電動(dòng)絞車剎車裝置的設(shè)計(jì)【2013年最新整理畢業(yè)論文】

電動(dòng)絞車剎車裝置的設(shè)計(jì) 摘 要 機(jī)械是人類生產(chǎn)和生活的基本工具要素之一，是人類物質(zhì)文明最重要的一個(gè)組成部分。機(jī)械工業(yè)擔(dān)負(fù)著向國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門，包括工業(yè)、農(nóng)業(yè)和社會(huì)生活各個(gè)方面提供各種性能先進(jìn)、使用安全可靠的技術(shù)裝備的任務(wù)，在國(guó)家現(xiàn)代化的建設(shè)中占有舉足輕重的地位。20 世紀(jì) 80 年代以來，以微電子、信息、新材料、系統(tǒng)科學(xué)為代表的新一代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及其在機(jī)械工程領(lǐng)域中廣泛滲透、應(yīng)用和衍生，極大的拓展了機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造活動(dòng)的深度和廣度，改變了現(xiàn)代制造業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方法、生產(chǎn)工藝和設(shè)備以及生產(chǎn)組織模 式，產(chǎn)生了一大批新的機(jī)械設(shè)計(jì)制造方法和制造系統(tǒng)。 電動(dòng)絞車作為一種機(jī)械產(chǎn)品，有著理論基礎(chǔ)不在局限于力學(xué)，制造過程的基礎(chǔ)也不只是設(shè)計(jì)與制造經(jīng)驗(yàn)及技藝的總結(jié)。本設(shè)計(jì)涉及到了電動(dòng)機(jī)的選取，齒輪與傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)，還有制動(dòng)裝置的選用以及減速器的計(jì)算，最后通過對(duì)零件的設(shè)計(jì)達(dá)到最后電動(dòng)絞車的總裝要求?？傊?，本設(shè)計(jì)注意到了調(diào)整結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)科學(xué)基礎(chǔ)，反映在大學(xué)期間學(xué)習(xí)到的知識(shí)的聯(lián)系和銜接，內(nèi)容分配合理，即相互聯(lián)系又避免不必要的重復(fù)，在設(shè)計(jì)中形成自己的特色，對(duì)自己以后工作墊下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 關(guān)鍵詞： 電動(dòng)機(jī)；聯(lián)軸器；傳動(dòng)裝置；減速器 ；制動(dòng)裝置 Abstract Machinery is the basic tool of human production and life of human material civilization, is one of the most important part of. Machinery industry is responsible for the national economic sectors, including industrial, agricultural and each aspect of social life with a variety of advanced performance, safe and reliable use of the technology and equipment of the task, in the national modernization construction occupies the position of play a decisive role. Since the nineteen eighties, microelectronics, information, new material, system science as the representative of the new generation of the development of science and technology and in the mechanical engineering field widely, application and derivative, greatly expanding the product design and manufacture of mechanical activity of the depth and breadth of modern manufacturing industry, changed the method of product design, product structure, production methods, production technology and equipment and the production organization pattern, resulting in a large number of new mechanical design manufacturing method and system. Electric winch is a mechanical product, a theoretical basis is not limited to mechanical, manufacturing process based not only design and manufacturing experience and technology summary. This design involves the selection of electric motor, gear and gear design, and the braking device selection and the speed reducer are calculated, finally through to reach the final parts of the design of electric winch assembly requirements. In short, this design pay attention to adjust a structure, strengthen the scientific basis, reflected in the university period to learn knowledge of contact and connection, content distribution is reasonable, namely the interrelated and avoid unnecessary duplication, in the design of forming its own characteristics, to their later work mat foundation. Key words： Motor； Coupling； Gear； Reducer； Braking device 目 錄 摘 要 . 1 1 緒論 . 1 1.1 絞車的研究現(xiàn)狀 . 1 1.2 絞車的種類 . 4 1.3 絞車的應(yīng)用 . 5 1.4 絞車設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 . 5 2 電動(dòng)機(jī)的選取 . 