固定卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)(3)

1、3.4卷筒基本尺寸計(jì)算3.4.1 卷筒直徑計(jì)算根據(jù)起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，卷筒的名義直徑D0應(yīng)滿(mǎn)足:Do 20d（3-1）式中d 鋼絲繩的直徑可計(jì)算得卷筒的名義直徑D0 20 24 480（mm）取 D0 624 mm卷筒直徑DD0 d 600mm3.4.2 繞繩圈數(shù)工作卷數(shù)n0可用下面公式求得：Ha式中H、a、D0分別為啟閉機(jī)的最大揚(yáng)程（項(xiàng).滑輪組倍率及卷筒計(jì)算直徑（項(xiàng)可計(jì)算得工作卷數(shù)：n。40 4823.14 1.39實(shí)際卷數(shù)：n= no+n/n ,一考慮到鋼絲純用螺栓緊固所占的卷數(shù)及為了減小緊固鋼絲繩螺栓壓緊力預(yù)繞的卷數(shù)。一般取n，4 ,取n，=5故實(shí)際卷數(shù)n=873.4.3 卷筒長(zhǎng)度L卷筒

2、的長(zhǎng)度：L=2l+2e+c+h式中e 雙繞卷筒中間預(yù)留的尺寸與鋼繩容許偏角有關(guān)。一般取 edoc卷筒端光邊的長(zhǎng)度，一般不小于1.5d.h卷筒與開(kāi)式齒輪連接邊的長(zhǎng)度。由結(jié)構(gòu)決定。l 繞鋼絲純純槽部分長(zhǎng)度。l=ntt 鋼絲純純槽的中心距（即節(jié)距）繞鋼絲純純槽部分長(zhǎng)度的確定：暫定純繞層數(shù)k=2,則繞鋼絲純純槽部分實(shí)際繞純卷數(shù)（即純槽的個(gè)數(shù)）為87/2=43.5則繞鋼絲純純槽部分長(zhǎng)度為：l=nt=43.5 X 27=1174.5 （mrm參照基礎(chǔ)布置圖，顯然無(wú)法安裝。故可選擇純繞層數(shù)k=3,則純槽的個(gè)數(shù)為:87/3=29 ,繞鋼絲純純槽部分長(zhǎng)度為：l=nt=29 X27=783(mm)根據(jù)基礎(chǔ)布置圖，

3、選擇基本合適，其它長(zhǎng)度可分別取為：e=66mm c=96mm h=180mm卷筒總長(zhǎng)為：L=2X 783+2X 66+ 96+ 180=1974mm3.4.4 卷筒壁鐵卷筒壁厚按經(jīng)驗(yàn)公式，對(duì)于鑄鋼卷筒，可定為：6=0.02Do+(0.6 1.0)cm又 D0 624 mm 于是 6 =22.5cm 3.5卷筒的強(qiáng)度計(jì)算2 Smax,內(nèi)表Dt卷筒強(qiáng)度驗(yàn)算應(yīng)考慮三種應(yīng)力，即筒壁壓縮應(yīng)力，扭轉(zhuǎn)及彎曲應(yīng)力。彎曲和 扭轉(zhuǎn)的合成應(yīng)力一般不超過(guò)壓應(yīng)力的 1015%故只計(jì)算壓應(yīng)力。在卷筒壁中，由于鋼絲繩纏繞箍緊所產(chǎn)生的壓力，外表面為 P 面P=0,其最大壓應(yīng)力在筒壁的內(nèi)表面為：Smax D壓(D一而一般卷筒壁

4、厚與直徑相比，相差很大，可近似認(rèn)為D/(D- 6) = 1,故上式可Smax,2、改寫(xiě)為：所壓(N/mm)o t而對(duì)于多層卷繞的卷筒，具壓應(yīng)力應(yīng)按下式計(jì)算:SAmax2一1(T壓(N/mm)A 考慮卷繞層數(shù)的卷繞系數(shù)。查表可得 A=1.8Smax鋼絲繩最大靜拉力(N)T鋼絲繩卷繞節(jié)距(mrm 卷筒壁厚(mrmb壓許用壓應(yīng)力(MPa)可計(jì)算得：1.8 64.7 10322.5 27=155.3MPa查表知 HT200: b壓=170 MPa顯然b壓1.3 1.5b。穩(wěn)定性校核通過(guò)。3.7鋼絲繩在卷筒上的固定鋼絲繩在卷筒上固定的結(jié)構(gòu)應(yīng)該保證可靠，便于檢查和易于拆換， 而且鋼絲繩在固定處不應(yīng)受到過(guò)分

