【正文】 當過載時熱繼電器 FR 常開觸點閉合， X403 的兩對常閉觸點斷開，Y430 或 Y431 線圈斷開，電動機停止工作，制動器處于抱緊狀態(tài)。若重物下降超出規(guī)定范圍時就會觸碰到限位開個 SQ2 的彈片，使 SQ2 的常開觸點閉合，從而 X405 的常閉觸點斷開， Y431線圈斷開， KM2 失電釋放，電動機停止轉動，制動器處于抱緊狀態(tài)。這時，接觸器 KM2吸合，制動器松閘，電動機反轉，實現(xiàn)重物的下降。若重物超出規(guī)定高度范圍時，就會觸碰到限位彈片，使限位開關 SQ1 的常開觸點閉合，使 X404的常閉觸點斷開， Y430 線圈斷開， KM1 失電釋放，電動機斷電停轉，制動器斷電閉合。按著按鈕 S1，輸入繼電器 X400 閉合， Y430 的常閉觸點繼電器斷開輸出繼電器 Y431 的線圈，實現(xiàn)互鎖。根據(jù)以上要求，設計的電動機和制動器的控制系統(tǒng)如下圖： 31 圖 電動卷揚機的控制電路 基于 PLC 的系統(tǒng)編程 PLC又叫可編程序控制器，它是一臺專業(yè)為工業(yè)環(huán)境應用而設計制造的計算機，具有豐富的輸入／輸出接口，并且具有較強的驅動能力。即要求當手指離開抄作按鈕時，電動卷揚機將會自動停車。 第六章 電動卷揚機控制系統(tǒng)的設計 電動卷揚機的控制電路 對于電動卷揚機的控制，現(xiàn)在常用的是多點移動式按鈕組成的抄作臺。 聯(lián)軸器的強度驗算 根據(jù)上面的選用計算，現(xiàn)對聯(lián)軸器進行強度驗算，驗算公式為： nZc TKTKKKT 1?? Ⅰ? 式中 KKK Z,? 與前面選用計算的式子中的含義一樣，取值也相同； K1 為轉矩修正系數(shù)，取 。由于傳動軸系載荷變化性質不同以及聯(lián)軸器本身的結構特點和性能步同，聯(lián)軸器的轉矩不等于傳動軸系理論上需傳動的轉矩 T。 針對以上要求，結合現(xiàn)實環(huán)境狀況，選用選用齒式聯(lián)軸器。 30 聯(lián)軸器類型的確定 在本設計中只需要在電動機和減速 器之間使用聯(lián)軸器。 帶彈性元件的聯(lián)軸器中按彈性元件的材料不同，又可分為金屬彈性元件聯(lián)軸器和非金屬彈性元件聯(lián)軸器。 聯(lián)軸器的分類及其有點 按照連軸器的性能可分為剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器。則，制動器標記為： YWP31512502 （ JB／ T64061992）；制動器圖見附錄圖 4?？梢圆榈弥苿悠鞯幕境叽纭? 可根據(jù)制動轉矩選用制動器，在本設計中的電動卷揚機是用于塔式起重機，根據(jù)情況選擇 B 型（制動彈簧在上部 水平布置）的 YW 系列電力液壓塊式制動器。 制動器的計算及選擇 制動器的選擇根據(jù)使用要求和工作條件來選定： 根據(jù)機構的工作性質和工作條件（本設計是對起重機的起升的控制），采用常閉式制動器；考慮到應用的場所，對比常用制動器的特點及應用范圍，選擇外抱式塊式制動器。 制動器按構造特征可分為：帶式制動器、塊式制動器、蹄式制動器和盤式制動器。 按工作狀態(tài)分，制動器可分為常閉式和常開式。 制動器的選擇 制動器概述 制動器是用于機構或機器減速或使其停止的裝置，它是保證機構或機器正常安全工作的重要部件，按制動方式分為有電力制動和機械制動兩種。 名義功率的計算： kWK PKP An ???? 式中 KA工況系數(shù)，由機械手冊查得 ?AK K系數(shù)，由機械手冊查得 1?K P傳遞的功率 29 在選擇時， 要滿足條件： pn PP? pP 為減速器的許用功率。 選擇減速器時首先要滿足傳動比的要求，然后求名義功率。 減速器的選擇 本設計在起重機中常用的減速器高速軸轉速步大于 min1000r ，且工作環(huán)境步大于 4045攝氏度。軸Ⅱ估取mmd 60?Ⅱ ，也為安裝軸承處的直徑，其他尺寸根據(jù)結構確定。 按許用切應力計算軸的最小直徑： 3min nPCd ? 由 表 112?? ⅡⅠ CC Ⅰ軸： mmd 730 3m in ???