起重机课程设计————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期:ﻩ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h i =2,因而承载绳分支数为 Z ＝4。

0G吊具自重载荷,其自重为：G=2.0％⨯q P=0．0２⨯20０ｋＮ=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h i=2，查表得滑轮组效率h=０.９85，钢丝绳所受最大拉力:kN x i Q G S h 88.1297.04198.049h h 0max =⨯⨯+=⨯⨯+=按下式计算钢丝绳直径d ：d ＝c ⨯max S ＝0．０96⨯88.12=10.８９５mmc ： 选择系数,单位ｍm ／N ，选用钢丝绳b σ=1８50N/mm ²,根据M5及b σ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（G Ｂ11０2-74）。

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D :m in0D ≥h ⨯d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1h =18；滑轮2h =2０卷筒最小卷绕直径m in 0D =1h ⨯d=18⨯２0=3６0 滑轮最小卷绕直径m in 0D＝2h ⨯ｄ=20⨯20=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δ=0.02D+(6~1０)＝[0．02⨯40０+(6~１０）]mm=14~1８mm ，取δ=１８mm,应进行卷筒壁的压力计算。

卷筒转速0D mv n n t π==41.014.35.194⨯⨯r/min=６0r/ｍin 。

2．4 计算起升静功率η100060)(0⨯+=n j v G Q P =894.010*******.19)98.049(3⨯⨯⨯⨯+=18.17ｋW式中η起升时总机械效率299.094.097.0⨯⨯==t l ch z ηηηηη=０.894z η为滑轮组效率取0．9７;ch η为传动机构机械效率取0．94；t η为卷筒轴承效率取０.9９;lη连轴器效率取０．９9。

2.5 初选电动机JC P ≥GjP =0.8⨯18.17=14.536ｋW式中：在JC 值时的功率，单位为K Ｗ；Ｇ：均系稳态负载平数，根据电动机型号和J Ｃ值查表得G=0．8。

选用电动机型号为YZR1８０Ｌ-6,JC P =17KW ，JC n＝９55r/mi ｎ，最大转矩允许过载倍数λm=2.５；飞轮转矩ＧD ²=1．５K Ｎ.ｍ²。

电动机转速)]9551000(1717.18[1000)(00-⨯-=--=JC JC jd n n P P n n =9５1.9r ／min 式中dn :在起升载荷QP =４９.98kN 作用下电动机转速;n :电动机同步转速；JC P ,JCn ：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:609.951==i d n n i =1５．86５取实际速比i =１６。

起升机构减速器按静功率j P 选取，根据j P ＝１8．17kW ，d n=951.９ｒ/ｍin,i =16，工作级别为Ｍ5，选定减速器为ZQH50，减速器许用功率［nj P]=31ＫW 。

低速轴最大扭矩为M ＝2100０N.ｍ。

减速器在９５１.9r/mi ｎ时许用功率[nj P ']为[nj P ']=10009.95131⨯=2９.5kW>１7kW实际起升速度n v '＝16865.155.19⨯＝1９.3３4ｍ/min;实际起升静功率j P =16865.1517.18⨯=18．02k Ｗ。

用Ⅱ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:n P ≥n m G Q m Hνηλ⨯+⨯10000=60894.0100034.1910)98.049(5.211.23⨯⨯⨯⨯+⨯⨯=15.136kW n P =１7KW>1５．136kW ，此题nP 恰好与jc P =25P 的功率相等。

式中nP ：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;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2.5； m ：电动机个数； η：总机械效率η＝0.8９4。

