【正文】 （5—12） ＝ ＝ （KNmm） 計算工作應(yīng)力 此軸為固定心鈾，只有彎矩，沒有轉(zhuǎn)矩。由圖8—3可知．最大彎矩發(fā)生在剖面B處。設(shè)卷筒軸該剖面直徑為，則彎曲應(yīng)力為： （5—13）則： ＝ ＝ （mm）圓整后 ＝75 （mm），中間軸段＝75＋15＝90 （mm） 心軸的疲勞強(qiáng)度計算 卷筒軸的疲勞強(qiáng)度，應(yīng)該用鋼絲繩的當(dāng)量拉力進(jìn)行計算，即 （5—14）式中 — 鋼絲繩的當(dāng)量拉力(N)；— 當(dāng)量拉力系數(shù)。 為使計算簡便，可假設(shè)＝1。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。彎曲應(yīng)力為 （5—15） ＝ ＝ （MP） 平均應(yīng)力和應(yīng)力幅為 （5—17） ＝ ＝ （MP） 軸的形狀比較簡單，且為對稱結(jié)構(gòu)，在B截面處尺寸有變化，則有應(yīng)力集中存在，且該處彎矩最大，可以認(rèn)為置截面是危險截面，應(yīng)在此處計算袖的疲勞強(qiáng)度。 查得有效應(yīng)力集中系數(shù)尺＝，表面狀態(tài)系數(shù)＝，絕對尺寸系數(shù)＝，等效系數(shù)小＝。 疲勞強(qiáng)度計算的安全系數(shù)為 （5—18） ＝ ＝ 一般軸疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)，所以該軸疲勞強(qiáng)度足夠。 心軸的靜強(qiáng)度計算 卷筒軸的靜強(qiáng)度計算，需要用靜強(qiáng)度計算拉力，可按下式求得： （5—19） 式中 — 靜強(qiáng)度計算最大拉力 (N)； — 動載荷系數(shù)，查手冊。此處取。 靜強(qiáng)度計算安全系數(shù) （5—20） ＝ ＝ ＝當(dāng)時，該軸靜強(qiáng)度足夠。所以該軸符合本設(shè)計要求。 此外，還有些卷筒軸、具有多支承，如三支承。對這類靜不定問題可用三彎矩方程方法計算軸受力，同時在設(shè)計中還應(yīng)考慮軸的結(jié)構(gòu)、支承型式以及底座的剛度等問題。第六章 電動機(jī)選擇 電動機(jī)選擇 正確選擇電動機(jī)額定功率的原則是：在電動機(jī)能夠滿足機(jī)械負(fù)載要求的前提下，最經(jīng)濟(jì)、最合理地決定電動機(jī)功率。本設(shè)計5噸橋式吊車卷揚(yáng)機(jī)屬于非連續(xù)制工作機(jī)械，而且起動、制動頻繁，工作粉塵量大。因此，選擇電動機(jī)應(yīng)與其工作特點(diǎn)相適應(yīng)。 查機(jī)械設(shè)計手冊，吊車用卷揚(yáng)機(jī)主要采用三相交流異步電動機(jī)。根據(jù)吊車行業(yè)的工作特點(diǎn)，電動機(jī)工作制應(yīng)考慮選擇短時重復(fù)工作制和短時工作制，并優(yōu)先選用YZR(繞線轉(zhuǎn)子)、YZ(籠型轉(zhuǎn)子)系列起重專用電動機(jī)。多數(shù)情況下選用繞線轉(zhuǎn)子電動機(jī)；在工作條件較輕，接電次數(shù)較少時，亦可采用籠型轉(zhuǎn)子電動機(jī)。對于小噸位卷揚(yáng)機(jī)，考慮到多方面因素，其電動機(jī)工作制也允許選擇連續(xù)工作制。本設(shè)計電動機(jī)工作制度為斷時工作制，因此不用考慮電動機(jī)的發(fā)熱計算。 機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)時所需靜功率按下式計算： （kW） （6—1）式中 — 額定起升載荷（N）； — 吊具自重（N），可?。剑ā?； — 起升速度； — 機(jī)構(gòu)總效率，它包括滑輪組的效率、導(dǎo)向滑輪效率、卷筒的機(jī)械效率和傳動機(jī)構(gòu)的機(jī)械效率。初步計算時，對于圓柱齒輪減速器傳動的起升機(jī)構(gòu)，可?。健? ＝= （KN）計算電動機(jī)功率 考慮到工作環(huán)境，查起重機(jī)課程設(shè)計，對于中小型起重機(jī)其系數(shù)=，所以 = 查《機(jī)械設(shè)計手冊》應(yīng)選用：YZ系列冶金起重專用三項(xiàng)異步電機(jī)，型號：YZ160L—8，額定電壓：380V,額定功率：轉(zhuǎn)速：705轉(zhuǎn)/分效率：%基準(zhǔn)工作制為—40%查起重機(jī)課程設(shè)計知：按等效功率求得：當(dāng)Jc=40%時，所需的等效功率Nx= （6—2）= =其中 為工作類型系數(shù)，= 系數(shù)根據(jù)值查得。為起重機(jī)機(jī)構(gòu)平均啟動時間與平均工作時間的比值，查表=，=.由以上計算解結(jié)果可知初選電動機(jī)能滿足發(fā)熱要求，即NxNe 。第七章 減速器的設(shè)計計算 卷揚(yáng)機(jī)總傳動比計算按額定轉(zhuǎn)速初定總傳動比 ，總傳動比按下式計算： （7—1）式中 — 機(jī)構(gòu)的總傳動比； —電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速 (r／min)； — 卷筒轉(zhuǎn)速 (r／min)?？