【正文】 ????? 取 mmdc 65? 調(diào)整后取 mmdB 75? mmdc 85? 軸安全系數(shù)的校核計(jì)算 軸的安全系數(shù)校核計(jì)算包括兩個(gè)方面：疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)和靜強(qiáng)度安全系數(shù)校核計(jì)算。 軸靜強(qiáng)度安全系數(shù)的校核 16 軸的靜強(qiáng)度是根據(jù)軸的最短時(shí)最大載荷（包括動(dòng)載荷和沖擊載荷）來計(jì)算的，校核的目的是保證軸對塑性變形的抵抗能力。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求環(huán)境及機(jī)構(gòu)受力情況，這里選用滑輪材料為 QT410,機(jī)構(gòu)用帶孔的結(jié)構(gòu)；根據(jù)滑輪與鋼絲繩匹配表，選擇滑輪直徑 mmDh 560? 。吊鉤的標(biāo)記如下 : LMD6P 第五章 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 電動(dòng)機(jī)的選擇 電動(dòng)機(jī)的類型概述 電動(dòng)機(jī)按采用電源的不同，可分為直流電動(dòng)機(jī)和交流 電動(dòng)機(jī)兩種。 本設(shè)計(jì)的卷揚(yáng)機(jī)屬于非連續(xù)工作，需要經(jīng)常啟動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)，工作環(huán)境中存在大量的粉塵。 計(jì)算結(jié)果見表 ： 25 項(xiàng)目 小齒輪 大齒輪 材料及熱處理 40Cr調(diào)質(zhì) 45剛 調(diào)質(zhì) 基本參數(shù) 齒數(shù) 23 117 分度圓法面壓力角 200 法面模數(shù) nm 4 螺旋角及方向 左 右 法面齒頂高系數(shù) 1 1 法面齒隙系數(shù) 主要尺寸 中心距 283mm 齒寬 94mm 89mm 分度圓直徑 93mm 473mm 齒頂圓直徑 91mm 451mm 齒根圓直徑 73mm 433mm 表 低速級齒輪的設(shè)計(jì) 選用材料和寬度系數(shù)和前面一級齒輪一樣，估計(jì)螺旋角為 90 則，初算小齒輪直徑 dⅡ ： ? ? mmuuTAd Hd 3 233 22d???? ?????? ?? ⅡⅡ 取 mm147?Ⅱd 則齒輪寬度 mm140d ?? ⅡⅡ db ? 圓周速度 v: sdv 0060 n ??? ⅡⅡ? 精度等級確定為 9級 齒輪齒數(shù)： 29?ⅡZ 2052 ??? ⅡⅢ ZiZ 模數(shù)： 29147 ??? ⅡⅡZdm t 26 初選螺旋角 09?? s ?? ?tn mm 由表 123取 5?nm 螺旋角 ? ： rc c o s ??tnmm? （接近估計(jì)值） 按前面查表或公式計(jì)算得出數(shù)據(jù)如下： ?AK ?vK ?? FaHa KK ??HK ?? ?HHavA KKKKK ?EZ ?HZ ??? ??? ??? ??Z ??Z ?HS ??ⅡLN ??ⅢLN ?ⅡNZ ?ⅢNZ 許用接觸應(yīng)力： ? ? MPH ?Ⅱ? ? ? MPH ?Ⅲ? 驗(yàn)算接觸應(yīng)力： ? ?ⅢHH M P a ?? ?? 滿足疲勞強(qiáng)度要求 確定傳動(dòng)主要尺寸 實(shí)際分度圓直徑 mm147?Ⅱd mmd 1039?Ⅲ 中心距： mma 5932 ? 齒輪寬度： mmb 1402 ? 吃過彎曲疲勞強(qiáng)度的驗(yàn)算，其數(shù)據(jù)按前面公式可得，如下所示： 30?ⅡvZ 214?ⅢvZ ?ⅡFaY ?ⅢFaY ?ⅡSaY ?ⅢSaY 27 ?v?? ??Y ??Y ??Y ??FK ?? ?FFavA KKKKK ?ⅡNY ?ⅢNY ?xY 許用彎曲應(yīng)力： ? ? MPF ?Ⅱ? ? ? MPF ?Ⅲ? 驗(yàn)算彎曲強(qiáng)度： MPF ?Ⅱ? MPF ?Ⅲ? 彎曲強(qiáng)度符合要求 低速度級齒輪數(shù)據(jù)總結(jié)見表 項(xiàng)目 小齒輪 大齒輪 材料及熱處理 40Cr調(diào)質(zhì) 45剛 調(diào)質(zhì) 基本參數(shù) 齒數(shù) 29 205 分度圓法面壓力角 200 法面模數(shù) nm 5 螺旋角及方向 左 0 右 法面齒頂高系數(shù) 1 1 法面齒隙系數(shù) 主要尺寸 中心距 593mm 齒寬 145mm 140mm 分度圓直徑 147mm 1039mm 齒頂圓直徑 157mm 1049mm 齒根圓直徑 表 28 減速器軸的初步設(shè)計(jì)計(jì)算 起重機(jī)減速器的齒輪軸屬于一般機(jī)械零件，沒有特殊要求。 