【文章內(nèi)容簡介】 （38）深槽： =（~）d （39）繩槽節(jié)距：標(biāo)準(zhǔn)槽： ＝d＋（2~4） （310）深槽： ＝d＋（6~8） （311）卷筒槽多數(shù)采用標(biāo)準(zhǔn)槽，只有在使用過程中鋼絲繩有可能脫槽的情況才使用深槽，本設(shè)計(jì)選用標(biāo)準(zhǔn)槽，鋼絲繩直徑選用14 mm， R=（~）d=~ mm 取R=8 mm （312）c=（~）d =~ mm 取c=4 mm （313） 所以 t＝d＋（2~4）=16 mm167。 卷筒的設(shè)計(jì)卷筒按照轉(zhuǎn)矩的傳遞方式來分．有端側(cè)板周邊大齒輪外嚙合式和筒端或筒內(nèi)齒輪內(nèi)嚙合式，其共同特點(diǎn)是卷筒軸只承受彎矩，不承受轉(zhuǎn)矩。本設(shè)計(jì)卷筒采用內(nèi)齒輪嚙合式。如圖31。圖 31 內(nèi)齒嚙合式卷 卷筒的設(shè)計(jì)主要尺寸有節(jié)徑 、卷筒長度 L 、卷筒壁厚 δ。167。 卷筒節(jié)徑 設(shè)計(jì)卷筒的節(jié)徑即卷筒的卷繞直徑，由設(shè)計(jì)知不能小于下式： （314）式中 —按鋼絲繩中心計(jì)算的卷筒最小直徑，mm； h — 與機(jī)構(gòu)工作級(jí)別和鋼絲繩結(jié)構(gòu)有關(guān)的系數(shù)，根據(jù)工作環(huán)境級(jí)別為，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)h=28 mm。 d — 鋼絲繩的直徑,mm。按式計(jì)算： ＝392 mm所以選取=400 mm （315）167。 卷筒的長度設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用雙聯(lián)滑輪組，如圖32圖32 雙聯(lián)滑輪組卷筒的長度 （316）式中 —卷筒總長度，mm； —繩槽部分長度，其計(jì)算公式為： （317）其中 —最大起升高度，mm； —滑輪組倍率； —卷筒卷繞直徑，mm； — 繩槽節(jié)矩，mm； — 附加安全圈數(shù)，使鋼絲繩端受力減小，便于固定，通常取n＝~3圈； —固定鋼絲繩所需要的長度，一般?。?t，mm； —兩端的邊緣長度（包括凸臺(tái)在內(nèi)），根據(jù)卷筒結(jié)構(gòu)而定，mm；—卷筒中間無繩槽部分長度，由鋼絲繩的允許偏斜角α和卷筒軸到動(dòng)滑輪軸的最小距離決定。對(duì)于有螺旋槽的單層繞卷筒，鋼絲繩允許偏斜度通常為1：10，可知選取＝100 mm。 =380 mm。＝3t=48 mm所以 ＝996 mm。選取標(biāo)準(zhǔn)卷筒長度為1000 mm167。 卷筒壁厚設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)為了延長鋼絲繩的壽命，采用鑄鐵卷筒，對(duì)于鑄鐵卷筒可按經(jīng)驗(yàn)公式初步確定，然后進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。對(duì)于鑄鐵筒壁 mm （318）根據(jù)鑄造工藝的要求，鑄鐵卷筒的壁厚不應(yīng)小于12 mm，所以15mm所以卷筒的參數(shù)選擇為：繩槽節(jié)距t＝16 mm、槽底半徑＝4 mm、卷筒節(jié)距＝400 mm、卷筒長度L=1000 mm、卷筒壁厚 mm。167。 卷筒強(qiáng)度計(jì)算及檢驗(yàn)卷筒材料一般采用不低于HT200的鑄鐵，特殊需要時(shí)可采用ZG230450、ZG270500鑄鋼或Q235A焊接制造。本設(shè)計(jì)的卷筒五特殊需要，額定起重重量不是很大，所以選擇HT200的鑄鐵制造。一般卷筒壁厚相對(duì)于卷筒直徑較小，所以卷筒壁厚可以忽略不計(jì)，在鋼絲繩的最大拉力作用下，使卷筒產(chǎn)生壓應(yīng)力、彎曲應(yīng)力和扭曲應(yīng)力。其中壓應(yīng)力最大。當(dāng)3時(shí)彎曲應(yīng)力和扭曲應(yīng)力的合成力不超過壓應(yīng)力10%,所以當(dāng)3時(shí)只計(jì)算壓應(yīng)力即可。本設(shè)計(jì)中L=1000 mm D=400 mm，符合3的要求，所以只計(jì)算壓應(yīng)力即可。當(dāng)鋼絲繩單層卷繞時(shí)，卷筒所受壓應(yīng)力按下式來計(jì)算：=A （319）其中 為鋼絲繩單層卷繞時(shí)卷筒所受壓應(yīng)力，MPa； 為鋼絲繩最大拉力，N； 為卷筒壁厚，mm； A 為應(yīng)力減小系數(shù)，一般取A= 為許用壓力，對(duì)于鑄鐵= 為鑄鐵抗壓強(qiáng)度極限所以 =A39 MPa查教材機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知195MPa，所以39MPa。