起重机课程设计(4)

为M=20500N.m

减速器在561.92r/min时许用功率[P实际起升速度v'n=

'nj]为[P'nj]=

79?561.92=73.99>55kW

6007.51?39.30=7.38m/min

4047.6?39.3实际起升静功率Pj==46.77kW

401.6.2 验算输出轴端最大容许径向载荷

用Ⅱ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错误！未找到引用源。

1.6.3 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 错误！未找到引用源。 --------电动机实际最大力矩 错误！未找到引用源。---------------电动机最大力矩倍数 错误！未找到引用源。------------------传动比 ---------------减速器传动效率，取0.95

1.7 电动机过载验算和发热验算

过载验算按下式计算：

2.5(320?6.4)?103?7.38Q?G0H?=41.78kW Pn≥???n=

1?3.31000?0.858?60m?m1000?Pn=45KW>41.78kW，此题

Pn恰好与Pjc=

P25的功率相等。

P式中 n：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=2.5；

λm:基准接电持续率时,电动机转矩允许过载倍数,查表得λm取1.7；

m:电动机个数； η:总机械效率η=0.858。 发热验算按下式计算:

P≥Pз

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=300，JC值=25%，查表得P=43.867kW。

G?(Q?G0)??n0.8?(320?6.4)?103?7.38P??==38.08kW

1000m?1000?1?0.858P=43.867>P?=38.O8kW

经计算过载验算和发热验算通过

1.8 选择制动器

按下式计算，选制动器：

M制≥K制M'制静

式中

M制:制动力矩,单位为N.m；

KK 制:制动安全系数，查表1-5M5得zh=2.0；

M'制静:下降时作用在电动机轴上的静力矩，单位为N.m。

表1-5 制动安全系数

(Q?G0)D0'(320?6.4)?103?0.67?0.858Mj=??=586.4N.m

2mi2?4?40' η':下降时总机械效率，通常取η'≈η≈0.858

MzhMzhM'j? ==2586.4=1172.N.m

K选用zh=1172.8N.m选用YWZ5-400/121制动器，其额定制动力矩1250N.m；

K安装时将制动力矩调整到所需的制动力矩zh=2000N.m。

1.9 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=85mm(锥形)，长度E=170±0.5mm； 减速器轴伸:d=90mm(柱形)，长度E=135mm； 浮动轴的轴头：d=60mm， 长度E=107mm。

选取梅花弹性连轴器：型号为MLL9-I-400[M]=2800N.m；GD2=132.5?4=530Kg.m；型号为MLL9，[M]=2800N.m；GD2=18.95?4=75.8Kg.m2。

电动机额定力矩Mn?9550计算所需力矩M=n?φ8Pjcnjc?9550?55=944.69N.m 556?Mn=1.5?1.8?944.69=2550.69N.M

式中n：安全系数取n=1.5；

?8：刚性动载系数，取

?8＝1.8。

[M]=2800>M=2550.69N.M

经计算所选连轴器合格。

1.10 验算起动时间

起动时间：

561.92(320?6.4)?103?0.672tq??[1.15?(15.6?530?75.8)?375?(1605.97?796.5)402?42?0.858nd(Q?G0)?103?D022?[c(GD)?]22375(Mq?Mj)im?=1.3s =

(GD2)1=(GD2)d+(GD2)l+(GD2)式中： 静阻力矩：

z=15.6+530+75.8=621.4kN.m

(Q+G0)D0(320+6.4)×103×0.67Mj===796.5N.m

2miη2×40×4×0.858电动机启动力矩：

Mq=1.7?Mn=1.7?944.69=1605.97N.m

平均起动加速度：

aq?7.38=0.095m/s2

tq?601.3?60=

?n'aq=0.095 m/s2<[a]=0.2 m/s2

经计算电动机启动时间合适。

1.11 验算制动时间

制动时间：

nd'(Q?G0)D022tzh??[C?GD?]22375(Mzh?Mj)ihm?644(320?6.4)?103?0.672= ?[1.15?(15.6?530?75.8)?]22375?(2000?586.4)40?4?0.858 =0.76snd：电机满载下降转速，单位为r/min； 'nd=2n0?nd=2?600-556=644r/min Mzh=2000N.m

'

M'j=586.4N.m

平均制动减速器速度azh?间也合适。

表1-9 与工作类型有关的制动时间

Vn7.83==0.17m/s2<[a]=0.2m/s2，所以制动时tzh600.76?60

1.12 高速轴计算

1.12.1疲劳计算

轴受脉动扭转载荷，其等效扭矩：

M1??1Me?2?71.72?143.43kgf.m至计算轴的力矩。

Me?975Ne(25%)n1(25%)?97542?71.72kgf.m 571

M式中：?1?2等效系数，由表查得；e相应于季候工作类型的电动机额定力矩传

由上节选择联轴器中,已确定浮动轴端直径d=55㎜. 因此扭转应力为:

M114343?3?238.0kgf.m W?d32?n?许用扭转应力: [?oh]?2??11? k??n1轴材料用45钢, ?b?6000kgf/cm2，?s?3550kgf/cm2

??1?0.22?b?1320kgf/cm2K?kx?kmkxkxkm；

?s?0.6?s?2130kgf/cm2

-----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,

=1.5~2.5；

-----与零件表面加工光洁度有关,对于

对于?3,km?1.25~1.35;

?5,km?1.15~1.2;

此处取K=2?1.25=2.5

h-----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h=0.2.

nI安全系数,查表得nI=1.6.

2?1320?611.1kgf/cm2，故tn<[tok]通过。

(2.5?0.2)?1.6因此[tok]?1.12.2 强度验算

轴所受最大转矩：:

M2??c2Mj?1.09?342.3?373.1Mpa

式中:

?c2-----动力系数,由表查得 ?c2=2；

M2159.302??264kgf/cm 3W??8.532最大扭转应力:

?max?许用扭转应力: [?]2??sn2?2130?1331.25kgf/cm2 1.6式中: n2-----安全系数，由表查得n2=1.6。 tmax<[t]II故合适. 浮动轴的构造如(2)图所示,

中间轴径d1?d?(5~10)?75?(5~10)?80~85mm,取d1?85mm。

浮动轴（2）

第2章 小车副起升机构计算