第2章 小車副起升機構計算2.1 確定傳動方案選擇滑輪組和吊鉤組按照構造宜緊湊的原則，決定采用下圖的傳動方案。如圖圖2-1所示，采用了單聯(lián)滑輪組.按Q=5t，取滑輪組倍率=2，因而承載繩分支數(shù)為 Z=4。吊具自重載荷，其自重為：G=2.0%=0.02200kN=4kN圖2-1 副起升機構簡圖2.2 選擇鋼絲繩若滑輪組采用滾動軸承， 當=2，查表得滑輪組效率=0.985，鋼絲繩所受最大拉力：按下式計算鋼絲繩直徑d： d=c=0.096=10.895mmc: 選擇系數(shù)，單位mm/，選用鋼絲繩=1850N/mm，根據(jù)M5及查表得c值為0.096。選不松散瓦林吞型鋼絲繩直徑d=10mm，其標記為6W(19)-10-185-I-光-右順(GB1102-74)。2.3 確定卷筒尺寸并驗算強度卷筒直徑：卷筒和滑輪的最小卷繞直徑：hd式中h表示與機構工作級別和鋼絲繩結構的有關系數(shù)；查表得：卷筒=18；滑輪=20卷筒最小卷繞直徑=d=1820=360滑輪最小卷繞直徑=d=2020=400考慮起升機構布置及卷筒總長度不宜太長，滑輪直徑和卷筒直徑一致取D=400。卷筒長度：L=1500mm卷筒壁厚=0.02D+(610)=0.02400+(610)mm=1418mm，取=18mm，應進行卷筒壁的壓力計算。卷筒轉速=r/min=60r/min。2.4 計算起升靜功率=18.17kW式中起升時總機械效率=0.894為滑輪組效率取0.97；為傳動機構機械效率取0.94；為卷筒軸承效率取0.99；連軸器效率取0.99。2.5 初選電動機G=0.818.17=14.536kW式中：在JC值時的功率，單位為KW；G：均系穩(wěn)態(tài)負載平數(shù),根據(jù)電動機型號和JC值查表得G=0.8。選用電動機型號為YZR180L-6，=17KW，=955r/min，最大轉矩允許過載倍數(shù)m=2.5；飛輪轉矩GD=1.5KN.m。電動機轉速=951.9r/min式中:在起升載荷=49.98kN作用下電動機轉速； :電動機同步轉速； ,:是電動機在JC值時額定功率和額定轉速。2.6 選用減速器2.6.1 初選減速器減速器總傳動比：=15.865取實際速比=16。起升機構減速器按靜功率選取，根據(jù)=18.17kW，=951.9r/min，=16，工作級別為M5，選定減速器為ZQH50，減速器許用功率=31KW。低速軸最大扭矩為M=21000N.m。減速器在951.9r/min時許用功率為=29.5kW>17kW實際起升速度=19.334m/min；實際起升靜功率=18.02kW。用類載荷校核減速器輸出軸的徑向載荷，最大力矩。2.6.2 驗算輸出軸端最大容許徑向載荷用類載荷校核減速器輸出軸的徑向載荷，最大力矩。查卷筒的產(chǎn)品目錄可知卷筒的自重2.6.3 驗算輸出軸的最大容許扭矩輸出軸容許最大扭矩，按大于電動機的最大力矩進行校驗式中 -電動機實際最大力矩 -電動機最大力矩倍數(shù) -傳動比 -減速器傳動效率，取0.952.7 電動機過載驗算和發(fā)熱驗算過載驗算按下式計算：=15.136kW=17KW>15.136kW，此題恰好與=的功率相等。式中:基準接電持續(xù)率時，電動機額定功率，單位為kW； H:系數(shù)，繞線式異步電動機，取H=2.1； m:基準接電持續(xù)率時，電動機轉矩允許過載倍數(shù)，查表得m取2.5； m:電動機個數(shù)； :總機械效率=0.894。發(fā)熱驗算按下式計算:PP式中 P:電動機在不同接電持續(xù)率JC值和不同CZ值時允許輸出功率，單位為kW，按CZ=150，JC值=25%，查表得P=15.393kW；=14.42kWP=15.363>=14.42kW經(jīng)計算過載驗算和發(fā)熱驗算通過。2.8 選擇制動器按下式計算，選制動器：式中:制動力矩,單位為N.m； :制動安全系數(shù)，查表1-5M5得=2.0；:下降時作用在電動機軸上的靜力矩，單位為N.m。=143.12N.m ：下降時總機械效率，通常取0.894=2143.12=286.24N.m根據(jù)選用=286.24N.m選用YWZ315/30制動器，其額定制動力矩400N.m；安裝時將制動力矩調(diào)整到所需的制動力矩=290N.m。2.9 選擇聯(lián)軸器根據(jù)電動機和減速器以及浮動軸的軸伸尺寸及形狀選連軸器，使連軸器的許用應力矩M>計算的所需力矩M,則滿足要求。電動機的軸伸：d=55mm(錐形)，長度E=820.5mm；減速器軸伸：d=50mm(柱形)，長度E=85mm；浮動軸的軸頭：d=45mm， 長度E=84mm。選取梅花彈性連軸器：型號為MLL6-I-200，M=630N.m；GD=6.74=26.8Kg.m；型號為MLL6，M=630N.m；GD=1.854=7.4Kg.m。電動機額定力矩=170N.m計算所需力矩M=n=1.52.0170=510N.m式中 n：安全系數(shù)取n=1.5； ：剛性動載系數(shù)，取2.0； M=630>M=510N.M所選連軸器合格。2.10 驗算起動時間起動時間： =式中： =1.5+26.8+7.4=35.7kN.m靜阻力矩：=179.07N.m電動機啟動力矩：=1.7=1.7170=289N.m平均起動加速度：=0.32m/s=0.32 m/s<=0.4 m/s經(jīng)計算電動機啟動時間合適。2.11 驗算制動時間制動時間： = =0.85s：電機滿載下降轉速，單位為r/min；=21000-951.9=1048.1r/min=290N.m=143N.m平均制動減速器速度所以制動時間也合適。2.12 高速軸計算2.12.1疲勞計算軸受脈動扭轉載荷，其等效扭矩：由上節(jié)選擇聯(lián)軸器中,已確定浮動軸端直徑d=45.因此扭轉應力為: 許用扭轉應力: 軸材料用45鋼, ，；彎矩： 扭矩：軸受脈動循環(huán)的許用扭轉應力：-考慮零件幾何形狀和零件表面狀況的應力集中系數(shù);-與零件幾何形狀有關,對于零件表面有急劇過度和開鍵槽及緊配合區(qū)段, =1.52.5；-與零件表面加工光潔度有關,對于對于此處取K=21.25=2.5-考慮材料對應力循環(huán)不對稱的敏感系數(shù),對碳鋼,低合金剛，取=0.2.安全系數(shù),查表得=1.6因此，故 通過。1.12.2 強度驗算 軸所受最大轉矩：:式中: -動力系數(shù),由表查得 =2；按照額定起重量計算軸受靜力矩, 最大扭轉應力: 許用扭轉應力: 式中: -安全系數(shù)，由表查得=1.6。故合適.浮動軸的構造如圖（4）所示：中間軸徑, 圖2-2 副起升高速傳動軸構造圖