砂聪率接嬎悖? （7—2）式中 — 起升滑輪組倍率； — 卷筒的計算直徑（mm）； — 起升速度。 ＝ ＝ （r/min） == 減速器的計算 因?yàn)殡妱訖C(jī)軸到減速器高速軸由齒輪鏈接盤連接，其傳動比=1，所以減速器的總傳動比=。查機(jī)械設(shè)計手冊，采用二級圓柱齒輪減速器。 分配減速器的各級傳動比查機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)教程，按浸油潤滑條件考慮取高速級傳動比=，式中為低速級傳動傳動比。即== （7—3）所以== = 計算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù) 電動機(jī)到卷筒軸的總傳動效率為查機(jī)械設(shè)計手冊知：=（齒形聯(lián)軸器）=（滾子軸承）=（齒輪精度為8級）=（齒形聯(lián)軸器）所以總傳動效率====所以以上所選參數(shù)符合要求。（為電動機(jī)功率）1）計算各軸轉(zhuǎn)速Ⅰ軸 (r/min)Ⅱ軸 （r/min）Ⅲ軸 （r/min）卷筒軸 （r/min）2）計算各軸功率Ⅰ軸 （KW）Ⅱ軸 (KW )Ⅲ軸 (KW )卷筒軸 (KW )3）計算各軸轉(zhuǎn)矩電動機(jī)軸輸出轉(zhuǎn)矩為： （） Ⅰ軸 （）Ⅱ軸 == （）Ⅲ軸 ==（）卷筒軸 （）將計算數(shù)值列表如下：軸號功率P（KW）轉(zhuǎn)矩T()轉(zhuǎn)速傳動比i效率電機(jī)軸7051Ⅰ軸705Ⅱ軸Ⅲ軸1卷筒軸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，減小結(jié)構(gòu)和易于取材原則出發(fā)決定選用：小齒輪 45鋼，調(diào)質(zhì)，齒面硬度217~255HBS 大齒輪 45鋼，正火，齒面硬度169~217HBS1)計算許用接觸應(yīng)力查教材，小齒輪和大齒輪的接觸疲勞極限分別為：小齒輪 （217~255HBS） =580 MPa大齒輪 （169~217HBS） =540 MPa循環(huán)次數(shù)：N1=60njLn （7—4） =607051(1052402) = N2 ==由教材查得 ZN1= ZN2= SH=齒面接觸應(yīng)力為== Mpa （7—5）== MPa取小值== MPa2)計算許用彎曲應(yīng)力查教材，小齒輪和大齒輪的彎曲疲勞極限分別為：小齒輪 （217~255HBS） =440 MPa大齒輪 （169~217HBS） =420 MPaYN1= YN2=1 SF=齒輪彎曲應(yīng)力為： = = Mpa （7—6）==300 Mpa1）第一級傳動（1）初選參數(shù)小齒輪齒數(shù)=17大齒輪齒數(shù)===119螺旋角（2）按接觸強(qiáng)度結(jié)算 （7—7）查教材 載荷系數(shù)K= 彈性系數(shù)= 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)= = 螺旋角系數(shù)= 取=1 所以 =（mm）（3）主要尺寸計算 模數(shù) （mm） （7—10） 取整數(shù)（mm）中心距（mm） （7—11） 取整數(shù)（mm）計算實(shí)際螺旋角： （7—12） =螺旋角改變不大，系數(shù)、不在修正。分度圓直徑d = (mm) = (mm) 齒頂圓直徑da (mm) (mm) 齒根圓直徑 （mm） （mm） 齒寬b （mm）（mm）經(jīng)校核計算，齒根彎曲強(qiáng)度足夠使用。查機(jī)械設(shè)計手冊確定齒輪精度等級及側(cè)隙分別為：小齒輪：8GJ大齒輪：8FH計算結(jié)果見下表：項(xiàng)目小齒輪大齒輪材料及熱處理45鋼調(diào)質(zhì)45鋼正火基本參數(shù)齒數(shù)17119法面模數(shù)（mm）3分度圓法面壓力角20176。螺旋角及方向176。左176。右法面齒頂高系數(shù)11法面齒隙系數(shù)主要尺寸中心距205齒寬分度圓直徑齒頂圓直徑齒根圓直徑442）第二級傳動（1）初選參數(shù)小齒輪齒數(shù)=20大齒輪齒數(shù)===100螺旋角（2）按接觸強(qiáng)度結(jié)算查教材 載荷系數(shù)K= 彈性系數(shù)= 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)= = 螺旋角系數(shù)= 取=1 所以 =（mm）（3）主要尺寸計算 模數(shù) （mm） 取整數(shù)（mm）中心距（mm） 取整數(shù)（mm）計算實(shí)際螺旋角： =螺旋角改變不大，系數(shù)、不在修正。分度圓直徑d = (mm) = (mm) 齒頂圓直徑da (mm) (mm) 齒根圓直徑 （mm） （mm） 齒寬b （mm）（mm）經(jīng)校核計算，齒根彎曲強(qiáng)度足夠使用。查機(jī)械設(shè)計手冊確定齒輪精度等級及側(cè)隙分別為：小齒輪：8GJ大齒輪：8FH計算結(jié)果見下表：項(xiàng)目小齒輪大齒輪材料及熱處理45鋼調(diào)質(zhì)45鋼正火基本參數(shù)齒數(shù)20100法面模數(shù)（mm）5分度圓法面壓力角20176。螺旋角及方向176。左176。右法面齒頂高系數(shù)11法面齒隙系數(shù)主要尺寸中心距305齒寬分度圓直徑齒頂圓直徑