【正文】 三排滾子式旋轉(zhuǎn)支承裝置比上述各種軸承式旋 第 32 頁 轉(zhuǎn)支承裝置的承載能力大，但制造及安裝精度要求較高；同時(shí)，與之相連的構(gòu)件也要。適 用于回轉(zhuǎn)式輸送機(jī)、焊接操作機(jī)、中小型起重機(jī)和斗輪堆取料機(jī)。在起重機(jī)械、堆取料機(jī)等應(yīng)用較多。由于 滾柱與滾道是線接觸，所以承載能力比滾珠式的大。因此，它比同樣大小，同樣數(shù)目單排滾珠支承的承載能力大得多，能承受很大的軸向載荷和傾覆力矩，且在承受載荷時(shí)，不會(huì)引起滾道分離，保證了齒輪正常嚙合，但成本高。上排滾珠承受載荷較大，故滾珠直徑較小。根據(jù)轉(zhuǎn)盤傳遞載荷方法的不同，轉(zhuǎn)盤式旋轉(zhuǎn)支承裝置又可以分為三種型式：少支點(diǎn)的支承滾輪式、多支點(diǎn)的滾子夾套式和滾動(dòng)軸承式。為了適應(yīng)不同的使用要求 ,滾動(dòng)軸承式回轉(zhuǎn)支撐裝置有多種型式 ,主要有單排四點(diǎn)接觸球式 ,雙排異徑球式 ,單排交叉滾柱式和三排滾柱式等。采用滾動(dòng)軸承式回轉(zhuǎn)支撐裝置的起重機(jī) ,其回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)安裝在一個(gè)大轉(zhuǎn)盤上 ,轉(zhuǎn)盤支撐在滾輪、滾子或滾柱等滾動(dòng)體上 ,滾動(dòng)體則可以在門 第 30 頁 座的滾動(dòng)座圈上滾動(dòng)。 第 29 頁 TMMVMHRH2RH1FtRV1RV2G 圖 38 軸的計(jì) 算簡(jiǎn)圖 上車回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)選型 回轉(zhuǎn)支承裝置主要有兩大類：柱式和轉(zhuǎn)盤式。gkK ttttxb （ 8） 計(jì)算安全系數(shù) 取需要安全系數(shù) [ ] = 1 335 6 0= = =+?amS Ks ssss y s 1 185 11 . 5 = = =+ ? ?a r mS Kt ttt y t 2 2 2 29 .3 1 1 .3 3 1 .59 .3 1 1 .3180。TT N m mWt 彎曲應(yīng)力幅 26/==ab N mmss 彎曲平均應(yīng)力 0ms= 扭切應(yīng) 力 /2= = =am N m mttt （ 6） 確定材料的機(jī)械性能 查表 可知 40Cr 鋼 彎 曲 疲 勞 極 限 21 33 5 /N mms = 剪切疲勞極限21 1 8 5 /N mmt = 合金鋼材料的特性系數(shù) 0 .3 , 0 .5 0 .1 5= = =s t sy y y ， （ 7） 確定綜合影響系數(shù) Ks 、 Kt 軸肩圓角處有效應(yīng)力集中系數(shù) ks 、 kt ,根據(jù) 3 ==rd ， 340 ==Dd ，查表計(jì)算得 =ks ， =kt 配合處綜合影響系數(shù) Ks 、 Kt ，根據(jù) d， bs ，配合 H7/r6 計(jì)算得 Ks =， kt = 尺寸系數(shù) ax 、 tx ，根據(jù)圖查得 =ax ， =tx 表面狀況系數(shù) sb = =tb 第 28 頁 2 .7 5 60 .5 2 0 .8 8= = =180。b M N m mWs 截面上扭剪應(yīng)力 7 261 . 9 4 3 1 0 9 . 2 /2 . 1 2 1 0180。