6 2.1 電動(dòng)機(jī)的功能 . 6 2.2 電動(dòng)機(jī)的種類 . 7 2.3 電動(dòng)機(jī)選取與計(jì)算 . 10 3 制動(dòng)系統(tǒng) . 12 3.1 離合器的設(shè)計(jì) . 12 3.2 制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算 . 14 3.2.1 制動(dòng)器的外形 . 14 3.2.2 制動(dòng)器系數(shù)的分析 . 16 3.2.3 制動(dòng)器制動(dòng)力矩的確定 . 16 3.3 制動(dòng)器主要零部件 . 17 3.4 摩擦襯片的磨損特性計(jì)算 . 18 4 減速器的設(shè)計(jì) . 20 4.1 傳動(dòng)參數(shù)的設(shè)計(jì) . 20 4.2 減速器齒輪選擇和計(jì)算 . 21 4.3 軸的計(jì)算和校核 . 28 5 聯(lián)軸器的設(shè)計(jì) . 30 5.1 聯(lián)軸器的種類和選用因素 . 30 5.2 聯(lián)軸器的功能用途 . 32 5.3 聯(lián)軸器的材料 . 33 6其他附件的設(shè)計(jì) . 33 7結(jié)語(yǔ) . 35 參考文獻(xiàn) . 36 致 謝 . 37 全套資料帶 CAD 圖， QQ 聯(lián)系 414951605 或 1304139763 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 1 1 緒論 1.1 絞車的研究現(xiàn)狀 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 2 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 3 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 4 絞車又稱為卷?yè)P(yáng)機(jī)，主要運(yùn)用于建筑、水利工程、林業(yè)、礦山、碼頭等的物 料升降或平拖。是用 卷筒 纏繞 鋼絲繩 或 鏈條 以 提升 或 牽引 重物的輕小型起重設(shè)備 。 絞車具有以下特點(diǎn)：通用性高、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、起重大。使用轉(zhuǎn)移方便，被廣泛應(yīng)用于建筑、水利工程、林業(yè)、礦山、碼頭等的物料升降或平拖，還可作現(xiàn)代化電控自動(dòng)作業(yè)線的配套設(shè)備。有 0.5350 噸，分為快速和慢速兩種。其中高于 20噸的為大噸位絞車 ,絞車可以單獨(dú)使用，也可作為起 重、筑路和礦井提升等機(jī)械中的組成部件，因操作簡(jiǎn)單、繞繩量大、移置方便而廣泛應(yīng)用。絞車主要技術(shù)指標(biāo)有額定負(fù)載、支持負(fù)載、繩速、容繩量等。 使用轉(zhuǎn)移方便，被廣泛應(yīng)用于建筑、水利工程、林業(yè)、礦山、碼頭等的物料升降或平拖，還可作現(xiàn)代化電控自動(dòng)作業(yè)線的配套設(shè)備。有 0.5 噸 350 噸，分為快速和慢速兩種。其中高于 20 噸的為大噸位絞車 ,絞車可以單獨(dú)使用，也可作為 起重 、筑路和 礦井 提升等機(jī)械中的組成部件，因操作簡(jiǎn)單、繞繩量大、移置方便而廣泛應(yīng)用。絞車主要技術(shù)指標(biāo)有額定負(fù)載、支持負(fù)載、繩速、容繩量 等。 1.2 絞車的種類 絞車按照動(dòng)力分為手動(dòng)、電動(dòng)、液壓三類。從用途上分類可分為建筑用絞車和船用絞車。絞車按照功能可以分為：船用絞車、工 程絞車、礦用絞車、電纜絞車等等。按照卷筒形式分為單卷筒和和雙卷筒 。 按照卷筒的分布形式有并列雙卷筒和前后雙卷筒，特殊符號(hào)的絞車有變頻絞車，雙筒絞車，手剎杠桿式雙制動(dòng)絞車，帶限位器絞車，電控絞車，電控手剎離合絞車，大型雙筒雙制動(dòng)絞車，大型外齒輪絞車，大型液壓絞車，大型外齒輪帶排繩器絞車，雙曳引輪絞車，大型液壓雙筒雙制動(dòng)絞車，變頻帶限位器絞車。 手動(dòng)絞車的手柄回轉(zhuǎn)的 傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 上裝 有停止器 (棘輪 和 棘爪 )，可使重物保持在需要的位置。裝配或提升重物用的手動(dòng)絞車還應(yīng)設(shè)置安全手柄和 制動(dòng)器 。手動(dòng)絞車 一般用在起重量小、設(shè)施條件較差或無電源的地方。電動(dòng)絞車廣泛用于工作繁重和所需牽引力較大的場(chǎng)所。單卷筒電動(dòng)絞車的電動(dòng)機(jī)經(jīng) 減速器 帶動(dòng)卷筒， 電動(dòng)機(jī) 與減速器輸入軸之間裝有制動(dòng)器。為適應(yīng)提升、牽引和 回轉(zhuǎn) 等作業(yè)的需要，還有雙卷筒和多卷筒裝置的絞車。一般額定載荷低于 10T 的絞車可以設(shè)計(jì)成電動(dòng)絞車。 液壓絞車主要是額定載荷較大的絞車，一般情況下 10T 以上到 5000T 的絞車設(shè)計(jì)成液壓絞車。其結(jié)構(gòu)主要由液壓馬達(dá)（低速或高速馬達(dá)）、液壓常閉多片式制動(dòng)器、行星齒輪箱、離合器 (選配 )、卷筒、支撐軸、機(jī)架、壓繩器 (選配 )等組成。液壓馬達(dá)具有很高的機(jī)械效率，起動(dòng)扭矩大，并可根據(jù)工況要求帶不同的配流器，還可根據(jù)用戶需要設(shè)計(jì)閥組直接集成于馬達(dá)配油 器上，如帶平衡閥、過載閥、高壓梭閥、調(diào)速換向閥或其他性能的閥組，制動(dòng)器、行星齒輪箱等直接安裝于卷筒內(nèi)，卷筒、支撐軸、機(jī)架根據(jù)力學(xué)要求設(shè)計(jì)，整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔合理并具有足夠的強(qiáng)度和剛性。因而該系列絞車在結(jié)構(gòu)上具有緊湊、體積小、重量輕、外形美觀等特點(diǎn)，在性能上則具有安全性好、效率高、起動(dòng)扭矩大、低速穩(wěn)定性好、噪音小、操作可靠等特點(diǎn)。值得一提的是液壓馬達(dá)高的容積效率和美國(guó) SUN 公司優(yōu)質(zhì)的平衡閥解決了一般絞車都存在的二次下滑中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 5 和空鉤抖動(dòng)現(xiàn)象，使得該系列液壓絞車的提升、下放和制動(dòng)過程平穩(wěn)，帶離合器的絞車還可實(shí)現(xiàn)自由下放。安裝 于配流盤上的集成閥組則有效地簡(jiǎn)化了用戶的液壓系統(tǒng)。由于該系列絞車具備上述優(yōu)點(diǎn)，使其廣泛應(yīng)用于船舶、鐵路、工程機(jī)械、石油、地質(zhì)勘探、冶金等行業(yè)，其優(yōu)良性能得到了用戶的認(rèn)可。例：安裝在直升機(jī)上的救援設(shè)備，主要功用是將人或物吊起、放下，自有動(dòng)力，可控制，直升機(jī)在保持高度懸停時(shí)，通過絞車手的控制可收放鋼索將人或物吊起放下。 