【正文】 到了齒輪的壽命 綜合考慮本題要求和工作環(huán)境，根據(jù)以上所列舉方案，可選擇方案 e。共分為 10 個等級： T0T9。撓性差，但是鋼絲繩的壽命有很大的提高，在起重機(jī)中應(yīng)用廣泛。 10 在實(shí)際作業(yè)中，鋼絲繩排列凌亂，互相交叉擠壓，鋼絲繩壽命降低。另種方法也使用于多層卷繞卷筒，將鋼絲繩引入卷筒內(nèi)部或端部，再用壓板固定，它的結(jié)構(gòu)比較簡單。將軸上所有作用力分解為垂直平面的力和水平平面的力，如圖 。 受力不大的滑輪直接裝于心 軸，受力較大的滑輪則裝在滑動軸承（軸套材料采用青銅或粉末冶金材料等）或滾動軸承上，后者一般用在轉(zhuǎn)速較高，載荷大的工況。 正確選擇電動機(jī)額定功率的原則是：在電動機(jī)能夠滿足機(jī)械負(fù)載要求的前提下，經(jīng)濟(jì)合理的決定電動機(jī)的額定功率。根據(jù)以上條件，可以直接選用減速器。選擇推動器的額定推力為 1250N。本設(shè)計(jì)中是用電動機(jī)的正轉(zhuǎn)和反正實(shí)現(xiàn)重物的上升和下降，制動器是常閉制動器，采用手動控制型的手動控制臺。需要緊急停車時(shí)，按下 SB3， X402的兩個常閉觸點(diǎn)斷開 Y430 或 Y431的線圈， KM1 或 KM2失電釋放，停止工作。傳遞的計(jì)算轉(zhuǎn)矩計(jì)算如下： mNKKT K KT tZc ???????? ? 式中 T 為理論轉(zhuǎn)矩（ mN? ），這里取軸Ⅰ的轉(zhuǎn)矩； K 為工作情況況系數(shù)，取 ； ??K 動力機(jī)系數(shù)，取 ； ?ZK 啟動系數(shù)，取 ； ?tK 溫度系數(shù)，取 . 根據(jù)以上計(jì)算，查機(jī)械手冊選用聯(lián)軸器為 CⅠ CL1 型直齒齒式聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩mNTn ?? 630 。 由前面可知，制動軸上的轉(zhuǎn)矩為： mNT ?? Ⅰ 可以求得制動轉(zhuǎn)矩 T : mNTST P ????? Ⅰ 式中 ?PS 為制動安全系數(shù)，是根據(jù)機(jī)構(gòu)的工作級別選取的，這里機(jī)構(gòu)的工作級別為5M (中級 )。軸Ⅰ要安裝聯(lián)軸器，將其直徑增加 5%，取 mmd 40?Ⅰ ，安裝軸承處的直徑為 45mm，其他尺寸根據(jù)結(jié)構(gòu)確定。直流電動機(jī)的主要缺點(diǎn)是需要把工業(yè)上常用的三相交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姟? 綜上，該軸符合設(shè)計(jì)要求。并通過查機(jī)械手冊可?。?MPab 650?? MPas 360?? 彎曲疲勞極限 2701??? 需用靜應(yīng)力 ? ? MPa2601 ??? 需用疲勞應(yīng)力? ? MPa1501 ??? 。 卷筒結(jié)構(gòu)及尺寸見附錄圖 3，卷筒部分的裝配圖。 卷筒表面帶有螺旋槽，鋼絲繩進(jìn)行單層卷繞。 交互捻是股與繩的捻向相反，分左、右交互捻。鋼絲繩承受的額定拉力（ N）； N總的工作循環(huán)次數(shù)。但是，鏈傳動瞬時(shí)速度不均勻。 d) 圖中，減速器輸出軸通過一級齒輪傳動，為外捏合方式，要用開式齒輪傳動。 卷揚(yáng)機(jī)的載荷狀態(tài)可根據(jù)鋼絲繩的受力情況和頻繁程度，按名義載荷系數(shù)譜 Kf可分為四個等級，根據(jù)本設(shè)計(jì)的要求，通過查表可得出本設(shè)計(jì)的載荷狀態(tài)為 Q2（受中等載荷），可取出 Kf=,Kd=,Kd為當(dāng)量拉力系數(shù)。