【正文】 分配減速器的各級傳動比 按浸油潤滑條件考慮取高速級傳動比 1i = ，式中 2i 為低速級傳動傳動比。 所以 i? 減速器的計算 因為電動機軸到減速器高速軸由齒輪鏈接盤連接，其傳動比 0i =1，所以減速器的總傳動比 i =。 圖 聯(lián)軸器的選擇 聯(lián)軸器根據(jù)傳遞的扭矩和工作條件選擇： 噸卷揚機設(shè)計 第 29 頁 共 45 頁 ? ?tt TTkkkT ?? 321 （ 340） 式 中 T 為所傳遞扭矩的計算值 tT 為實際作用的扭矩 ??tT 為聯(lián)軸器規(guī)格表中允許傳遞的扭矩 1k 為考慮聯(lián)軸器重要的系數(shù)，選 1k = 2k 為考慮機構(gòu)偶工作級別的系數(shù) ，選 2k = 3k 為考慮角度偏差的系數(shù)，選 3k =1 所以 ?T ? ? 1? = 小于 CL 型齒輪聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩 查起重機設(shè)計手冊，選用 CL1 型齒輪聯(lián)軸器。本設(shè)計選用常閉式抱閘制動器，型號：TJ2=100。 在設(shè)計或選擇制動器時，主要依據(jù)是制動力矩。 從功率上講，若考慮到機械傳動的總效率在 ? 總 = 左右，則所需電動機的功率 噸卷揚機設(shè)計 第 28 頁 共 45 頁 p 電 =總卷?P = = （ 339） 根據(jù)以上分析，按《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》 [14] 第 171 頁表 127，當(dāng)電動機負(fù)荷持續(xù)率為 FC=40%時，應(yīng)選用 Y 100L14 型電動機，其額定功率為 P 電 =，滿載轉(zhuǎn)速 ? 電 =1420r/min。 據(jù)《 建 筑卷揚機設(shè)計》 [7]第 21 頁表 31 可知， 應(yīng) 選擇 YZR 系列冶 金 及 起重用相異步電動機，此系列電動機為繞線轉(zhuǎn)子電動機。當(dāng)電動機需經(jīng)常起動、制動和正、反轉(zhuǎn)時（例如起重機），要求電動機有較 小的轉(zhuǎn)動慣量和較大的過載能力，因此應(yīng)采用起重及冶金用的三相異步電動機，常用的型號有 YZ 或YZR 系例。 生產(chǎn)單位一般采用三相交流電源，如無特殊要求均應(yīng)采用三相交流電動機。載荷特點（變化性質(zhì)、大小和過載情況），起動性能和起、制動頻繁程度，轉(zhuǎn)速高低和調(diào)速性能要求等條件確定。 噸卷揚機設(shè)計 第 27 頁 共 45 頁 電動機選型 根據(jù)工作機構(gòu)的特點、工作環(huán)境、工作載荷的大小和性質(zhì)等條件，選擇電動機類型和結(jié)構(gòu)型式、功率、轉(zhuǎn)速，確定電機型號。 此外，還有些卷筒軸、具有多支承，如三支承。 靜強度計算安全系數(shù) max /ssS MW? ?? ＝ /sBMW?? ＝ （ 338） 當(dāng) / ??? 時 ? ? ~ ? ，該軸靜強度足夠。 心軸的靜強度計算 卷筒軸的靜強度計算，需要用靜強度計算拉力，可按下式求得： maxjeFF?? （ 337） 式中 maxjF — 靜強度計算最大拉力 ， N； ? — 動載荷系數(shù)，查手冊。 查得有效應(yīng)力集中系數(shù)尺 K? ＝ ，表面狀態(tài)系數(shù) ? ＝ ，絕對尺寸系數(shù) ??＝ ，等效系數(shù)小 ?? ＝ 。由前述可知，心軸應(yīng)力的性質(zhì)可認(rèn)為是按脈動循環(huán)規(guī)律變化，則 2bmn?????。設(shè)卷筒軸該剖面直徑為 Bd ，則彎曲應(yīng)力為： ? ?3 00. 