畢業設計-電動卷揚機的設計-文庫吧在線文庫

　　

【正文】 轉矩 T : mNTST P ????? Ⅰ 式中 ?PS 為制動安全系數，是根據機構的工作級別選取的，這里機構的工作級別為5M (中級 )。剛性聯軸器具有結構簡單、制造容易、不需要維護、成本低等優點，但是步具有補償性 能；撓性聯軸器又分為無彈性元件撓性聯軸器和帶彈性元件撓性聯軸器，前一類只具有補償兩軸相對位移的能力，后一類聯軸器除了有補償能力外，還具有緩沖和減震作用，但是在傳遞轉矩的能力上一般不及無彈性元件的聯軸器。傳遞的計算轉矩計算如下： mNKKT K KT tZc ???????? ? 式中 T 為理論轉矩（ mN? ），這里取軸Ⅰ的轉矩； K 為工作情況況系數，取 ； ??K 動力機系數，取 ； ?ZK 啟動系數，取 ； ?tK 溫度系數，取 . 根據以上計算，查機械手冊選用聯軸器為 CⅠ CL1 型直齒齒式聯軸器，其公稱轉矩mNTn ?? 630 。對圖 的分析，設計出機電接觸控制如下圖所示： 圖 電動卷揚機的點接觸控制 32 根據上圖所 示的邏輯控制關系，設計出梯形圖： 圖 電動卷揚機控制系統的梯形圖 在圖 和圖 中， SQ1 是限位開關，安裝在預定裝置上。需要緊急停車時，按下 SB3， X402的兩個常閉觸點斷開 Y430 或 Y431的線圈， KM1 或 KM2失電釋放，停止工作。當需要下降時，按下按鈕 S2，輸入繼電器 X401 閉合， Y431 常閉觸點繼電器斷開 Y430 的線圈，實現互鎖。本設計中是用電動機的正轉和反正實現重物的上升和下降，制動器是常閉制動器，采用手動控制型的手動控制臺。 根據原動機和工作機的工作特性 較小的沖擊力，考慮到經濟性和結構，宜選用剛性性聯軸器；根據軸系的運轉情況，電動機需要正反轉，則應選用能承受較大瞬時過載的聯軸器；由于是用于電動機與減速器輸入軸連接的聯軸器，所以要求聯軸器對高速運轉具有較高的適應性。選擇推動器的額定推力為 1250N。常閉式制動器靠彈簧或重力的作用經常處于緊閘狀態，當機構運行時才用人力或者松閘器使制動器松開閘，而常開式則相反。根據以上條件，可以直接選用減速器。 確定高速級傳動主要尺寸 實際分度圓直徑 d: mmZmd t ???? mmZmd t ???? 中心距 a： ? ? mmdda 28 3221 ??? 齒寬 b: mmdb d ???? ? 高速級齒輪齒根彎曲疲勞強度驗算 齒根彎曲疲勞強度的計算應考慮受拉側為計算依據 當量齒數 vZ ： 24cos 311 ?? ?ZZv 121 os 3322 ??? ?ZZ v 由圖 YFa : ?FaY ?FaY 由圖 SaY ： ?SaY ?SaY os121 21 ?????? ?????? ????????? ???????? ??? ??? vvv ZZ ? 重合度系數 ?Y : ???avY ?? 螺旋角系數 ?Y ： in ?????? ?? ?Y 24 m in000 ??? ?? YY ??????? 由前可得齒間載荷分配系數 ?? HaFa KK 由圖 ， 89 ???hb 則齒向載荷分布系數 ??FK 載荷系數 K: ?????? ?FFavA KKKKK 由圖 （ c）可得彎曲疲勞極限 limF? ： MPaF 5801lim ?? MPaF 5302lim ?? 由表 1214可得最小彎曲系數 minFS ： ?FS 由圖 YN: ?NY ?NY 由圖 XY : ?xY 許用彎曲應力 ? ?F? ? ? MP aS YYF xNFF i n 11l i m1 ????? ?? ? ? MP aS YYF xNFF i n 22l i m2 ????? ?? 彎曲強度的驗算： ??? YYYYmbdKT SaFanF 111 11 2? 3 ?????? ???? ? MP aYY YY SaFa SaFaFF 2212 ?????? ?? 即齒輪的齒根彎曲強度滿足條件。 正確選擇電動機額定功率的原則是：在電動機能夠滿足機械負載要求的前提下，經濟合理的決定電動機的額定功率。吊鉤利用模鍛的方法獲得毛胚，并且，為了安全起見，使鋼絲繩不滑出吊鉤，用帶凸耳的吊鉤。 受力不大的滑輪直接裝于心 軸，受力較大的滑輪則裝在滑動軸承（軸套材料采用青銅或粉末冶金材料等）或滾動軸承上，后者一般用在轉速較高，載荷大的工況。疲勞強度的安全系數為： ????maKS ?????????? 式中 ??1? 