发热验算按下式计算：P ≥P з式中 P:电动机在不同接电持续率JC 值和不同C Ｚ值时允许输出功率，单位为kW ，按CZ=１50，JC 值=25%,查表得Ｐ=15.3９3ｋW ；ηνm G Q G P n 1000)(0⨯+⨯=ℑ=894.01100034.1910)98.049(8.03⨯⨯⨯⨯+⨯＝14.42kWP=15.36３＞ℑP ＝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：制M ≥制K 制静'M式中制M :制动力矩,单位为N.m;制K ：制动安全系数,查表１-5M5得zh K=２.0；制静'M :下降时作用在电动机轴上的静力矩,单位为N.m 。

j M '=1642894.041.010)98.049(2)(3'00⨯⨯⨯⨯⨯+=+ηmi D G Q =143.12N ．mη':下降时总机械效率，通常取η'≈η≈0.894zh M =zh M j M '=2⨯１43.12=286.24N ．ｍ根据选用zhM =286.24N.ｍ选用ＹWZ 53１５／３0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zhK ＝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=８２±0.５mm ； 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 ²＝6.7⨯4=26．８Kg ．ｍ²；型号为ＭLL ６，[M]=630Ｎ.m ；GD ²=1.85⨯４=7.4Ｋｇ.m ²。

电动机额定力矩9551795509550⨯==jc jc nn P M =170Ｎ.ｍ计算所需力矩M=n ⨯8φ⨯n M =1.5⨯2．0⨯1７0=51０N.m 式中 n ：安全系数取ｎ=1.5; 8φ:刚性动载系数,取8φ＝２.0; [Ｍ]=6３0＞M=５１0Ｎ.M 所选连轴器合格。

2.10 验算起动时间起动时间：32223220022951.9(490.98)100.41[1.15(1.526.87.4)375(289179.07)1640.894()10[()]375()=1.0sq d q j t n Q G D c GD M M i m η+⨯⨯=⨯⨯+++⨯-⨯⨯+⨯⨯=+- =式中:22221()()()d lzGD GD GD GD=1.5+26．8＋7.4＝35．7kN.m静阻力矩:ηmi D G Q M j 2)(00+==894.0416241.010)98.049(3⨯⨯⨯⨯⨯+=17９.07N.m电动机启动力矩：q M =1.7⨯n M =１．7⨯170=289N ．m平均起动加速度:60'⨯=q n q t a ν=600.134.19⨯=0．3２m/s ²q a ＝０.32 m/ｓ²＜[a ]=０.4 m/ｓ²经计算电动机启动时间合适。

2.11 验算制动时间制动时间:])([)(37522202'ηm i D G Q GD C M M n t h j zh d zh++⨯⨯-= =]894.041641.010)98.049()4.78.265.1(15.1[)143290(3759.9512223⨯⨯⨯⨯++++⨯⨯-⨯ =０.８5s'd n ：电机满载下降转速，单位为ｒ/ｍin ； 'd n =d n n -02=２⨯1000-951.９=1048．1ｒ/ｍｉn zhM =２90Ｎ.mj M '=１4３N.m平均制动减速器速度19.34=0.37m/s?<[a ]=0.4m/s?600.8560n zh zh V a t ==⨯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:mkgf M M e .8.339.16211=⨯==ϕm N n N M e e .172.1669771795509550%)25(1%)25(=⨯== 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：cm kgf W M n .4.1855.42.08.3331=⨯==τ 许用扭转应力: 1112][n k oh ⋅+=-ηττ 轴材料用45钢, 2/6000cm kgf b =σ，2/3550cm kgf s =σ；弯矩：21/132022.0cm kgf b ==-στ扭矩:2/21306.0cm kgf s s ==στ 轴受脉动循环的许用扭转应力：1112n •+-=ηκττακ mx k k K ⋅=--－--考虑零件几何形状和零件表面状况的应力集中系数;xk -－--－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,xk =1.５~2.5;mk -－---与零件表面加工光洁度有关，对于;2.1~15.1,5=∇m k 对于3, 1.25~1.35;m k ∇=此处取K=2⨯1.25＝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η=0.2. n 安全系数,查表得n=1.6因此2/1.6116.1)2.05.2(13202][cm kgf t ok =⨯+⨯=，故n ok通过。