橋式起重機(jī)主起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和自動(dòng)化程度的提高，起重機(jī)在現(xiàn)代化生產(chǎn)過程中應(yīng)用越來越廣，作用愈來愈大，對(duì)起重機(jī)的要求也越來越高。尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，許多跨學(xué)科的先進(jìn)設(shè)計(jì)方法出現(xiàn)，這些都促使起重機(jī)的技術(shù)進(jìn)入嶄新的發(fā)展階段。本起重機(jī)為250/50/10t水電站橋式起重機(jī)，安裝于豐滿水電站擴(kuò)建工程廠房?jī)?nèi)，用于水輪發(fā)電機(jī)組及其附屬設(shè)備的安裝和檢修工作。本課題主要對(duì)起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，主、副起升機(jī)構(gòu)分別有一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，一臺(tái)減速器，一臺(tái)輪式制動(dòng)器，一套卷筒裝置和上滑輪裝置構(gòu)成。要求起重設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)，定位準(zhǔn)確，安全可靠，技術(shù)性能先進(jìn)。本文簡(jiǎn)要地介紹了起重機(jī)的性能、結(jié)構(gòu)、發(fā)展?fàn)顩r等，并參照《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB3811-83)及《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》對(duì)起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)及其零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，從方案論證到具體設(shè)計(jì)計(jì)算，充分發(fā)揮了計(jì)算機(jī)在整體設(shè)計(jì)中的作用，從而提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量、縮短了設(shè)計(jì)周期，提高了工作效率。關(guān)鍵詞：起重機(jī)，橋式起重機(jī)，起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)TheDesignoftheHoistingMechanismofBridgeCraneABSTRACTWithfastdevelopmentsofthemoderntechnology,theexpansionofindustrialproductionandthegrowthoftheautomaticlevel,applicationsofthecarnesinthemodernmanufacturehasbeenmoreandmoreextensive,theeffecthasbeenbiggerandbigger.Higherandhigherrequirementhasbeencaused.Especially,withthebroadapplicationofcomputertechnologyandtheappearanceoftheadvanceddesignmethodofalotofinterdiscipline,whichurgethetechnologyofthecarneintoabrand-newseedtime.Thiscarneisakindof250/50/10tbridgecarnesforhydropowerstation,buildedintheworkshopofFengmanhydropowerstationfortheextendproject.Itisusedtoinstall,examineandrepairofsetsofwater-turbinegenerator.Thispaperfocusesondesignofhoistingmechanismofthecarne,includingthemainandassistanthoistingmechanismwithelectromotors,reducers,brakestaffs,drumdevicesandpulleygears.Thecarneisrequiredtobestables,highaccuracy,safety,reliabilityandadvancedtechnology.Thistextbrieflyintroducethecarne,scapability,structure,theactualityofdevelopment,andsoon,referringto“Designcriterionofcarne”(GB3811-83)anddesignandcalculateofthehoistingmechanismanditsaccessoryin“Designhandbookofcarne”.Fromschemedemonstratingtodesigningandcalculating,ittakesfulladvantageofthecomputerinthewholedesigntoraisethequalityofthedesign,cutthecycleofthedesign,improvetheworkefficiency.Keywords:carne,BridgeCrane,designofthehoistingmechanism橋式起重機(jī)主起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)0引言人類在生產(chǎn)活動(dòng)中，必然要進(jìn)行物料搬運(yùn)。一個(gè)現(xiàn)代化的大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)或者一個(gè)現(xiàn)代化的港口，每年通過的各種物料有幾千萬噸乃至上億噸。大量的物料搬運(yùn)在建筑工地、鐵路樞紐和工廠企業(yè)中存在。在一個(gè)水電站的閘門啟閉或水輪發(fā)電機(jī)廠房?jī)?nèi)，都有龐大的起重機(jī)械。所以各部門的生產(chǎn)要得到維持和發(fā)展，都離不開起重機(jī)械。在許多場(chǎng)合下，如淬火起重機(jī)，安裝起重機(jī)和煉鐵廠裝卸橋，它們不僅是進(jìn)行裝卸搬運(yùn)工作，而且還進(jìn)行工藝操作，實(shí)際上還是工藝機(jī)械的一部分。因此，起重機(jī)械在現(xiàn)代化的生產(chǎn)過程中不再只是在生產(chǎn)過程中起輔助作用，而是成了國民經(jīng)濟(jì)的所有主要部門中合理組織大批生產(chǎn)和流水作業(yè)的工藝過程的基礎(chǔ)。此外，還可以用來滿足人們物質(zhì)和文化生活的需要，例如，建筑物中的電梯或自動(dòng)扶梯。1起重機(jī)概述起重機(jī)械是一種循環(huán)、間歇運(yùn)動(dòng)的機(jī)械，主要用于物品的裝卸。一個(gè)

工作循環(huán)一般包括：取物裝置從取物地點(diǎn)由起升機(jī)構(gòu)把物品提起，運(yùn)行、

旋轉(zhuǎn)或變幅機(jī)構(gòu)把物品移位，然后物品在指定地點(diǎn)下降；接著進(jìn)行反向運(yùn)

動(dòng)，使取物裝置回到原位，以便進(jìn)行下一次的工作循環(huán)。在兩個(gè)工作循環(huán)

之間，一般有短暫的停歇。由此可見，起重機(jī)械工作時(shí)，各機(jī)構(gòu)經(jīng)常是處

3于起動(dòng)、制動(dòng)以及正向、反向等相互交替的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中的。起重機(jī)的用途，工作特點(diǎn)起重機(jī)械是用來對(duì)物料作起重、運(yùn)輸、裝卸和安裝等作業(yè)的機(jī)械設(shè)備，它可以減輕體力勞動(dòng)、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率或在生產(chǎn)過程中進(jìn)行某些特殊的工藝操作，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。起重機(jī)械運(yùn)送的物料可以是成件物品，也可以是散料或者是液態(tài)的。升降機(jī)還可以進(jìn)行人員的運(yùn)送。起重機(jī)在搬運(yùn)物料時(shí)，經(jīng)歷著上料、運(yùn)送、卸料以及回到原位的過程。因此，起重機(jī)受的載荷是變化的，是一種間歇?jiǎng)幼鞯臋C(jī)械。起重機(jī)一般由機(jī)械、金屬結(jié)構(gòu)和電氣等三大部分組成，機(jī)械方面是指起升、運(yùn)行、變幅和旋轉(zhuǎn)等機(jī)構(gòu)，即起重機(jī)一般是多動(dòng)作的。輕小型起重設(shè)備和升降機(jī)一般是單動(dòng)作的。起重機(jī)的分類起重機(jī)械多為通用式的，如橋式起重機(jī)、龍門起重機(jī)、汽車起重機(jī)等；但也有為某種工藝服務(wù)的，如裝料起重機(jī)、脫錠起重機(jī)等冶金橋式起重機(jī)。起重機(jī)的種類如圖1.1所示