Ⅰ Ⅱ軸： mmd 3m in ???Ⅱ Ⅲ軸： mmd 3m in ???Ⅲ 參考軸承的相關數(shù)據(jù)以及考慮到軸的強度，確定軸的直徑。 計算結果見表 ： 25 項目 小齒輪 大齒輪 材料及熱處理 40Cr調質 45剛 調質 基本參數(shù) 齒數(shù) 23 117 分度圓法面壓力角 200 法面模數(shù) nm 4 螺旋角及方向 左 右 法面齒頂高系數(shù) 1 1 法面齒隙系數(shù) 主要尺寸 中心距 283mm 齒寬 94mm 89mm 分度圓直徑 93mm 473mm 齒頂圓直徑 91mm 451mm 齒根圓直徑 73mm 433mm 表 低速級齒輪的設計 選用材料和寬度系數(shù)和前面一級齒輪一樣，估計螺旋角為 90 則，初算小齒輪直徑 dⅡ ： ? ? mmuuTAd Hd 3 233 22d???? ?????? ?? ⅡⅡ 取 mm147?Ⅱd 則齒輪寬度 mm140d ?? ⅡⅡ db ? 圓周速度 v: sdv 0060 n ??? ⅡⅡ? 精度等級確定為 9級 齒輪齒數(shù)： 29?ⅡZ 2052 ??? ⅡⅢ ZiZ 模數(shù)： 29147 ??? ⅡⅡZdm t 26 初選螺旋角 09?? s ?? ?tn mm 由表 123取 5?nm 螺旋角 ? ： rc c o s ??tnmm? （接近估計值） 按前面查表或公式計算得出數(shù)據(jù)如下： ?AK ?vK ?? FaHa KK ??HK ?? ?HHavA KKKKK ?EZ ?HZ ??? ??? ??? ??Z ??Z ?HS ??ⅡLN ??ⅢLN ?ⅡNZ ?ⅢNZ 許用接觸應力： ? ? MPH ?Ⅱ? ? ? MPH ?Ⅲ? 驗算接觸應力： ? ?ⅢHH M P a ?? ?? 滿足疲勞強度要求 確定傳動主要尺寸 實際分度圓直徑 mm147?Ⅱd mmd 1039?Ⅲ 中心距： mma 5932 ? 齒輪寬度： mmb 1402 ? 吃過彎曲疲勞強度的驗算，其數(shù)據(jù)按前面公式可得，如下所示： 30?ⅡvZ 214?ⅢvZ ?ⅡFaY ?ⅢFaY ?ⅡSaY ?ⅢSaY 27 ?v?? ??Y ??Y ??Y ??FK ?? ?FFavA KKKKK ?ⅡNY ?ⅢNY ?xY 許用彎曲應力： ? ? MPF ?Ⅱ? ? ? MPF ?Ⅲ? 驗算彎曲強度： MPF ?Ⅱ? MPF ?Ⅲ? 彎曲強度符合要求 低速度級齒輪數(shù)據(jù)總結見表 項目 小齒輪 大齒輪 材料及熱處理 40Cr調質 45剛 調質 基本參數(shù) 齒數(shù) 29 205 分度圓法面壓力角 200 法面模數(shù) nm 5 螺旋角及方向 左 0 右 法面齒頂高系數(shù) 1 1 法面齒隙系數(shù) 主要尺寸 中心距 593mm 齒寬 145mm 140mm 分度圓直徑 147mm 1039mm 齒頂圓直徑 157mm 1049mm 齒根圓直徑 表 28 減速器軸的初步設計計算 起重機減速器的齒輪軸屬于一般機械零件，沒有特殊要求。 高速級齒輪材料的選擇 小齒輪 40Cr 調質處理 齒表面硬度 260HBS 大齒輪 45剛 調 質處理 齒表面硬度 240HBS 高速級齒輪初步計算 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 ?? 初步計算許用接觸應力 ? ?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（機械設計 ）可估計取得 dA 值： 84?dA 初步計算小齒輪直徑 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度的計算 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? 和估計值接近 使用系數(shù) KA：由表 129可查得 ?AK 動載荷系數(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 121