1.3 絞車的應(yīng)用 電動(dòng)絞車是一種起重設(shè)備，由于具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、搬運(yùn)安裝靈活、維護(hù)保養(yǎng)簡(jiǎn)單、操作力便、價(jià)格低廉和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，所以被廣泛應(yīng)用于物料提升、水平或傾斜曳引重物、打樁、集材、冷拉鋼筋、 設(shè)備安裝等工作中。 提升重物是電動(dòng)絞車的一種主要功能，所以各類絞車的設(shè)計(jì)都是根據(jù)這一要求為依據(jù)的。雖然目前塔吊、汽車吊等取代了絞車的部分工作，如塔吊在建筑工地上用于物料和構(gòu)件的提升工作，但由于塔吊成本高，一般在大型建筑中使用，而且靈活性較差，故一般中小型建筑仍然廣泛應(yīng)用電動(dòng)絞車，就是大型建筑中雖有塔吊，也還需用電動(dòng)絞車作輔助提升用；汽車吊升雖然靈活方便，但也因?yàn)槌杀咎?，而不能在建筑業(yè)中被廣泛應(yīng)用，所以大型設(shè)備的安裝仍然是由電動(dòng)絞車承擔(dān)的。絞車除在建筑工地、設(shè)備安裝等方面被廣泛應(yīng)用外，在冶金、礦山等行業(yè)中亦 廣泛應(yīng)用，如高爐料鐘和物料的提升，小型礦井的物料提升，船舶上做模的提升等。電動(dòng)絞車用于提升重物時(shí)，需要有門字架、桅桿等配套設(shè)備方能實(shí)現(xiàn)。 電動(dòng)絞車還可應(yīng)用于林區(qū)的集材工作，建筑業(yè)的冷拉鋼筋，小型礦井的水平、傾斜運(yùn)輸?shù)人交蚵氁芬梦锏墓ぷ骱痛驑兜裙ぷ鳌Ｕ驗(yàn)殡妱?dòng)絞車具有多種用途，所以它已不僅用于建筑業(yè)，而且在冶金、化工、水電、農(nóng)業(yè)、軍事及交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)亦被廣泛應(yīng)用。 在國(guó)外，絞車的品種繁多，應(yīng)用也很廣泛。在西方技術(shù)先進(jìn)的國(guó)家中雖然工業(yè)水平先進(jìn)，機(jī)械化程度不斷提高，起重設(shè)備也在不斷更新，但仍不能完全淘汰絞車 這樣的行之有效的簡(jiǎn)單機(jī)械設(shè)備。 美國(guó)生產(chǎn)電動(dòng)絞車的廠家有近百家，主要有貝波國(guó)際有限公司、哲恩有限公司等，日本從明治 30 年開始制造和使用絞車，北川鐵工所是一家大型生產(chǎn)廠，其生產(chǎn)的絞車品種系列比較齊全，法國(guó)生產(chǎn)絞車的廠家很多，其中包藤公司就是生產(chǎn)絞車的主要廠家之一。其他國(guó)家，如俄羅斯、英國(guó)、挪威、瑞典、加拿大、德國(guó)等也都生產(chǎn)著不同用途的各種型號(hào)的絞車。 1.4 絞車設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 本次設(shè)計(jì)的題目是電動(dòng)絞車的剎車裝置，即制動(dòng)器的設(shè)計(jì)，絞車由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 6 不大、移動(dòng)方便，而被廣泛應(yīng)用于礦山地面、冶金礦場(chǎng)或建筑 工地等進(jìn)行調(diào)度和其它的運(yùn)輸工作。 鼓式制動(dòng)器是最早形式的汽車制動(dòng)器，當(dāng)盤式制動(dòng)器還沒有出現(xiàn)前 ，它已經(jīng)廣泛用干各類汽車上。鼓式制動(dòng)器又分為內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器和外束型鼓式制動(dòng)器兩種結(jié)構(gòu)型式。內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器的摩擦元件是一對(duì)帶有圓弧形摩擦蹄片的制動(dòng)蹄，后者則安裝在制動(dòng)底板上，而制動(dòng)底板則緊固在前橋的前梁或后橋橋殼半袖套管的凸緣上，其旋轉(zhuǎn)的摩擦元件為制動(dòng)鼓。車輪制動(dòng)器的制動(dòng)鼓均固定在輪鼓上。制動(dòng)時(shí)，利用制動(dòng)鼓的圓柱內(nèi)表面與制動(dòng)蹄摩擦路片的外表面作為一對(duì)摩擦表面在制動(dòng)鼓上產(chǎn)生摩擦力矩，故又稱為蹄式制動(dòng)器。外束型鼓式制動(dòng)器的固定摩擦元件是帶有摩擦片且剛度較小的制動(dòng)帶，其旋轉(zhuǎn)摩擦元件為制動(dòng)鼓，并利用制動(dòng)鼓的外因柱 表面與制動(dòng)帶摩擦片的內(nèi)圓弧面作為一對(duì)摩擦表面，產(chǎn)生摩擦力矩作用于制動(dòng)鼓，故又稱為帶式制動(dòng)器。在汽車制動(dòng)系中，帶式制動(dòng)器曾僅用作一些汽車的中央制動(dòng)器，但現(xiàn)代汽車已很少采用。所以內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器通常簡(jiǎn)稱為鼓式制動(dòng)器，通常所說的鼓式制動(dòng)器就是指這種內(nèi)張型鼓式結(jié)構(gòu)。 我所設(shè)計(jì)的剎車裝置的名字叫做 電力液壓鼓式制動(dòng)器，它則用于各種起重，皮帶運(yùn)輸，港口裝卸，冶金及建筑機(jī)械中各種機(jī)構(gòu)減速和停車制動(dòng)。它和電動(dòng)機(jī)是一個(gè)電源，當(dāng)剎車時(shí)，電動(dòng)機(jī)和制動(dòng)器斷電，制動(dòng)器由于斷電則迅速抱緊電動(dòng)機(jī)的軸，使電動(dòng)機(jī)迅速停止，達(dá)到絞車剎車的作用， 通電以后，制動(dòng)器則松開電動(dòng)機(jī)的軸，使其正常的運(yùn)轉(zhuǎn)。該設(shè)計(jì)采用連鎖式退距均等裝置，在使用過程中可始終保持倆測(cè)瓦片退距均等且無需調(diào)節(jié)，這樣可完全避免因退距不均使一側(cè)制動(dòng)襯墊伏貼制動(dòng)輪的現(xiàn)象，并設(shè)有瓦片自動(dòng)隨位裝置，而且主要擺動(dòng)絞點(diǎn)均設(shè)有潤(rùn)滑軸承，傳動(dòng)效率高，壽命長(zhǎng)，在使用過程中無需潤(rùn)滑，制動(dòng)彈簧在方管內(nèi)部在一側(cè)設(shè)有標(biāo)尺，用戶十分方便的讀出制動(dòng)力矩值，免去計(jì)算和測(cè)量的麻煩。制動(dòng)襯墊為卡裝式整體成型結(jié)構(gòu)，更換十分方便，快捷，并備有半金屬硬質(zhì)和半硬質(zhì)，軟質(zhì)等不同材料的制動(dòng)襯墊供用戶選擇，而且它還可以手動(dòng)釋放，釋放開閘 和閉閘限位開關(guān)，可實(shí)現(xiàn)制動(dòng)器是否正常釋放或閉合的信號(hào)顯示。還帶有下降延遲閥，可實(shí)現(xiàn)制動(dòng)器的延時(shí)閉合。 