選擇減速器時(shí)首先要滿足傳動(dòng)比的要求，然后求名義功率。 制動(dòng)器按構(gòu)造特征可分為：帶式制動(dòng)器、塊式制動(dòng)器、蹄式制動(dòng)器和盤式制動(dòng)器。則，制動(dòng)器標(biāo)記為： YWP31512502 （ JB／ T64061992）；制動(dòng)器圖見附錄圖 4。 針對以上要求，結(jié)合現(xiàn)實(shí)環(huán)境狀況，選用選用齒式聯(lián)軸器。即要求當(dāng)手指離開抄作按鈕時(shí)，電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)將會自動(dòng)停車。這時(shí)，接觸器 KM2吸合，制動(dòng)器松閘，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)重物的下降。若重物下降超出規(guī)定范圍時(shí)就會觸碰到限位開個(gè) SQ2 的彈片，使 SQ2 的常開觸點(diǎn)閉合，從而 X405 的常閉觸點(diǎn)斷開， Y431線圈斷開， KM2 失電釋放，電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，制動(dòng)器處于抱緊狀態(tài)。根據(jù)以上要求，設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)和制動(dòng)器的控制系統(tǒng)如下圖： 31 圖 電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)的控制電路 基于 PLC 的系統(tǒng)編程 PLC又叫可編程序控制器，它是一臺專業(yè)為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的計(jì)算機(jī)，具有豐富的輸入／輸出接口，并且具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力。由于傳動(dòng)軸系載荷變化性質(zhì)不同以及聯(lián)軸器本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性能步同，聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩不等于傳動(dòng)軸系理論上需傳動(dòng)的轉(zhuǎn)矩 T。 聯(lián)軸器的分類及其有點(diǎn) 按照連軸器的性能可分為剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器。 制動(dòng)器的計(jì)算及選擇 制動(dòng)器的選擇根據(jù)使用要求和工作條件來選定： 根據(jù)機(jī)構(gòu)的工作性質(zhì)和工作條件（本設(shè)計(jì)是對起重機(jī)的起升的控制），采用常閉式制動(dòng)器；考慮到應(yīng)用的場所，對比常用制動(dòng)器的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍，選擇外抱式塊式制動(dòng)器。 名義功率的計(jì)算： kWK PKP An ???? 式中 KA工況系數(shù)，由機(jī)械手冊查得 ?AK K系數(shù)，由機(jī)械手冊查得 1?K P傳遞的功率 29 在選擇時(shí)， 要滿足條件： pn PP? pP 為減速器的許用功率。 按許用切應(yīng)力計(jì)算軸的最小直徑： 3min nPCd ? 由 表 112?? ⅡⅠ CC Ⅰ軸： mmd 730 3m in ???Ⅰ Ⅱ軸： mmd 3m in ???Ⅱ Ⅲ軸： mmd 3m in ???Ⅲ 參考軸承的相關(guān)數(shù)據(jù)以及考慮到軸的強(qiáng)度，確定軸的直徑。 卷筒轉(zhuǎn)速 m rDn g ??? ? 卷筒線速度： smV S ??? 傳動(dòng)裝置的總效率 2324233221 ???????? ????? 式中 ?1? 一個(gè)彈性連軸器的傳動(dòng)效率 取 ?2? 一對滾動(dòng)軸承的傳動(dòng)效率，取 ?3? 一對 8級精度的一般齒輪傳動(dòng)（油潤滑）的傳動(dòng)效率 ，取 ?4? 齒輪連接盤的傳動(dòng)效率 工作機(jī)所需功率 kWVFP Sw a x ??? 電動(dòng)機(jī)所需功率 kWPP wd ??? ? 