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摘 要

门座式起重机是一种常用高效的起重设备，被广泛运用在码头、工矿等企业中。回转机构是为起重机提供回转功能的重要结构，它是起重机重要的组成部分之一。对回转机构传动方案经行合理设计可以提高起重机的稳定性、安全性，带来高效率的同时还可以延长使用寿命。所以对回转机构经行研究和分析，并设计出合理的传动方案对提高起重机的动态性能具有非常积极的意义。

回转机构包含回转支承机构和回转驱动机构，根据门座式起重机的工作特征和设计条件和国内外起重机的最新的研究成果，确定回转机构方案为立式电动机与行星减速器传动；减速器采用立式安装，节省空间。选择2z-x型中NGW型星齿轮减速器，它具有传动比大、传动效率高、运行稳定等优点，可以将多个行星系串联成一个整体轮系,使得传动比大大提高，将输入高转速低力矩转化输出为高力矩。而且机构可靠、维护保养方便，工艺性好、传动效率高的特点。

对行星齿轮减速器进行设计计算，在保证满足负载要求的前提下，优化各级行星系的配齿和结构，使减速器的结构最为合理紧凑。确定减速器各级间传动方式，分配各级传动比，计算校核各级零件尺寸和材料。使用UG对减速器三维建模，对各零件优化完善，使减速器结构直观明了，全面反应了系统内在的相互关系。

关键词：门座式起重机；三级立式行星减速器；回转机构；传动比

Three - dimensional design of transmission scheme and planetary gear reducer for rotary mechanism

Abstract

Gantry crane is a kind of commonly used and efficient lifting equipment, which is widely used in wharf, industry and mining enterprises. Rotary mechanism is an important structure for crane to provide rotary function, it is one of the important parts of crane. The rational design of the transmission scheme of rotary mechanism can improve the stability and safety of crane, bring high efficiency and prolong the service life at the same time. Therefore, the research and analysis of the rotary mechanism and the design of a reasonable transmission scheme have a very positive significance for improving the dynamic performance of the crane.

The rotary mechanism consists of rotary supporting mechanism and rotary driving mechanism. According to the working characteristics and design conditions of portal crane and the latest research results of cranes at home and abroad, the rotary mechanism scheme is determined as vertical motor and planetary reducer transmission. The reducer adopts vertical installation, saving space. The NGW star gear reducer of 2z-x type has the advantages of high transmission ratio, high transmission efficiency, stable operation, and so on. It can make many planetary systems in series into a whole gear train, which can greatly improve the transmission ratio. Transform the input high speed and low torque into high torque. Moreover, the mechanism is reliable, the maintenance is convenient, the craft is good, the transmission is good. The quality of being efficient.

The design and calculation of planetary gear reducer are carried out. On the premise of satisfying the load requirements, the gear matching and structure of all levels of the galaxy are optimized, so that the structure of the reducer is most reasonable and compact. The transmission mode between different levels of the reducer is determined, the transmission ratio of each level is allocated, and the dimensions and materials of the parts are calculated and checked. Using UG to build 3D model of reducer, optimize and perfect every part, make the structure of reducer intuitionistic and clear, and reflect the interrelation of system completely.

Keywords: Portal crane, Three-stage vertical planetary reducer, Rotary mechanism, Transmission ratio

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 引 言 1

1.1 本课题研究的内容及意义 1

1.2 国内外门座式起重机发展趋势 1

1.2.1 大型化、专业化以及高速化 1

1.2.2 起重机的模块化和标准化 1

1.3 主要研究内容 1

第二章 门座式起重机回转机构概述 3

2.1 回转支承机构 3

2.2 回转驱动装置 3

2.3 门座式起重机回转机构方案设计 3

第三章 回转机构传动方案 5

3.1 任务书给定条件 5

3.2 结构分析 5

3.3 回转机构转柱支承参数 5

3.4 转柱支撑分配 5

3.5 回转机构载荷计算 6

3.5.1第一类载荷计算 6

3.5.2、第Ⅱ类静力超载载荷计算 7

3.5.3 第Ⅱ类工作状态载荷计算 7

3.5.4、第Ⅲ类工作状态载荷计算 8

3.5.5 支承装置载荷组合汇总 9

3.6上下支撑计算 10

3.6.1滚轮轴承校核 10

3.6.2偏心轴(夹套轴)强度验算 10

3.7大轴承寿命及静负荷运算 10

3.7.1大轴承寿命计算 10

3.7.2大轴承静负荷安全系数 11

第四章 回转驱动装置设计计算 12

4.1 选取驱动机构传动类型和传动简图 12

4.2 电机的选择与验算 13

4.2.1电动机静功率 13

4.2.2坡道阻力矩 13

4.2.3风阻力矩 13

4.3电机验算 14

4.4行星齿轮传动配齿计算 15

4.4.1确定各级的传动比 15

4.4.2 初步计算齿轮的主要参数 15

4.4.3 齿轮材料 15

4.4.4 估算法向模数 16

4.5各级齿轮尺寸 16

4.5.1高速级主要几何尺寸 16

4.5.2中速级主要几何尺寸 17

4.5.3低速级主要几何尺寸 17

4.6齿轮系强度校核 17

4.6.1高速级外啮合齿面接触疲劳强度 17

4.6.2第一级外啮合齿根弯曲疲劳强度 18

4.6.3第一级内啮合齿面接触疲劳强度 19

4.6.4第一级内啮合齿根弯曲疲劳强度 20

4.7齿轮静强度校核 21

4.8传动装配条件验算 21

4.8.1传动比条件 21

4.8.2邻接条件 21

3.8.3同心条件 22

3.8.4装配条件 22

3.8.5啮合参数 22

4.9几何尺寸计算 22

4.9.1第一级传动齿轮副几何参数 22

4.10传动效率计算 24

4.11轴承设计及校核 24

4.11.1第一级行星轮轴承校核 24

4.12联轴器计算 25

4.13制动器选择 25

第五章 减速器三维建模 27

5.1建模思路 27

5.2零部件的模型建立 27

5.3减速器的装配 27

5.4导出工程图 28

第六章 结论与展望 30

6.1 总结 30

6.2展望 30

致 谢 31

参考文献 32

第一章 引 言

1.1 本课题研究的内容及意义

起重机是减轻笨重体力劳动、提高生产效率、将货物抬升到另一个水平面并具有回转功能的起重运输设备。在码头、物流业、工矿业等部门的生产和物资运输中，起重机作为关键设备运用广泛。

自20世纪50年代以来，我国起重机取得了相当不错的发展，起重机的类型、规格、性能和技术水平有了质的飞跃。我国的起重机生产已经从最初的模仿阶段发展到现在的出口大国。

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