圖1.1起重機(jī)的分類起重機(jī)的發(fā)展概況在古代已經(jīng)有起升和移動(dòng)重量較大的物品的需要，因此就采用起重裝置來進(jìn)行這個(gè)工作。在公元前五千年到四千年的新石器時(shí)代的末期，我國古代勞動(dòng)人民已能開鑿和搬運(yùn)巨石到遠(yuǎn)處，砌成石棺石臺(tái)等來埋葬和紀(jì)念死者。在商朝(公元前1765到1760年之間)，我國勞動(dòng)人民就用了汲水的桔槔，這是一種用杠桿、對(duì)重和取物裝置組成的起重裝置。以后到公元前1115年至1079年之間，又有轆轤的發(fā)明。在古代埃及建造金字塔時(shí)，廣泛采用滾子、斜面和杠桿來起升大石塊、石碑和雕像，這些物品的重量有的甚至達(dá)到1000噸。那時(shí)候起重機(jī)械都是人力驅(qū)動(dòng)。公元前120年，在蓋隆的著作中描述了幅度不變的起重機(jī)和幅度可變的起重機(jī)。這些書籍中記載了下列零部件的采用。自鎖式蝸輪傳動(dòng)裝置、齒輪、起重卷筒等。后來陸續(xù)地出現(xiàn)了一些不同類型的起重機(jī)，例如在阿格里高拉(1490?1550年)的著作中，曾經(jīng)描述了旋轉(zhuǎn)起重機(jī)。工業(yè)中蒸氣機(jī)的出現(xiàn)大大地推動(dòng)了起重機(jī)械的發(fā)展和改善。1827年，出現(xiàn)了第一臺(tái)用蒸汽驅(qū)動(dòng)的固定式旋轉(zhuǎn)起重機(jī)。1846年，第一次制成了用液壓驅(qū)動(dòng)的起重機(jī)。工業(yè)中電力驅(qū)動(dòng)的出現(xiàn)是起重機(jī)械進(jìn)一步蓬勃發(fā)展的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。1880年，出現(xiàn)了第一臺(tái)用電力驅(qū)動(dòng)的載客升降機(jī)。1885年制成了電力驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)起重機(jī)，接著制成電力驅(qū)動(dòng)的橋式起重機(jī)和門座起重機(jī)。隨著冶金工業(yè)、煤炭和采礦工業(yè)、機(jī)器制造業(yè)、海港和內(nèi)河碼頭的裝備和建筑工程等發(fā)展，起重機(jī)械的品種和參數(shù)都大大增多。起重機(jī)械制造已經(jīng)成長成一門獨(dú)立的機(jī)械制造部門。第二次世界大戰(zhàn)以后的幾十年，起重機(jī)械獲得極其迅速的發(fā)展。由于機(jī)械制造技術(shù)的提高，起重機(jī)的質(zhì)量，產(chǎn)量和品種得到大大的發(fā)展。例如，由于焊接技術(shù)的發(fā)展，箱形結(jié)構(gòu)的橋式起重機(jī)得到廣泛的應(yīng)用；由于金屬材料的改善和加工技術(shù)的改進(jìn)，起重機(jī)零部件的壽命也提高；由于電機(jī)和控制技術(shù)的發(fā)展，大大提高了起重機(jī)電力驅(qū)動(dòng)的品質(zhì)和自動(dòng)化水平。國外起重機(jī)的發(fā)展動(dòng)向（1）簡(jiǎn)化設(shè)備結(jié)構(gòu)，減輕自重，降低生產(chǎn)成本芬蘭Kone公司為某火力發(fā)電廠生產(chǎn)的起重機(jī)就是一個(gè)典型的例子。其中起升機(jī)構(gòu)減速器的外殼與小車架一端梁合二為一，卷筒一端與減速器相連，另一端支撐于小車架的另一端梁上。定滑輪組與卷筒組連成一體，省去了支撐定滑輪組的支承梁，簡(jiǎn)化了小車架的整體結(jié)構(gòu)。同時(shí)，小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用三合一驅(qū)動(dòng)裝置，即減輕了小車架和小車的自重。副起升機(jī)構(gòu)為電動(dòng)葫蘆置一臺(tái)車上，由主起升小車牽引。小車自重的減輕使起重機(jī)主梁截面亦隨之減小，因而整機(jī)自重大幅度減輕。法國Patain公司采用了一種以板材為基本構(gòu)件的小車架結(jié)構(gòu)，其重量輕，加工方便，適用于中、輕級(jí)中小噸位的起重機(jī)。該結(jié)構(gòu)要求起升機(jī)構(gòu)采用行星一圓錐齒輪減速器，不直接與車架相連接，以此來降低小車架的剛度要求，減化小車架結(jié)構(gòu)，減輕自重。Patain公司的起重機(jī)大小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用“三合一”驅(qū)動(dòng)裝置，結(jié)構(gòu)較緊湊，自重較輕，簡(jiǎn)化了總體布置。此外，由于運(yùn)行機(jī)構(gòu)與起重機(jī)走臺(tái)沒有聯(lián)系，走臺(tái)的振動(dòng)也不會(huì)影響傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。（2）更新零部件，提高整機(jī)性能法國Patain公司采用窄偏軌箱形梁作主梁，其高、寬比為4?315左右，大筋板間距為梁高的2倍。主梁與端梁的連接采用搭接方式，使垂直力直接作用于端梁上蓋板，由此可降低端梁的高度，便于運(yùn)輸。在電控系統(tǒng)上該公司采用渦流聯(lián)軸器和渦流制動(dòng)器多電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)有載及空載的有級(jí)或無級(jí)調(diào)速。變頻調(diào)速在國外起重機(jī)上已開始應(yīng)用，ABB公司、日本富士、奧地利伊林公司已廣泛采用。該調(diào)速方案具有高調(diào)速比，甚至可達(dá)到無級(jí)調(diào)速，并可節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。另外，遙控裝置用于起重機(jī)在國外也已普遍化，特別是在大型鋼鐵廠的廣泛使用。（3）設(shè)備大型化隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，起重機(jī)械設(shè)備的體積和重量越來越趨于大型化，起重量和吊運(yùn)幅度也有所增大，為節(jié)省生產(chǎn)和使用費(fèi)用，其服務(wù)場(chǎng)地和使用范圍也隨之增大。例如新加坡裕廊船廠要求岸邊的修船門座起重機(jī)能為并排的兩條大油輪服務(wù)，其吊運(yùn)幅度為1051^且在70m幅度時(shí)能起吊100t；我國三峽工程中使用的1200t橋式起重機(jī)就對(duì)調(diào)速要求很高，為三維坐標(biāo)動(dòng)態(tài)控制。（4）機(jī)械化運(yùn)輸系統(tǒng)的組合應(yīng)用國外一些大廠為了提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，把起重運(yùn)輸機(jī)械有機(jī)地組合在一起，構(gòu)成先進(jìn)的機(jī)械化運(yùn)輸系統(tǒng)。德國Demag公司在飛機(jī)制造廠中采用了一套先進(jìn)的單軌或懸掛式運(yùn)輸系統(tǒng)，大大簡(jiǎn)化了運(yùn)輸環(huán)節(jié)。將所運(yùn)物品裝入專用集裝箱內(nèi)（有單軌系統(tǒng)的軌道）由碼頭運(yùn)至工廠，廠內(nèi)的單軌系統(tǒng)與集裝箱內(nèi)的軌道對(duì)接，物品進(jìn)入廠房，并由單軌運(yùn)輸系統(tǒng)按計(jì)算機(jī)的指令入庫或進(jìn)入工位，實(shí)現(xiàn)門對(duì)門的運(yùn)輸。國內(nèi)起重機(jī)的發(fā)展動(dòng)向(1)改進(jìn)起重機(jī)械的結(jié)構(gòu)，減輕自重國內(nèi)起重機(jī)多已采用計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)，以此提高整機(jī)的技術(shù)性能和減輕自重，并在此前提下盡量采用新結(jié)構(gòu)。如5?50t通用橋式起重機(jī)中采用半偏軌的主梁結(jié)構(gòu)，與正軌箱形梁相比，可減少或取消主梁中的小加筋板，取消短加筋板，減少結(jié)構(gòu)重量，節(jié)省加工工時(shí)。(2)充分吸收利用國外先進(jìn)技術(shù)起重機(jī)大小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用了德國Demag公司的“三合一”驅(qū)動(dòng)裝置，吊掛于端梁內(nèi)側(cè)，使其不受主梁下?lián)虾驼駝?dòng)的影響，提高了運(yùn)行機(jī)構(gòu)性能與壽命，并使結(jié)構(gòu)緊湊，外形美觀，安裝維修方便。隨著國內(nèi)機(jī)械加工能力的提高，大車端梁和小車架整體鏜孔成為可能，因而45°剖分和車輪組或圓柱形的軸承箱將有可能代替角形軸承箱，裝在車輪軸上的車輪軸孔中心線與端梁中心線構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)的90°,于是車輪的水平和垂直偏斜即可嚴(yán)格控制在規(guī)定范圍內(nèi)，避免發(fā)生啃軌現(xiàn)象。由于小車架為焊后一次鏜孔成形，使四個(gè)車輪孔的中心線在同一平面內(nèi)，故成功地解決了三點(diǎn)落地的問題。(3)吸收消化了國外電氣控制方面的先進(jìn)技術(shù)，采用了新穎的節(jié)能調(diào)速系統(tǒng)。如晶閘管串級(jí)開環(huán)或閉環(huán)系統(tǒng)，調(diào)整比可達(dá)1：30。隨著對(duì)調(diào)速要求的提高，變頻調(diào)速系統(tǒng)也將使用于起重機(jī)上。同時(shí)，微機(jī)控制也將在起重機(jī)上得到應(yīng)用，如三峽工程600t壩頂門式起重機(jī)要求采用變頻調(diào)速系統(tǒng)，微機(jī)自動(dòng)糾偏，以及大揚(yáng)程高精度微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。遙控起重機(jī)隨著生產(chǎn)發(fā)展需要量也越來越大，寶鋼在考察了國外鋼廠起重機(jī)之后，提出了大力發(fā)展遙控起重機(jī)的建議，以提高安全性，減少勞動(dòng)力。（4）向大型化發(fā)展由于國家對(duì)能源工業(yè)的重視和資助，建造了許多大中型水電站，發(fā)電機(jī)組越來越大。特別是長江三峽工程的建設(shè)對(duì)大型起重機(jī)的需要量迅速上升。三峽電廠需要1200t橋式起重機(jī)，2000t大型塔式起重機(jī)。目前在建設(shè)中的大、中型水電站還有很多，例如廣西巖灘、龍灘、清江隔河巖、福建水口電站等等；還有很多核電站和大、中型火力發(fā)電廠需要建設(shè)，可以預(yù)計(jì)，大噸位高性能起重機(jī)的需要量是非常大的。2橋式起重機(jī)概述橋式起重機(jī)的分類橋式起重機(jī)架設(shè)在車間或倉庫等建筑物上空，沿建筑物的縱向設(shè)有兩條鋼軌，橋架在鋼軌上運(yùn)行。橋架上面有小車。它有起升，橫行（小車運(yùn)行），走行（大車運(yùn)行）三種運(yùn)動(dòng)。根據(jù)作業(yè)條件分為高速型、普通型及低速型三類，以普通型的使用量為最多。至于橋式起重機(jī)的名稱，將根據(jù)其構(gòu)造特征取名如下：梁式起重機(jī)通用橋式起重機(jī)龍門起重機(jī)裝卸橋10冶金橋式起重機(jī)纜索起重機(jī)橋式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)橋式起重機(jī)大體可分為小車、橋架兩大部分。詳細(xì)劃分則有起升機(jī)構(gòu)，小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)，大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)，橋架組件等部分，如圖2.1和2.2所示。圖2.1電動(dòng)雙梁橋式起重機(jī)111.主梁2,端梁3JS理?xiàng)U45力平臺(tái)7.軸段操縱容。.吊盥1。,小車11J2.主觀吊具13.安全尺1電堆電嚕15.導(dǎo)電電境架圖2.2橋式起重機(jī)結(jié)構(gòu)的組成小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)在橋式起重機(jī)里，小車承擔(dān)主要任務(wù)。因此小車的設(shè)計(jì)決定整個(gè)起重機(jī)的好壞，為了起吊一定的載荷，小車必須利用許多機(jī)械部件承受起重機(jī)起升額定載荷時(shí)所需的各種作用力。小車以小車架為基礎(chǔ)其上有起升電動(dòng)機(jī)、起升減速機(jī)、卷筒、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)行電動(dòng)機(jī)、運(yùn)行減速機(jī)等。小車?yán)眯≤嚰芟旅娴男≤囕喸谄鹬貦C(jī)橋架上的軌道上運(yùn)行。橋式起重機(jī)所采用的小車，起重量小的為3噸，大的已做到200噸，小車以往稱作“起重小車”，小車的設(shè)計(jì)應(yīng)該把起升機(jī)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)構(gòu)合理而有效的布置在小車架上，維護(hù)檢修應(yīng)該方便。橋架12橋式起重機(jī)的鋼結(jié)構(gòu)部分是由起重機(jī)的主要部分如大梁，橫梁裝置所構(gòu)成。這一部分占有起重機(jī)百分之八十左右的重量，應(yīng)按起重機(jī)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)及起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算規(guī)程進(jìn)行設(shè)計(jì)。橋式起重機(jī)的大梁是由用角鋼等型鋼組成的平面結(jié)構(gòu)的主粱與副梁構(gòu)成的。主梁承受垂直載荷、自重及水平載荷，副梁承受自重和水平載荷。主梁由上弦桿、下弦桿、斜桿、豎桿等組成。連接主粱與副梁的桿件是水平桿、斜桿等。各桿件用鉚釘或電焊相連接，也可以考慮螺栓連接。各桿件上作用有軸向應(yīng)力，即拉應(yīng)力和壓應(yīng)力。主粱的形狀有魚腹型和直線型。對(duì)于承受自重、動(dòng)載荷及彎曲力矩等外力，前者是最理想的結(jié)構(gòu)形式。但這種形式對(duì)于材料利用和組裝存在有困難。后者是通常采用的形式，目前幾乎都采用后一種形式。橋式起重機(jī)除承受因垂直載荷產(chǎn)生的彎矩外，還承受因風(fēng)載及行走運(yùn)動(dòng)的水平載荷所產(chǎn)生的彎矩。因此在主粱的側(cè)面設(shè)置與主粱形狀相同的副桁架。副桁架與主梁的結(jié)合是用水平桿、斜桿構(gòu)成框形，以防受載變形。