平衡吊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本科設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)GRADUATEDESIGN 設(shè)計(jì)題目： 平衡吊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)學(xué)生 周殿斐 專業(yè)班級(jí)： 09機(jī)械5 學(xué) 院： 萬(wàn)方科技學(xué)院指導(dǎo)教師： 延鋒 摘要在工廠車間里搬運(yùn)重物，往往都是采用起重機(jī)、電葫蘆、工業(yè)機(jī)械手等。但對(duì)于需要頻繁吊裝、作業(yè)時(shí)間短的場(chǎng)合，如機(jī)床上下工件，裝配工作吊裝零部件，流水線上的定點(diǎn)工作等等；對(duì)于要求比較精確定位的場(chǎng)合，如鑄造中的下芯、合箱等等，一般起重設(shè)備常不適用，工業(yè)機(jī)械手多用于生產(chǎn)自動(dòng)線上或單一的重復(fù)操作，而且成本較高，目前，一般車間使用較少。近年來(lái)，出現(xiàn)的一種新型的定點(diǎn)起重設(shè)備“平衡吊”，適用于幾十到幾百千克工件的定點(diǎn)頻繁吊運(yùn)，在工業(yè)生產(chǎn)中起到了極其重要的作用，平

2、衡吊的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作靈活，吊重后除能作上下升降外，能在水平面作360度回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，只需要輕輕推拉，就可使吊物隨時(shí)穩(wěn)穩(wěn)地停留在意欲停留的位置上，做到隨遇平衡。本文闡述了平衡吊的基本原理，并對(duì)其平衡條件與桿系的平衡方法進(jìn)行了分析和研究，對(duì)平衡吊的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算。關(guān)鍵詞：平衡吊；原理應(yīng)用；力學(xué)分析；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)53 / 56AbstractTransports the heavy item in the factory workshop, often all is uses the hoist crane, the telpher, the industry manipulator and so on

3、. But regarding needs the frequent hoisting, the work time short situation, like about engine bed work piece, installation work hoisting spare part, in assembly line fixed-point work and so on; Regarding the request quite pinpointing situation, like in the casting under core, gathers box and so on,

4、the general hoisting equipments are not often suitable, the industry manipulator uses in producing from the generatrix in or the sole repetition operation, moreover the cost is high, the general workshop use are at present few. In recent years, appeared one kind of new fixed point hoisting equipment

5、 “the balance hung”, was suitable in lifts frequently several dozens to several hundred kilogram work piece fixed points, played the extremely vital role in the industrial production, the structure which the balance hung has been simple, the operation was nimble about, after the crane besides could

6、do rises and falls, could make 360 degree gyroscopic motions in the horizontal plane, only needed gently on rollers, might cause to hang the thing steadily to pause as necessary in the position which cared for to pause, achieved the indifferent equilibrium. This article elaborated the balance hangs

7、the basic principle, and has carried on the analysis and the research to its equilibrium condition and the pole department's balanced method, hung the structure to the balance to carry on the design calculation. Key Words：The balance hangs,Principle application,Mechanics analysis,Structural desi

8、gn目錄1 平衡吊的工作原理與平衡條件31.1 平衡吊的結(jié)構(gòu)和工作原理31.2 平衡吊的平衡條件42 平衡吊的運(yùn)動(dòng)分析83 平衡吊的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)113.1 工作條件的確定113.2 滾道C和絲杠螺母A的位置尺寸的確定113.2.1 絲杠螺母A的上下極限位置的確定113.2.2 滾輪C的左右極限位置的確定123.3 初定各桿長(zhǎng)度133.4 不計(jì)自重時(shí)，各桿截面尺寸的設(shè)計(jì)143.4.1 FED桿截面尺寸的設(shè)計(jì)143.4.2 ABD桿截面尺寸的設(shè)計(jì)173.4.3 EC桿和BC桿截面尺寸的設(shè)計(jì)204 桿件自重對(duì)平衡的影響與其平衡辦法224.1 各桿件自重在C點(diǎn)處引起的失衡力的大小224.2 消除各桿自

9、重引起的失衡措施264.3 估算各桿質(zhì)量，計(jì)算配重274.3.1 各桿質(zhì)量的估算274.3.2 用質(zhì)量代換法計(jì)算配重285 平衡吊傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)315.1 滾珠絲杠副的選擇315.2 電動(dòng)機(jī)的選擇375.3 減速器的選擇415.4 聯(lián)軸器的選擇436 平衡吊回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)466.1滾動(dòng)軸承的類型的選擇466.2角接觸球軸承和推力球軸承的型號(hào)選擇476.3回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖497 平衡吊各鉸鏈處的設(shè)計(jì)50結(jié)論52參考文獻(xiàn)53辭541 平衡吊的工作原理與平衡條件1.1 平衡吊的結(jié)構(gòu)和工作原理平衡吊的結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要分為傳動(dòng)、桿系和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)三個(gè)部分。傳動(dòng)部分是完成起吊重物功能的機(jī)構(gòu)，由電動(dòng)機(jī)、減速

10、器、聯(lián)軸器等帶動(dòng)絲杠回轉(zhuǎn)，驅(qū)使螺母升降，從而完成吊鉤在垂直方向的升降運(yùn)動(dòng)。該部分也可由氣缸、油缸代替完成起重物的功能。圖 1桿系部分是一平行四連桿機(jī)構(gòu)，它由ABD、DEF、BC、CE四桿組成，在B、C、D、E處用鉸鏈連接，其中BCDE，BD = CE。在C點(diǎn)安裝有滾輪，可以沿水平導(dǎo)軌滾動(dòng)，當(dāng)C點(diǎn)沿水平方向移動(dòng)時(shí)，吊鉤F點(diǎn)作水平運(yùn)動(dòng)。傳動(dòng)部分和桿系通過(guò)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)安裝在立柱上，可以使吊鉤繞立柱回轉(zhuǎn)360°。平衡吊的水平運(yùn)動(dòng)和繞立柱的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，用手在吊鉤處輕輕推動(dòng)即可獲得，而升降運(yùn)動(dòng)可以通過(guò)操作按鈕由電機(jī)來(lái)完成。1.2 平衡吊的平衡條件平衡吊的平衡是指：吊鉤F點(diǎn)無(wú)論空載還是負(fù)載，運(yùn)行到工作圍