這種鋼絲繩雖然剛性大，使用壽命短，但是不容易旋轉(zhuǎn)、松散，故在起重機(jī)中應(yīng)用較多。一般采用標(biāo) 準(zhǔn)槽，只有當(dāng)鋼絲繩有脫落危險(xiǎn)是才采用深槽。 卷筒轂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 由于卷筒已經(jīng)制定了專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，而卷筒轂尚未制定新的標(biāo)準(zhǔn)，所以有寫尺寸要根據(jù)卷 筒尺寸，結(jié)合表 ，繪出圖形見附錄圖 1。有前面的數(shù)據(jù)，繩子的額定拉力 NF 29400max ? ，鋼絲繩的直徑mmd 22? ,卷筒直徑 mmD 500? 。 滑輪的設(shè)計(jì) 滑輪最小直徑計(jì)算 根據(jù) GB/T38111988的規(guī)定，按鋼絲繩中心來計(jì)算滑輪的最小直徑，即 mmhdD h 5 5 02225m in ???? 式中 d鋼絲繩直徑 h與機(jī)構(gòu)工作級別和鋼絲繩結(jié)構(gòu)有關(guān)的 系數(shù)，由機(jī)械手冊表 25 滑輪結(jié)構(gòu)和材料 滑輪是用來導(dǎo)向和支承的，以改變繩索及其傳遞拉力的方向或者平衡繩索分支力。 三相交流電動機(jī)分為同步電動機(jī)和異步電動機(jī)兩種，三相同步電動機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是具有較高的功率、定角速度及大的過載能力；缺點(diǎn)是維修比較復(fù)雜，價(jià)格較昂貴。軸Ⅱ估取mmd 60?Ⅱ ，也為安裝軸承處的直徑，其他尺寸根據(jù)結(jié)構(gòu)確定。 可根據(jù)制動轉(zhuǎn)矩選用制動器，在本設(shè)計(jì)中的電動卷揚(yáng)機(jī)是用于塔式起重機(jī)，根據(jù)情況選擇 B 型（制動彈簧在上部 水平布置）的 YW 系列電力液壓塊式制動器。 聯(lián)軸器的強(qiáng)度驗(yàn)算 根據(jù)上面的選用計(jì)算，現(xiàn)對聯(lián)軸器進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算，驗(yàn)算公式為： nZc TKTKKKT 1?? Ⅰ? 式中 KKK Z,? 與前面選用計(jì)算的式子中的含義一樣，取值也相同； K1 為轉(zhuǎn)矩修正系數(shù)，取 。當(dāng)過載時(shí)熱繼電器 FR 常開觸點(diǎn)閉合， X403 的兩對常閉觸點(diǎn)斷開，Y430 或 Y431 線圈斷開，電動機(jī)停止工作，制動器處于抱緊狀態(tài)。 第六章 電動卷揚(yáng)機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 電動卷揚(yáng)機(jī)的控制電路 對于電動卷揚(yáng)機(jī)的控制，現(xiàn)在常用的是多點(diǎn)移動式按鈕組成的抄作臺。可以查得制動器的基本尺寸。 減速器的選擇 本設(shè)計(jì)在起重機(jī)中常用的減速器高速軸轉(zhuǎn)速步大于 min1000r ，且工作環(huán)境步大于 4045攝氏度。