【文章內(nèi)容簡介】 6? 9370111850特 光 右交 GB110274 18 鋼絲繩在使用時(shí)需要與其他承載零件連接以傳遞載荷。本設(shè)計(jì)采用楔形套筒法，查取選 用： 楔 11GB597386 HT200 楔套 11GB597386 ZG200 楔形接頭 11GB597386 ZG270500 鋼絲繩使用注意 要延長鋼絲繩的壽命 ,在設(shè)計(jì)與使用中應(yīng)考慮以下因素： A 提高安全系統(tǒng) n，可降低鋼絲繩的應(yīng)力； B 選用較大的彎曲比（卷筒或滑輪直徑比鋼絲繩直徑），使鋼絲繩避 免過分地彎曲，以減少鋼絲繩的彎曲應(yīng)力。但也不能太大，以免使整個(gè)機(jī)構(gòu)尺寸增大； C 卷筒與滑輪的材 料硬度要適中，硬度過高或過低都會(huì)影響鋼絲繩壽 命； D 減小鋼絲繩的彎折次數(shù)，即不要使鋼絲繩通過太多的滑輪（選用滑輪型式與倍率時(shí)予以考慮），尤其要避免反向彎折次數(shù)，因?yàn)榉聪驈澱鄣钠茐淖饔帽韧驈澱鄞?，?huì)降低鋼絲繩的壽命； E 鋼絲繩的維護(hù)保養(yǎng)，應(yīng)定期潤滑防止銹蝕，成卷鋼絲繩開卷時(shí)應(yīng)避免打結(jié)扭曲，切斷時(shí)應(yīng)有防止繩股松散的措施。 吊鉤的設(shè)計(jì) 選材 吊鉤組通常由鉤頭、吊鉤螺母、推力軸承、橫梁、滑輪和拉板等零件組成。吊鉤經(jīng)常受貨載沖擊，為保證吊鉤工作的安全性，盡量避免人身及設(shè)備事故，故應(yīng)要求吊鉤無突 然斷裂的危險(xiǎn)，重量要盡量輕，有足夠的強(qiáng)度，本次設(shè)計(jì)中采用 DG20Mn，并主要針對橫梁進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。 構(gòu)造 采用鍛造的單鉤，制造與使用方便，梯形斷面，受力情況合理。選取鉤號 強(qiáng)度等級 M6。 吊鉤掛架 采用長型號鉤組，吊鉤支承在單獨(dú)的滑輪軸上。為了便于工作，吊鉤應(yīng)能繞垂直軸線和水平軸線旋律，為此吊鉤螺母與橫梁之間采用止推軸承，吊 19 鉤尾部的螺母壓在其上。吊鉤橫梁的軸端與定軸擋板相配處形成環(huán)形槽，容許橫梁轉(zhuǎn)動(dòng)。推力球軸承選： 校核： C0=S0 P0﹤ C0a S0 — 安全系數(shù)，取 2 P0 — 對 a=90176。的推力軸承 P0a=Q=63000N C0a— 為 158KN C0=2 63000=126 KN﹤ C0a =158KN 合格 橫梁 只受彎矩，不受轉(zhuǎn)矩的心軸，采用 45 鋼 Ra = 263000 =31500 N Mc=Ra l2 =31500 =23310 Nm W= ? ?43 132 aD ???? 其中， a = dD = 50120 = W= 321203?? (1－ )=164449 σ = MW = 16444918500000 = N/mm2 ＜ 275 N/mm2 ＝ ??? 合格 h=30mm ， ??? ＝ 35 N/mm2 bmin ? ?????? h s4 3= 30354 500003 ??? = 取 40mm 卷筒的設(shè)計(jì) 卷筒是在起升機(jī)構(gòu)中用來卷繞繩索并傳遞動(dòng)力的轉(zhuǎn)動(dòng)件。 卷筒的種類的選擇 卷筒按繞繩的層次分為單層繞卷筒和多層繞卷筒。 單層繞卷筒表面通常切出螺旋槽，鋼絲繩依次卷繞在槽 內(nèi)，使繩索與卷 20 筒接觸面積增大，單位壓力降低。因?yàn)槔K槽節(jié)距大于鋼絲繩直徑，所以避免了鋼絲繩之間的相互摩擦，從而延長了鋼絲繩的使用壽命。 多層繞卷筒用于起升高度很大，而卷筒長度又受限制的情況，如汽車起重機(jī)。它的主要缺點(diǎn)是內(nèi)層鋼絲繩受到外層鋼絲繩的擠壓，在卷繞過程中相鄰繩圈之間有摩擦，使繩索壽命降低。此外，在繩索拉力不變時(shí)，載荷力矩隨卷筒上繩索層數(shù)的不同而變化，造成載荷力矩不穩(wěn)定。為改善鋼絲繩在卷筒上的接觸狀態(tài)，提高繩索的壽命，采用切螺旋槽的多層繞卷筒。 起重機(jī)大多采用多層繞卷筒，其容繩量大。隨著起升高度的增加。 起升機(jī)構(gòu)中卷筒的繞繩量相應(yīng)增加。采用尺寸較小的多層繞卷筒對小機(jī)構(gòu)尺寸是很有利的。其表面做成螺旋繩槽，兩邊有側(cè)板以防鋼絲脫出，二級減速大齒輪與卷旋繩槽，兩邊有側(cè)板以防鋼絲繩脫出，二級減速大齒輪與卷筒連接在一起。 卷筒的主要尺寸的確定 ⑴ 卷筒直徑 D 卷筒直徑的大小影響鋼絲繩的彎曲程度。