11、的任何位置后都可以隨意停下并保持靜止不動(dòng)，即達(dá)到隨遇平衡狀態(tài)。由圖l可知A點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是由傳動(dòng)部分控制的，當(dāng)在一定高度時(shí)，可以將A點(diǎn)看作一個(gè)固定鉸鏈支座，C點(diǎn)的水平移動(dòng)是引起F點(diǎn)水平運(yùn)動(dòng)的原因，如果吊鉤F在任何位置(起重或空載)時(shí)，F(xiàn)點(diǎn)、C點(diǎn)、A點(diǎn)只有垂直方向的反力且合力為零，那么支座C點(diǎn)的水平受力為零，平衡就可以得到。為便于分析問(wèn)題，假設(shè)桿系的自重與各鉸鏈點(diǎn)之間的摩擦均忽略不計(jì)。根據(jù)靜力學(xué)的原理，平面力系中某一桿件同時(shí)受三力作用，則三力必交于一點(diǎn)，叫做三力桿。某一桿件同時(shí)受二力作用且二力的作用點(diǎn)在兩個(gè)端點(diǎn)，則二力必然大小相等方向相反，叫二力桿。故CB、CE為二力桿。其受力方向沿鉸鏈連線。ABD、

12、DEF為三力桿。三力平衡時(shí)，其力必匯交于一點(diǎn)。先分析DEF桿件。在F點(diǎn)吊起重物時(shí)，其方向垂直向下，CE桿通過(guò)鉸鏈E壓給DEF桿的作用力的方向?yàn)檠谻E連線方向，力與交于K點(diǎn)，則第三個(gè)力，即ABD桿通過(guò)鉸鏈D作用于DEF桿的力，必通過(guò)D點(diǎn)交于K點(diǎn)方向可由力三角形得出，如圖2所示。圖 2其次再分析ABD桿件，根據(jù)作用與反作用的道理，顯然，桿件DEF通過(guò)鉸鏈D給桿ABD以反作用，方向如圖3所示。二力桿BC通過(guò)鉸鏈B給桿ABD的作用力沿BC方向，力與力交于J點(diǎn)，則第三個(gè)力即固定鉸鏈A對(duì)ABD桿的支反力必然通過(guò)J點(diǎn)，其方向由力三角形提出，如圖3所示。圖 3如前所述，平衡吊要達(dá)到平衡，支反力必須為鉛垂方向的

13、力?，F(xiàn)在將這兩個(gè)構(gòu)件的受力分析綜合到一起來(lái)研究。如圖4所示，由于在力多邊形中，力與力同為鉛垂方向，力與力的水平投影是等長(zhǎng)的，即力與的水平分力大小相等方向相反，處于平衡狀態(tài)，故C點(diǎn)無(wú)水平分力。圖 4在什么條件下才能保證支反力保持鉛垂方向，根據(jù)上述受力分析，只有當(dāng)機(jī)構(gòu)在任意一個(gè)位置下，都能做到：過(guò)F點(diǎn)做一條鉛垂線FK與EC桿的延長(zhǎng)線相交于K 點(diǎn)，再連接K、D兩點(diǎn)并延長(zhǎng)與BC桿的延長(zhǎng)線相交于J點(diǎn)，而J點(diǎn)正好過(guò)A點(diǎn)所作的鉛垂線上，才能使支反力保持鉛垂方向。要做到這一點(diǎn)，滿足機(jī)構(gòu)的幾何條件為：KEFABJKDED相似三角形的對(duì)應(yīng)邊成比例關(guān)系，得到：EFEK = BJABDEEK = BJBD由以上兩式得

14、到：EFDE = BDAB假設(shè)： ABD = H，AB = h，BD = H1DEF = L， DE = l， EF = L1則 ： 或者 ： 即 ： 為放大系數(shù)這就是說(shuō)，只要桿系各桿件滿足上述關(guān)系式，機(jī)構(gòu)即可在任意位置達(dá)到平衡。同時(shí)，從圖5中還可以看到另一個(gè)重要現(xiàn)象，即A，C，F(xiàn)三點(diǎn)共線。證明如下：FEBC ECAB 又FEC = CBAFECCBA得到 ：FCCA因?yàn)镃點(diǎn)為FC和CA的共同點(diǎn)，所以FC與CA必須在同一直線上，即F，C，A三點(diǎn)共線。2 平衡吊的運(yùn)動(dòng)分析下面針對(duì)當(dāng)A點(diǎn)升降和C點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，作釣鉤F的運(yùn)動(dòng)分析。1. 當(dāng)A點(diǎn)不動(dòng)時(shí)，F(xiàn)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律如圖5，過(guò)C點(diǎn)作一條水平線MN， A點(diǎn)與

15、F點(diǎn)在此水平線上的投影分別為M 、N 兩點(diǎn)。假設(shè)此時(shí)C點(diǎn)平移至C點(diǎn)，F(xiàn)點(diǎn)平移至F點(diǎn)。同樣F、C、A三點(diǎn)共線。F點(diǎn)在MN 線上的投影為N點(diǎn)。C點(diǎn)未移動(dòng)時(shí) ：FEC CBAFNC AMCFN = （）×AM.（1）C點(diǎn)移動(dòng)后：FECCBAFNCAMCFN = （）×AM.（2）由（1）、（2）式得出：FN= FN即證明C點(diǎn)水平移動(dòng)時(shí)，F(xiàn)點(diǎn)在水平方向上作水平移動(dòng)。AFFACCFF=CC即F點(diǎn)的水平移動(dòng)速度為C點(diǎn)的倍，如果C點(diǎn)作勻速運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)點(diǎn)也作勻速運(yùn)動(dòng)。2. 當(dāng)電機(jī)帶動(dòng)A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，F(xiàn)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律此時(shí)將C點(diǎn)看作一個(gè)固定鉸鏈支座，見(jiàn)圖6。圖 6當(dāng)A 點(diǎn)移至A點(diǎn)時(shí)，A、C、F三點(diǎn)共線（

