒之间的连接多采用滑块或者齿轮联轴器，原因是它们可以传递较大的扭矩，并具有一定的调心性能，有利于安装调整比较3.4制动器制动器一般安装在高速轴上，以减小其尺寸。通常利用联轴器的半个连接盘兼作制动，而带制动轮的联轴器半盘应安装在减速器轴上。这样，即使联轴器损坏，制动器仍能工作。目前也有将制动器装在电动机尾部壳体内，制成一个组合部件，从而使机构简化紧凑。综上所述，起升机构的设计应在保证满足塔式起重机主要工作性能的同时，尽可能地使机构工作可靠，结构简单，自重轻和维护保养方便等。4 机构的载荷特点1）物品起升和下降
16、时，在驱动机构中钢丝绳拉力产生的扭矩方向不变。2）物品悬挂系统由挠性钢丝绳组成，物品惯性引起的附加转矩一般不超过静转矩的 10%，对机构影响不大。3）机构起动或制动时，只有电动机输出轴到制动器之间的零件承受较大的动载荷齿轮传动和其他低速轴零件所受的动载荷不大。第二章 起升机构的确定1 原始参数机构级别: M5 起升重量：Q=5t起升高度: H=15m 起升速度：V 1=8.5m/s2 起升机构的确定按照布置宜紧凑的原则，决定采用图 1 的方案。如下所示，采用了双联滑轮组。按 Q=5t 查表 42 取滑轮组倍率 i h=2，承载绳分支数；Z=2ih =4图 1 起升机构3 钢丝绳的选择查起重机课
17、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=252mm 若滑轮组用滚动轴承，当 i h =2，查表得滑轮组效率： h=0.99 钢丝绳所受最大拉力:Smax= = =1288kg=12.876KNhiGQ209.5查通用机械表 2-4 中级工作类型(工作级别 M5)时，安全系数 n=5.5,钢丝绳计算破断拉力 Sb：Sb=nSmax=5.512.876=90.132kN查起重机械表 5-5 选用瓦林吞型纤维芯钢丝绳 6x19W+FC，钢丝公称抗拉强度 1700MPa，光面钢丝，右交互捻，直径 d=12mm，钢丝绳最小破断拉力：Sb=93.14kN,标记
18、如下：钢丝绳 13NAT6l9W 十 FCl670ZS93GB8918-744 卷筒尺寸的确定卷筒直径：D =12 =288mm1ed25 取 D=300由起重机械选用 D=300mm，卷筒绳槽尺寸由3附表 14-3 查得槽距，t=14mm，槽底半径 r=6.7mm卷筒尺寸：L= = 1693mm1042LtZDiHh 2514354.02取 L=2000mm式中 Z 0附加安全系数，取 Z0=2；L1卷槽不切槽部分长度，取其等于吊钩组动滑轮的间距，即 L1=A=252mm，实际长度在绳偏斜角允许范围内可以适当增减；D0卷筒计算直径 D0=D+d=300+15=315mm卷筒壁厚：= +（61
19、0）=0.02300+（610）=1216 mm2.取 =15mm卷筒壁压应力验算:MPamNSty 65.3/1065.30.15.2872maxa 选用灰铸铁 HT200,最小抗拉强度 b=195 N/cm 2许用应力:y= = 130MPa5.19nbymax3D,尚应验算弯矩产生的拉应力,卷筒弯矩图示于图 2：图 2 卷筒弯矩图卷筒的最大弯矩发生在钢丝绳位于卷筒中间时:Mw= NmlSl 125364201876)2(maxa W=0.1 344 930.Di式中 D卷筒外径,D=300mmDi=卷筒内径,Di=270mm于是： = = 12MPalWMw93012564合成应力：=
20、+ =12+ =28.11MPallmaxyl 7.53109式中许用拉应力 = = =39MPal2nb ll 卷筒强度验算通过。故选定卷筒直径 =300mm，长度 L=2000mm；卷筒槽形的槽底半径D=6.7mm，槽距 =14mm；起升高度 =15m，倍率 =2rtHhi5 选择电动机计算静功率：= = =8.3KWjN6012vGQ85.095式中 机构总效率，一般 =0.80.9，取 =0.85电动机计算功率： =0.9 8.3=7.5KWeNjdk式中系数 由 2表 6-1 查得，对于 级机构，dk1Me=0.750.85，取 =0.9ddk查起重机课程设计附表 30 选用电动机