2 電動(dòng)機(jī)的選取 2.1 電動(dòng)機(jī)的功能 電動(dòng)機(jī)的功能主要表現(xiàn)在能量轉(zhuǎn)換和輸出量的控制倆方面，所謂電動(dòng)機(jī)是一種旋轉(zhuǎn)的中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 7 電動(dòng)機(jī)，它從電網(wǎng)輸出電能，轉(zhuǎn)化成軸上輸出的機(jī)械能，從而實(shí)現(xiàn)電能到機(jī)械能的轉(zhuǎn)化，之所以稱之為旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)是因?yàn)闄C(jī)械能的輸出是以轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的形式出現(xiàn)的，然而電動(dòng)機(jī)并不都是旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)，例如直線電動(dòng)機(jī)，它可以直接把電能轉(zhuǎn)化成直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能輸出，當(dāng)然絕大多數(shù)的電動(dòng)機(jī)是旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)。 電動(dòng)機(jī)的另一個(gè)功能 就是可以對(duì)輸出量進(jìn)行控制，即可以對(duì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)，對(duì)于調(diào)速電動(dòng)機(jī)，伺服電動(dòng)機(jī)等作為控制系統(tǒng)中的執(zhí)行部件而使用的電動(dòng)機(jī)，這種輸出量控制功能十分重要。顯然，這種場(chǎng)合，電動(dòng)機(jī)除了完成能量的轉(zhuǎn)換的功能之外，其控制功能也應(yīng)滿足系統(tǒng)的要求。 電動(dòng)機(jī)與半導(dǎo)體裝置等各種控制裝置的組合就是電動(dòng)機(jī)成套裝置，電動(dòng)機(jī)成套裝置能完成各種各樣的控制功能，這些控制功能僅僅依靠電動(dòng)機(jī)本身是無法實(shí)現(xiàn)的，這種情況下，究竟是一臺(tái)電動(dòng)機(jī)還是一套裝置，有時(shí)難以區(qū)分，實(shí)用上，可把這種成套裝置作為一個(gè)單元來考慮，與單體電動(dòng)機(jī)并列，以便 對(duì)其性能有一個(gè)更清楚的比較。 2.2 電動(dòng)機(jī)的種類 電動(dòng)機(jī) 主要包括一個(gè)用以產(chǎn)生 磁場(chǎng) 的電磁鐵繞組或分布的 定子繞組 和一個(gè)旋轉(zhuǎn) 電樞或轉(zhuǎn)子，其導(dǎo)線中有 電流 通過并受磁場(chǎng)的作用而使轉(zhuǎn)動(dòng)，這些機(jī)器中有些類型可作電動(dòng)機(jī)用，也可作 發(fā)電機(jī) 用。它是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的一種 機(jī)器 。通常電動(dòng)機(jī)的作功部分作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，這種電動(dòng)機(jī)稱為轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)；也有作直線運(yùn)動(dòng)的，稱為直線電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)能提供的 功率 范圍很大，從毫瓦級(jí)到萬千瓦級(jí)。電動(dòng)機(jī)的使用和控制非常方便，具有自起動(dòng) 、加速 、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)、掣住等能力，能滿足各種 運(yùn)行要求；電動(dòng)機(jī)的 工作效率 較高，又沒有煙塵、氣味，不污染環(huán)境，噪聲也較小。由于它的一系列優(yōu)點(diǎn)，所以在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、 國(guó)防 、商業(yè)及家用電器、醫(yī)療電器設(shè)備等各方面廣泛應(yīng)用。 圖 2-1 電動(dòng)機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 電動(dòng)機(jī)使用了電流的 磁效應(yīng) 原理，發(fā)明這一原理的的是丹麥 物理學(xué)家 奧斯特 1777 年 8月 14 日生于蘭格朗島 魯?shù)?喬賓的一個(gè)藥劑師家庭。 1794 年考入 哥本哈根大學(xué) ， 1799 年獲博士 學(xué)位。 1801 1803 年去德、法等國(guó)訪問，結(jié)識(shí)了許多物理學(xué)家及化學(xué)家。 1806 年起中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 8 任哥本哈根大學(xué) 物理學(xué) 教授， 1815 年起任丹麥皇家學(xué)會(huì)常務(wù)秘書。 1820 年因 電流磁效應(yīng)這一杰出發(fā)現(xiàn)獲 英國(guó) 皇家學(xué)會(huì)科普利獎(jiǎng)?wù)隆?1829 年起任 哥本哈根 工學(xué)院院長(zhǎng)。 1851 年 3月 9 日在哥本哈根逝世。他曾對(duì)物理學(xué)、化學(xué)和哲學(xué)進(jìn)行過多方面的研究。由于受 康德哲學(xué) 與 謝林 的 自然哲學(xué) 的影響，堅(jiān)信自然力是可以相互轉(zhuǎn)化的，長(zhǎng)期探索電與磁之間的聯(lián)系。1820 年 4 月終于發(fā)現(xiàn)了電流對(duì)磁針的作用，即電流的磁效應(yīng)。同年 7 月 21 日以關(guān)于磁針上電沖突作用的實(shí)驗(yàn)為題發(fā)表了他的發(fā)現(xiàn)。這篇短短的論文使 歐洲 物理學(xué)界產(chǎn)生了極大震動(dòng)，導(dǎo)致了大批實(shí)驗(yàn)成果的出現(xiàn)，由此開辟了物理學(xué)的新領(lǐng)域 電磁學(xué) 。 1812 年他最先提出了光與 電磁 之間聯(lián)系的思想。 1822 年他對(duì) 液體 和氣體的壓縮性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。 1825 年提煉出 鋁 ，但純度不高。在聲學(xué)研究中，他試圖發(fā)現(xiàn)聲所引起的電現(xiàn)象。他的最后一次研究工作是抗磁性。他是一位熱情洋溢重視科研和實(shí)驗(yàn)的教師，他說：“ 我不喜歡那種沒有實(shí)驗(yàn)的枯燥的講課，所有的科學(xué)研究都是從實(shí)驗(yàn)開始的 ” 。因此受到學(xué)生歡迎。他還是卓越的講演家和自然科學(xué)普及工作者， 1824 年倡議成立 丹麥 科學(xué)促進(jìn) 協(xié)會(huì) ，創(chuàng)建了丹麥第一個(gè)物理實(shí)驗(yàn)室。 1908 年丹麥自然科學(xué)促進(jìn)協(xié)會(huì)建立 “ 奧斯特獎(jiǎng)?wù)?” ，以表彰做出重大貢獻(xiàn)的物理學(xué)家。 1934年以 “ 奧斯特 ” 命名 CGS單位制中的 磁場(chǎng)強(qiáng)度 單位。1937 年 美國(guó) 物理教師協(xié)會(huì)設(shè)立 “ 奧斯特獎(jiǎng)?wù)?” ，獎(jiǎng)勵(lì)在物理教學(xué)上做出貢獻(xiàn)的物理教師。 電動(dòng)機(jī)根據(jù)用戶需要也可以制成帶串勵(lì)繞組。中心高 100 280mm 的電動(dòng)機(jī)無 補(bǔ)償繞組 ，但中心高 250mm、 280mm 的電動(dòng)機(jī)根據(jù)具體情況和需要可以制成帶補(bǔ)償繞組，中心高315 450mm 的電動(dòng)機(jī)帶有補(bǔ)償繞 組。