【文章內(nèi)容簡介】 ??K 彎曲時(shí)的有效應(yīng)力集中系數(shù) 取 ?? 表面質(zhì)量系數(shù) 取為 ??? 彎曲時(shí)的尺寸影響系數(shù) 取為 ??? 材料拉伸的平均應(yīng)力折算系數(shù)，取為 ?ma ?? \ 彎曲應(yīng)力的應(yīng)力幅和平均應(yīng)力 由于載荷確定不夠精確，材料性質(zhì)不均勻，選取 ? ? ~?S ，即該軸疲勞強(qiáng)度足夠。 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。卷筒軸的靜強(qiáng)度計(jì)算，需要用靜強(qiáng)度最大拉力 Fjmax 。 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。 綜上，該軸符合設(shè)計(jì)要求。 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。按規(guī)定，承受載荷不大的小尺寸滑輪（ mmD 350? ）一般制成實(shí)體滑輪，承受較大載荷的滑輪一般采用球墨鑄鐵或者鑄鋼，鑄成帶筋和孔或輪輻結(jié)構(gòu)。大滑輪（ mmD 800? ）一般用型鋼和鋼板焊接結(jié)構(gòu)。 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(dòng)軸承（軸套材料采用青銅或粉末冶金材料等）或滾動(dòng)軸承上，后者一般用在轉(zhuǎn)速較高，載荷大的工況。 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? 。其繩槽斷面尺寸見圖 。 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。所以在這里沒必要對滑輪進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算。 17 圖 吊鉤的選用 在本設(shè)計(jì)中選用直柄單鉤結(jié)構(gòu)的吊鉤，這種結(jié)構(gòu)型式分為四種： LM型、 LMD型、 LY型及 LYD型。吊鉤按其力學(xué)性能分為 M、 P、（ S）、 T和（ V）五個(gè)等級。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。吊鉤利用模鍛的方法獲得毛胚，并且，為了安全起見，使鋼絲繩不滑出吊鉤，用帶凸耳的吊鉤。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。直流電動(dòng)機(jī)可用于固定電壓或可調(diào)電壓。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。直流電動(dòng)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? 三相交流電動(dòng)機(jī)分為同步電動(dòng)機(jī)和異步電動(dòng)機(jī)兩種，三相同步電動(dòng)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。三相異步電動(dòng)機(jī)比其他電動(dòng)機(jī)的優(yōu)勢在于：機(jī)構(gòu)簡單，價(jià)格便宜，維修容易，能直接與三相交流電源連接。雖 18 然它與三相同步電動(dòng)機(jī)比較，其效 率較低；和直流電動(dòng)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(dòng)機(jī)大多是三相異步電動(dòng)機(jī)。 正確選擇電動(dòng)機(jī)額定功率的原則是：在電動(dòng)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(dòng)機(jī)的額定功率。 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。因此，選擇電動(dòng)機(jī)應(yīng)與其工作特點(diǎn)相適應(yīng)。 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)。 總傳動(dòng)比的分配： 根據(jù)減速器傳動(dòng)比的分配原則及相關(guān)規(guī)定，確定各級的傳動(dòng)比。 ??? iii 式中 ?1i 減速器高速級的傳動(dòng)比 取為 ?2i 減速器低速級傳動(dòng)比 取為 減速器中各軸的轉(zhuǎn)速的計(jì)算 根據(jù)軸的轉(zhuǎn)速大小依次編號為Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ軸 m in73017300 rinn m ???Ⅰ m rinn ??? ⅠⅡ rinn ??? ⅡⅢ 減速器各軸功率計(jì)算 kWPP ???? ?Ⅰ WPP ????? ??ⅠⅡ WPP ????? ??ⅡⅢ 減速器各軸的功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩如下表： 軸號 功率 P(kW) 轉(zhuǎn)速 n(r/min) 轉(zhuǎn)矩 T（ N m） Ⅰ 730 Ⅱ 20 Ⅲ 圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 此減速器的齒輪為一般機(jī)械零件，沒有特殊要求，從降低成本，結(jié)構(gòu)簡單和易于取材的原則出發(fā)選取。 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) ）可估計(jì)取得 dA 值： 84?dA 初步計(jì)算小齒輪直徑 d1： ? ? 323 221 ??? ???? uuTAd Hdd ?? Ⅰ ? 取為 93mm 初步確定齒寬： mmdb d 8911 ??? 高速級齒輪接觸面疲勞強(qiáng)度的計(jì)算 圓周速度：smndv 111 ?? ????? ? 精度等級 :由表 126 選 9級精度 齒輪齒數(shù)： 取 231?Z ，則 1 ???? ZiZ 取 1172?Z 模數(shù) m: 21 ??? Zdm t 初選螺旋角 09?? o o s 0 ??? ?tn mm 由表 123，取 4?nm 螺旋角 ? ： 4a rc c osa rc c os ??? tnmm? 和估計(jì)值接近 使用系數(shù) KA：由表 129可查得 ?AK 動(dòng)載荷系數(shù) Kv:有圖 ?vK 齒間載荷分配系數(shù) KHa: 由表 1210，先求 Ft NdTF t 1 1 ????? mmNmmNb FK tA ???? 端面重合度： 1 in89s in0 ????? nmb? ?? ? 縱向重合度： 21??????? ???????? ??? ?? ? ZZ 總重合度： ??? ??? ??? 000 os 20tana rc t a nc ostana rc t a n ??? ??? nt os20c osc osc osc osc os 000 ??? tnb ???? 可得 os2 ??? bFaHa KK ?? ? 齒向載荷分布系數(shù) ?HK :由表 1211 bcdbdbBAK H 32121 ??????????????????? ???????????? 22 322 ?????????????????? ????????? ? ? 載荷系數(shù) K： ?????? ?HHavA KKKKK 彈性系數(shù) ZE:由表 1212查得 ?EZ 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) ZH:由圖 ?HZ 重合度系數(shù) ?Z :由式 1231 因?yàn)?11???? ，故取 1??? ? ? ? ? 1113 ??????????????? ????Z 螺旋角系數(shù)： o sc o s 0 ??? ??Z 接觸應(yīng)力最小安全系數(shù)：由表 1214查得 ?HS 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) NL： 由前知， t=12021h 81 ??? ⅠnN L 812 ??? iNN LL 由圖 ： ?NZ ?NZ 許用接觸應(yīng)力 ? ?H? : ? ? MP aS ZH NHH in 11lim1 ???? ?? ? ? MP aS ZH NHH in 22lim2 ???? ?? 接觸應(yīng)力的驗(yàn)算： 23 2321 1 ??? ?????????? uubdKTZZZ HEH ?? ? ? H??? 計(jì)算結(jié)果表面，接觸疲勞強(qiáng)度符合要求；否則，應(yīng)調(diào)整齒輪參數(shù)或者改變齒輪材料，并再次進(jìn)行驗(yàn)算。 確定高速級傳動(dòng)主要尺寸 實(shí)際分度圓直徑 d: mmZmd t ???? mmZmd t ???? 中心距 a： ? ? mmdda 28 3221 ??? 齒寬 b: mmdb d ???? ?