在水平桿上裝設(shè)著走臺(tái)、電動(dòng)機(jī)、行走機(jī)構(gòu)的長軸、軸承。橫梁與主桁架和副桁架裝在一起，把兩根主桁架連接起來。它與主桁架是用堅(jiān)固的連接板，以精制螺栓裝在一起。橋式起重機(jī)上的載荷和沖擊較大，行走驅(qū)動(dòng)裝置的車輪裝在橫粱上。由輪距為l單位的橫梁來承受最大載荷，由小車產(chǎn)生的載荷作用在小車橫行軌道上。對(duì)普通橋式起重機(jī)輪距l(xiāng)取為跨度的1/5?1/7較好。小重量起重機(jī)的橫梁通常采用槽鋼，大起重量起重機(jī)的橫梁通常用鋼板作成槽形或箱形。13橋式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)起升機(jī)構(gòu)的組成在起重機(jī)中，用以提升或下降貨物的機(jī)構(gòu)稱為起升機(jī)構(gòu)，一般采用卷揚(yáng)式。起升機(jī)構(gòu)是起重機(jī)中最重要、最基本的機(jī)構(gòu)，其工作的好壞直接影響整臺(tái)起重機(jī)的工作性能。起升機(jī)構(gòu)一般由驅(qū)動(dòng)裝置、鋼絲繩卷繞系統(tǒng)、取物裝置和安全保護(hù)裝置等組成。驅(qū)動(dòng)裝置包括電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、制動(dòng)器、減速器、卷筒等部件。鋼絲繩卷繞系統(tǒng)包括鋼絲繩、卷筒、定滑輪和動(dòng)滑輪。取物裝置有吊鉤、吊環(huán)、抓斗、電磁吸盤、吊具、掛梁等多種型式。安全保護(hù)裝置有超負(fù)荷限制器、起升高度限位器、下降深度限位器、超速保護(hù)開關(guān)等，根據(jù)實(shí)際需要配用。起升機(jī)構(gòu)有內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和液壓驅(qū)動(dòng)三種驅(qū)動(dòng)方式。內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的起升機(jī)構(gòu)，其動(dòng)力由內(nèi)燃機(jī)經(jīng)機(jī)械傳動(dòng)裝置集中傳給包括起升機(jī)構(gòu)在內(nèi)的各個(gè)工作機(jī)構(gòu)。這種驅(qū)動(dòng)方式的優(yōu)點(diǎn)是具有自身獨(dú)立的能源，機(jī)動(dòng)靈活，適用于流動(dòng)作業(yè)的流動(dòng)式起重機(jī)。為保證各機(jī)構(gòu)的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，整機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)復(fù)雜笨重。由于內(nèi)燃機(jī)不能逆轉(zhuǎn)，不能帶載起動(dòng)，需依靠傳動(dòng)環(huán)節(jié)的離合實(shí)現(xiàn)起動(dòng)和換向.這種驅(qū)動(dòng)方式調(diào)速困難，操縱麻煩.屬于淘汰類型。目前只在現(xiàn)有的少數(shù)履帶起重機(jī)和鐵路起重機(jī)上應(yīng)用。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)是起升機(jī)構(gòu)主要的驅(qū)動(dòng)方式。直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性適合起升機(jī)構(gòu)工作要求，調(diào)速性能好，但獲得直流電源較為困難。在大型的工程起重機(jī)上，常常用內(nèi)燃機(jī)和直流發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)直流傳動(dòng)。交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)14能直接從電網(wǎng)取得電能.操縱簡(jiǎn)單，維護(hù)容易，機(jī)組重量輕，工作可靠，在電動(dòng)起升機(jī)構(gòu)中被廣泛采用。本起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)采用的啟動(dòng)方式也為電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。液壓驅(qū)動(dòng)的起升機(jī)構(gòu)，由原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)液壓泵.將工作油液輸入執(zhí)行構(gòu)件（液壓缸或液壓馬達(dá)）使機(jī)構(gòu)動(dòng)作，通過控制輸入執(zhí)行構(gòu)件的液體流量實(shí)現(xiàn)調(diào)速。液壓驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是傳動(dòng)比大，可以實(shí)現(xiàn)大范圍的無級(jí)調(diào)速，結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，操作方便，過載保護(hù)性能好。缺點(diǎn)是液壓傳動(dòng)元件的制造精度要求高，液體容易泄漏。目前液壓驅(qū)動(dòng)在流動(dòng)式起重機(jī)上獲得日益廣泛的應(yīng)用。起升機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖圖2.3為動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的起升機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。電動(dòng)機(jī)1通過聯(lián)軸器2與減速器4的高速軸相連。機(jī)構(gòu)工作時(shí)，減速器的低速軸帶動(dòng)卷筒7,將鋼絲繩5卷上或放出，經(jīng)過滑輪組系統(tǒng)，使吊鉤實(shí)6現(xiàn)上升或下降。機(jī)構(gòu)停止工作時(shí)，制動(dòng)器3使吊鉤連同貨物懸吊在空中。吊鉤的升降靠電動(dòng)機(jī)改變轉(zhuǎn)向來達(dá)到。1511一電2一聯(lián)軸器劾初看一渡速看5圖2.3起升機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖為了安裝方便與避免高速軸在小車架受載變形時(shí)發(fā)生彎曲，聯(lián)軸器2應(yīng)是帶有補(bǔ)償性能的，通常采用彈性柱銷聯(lián)軸器或齒輪聯(lián)軸器。前者構(gòu)造簡(jiǎn)單并能緩沖，但彈性橡皮圈的壽命不長；后者堅(jiān)固耐用，應(yīng)用最廣。齒輪聯(lián)軸器的壽命與安裝質(zhì)量有關(guān)，并且需要經(jīng)常潤滑。為使布置更方便并增高補(bǔ)償能力，降低磨損，常將齒輪聯(lián)軸器制成兩個(gè)半齒輪聯(lián)軸器，中間用浮動(dòng)軸或補(bǔ)償軸連起來。制動(dòng)器通常裝在高速軸上，以減小其尺寸，如圖2.3所示位置。經(jīng)常利用聯(lián)軸器的一個(gè)半體兼作制動(dòng)輪。帶制動(dòng)輪的聯(lián)軸器半體應(yīng)當(dāng)安裝在減速器軸上，這樣，即使聯(lián)軸器損壞，制動(dòng)器仍能起作用，保證了安全。有時(shí)在高速軸上需要裝設(shè)兩個(gè)制動(dòng)器，則第二個(gè)制動(dòng)器可裝在減速器高速軸的另一端，如圖2.3虛線所示，或者裝在浮動(dòng)軸的另一個(gè)聯(lián)軸器上。也可以把制動(dòng)器裝設(shè)在電動(dòng)機(jī)的尾部輸出軸上，但這時(shí)需要有兩端出軸的16電動(dòng)機(jī)，所以一般盡量避免。目前也有將制動(dòng)器放在電動(dòng)機(jī)尾部的殼體內(nèi),制成一個(gè)組合部件，從而使機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化緊湊。起升機(jī)構(gòu)的制動(dòng)器應(yīng)是常閉式的。采用塊式制動(dòng)器，裝有電磁鐵或電動(dòng)推桿作為自動(dòng)的松閘裝置，與電動(dòng)機(jī)電氣聯(lián)鎖。制動(dòng)器的制動(dòng)力矩應(yīng)保證有足夠的制動(dòng)安全系數(shù)。在要求緊湊的情況下，也有采用帶式制動(dòng)器的。減速器常用封閉式的標(biāo)準(zhǔn)兩級(jí)圓柱齒輪減速器。在起重量較大（超過80t）的情況下，為得到低速并增大卷筒與電動(dòng)機(jī)間的尺寸，常采用標(biāo)準(zhǔn)的封閉式兩級(jí)減速器，再增加一對(duì)開式齒輪作最后級(jí)傳動(dòng)。在要求緊湊的起升機(jī)構(gòu)中，也有采用蝸輪減速器的，其缺點(diǎn)是機(jī)械效率低。有時(shí)采用蝸輪減速器是為了盡量減少噪聲，例如在載客電梯中。近年來還有采用行星齒輪減速器的，減速器（如3K或擺線、漸開線齒形的少齒差行星減速器）裝在卷筒的內(nèi)腔中，電動(dòng)機(jī)和卷筒成同軸線布置，其特點(diǎn)是十分緊湊，但維修不太方便。卷筒通常裝在轉(zhuǎn)軸上，使軸承的檢查與更換都較方便。卷筒與減速器低速軸可通過特種聯(lián)軸器相連接，卷筒軸用自位軸承支承于減速器軸的內(nèi)腔和軸承座中，扭矩由齒輪連接來傳遞。這種方法緊湊，可靠，分組性好，能補(bǔ)償減速器軸與卷筒軸間的角度偏差，但減速器低速軸需帶特殊齒形軸端，加工時(shí)較為復(fù)雜。國外有采用鼓形滾子聯(lián)軸器的，它利用鼓形滾子與兩個(gè)半圓凹槽的配合實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償。由于它不僅能傳遞扭矩，同時(shí)還能承受很大的徑向力，故省去了一個(gè)徑向支承裝置。這種布置還省去了卷筒長軸，使重量減輕。當(dāng)卷筒與開式傳動(dòng)的大齒輪相連接時(shí)，卷筒端面與齒輪間用沿圓周布17置的螺釘聯(lián)接。為承受剪切力和傳遞扭矩，可以用精制的鉸制孔用螺栓，也可以在螺孔中配一個(gè)受剪套筒而采用普通螺栓。在某些需要能進(jìn)行貨物自由下降的起升機(jī)構(gòu)中，卷筒與減速傳動(dòng)裝置間裝有摩擦離合器。這時(shí)，制動(dòng)器應(yīng)裝在卷筒上，用來控制自由下降的速度，它應(yīng)當(dāng)是可操縱的。卷筒的直徑一般盡量選用許用的最小值，因?yàn)殡S著卷筒直徑的增加，轉(zhuǎn)矩與減速器的傳動(dòng)比也增大了，會(huì)引起整個(gè)機(jī)構(gòu)的體積過大。但在起升高度較大時(shí)，往往增加卷筒直徑以求限制其長度?；喗M型式（單式或雙聯(lián)的）和它的倍率對(duì)起升機(jī)構(gòu)的尺寸也有很大的影響。在橋式類三起重機(jī)中采用雙聯(lián)滑輪組，單式滑輪組只宜用于有導(dǎo)向滑輪的臂架式起重機(jī)?；喗M倍率的選定對(duì)鋼絲繩中的拉力、卷筒直徑與長度、減速器的傳動(dòng)比及總體尺寸都有關(guān)系。大起重量采用較大的倍率，可以避免采用過粗的鋼絲繩。有時(shí)采用增大滑輪組倍率同時(shí)相應(yīng)地降低起升速度的方式來提高起重量，可以使起升機(jī)構(gòu)達(dá)到通用性，即將同一起升機(jī)構(gòu)用于不同的起重量，這是在系列設(shè)計(jì)時(shí)常采用的方法。在某些情況下，還可能出于其它原因而適當(dāng)?shù)剡x用較小的倍率，如在臂架式起重機(jī)中選用較小的倍率可以減少臂架端部的定滑輪數(shù)目。在設(shè)計(jì)大起升高度的起升機(jī)構(gòu)時(shí)，也可以采用減小滑輪組倍率的方法來減少卷筒繞繩量，從而避免多層卷繞或過長的卷筒。3起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算18設(shè)計(jì)起升機(jī)構(gòu)時(shí)需給定的主要參數(shù)有：起重量、工作級(jí)別、起升高度和起升速度。起重量對(duì)起升機(jī)構(gòu)的組成型式、傳動(dòng)部件的型號(hào)尺寸和電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率都有重要的影響。在起重機(jī)系列設(shè)計(jì)時(shí)，合理選擇起重量系列是重要的環(huán)節(jié)。一般情況下，當(dāng)起重量超過10t時(shí)，常設(shè)兩個(gè)起升機(jī)構(gòu)，即主起升機(jī)構(gòu)和副起升機(jī)構(gòu)。主起升機(jī)構(gòu)的起重量大，用以起吊重的貨物。副起升機(jī)構(gòu)的起重量小，但速度較快，用以起吊較輕的貨物或作輔助性工作，提高工作效率。起升速度的選擇與起重量、起升高度、工作級(jí)別和使用要求有關(guān).中、小起重量的起重機(jī)選用高速以提高生產(chǎn)率:大起重量的起重機(jī)選用低速以降低驅(qū)動(dòng)功率，提高工作的平穩(wěn)性和安全性。工作級(jí)別高、經(jīng)常使用、要求生產(chǎn)率高的起重機(jī)宜選用高速；反之.工作級(jí)別低、用于輔助性工作的起重機(jī)可選用低速。用于安裝與設(shè)備維修的起重機(jī)除應(yīng)選用低速外，還可備有微速或調(diào)速功能。大起升高度的起重機(jī)為了提高工作效率.除適當(dāng)提高起升速度外，還可備有空載快速升降功能。本起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)主要參數(shù)見表3.1：表3.1本起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)主要參數(shù)參數(shù)主起升機(jī)構(gòu)副起升機(jī)構(gòu)額定起重量（t）25050工作級(jí)別M3M5起升高度（m）2632起升速度（m/min）14起升機(jī)構(gòu)的典型形式19起升機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置的布置方式(1)平行軸線布置大多數(shù)起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)裝置都采取電動(dòng)機(jī)軸與卷筒軸平行布置。起升機(jī)構(gòu)的基本驅(qū)動(dòng)型式見圖3.1。當(dāng)起升機(jī)構(gòu)用于吊運(yùn)液態(tài)金屬及其他危險(xiǎn)物品時(shí).需采用雙制動(dòng)器.按圖3.1中的點(diǎn)劃線選擇布置。1一減速器厚一制動(dòng)器泮一帶制動(dòng)輪的聯(lián)軸器j