中心高 500 710mm 的電動(dòng)機(jī)外形安裝尺寸及技術(shù)要求均符合 IEC 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)， 電機(jī) 的機(jī)械尺寸公差符合 ISO 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。 冷卻方式和結(jié)構(gòu)、安裝形式 IC06：自帶 鼓風(fēng)機(jī) 的外通風(fēng)； ICl7：冷卻空氣進(jìn)口為管道，出口為 百葉窗 排風(fēng)；IC37：即冷卻空氣進(jìn)出口均為管道； IC611：全封閉帶空氣 /空氣冷卻器 ； ICW37A86：全封閉帶空氣 /水冷卻器。并有多種派生形式，如 自通風(fēng)型、帶軸向風(fēng)機(jī)型、封閉型、空空冷卻器型等。 電動(dòng)機(jī)當(dāng)中的 同步電動(dòng)機(jī)不但功率因數(shù)高，而且其轉(zhuǎn)速與負(fù)載大小無關(guān)，只決定于 電網(wǎng) 頻率。工作較穩(wěn)定。在要求寬范圍調(diào)速的 場(chǎng)合 多用直流電動(dòng)機(jī)。但它有 換向器 ，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，維護(hù)困難，不適于惡劣環(huán)境。 20 世紀(jì) 70 年代以后，隨著 電力電子技術(shù) 的發(fā)展， 交流電動(dòng)機(jī) 的調(diào)速技術(shù)漸趨成熟，設(shè)備價(jià)格日益降低，已開始得到應(yīng)用 。電動(dòng) 機(jī)在規(guī)定工作制式（連續(xù)式、短時(shí)運(yùn)行制、斷續(xù)周期運(yùn)行制）下所能承擔(dān)而不至引起電機(jī)過熱的最大輸出 機(jī)械 功率稱為它的 額定功率 ，使用時(shí)需注意 銘牌 上的規(guī)定。電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)需注意使其負(fù)載的特性與電機(jī)的特性相匹配，避免出現(xiàn)飛車或停轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)能提供的功率范圍很大，從毫瓦級(jí)到萬千瓦級(jí)。 電動(dòng)機(jī)的使用和控制非常方便，具有自起動(dòng)、加速、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)、掣住等能力，能滿足各種運(yùn)行要求；電動(dòng)機(jī)的工作效率較高，又沒有 煙塵 、氣味，不污染環(huán)境， 噪聲 也較小。由于它的一系列優(yōu)點(diǎn)，所以在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、國(guó)防、商業(yè)及家用電器、醫(yī)療電器設(shè)備等各方面廣泛應(yīng)用。一般 電動(dòng)機(jī)調(diào)速 時(shí)其輸出功率會(huì)隨轉(zhuǎn)速而變化。 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 9 圖 2-2 電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu) 電動(dòng)機(jī) 從能量消耗的 角度 看，調(diào)速大致可分兩種 ： （ 1） 保持 輸入功率 不變 。通過改變調(diào)速裝置的能量消耗，調(diào)節(jié)輸出功率以調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。 （ 2） 控制電動(dòng)機(jī)輸入功率以調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的 轉(zhuǎn)速 。 電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)電機(jī)、 變頻電機(jī) 、調(diào)速電機(jī)、三相異步電動(dòng)機(jī)、 高壓電機(jī) 、多速電機(jī)、 雙速電機(jī) 和防爆電機(jī)。 Y(IP44)系列異步電動(dòng)機(jī)容量從 0.55 200kW， B級(jí)絕緣，防護(hù)等級(jí) IP44，達(dá)到國(guó)際電工委員會(huì) (IEC)標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品達(dá)到 20 世紀(jì) 70 年代末國(guó)際水平，全系列加權(quán)平均 效率 比 JO2系列提高 0.43%，年產(chǎn)量約 2000 萬 kW。 Yx 系列高效電動(dòng)機(jī) 該類電機(jī)由上海電器科學(xué)研究所組織電機(jī)行業(yè)研制成功，容量 1.5 90kW，有 2， 4，6 等 3 種極數(shù)。全系列電動(dòng)機(jī)效率平均比 Y(IP44)系列 高 3%左右，接近國(guó)際先進(jìn)水平。適用于單方向運(yùn)行，年工作時(shí)間在 3000h 以上。負(fù)載率大于 50%的場(chǎng)合，節(jié)電效果顯著。該系列電動(dòng)機(jī) 產(chǎn)量 不高，年產(chǎn)量約 1萬 kW。 變極調(diào)速電機(jī) ， 主要產(chǎn)品有在國(guó)內(nèi)已批量生產(chǎn)的 YD(90.45 160kW)， YDT(0.17160kW)， YDB(0.35 82kW)， YD(0.2 24kW)， YDFW(630 4000kW)等 8 個(gè)系列產(chǎn)品，達(dá)到國(guó)際 平均應(yīng)用水平。電磁滑差調(diào)速電機(jī) ， 中國(guó) 已批量生產(chǎn) YCT(0.55 90kW)， YCT2(15250kW)， YCTD(0.55 90kW)， YCTE(5.5 630kW)， YCTJ(0.55 15kW)等 8 個(gè)系列產(chǎn)品，達(dá)到國(guó)際平均應(yīng)用水平，其中 YCTE 系列的技術(shù)水平最高，最有發(fā)展前途。 （ 1） 按工作電源分類根據(jù)電動(dòng)機(jī)工作電源的不同，可分為 直流電動(dòng)機(jī) 和交流電動(dòng)機(jī)。其中交流電動(dòng)機(jī)還分為單相電動(dòng)機(jī)和三相電動(dòng)機(jī)。 （ 2） 按結(jié)構(gòu)及工作原理分類電動(dòng)機(jī)按結(jié)構(gòu)及工作原理可分為直流電動(dòng)機(jī)，異步電動(dòng)機(jī)和 同步電動(dòng)機(jī) 。同步電動(dòng)機(jī)還可分為 永磁同步電動(dòng)機(jī) 、磁阻同步電動(dòng)機(jī)和磁滯同布電動(dòng)機(jī)。異步電動(dòng)機(jī)可分為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和交流換向器電動(dòng)機(jī)。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)又分為三相異步電動(dòng)機(jī)、單電動(dòng)機(jī) ， 相異步電動(dòng)機(jī)和罩極異步電動(dòng)機(jī)等。