考虑放止动垫片的尺寸取螺母高度:;
螺母外径:。
2.2.3止推轴承的计算
对于颈部直径的吊钩选轻系列单列止推轴承8317,取静负荷容量
。
轴承的计算载荷应等于或小于其静负荷容量:
(式6)
2.2.4 吊钩横梁的计算
图3 吊钩横梁计算简图
采用45号钢制造,强度极限,屈服极限,耐久极限 。
假设横梁上作用集中载荷,计算弯曲应力,此外还认为剪切力对弯曲应力影响不大,按结构布置确定计算尺寸,即靠边两个滑轮轴线间的距离,横梁中间宽度,拉板厚度,横梁的计算载荷(也是止推轴承的计算载荷)。
中间截面A-A的最大弯曲应力
=
(式7)
式中 ——横梁高度;
——轴孔直径,;
取 。
轴孔的平均挤压应力
(式8)
式中 ——许用挤压应力,;
——拉板厚度,
取。
2.2.5 滑轮及滑轮轴承的选择
由钢丝绳直径,动滑轮直径,选择滑轮的型号为滑轮。
滑轮用内轴套和隔环:
内轴套:;
隔环;;
滑轮轴承:46216;
滑轮挡盖:。
2.3 卷筒的计算
2.3.1 卷筒的基本尺寸
取卷筒(按槽底计算)直径;
卷筒的计算直径(按缠绕钢丝绳的中心计算);
卷筒长度
(式9)
式中 ——卷筒上有螺旋槽部分长
其中 ——最大起升高度;
——滑轮组倍率;
——卷筒计算直径,;
——固定钢丝绳安全圈数,取;
——绳槽槽距,查《机械设计手册》表8.1-49,得;
——无绳槽卷筒端部尺寸,;
——固定钢丝绳区段的长度,;
——左右螺旋槽之间的距离,
其中 ——两侧滑轮绳槽中心线之间的距离,;
——当吊钩滑轮位于最上部极限位置时,卷筒轴和滑轮轴之间的距离,;
——绕上卷筒的钢丝绳分支相对于垂直位置的允许偏角,;
取 ;
其壁厚按经验公式确定
。
2.3.2 验算卷筒强度
卷筒的采莲采用HT30,抗压强度为, 抗拉强度为。
卷筒所受压应力
(式10)
式中 ——对吊钩起重机的安全系数,=4.25;
,满足受压强度要求。
由于卷筒长度,尚应计算弯矩产生的拉应力;
图4 卷筒弯矩图
卷筒的最大弯矩产生在钢丝绳位于卷筒中央时,
(式11)
式中 ——卷筒全长;
——左右螺旋槽之间的距离;
卷筒断面系数
(式12)
式中 ——卷筒直径,;
——卷筒内径,;
弯矩产生的拉应力
满足受拉强度要求;
合成应力
2.3.3 卷筒转速
2.4 电动机的确定
2.4.1 电动机的确定
起升机构静功率:
(式13)
式中 ——最大起升载荷;
——起升机构总效率
;
电动机的计算功率:
由起重机的工作级别M5,可以由《工程起重机》标3—19中得到:
根据《机械设计通用手册》选定型电动机,
主要指标为:
转速
额定功率
转速
输出轴直径
输出轴长度
键槽宽
2.4.2 电动机发热及过载验算
等效功率:
(式14)
根据表3—27,,查表3—52起升机构曲线1得r=0.88,查表3—28得K=0.75,
,电动机满足不过热条件。
过载验算:
(式15)
符合要求。
2.5 减速器的选用
2.5.1 减速器的确定
电动机的转速:
(式16)
传动比:
根据《减速器选用手册》选定 ,
主要参数:
输入转速
许用输入功率
货物的实际速度
(式17)
2.5.2 减速器的验算
验算减速器被动轴的最大扭矩及最大径向力
最大扭矩的验算:
(式18)
式中 —电动机最大转矩倍数,=2.0;
— 减速器的传动比;
—减速器的效率,=0.94;
减速器许用输入扭矩
,符合要求;
输出轴最大径向力的验算:
(式19)
式中 ——卷筒上钢丝绳最大拉力;
——卷筒重量,查阅得;
低速轴端的最大容许径向载荷 ,,符合要求。
2.6 制动器的选择
根据物体下降时的扭矩:
(式20)
式中 ——最大载荷量,;
——卷筒计算直径,;
——滑轮组倍率,;
——减速器传动比,;
——总效率,;
制动转矩 ,
查《机械设计通用手册》选择制动器,
主要参数:
制动轮直径
额定转矩
2.7 联轴器的选择
根据电动机输出轴的直径和变速器输入直径选用联轴器型齿轮联轴器和型齿轮联轴器。
的主要参数:
公称转矩
许用转速
转动惯量
的主要参数:
公称转矩
许用转矩
转动惯量
联轴器力矩的校核:
式21)
式中 ——传扭矩的计算值;
——按第类载荷计算的轴传最大扭矩,对高速轴,在此位电动及转矩的允许过载倍数,位电动机的额定转矩,,;其中,
—联轴器重要参数,对于起升机构=1.8;
—角度偏差系数,;
联轴器符合要求。
2.8 起制动时间验算
2.8.1 起动时间的验算
启动时间:
(式22)
式中 ——电动机额定转速,;
——电动机平均起动转矩,;
——电动机静阻力矩,;
——机构运动质量换算到电动机轴上的总转动惯量():
其中 —电动机转子的转动惯量,=0.67;
—制动轮和联轴器的转动惯量,=1.01;
,起动时间符合要求。
2.8.2 制动时间的验算
满载下降制动时间:
(式23)
式中 ——满载下降时的电动机转速,;
——制动器的制动力矩,;
—电动机静阻力矩,;
—机构运动质量换算到电动机轴上的总转动惯量,。
3、参考文献
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【2】唐保宁,高学满.《机械设计与制造简明手册》.上海:同济大学出版社,1993
【3】沈鸿,周建南,汪道涵,张维,史洪志.《机械工程手册》.北京:机械工业出版社,1982
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【6】洪家娣,李明,黄兴元.《机械设计指导》.南昌:江西高校出版社,2006
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【8】周明衡.《减速器选用手册》 化学工业出版社