4浮動(dòng)軸方一聯(lián)軸耦/6—電動(dòng)機(jī)17一卷筒；

8一卷簿支座.圖3.1起升機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)裝置上述起升機(jī)構(gòu)方案中，各部件都是分別支承、固定在小車架上。要求小車架有足夠的精度和剛度，從而使小車架的自重增大，加工制造及安裝調(diào)整也很麻煩。為了減輕和簡(jiǎn)化這樣的小車架，可采用帶有制動(dòng)器的電動(dòng)機(jī)，并將其直接套裝在減速器上，使整個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)形成一個(gè)獨(dú)立的整體。通過減速器的兩個(gè)支承點(diǎn)和卷筒支承座的一個(gè)支承點(diǎn)形成穩(wěn)定支承，可降低對(duì)小車架安裝精度的要求。此外還可將定滑輪直接套裝在卷筒上，并使卷簡(jiǎn)直接作為小車架的主體，在兩端安裝行走端梁構(gòu)成整個(gè)起重小車，使20結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，見圖3.2。但這種方案只適合于中、小噸位的起重機(jī)。1—帝制動(dòng)^的電動(dòng)機(jī)印一喊速器滯一卷筒］4一定滑輪；5-端梁那―運(yùn)行驅(qū)動(dòng)裝置.圖3.2簡(jiǎn)易起重小車（2）同軸線布置將電動(dòng)機(jī)、減速器和卷筒成直線排列，電動(dòng)機(jī)和卷筒分別布置在同軸線減速器（常為普通行星減速器或少齒差行星減速器）的兩端，或者把減速器布置在卷筒內(nèi)部。為使機(jī)構(gòu)緊湊和提高組裝性能.可采用帶制動(dòng)器的端面安裝型式的電動(dòng)機(jī)。同軸線布置的起升機(jī)構(gòu)橫向尺寸緊湊，但加工精度和安裝要求較高.維修不太方便。本起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)設(shè)主、副兩個(gè)起升機(jī)構(gòu)，起升重量分別為250t和50t。驅(qū)動(dòng)裝置采用平行軸線布置，布置方式見圖3.3。21