交流換向器電動(dòng)機(jī)又分為單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)、交直流兩用電動(dòng)機(jī)和推斥電動(dòng)機(jī)。 （ 3）按起動(dòng)與運(yùn)行方式分類電動(dòng)機(jī)按起動(dòng)與運(yùn)行方式可分為 電容 起動(dòng)式單相異步電動(dòng)機(jī)、電容運(yùn)轉(zhuǎn)式單相異步電動(dòng)中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 10 機(jī)、電容起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)式 單相異步電動(dòng)機(jī)和分相式單相異步電動(dòng)機(jī)。 (4)按用途分類電動(dòng)機(jī)按用途可分為驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)和控制用電動(dòng)機(jī)。驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)又分為 電動(dòng)工具 （包括鉆孔、拋光、磨光、開槽、切割、擴(kuò)孔等工具）用電動(dòng)機(jī)、家電（包括 洗衣機(jī) 、 電風(fēng)扇 、 電冰箱 、空調(diào)器、 錄音機(jī) 、錄像機(jī)、影碟機(jī)、 吸塵器 、照相機(jī)、 電吹風(fēng) 、電動(dòng)剃須刀等）用電動(dòng)機(jī)及其它通用小型機(jī)械設(shè)備（包括各種小型 機(jī)床 、小型機(jī)械、醫(yī)療器械、電子儀器等）用電動(dòng)機(jī)?？刂朴秒妱?dòng)機(jī)又分為 步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 和伺服電動(dòng)機(jī)等。 (5)按轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)分類電動(dòng)機(jī)按轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)可分為 籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī) （舊標(biāo)準(zhǔn)稱為鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)）和 繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī) （舊標(biāo)準(zhǔn)稱為繞線型異步電動(dòng)機(jī)）。 (6)按運(yùn)轉(zhuǎn)速度 分類電動(dòng)機(jī)按運(yùn)轉(zhuǎn)速度可分為高速電動(dòng)機(jī)、低速電動(dòng)機(jī)、恒速電動(dòng)機(jī)、 調(diào)速電動(dòng)機(jī) 。 2.3 電動(dòng)機(jī)選取與計(jì)算 電動(dòng)機(jī)選擇的原則：在電動(dòng)機(jī)能夠滿足機(jī)械負(fù)載要求的前提下，最為經(jīng)濟(jì)合理地決定電動(dòng)機(jī)功率。 建筑絞車屬于非連續(xù)制工作機(jī)械，而且起動(dòng)、制動(dòng)頻繁。因此，選擇電動(dòng)機(jī)應(yīng)與其工作特點(diǎn)相適應(yīng)。 建筑絞車主要采用三相交流異步電動(dòng)機(jī)。根據(jù)建筑行業(yè)的工作特點(diǎn)，電動(dòng)機(jī)工作制應(yīng)考慮選擇短時(shí)重復(fù)工作 制和短時(shí)工作制并優(yōu)先選用冶金及起重用異步電動(dòng)機(jī) YZR(繞線轉(zhuǎn)子 ) 、 YZ(籠型轉(zhuǎn)子 )系列專用電動(dòng)機(jī)。其特點(diǎn)示有良好的密封性，其防護(hù)等級(jí)為 IP54。 電動(dòng)機(jī)功率的選擇，建筑絞車電動(dòng)機(jī)功率的初選可以按所需的靜功率計(jì)算，然后根據(jù)其工作方式進(jìn)一步確定并校核。 計(jì)算公式為 P= 6000eeVF = 3 2 0 0 0 3 0 1 7 . 7 86 0 0 0 0 0 . 9 0 KW （ 2-1） 式中eF鋼絲繩額定拉力 32KN；eV鋼絲繩額定速度 30m/min； 建筑絞車整機(jī)傳動(dòng)效率。這里包括傳動(dòng)裝置，軸承，連軸器，離合器，卷筒纏繞等總的效率。在這里初步取 90 電動(dòng)機(jī)工作制的選擇，電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，負(fù)載持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短對(duì)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱情況影響很大，因而對(duì)決定電動(dòng)機(jī)的功率也有很大影響。按電動(dòng)機(jī)發(fā)熱的不同情況，電動(dòng)機(jī)分三種工作制，即連續(xù)工作制、短時(shí)工作制和短時(shí)重復(fù)工作制。建筑絞車所用電動(dòng)機(jī)工時(shí)間短，電動(dòng)機(jī)溫升來不及達(dá)到穩(wěn)定值；停車時(shí)間亦 短，電動(dòng)機(jī)也來不及完全冷卻到周圈環(huán)境溫度，所以穩(wěn)定溫升為一溫度區(qū)間，在這種情況下。一般都選擇短時(shí)重復(fù)工作制。 我國(guó)專門生產(chǎn)了標(biāo)準(zhǔn)短時(shí)重復(fù)工作制電動(dòng)機(jī)，標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載持續(xù) Fc 別為： 15， 25，40， 60。而且同一臺(tái)電動(dòng)機(jī) Fc 不同，擔(dān)負(fù)的負(fù)載也不同。對(duì)于短時(shí)重復(fù)工作制，應(yīng)盡量選擇此類電動(dòng)機(jī)。 通過對(duì)功率的計(jì)算和工作制的選擇，本次設(shè)計(jì)選取的電動(dòng)機(jī)為 YZR 系列繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)，其有較高的機(jī)械強(qiáng)度和過載能力，并且轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，適合頻繁啟動(dòng)。所選具體型號(hào)為YZR 200L。 其基本參數(shù)為： 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 11 表 2-1 電動(dòng)機(jī)參數(shù) 機(jī)座號(hào) 功 率 /KW 轉(zhuǎn)速 r/min 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 kg2m 轉(zhuǎn)子繞線開路電壓 /V 200L 22 964 0.67 200 電動(dòng)機(jī)的校核，電動(dòng)機(jī)校驗(yàn)主要是指電動(dòng)機(jī)熱功率的校驗(yàn)。