16、道理同上）。過(guò)C點(diǎn)作水平線NM，F(xiàn)NNMFEC CBA.（3）同理：FNC AMC.（4）由上述可以得到：CNFCMANFMA故知F點(diǎn)在垂直方向上運(yùn)動(dòng)，其大小可由 CNFCMA得到： .（5）即F點(diǎn)的垂直移動(dòng)速度為A點(diǎn)的倍，如果A點(diǎn)作勻速運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)點(diǎn)也作勻速運(yùn)動(dòng)。3 平衡吊的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)3.1 工作條件的確定在一般工廠車間里，通常加工的零件的重量都在100以下，且機(jī)床和機(jī)床之間的距離35m左右，平衡吊應(yīng)放置在兩機(jī)床之間，保證兩邊的上下工件工作都能滿足?，F(xiàn)初定平衡吊的工作條件如下：額定起吊重量： G 100最大回轉(zhuǎn)半徑： Rmax 2500水平變幅： b 1900最大起吊高度： h 2000垂直變

17、幅： S 1800提升速度： v 6 m/min桿件材料： Q2353.2 滾道C和絲杠螺母A的位置尺寸的確定根據(jù)平衡吊的力學(xué)平衡原理分析已知：A、C、F三點(diǎn)共線。且有這樣的關(guān)系，。（處取=10）即有： 1. 當(dāng)A點(diǎn)固定不動(dòng)時(shí)，滾輪C的水平移動(dòng)使重物G在水平方向移動(dòng)，且重物的移動(dòng)距離與滾輪C的移動(dòng)距離呈倍的關(guān)系。由水平變幅為1900可以得出滾道的理論長(zhǎng)度為190。2. 當(dāng)C點(diǎn)固定不動(dòng)時(shí)，絲杠螺母A的豎直方向的移動(dòng)使重物G上升或下降。同樣有重物移動(dòng)的距離是A的移動(dòng)距離的（）倍。由豎直變幅為1800可以得出絲杠螺母的移動(dòng)距離為200。3.2.1 絲杠螺母A的上下極限位置的確定以A、C、F點(diǎn)作為研究

18、對(duì)象。如圖7所示，設(shè)滾輪C固定不動(dòng)，F(xiàn)點(diǎn)隨絲杠螺母A的移動(dòng)而移動(dòng)。F、F、A、A、分別為上下極限位置。圖中過(guò)C點(diǎn)作水平線交FF于P點(diǎn)，交AA于Q點(diǎn)，交立柱中心線于O點(diǎn)。則FF= S =1800，AA= 200FFC AACFCAC = （）1 = 91令： FP = 630， PF = 1170得： AQ = 130， QA= 70即以滾輪 C 所在平面為基準(zhǔn)時(shí)，絲杠螺母能到的極限位置為上130，下70。圖 73.2.2 滾輪C的左右極限位置的確定由于C點(diǎn)的左右移動(dòng)只引起釣鉤F點(diǎn)的水平移動(dòng)，而已知平衡吊的水平變幅為1900，所以如圖8所示，設(shè)絲杠螺母A固定不動(dòng)，F(xiàn)、F、C、C分別為左右極限位置

19、，圖中過(guò)C點(diǎn)作水平線，過(guò)A點(diǎn)作豎直線，二者交于P點(diǎn)。過(guò)FF作水平線交立柱中心線于O點(diǎn)交AP延長(zhǎng)線于Q點(diǎn)。則有： FF= 1900，F(xiàn)O= 2500，CC= 190ACP AFQ即： FQ =CP（6）又由圖可知：FO= FO FF=25001900=600OQ = OP = OCCP設(shè)CP = X，則有：FOOCX = X 600OCX = X 600OC= 9 X令：OC= 120，則有：X = 80 ，CO = 70即是以柱中線為基準(zhǔn)時(shí)，滾輪C能到的理論極限位置為左70，右120，絲杠螺母與立柱中心的水平距離為200。圖 83.3 初定各桿長(zhǎng)度各桿長(zhǎng)度必須滿足能夠使F點(diǎn)到達(dá)最高，最低，最左

20、，最右四種極限位置。又由平衡吊的原理可以知道FDA隨著ACF長(zhǎng)度的增大而增大，且有關(guān)系：即ACF直線隨AC長(zhǎng)度的變化而變化，當(dāng)AC最大時(shí)FDA最大。由3.2中確定的尺寸可知當(dāng)A在最高點(diǎn)，C在最左邊時(shí)AC取得最大值：ACmax =299.7所以ACF的最大值為：ACFmax =10 ACmax =2997由三角形原理有：三角形的任意兩邊之和必須大于第三邊。H + L ACFmax令： H = L 則： H = L 在桿滿足長(zhǎng)度條件的同時(shí)為了保證不能因FDA太大而導(dǎo)致桿件受力太大，取桿長(zhǎng)H = L =1700。此時(shí)：FDAmax = 2×arcsin = 2×arcsin123

21、.6°綜上，初定桿長(zhǎng)為：H = L =1700，h= l =170H1 = L 1=15303.4 不計(jì)自重時(shí)，各桿截面尺寸的設(shè)計(jì)3.4.1 FED桿截面尺寸的設(shè)計(jì)如圖2所示，桿FED受到吊重，CE桿的支撐力和ABD桿的拉力的共同作用，由受力圖易知桿的彎矩圖如下：圖 9 FED桿的彎矩圖由彎矩圖可以看出，最大彎矩出現(xiàn)在E截面，且有 M = = G×sinKFE×（7）當(dāng)KFE = 90°時(shí)，M = Mmax = G×=980N×1.53m = 1499.4Nm即當(dāng)FED桿處于水平位置時(shí)，受到的彎矩最大，最大值出現(xiàn)在E截面處，E截面為危

22、險(xiǎn)截面。橫力彎曲時(shí)，彎矩隨截面位置變化，一般情況下，最大正應(yīng)力max發(fā)生在彎矩最大的截面上，并且離中性軸最遠(yuǎn)處。公式為：max =（8）式中： Mmax 桿所受到的最大彎矩。 Ymax 截面上距中性軸最遠(yuǎn)距離。 IZ 截面對(duì)Z軸的慣性距。設(shè)桿件的截面尺寸為“工”字型，相關(guān)尺寸如圖10所示：則截面對(duì)Z軸的慣性距為：IZ = =代入最大正應(yīng)力公式中有：max = = 53.4×10 Pa= 53.4 MPa最大彎曲正應(yīng)力求出后，就要校核桿件的強(qiáng)度。彎曲強(qiáng)度條件為：max 式中為桿件材料的彎曲許用應(yīng)力。桿件所用材料為Q235，是塑性材料，塑性材料到達(dá)屈服時(shí)的應(yīng)力是屈服極限 s，為保證構(gòu)件有