5、的彎曲?，F(xiàn)在可供選擇的常見(jiàn)固定裝置有：1 .用楔塊固定純端：因?yàn)檫@種裝置不需要螺釘，常用在直徑小于12的鋼絲繩.2 .用壓緊螺釘及壓板：因?yàn)橛脡喊骞潭ㄋ伎臻g大，且不能用于多層繞。3 .鋼絲純夾：此種鋼絲純適用于起重機(jī)、礦山運(yùn)輸?shù)戎匦凸r中的圓股鋼絲繩段 固定或連接，簡(jiǎn)單可靠，因此，選擇鋼絲純夾。3.8開(kāi)式齒輪的選擇計(jì)算3.8.1 模數(shù)的選擇為使大齒輪能與帶法蘭的卷筒連接，大齒輪分度圓直徑(Z1m=D)宜大于1.5倍的卷筒直徑(D)即：m 1.5D/Z 1而為使小齒輪能正確地與支承軸配合而不致使輪轂過(guò)薄。模數(shù)還必須能滿(mǎn)足下式的條件：m 1.6d1 /(Z2 3) (d 1小齒輪的孔徑)對(duì)于開(kāi)式

6、齒輪傳動(dòng)，通常取Z2 17 20 ,可取Z2 20由于齒數(shù)比u=5.0則可知：乙 100則模數(shù)應(yīng)滿(mǎn)足：m 9.85 mm取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m 12mm,則其中心距為：a m(Z1 Z2)/2 720mm參照基礎(chǔ)布施圖，選擇合適。3.8.2 齒寬B的選擇對(duì)于開(kāi)式大齒輪的齒寬一般取稍模數(shù)的10倍，故可取B=120mm對(duì)于開(kāi)式小齒輪則取：B2=B+(515)mm=130mm3.8.3 分度圓直徑的計(jì)算大齒輪分度圓直徑：d1=mZ=240mm小齒輪分度圓直徑：d2=mZ=1200mm3.8.4 齒輪材料的選擇根據(jù)工作要求及其傳動(dòng)特點(diǎn)，起閉機(jī)速度不高，選用7級(jí)精度，可選擇小齒輪：42cr,調(diào)質(zhì)，硬度為280HB

7、S大齒輪：45#,調(diào)質(zhì)，硬度為240 HBS3.8.5 齒輪強(qiáng)度校核對(duì)于開(kāi)式齒輪的校核，主要是對(duì)其齒根彎曲強(qiáng)度的校核。(1)由表10-2查得使用系數(shù)K=1.25由小齒輪相對(duì)支承對(duì)稱(chēng)布置，且為 7級(jí)精度，查表10-4得齒向載荷分布系數(shù) 小=1.355 齒全高h(yuǎn) (2 h c )m 2.25 12 27mm則b/h=120/27=4.45 查圖10-13得齒向載荷分布系數(shù) 自=1.245根據(jù)n=14.2r/min,由表10-3得齒間載荷分布系數(shù) 限=1.1動(dòng)載系數(shù)Kv：由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-8取Kv =1.1載荷系數(shù) K： K=KaKvKfa -25 X1.1 X 1.245 X 1.1=1.883齒

8、形系數(shù) Y :由機(jī)械設(shè)計(jì)圖12.21 Y f=2.18 Yfa2=2.80應(yīng)力修正系數(shù)Ys,：由機(jī)械設(shè)計(jì)圖12.22 Ysa1=1.79 Ysa2=1.55由機(jī)械設(shè)計(jì)圖 12.23c (TFim1=380Mpa Fiim2=500Mpa彎曲最小安全系數(shù)Smin：由機(jī)械設(shè)計(jì)表12.14 S Fmin=1.4應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N:N-2=60rn1t n=60X 1 X18.2 X 10X300X20% 4=2.62 乂 106N-1= Nl/ 1=2.62 X106/5=5.44 X105彎曲壽命系數(shù)丫2由機(jī)械設(shè)計(jì)圖12.24 Y n2=1.05 Y n=1.16尺寸系數(shù)Yx：由機(jī)械設(shè)計(jì)圖12.25