caca M N m mWs 故該軸滿足強(qiáng)度要求 （ 5） 計(jì)算危險(xiǎn)截面的工作應(yīng)力 取第一個(gè)軸肩面作為危險(xiǎn)面 第 27 頁 截面彎矩 761 2 5 2 1 7 51 .3 1 0 6 .2 7 1 03 3 5 3 6 3== 創(chuàng) =? gM M N m m 截面扭矩 74. 94 3 10=? gT N m m 抗彎截面系數(shù) 3 3 6 30 . 1 0 . 1 2 2 0 1 . 0 6 1 0= = ? ?W d m m 抗扭截面系數(shù) 3 3 6 30 . 2 0 . 2 2 0 0 2 . 1 2 1 0= = ? ?TW d m m 截面上彎曲應(yīng)力 6 2166 . 2 7 1 0 6/1 . 0 6 1 0180。 bs =685 N/ 2mm ，得材料許 用應(yīng)力21 7 0 /b N mms輊 =犏臌 軸的計(jì)算應(yīng)力為 = caca MWs 由于軸截面有鍵槽故 ( )23 bt d tdW 32 dp= 代入計(jì)算得 53W 10 mm=? 7 253 . 2 1 0 3 6 . 3 /8 . 8 1 0180。 mm 最大彎矩 M= 107N計(jì)算軸的最小直徑并加大 3%以考慮鍵槽的影響 查表 取 A=100 則 3min 1 . 0 3 1 0 0 1 7 7 m m8炒 = 第 26 頁 圖 37 斗輪軸的結(jié)構(gòu)圖 （ 3） 繪制軸的彎矩圖和扭矩圖 水平方向上的力 RH1=RH2= 104N 垂直方向上的力 RV1=RV2=3 104N 水平方向上的彎矩 MH=363 103=7 106N （ 5）幾何尺寸計(jì)算 齒輪齒數(shù) 1 13z? 銷輪齒數(shù) 2 80z? 銷齒直徑 48pd mm? 齒距 48 1010 .4 7 5 0 .4 7 5pdp m m??? 齒輪節(jié)圓直徑 11/d pz ?? =1 0 1 1 3 / 3 .1 4 4 1 8 .2 mm?? 銷輪節(jié)圓直徑 22/d pz ?? =1 0 1 8 0 / 3 .1 4 2 5 7 3mm?? 齒輪齒根圓角半徑 ( 0 . 5 1 5 ~ 0 . 5 2 ) ( 0 . 5 1 5 ~ 0 . 5 2 ) 4 8 2 4 . 7 2 ~ 2 4 . 9 6fp d? ? ? ? ? 取 mm? ? 齒輪齒根圓角半徑中心至節(jié)圓距離 ( 0 . 0 4 ~ 0 . 0 5 ) ( 0 . 0 4 ~ 0 . 0 5 ) 4 8 1 . 9 2 ~ 2 . 4pc d m m? ? ? ? 取 mm? 齒輪齒頂高 0 . 4 3 0 . 4 3 1 0 1 4 3 . 4 3ah p m m? ? ? ? 齒輪齒根高 2 2 . 8 2 . 2 2 5ffh p c m m? ? ? ? ? 齒輪全齒高 4 3 .4 3 2 5 6 8 .4 3h h a h f m m? ? ? ? ? 齒輪齒廓過渡圓弧半徑 ( 0 . 3 ~ 0 . 4 ) ( 0 . 3 ~ 0 . 4 ) 4 8 1 4 . 4 ~ 1 9 . 2pR d m m? ? ? ? 取 16R mm? 齒輪齒頂圓直徑 11 2 4 1 8 . 2 2 4 3 . 4 3 5 0 5aad d h m m? ? ? ? ? ? 第 25 頁 齒輪齒根圓直徑 11 2 4 1 8 . 2 2 2 5 3 6 8 . 2fad d h m m? ? ? ? ? ? 中心距 12 4 1 8 .2 2 5 7 3 1 4 9 5 .622dda m m? ?? ? ? 齒輪齒寬 1 . 5 1 . 5 4 8 7 2pb d m m? ? ? ? 