23、足夠的強(qiáng)度，在載荷作用下構(gòu)件的實(shí)際應(yīng)力，顯然應(yīng)該低于極限應(yīng)力。強(qiáng)度計(jì)算中，以大于1的因數(shù)除極限應(yīng)力，所得到的結(jié)果即為許用應(yīng)力。對(duì)于塑性材料來(lái)說(shuō)：= .（9）式中n為安全系數(shù)。選擇安全系數(shù)應(yīng)考慮的一般因素為：構(gòu)件破壞可能導(dǎo)致的傷亡事故，構(gòu)件破壞可能造成的停產(chǎn)損失和修理費(fèi)用；材料強(qiáng)度的分散性和不確定性，載荷的不確定性，如使用過(guò)程中有超載、動(dòng)載或沖擊載荷的可能性等等。安全系數(shù)的選取經(jīng)驗(yàn)一般如下：1. 對(duì)于可靠性很強(qiáng)的材料（如常用的中低強(qiáng)度高韌性結(jié)構(gòu)鋼，強(qiáng)度分散性?。┹d荷恒定。設(shè)計(jì)時(shí)以減低結(jié)構(gòu)重量為重要出發(fā)點(diǎn)時(shí)，取n =1.251.52. 對(duì)于常用的塑性材料，在穩(wěn)定的環(huán)境和載荷下的構(gòu)件，取n =1.5

24、23. 對(duì)于一般質(zhì)量的材料，在通常的環(huán)境和能夠確定的載荷下工作的構(gòu)件，取n =22.5在此處取n = 2。查表有Q235的屈服極限在剛才厚度小于等于16時(shí)為s = 235 MPa。則該桿件的許用應(yīng)力為：= = = 117.5 MPa對(duì)于碳鋼來(lái)說(shuō)，其材料的抗拉強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度是相等的，只要絕對(duì)值最大的正應(yīng)力不超過(guò)許用應(yīng)力就可以了。FED桿的截面尺寸是對(duì)稱的，則危險(xiǎn)截面上的最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力的大小是相等的，均為max = 53.4 MPa，有：max即，桿件安全，截面尺寸符合要求。3.4.2 ABD桿截面尺寸的設(shè)計(jì)如圖11所示，在任意位置，令桿FED與豎直方向的夾角EFK= ，桿FED與KD連線

25、方向的夾角KDE= ，桿ABD與KD連線方向的夾角ADJ= 。圖 11桿FED兩端所受力分別對(duì)E點(diǎn)取距有： sin = sin由上已經(jīng)知道= 9，則有：9 sin= sin（10）而在力的三角形中可知，與的方向一樣，與的夾角為，與的夾角為，與的夾角為。又在同一個(gè)三角形中有： sin= sin.（11）聯(lián)立（10）、（11）式有：9 sin = sin即： 9 = 這表明重物在任意位置時(shí)，A點(diǎn)受到的豎直向下的力不變，恒為吊重的9倍。由桿的受力可知桿的彎矩圖如下：圖 12 ABD桿的彎矩圖由彎矩圖可以看出，最大彎矩出現(xiàn)在B截面，且有：Mmax = 9=9 G×sinDAJ×（1

26、2）Mmax 隨桿與豎直方向的夾角DAJ的增大而增大，當(dāng)DAJ = 90°時(shí)Mmax 取得最大值。下面來(lái)討論DAJ能否達(dá)到90°。易知：當(dāng)A點(diǎn)固定時(shí)，C由右向左，DAJ逐漸增大。 當(dāng)C點(diǎn)固定時(shí)，A由下向上，DAJ逐漸增大。即當(dāng)C在最左端，A在最上端時(shí)，DAJ取得最大值。如圖13所示，圖中C在最左端，A在最上端。取BC桿和ABD桿的AB段為研究對(duì)象。分別過(guò)B、A點(diǎn)作垂線交水平線CQ于P、Q點(diǎn)。過(guò)B點(diǎn)作水平線交QA延長(zhǎng)線于M點(diǎn)。由以上確定的尺寸知：AB = BC = 170，AQ = 130，CQ = 270圖 13圖中 CA=而 AB = BC = 170，則：cosBCA

27、= 則： BCA = arccos0.88 28°又有： ACQ = arctan25.7°所以：BCQ = BCA + ACQ = 28°+25.7°=53.7°在BCP中，有：BP = BC×sinBCQ = 170×sin53.7°137且有： BP = QM QM = AQ + AM則： AM = BPAQ = 137130 = 7所以：BAM = arccos圖中所說(shuō)的BAM就是DAJ，這就說(shuō)明DAJ最大時(shí)達(dá)不到90°，即當(dāng)C在最左端，A在最上端時(shí)，Mmax 取得最大值。最大值為：Mmax =

28、9=9 G×sinDAJ× =9×980N×sin87.6°×1701498.1Nm若桿ABD同桿FED取同樣的截面，有：IZ =max = = = 53.3MPa有： max即是強(qiáng)度條件滿足，桿件安全，截面尺寸符合要求。3.4.3 EC桿和BC桿截面尺寸的設(shè)計(jì)在平衡吊的四桿機(jī)構(gòu)中，EC桿和BC桿是兩個(gè)二力桿，受到的都是沿軸線方向的壓力，沒(méi)有受到彎、扭作用。所以此兩桿的壓縮強(qiáng)度為：= .（13）取兩桿截面為圓截面，截面半徑為30。如圖14所示：截面積為：A = R = 3.14×（30）= 2826由強(qiáng)度條件可知，當(dāng)：F A

