起重機(jī)課程設(shè)計(jì).doc

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第2章 小車副起升機(jī)構(gòu)計(jì)算2.1 確定傳動(dòng)方案選擇滑輪組和吊鉤組按照構(gòu)造宜緊湊的原則，決定采用下圖的傳動(dòng)方案。如圖圖2-1所示，采用了單聯(lián)滑輪組.按Q=5t，取滑輪組倍率=2，因而承載繩分支數(shù)為 Z=4。吊具自重載荷，其自重為：G=2.0%=0.02200kN=4kN圖2-1 副起升機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖2.2 選擇鋼絲繩若滑輪組采用滾動(dòng)軸承， 當(dāng)=2，查表得滑輪組效率=0.985，鋼絲繩所受最大拉力：按下式計(jì)算鋼絲繩直徑d： d=c=0.096=10.895mmc: 選擇系數(shù)，單位mm/，選用鋼絲繩=1850N/mm，根據(jù)M5及查表得c值為0.096。選不松散瓦林吞型鋼絲繩直徑d=10mm，其標(biāo)記為6W(19)-10-185-I-光-右順(GB1102-74)。2.3 確定卷筒尺寸并驗(yàn)算強(qiáng)度卷筒直徑：卷筒和滑輪的最小卷繞直徑：hd式中h表示與機(jī)構(gòu)工作級(jí)別和鋼絲繩結(jié)構(gòu)的有關(guān)系數(shù)；查表得：卷筒=18；滑輪=20卷筒最小卷繞直徑=d=1820=360滑輪最小卷繞直徑=d=2020=400考慮起升機(jī)構(gòu)布置及卷筒總長(zhǎng)度不宜太長(zhǎng)，滑輪直徑和卷筒直徑一致取D=400。卷筒長(zhǎng)度：L=1500mm卷筒壁厚=0.02D+(610)=0.02400+(610)mm=1418mm，取=18mm，應(yīng)進(jìn)行卷筒壁的壓力計(jì)算。卷筒轉(zhuǎn)速=r/min=60r/min。2.4 計(jì)算起升靜功率=18.17kW式中起升時(shí)總機(jī)械效率=0.894為滑輪組效率取0.97；為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)械效率取0.94；為卷筒軸承效率取0.99；連軸器效率取0.99。2.5 初選電動(dòng)機(jī)G=0.818.17=14.536kW式中：在JC值時(shí)的功率，單位為KW；G：均系穩(wěn)態(tài)負(fù)載平數(shù),根據(jù)電動(dòng)機(jī)型號(hào)和JC值查表得G=0.8。選用電動(dòng)機(jī)型號(hào)為YZR180L-6，=17KW，=955r/min，最大轉(zhuǎn)矩允許過(guò)載倍數(shù)m=2.5；飛輪轉(zhuǎn)矩GD=1.5KN.m。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速=951.9r/min式中:在起升載荷=49.98kN作用下電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速； :電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速； ,:是電動(dòng)機(jī)在JC值時(shí)額定功率和額定轉(zhuǎn)速。2.6 選用減速器2.6.1 初選減速器減速器總傳動(dòng)比：=15.865取實(shí)際速比=16。起升機(jī)構(gòu)減速器按靜功率選取，根據(jù)=18.17kW，=951.9r/min，=16，工作級(jí)別為M5，選定減速器為ZQH50，減速器許用功率=31KW。低速軸最大扭矩為M=21000N.m。減速器在951.9r/min時(shí)許用功率為=29.5kW17kW實(shí)際起升速度=19.334m/min；實(shí)際起升靜功率=18.02kW。用類載荷校核減速器輸出軸的徑向載荷，最大力矩。2.6.2 驗(yàn)算輸出軸端最大容許徑向載荷用類載荷校核減速器輸出軸的徑向載荷，最大力矩。查卷筒的產(chǎn)品目錄可知卷筒的自重2.6.3 驗(yàn)算輸出軸的最大容許扭矩輸出軸容許最大扭矩，按大于電動(dòng)機(jī)的最大力矩進(jìn)行校驗(yàn)式中 -電動(dòng)機(jī)實(shí)際最大力矩 -電動(dòng)機(jī)最大力矩倍數(shù) -傳動(dòng)比 -減速器傳動(dòng)效率，取0.952.7 電動(dòng)機(jī)過(guò)載驗(yàn)算和發(fā)熱驗(yàn)算過(guò)載驗(yàn)算按下式計(jì)算：=15.136kW=17KW15.136kW，此題恰好與=的功率相等。式中:基準(zhǔn)接電持續(xù)率時(shí)，電動(dòng)機(jī)額定功率，單位為kW； H:系數(shù)，繞線式異步電動(dòng)機(jī)，取H=2.1； m:基準(zhǔn)接電持續(xù)率時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩允許過(guò)載倍數(shù)，查表得m取2.5； m:電動(dòng)機(jī)個(gè)數(shù)； :總機(jī)械效率=0.894。