選用： Y系列三相異步電動(dòng)機(jī) 型號： Y225M8 額定電壓： 380V 額定功率： 22kW 轉(zhuǎn)速： 730r/min 效率： 90% 19 減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算 電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)傳動(dòng)比的分配 按額定轉(zhuǎn)速初定總傳動(dòng)比，中傳動(dòng)比計(jì)算如下： ??? gmnni 因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)軸到減速器的傳動(dòng)是用聯(lián)軸器，其傳動(dòng)比為 1，故減速器的總傳動(dòng)比為 ，本設(shè)計(jì)采用二級圓柱齒輪傳動(dòng)。這種電動(dòng)機(jī)允許在廣泛的范圍內(nèi)均勻地調(diào)節(jié)角速度，能保證平穩(wěn)的啟動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)，故多用于電力運(yùn)輸裝置，以及高速升降機(jī)、冶金機(jī)械和吊車中。 按規(guī)定，小型鑄造滑輪的強(qiáng)度取決于鑄造工藝條件，一般不進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算；對于大尺寸的焊接滑輪要進(jìn)行強(qiáng)度校核。 maxmax FFj ?? ?? 為動(dòng)載荷系數(shù)，通過手冊查得 ?? 靜強(qiáng)度安全系數(shù)： m a x???WMWMSCsss ???? 由于 ~ ??bs ?? ，則取 ? ? ~?sS , ? ?SS SS ?? 即該軸靜強(qiáng)度足夠。靜強(qiáng)度安全系數(shù) 校核是根據(jù)軸材料的屈服強(qiáng)度和軸上擢用的最大瞬時(shí)載荷（包括動(dòng)載荷和沖擊載荷），計(jì)算軸危險(xiǎn)截面處的靜強(qiáng)度安全系數(shù)。 在本設(shè)計(jì)中的卷筒軸選用 45剛，并調(diào)質(zhì)處理。 卷筒軸的受力 分析 常用的卷筒軸有固定式和轉(zhuǎn)動(dòng)式兩種情況，在本設(shè)計(jì)中利用了齒輪連接盤結(jié)構(gòu)，卷筒軸是轉(zhuǎn)動(dòng)式的。1 滿足強(qiáng)度要求。 根據(jù)前面設(shè)計(jì)的提升機(jī) 構(gòu)，考慮到壽命，采用單層單聯(lián)卷筒。在本設(shè)計(jì)中選用 HT 300 卷筒長度的設(shè)計(jì)計(jì)算 卷筒有單層卷繞單聯(lián)卷筒、單層卷繞雙聯(lián)卷筒。 提升機(jī)構(gòu)及受力分析： 根據(jù)本設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)提升機(jī)構(gòu)如下： 1電動(dòng)機(jī)， 2聯(lián)軸器， 3減速器， 4卷筒 ， 5導(dǎo)向滑輪， 6滑輪組 7吊鉤， 8重物 提升機(jī)構(gòu)的受力分析： 由圖可知 : NGFFF 39。這種鋼絲繩鋼絲之間接觸較好，表面比較平滑，擾性好，磨損小， 7 使用壽命長，但是有旋轉(zhuǎn)，容易松散的傾向， 故在自由懸掛重物起重機(jī)中不宜采用。由表（ GB／ T38111983）可查得機(jī)構(gòu)的工作類別為 M7。 Fn （ N）； F39。 根據(jù)本設(shè)計(jì)題目，頻繁的使用，可選其利用等級為 U7 總循環(huán)次數(shù) Nt=2 106 機(jī)構(gòu)的載荷狀態(tài) 機(jī)構(gòu)的載荷狀態(tài)是表示卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩承受拉力作 用的輕重與頻繁程度，它在整個(gè)使壽命期限內(nèi)鋼絲繩每次承受拉力 F與額定拉力 F′之比和鋼絲繩每次承受拉力 F作用下的工作循環(huán)次數(shù) n與中工作循環(huán)次數(shù) N之比有關(guān)。 c) 圖中，減速器的輸出軸通過鏈傳動(dòng)帶動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)的卷筒，鏈傳動(dòng)傳動(dòng)尺寸較緊湊，效率高，可在較高溫度和濕度的環(huán)境中工作。 第二章 電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)整體結(jié)構(gòu)的確定 擬定的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)方案 a) b) 4 c