對稱循環應力下的材料彎曲疲勞極限，查得取 270MPa ??K 彎曲時的有效應力集中系數 取 ?? 表面質量系數 取為 ??? 彎曲時的尺寸影響系數 取為 ??? 材料拉伸的平均應力折算系數，取為 ?ma ?? \ 彎曲應力的應力幅和平均應力 由于載荷確定不夠精確，材料性質不均勻，選取 ? ? ~?S ，即該軸疲勞強度足夠。將軸上所有作用力分解為垂直平面的力和水平平面的力，如圖 。由受力分析知，當鋼絲繩在右極限時卷筒軸的受力最大，其受力圖見圖 （ a）。另種方法也使用于多層卷繞卷筒，將鋼絲繩引入卷筒內部或端部，再用壓板固定，它的結構比較簡單。 由前面數據可知， DL 3? ,對于單層卷繞時，壓應力按一下公式計算 ? ?bcpFA ??? ?? m ax139。 10 在實際作業中，鋼絲繩排列凌亂，互相交叉擠壓，鋼絲繩壽命降低。 卷筒最小直徑的設計 計算 根據 GB／ T38111988規定，按鋼絲繩中心來計算卷筒的最小直徑，即： hdD ?min （ ） 式中 Dmin按鋼絲繩中心計算的滑輪和卷筒的最小直徑 d鋼絲繩的直徑 h與機構工作級別和鋼絲繩結構有關的系數，按表 h值為 。撓性差，但是鋼絲繩的壽命有很大的提高，在起重機中應用廣泛。在圓股和異型股鋼絲繩中，如果需要方沒有明確要求某種結構的鋼絲繩時，在同一類別中，結構由供方確定。共分為 10 個等級： T0T9。 Fi 鋼絲繩承受的第 i個拉力， Fi ＝ F1 ， F2 ，通過密封，防止齒輪類的潤滑油泄漏和外界灰塵進入，加到了齒輪的壽命 綜合考慮本題要求和工作環境，根據以上所列舉方案，可選擇方案 e。 a) 圖中，電動機通過制動器與減速器相連，電動機和卷筒的排列較緊湊，圓柱齒輪易于加工，但減速器的傳動比和結構尺寸比較大；減速器輸出軸直接與卷筒軸通過聯軸器連接，所需轉矩大。 b) 圖中，圖中，電動機通過制動器，再通過帶傳動的方式與減速器輸入軸連接。 第三章 電動卷 揚機工作級別與類別的確定 為了合理設計、制造、使用及提高零件三化水平，卷揚機根據利用等級與載荷狀態劃分為： A1 ， A2 ， A3 ， A4 ， A5 ， A6 ， A7 ， A8 ，八個工作級別 。 根據表 （ GB／ T38111983)可查得選用利用級別為 T7. 載荷情況是表面機構承受的最大載荷及載荷變化程度，載荷分為四個等級： L2(機構經常承受中等載荷，較少承受最大載荷 )。 按鋼絲繩捻發分為右交互捻、左交互捻、右同向捻和左同向捻。 面接觸鋼絲繩，繩的結構密實，剛性大，強度很高，可承受橫向力，大多應用于索多呈面接觸的鋼絲繩。 將數值代如上式可得： mmD 9 in ??? 由表 mmD 500min ? 卷筒材料的選擇 鑄造卷筒的材料應采用不低于 GB／ T9493中規定的 HT 200灰鑄鐵，或者 GB／ T11352中規定的 ZG 270500鑄鋼。 目前，多層卷繞卷筒大多數制成帶有繩槽，第一層鋼絲繩卷繞入螺旋槽，第二層鋼絲繩一相同的螺旋方向卷繞入內層鋼絲繩形成的螺旋溝，鋼絲繩的接觸情況大為改善，延長了鋼絲繩的使用壽命。1 式中 39。 本設計中選用壓板固定，鋼絲繩的壓板按表 ，這中壓板適用于各種圓股鋼絲 12 繩的繩端固定。 卷筒軸材料的初步選用及相關已知數據 軸的材料種類很多，設計時主要根據對軸的強度、剛度、耐磨性等要求，以及為實現這些要求而采用的熱處理方式，同時考慮制造工藝問題加以選用，力求經濟合理。 心軸作用力的計算： 13 齒輪盤齒輪的圓周力： kNDdFdTFt 2222 m a x11 ??????? ??? 齒輪徑向力： kNaFF tr a a n 0 ???? 垂直面（ cv）的支承反力圖 ：由 0?DM 得： 905 a x ?????? AD CDFBDFF rAV ? 同理， 0?AM 可得： kNFDV ????? 垂直面的彎矩 圖：（ c） mmkNABFM AVBV ??? mmkNCDFM DVCV ??? 0 0 4 水平面支承反力，如圖 d ： kNADABFF rDH ?? kNADBDFF rAH ?? 水平面的彎矩，圖 mmkNABFM AHBH ??? 6 6 9 mmkNCDFM DHCH ??? 9 9 14 圖 合成彎矩，圖 mmkNMMM BHBVB ???? 9 2 622 mmkNMMM CHCVC ???? 0 2 422 由公式可計算出 B、 C兩處軸的最小直徑 ? ? mmMd BB 103 13 ????? 取 mmdB 51? ? ? mmMd Cc 103 13