發(fā)熱驗(yàn)算按下式計(jì)算:PP式中 P:電動(dòng)機(jī)在不同接電持續(xù)率JC值和不同CZ值時(shí)允許輸出功率，單位為kW，按CZ=150，JC值=25%，查表得P=15.393kW；=14.42kWP=15.363=14.42kW經(jīng)計(jì)算過(guò)載驗(yàn)算和發(fā)熱驗(yàn)算通過(guò)。2.8 選擇制動(dòng)器按下式計(jì)算，選制動(dòng)器：式中:制動(dòng)力矩,單位為N.m； :制動(dòng)安全系數(shù)，查表1-5M5得=2.0；:下降時(shí)作用在電動(dòng)機(jī)軸上的靜力矩，單位為N.m。=143.12N.m ：下降時(shí)總機(jī)械效率，通常取0.894=2143.12=286.24N.m根據(jù)選用=286.24N.m選用YWZ315/30制動(dòng)器，其額定制動(dòng)力矩400N.m；安裝時(shí)將制動(dòng)力矩調(diào)整到所需的制動(dòng)力矩=290N.m。2.9 選擇聯(lián)軸器根據(jù)電動(dòng)機(jī)和減速器以及浮動(dòng)軸的軸伸尺寸及形狀選連軸器，使連軸器的許用應(yīng)力矩M計(jì)算的所需力矩M,則滿足要求。電動(dòng)機(jī)的軸伸：d=55mm(錐形)，長(zhǎng)度E=820.5mm；減速器軸伸：d=50mm(柱形)，長(zhǎng)度E=85mm；浮動(dòng)軸的軸頭：d=45mm， 長(zhǎng)度E=84mm。選取梅花彈性連軸器：型號(hào)為MLL6-I-200，M=630N.m；GD=6.74=26.8Kg.m；型號(hào)為MLL6，M=630N.m；GD=1.854=7.4Kg.m。電動(dòng)機(jī)額定力矩=170N.m計(jì)算所需力矩M=n=1.52.0170=510N.m式中 n：安全系數(shù)取n=1.5； ：剛性動(dòng)載系數(shù)，取2.0； M=630M=510N.M所選連軸器合格。2.10 驗(yàn)算起動(dòng)時(shí)間起動(dòng)時(shí)間： =式中： =1.5+26.8+7.4=35.7kN.m靜阻力矩：=179.07N.m電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)力矩：=1.7=1.7170=289N.m平均起動(dòng)加速度：=0.32m/s=0.32 m/s=0.4 m/s經(jīng)計(jì)算電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)間合適。2.11 驗(yàn)算制動(dòng)時(shí)間制動(dòng)時(shí)間： = =0.85s：電機(jī)滿載下降轉(zhuǎn)速，單位為r/min；=21000-951.9=1048.1r/min=290N.m=143N.m平均制動(dòng)減速器速度所以制動(dòng)時(shí)間也合適。2.12 高速軸計(jì)算2.12.1疲勞計(jì)算軸受脈動(dòng)扭轉(zhuǎn)載荷，其等效扭矩：由上節(jié)選擇聯(lián)軸器中,已確定浮動(dòng)軸端直徑d=45.因此扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為: 許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力: 軸材料用45鋼, ，；彎矩： 扭矩：軸受脈動(dòng)循環(huán)的許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：-考慮零件幾何形狀和零件表面狀況的應(yīng)力集中系數(shù);-與零件幾何形狀有關(guān),對(duì)于零件表面有急劇過(guò)度和開鍵槽及緊配合區(qū)段, =1.52.5；-與零件表面加工光潔度有關(guān),對(duì)于對(duì)于此處取K=21.25=2.5-考慮材料對(duì)應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱的敏感系數(shù),對(duì)碳鋼,低合金剛，取=0.2.安全系數(shù),查表得=1.6因此，故 通過(guò)。1.12.2 強(qiáng)度驗(yàn)算 軸所受最大轉(zhuǎn)矩：:式中: -動(dòng)力系數(shù),由表查得 =2；按照額定起重量計(jì)算軸受靜力矩, 最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力: 許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力: 式中: -安全系數(shù)，由表查得=1.6。故合適.浮動(dòng)軸的構(gòu)造如圖（4）所示：中間軸徑, 圖2-2 副起升高速傳動(dòng)軸構(gòu)造圖