圖3.3本起重機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置布置方式3.1.2起升機(jī)構(gòu)鋼絲繩卷繞系統(tǒng)設(shè)計(jì)卷繞系統(tǒng)的典型形式卷繞系統(tǒng)是傳動(dòng)系統(tǒng)的組成部分，起著運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)換作用。圖3.4是橋式起重機(jī)廣泛采用的起升卷繞系統(tǒng)。圖3.4橋式起重機(jī)起身卷繞系統(tǒng)22在卷繞系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量避免鋼絲繩反向彎折，或盡可能減少反向彎折的次數(shù)。出現(xiàn)反向彎折時(shí)，可用增大滑輪直徑、提高滑輪直徑與鋼絲繩直徑的比值來減緩鋼絲繩的疲勞損傷。大起升高度卷繞系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)當(dāng)橋架類型起重機(jī)起升高度超過20m時(shí)，鋼絲繩卷繞系統(tǒng)一般要特殊考慮.采取合適的方案，(1)加大卷筒直徑或長度此方案簡(jiǎn)單易行。但過分加大卷筒直徑會(huì)帶來起升機(jī)構(gòu)高度尺寸的增加；過度增加卷筒長度會(huì)導(dǎo)致鋼絲繩對(duì)滑輪和卷筒繩槽偏斜角的增大，加劇磨損，甚至引起滑輪繩槽的破壞或鋼絲繩跳槽，這種方案局限性較大。(2)減小滑輪組倍率此方案簡(jiǎn)單可行。適當(dāng)減小倍率能減少鋼絲繩在卷簡(jiǎn)上的繞繩量，并不增加機(jī)構(gòu)外形尺寸，在對(duì)起升機(jī)構(gòu)外形尺寸有限制的場(chǎng)合更為有利。但卷筒受力增加，鋼絲繩直徑增大，減速器傳動(dòng)比也要增加，有一定的使用局限性。(3)普通雙層卷繞將鋼絲繩端固定于卷筒中部，起升時(shí)鋼絲繩從中間向兩頭繞于卷筒繩槽中，繞滿碰到端壁時(shí)，由于鋼絲繩拉力的水平分力指向當(dāng)中，鋼絲繩向當(dāng)中返回繞第二層。這種方案構(gòu)造簡(jiǎn)單，但鋼絲繩的偏斜角不能大于3°,否則第二層鋼絲繩排列不整齊，磨損也厲害，適用于不頻繁使用的場(chǎng)合。(4)雙卷筒卷繞由兩個(gè)卷筒同時(shí)卷繞，可使起升高度增加一倍，但是機(jī)構(gòu)的外形尺寸23

較大。（5）多層卷繞多層卷繞時(shí)為使鋼絲繩在卷筒上排列整齊，通常采取以下措施：卷筒壁開螺旋繩槽，保證第一層鋼絲繩整齊排列，同時(shí)需要采用壓繩器和排繩器。本起重機(jī)安裝于水電站工程廠房?jī)?nèi)，用于設(shè)備安裝及檢修工作，不頻繁使用，廠房也有足夠大的空間，為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，便于安裝和維修保養(yǎng)，本起重機(jī)采用加大卷筒直徑的方案。3.2主起升機(jī)構(gòu)的計(jì)算根據(jù)任務(wù)書，已知本起重機(jī)主起升機(jī)構(gòu)主要參數(shù)：額定起重量Q=250t；工作級(jí)別M3；主鉤起升高度H=26m；主鉤起升下降速度V=1m/min。0鋼絲繩與卷筒的選擇1.鋼絲繩計(jì)算1）鋼絲繩的最大工作靜拉力當(dāng)滑輪組形式和倍率確定之后，繞入卷筒鋼絲繩端頭的最大工作靜拉力，用總起重量G按公式（3.1）計(jì)算。tSmax1000Smax1000Gg

mandn(3.1)式中:Smax—鋼絲繩最大工作拉力，N；“一總起重量，G「Q°+q,“一總起重量，G「Q°+q,Q0為額定起重量，q為取物裝置的重量，可參照表3.3,t；24m一滑輪組倍率；a一滑輪組上鋼絲繩繞入卷筒上的根數(shù)；g—重力加速度，g取9.81m/s2；nd—卷筒裝置的傳動(dòng)效率，見表3.4；np一滑輪組的傳動(dòng)效率，見表3.5。表3.3吊鉤自重q與額定起升重量Q0的關(guān)系額定起升重量Q0(t)吊鉤自重(土)3?82%Q012.5?202.5%Q032?503%Q080?1253.5%Q0160?2504%Q0表3.4卷筒裝置傳動(dòng)效率軸承形式傳動(dòng)效率滾動(dòng)軸承0.98滑動(dòng)軸承0.96表3.5滑輪組的傳動(dòng)效率軸承軸承鋼絲繩支數(shù)形式234567891011121314滑動(dòng)0.980.960.960.920.910.890.870.850.840.820.810.790.78滾動(dòng)0.990.980.970.980.950.940.930.920.910.910.90.890.88根據(jù)表3-3,G=250X(1+0.04)=260t；t滑輪組采用雙聯(lián)滑輪組6=2),倍率m=8；根據(jù)表3-4,nd=0.98；25根據(jù)表3-5,九二0.93。則$二幽四二幽乂26。x9.81=174909.480Nmaxman“n 8x2x0.98x0.932）鋼絲繩直徑的選擇鋼絲繩直徑不應(yīng)小于按公式（3.2）計(jì)算的最小直徑：dmin=C^Smax C2,式中：dmin一計(jì)算的鋼絲繩最小直徑，mm；C一鋼絲繩的選擇系數(shù)，見表3.6。表3.6鋼絲繩選擇系數(shù)C及許用安全系數(shù)n旋轉(zhuǎn)或輕微旋轉(zhuǎn)的鋼絲繩不旋轉(zhuǎn)的鋼絲繩安全系數(shù)機(jī)構(gòu)工纖維芯鋼絲芯纖維芯或者鋼絲芯作級(jí)別鋼絲繩公稱抗拉強(qiáng)度N/mm2—n157016701770157016701770157016701770M1?M30.08790.08520.08280.08460.08200.07970.08950.08680.0843三4.0M40.09320.09040.08780.08970.08700.08450.09490.09210.0894三4.5M50.09820.09530.09250.09460.09460.08910.10010.09700.0943三5.0M60.10760.10430.10140.10360.10050.09760.10960.10630.1032三6.0M70.11620.11270.10950.11190.10850.10540.11840.11480.1115三7.0M80.13180.12780.12410.12690.12300.11950.13430.13430.1268三9.0選用鋼絲繩公稱抗拉強(qiáng)度為1770N/mm2的纖維芯鋼絲繩，工作級(jí)別為M3,故C取0.0828。貝1Jdi=C、［S-=0.0828xJ174909.480=34.629mm，取鋼絲繩直徑d=36mm。2.卷筒計(jì)算1）卷筒直徑選擇26鋼絲繩繞入卷筒或繞過滑輪時(shí)，鋼絲繩中的鋼絲產(chǎn)生的附加彎曲應(yīng)力大小與卷繞直徑對(duì)繩徑之比D/d有關(guān)，鋼絲繩使用壽命隨D/d的增大而增大。試驗(yàn)還表明鋼絲繩的使用壽命與在一次升降中通過的彎曲次數(shù)，形式和次序有關(guān)。為使機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)得緊湊，忽略彎曲次數(shù)和方向?qū)勖糜绊懞?，鋼絲繩得卷繞直徑不應(yīng)小于按公式（3.3）計(jì)算的最小直徑：Dcp>h?d （3.3）式中：Dcj以鋼絲繩中心線計(jì)算的鋼絲繩卷繞直徑，mm。卷筒標(biāo)準(zhǔn)直徑見表3.8；h一與機(jī)構(gòu)工作級(jí)別和鋼絲繩結(jié)構(gòu)形式有關(guān)的系數(shù)，見表3.7；d一機(jī)構(gòu)中實(shí)際選用的鋼絲繩直徑，mm。表3.7系數(shù)h值工作級(jí)別卷筒滑輪旋轉(zhuǎn)鋼絲繩不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩旋轉(zhuǎn)鋼絲繩不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩M111.212.512.514M212.5141416M314161618M416181820M518202022.4M62022.422.425M722.4252528M825282831.5根據(jù)工作級(jí)別M3,鋼絲繩為旋轉(zhuǎn)鋼絲繩，選取h=14；27貝UDcp>h?d=14x36=504mm。因?yàn)橹髌鹕龣C(jī)構(gòu)起升高度26m,為大起升高度卷繞系統(tǒng)，采用增大卷筒直徑的方案，根據(jù)表3.8,選取卷筒直徑D=1400mm。表3.8卷筒直徑系列D(mm)355400450500560630690800900100011201250132014001500160017001800190020002120224023602500注：1.卷筒直徑D指卷筒繩槽底處的直徑；2.本系列試用于鑄造卷筒和焊接卷筒。2)卷筒轉(zhuǎn)速計(jì)算單層卷繞卷筒轉(zhuǎn)速為:(3.4)60m?v (3.4)n- t兀D0式中：印一卷筒轉(zhuǎn)速，min-i；v一起升速度，m/s；D°—卷筒卷繞直徑(D°=D+d),m。貝60m?v60x8x1/60貝Un 1.7733min-1t兀D3.14x(1400+36)/10003.2.2設(shè)計(jì)減速器1)減速器傳動(dòng)比起升機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比i0按下式計(jì)算:28/=n （3.7）0nt式中：n—電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，r/min；nt—卷筒轉(zhuǎn)速，r/min。貝Ui=t-15_=414.480n1.77332）減速器設(shè)計(jì)詳見3.3.3。3.3主起升機(jī)構(gòu)零部件設(shè)計(jì)鋼絲繩鋼絲繩的特性及種類鋼絲繩是起重機(jī)上應(yīng)用最廣泛的撓性構(gòu)件，其優(yōu)點(diǎn)是：卷撓性好；承載能力大，對(duì)于沖擊載荷的承受能力也強(qiáng)；卷繞過程中平穩(wěn)，即使在卷繞速度高的情況下也無噪音；由于繩股鋼絲斷裂是逐漸發(fā)生的，一般不會(huì)突然發(fā)生整根鋼絲繩斷裂，故工作時(shí)比較可靠。鋼絲繩股內(nèi)相鄰層鋼絲的接觸狀態(tài)有三種（圖3.15）：.點(diǎn)接觸一一股內(nèi)各層之間鋼絲互相交叉，呈點(diǎn)接觸；.線接觸一一股內(nèi)各層之間鋼絲在全長上平行捻制，呈線接觸；.而接觸一一股內(nèi)鋼絲形狀特殊，呈面接觸。29