銷齒計(jì)算長度 1 . 6 1 . 6 7 2 1 1 5 . 2L b m m? ? ? ? 銷齒中心至夾板邊緣距離 ( 1 . 5 ~ 2 ) ( 1 . 5 ~ 2 ) 4 8 7 2 ~ 9 6pl d m m? ? ? ? 取 80l mm? 銷輪夾板厚度 ( 0 .2 5 ~ 0 .5 ) ( 0 .2 5 ~ 0 .5 ) 4 8 1 2 ~ 2 4pd m m? ? ? ? ? 取 20mm?? （ 6）夾板擠壓強(qiáng)度校核 取 210 /pr kg mm?????? 223840 2 / 1 0 /2 2 4 8 2 0tp r p rpF k g m m k g m md??? ??? ? ? ? ????? 故夾板擠壓強(qiáng)度足夠。 （ 4）銷齒直徑確定及強(qiáng)度校核 按接觸強(qiáng)度公式計(jì)算 pd pd ? 394 ? ?2 33 2 21( / ) 4 9 4 3 0 . 4 7 53 9 4 4 6 . 8 ( )6 . 1 5 1 3 1 . 5 1 0 839。 為了保證齒頂不變尖且有一定厚度，還要保證重合度 ? 的值不小于 ～ ，則試取 /ahp=。 39。zi z? =8013 = 銷輪 實(shí)際轉(zhuǎn)速 2 39。 ? ? ?2F? = ?? （ kg/ 2mm ） 齒輪材料采用 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理， 207～ 255HB。 圖 36 銷齒傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)斗輪原理 已知 驅(qū)動(dòng)電機(jī)額定功率 P=55kw，額定轉(zhuǎn)速 1n =1500r/min，效率為 液力偶合器傳動(dòng)效率 1? = 第 22 頁 減速器傳動(dòng)比和傳動(dòng)效率分別為 2i =30, 2? = 銷齒傳動(dòng)系統(tǒng)中銷輪的轉(zhuǎn)速和傳動(dòng)效率分別為 2n =8 r/min， p? = （ 1） 計(jì)算銷齒軸的轉(zhuǎn)矩 2T 設(shè)備總傳動(dòng)比 zi = 12nn =15008 =185 銷齒傳動(dòng)比 2185 i? ? ? 銷輪功率 2 1 1 2 5 5 0 . 9 2 0 . 9 6 0 . 9 0 . 9 3 4 0 . 6 ( )pP P k w? ? ?? ? ? ? ? ? ? 銷輪軸的轉(zhuǎn)矩 22 2 974 4943 ( )8PT k g mn? ? ? ? （ 2） 選定材料及確定許用應(yīng)力 銷齒材料采用 45 鋼，正火處理， 167～ 217HB。 第 21 頁 圖 35 銷齒傳動(dòng) 2)、 銷齒傳動(dòng)應(yīng)用 本次設(shè)計(jì)的一個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)就是改變傳統(tǒng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)斗輪軸 的傳動(dòng)方式，而是 將一銷齒圈焊接與斗輪體的一側(cè)，減速器的輸出軸上直接裝齒輪，通過兩 者的嚙合 使斗輪轉(zhuǎn)動(dòng)。 廣泛應(yīng)用于起重機(jī)械、化工、冶金、礦山等部門的一些低速而大型的機(jī)械設(shè)備中。特別是個(gè)別銷齒破壞時(shí)，只需個(gè)別更換，不致整個(gè)銷輪報(bào)廢。 