畢業設計-電動卷揚機的設計-免費閱讀

　　

【正文】 達到需要高度是，松開開關 S2，電動機停止反轉，制動器閉合，使重物停在需要的高度。另外， 控制工作站需要能切斷所有電源的緊急剎車閘。 聯軸器的選用計算 在選用標準聯軸器或已有推薦系列尺寸的聯軸器型號時，一般都是以聯軸器所需要的傳遞的計算轉矩 cT 小于所選用聯軸器的許用轉矩 ??T 或標準聯軸器的公稱轉矩 nT 為原則。 聯軸器的選擇 聯軸器是連接兩軸或者軸和回轉件，在傳遞運動和動力過程中一同回轉而不脫開的一種裝置。無論是選用 標準制動器還是自行設計制動器都要做必要的發熱驗算。由前知，本設計中減速器的傳動比是 ，在選擇時以傳動比為 。軸的材料選用 45鋼，并調質處理。因此，選擇電動機應與其工作特點相適應。直流電動機可用于固定電壓或可調電壓。其繩槽斷面尺寸見圖 。卷筒軸的靜強度計算，需要用靜強度最大拉力 Fjmax 。疲勞強度安全系數校核是經過初步計算和結構計算之后，根據軸的實際尺寸、承受的彎矩圖考慮應力集中，表面狀態，尺寸影響等因素以及軸材料的疲勞極限，計算軸的危險截面處的疲勞安全系數是否滿足。軸的常用材料是 3 4 50優質炭素結構鋼，最常用的是 45鋼。則選擇壓板序號 6 卷筒軸的設計 軸是組成機械的一個重要零件，卷揚機的軸對卷揚機正常工作來說起了非常重要的作用，合力設計卷揚機的軸對卷揚機的性能來說很重要。1? 單層卷繞卷筒的壓應力 （ MPa） Fmax鋼絲繩的最大拉力 （ N） ? 卷筒壁厚 （ mm） A1應力減小系數，一般取 ?A ? ?bc? 許用壓應力，對鑄鐵 ? ? 5bbc ?? ? b? 為鑄鐵的抗壓強度極限，查表得MPab 250?? 故得 MPabc 50?? 計算得 ? ?bcMP a ?? ????? 39。多層卷繞卷筒兩端要設擋板，其高度比最外層鋼絲繩高出（ ） d。鑄鐵件需經時效處理以消除內應力，鑄鋼件應進行退火處理。 鋼絲繩芯的材料也有不同的種類，包括纖維芯，鋼絲芯等。同向捻是股與繩的捻向相同，分左、右同向捻。 根據機構的利用級別和機構的載荷情況，機構的工作類型分為 8個等級： M1M8。本設計卷揚機額定工年限為 5年，沒天工作 8小時計算，一共工作小時數 t: ht 1 2 0 0 083 0 05 ???? 電動卷揚機的 利用等級 利用等級是表示卷揚機使用的頻繁程度，以其在設計壽命期內應總工作循環次數 Nt表征。帶傳動能緩沖、吸震，過載是起安全保護的作用，但是結構寬度和長度尺寸較大，另外，帶傳動不宜在惡劣的環境下工作，例如這種長 期運用于戶外的情況。 本設計中沒有考慮錐齒 輪減速器的傳動，因為用錐齒輪減速器時，電機和卷筒安裝交錯，占的空間相對較大；考慮到經濟等因數，也沒有采用蝸桿渦輪減速器，而直接采用了斜齒圓柱齒輪減速器傳動。使結構顯得緊湊，也能傳動較大的力矩。機構利用級別根據總運轉小時數和理論平均日工作小時數來劃分的。 鋼絲繩的概述 鋼絲繩按其繩和股的斷面、股數和股外層鋼絲的數目分類。 線接觸鋼絲繩，繩的結構較密實，強度有所提高。齒輪連接盤式卷筒在起重機中應用比較廣泛，其分組性能好，為封閉式傳動，但是在檢修時需沿軸向外移卷筒。這種卷筒適用于慢速度和工作類型較輕的起重機。當 DL 3? 時還要考慮彎曲應力。多層卷繞卷筒采用楔形固定，他的結構復雜。 當卷揚機工作時，鋼絲繩的作用力通過卷筒傳到卷筒軸上；由于卷筒旋轉時，鋼絲繩在卷筒上的位置是變化的，從而，鋼絲繩拉力對卷筒軸的力矩也是變化的，所以在強度計算時是按鋼絲繩在兩個極限位置分別 計算的。 近似計算軸頸 根據卷筒軸受力情況，按彎轉合成力矩近似計算軸頸。 最大應力， M P aWM C m a x ??? 式中 ??CM 軸頸 C處的彎矩 W為截面 C處的抗彎截面系數，有機械手冊查得為 53600mm2 心軸的應力性質是按脈動循環變化的，所以 MP aam a x ??? ??? 