29、時(shí)，桿件就滿足條件。代入數(shù)值有：F A = 117.5 MPa×2826 = 332055N332KN即當(dāng)EC桿和BC桿受到的軸向力小于332 KN時(shí)，桿件滿足強(qiáng)度條件，安全，截面尺寸符合要求。而由桿件的受力分析可知，EC桿和BC桿受到的最大軸向力絕對(duì)不會(huì)超過(guò)332KN，所以，取桿件截面為半徑為30的圓，符合條件。4 桿件自重對(duì)平衡的影響與其平衡辦法在平衡吊的平衡與運(yùn)動(dòng)分析時(shí)，都是假設(shè)桿系的自重與各個(gè)鉸鏈點(diǎn)的摩擦均忽略不計(jì)，得到的平衡條件。但是實(shí)際上自重與摩擦力均是存在的。摩擦力對(duì)平衡是不起破壞作用的，而自重則不然，除桿系在一特定的位置外，各桿件的自重都將在C點(diǎn)產(chǎn)生破壞平衡的影響引起

30、桿系滑動(dòng)。這里將由于各桿件自重的影響在C點(diǎn)引起不平衡的水平分力定義為失衡力。4.1 各桿件自重在C點(diǎn)處引起的失衡力的大小當(dāng)F點(diǎn)作用負(fù)荷且滿足的條件下，平衡吊的失衡力只可能由自重引起，此時(shí)，將C點(diǎn)作為固定鉸鏈支座來(lái)對(duì)其進(jìn)行受力分析，求出由于各桿件自重影響所產(chǎn)生的失衡力，根據(jù)疊加原理，可以求出它們的合力，即總的失衡力為： = .（14）現(xiàn)在根據(jù)靜力學(xué)原理分別就各桿件自重對(duì)失衡的影響進(jìn)行分析：假設(shè)DEF桿的自重為，如圖15所示，其余桿件自重忽略不計(jì)，BC，CE桿為二力桿： + = 0 + = 0DEF、ABD為三力桿，畫(huà)出其力的三角形如圖示，對(duì)D結(jié)點(diǎn)分析受力有： + = 0對(duì)C結(jié)點(diǎn)分析受力，顯然 F

31、X 0，則，在X軸上的投影，的矢量之和即為由在C點(diǎn)引起的失衡力，其表達(dá)式為： = + （15）圖 15 假設(shè)ABD桿的自重為，如圖16所示，其余各桿的自重忽略不計(jì)，則DEF桿和CE桿為“0”桿（力為0），BC桿為二力桿： + = 0ABD為三力桿，畫(huà)出其力的三角形如圖示，對(duì)結(jié)點(diǎn)C分析受力有，顯然 FX 0，則由在C點(diǎn)引起的失衡力為在X軸上的投影。其表達(dá)式為： = （16）圖 16 假設(shè)CE桿的自重為，如圖17所示，其余各桿的自重忽略不計(jì)，則BC桿，DEF桿的DE部分為二力桿： + = 0 + = 0ABD桿為三力桿，受，平行力系的作用，MA= 0，可以得出： + = 0CE桿為三力桿，畫(huà)出其力

32、的三角形如圖示，圖中為鉸鏈C給CE桿的作用力。對(duì)C結(jié)點(diǎn)分析受力，顯然 FX 0，則，在X軸上的投影和的矢量之和即為由在C點(diǎn)引起的失衡力。其表達(dá)式為： = + （17）圖 17圖 18 假設(shè)BC桿的自重為，如圖18所示，其余桿自重忽略不計(jì)，則DEF桿和CE桿為“0”桿。ABD桿的AB部分為二力桿： + = 0BC桿為三力桿，畫(huà)出其力的三角形如圖示，圖中為鉸鏈C給BC桿的作用力。對(duì)C結(jié)點(diǎn)分析受力，顯然 FX 0，那么由在C點(diǎn)引起的失衡力為在X軸上的投影。其表達(dá)式為： = .（18）綜合（15），（16），（17），（18）式，總的失衡力為： = + + + .（19）4.2 消除各桿自重引起的失衡

33、措施上述分析看出由自重引起的失衡力是存在的。因此必須采取有效的措施來(lái)消除由于自重引起的失衡力。假設(shè)在ABD桿的適當(dāng)延長(zhǎng)部分Lp上加一重量Gp（配重）以平衡桿系自重，則由桿系的失衡就可以消除，如圖19所示。圖 194.3 估算各桿質(zhì)量，計(jì)算配重4.3.1 各桿質(zhì)量的估算在本平衡吊的設(shè)計(jì)中，選擇的桿件材料為Q235。Q235在材料的分類中屬于低碳鋼，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)有，碳素鋼的密度在7.87.85g/cm之間，在計(jì)算低碳鋼的重量時(shí)，其密度按7.85 g/cm計(jì)。設(shè)桿DEF、ABD、EC、BC的質(zhì)量分別為：m1、m2、m3、m4。由以上桿的尺寸設(shè)計(jì)中知桿DEF和桿ABD的截面積和桿長(zhǎng)均一樣，為：L =

34、 H =1700，A = 100×40×2 + 50×60 = 11×10則桿DEF和桿ABD的質(zhì)量為：m1 = m2 = L×A× = 1700×11×10×7.85 g/cm= 187×10×7.85 g/cm= 146795 g146.8由于是估算質(zhì)量，桿件兩端還要進(jìn)行加工以便安裝，在這里為計(jì)算簡(jiǎn)便，取該兩桿的質(zhì)量為：m1 = m2 = 140桿EC和桿BC的截面積一樣，為半徑是30的圓，則該兩桿的截面積為：A = R= 3.14×（30）= 2826又EC桿和BC桿的

35、長(zhǎng)度分別為：H = 1530，l = 170則有：m3 = H×A×= 1530×2826×7.85 g/cm= 4323780×7.85 g/cm = 33942 g33.9 m4 = l×A×= 170×2826×7.85 g/cm= 480420×7.85 g/cm = 3771g3.77同樣，桿EC和桿BC由于安裝的需要，桿的兩端最后還需要加工，且安裝時(shí)還加入了軸和軸承的重量，所以在這里，取兩桿的質(zhì)量分別為：m3 = 30，m4 = 34.3.2 用質(zhì)量代換法計(jì)算配重以上已經(jīng)提出，消除自