圖3.15點(diǎn)、線、面接觸的鋼絲繩起重機(jī)上采用的鋼絲繩主要有下面幾種：.點(diǎn)接觸鋼絲繩（圖3.16），因單股撓性差又不能承受橫向壓力，故僅作拉索用。多股性能比單股性好，故應(yīng)用稍廣泛。圖3.16點(diǎn)接觸鋼絲繩.線接觸鋼絲繩（圖3.17）,包括外粗式（X型）、粗細(xì)式（W型）及填充式（T型），其優(yōu)點(diǎn)是：消除了點(diǎn)接觸鋼絲繩所具有二次彎曲應(yīng)力，能降低工作時(shí)總的彎曲應(yīng)力，抗疲勞性能好；結(jié)構(gòu)緊密，金屬斷面利用系數(shù)高，30

使用壽命比普通的點(diǎn)接觸鋼絲繩要高1?2倍。圖3.17線接觸鋼絲繩.多股不扭轉(zhuǎn)鋼絲繩（圖3.18）,其優(yōu)點(diǎn)是：因各相鄰層股的捻向相反，故鋼絲繩受力時(shí)其自由端不會(huì)發(fā)生旋轉(zhuǎn)；在卷筒上的接觸表面較大，抗擠壓強(qiáng)度高，工作時(shí)不易變形；總破斷拉力大，壽命比普通的高很多。圖3.18多股不扭轉(zhuǎn)鋼絲繩.異形股鋼絲繩（圖3.19）,其優(yōu)點(diǎn)是：接觸表面大（比普通的大3?4倍），耐磨性好，不易斷絲，壽命比普通的約高3倍；鋼絲繩結(jié)構(gòu)密度大（在相同繩徑和強(qiáng)度條件下，總破斷拉力大于圓股鋼絲繩）。31圖3.19異形股鋼絲繩鋼絲繩的選用線接觸鋼絲繩繩股中各層鋼絲的捻距相同，外層鋼絲位于里層各鋼絲之間的溝槽里，內(nèi)外層鋼絲互相接觸在一條螺旋線上，使接觸情況改善，增長了鋼絲繩的使用壽命。同時(shí)，線接觸也有利于鋼絲之間互相滑動(dòng)，改善了撓性。相同直徑的鋼絲繩，線接觸型比點(diǎn)接觸型的金屬總橫斷面積大，因而破斷力大。采用線接觸鋼絲繩時(shí)，有可能選用較小的直徑，從而可以選用較小的卷筒與滑輪。卷筒小使減速器的輸出軸的力矩小，因之可用較小的減速器，從而減小起升機(jī)構(gòu)的尺寸與重量。由于它有這一系的優(yōu)點(diǎn)，故采用線接觸鋼絲繩。纖維芯優(yōu)點(diǎn)是撓性和彈性較好，缺點(diǎn)是承受橫向壓力差。本起重機(jī)卷繞系統(tǒng)不采用多層卷繞，故繩芯材料選用纖維芯。鋼絲繩捻向采用交互捻鋼絲繩，由于繩與股的扭轉(zhuǎn)趨勢(shì)相反，互相抵消，沒有扭轉(zhuǎn)打結(jié)的趨勢(shì)，使用方便，如果沒有特殊要求，一般用右捻繩。由于本起重機(jī)在室內(nèi)工作，故選用一般的光面鋼絲繩。根據(jù)前面計(jì)算所得，卷筒直徑為1400mm，鋼絲繩直徑為36mm,所以e=1400/36=38.89>20,根據(jù)表3.18,初選型號(hào)6X(19),見圖3.20。32

圖3.206X(19)鋼絲繩表3.18鋼絲繩的使用場(chǎng)合及其結(jié)構(gòu)形式使用場(chǎng)合常用型號(hào)單層卷繞吊鉤及抓斗起重機(jī)e<206X(31)6X(37)6X(36)6T(25)8T(25)三206X(19)6W(19)8X(19)8W(19)起升高度大的起重機(jī)多股不扭轉(zhuǎn)18X718X19多層卷繞 6X(19)6W(19)金屬芯鋼絲繩破斷拉力校驗(yàn)所選用的鋼絲繩的破斷拉力應(yīng)滿足下面條件:二n (3.10)S繩max式中：S繩一鋼絲繩的破斷拉力，見表3-17,N；5皿一鋼絲繩工作時(shí)所承受的最大靜拉力，N；n繩一鋼絲繩的安全系數(shù)，見表3-6。33表3.19線接觸鋼絲繩6X(19)主要性能鋼絲繩公稱直役RopeDia(jnm)鋼絲繩近似重里ApprosWeightkg/lOOm鋼絲繩公稱抗拉強(qiáng)度TeriMilBstrengthMpa14701570167017701870鋼理繩取小破斷」JMinimumBreakingloadKN天然纖維芯鋼絲繩合成纖維芯鋼絲繩鋼芯鋼絲繩纖維芯鋼絲輪鋼芯鋼絲繩纖維芯鋼絲繩鋼芯鋼絲繩纖維芯鋼絲輪鋼芯鋼絲輪纖維芯鋼絲繩鋼芯鋼絲繩纖維芯鋼絲繩鋼芯鋼絲繩928.0027.3030.9036.5039.5039.0042.2041.5044.9044.0047.5046.5050.201034.6033.7038.1045.1048.8048.1052.1051.2055.4054.3058.7057.4062.001141.9040.8046.1054.6059.0058.3063.0062.0067.0065.7071.1069.4075.101249.8048.5054.9064.9070.2069.4075.0073.8079.8078.2084.6082.6089.401358.5057.0064.4076.20珞如B1.如88.0086.6093.7091.8099.3097.00104.001467.8066.1074.7088.4095.6094.如102.00100.00108.00106.00115.00112.00121.001688.6086.3097.50115.00124.00123.00133.00131.00141.00139.00150.00146.00158.0018112.00109.00123.00146.00158.00156.00168.00166.00179.00176.00190.00186.00201.0020138.00135.00152.00180.00195.00192.00208.00205.00221.00217.00235.00229.00248.0022167.00163.00184.00218.00236.00233.00252.00248.00268.00263.00284.00277.00300.0024199.00194.00219.00259.00281.00277.00300.00295.00319.00312.00238.00330.00357.0026234.00228.00258.00305.00329.00325.00352.00346.00374.00367.00397.00388.00419.0028271.00264.00299.00353.00382.00377.00408.00401.00434.00426.00460.00450.00486.0030311.00303.00343.00406.00439.00433.00469.00461.00498.00489.00528.00516.00558.0032354.00345.00390.00462.00499.00493.00533.00524.00567.00556.00601.00587.00635.0034400.00390.00440.00521.00564.00557.00602.00592.00640.00628.00679.00663.00717.0036448.00437.00494.00584.00632.00624.00675.00664.00718.00704.00761.00744.00804.0038500.00487.00550.00651.00704.00695.00752.00740.00800.00784.00848.00828.00896.0040554.00539.00610.00722.00780.00771.00833.00820.00887.00869.00940.00918.00993.0042610.00594.00672.00796.00860.00850.00919.00904.00978.00958.001030.001010.001090.00根據(jù)表3.19,公稱抗拉強(qiáng)度為1770Mpa,公稱直徑為36mm的鋼絲繩，最小破斷拉力為704kN；根據(jù)式（3.1）計(jì)算所得，鋼絲繩工作時(shí)所承受的最大靜拉力為174909.48N；根據(jù)表3.6,由本起重機(jī)主起升機(jī)構(gòu)工作級(jí)別為M3,得鋼絲繩安全系數(shù)為4.0。則二-7°4°°。=4.02^^二相。S174909.48 繩max所以選用鋼絲繩型號(hào)為6X（19）-36-1770-1-光-右交GB1102-74。3.3.2卷筒組卷筒組的結(jié)構(gòu)卷筒組是起升機(jī)構(gòu)和牽引機(jī)構(gòu)中卷繞鋼絲繩的部件。常用卷筒組類型由齒輪聯(lián)接盤式、周邊大齒輪式、短軸式和內(nèi)裝行星齒輪式。齒輪聯(lián)接盤式卷筒組為封閉式傳動(dòng)，分組性好，卷筒軸不承受扭矩，缺點(diǎn)式檢修時(shí)需沿軸向外移卷筒。周邊大齒輪式卷筒組多用于傳動(dòng)速比大、轉(zhuǎn)速低的場(chǎng)合，一般為開式傳動(dòng)，卷筒軸只受彎矩。短軸式卷筒組采用分開的短軸代替整根卷筒長軸，其優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單，調(diào)整安裝比較方便。內(nèi)裝行星齒輪式卷筒組輸入軸與卷筒同軸線布置，行星減速器置于卷筒內(nèi)腔，結(jié)構(gòu)緊湊，重量較輕，但制造與裝配精度要求較高，維修不便。本起重機(jī)的卷筒組采用短軸式卷筒組（圖3.21），其卷筒與減速器輸35

出軸用法蘭盤剛性聯(lián)接，并采用分開的短軸代替整根卷筒長軸。減速器的短軸采用鍵配合與卷筒的法蘭盤聯(lián)接，支撐座側(cè)采用與法蘭盤整體焊接的轉(zhuǎn)軸式結(jié)構(gòu)，見圖3.22。圖3.21短軸式卷筒組36