軸為實心軸，但 C截面有鍵槽，所以有應力集中存在，軸頸表面通過車床精車即可。大滑輪（ mmD 800? ）一般用型鋼和鋼板焊接結構。在這里選用吊鉤的強度等級為 M，從而可確定吊鉤鉤號為 6號。雖 18 然它與三相同步電動機比較，其效 率較低；和直流電動機比較，只能作有限的角速度調節，但是對于工業一般機械并沒有什么影響，因此目前工業上所用的電動機大多是三相異步電動機。 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 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： 取 231?Z ，則 1 ???? ZiZ 取 1172?Z 模數 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 KA：由表 129可查得 ?AK 動載荷系數 Kv:有圖 ?vK 齒間載荷分配系數 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 ?HK :由表 1211 bcdbdbBAK H 32121 ??????????????????? ???????????? 22 322 ?????????????????? ????????? ? ? 載荷系數 K： ?????? ?HHavA KKKKK 彈性系數 ZE:由表 1212查得 ?EZ 節點區域系數 ZH:由圖 ?HZ 重合度系數 ?Z :由式 1231 因為 11???? ，故取 1??? ? ? ? ? 1113 ??????????????? ????Z 螺旋角系數： o sc o s 0 ??? ??Z 接觸應力最小安全系數：由表 1214查得 ?HS 應力循環次數 NL： 由前知， t=12021h 81 ??? ⅠnN L 812 ??? iNN LL 由圖 ： ?NZ ?NZ 許用接觸應力 ? ?H? : ? ? MP aS ZH NHH in 11lim1 ???? ?? ? ? MP aS ZH NHH in 22lim2 ???? ?? 接觸應力的驗算： 23 2321 1 ??? ?????????? uubdKTZZZ HEH ?? ? ? H??? 計算結果表面，接觸疲勞強度符合要求；否則，應調整齒輪參數或者改變齒輪材料，并再次進行驗算。 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 ，且工作環境步大于 4045攝氏度。 按工作狀態分，制動器可分為常閉式和常開式。可以查得制動器的基本尺寸。 30 聯軸器類型的確定 在本設計中只需要在電動機和減速 器之間使用聯軸器。 第六章 電動卷揚機控制系統的設計 電動卷揚機的控制電路 對于電動卷揚機的控制，現在常用的是多點移動式按鈕組成的抄作臺。若重物超出規定高度范圍時，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。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。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，實現互鎖。 聯軸器的強度驗算 根據上面的選用計算，現對聯軸器進行強度驗算，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，取 。 帶彈性元件的聯軸器中按彈性元件的材料不同，又可分為金屬彈性元件聯軸器和非金屬彈性元件聯軸器。 可根據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。軸Ⅱ估取mmd 60?Ⅱ ，也為安裝軸承處的直徑，其他尺寸根據結構確定。 ??? iii 式中 ?1i 減速器高速