為確保鋼絲繩的壽命，卷筒直徑不能太小。按《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，卷筒的最小卷繞直徑： Domin = hd (mm) =16 10 =160mm 卷筒的槽底直徑（即卷筒名義直徑） D 為： D ≥ Domin d = (h1)d (mm) =150mm 式中， D— 卷筒槽底直徑（ mm） Domin— 按鋼絲繩中心計(jì)算的卷筒最小卷繞直徑 (mm) H— 與機(jī) 構(gòu)工作級別和鋼絲繩有關(guān)的系數(shù) ,查得為 16 d— 鋼絲繩直徑 (mm),10mm 算得：卷筒名義直徑 D= 160mm ⑵ 卷筒長度 L L=)( ndDn dHa ??? ??? ? n— 卷繞層數(shù) N=5 21 a— 滑輪組倍率 a=4 D— 卷筒直徑 mm H— 起升高度 10m d— 鋼絲繩直徑 10mm L=)10516 0( 1010 00 04 ???? ??= ⑶ 卷筒厚度δ 本卷筒為鋼卷筒 ZG230450，可由經(jīng)驗(yàn)公式確定δ≈ d，考慮到 工藝要求，取 15mm。 II 圖 32 卷筒示意圖 ⑷ 卷筒強(qiáng)度校核 最大拉力為 Smax的鋼絲繩繞上卷筒后，把卷筒箍緊，使卷筒產(chǎn)生壓縮、彎曲和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，其中壓縮應(yīng)力 1? 最大，當(dāng) L? 3D 時(shí)，彎曲和扭轉(zhuǎn)的合成應(yīng)力不超過壓縮應(yīng)力的 30%，因此彎曲和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力可忽略。 1? =A ? ?yPs ?? ??max A— 原與 卷筒層數(shù)有關(guān)的系數(shù)，取 2 Smax — 鋼絲繩最大拉力 P— 卷筒節(jié)距 δ — 卷筒厚度 15mm [σ y]— 許用壓應(yīng)力 = ? ，其中σ s=230N/mm2 22 [σ y]=153 N/mm2 σ 1=2 ?≈ 149 N/mm2 σ 1＜ [σ y] 合格 滑輪組的設(shè)計(jì) 滑輪組是改變力和速度的滑輪、繩索系統(tǒng)。它一般作為起升機(jī)構(gòu)的一個(gè)組成 部分，但也可以單獨(dú)作為起重裝置使用。 滑輪組的種類選用 滑輪組按其構(gòu)造型式可分為單聯(lián)滑輪組和雙聯(lián)滑輪組兩種。 單聯(lián)滑輪組的特點(diǎn)是繞入卷筒的鋼絲繩為一根，其構(gòu)造簡單，重量輕。 雙聯(lián)滑輪組的特點(diǎn)是繞入卷筒的繩索是兩根。它相當(dāng)于兩個(gè)相同單聯(lián)滑輪組的組合裝置。 此設(shè)計(jì)中，采用 HT150，工藝性好，易于加工、價(jià)廉，對鋼絲繩壽命有利。采用單聯(lián)滑輪組，它結(jié)合導(dǎo)向滑輪使用，這樣可以用較小的拉力吊起較重的物品。 減速器的設(shè)計(jì) 起升結(jié)構(gòu)的減速器傳動(dòng)采用一級懸掛閉式減速器與一級開式齒輪傳動(dòng)相結(jié)合。為了 減小尺寸、節(jié)省材料、延長齒輪壽命，本設(shè)計(jì)采用硬齒面。 總傳動(dòng)比及其分配 ⑴ 總傳動(dòng)比 已知馬達(dá)轉(zhuǎn)速及卷筒轉(zhuǎn)速，所以總傳動(dòng)比為 i=卷馬nn = ＝ ⑵ 傳動(dòng)比分配 傳動(dòng)比分配的合理，傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、成本低，潤滑條件好。由 i1=(~)i2 取 i1= ， 得： i1＝ i2＝ 23 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算 從減速器的高速軸開始各軸命名為Ⅰ軸、Ⅱ軸、Ⅲ 軸。 ⑴ 各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算 第Ⅰ軸轉(zhuǎn)速 In =3000r/min 第Ⅱ軸轉(zhuǎn)速 IIn =i1In＝＝ 509 r/min 第Ⅲ軸轉(zhuǎn)速 IIIn = ?inII＝ r/min ⑵ 各軸功率計(jì)算 馬達(dá)功率： 636 ? ????? 馬馬馬 nTp＝ Kw 第Ⅰ軸功率： PⅠ =P 馬 η 軸承 = = Kw 第Ⅱ軸功率： PⅡ =PⅠ η 閉齒 = = Kw 第Ⅲ軸功率： PⅢ =PⅡ η 開齒 η 軸承 η 卷 軸承 = = Kw ⑶ 各軸扭矩計(jì)算 第Ⅰ軸扭矩： TⅠ = 106IInp =9. 