起重机课程设计.doc

第2章 小车副起升机构计算2.1 确定传动方案选择滑轮组和吊钩组按照构造宜紧凑的原则，决定采用下图的传动方案。如图图2-1所示，采用了单联滑轮组.按Q=5t，取滑轮组倍率=2，因而承载绳分支数为 Z=4。吊具自重载荷，其自重为：G=2.0%=0.02200kN=4kN图2-1 副起升机构简图2.2 选择钢丝绳若滑轮组采用滚动轴承， 当=2，查表得滑轮组效率=0.985，钢丝绳所受最大拉力：按下式计算钢丝绳直径d： d=c=0.096=10.895mmc: 选择系数，单位mm/，选用钢丝绳=1850N/mm，根据M5及查表得c值为0.096。选不松散瓦林吞型钢丝绳直径d=10mm，其标记为6W(19)-10-185-I-光-右顺(GB1102-74)。2.3 确定卷筒尺寸并验算强度卷筒直径：卷筒和滑轮的最小卷绕直径：hd式中h表示与机构工作级别和钢丝绳结构的有关系数；查表得：卷筒=18；滑轮=20卷筒最小卷绕直径=d=1820=360滑轮最小卷绕直径=d=2020=400考虑起升机构布置及卷筒总长度不宜太长，滑轮直径和卷筒直径一致取D=400。卷筒长度：L=1500mm卷筒壁厚=0.02D+(610)=0.02400+(610)mm=1418mm，取=18mm，应进行卷筒壁的压力计算。卷筒转速=r/min=60r/min。2.4 计算起升静功率=18.17kW式中起升时总机械效率=0.894为滑轮组效率取0.97；为传动机构机械效率取0.94；为卷筒轴承效率取0.99；连轴器效率取0.99。2.5 初选电动机G=0.818.17=14.536kW式中：在JC值时的功率，单位为KW；G：均系稳态负载平数,根据电动机型号和JC值查表得G=0.8。选用电动机型号为YZR180L-6，=17KW，=955r/min，最大转矩允许过载倍数m=2.5；飞轮转矩GD=1.5KN.m。电动机转速=951.9r/min式中:在起升载荷=49.98kN作用下电动机转速； :电动机同步转速； ,:是电动机在JC值时额定功率和额定转速。2.6 选用减速器2.6.1 初选减速器减速器总传动比：=15.865取实际速比=16。起升机构减速器按静功率选取，根据=18.17kW，=951.9r/min，=16，工作级别为M5，选定减速器为ZQH50，减速器许用功率=31KW。低速轴最大扭矩为M=21000N.m。减速器在951.9r/min时许用功率为=29.5kW17kW实际起升速度=19.334m/min；实际起升静功率=18.02kW。用类载荷校核减速器输出轴的径向载荷，最大力矩。2.6.2 验算输出轴端最大容许径向载荷用类载荷校核减速器输出轴的径向载荷，最大力矩。查卷筒的产品目录可知卷筒的自重2.6.3 验算输出轴的最大容许扭矩输出轴容许最大扭矩，按大于电动机的最大力矩进行校验式中 -电动机实际最大力矩 -电动机最大力矩倍数 -传动比 -减速器传动效率，取0.952.7 电动机过载验算和发热验算过载验算按下式计算：=15.136kW=17KW15.136kW，此题恰好与=的功率相等。式中:基准接电持续率时，电动机额定功率，单位为kW； H:系数，绕线式异步电动机，取H=2.1； m:基准接电持续率时，电动机转矩允许过载倍数，查表得m取2.5； m:电动机个数； :总机械效率=0.894。发热验算按下式计算:PP式中 P:电动机在不同接电持续率JC值和不同CZ值时允许输出功率，单位为kW，按CZ=150，JC值=25%，查表得P=15.393kW；=14.42kWP=15.363=14.42kW经计算过载验算和发热验算通过。2.8 选择制动器按下式计算，选制动器：式中:制动力矩,单位为N.m； :制动安全系数，查表1-5M5得=2.0；:下降时作用在电动机轴上的静力矩，单位为N.m。=143.12N.m ：下降时总机械效率，通常取0.894=2143.12=286.24N.m根据选用=286.24N.m选用YWZ315/30制动器，其额定制动力矩400N.m；安装时将制动力矩调整到所需的制动力矩=290N.m。2.9 选择联轴器根据电动机和减速器以及浮动轴的轴伸尺寸及形状选连轴器，使连轴器的许用应力矩M计算的所需力矩M,则满足要求。电动机的轴伸：d=55mm(锥形)，长度E=820.5mm；减速器轴伸：d=50mm(柱形)，长度E=85mm；浮动轴的轴头：d=45mm， 长度E=84mm。选取梅花弹性连轴器：型号为MLL6-I-200，M=630N.m；GD=6.74=26.8Kg.m；型号为MLL6，M=630N.m；GD=1.854=7.4Kg.m。电动机额定力矩=170N.m计算所需力矩M=n=1.52.0170=510N.m式中 n：安全系数取n=1.5； ：刚性动载系数，取2.0； M=630M=510N.M所选连轴器合格。2.10 验算起动时间起动时间： =式中： =1.5+26.8+7.4=35.7kN.m静阻力矩：=179.07N.m电动机启动力矩：=1.7=1.7170=289N.m平均起动加速度：=0.32m/s=0.32 m/s=0.4 m/s经计算电动机启动时间合适。2.11 验算制动时间制动时间： = =0.85s：电机满载下降转速，单位为r/min；=21000-951.9=1048.1r/min=290N.m=143N.m平均制动减速器速度所以制动时间也合适。2.12 高速轴计算2.12.1疲劳计算轴受脉动扭转载荷，其等效扭矩：由上节选择联轴器中,已确定浮动轴端直径d=45.因此扭转应力为: 许用扭转应力: 轴材料用45钢, ，；弯矩： 扭矩：轴受脉动循环的许用扭转应力：-考虑零件几何形状和零件表面状况的应力集中系数;-与零件几何形状有关,对于零件表面有急剧过度和开键槽及紧配合区段, =1.52.5；-与零件表面加工光洁度有关,对于对于此处取K=21.25=2.5-考虑材料对应力循环不对称的敏感系数,对碳钢,低合金刚，取=0.2.安全系数,查表得=1.6因此，故 通过。1.12.2 强度验算 轴所受最大转矩：:式中: -动力系数,由表查得 =2；按照额定起重量计算轴受静力矩, 最大扭转应力: 许用扭转应力: 式中: -安全系数，由表查得=1.6。故合适.浮动轴的构造如图（4）所示：中间轴径, 图2-2 副起升高速传动轴构造图