21、JZR2-42-8，其中 Ne（25）=16kW n1=715rpm,GD2d=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：Nxk 25r j=0.850.8714.7=10.62kW式中 k 工作级别系数。对于 M7级，k 25=0.85r系数，根据机构平均起动时间与平均工作时间的比值（t q/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 N ，故初选电动机能满足exN6 选择减速器卷筒转速：= = =26r/minj0DVih315.48减速器总传动比;0i= = 27.5jn1267查起重机课程设计附 表 35
22、 选 ZQ5003CA 减速器，当工作类型为重级(相当工作级别为 M 级)时，许用功率N=12.8kw, =31.5,质量50iG =345kg，入轴直径g=50mm，轴端长 =85mm(锥形) 1d1l（中间部分略）第五章 主要零件加工工艺 (仅供参考，可更详细)1 滑轮轴加工工艺产品型号 零件图号机械加工工艺过程卡产品名称 零件名称 滑轮轴零件件号 种类 净 重每台件数材料 牌号毛 坯 规格尺寸单件 重量（公斤） 毛 重工艺装备 简 图 工 序 号工序名称工 步 号工 序 工 步 内 容设备名称型号 夹具 刀具 量具1 锻造 1 锻造2 热处理 1 正火处理3 画线 1 在毛胚上画出各种需
23、要 以方便加工的线。1分别 在两端 钻 5 的油杯及中心孔，深度为 130。 钻床 三爪卡盘5麻花钻4 车钻2 轴肩处钻 6 润滑油孔。 钻床 三爪卡盘6麻花钻5 粗车 1平端面，控制总长 460，夹一端、粗车另一端各外圆及轴肩断面，预留0.3余量，100 车至尺寸。CA6140 三爪卡盘90外圆车刀游标尺1夹一端、半精车另一端各外圆和各倒角，预留0.1余量三爪卡盘90外圆车刀游标尺2 车退刀槽 CA6140 三爪卡盘 割刀 游标 尺6 半精车3 车螺纹 CA6140 三爪卡盘外圆螺纹刀止规通规7 磨削 1 用两中心孔定位装夹，粗精磨磨台阶面至尺寸。 磨床 顶头 砂轮 千分 尺8 终检 1 按
24、图样要求全部检验参考文献1 张质文等.起重机设计手册M.北京:中国铁道出版社，19972 成大先.机械设计手册第 4 卷M.北京：机械工业出版社，20043 濮良贵. 机械设计 M.北京: 高等教育出版社，20014 起重机设计手册编写组.起重机设计手册M.北京:机械工业出版社，19805 严大考，郑兰霞.起重机械M.郑州：郑州大学出版社，2003.96 石殿均.工程起重机械M.北京：水利电力出版社，1987.117 扬长骙.起重机械M.北京：机械工业出版社,19828 GB3811-83.起重机设计规范S.北京: 中国标准出版社，19849 陈道南,盛汉中.起重机课程设计M.北京：冶金工业出
25、版社,198310 倪庆兴，王焕勇.起重机械M.上海：上海交通大学出版社，199011 大连起重机厂.起重机设计手册M.沈阳：辽宁人民出版社，197912 王昆等.机械设计基础课程设计M.北京：高等教育出版社,1996致 谢本文是在导师宁朝阳和刘导寿副教授的悉心指导下完成的。从课题的选题、开题，到深入现场的考察、实验，再到文章的撰写、修改无不饱含着导师的智慧和心血。导师不仅在学术上指导我，在生活中也以其正直的人品、开朗的个性影响着我，使我受益终生。在此，我要向我的导师表示由衷的感谢并致以深深的敬意! 感谢机械工程学院的各位领导、老师在三年的学习生活中对我的关怀与帮助！在这里还要感谢我校实习基地师傅们的大力支持和悉心指导。他们严谨的工作态度和饱满的工作热情给我留下了深刻的印象，令我受益匪浅。最后，在顺利完成专业工程实践“吊钩桥式起重机设计制造”之际,我要向一直以来关心、支持我学习、生活的其他同学和老师表达我最深切的谢意!