雖 18 然它與三相同步電動機(jī)比較，其效 率較低；和直流電動機(jī)比較，只能作有限的角速度調(diào)節(jié)，但是對于工業(yè)一般機(jī)械并沒有什么影響，因此目前工業(yè)上所用的電動機(jī)大多是三相異步電動機(jī)。大滑輪（ mmD 800? ）一般用型鋼和鋼板焊接結(jié)構(gòu)。 近似計(jì)算軸頸 根據(jù)卷筒軸受力情況，按彎轉(zhuǎn)合成力矩近似計(jì)算軸頸。多層卷繞卷筒采用楔形固定，他的結(jié)構(gòu)復(fù)雜。這種卷筒適用于慢速度和工作類型較輕的起重機(jī)。 線接觸鋼絲繩，繩的結(jié)構(gòu)較密實(shí)，強(qiáng)度有所提高。機(jī)構(gòu)利用級別根據(jù)總運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)和理論平均日工作小時(shí)數(shù)來劃分的。使結(jié)構(gòu)顯得緊湊，也能傳動較大的力矩。帶傳動能緩沖、吸震，過載是起安全保護(hù)的作用，但是結(jié)構(gòu)寬度和長度尺寸較大，另外，帶傳動不宜在惡劣的環(huán)境下工作，例如這種長 期運(yùn)用于戶外的情況。同向捻是股與繩的捻向相同，分左、右同向捻。鑄鐵件需經(jīng)時(shí)效處理以消除內(nèi)應(yīng)力，鑄鋼件應(yīng)進(jìn)行退火處理。1? 單層卷繞卷筒的壓應(yīng)力 （ MPa） Fmax鋼絲繩的最大拉力 （ N） ? 卷筒壁厚 （ mm） A1應(yīng)力減小系數(shù)，一般取 ?A ? ?bc? 許用壓應(yīng)力，對鑄鐵 ? ? 5bbc ?? ? b? 為鑄鐵的抗壓強(qiáng)度極限，查表得MPab 250?? 故得 MPabc 50?? 計(jì)算得 ? ?bcMP a ?? ????? 39。軸的常用材料是 3 4 50優(yōu)質(zhì)炭素結(jié)構(gòu)鋼，最常用的是 45鋼。卷筒軸的靜強(qiáng)度計(jì)算，需要用靜強(qiáng)度最大拉力 Fjmax 。直流電動機(jī)可用于固定電壓或可調(diào)電壓。軸的材料選用 45鋼，并調(diào)質(zhì)處理。無論是選用 標(biāo)準(zhǔn)制動器還是自行設(shè)計(jì)制動器都要做必要的發(fā)熱驗(yàn)算。 聯(lián)軸器的選用計(jì)算 在選用標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器或已有推薦系列尺寸的聯(lián)軸器型號時(shí)，一般都是以聯(lián)軸器所需要的傳遞的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 cT 小于所選用聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩 ??T 或標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩 nT 為原則。達(dá)到需要高度是，松開開關(guān) S2，電動機(jī)停止反轉(zhuǎn)，制動器閉合，使重物停在需要的高度。另外， 控制工作站需要能切斷所有電源的緊急剎車閘。 聯(lián)軸器的選擇 聯(lián)軸器是連接兩軸或者軸和回轉(zhuǎn)件，在傳遞運(yùn)動和動力過程中一同回轉(zhuǎn)而不脫開的一種裝置。由前知，本設(shè)計(jì)中減速器的傳動比是 ，在選擇時(shí)以傳動比為 。因此，選擇電動機(jī)應(yīng)與其工作特點(diǎn)相適應(yīng)。其繩槽斷面尺寸見圖 。疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核是經(jīng)過初步計(jì)算和結(jié)構(gòu)計(jì)算之后，根據(jù)軸的實(shí)際尺寸、承受的彎矩圖考慮應(yīng)力集中，表面狀態(tài)，尺寸影響等因素以及軸材料的疲勞極限，計(jì)算軸的危險(xiǎn)截面處的疲勞安全系數(shù)是否滿足。則選擇壓板序號 6 卷筒軸的設(shè)計(jì) 軸是組成機(jī)械的一個重要零件，卷揚(yáng)機(jī)的軸對卷揚(yáng)機(jī)正常工作來說起了非常重要的作用，合力設(shè)計(jì)卷揚(yáng)機(jī)的軸對卷揚(yáng)機(jī)的性能來說很重要。多層卷繞卷筒兩端要設(shè)擋板，其高度比最外層鋼絲繩高出（ ） d。 鋼絲繩芯的材料也有不同的種類，包括纖維芯，鋼絲芯等。 根據(jù)機(jī)構(gòu)的利用級別和機(jī)構(gòu)的載荷情況，機(jī)構(gòu)的工作類型分為 8個等級： M1M8。本設(shè)計(jì)卷揚(yáng)機(jī)額定工年限為 5年，沒天工作 8小時(shí)計(jì)算，一共工作小時(shí)數(shù) t: ht 1 2 0 0 083 0 05 ???? 電動卷揚(yáng)機(jī)的 利用等級 利用等級是表示卷揚(yáng)機(jī)使用的頻繁程度，以其在設(shè)計(jì)壽命期內(nèi)應(yīng)總工作循環(huán)次數(shù) Nt表征。 本設(shè)計(jì)中沒有考慮錐齒 輪減速器的傳動，因?yàn)橛缅F齒輪減速器時(shí)，電機(jī)和卷筒安裝交錯，占的空間相對較大；考慮到經(jīng)濟(jì)等因數(shù)，也沒有采用蝸桿渦輪減速器，而直接采用了斜齒圓柱齒輪減速器傳動。 鋼絲繩的概述 鋼絲繩按其繩和股的斷面、股數(shù)和股外層鋼絲的數(shù)目分類。齒輪連接盤式卷筒在起重機(jī)中應(yīng)用比較廣泛，其分組性能好，為封閉式傳動，但是在檢修時(shí)需沿軸向外移卷筒。當(dāng) DL 3? 時(shí)還要考慮彎曲應(yīng)力。 當(dāng)卷揚(yáng)機(jī)工作時(shí)，鋼絲繩的作用力通過卷筒傳到卷筒軸上；由于卷筒旋轉(zhuǎn)時(shí)，鋼絲繩在卷筒上的位置是變化的，從而，鋼絲繩拉力對卷筒軸的力矩也是變化的，所以在強(qiáng)度計(jì)算時(shí)是按鋼絲繩在兩個極限位置分別 計(jì)算的。 最大應(yīng)力， M P aWM C m a x ??? 式中 ??CM 軸頸 C處的彎矩 W為截面 C處的抗彎截面系數(shù)，有機(jī)械手冊查得為 53600mm2 心軸的應(yīng)力性質(zhì)是按脈動循環(huán)變化的，所以 MP aam a x ??? ??? 軸為實(shí)心軸，但 C截面有鍵槽，所以有應(yīng)力集中存在，軸頸表面通過車床精車即可。在這里選用吊鉤的強(qiáng)度等級為 M，從而可確定吊鉤鉤號為 6號。 高速級齒輪材料的選擇 小齒輪 40Cr 調(diào)質(zhì)處理 齒表面硬度 260HBS 大齒輪 45剛 調(diào) 質(zhì)處理 齒表面硬度 240HBS 高速級齒輪初步計(jì)算 齒寬系數(shù) d? ：由表 1213，取 ?d? 接觸疲勞極限 limH? ：由圖 （ c）得 小齒輪 MPaH 7201lim ?? 大齒輪 MPaH 5902lim ?? 初步計(jì)算許用接觸應(yīng)力 ? ?H? : 小齒輪 ? ? M P aHH 6 4 1lim1 ?? ?? 大齒輪 ? ? M P aHH 5 3 2lim2 ?? ?? 初選螺旋角 09?? ，由表 1216（機(jī)械設(shè)計(jì)