9、Y x=0.92許用彎曲應(yīng)力(7F :(TF2 = (T Fiim2YN2Y/ S Fmin=500X 1.05 乂 0.92/1.4=303.57Mpa(TF1 = (T Fiim1YN1Y/ S Fmin=280X 1.16 X 0.92/1.25=238.86Mpa驗(yàn)算：b Fi=(2KT1/bd1m)YF“ Ns. Y =148.0MPa (tfi(T F2= (T F1 x Yfa 2Ys” 2爪 1Y 1=164.6MPaK b F2 校核通過(guò)，由于傳動(dòng)并不嚴(yán)重過(guò)載，故不再作靜強(qiáng)度校核3.9卷筒支承軸的計(jì)算由于卷筒支承軸做成轉(zhuǎn)軸式，受循環(huán)載荷。支承軸主要承受彎矩，由軸承 摩擦力而產(chǎn)

10、生的扭矩一般不予考慮。根據(jù)載荷及其作用簡(jiǎn)圖確定有 代表的支承軸各斷面直徑，然后進(jìn)行 詳細(xì)計(jì)算。軸受力示意圖如下：1 .初選軸徑n-卷筒軸的轉(zhuǎn)速 P-卷筒軸傳遞的功率T-卷筒軸傳遞的扭矩意皆支后就殳力示意P Tn 41621.3 2.849550955012.38KWn=2.84r/min T=41621.3Nm P=12.38KW查機(jī)械設(shè)計(jì)表 15-3取Ao=106代入數(shù)據(jù)得d取 d=180mm2.卷筒軸扭矩的計(jì)算Mt SmaxDC/2 T(KN m)Smax 鋼絲繩最大靜拉力(KN.mD0卷筒名義直徑(mC-引至卷筒的鋼繩支數(shù)T卷筒效率，查手冊(cè)可知T 0.97代入數(shù)據(jù)：Smax=64.7KN

11、 D 0=0.624 m C=2 T 0.97可得：M T =64.7 X 0.624 X 2/2 X 0.97=416.213(KN.m)減速器低速軸(即開(kāi)式齒輪小齒輪軸)上的扭矩為：ML MT /i1 L(KN m)i 開(kāi)式齒輪的傳動(dòng)比(5)L開(kāi)式齒輪的傳動(dòng)效率。查手冊(cè)可知：L 0.95代入數(shù)據(jù)可求得：Ml 2 416.213/(5 0.95) 17.403KNm減速器高速軸(即電動(dòng)機(jī)軸)上的扭矩為:M j M L/i2 j (KN m)2減速器的傳動(dòng)比j 減速器的傳動(dòng)效率，由手冊(cè)可查得： i 0.93計(jì)算得 Mj 17.403/(50 0.93) 0.187 KN m3.對(duì)軸的受力分析計(jì)

12、算(1)齒輪齒上作用的圓周力P(KN)P=2M/d 1M齒輪軸上的轉(zhuǎn)矩D1小齒輪的直徑可計(jì)算得：P=29.005 KN(2)鋼絲繩最大拉力Smax(KN) S ma=64.7KN(3)卷筒與齒輪的重力 G(KN) Gi=8.824KN G 2=1.058KN(4)左支承反力R:c 一 1 一(2Smax Gi) L (G2 P也RA=2L二(2 64.7 8.824) 1164 (1.058 29.005) 1352184=71.94(KN)(5)右支承反力Rb：B=2Smax+GG-P-RA=2 X 64.7+8.824+1.058-29.005-71.94=38.34(KN)4 .軸的彎矩計(jì)算根據(jù)軸的受力特點(diǎn)，計(jì)算可能發(fā)生斷裂的各危險(xiǎn)截面上的彎矩。a2)a3 200mm左端部分：MRAa1a1 70mm M 1 5036 KN mmMRAa2a2 135mmM 9712KN mmRAa3(Smax-Gj(a329896KN mm右端部分：MRb6b1 70mmM12684 KN mmRBb2b2 135mm5175.9 KN mmRBb3一1 一一(Smax- G1G2P)(b3b2)b3 200mm4992.0KN mm5.軸的彎曲應(yīng)力根據(jù)公式:Mn32dn3彎，可計(jì)算得各危險(xiǎn)截面軸的彎曲應(yīng)力。左端部分:5036右端部分:軸的材料為調(diào)質(zhì)32 d13M3