55 106? =60006 Nmm 第Ⅱ軸扭矩： TⅡ = 106IIInP = 106? = 346539 Nmm 第Ⅲ軸扭矩： TⅢ = 106IIIIIInp = 106? =1440579 Nmm 齒輪設(shè)計(jì) ⑴ Ⅰ級齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) ① 齒輪材料、熱處理、齒面硬度、精度等級及齒的選用 本設(shè)計(jì)采用硬齒面，采用輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，再進(jìn) 行接觸疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算。由于配對小齒輪齒根薄弱，彎曲應(yīng)力也較大，且應(yīng)力循環(huán)次數(shù)多，所以小齒輪的強(qiáng)度比大齒輪的硬度高些。 小齒輪 20CrMnTi 滲碳淬火 大齒輪 40Cr 表面淬火 由于采用淬火，齒輪變形小，不易摩削，所以采用 8 級精度。 小齒輪數(shù) Z1在推薦值 20~40 中選取 Z1 =23 24 大齒輪數(shù) Z2： Z2=Z1 i=23 =135 齒數(shù)比μ =12ZZ = 23135 = 傳動(dòng)比誤差Δμ = ?=＜ 合格 ② 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 mFpdFasaZ YYYTK ?? ??? ?????? 2113 2 m— 模數(shù) T1— 小輪轉(zhuǎn)矩 60006 Nmm ψ d— 齒寬系數(shù)查表得 K— 載荷系數(shù) K=KA Kν Kβ Kα AK — 使用系數(shù)查表得 1 VK — 動(dòng)截荷系數(shù)，查表估為 ?K — 齒向載荷分布系數(shù)，查表為 Kα — 齒間載荷分配系數(shù)，查表為 則載荷 初值 Kt=1 = saY — 應(yīng)力修正系數(shù)，查圖得 1saY =； 2saY = FaY — 齒形系數(shù)，查圖得： YFa1=； YFa2= ?Y — 重合度由式 a? =[（ 1/Z1+1/Z2） ] 25 =[ (231+1351)] = ?Y =+? =+ = Fp? =limlimFFS? NST YY ?? limF? — 彎曲疲勞極限 查圖得，雙向傳動(dòng)乘以 1limF? =920 =644Mpa 2limF? =760 =532Mpa limFS — 彎曲最小安全系數(shù)，為 YST— 試驗(yàn)齒輪應(yīng)力修正系數(shù)，為 2 YN— 彎曲壽命系數(shù) 按每天工作 8 小時(shí)，每年 300 天，預(yù)期壽命 10 年計(jì)算： N1=60 n1 j nL =60 3000 1 10 300 8 = 109 N2= N1μ = 109／ = 108 YN1=YN2=1 查圖得： 1Fp? =644 2 1=920Mpa 2Fp? =532 2 1=760Mpa 則 111FpSaFa YY ?? = 920 ? = 760 22 ???Fp SaFa YY ?= 26 小齒輪的大，按小齒輪估算： 23 ? ?????m ?m 查表得：第一系列圓整考慮到傳遞動(dòng)力的模數(shù)一般大于 ~2， 取 m=2mm， d=m z=2 23=46mm。 ③ 驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度 σ H=ZH Zε ZE ? ????? ???? 211 12 db TK 小輪圓周速率： V= 100060 11? ?? dn? = 100060 463000? ??? = m/s Kv— 動(dòng)載荷系數(shù)， 由 ν Z1／ 100= ? = K— 載荷系數(shù) K= = ZH— 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，查圖得 Zε — 重合度系數(shù) Zε =3 ??? a?= 大齒輪齒寬 b=ψ d d1= 46=23mm 為了保證足夠的齒寬接觸 ,補(bǔ)償軸向安裝誤差 ,大齒輪齒寬 b1=b+(5~10)=30mm ZE— 彈性系數(shù) ,查表得 195 N/mm2 [σ H]— 許用接觸應(yīng)力 [σ H]=σ Hlim ZN ZW/SHlim ZW— 硬化系數(shù)均勻硬齒面 ,為 1 SHlim—— 接觸最