36、重引起的失衡的措施是在，ABD桿的適當(dāng)延長(zhǎng)部分Lp上加一重量Gp。在計(jì)算Gp時(shí)可以用質(zhì)量代換法先將桿系的重量全部等效到ABD桿上，然后再根據(jù)ABD桿的力矩平衡來(lái)確定Gp。在對(duì)桿件進(jìn)行質(zhì)量代換時(shí)，應(yīng)當(dāng)使代換后各代換質(zhì)量所產(chǎn)生的慣性力與慣性力偶矩與該桿件實(shí)際產(chǎn)生的慣性力與慣性力偶矩相等。為此，質(zhì)量代換必須滿足以下三個(gè)條件：1.代換前后桿件的質(zhì)量不變。2.代換前后桿件的質(zhì)心位置不變。3.代換前后桿件對(duì)質(zhì)心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不變。但當(dāng)這三個(gè)條件同時(shí)滿足時(shí)，質(zhì)量代換點(diǎn)中的一個(gè)確定了，另一個(gè)質(zhì)量代換點(diǎn)也就隨之確定，也就是說(shuō)兩個(gè)代換點(diǎn)不能同時(shí)隨意選擇，這就給計(jì)算帶來(lái)了大大的不便。為方便起見(jiàn)，對(duì)于精度要求不是非常高的

37、情況下的質(zhì)量代換計(jì)算，可以只滿足前兩個(gè)條件，這樣，兩個(gè)質(zhì)量代換點(diǎn)就可以任意選取。即通常所說(shuō)的靜代換法。在此處我們就可以用靜代換法來(lái)對(duì)桿系中各桿的質(zhì)量進(jìn)行代換。如圖19所示，l、l、l、l分別為桿DEF、ABD、EC、BC的質(zhì)心位置。下用靜代換法將各桿的質(zhì)量都等效到ABD桿上，如下：1.將分配到B、C兩點(diǎn)上：2.將分配到E、C點(diǎn)上：3.將分配到D、F點(diǎn)上：4.將分配到D、F點(diǎn)上：則： = + = = + = 這樣就將，都分配在D、F、B、C上了，E點(diǎn)不受力。在4.1的分析中，已經(jīng)知道作用在F、C、A點(diǎn)的垂直載荷對(duì)失衡是沒(méi)有影響的，因此只對(duì)ABD桿進(jìn)行受力分析：M= 0即： G×h +

38、G×l+ G×H = G×Lp.（20）由以上求得：=14.7N=686N =147N=132.3N=132.3N + 686N =818.3N又已知：h = 170，l= 850，H = 1700代入（20）式有： G×Lp= 14.7N×170+1372N×850+818.3N×17002.56×10N取Lp= 700，則：G=3657N至此，將ABD桿從A點(diǎn)延長(zhǎng)至700處，加一重為3657 N的配重，就可以將平衡吊桿系自重引起的失衡問(wèn)題完全解決了。5 平衡吊傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)前面已經(jīng)講了平衡吊的工作原理了，平衡吊

39、的運(yùn)動(dòng)是由滾輪C的水平運(yùn)動(dòng)和死杠螺母的垂直運(yùn)動(dòng)來(lái)控制的。而滾輪C的水平運(yùn)動(dòng)是由工人手動(dòng)推拉吊重G來(lái)實(shí)現(xiàn)的；絲杠螺母的垂直運(yùn)動(dòng)是通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使絲杠螺母做垂直運(yùn)動(dòng)的。由于還考慮到電機(jī)的轉(zhuǎn)速一般不會(huì)很低，而平衡吊提升重物時(shí)的速度不能過(guò)高，所以在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中還需要用到減速器。則可以設(shè)計(jì)平衡吊的傳動(dòng)部分如圖20所示，由電機(jī)，減速器，聯(lián)軸器和滾珠絲杠副組成。圖 20 平衡吊傳動(dòng)部分5.1 滾珠絲杠副的選擇在選用滾珠絲杠副時(shí)，必須知道實(shí)際的工作條件：最大的工作載荷F（或者平均工作載荷F）（N）作用下的使用壽命T（h），絲杠的工作長(zhǎng)度（或者螺母的有效行程）l（），絲杠的轉(zhuǎn)速n（或者平均轉(zhuǎn)速n）（r

40、/min），滾道的硬度HRC與絲杠的工作狀況。在3.1 平衡吊工作條件的確定中已經(jīng)確定了平衡吊的最大吊起重量為100，重物的提升速度在6 m/min左右。則由前面的理論計(jì)算可知，滾珠絲杠副的最大工作載荷為：F= 9G = 9×100×9.8N/ = 8820N首先，根據(jù)滾珠絲杠副的使用和結(jié)構(gòu)要求選擇滾道的截面形狀，滾珠螺母的循環(huán)方式和預(yù)緊方式。1.我國(guó)生產(chǎn)的滾珠絲杠副的螺紋滾道有單圓弧型和雙圓弧型。單圓弧型的螺紋滾道的接觸角隨軸向載荷大小的變化而變化，主要由軸向載荷所引起的接觸變形的大小而定。雙圓弧型的螺紋滾道的接觸角在工作過(guò)程中基本保持不變。兩圓弧相交處有一小空隙，可使?jié)L

41、道底部與滾珠不接觸，并能存一定的潤(rùn)滑油以減少摩擦和磨損。但由于加工其型面的砂輪修整和加工、檢驗(yàn)均較困難，故加工成本較高。而單圓弧型滾道加工用砂輪成型較簡(jiǎn)單，故容易得到較高的加工精度。在此處的滾珠絲杠副選擇單圓弧型的滾道截面。2.滾珠絲杠副中滾珠的循環(huán)方式有循環(huán)和外循環(huán)兩種。循環(huán)方式的滾珠在循環(huán)過(guò)程中始終與絲杠表面保持接觸。循環(huán)方式的優(yōu)點(diǎn)是滾珠循環(huán)的回路短，流暢性好，效率高，螺母的徑向尺寸也較小。其不足是反向器加工困難，裝配調(diào)整也不方便。外循環(huán)方式中的滾珠在循環(huán)反向時(shí)，離開(kāi)絲杠螺紋滾道，在螺母體或體外做循環(huán)運(yùn)動(dòng)。在此處選用循環(huán)方式。3.滾珠絲杠副的預(yù)緊方式一般有5種，分別是雙螺母螺紋預(yù)緊調(diào)整式，