1 BbbBMd???? （ 332） 噸卷揚機設(shè)計 第 25 頁 共 45 頁 則： ? ?3BBhMd ?? ＝ mm 圓整后 Bd ＝ 75 mm，中間軸段 0d ＝ 45＋ 15＝ 60 mm 圖 心軸的疲勞強度計算 卷筒軸的疲勞強度，應(yīng)該用鋼絲繩的當(dāng)量拉力進行計算，即： d d eF KF? （ 333） 式中 dF — 鋼絲繩的當(dāng)量拉力， N； dK — 當(dāng)量拉力系數(shù)。 50890rDH FR ? ＝ kN （ 326） 840890rCH FR ? ＝ kN （ 327） 彎矩計算，如下圖 50AH CHMR? ＝ 178 kN? mm （ 328） 60BH DHMR? ＝ kN? mm （ 329） 合成彎矩，如下圖 22A AV AHM M M??＝ kN? mm （ 330） 22B BV BHM M M??＝ kN? mm （ 331） 計算心軸工作應(yīng)力 此軸為固定心鈾，只有彎矩，沒有轉(zhuǎn)矩。 ? ?7 8 0 5 0 5 0890 etDV FFR ??? ＝ kN （ 322） ? ?7 8 0 6 0 6 0890 teCV FFR ??? ＝ kN （ 323） 彎矩，如下圖 。 圖 心軸的各部分尺寸 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 35a 所示。計算時，卷筒支承作用到心軸的力，可簡化為作用于軸承寬度中點的集中力，左端距支承點 mm，右端距支承點 mm。計算時應(yīng)按鋼絲繩在卷筒上兩個極限位置分別計算。 噸卷揚機設(shè)計 第 23 頁 共 45 頁 本設(shè)計以計算出的參數(shù)有：繩的額定拉力 rF ＝ 1000kN，卷筒直徑0D? 170mm，鋼絲繩的直徑 d? 6 mm，外齒軸套齒輪分度圓直徑 D＝ 224 mm，查機械傳動設(shè)計手冊，軸的材質(zhì)選擇 45 鋼，調(diào)制處理， 650? ?B MPa， 360S? ? MPa，1 300?? ? MPa， ? ?0 100b? ? MPa。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。但也不排除在超載或意外情況下發(fā)生靜強度破壞。其彎曲應(yīng)力的應(yīng)力性質(zhì)為對稱循環(huán)變應(yīng)力，而扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力的應(yīng)力性質(zhì)可視為脈動循環(huán)變化。對固定心軸的疲勞失效而言，最危險的應(yīng)力情況是脈動循環(huán)變化，為安全起見，卷筒的固定心軸應(yīng)力以按脈動循環(huán)處理為宜。 a 圖為固定心軸， b 圖為轉(zhuǎn)動心軸。強度計算時應(yīng)按鋼絲繩在卷筒上兩個極限位旨分別計算。卷揚機卷筒工作時，鋼絲繩在卷簡上的位置是變化的。 卷筒軸的設(shè)計計算 卷筒軸是支持卷揚機正常工作的重要零件， 合理設(shè)計與計算卷筒軸對卷揚機性能至關(guān)重要。 當(dāng)鋼絲繩單層卷繞時，卷筒所受壓應(yīng)力按下式來計算： ? =A ??tF?max ? ?bc? （ 319） 其中 ?為鋼絲繩單層卷繞時卷筒所受壓應(yīng)力， MPa； maxF 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= ? ?bc? 為許用壓力，對于鑄鐵 ? ?bc? = 5b? b? 為 鑄鐵抗壓強度極限 所以 ?=A ??tF?max ? ?bc? ? 39 MPa 查教材機械設(shè)計基礎(chǔ)知 b? ? 195MPa，所以 ? ?bc? ? 39MPa。當(dāng) L ? 3 0D 時彎曲應(yīng)力和扭曲應(yīng)力的合成力不超過壓應(yīng)力 10%,所以當(dāng) L ? 3 0D 時只計算壓應(yīng)力即可。 