一般按發(fā)熱校驗(yàn)電動(dòng)機(jī)的功率，并根據(jù)負(fù)載性質(zhì)、電動(dòng)機(jī)類型作過載能力校驗(yàn)，如果采用籠型異步電動(dòng)機(jī)，則還需作起動(dòng)能力校驗(yàn)。校驗(yàn)的結(jié)果應(yīng)滿足：在額定負(fù)載工況工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)不出現(xiàn)過熱現(xiàn)象；在設(shè)計(jì)極限要求情況下，電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩或起動(dòng)轉(zhuǎn)矩應(yīng)保證建筑絞車負(fù)載順利起動(dòng)，特別是懸空重物的再次起動(dòng)。 在校驗(yàn)時(shí)，建 筑絞車要求的負(fù)載持續(xù)率 Fc 值和每小時(shí)起動(dòng)次數(shù) Z 值應(yīng)根據(jù)實(shí)際工作情況進(jìn)行計(jì)算。具體的電動(dòng)機(jī)發(fā)熱驗(yàn)算，按系數(shù)法進(jìn)行電動(dòng)機(jī)發(fā)熱計(jì)算 。 NNkN jx 25 （ 2-2） 式中xN電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率，jN機(jī)構(gòu)的靜載荷功率，參考文獻(xiàn)倪慶興，王煥勇主編起重機(jī)械上海交通大學(xué)出版社， 1900 年電動(dòng)機(jī)靜功率電KNN j /取電K1.5，則jN 14.67KW；25k考慮工作級(jí)別不同條件下?lián)Q算時(shí)的換算系數(shù)。得25k0.75； 考慮其電動(dòng)機(jī)工作時(shí)間對(duì)發(fā)熱影響得系數(shù)。得 取 1.2。將數(shù)值代入上式得 kw22Nkw2.13NkN j25x 故所選電動(dòng)機(jī)發(fā)熱條件通過。 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 12 3 制動(dòng)系統(tǒng) 3.1 離合器的設(shè)計(jì) 手控絞車常使用圓錐摩擦離合器，并配以帶式制動(dòng)器進(jìn)行工作。圓錐摩擦離合器分單錐式和雙錐式，見圖 3-1。絞車以使用單錐式為多。絞車亦有使用漲圈摩擦離合器的，但目前使用較少。 圓錐摩擦離合器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，接合比較平穩(wěn)，脫開后能保持摩擦面完全分離。但對(duì)軸的偏心比較敏感，錐體加工要求高。由于圓錐摩擦離合器的接觸面積小，在傳遞大轉(zhuǎn)矩時(shí)，外形尺寸較大，結(jié)構(gòu)不緊湊，接合平穩(wěn)性降低。因此，僅適用于中小噸位的絞車。 圖 3-1 圓錐 摩擦離合器 （一）圓錐摩擦離合器的結(jié)構(gòu)及工作原理 如圖 3-1所示，卷筒左端是摩擦離合器和制動(dòng)器，右端是棘輪停止器。摩擦離合器的圓錐面和制動(dòng)器的摩擦面就是卷筒凸緣的內(nèi)外表面。摩擦塊與開式傳動(dòng)的大齒輪聯(lián)為一體。通過操縱手柄 2（圖 3-2）使多線螺旋 12（圖 3-2）旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)頂桿 10（圖 3-2）作軸向運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)推進(jìn)板 9 和墊圈 8，使卷筒沿軸向向左移動(dòng)與錐形摩擦面緊密結(jié)合，從而使卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)。制動(dòng)前，必須先打開離合器，此時(shí)需按相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)離合器操縱手柄 2，通過彈簧 5 的反作用力使卷筒與大齒輪脫離接觸。幾乎同時(shí)，帶式制動(dòng)器上閘 進(jìn)行制動(dòng)。為使制動(dòng)更加可靠，又使用了棘輪停止器。 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 13 圖 3-2 離合器、制動(dòng)器、停止器組合系統(tǒng) 1 主軸 2 齒輪 3 制動(dòng)輪 4 摩擦木 5 彈簧 6 卷筒 7 棘輪 8 墊圈 9 推進(jìn)板 10 頂桿 11 頂絲箱 12 頂絲 13 擺動(dòng)臂 14 連桿 15 推力球軸承 16 彈簧壓蓋 17 調(diào)整螺栓 圖 3-3 離合器、制動(dòng)器操縱系統(tǒng)簡(jiǎn)圖 1 制動(dòng)器操縱手柄 2 離合器操縱手柄 3 連接頭 4 連接桿 5 連接螺桿 6 制動(dòng)閘帶 7 彈簧 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 14 （二）圓錐摩擦離合器的參數(shù)確定 圓錐摩擦離合器的主要尺寸 （ 1）摩擦面的平均直徑摩擦面的平均直徑用下式計(jì)算 Dm=(D1+D2)/2=(46)d (mm) （ 3-1） 式中 D2、 D1 圓錐工作面的大端和小端直徑（ mm）； d 離合器軸徑（ mm）。 Dm 值也可根據(jù)具體結(jié)構(gòu)確定。 （ 2）摩擦面的工作寬度 圓錐面母線工作部分寬度用下式計(jì)算 b=（ 0.150.25） Dm(mm) （ 3）摩擦錐的半錐角 為 避免離合器接合后錐面自鎖不易脫開，通常取摩擦錐半角 arctan 式中 u 離合器接合面的摩擦系數(shù)； 摩擦錐半錐角。上述參數(shù)，是離合器設(shè)計(jì)的重要幾何參數(shù)。 3.2 制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.2.1 制動(dòng)器的外形 為了確保絞車安全，可靠地工作，必須裝設(shè)制動(dòng)器。 制動(dòng)器分類、特點(diǎn)及其選擇，制動(dòng)器按用途可分為停止制動(dòng)、支持制動(dòng)和下降制動(dòng)三種。停止和支持式制動(dòng)器具有停止和支持中午懸掛在空中的作用；而下降式制動(dòng)器除具有前者停止運(yùn)動(dòng)的作用外，還具有調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的作用。 按照工作狀態(tài)，制 動(dòng)器又分為常閉式和常開式。常閉式制動(dòng)器經(jīng)常處于合閘狀態(tài)，當(dāng)機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，可利用人力、電磁力等外力使制動(dòng)器松閘。而常開式與此相反，它經(jīng)常處于松閘狀態(tài)，只有施加外力時(shí)才能合閘。 按照制動(dòng)器結(jié)構(gòu)特征，又分為帶式制動(dòng)器、塊式制動(dòng)器、蹄式制動(dòng)器和盤式制動(dòng)器四種。 絞車至少要裝一套常閉式的支持制動(dòng)器，并常采用帶式制動(dòng)器和外抱式制動(dòng)器，小噸位絞車亦可采用蹄式制動(dòng)器。 在設(shè)計(jì)或選擇制動(dòng)器時(shí)，主要依據(jù)是制動(dòng)力矩。無論是標(biāo)準(zhǔn)制動(dòng)器，還是自行設(shè)計(jì)的制動(dòng)器都要做必要的發(fā)熱驗(yàn)算。 帶式制動(dòng)器，帶式制動(dòng)器主要適合中小噸位的絞車。