42、雙螺母齒差預(yù)緊調(diào)整式，雙螺母墊片調(diào)整預(yù)緊，彈簧式自動(dòng)調(diào)整預(yù)緊和單螺母變位導(dǎo)程自預(yù)緊式和單螺母滾珠過(guò)盈預(yù)緊式。其中雙螺母墊片調(diào)整預(yù)緊的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單剛度高、預(yù)緊可靠、但使用中調(diào)整不方便。在此處選用雙螺母墊片調(diào)整預(yù)緊。其次，再根據(jù)平衡吊的工作條件，從表1中查取載荷系數(shù)f 和靜態(tài)安全系數(shù)S。表1 滾珠絲杠的載荷系數(shù)f和靜態(tài)安全系數(shù)S載荷性質(zhì)fS平穩(wěn)或輕度沖擊1.01.21.02.0中等沖擊1.21.52.03.0表 1 （續(xù)）較大沖擊或振動(dòng)1.52.52.03.0平衡吊的工作可以看成是平穩(wěn)或輕度沖擊，所以可以選擇：f= 1.0，S= 1.5選擇滾珠絲杠副的型號(hào)主要是計(jì)算作用于絲杠軸向的最大動(dòng)載荷Ca

43、和絲杠的基本導(dǎo)程l，然后根據(jù)最大動(dòng)載荷Ca和絲杠的基本導(dǎo)程l來(lái)選擇絲杠副型號(hào)。一般的當(dāng)絲杠當(dāng)量轉(zhuǎn)速n10 r/min時(shí)，計(jì)算最大動(dòng)載荷Ca來(lái)選型；當(dāng)當(dāng)量轉(zhuǎn)速n10 r/min時(shí)，計(jì)算最大靜載荷Coa來(lái)選型。1.初選滾珠絲杠的導(dǎo)程l：l（21）式中：V絲杠螺母的最大移動(dòng)速度（/min）。n滾珠絲杠的最大轉(zhuǎn)動(dòng)速度（r/min）。已知重物的提升速度為6 m/min左右，則由平衡吊的運(yùn)動(dòng)分析可知絲杠螺母的最大移動(dòng)速度為：V=0.67m/min =670/min初定滾珠絲杠的最大轉(zhuǎn)動(dòng)速度為：n= 90 r/min則滾珠絲杠的導(dǎo)程l為：l=7.4/r在這里，初選滾珠絲杠的導(dǎo)程為：l= 8。2.計(jì)算絲杠的預(yù)

44、期工作轉(zhuǎn)數(shù)L：L= 60nL（22）式中：n滾珠絲杠的當(dāng)量轉(zhuǎn)動(dòng)速度（r/min）。L滾珠絲杠的使用壽命時(shí)間（h）。（普通機(jī)械為500010000、數(shù)控機(jī)床與其它機(jī)電一體化設(shè)備與儀器裝置為15000、航空機(jī)械為1000）對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)，沒(méi)有變速的情況來(lái)說(shuō)，當(dāng)量轉(zhuǎn)速就等于其平均轉(zhuǎn)動(dòng)速度，在此處就應(yīng)該等于滾珠絲杠的最大轉(zhuǎn)動(dòng)速度n，即：n= n= 90 r/min本平衡吊為普通機(jī)械，滾珠絲杠的使用壽命時(shí)間為500010000小時(shí)。這里?。篖= 10000h則絲杠的預(yù)期工作轉(zhuǎn)數(shù)L為：L= 60nL= 60×90 r/min×10000h =5.4×10r3.計(jì)算滾珠絲杠副的軸

45、向最大動(dòng)載荷Ca：Ca= fF×10（23）式中：f載荷系數(shù)。（如表1所示）L絲杠的預(yù)期工作轉(zhuǎn)數(shù)。（r）F平衡吊的當(dāng)量載荷。（N）對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)，沒(méi)有變速的情況來(lái)說(shuō)，當(dāng)量載荷就等于其最大載荷，在此處就應(yīng)該等于滾珠絲杠的最大工作載荷F，即：F= F= 8820N則滾珠絲杠副的軸向最大動(dòng)載荷Ca為：Ca= fF×10=×1.0×8820N×1033337.5 N4.選擇滾珠絲杠副型號(hào)通過(guò)以上計(jì)算得出絲杠的導(dǎo)程為l = 8，滾珠絲杠副的軸向最大動(dòng)載荷為 Ca=33337.5 N。根據(jù)l和Ca的值，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可選滾珠絲杠副的型號(hào)為：FD50085相關(guān)

46、數(shù)據(jù)如表2所示：表2 FD50085型滾珠絲杠副的相關(guān)數(shù)據(jù)公稱直徑d導(dǎo)程l鋼球直徑d絲杠外徑d508548.6表 2 （續(xù)）循環(huán)圈數(shù)額定動(dòng)載Ca接觸剛度R538800N2069N/m5.滾珠絲杠副的壓桿穩(wěn)定性校核滾珠絲杠副的壓桿穩(wěn)定性校核公式為：F=F（24）式中：F實(shí)際承受載荷的能力。f壓桿穩(wěn)定的支承系數(shù)（雙推雙推時(shí)為4，單推單推時(shí)為1，雙推簡(jiǎn)支時(shí)為2，雙推自由式時(shí)為0.25）E 鋼的彈性模量2.1×10（MPa）I 絲杠小徑d的截面慣性矩（I=）K 壓桿穩(wěn)定安全系數(shù)，一般取為2.54，垂直安裝時(shí)取小值。l滾珠絲杠上的螺紋長(zhǎng)度。取壓桿穩(wěn)定的支承系數(shù)為f=2，即該支承方式為雙推簡(jiǎn)支式

47、。由表2知，絲杠的小徑為d= 45，則絲杠小徑d的截面慣性矩為：I=4.02×10在絲杠螺母A的上下極限位置的計(jì)算中已經(jīng)知道了，絲杠螺母A的總運(yùn)動(dòng)距離為200，則可以確定滾珠絲杠上的螺紋長(zhǎng)度為200，即是：l = 200又由于此處絲杠是垂直安裝的，所以?。篕=2.5將這些數(shù)值代入滾珠絲杠副的壓桿穩(wěn)定性校核公式中有：F= =16646948.64N16647KN顯然有：FF所以絲杠絕對(duì)不會(huì)因?yàn)槭シ€(wěn)定而發(fā)生翹曲。6.滾珠絲杠副的剛度與變形的計(jì)算1）絲杠的剛度R絲杠的剛度R由絲杠的拉壓強(qiáng)度R和螺紋滾道接觸剛度R組成的：（25）絲杠的拉壓剛度R（N/m），當(dāng)絲杠支承為兩端固定時(shí)：R=667