銷齒傳動(dòng)有外粘合、內(nèi)粘合和齒條粘合等三種型式， 使用時(shí)，一般常以齒輪作為主動(dòng)輪，因?yàn)椋?dāng)以銷輪作為主動(dòng)時(shí)，齒輪的輪齒齒頂先進(jìn)入嚙合，將會(huì)降低其傳動(dòng)效率，故不用銷輪作為主動(dòng)。其中， 具有圓銷齒的大齒輪 為銷 輪，另一個(gè)具有一般齒輪輪齒齒形的小齒輪稱為齒輪。 已知電動(dòng)機(jī)的額定功率為 55KW，額定轉(zhuǎn)速為 1500r/min，故選用 YOX420型延充式液力偶合器。 由于斗輪取料機(jī)構(gòu)既要防護(hù)動(dòng)力過載，又希望大慣量工作在較長的啟動(dòng)過程中，電動(dòng)機(jī)不會(huì)出現(xiàn)過大負(fù)荷，故選用延充式限矩型。偶合器流道沖油即接合，將油排空即行脫離。 （ 3）可隔離振動(dòng)，緩和沖擊。 （ 2）防護(hù)動(dòng)力過載，偶合器泵輪和渦輪之間沒有機(jī)械聯(lián)系，轉(zhuǎn)矩 是通過油來傳遞的，是一種柔性和有滑差的傳動(dòng)。具有如下優(yōu)點(diǎn)： （ 1）無極調(diào)速。結(jié)構(gòu)為全封閉、自扇冷式，能防止灰塵、鐵屑、雜 物侵入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部，適用于灰塵多、土揚(yáng)水濺的場(chǎng)合，如農(nóng)業(yè)機(jī)械、礦山機(jī)械、攪拌機(jī)、碾米等，應(yīng)用較廣泛。 Y系列（ IP44）封閉式三相異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 效率高、耗電少，性能好，噪音低，振動(dòng)小，體積小，重量輕，運(yùn)行可靠，維修方便。 一般認(rèn)為北方冬季挖掘凍結(jié)物料時(shí)所需功率是其它季節(jié)所需功率的 ，故斗輪取料機(jī)所需最大驅(qū)動(dòng)功率為： 21N 1. 3 N 1. 3 32 .4 42 .1 KW= = ?g 選取傳動(dòng)效率為 ， 則所需電機(jī)的功率至少是： N / 52KW== 參考其它斗輪取料機(jī)的參數(shù)，本次設(shè)計(jì)將采用功率為 55KW的電動(dòng)機(jī)。 V——— 斗輪堆取料機(jī)理論生產(chǎn)率 ,m3/h。 f——— 松散系數(shù) ,一般取 。 R——— 斗輪半徑 ,m。 b ——— 系數(shù) ,一般取 1~。一般把 這 四項(xiàng)消耗功率合并稱為切割功率 P1 。整車靠四套運(yùn)行臺(tái)車沿軌道行走。 無格式斗輪結(jié)構(gòu)見圖 34。當(dāng)圓弧擋料板磨損嚴(yán)重時(shí)，往往需要拆卸斗輪維修，相對(duì)維修較困難。與有格式斗輪比較，無格式斗輪相對(duì)斗輪直徑一般會(huì)略小一點(diǎn)，斗輪轉(zhuǎn)速也略高一點(diǎn)。 無格式斗輪都采用 ―重力側(cè)卸式 ‖工作方式，即斗內(nèi)的物料靠自重自行卸出斗外，為保證物料落在斗臂架中心處的帶式輸送機(jī)上，斗輪的安裝位置與斗臂架軸線不是平行，而是有一個(gè)傾斜角，即水平面傾角 ? ，一般取為 2 ~13??；同時(shí)，斗輪在垂直面也傾斜一個(gè)角度，即垂直傾角， ? 一般取為 0 ~10??。鏟斗應(yīng)滿足斗刃耐磨，斗齒便于更換，具有防斗齒脫落的措施。常見結(jié)構(gòu)有雙腹板式和單腹板式。半格式斗輪則一般用于直徑較大的斗輪，所以 目前應(yīng)用最為廣泛的是無格 式。