一 般卷筒壁厚相對于卷筒直徑較小，所以卷筒壁厚可以忽略不計，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。 卷筒強度計算及檢驗 卷筒材料一般采用不低于 HT200 的鑄鐵，特殊需要時可采用 ZG230450、ZG270500 鑄鋼或 Q235A 焊接制造。 選取標(biāo)準(zhǔn)卷筒長度為 300 mm 卷 筒壁厚設(shè)計 本設(shè)計為了延長鋼絲繩的壽命，采用鑄鐵卷筒，對于鑄鐵卷筒可按經(jīng)驗公式初步確定，然后進行強度驗算。 0 0HaL n tD????????? =120 mm。 按式計算： 0minD hd? ＝ 168 mm 所以選取 0D =170 mm （ 315） 卷筒的長度設(shè)計 本設(shè)計采用雙聯(lián)滑輪組，如圖 圖 雙聯(lián)滑輪組 卷筒的長度 ? ?0 1 2 32L L l l l? ? ? ? （ 316） L — 卷筒總長度， mm； 0L — 繩槽部分長度，其計算公式為： 0 0HaL n tD????????? （ 317） 噸卷揚機設(shè)計 第 20 頁 共 45 頁 其中 H — 最大起升高度， mm； a — 滑輪組倍率； 0D — 卷筒卷繞直徑， mm； t — 繩槽節(jié)矩， mm； n — 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； 1l — 固定鋼絲繩所需要的長度，一般取 1l ＝ 3t， mm； 2l — 兩端的邊緣長度（包括凸臺在內(nèi)），根據(jù)卷筒結(jié)構(gòu)而定， mm； 3l — 卷筒中間無繩槽部分長度，由鋼絲繩的允許偏斜角α和卷筒軸到動滑輪軸的最小距離決定。 噸卷揚機設(shè)計 第 19 頁 共 45 頁 卷筒節(jié)徑設(shè)計 卷筒的節(jié)徑即卷筒的卷繞直徑，由設(shè)計知 0D 不能小于下式： 0minD hd? （ 314） 式中 0minD — 按鋼絲繩中心計算的卷筒最小直徑， mm； h — 與機構(gòu)工作級別和鋼絲繩結(jié)構(gòu)有關(guān)的系數(shù)，根據(jù)工作環(huán)境級別為7M ，查機械設(shè)計手冊 h=28 mm。如圖 。 卷筒繩槽的確定 卷筒繩槽槽底半徑 R，槽深 c 槽的節(jié)矩 t 其尺寸關(guān)系為： R=（ ~） d（ d 為鋼絲繩直徑） （ 37） 繩槽深度 ：標(biāo)準(zhǔn)槽： 1c =（ ~） d （ 38） 噸卷揚機設(shè)計 第 18 頁 共 45 頁 深槽： 2c =（ ~） d （ 39） 繩槽節(jié)距：標(biāo)準(zhǔn)槽： 1t ＝ d＋（ 2~4） （ 310） 深槽： 2t ＝ 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)計選用標(biāo)準(zhǔn)槽，鋼絲繩直徑選用 6 mm， R=（ ~） d=~ mm R= （ 312） c=（ ~） d =~ mm 取 c=4 mm （ 313） 所以 t＝ d＋（ 2~4） =10 mm 卷筒的設(shè)計 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，其共同特點是卷筒軸只承受彎矩，不承受轉(zhuǎn)矩。只有在繞繩量特別大或特別要求機構(gòu)緊湊的情況下，為了縮小卷筒的外形尺寸，才采用多層繞的方式。 卷筒的分類 按照鋼絲繩在卷筒上的卷繞層數(shù)分，卷筒分單層繞和多層繞兩種。卷筒用來卷繞鋼絲繩，把原動機的驅(qū)動力傳遞給鋼絲繩，并把原動機的回轉(zhuǎn) 運動變?yōu)樗枰闹本€運動。 鋼絲繩的報廢處理，可參考有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相資料。 6. 在室外、潤濕或腐蝕介質(zhì)存在的環(huán)境里，應(yīng)選