48、6 N/m螺紋滾道接觸剛度可以由表2查取，為：R=2069 N/m則絲杠的剛度R為：=R=1579.5 N/m2）滾珠絲杠副的變形量：=5.58m7.滾珠絲杠的精度的選擇滾珠絲杠的精度應(yīng)該根據(jù)主機(jī)的運(yùn)動(dòng)精度要求來(lái)選，可以參照表3：表 3 精度等級(jí)選用參考值精度等級(jí)應(yīng)用場(chǎng)合1、2精密類儀器、儀表，數(shù)控坐標(biāo)鏜床，螺紋磨床3、4有定位精度要求的數(shù)控機(jī)械和精密機(jī)械5、7一般動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)械此處選滾珠絲杠的精度為5級(jí)。8.滾珠絲杠副伸長(zhǎng)量的校核首先根據(jù)所選擇的絲杠的精度等級(jí)，參照表4，查出任意300行程絲杠允許的最大變形量，與實(shí)際的變形量進(jìn)行比較，若實(shí)際變形量小于允許的最大變形量，則說(shuō)明所選絲杠型號(hào)符合要求

49、。表 4 任意300行程行程變動(dòng)量V（m）精度等級(jí)12345710V6812162352210由表4可查出對(duì)于5級(jí)精度的絲杠來(lái)說(shuō)，任意300行程的變動(dòng)量為：V=23m以上計(jì)算已經(jīng)求出絲杠的實(shí)際變動(dòng)量為：=5.58m且絲杠螺紋長(zhǎng)度為200，即實(shí)際300行程的變形量為：= 5.58m×1.5 = 8.37m所以有：V即絲杠的變形量符合要求，所選絲杠型號(hào)合適。9.絲杠的防逆轉(zhuǎn)措施滾珠絲杠副逆轉(zhuǎn)的效率很高，不能自鎖，若用于垂直運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)或其他需要防止逆轉(zhuǎn)的場(chǎng)合。必須設(shè)置防逆轉(zhuǎn)裝置，以防止在傳動(dòng)中斷時(shí)，因零部件自重而產(chǎn)生逆轉(zhuǎn)，防逆轉(zhuǎn)裝置可采用本身不能逆轉(zhuǎn)的電液脈沖電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)作原動(dòng)機(jī)，采用單

50、向超越離合器或采用電器、液壓與機(jī)械的防逆轉(zhuǎn)制動(dòng)器，還可采用具有自鎖能力的蝸桿傳動(dòng)作中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，當(dāng)后者傳動(dòng)效率將大大降低。在此處可以選用步進(jìn)電機(jī)作為原動(dòng)機(jī)。5.2 電動(dòng)機(jī)的選擇選擇電動(dòng)機(jī)的基本原則有兩點(diǎn)：（1）考慮電動(dòng)機(jī)的主要性能（啟動(dòng)、過(guò)載與調(diào)速等）、額定功率的大小、額定轉(zhuǎn)速與結(jié)構(gòu)型式等方面要滿足生產(chǎn)機(jī)械的要求。（2）在以上前提下優(yōu)先選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便又價(jià)格合理的電動(dòng)機(jī)。1.電動(dòng)機(jī)類型的選擇電動(dòng)機(jī)類型選擇的基本依據(jù)的在滿足生產(chǎn)機(jī)械對(duì)拖動(dòng)系統(tǒng)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性要求的前提下，力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便、價(jià)格低廉。對(duì)于不要求調(diào)速、對(duì)啟動(dòng)性能也沒(méi)有過(guò)高要求的生產(chǎn)機(jī)械，應(yīng)優(yōu)先考慮使用一

51、般鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)（如YL型、JS型、Y系列等）。若要求啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大，則可選用高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)（如JS1××型、JQ和JQO系列等）。對(duì)于要求經(jīng)常起、制動(dòng)，且負(fù)載轉(zhuǎn)矩較大、又有一定調(diào)速要求的生產(chǎn)機(jī)械，應(yīng)考慮選用線繞式異步電動(dòng)機(jī)（如YR、JR、JR型等）；對(duì)于周期性波動(dòng)負(fù)載的生產(chǎn)機(jī)械，為了削平尖峰負(fù)載，一般都采用電動(dòng)機(jī)帶飛輪工作，這種情況下也應(yīng)選用線繞式異步電動(dòng)機(jī)。對(duì)于只需要幾種速度，而不要求無(wú)級(jí)調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械，為了簡(jiǎn)化變速機(jī)構(gòu)，可選用多速異步電動(dòng)機(jī)（如JD、JDO、JDO系列小型多速異步電動(dòng)機(jī)）。對(duì)于要求恒速穩(wěn)定運(yùn)行的生產(chǎn)機(jī)械，且需要補(bǔ)償電網(wǎng)功率因數(shù)的場(chǎng)合，應(yīng)優(yōu)

52、先考慮選用同步電動(dòng)機(jī)（如TD型等）。對(duì)于需要大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，又要求恒功率調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械，常選用直流串勵(lì)或復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)。對(duì)于要求大圍無(wú)級(jí)調(diào)速，且要求經(jīng)常啟動(dòng)、制動(dòng)、正反轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機(jī)械，則可選用帶調(diào)速裝置的直流電動(dòng)機(jī)或鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。平衡吊對(duì)重物的提升不要求調(diào)速，對(duì)啟動(dòng)性能也沒(méi)有過(guò)高的要求，只是要經(jīng)常的進(jìn)行起、停和正反轉(zhuǎn)。所以其電動(dòng)機(jī)應(yīng)該選擇Y系列鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。2.電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇計(jì)算電動(dòng)機(jī)功率時(shí)，首先根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載功率初選電動(dòng)機(jī)功率，再校核初選電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力、啟動(dòng)能力和發(fā)熱。由于平衡吊帶負(fù)載作的是在垂直方向的直線運(yùn)動(dòng)，所以查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)有負(fù)載功率計(jì)算公式為：P=.（26）式中： P負(fù)載功率（KW） F 作用力，即所吊物重（N） V 重物上升速度（m/s）傳動(dòng)效率確定已知條件為：F = G