所以 經(jīng)檢驗(yàn)計(jì)算，卷筒抗壓強(qiáng)度符合要求。167。 卷筒軸的設(shè)計(jì)計(jì)算卷筒軸是支持卷揚(yáng)機(jī)正常工作的重要零件，合理設(shè)計(jì)與計(jì)算卷筒軸對(duì)卷揚(yáng)機(jī)性能至關(guān)重要。167。 卷筒軸的受力計(jì)算及工作應(yīng)力計(jì)算 常用的卷筒軸分軸固定式軸轉(zhuǎn)動(dòng)式（如圖33）兩種情況。卷揚(yáng)機(jī)卷筒工作時(shí)，鋼絲繩在卷簡上的位置是變化的。鋼絲繩拉力經(jīng)卷筒及支承作用到軸上產(chǎn)生的力矩，其大小隨鋼絲繩在卷簡上位置的變化而不同。強(qiáng)度計(jì)算時(shí)應(yīng)按鋼絲繩在卷筒上兩個(gè)極限位旨分別計(jì)算。由卷揚(yáng)機(jī)工作情況和軸的受力分析可知，a、b因卷筒軸主要承受彎矩，可簡化為簡單的心軸。a圖為固定心軸，b圖為轉(zhuǎn)動(dòng)心軸。對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)心軸，其彎曲應(yīng)力一般為對(duì)稱循環(huán)變化；對(duì)固定心軸，其應(yīng)力循環(huán)特征為，視具體的載荷性質(zhì)而定。對(duì)固定心軸的疲勞失效而言，最危險(xiǎn)的應(yīng)力情況是脈動(dòng)循環(huán)變化，為安全起見，卷筒的固定心軸應(yīng)力以按脈動(dòng)循環(huán)處理為宜。c圖卷筒軸既受彎又受扭，為轉(zhuǎn)軸。其彎曲應(yīng)力的應(yīng)力性質(zhì)為對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力，而扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力的應(yīng)力性質(zhì)可視為脈動(dòng)循環(huán)變化。由此可知，卷筒軸在正常使用條件下，最終將發(fā)生疲勞破壞。但也不排除在超載或意外情況下發(fā)生靜強(qiáng)度破壞。 圖 33 卷筒軸的類型 a: 軸固定式 b、c: 軸轉(zhuǎn)動(dòng)式167。 卷筒軸的設(shè)計(jì) 由于卷筒軸的可靠性對(duì)卷揚(yáng)機(jī)安全、可靠的工作非常重要，因此應(yīng)十分重視卷筒軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度、剛度計(jì)算。卷筒軸的結(jié)構(gòu)，應(yīng)盡可能簡單、合理，應(yīng)力集中應(yīng)盡可能小。卷筒軸不僅要計(jì)算疲勞強(qiáng)度，而且還要計(jì)算靜強(qiáng)度；此外，對(duì)較長的軸還需校核軸的剛度。本設(shè)計(jì)以計(jì)算出的參數(shù)有：繩的額定拉力＝kN，卷筒直徑400 mm，鋼絲繩的直徑14 mm，外齒軸套齒輪分度圓直徑D＝224 mm，查機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)，軸的材質(zhì)選擇45鋼，調(diào)制處理，MPa，MPa，MPa，MPa。 由圖5—1可知，該卷筒軸用軸端擋板固定于卷筒上，是不動(dòng)的心軸。計(jì)算時(shí)應(yīng)按鋼絲繩在卷筒上兩個(gè)極限位置分別計(jì)算。根據(jù)受力分析可知，當(dāng)鋼絲繩位于右極限位置時(shí)，心軸受力較大，因此應(yīng)按有極限位置進(jìn)行軸的強(qiáng)度計(jì)算。計(jì)算時(shí)，卷筒支承作用到心軸的力，可簡化為作用于軸承寬度中點(diǎn)的集中力， mm， mm。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)、機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)、起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)，初步得到心軸各段直徑和長度，如圖34所示,本設(shè)計(jì)心軸左邊選用調(diào)心滾子軸承圓柱孔圖 圖34 心軸的各部分尺寸20000型，右邊選用調(diào)心球軸承圓柱孔10000（TNM）型。將軸上所有作用力分解為垂直平面的力和水平平面的力，如下圖35所示。167。 心軸作用力計(jì)算 齒輪圓周力： ＝ kN （320） 齒輪徑向力： ＝ kN （321）167。 心軸垂直面支承反力及彎矩 支反力，如下圖35b。 ＝ kN （322） ＝ kN （323） 彎矩，如下圖 35c。＝ kNmm （324）＝ kNmm （325）167。 心軸水平面支承反力及彎矩支反力水平面支承反力如下圖35d。 ＝ kN （326） ＝ kN （327）彎矩計(jì)算，如下圖35e ＝321 kNmm （328） ＝ kNmm （329）合成彎矩，如