圖3.22支撐座側(cè)轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)卷筒體為雙聯(lián)單層卷繞，卷筒由焊接經(jīng)機(jī)加工后制成，采用Q345鋼板彎卷焊接而成，卷筒構(gòu)造見圖3.23。圖3.23卷筒構(gòu)造卷筒幾何尺寸的計(jì)算卷筒繩槽尺寸按表3.20計(jì)算，卷筒表面的導(dǎo)向螺旋槽采用標(biāo)準(zhǔn)槽，符號(hào)意義見圖3.25表3.20卷筒繩槽尺寸(mm)鋼絲繩直徑d繩槽半徑標(biāo)準(zhǔn)槽形加深槽形R極限偏差h 1 R 1——P 2 h 2 R 2——>32?3318.0+0.4037.012.51.344.020.00.8>33?3438.013.0>34?3519.039.013.546.021.0>35?3640.014.047.0>36?3720.041.014.548.022.0>37?3842.015.050.023.01.337

圖3.25圖3.25卷筒標(biāo)準(zhǔn)槽尺寸符號(hào)意義由鋼絲繩直徑為36mm，根據(jù)表3.20，得卷筒槽尺寸為R=19mm,p1=40mm,hj14mm,Ri=1.3mmo卷筒工作圈數(shù)按式（3.11）計(jì)算：(3.11)_H?m(3.11)gD?冗1cp式中:%1一固定鋼絲繩的安全圈數(shù)（三1.5）H?m 26x8則n= +z= +z=48gD?兀i1.436x3.14icp卷筒上有螺旋槽的部分長度為：L°=njpr48x40=1920mm卷筒強(qiáng)度計(jì)算卷筒在鋼絲繩拉力作用下，產(chǎn)生壓縮，彎曲和扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，其中壓縮應(yīng)力最大。當(dāng)LW3D時(shí)，彎曲和扭轉(zhuǎn)的合成應(yīng)力不超過壓縮應(yīng)力的10%?15%,只計(jì)算壓應(yīng)力即可。38卷筒筒壁的最大壓應(yīng)力出現(xiàn)在筒壁的內(nèi)表面，壓應(yīng)力O按下式計(jì)算：o=AA'max<[o] (3-12)c12§.p式中：o—卷筒壁壓應(yīng)力，Mpa；(5—卷筒壁厚；p—卷筒繩槽節(jié)距；々一多層卷繞系數(shù)，單層時(shí)取1；A2—應(yīng)力減小系數(shù)，考慮繩圈繞入時(shí)對(duì)筒壁應(yīng)力有減小作用，一般取0.75；[o]一許用壓應(yīng)力，對(duì)鋼[o]=[o]/2。卷筒材料采用Q345,所以[oc]=345/2=172.5Mpa，卷筒壁厚為30mm。,,S 174909.48_o=AAmax=1x0.75x -109.32<[o]12§?p 30x403.3.3減速器設(shè)計(jì)傳動(dòng)比分配根據(jù)3.2.3計(jì)算所得，總傳動(dòng)比為i=414.48。本減速器采用四級(jí)圓柱斜齒輪傳動(dòng)方式，各級(jí)傳動(dòng)比分配為，<=5.389,1=4.789,,=4.368,i4=3.66o設(shè)：從減速器輸入軸到輸出軸依次為第0、I、II、III、IV軸(見圖3.26）。39

圖3.26減速器傳動(dòng)布置簡(jiǎn)圖1）各軸的理論轉(zhuǎn)速第0軸n=735r/min,第I軸n735n=—0= =136.39r/min,i i； 5.389第H軸n136.39n=一= =28.48r/min,iii2 4.789第III軸n 28.48n=ii= =6.52r/mm,iiii 4.3683第IV軸n=幻="=1.78r/min?！癷3.6642）各軸的輸入功率第0軸p0=p=45kw,第I軸p=pF=45x0.98=44.1kw,第II軸4=勺."=44.1x0.98=43.218kw,第III軸q=々［F=43.218x0.98=42.35kw,齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)第一級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)該帶式輸送機(jī)減速器的高速級(jí)齒輪傳動(dòng)。已知輸入功率P=3.4kw，40小齒輪轉(zhuǎn)速n=685.7r/min,齒數(shù)比i=4.66,由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作壽命8年（設(shè)每年工作260天）兩班制，帶式傳輸機(jī)工作平穩(wěn)，轉(zhuǎn)向不變。.選定齒輪類型，精度等級(jí)，材料及齒數(shù)按傳動(dòng)方案選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。精度等級(jí)為7級(jí)初選螺旋角0=14°選小齒輪齒數(shù)z1=21大齒輪齒數(shù)Z2=iZ1=4.66X21=97.86，取Z2=98大小齒輪都選用軟齒面，小齒輪材料為40Cr調(diào)質(zhì)處理，硬度HBS「280，大齒輪材料為45號(hào)調(diào)質(zhì)處理，硬度HBS2=240。.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)根據(jù)資料[14]P.216式（10-21）d"因HM2mm3,i [o]1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值（1）試選K=1.6（2）由資料[14]P.215圖10-30選取區(qū)域系數(shù)z「2.43由資料[14]P.214圖10-26查得端面重合度ea￡=0.76,￡=0.87ai a貝U￡=￡1+￡2=0.76+0.87=1.63（3）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T=95臺(tái)X105尸=95.5x-x34:47353N?min 685.741

（4）因?yàn)槭擒淉X面?zhèn)鲃?dòng)，由資料[14]P.201表10-7選取|「1（5）由資料[14]P.198表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)Ze=189.8MPa1/2（6）由資料[14]P.207圖10-21d查得大小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限。Hl.]=680MPa, 。Hl.2=550MPa（7）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)根據(jù)資料[14]P.202式（10-13）N:60njL=60x685.7x1x(2x8x260x8)=1.37x109(次)1.37x109 =2.94x108(次)4.66(8)按資料[14]P.203圖10-19查接觸疲勞壽命系數(shù)(8)KHN1=0.90， 02=0.95(9)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力(9)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力[O]H1KHN[O]H1KHN1-Hlin1

S[O]H20.95x550=522.5MPa[o]=MinJ⑸H1；[。]h2,1.23[o]⑶j>=Min612+522.5,1.23x522.5'=567.25MPa取失效概率為1%安全系數(shù)SH=10.9x680 =612MPa12）計(jì)算（1）試算小齒輪分度圓直徑d1t由計(jì)算公式得,：2xL6x47353,：2xL6x47353xg1x1.634.66422.433x189.8567.25)2=42.14mm（2）計(jì)算圓周速度兀dnv兀dnv= 1 60義1000兀義42.14義685.760義1000=1.51m/s(3)計(jì)算齒寬b(3)計(jì)算齒寬b及模數(shù)mntb=中jd1=1x42.14=42.14mmd-cosP 42.14xcos14。m=11 = =1.95mmntZ 21h=2.25m=2.25x1.95=4.96mmnt42.14——=8.494.96（4）計(jì)算縱向重合度'p'p=0.318pdZ1tgP=0.318x1x21xtg14。=1.665（5）計(jì)算載荷系數(shù)K1）因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，查資料[14]P.190表10-2得k=1A2）根據(jù)v=1.51m/s，7級(jí)精度，由資料[14]P.192圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)K=1.08v3）根據(jù)2KT

d：b12KT

d：b12x1x4735342.14x42.14=53.33<100由資料[14]P.193表10-3查得K=K=1.4Ha Fa4)由資料[14]P.194表10-4查得k=1.418，K=1.3Hp Fp故載荷系數(shù)KH=KKKHKHp=1x1.08x1.4x1.418=2.14KF=Ka-KjKF?KFp=1x1.08x1.4x1.3=1.97（6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑43TOC\o"1-5"\h\zK 214d=dh=42.14x3 =46.43mmi叭K 31.63.按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)：2KTYcos2PyYm>31 ?Fasammn①Z28 [O]d1a F1）確定計(jì)算參數(shù)（1）載荷系數(shù)KF=1.97（2）根據(jù)縱向重合度8p=1.83由資料[14]P.215圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)Yp=0.88（3）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)Z=Z1= 21 =22.99V1COS3PCOS314。Z=-^2-=—98—=107.28V2COS3PCOS314。（4）查取齒形系數(shù)由資料[14]P.197表10-5查得YF1=2.69, YF2=2.18（5）查取應(yīng)力校正系數(shù)由資料[14]P.197表10-5查得Ys1=1.575,Y2=1.796（6）查取大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，由資料[14]P.205圖10-20。fe1=500MPa，。fe2=380MPa（7）查取彎曲疲勞壽命系數(shù)由資料[14]P.202圖10-18得Kfn]=0.85,KN2=0.88（8）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取安全系數(shù)S=1.2544空浮二303.57MPaKFN2FE2S弋:380二KFN2FE2S弋:380二238.86Mpa（9）計(jì)算大小齒輪的—Fa~~Sa[。]F并加以比較YYIYYYYFaSa=Max《Fa1Sa1,Fa2Sa2'=Max[O] [[o] [o]F F1 F22.69x1.5752.18x1.79303.57238.86卜=0.01633MPa2）設(shè)計(jì)計(jì)算1x212x1.632xL97x47353x0.88xcos214。1x212x1.63對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由于齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法向模數(shù)mn大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法向模數(shù),取m=2mm?？蓾M足彎曲疲勞強(qiáng)n度。為滿足接觸疲勞強(qiáng)度，按接觸疲勞算得的分度圓直徑d=46,43mm146.43x46.43xcos14。=453,取Z1=25rdcospZ二一1 1mn取Z=117取Z=1172_(Z+Z)m

2cospZ=iZ=4.66x25=116.5，4.幾何尺寸計(jì)算1）計(jì)算中心距(25+117)x2:146.35mm

2xcos14。將中心距圓整到147mm2）按圓整后的中心距修正螺旋角p=arccosBlZ^=arccos(2-117)x2=14。5912,,

2a 2x134因6值改變不多故參數(shù),，Kp,ZH等不必修正。453)計(jì)算大小齒輪分度圓直徑mZcosPmZ2X25 =51.76mmcos14。5912'' ncos2x117- =242.24mmPcos14。59’12''4）計(jì)算齒輪寬度b=、d]=1X51.76=51.76mm圓整后取B=53mm1B=58mm25、驗(yàn)算2,d1cosacos廠2X4735351，76?cos20°?coscos14。5912''二刈5"7NL二b%cosP-51.7661-63cos1405912''二87.34mmp=kFnL-2,14X206%734=49.39N/mm叫dJ —兀X685.7X51.76/1160x1000- .60x1000-1.86m/s.2第二級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)該帶式輸送機(jī)減速器的高速級(jí)齒輪傳動(dòng)。已知輸入功率P=44.1kw，小齒輪轉(zhuǎn)速n=136.39r/min，齒數(shù)比i=4.789，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作壽命5年(設(shè)每年工作2000h)，帶式傳輸機(jī)工作平穩(wěn)，轉(zhuǎn)向不變。.選定齒輪類型，精度等級(jí)，材料及齒數(shù)按傳動(dòng)方案選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。精度等級(jí)為8級(jí)初選螺旋角0=14°選小齒輪齒數(shù)z1=17大齒輪齒數(shù)Z2-iZ1-4.789X17-81.41，取Z2-82465)大小齒輪都選用軟齒面，小齒輪材料為34CrNi3Mo調(diào)質(zhì)處理，5)硬度HBS1=341,大齒輪材料為40CrNiMo號(hào)調(diào)質(zhì)處理，硬度HBSj308。熱處理質(zhì)量級(jí)別MQ。2.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)根據(jù)資料[14]P.216式(10-21)7、：2KT‘?+1/ZZ、一

d>. ―? ?(eh)2mm1t飛pd, i [o]1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值（1）試選K=1.6（2）由資料[14]P.215圖10-30選取區(qū)域系數(shù)z「2.43由資料[14]P.214圖10-26查得端面重合度ea￡=0.75,￡ =0.88ai a貝U￡=￡]+￡2=0.75+0.88=1.63（3）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T=95.5*105P=95.5*105*44-=3087873.01N?mm

1n 136.39（4）因?yàn)槭擒淉X面?zhèn)鲃?dòng)，由資料[14]P.201表10-7選取巾d=1（5）由資料[14]P.198表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)Ze=189.8MPa1/2（6）由資料[14]P.207圖10-21d查得大小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限oHl.]=823.9MPa, oHli2=778.5MPa（7）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)根據(jù)資料[14]P.202式（10-13）47

N］:60n1jLh=60x136.39x1x（5x2000）=8.18x107（次）一N 8.18x107N=遙= =1.71x107（次）2t4.789（8）按資料［14］P.203圖10-19查接觸疲勞壽命系數(shù)Khn]=0.98, KHN2=0.99（9）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%安全系數(shù)SH=1［。］=。10加n1=0.98x823-9=807.4MPaH1 S 1［。］KHN［。］KHN2~Hlin2

S0.99x778.51=770.7MPa［。］=MinJ［。］H1；［。］h2,1.23［。］⑶|=Min\807,；770/7,1.23x770.71=789.1MPa2）計(jì)算（1）試算小齒輪分度圓直徑d1t由計(jì)算公式得, 2x1.6x3087873.014.789+1 2.43x189.8,d>3' xx（ ）2=135.78mm1，3 1x1.63 4.789 789.1（2）計(jì)算圓周速度兀dJ=kxB5.78xB6.39=097山/s60x1000 60x1000（3）計(jì)算齒寬b及模數(shù)mntb=中j4=1x135.78=135.78mmd?cosP135.78xcos14m=1 = =7.75mmntZ 17h=2.25m=2.25x7.75=17.44mmnt0=7.7817.44⑷計(jì)算縱向重合度'p48

汴=0.318p/1tgb=0.318x1x17xtg14=1.35（5）計(jì)算載荷系數(shù)K1）因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，查資料[14]P.190表10-2得k=1A2）根據(jù)v=0.97m/s,8級(jí)精度，由資料[14]P.192圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)Kv=1.062KT

2KT

d：b?=334.98>1002x=334.98>100135.78x135.78由資料[14]P.193表10-3查得k=K=1.4Ha Fa4）由資料[14]P.194表10-4查得k=1.48，K=1.44Hp Fp故載荷系數(shù)KH=KKKHKHp=1x1.06x1.4x1.48=2.19KF=K【KjKF?K邱=1x1.06x1.4x1.44=2.13（6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑TOC\o"1-5"\h\zK 219d=d'—h=135.78x3 =150.76mm1 4K 31.63.按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)：2KTYcos2pyYm>3' .FaSammn①Z28 [O]d1a F1）確定計(jì)算參數(shù)（1）載荷系數(shù)Kf=2.13（2）根據(jù)縱向重合度8p=1.35由資料[14]P.215圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)Y^二0.88（3）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)49

Z=Z1=—17—=18.61V1C0S3PC0S314。Z=Z^—=—82—=89.76V2C0S3P C0S314。(4)查取齒形系數(shù)由資料[14]P.197表10-5查得(5)YF(5)YF1=2.97,查取應(yīng)力校正系數(shù)YF2=2.22由資料[14]P.197表10-5查得YS1=1.52, YSa2=1.77（6）查取大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，由資料[14]P.205圖10-20。fe1=645.8MPa，。FE2=621MPa（7）查取彎曲疲勞壽命系數(shù)由資料[14]P.202圖10-18得KFN1=0.98,KFN2=0.99（8）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取安全系數(shù)S=1.4K^二0.98x645.8二452.06MPaf1S 1.4[。]二晨2°fe2二0.99x621二439.14MPaF2S 1.4（9）計(jì)算大小齒輪的U并加以比較[°]FYYIYY—Fa-YYIYY—Fa-Sa-■=Max<Fa1Sa1[°]F [[°]F1YYFa2Sa2}=Max[°]F22.97x1.522.22x1.77452.06439.14卜=0.0089MPa2）設(shè)計(jì)計(jì)算x0.0089=5.91mm：2x2.13x3087873.01x0.88xx0.0089=5.91mm: 1x172x1.63對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由于齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法向模數(shù)m大于50

由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法向模數(shù),取m=8mm?？蓾M足彎曲疲勞強(qiáng)n度。為滿足接觸疲勞強(qiáng)度，按接觸疲勞算得的分度圓直徑d=150.76mmirdcosprdcospZ=11mn150.76Xcos14。二18.29，取Z=191Z2=iZ1=4.789X19=90.991，取Z2=914.幾何尺寸計(jì)算_(Z_(Z+Z)m

2cosp(19+91)X8=453.47mm

2xcos14。將中心距圓整到450mm=arccos=arccos(Z1+Z2)mn2a二arccos”包灣二12。6'52x450因6值改變不多故參數(shù):,Kp,ZH等不必修正。3）計(jì)算大小齒輪分度圓直徑4-8X19 -155.45mmcosP cos12。6'5''m4- 8X91 -744.55mmcosP cos12。6'5''4)計(jì)算齒輪寬度b-、d]=1x155.45-155.45mm圓整后取B=180mm1B=160mm25、驗(yàn)算2T/ c=2x3087873.01」 =4323869N1d1cos°cos廠 」155.45?cos20°?cos12。6'5''-.51

cosc—cosc—155.45X1.63Pcos126,5,,二259」4mmp=kF/=219X43238.6%5914=365.41N/mm60x1000=口160x1000=口1m/s60x1000一 .，’.3第三級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)該帶式輸送機(jī)減速器的高速級(jí)齒輪傳動(dòng)。已知輸入功率P=43.218kw，小齒輪轉(zhuǎn)速n=28.48r/min，齒數(shù)比i=4.368，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作壽命5年(設(shè)每年工作2000h)，帶式傳輸機(jī)工作平穩(wěn)，轉(zhuǎn)向不變。.選定齒輪類型，精度等級(jí)，材料及齒數(shù)按傳動(dòng)方案選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。精度等級(jí)為8級(jí)初選螺旋角0=14°選小齒輪齒數(shù)z1=17大齒輪齒數(shù)Z2=iZ1=4.368X17=74.25，取Z2=75大小齒輪都選用軟齒面，小齒輪材料為34CrNi3Mo調(diào)質(zhì)處理，硬度HBS1=341，大齒輪材料為40CrNiMo號(hào)調(diào)質(zhì)處理，硬度HBSj312。熱處理質(zhì)量級(jí)別ME。.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)根據(jù)資料[14]P.216式(10-21),、：2KTi+1ZZ、一

d> 1■ ■(eh)2mm1t3Q,i [o]1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值(1)試選Kt=1.652

(2)由資料[14]P.215圖10-30選取區(qū)域系數(shù)z「2.43由資料[14]P.214圖10-26查得端面重合度ea8=0.75,8 =0.88ai a貝U8=81+82=0.75+0.88=1.63(3)計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T=95.5*105尸=95.5*105.43.218=1449199087N?mmin 28.48(4)因?yàn)槭擒淉X面?zhèn)鲃?dòng)，由資料[14]P.201表10-7選取|