因其結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單，常將制動(dòng)輪與卷筒做成一體。帶式制動(dòng)器的類型及工作原理。 帶式制動(dòng)器是用撓性鋼帶包圍制動(dòng)輪，而帶的一端或兩端固接在杠桿上，操縱杠桿使帶壓緊制動(dòng)輪產(chǎn)生摩擦力，從而達(dá)到制動(dòng)輪的目的，見圖 3-4。 帶式制動(dòng)器常見有簡(jiǎn)單式、綜合式和差動(dòng)式三種類型。為了增加摩擦系數(shù)，在帶的工作表面上裝有摩擦材料，如皮革、石棉和輥壓帶等。當(dāng)制動(dòng)器松閘時(shí)，應(yīng)使制動(dòng)帶與帶輪間形成 11.5mm 的徑向間隙。為了使制動(dòng)帶均勻脫開，沿制動(dòng)帶包角圓段上裝設(shè)若干彈簧，通過彈簧的徑向拉力，使制動(dòng)閘帶均勻脫離制動(dòng)輪。擰動(dòng)調(diào)整螺栓來調(diào)節(jié)帶與輪的徑向間中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 15 隙主要由主程序、超聲波發(fā)生子程序、超聲波接收中斷程序及顯示子程序等部分。 制動(dòng)帶與杠桿的聯(lián)接是依靠制動(dòng)帶的兩端采用專門的聯(lián)接件與杠桿聯(lián)接，見圖 3-5。其中一端作剛性固接，見圖 3-5a；另一端利用螺紋聯(lián)接，見圖 3-5b。 聯(lián)接處的鉚釘應(yīng)按剪切強(qiáng)度驗(yàn)算，對(duì)于材料 Q215A、 Q235A 的鉚釘，杠桿與制動(dòng)帶聯(lián)接結(jié)構(gòu)處的螺栓應(yīng)進(jìn)行疲勞強(qiáng)度計(jì)算。必要時(shí)，還需對(duì)傳力杠桿剛度進(jìn)行校核。 當(dāng)松閘時(shí)，帶與制動(dòng)輪摩擦面之間的退距大小應(yīng)能根據(jù)制動(dòng)狀態(tài)隨時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)。制動(dòng)過程應(yīng)力求平穩(wěn)，但退距過大，制動(dòng)靈敏性差，制動(dòng)器容易發(fā)熱或制動(dòng)操 作困難。 對(duì)較大噸位的絞車，其制動(dòng)力用手進(jìn)行控制比較困難，可靠性也較差，這時(shí)可采用機(jī)械或電液控制的方法。 圖 3-4 制動(dòng)操縱裝置 1 制動(dòng)操縱手柄 2 制動(dòng)器手柄座 3 棘爪操縱拉桿 4 棘爪操縱座 5 制動(dòng)閘帶 6 操縱制動(dòng)連桿 7 操縱離合連桿 8 棘爪 9 棘輪 10 彈簧 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 16 圖 3-5 制動(dòng)帶與杠桿的聯(lián)接型式 a) 剛性聯(lián)接 b) 螺紋聯(lián)接 外抱塊式制動(dòng)器，常用的外抱塊式制動(dòng)器已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，已有多種類型產(chǎn)品可供選用。這類制動(dòng)器在電控絞車上應(yīng)用普遍，可根據(jù)計(jì)算制動(dòng)力矩初 選型號(hào)，然后進(jìn)行發(fā)熱校核計(jì)算。在這就不具體闡述了。 3.2.2 制動(dòng)器系數(shù)的分析 (1)當(dāng) 0時(shí)：制動(dòng)時(shí)總是先抱死，這是一種穩(wěn)定工況，但喪失了轉(zhuǎn)向能力； (2)當(dāng) 0時(shí)：制動(dòng)器則打開使電機(jī)帶動(dòng)高速軸轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)絞車趨于工作穩(wěn)定性； (3)當(dāng) 0時(shí)：制動(dòng)時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)抱死，使絞車成為制動(dòng)狀態(tài)，這是一種穩(wěn)定工況，但也喪失了轉(zhuǎn)向能力。 分析表明，絞車在同步附著系數(shù)為 制動(dòng)時(shí)，其制動(dòng)減速度為 gqgdtdu 0 即0q， q 為制動(dòng)強(qiáng)度。而在其他附著系數(shù) 的制動(dòng)時(shí)，達(dá)到即將抱死的制動(dòng)強(qiáng)度 q 這表明只有在 0上，制動(dòng)的附著條件才可以得到充分利用。根據(jù)相關(guān)資料查出絞車0 0.6，故取0=0.6。 3.2.3 制動(dòng)器制動(dòng)力矩的確定 力矩分配系數(shù)計(jì)算： 根據(jù)公式：LhL g02 （ 3-1） 得： 67.06.2 85.06.025.1 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 17 制動(dòng)器軸最大附著力矩 ： eg rqhLLGM )( 1m ax1 （ 3-2） 式中： 該絞車所能遇到的最大附著系數(shù)； q 制動(dòng)強(qiáng)度； er 有效半徑；max1M 軸最大制動(dòng)力矩； L 軸距； q=ghaa )( 0 = 85.0)6.07.0(35.1 7.035.1 =0.66 （ 3-3） 故軸maxM= 3707.0)85.066.035.1(6.220000 =1.57 610 Nmm 制動(dòng)力矩為 2/1057.1 6 =0.785 610 Nmm 軸max1M= Tmax1f=max21 fT =0.67/(1-0.67) 1.57 610 =3.2 610 Nmm 3.3 制動(dòng)器主要零部件 （ 1）制動(dòng)鼓 ：制動(dòng)鼓應(yīng)具有非常好的剛性和大的熱容量，制動(dòng)時(shí)溫升不應(yīng)超過極限值。制動(dòng)鼓材料應(yīng)與摩擦襯片相匹配，以保證具有高的摩擦系數(shù)并使工作表面磨損均勻。制動(dòng)鼓相對(duì)于輪轂的對(duì)中是圓柱表面的配合來定位，并在兩者裝配緊固后精加工制動(dòng)鼓內(nèi)工作表面，以保證兩者的軸線重合。兩者裝配后還需進(jìn)行動(dòng)平衡。其許用不平衡度對(duì)絞車為15N cm 20 N cm；對(duì)貨車為 30 N cm 40 N cm。絞車要求其制動(dòng)鼓工作表面的圓度和同軸度公差 0.03mm，徑向跳動(dòng)量 0 O 5mm，靜不平衡度 1 5N.cm。 制動(dòng)鼓壁厚的選取主要是從其剛度和強(qiáng)度方面考慮。壁厚取大些也有利于增大其熱容量，但試驗(yàn)表明，壁厚由 11 mm 增至 20 mm 時(shí)，摩擦表面的平均最高溫度變化并不大。一般鑄造制動(dòng)鼓的壁厚：制動(dòng)鼓在閉口一側(cè)外緣可開小孔，用于檢查制動(dòng)器間隙。本次設(shè)計(jì)采用的材料是 HT20-40。 （ 2）制動(dòng)蹄：制動(dòng)蹄腹板和翼緣的厚度，摩擦襯片的厚度，絞車 多為 4.5mm 5mm。襯片可鉚接或粘貼在制動(dòng)蹄上，粘貼的允許其磨損厚度較大，使用壽命增長(zhǎng)，但不易更換襯片；鉚接的噪聲較小。本次制動(dòng)蹄采用的材料為 HT200。 （ 3）制動(dòng)底板：制動(dòng)底板是除制動(dòng)鼓外制動(dòng)器各零件的安裝基體，應(yīng)保證各安裝零件相互間的正確位置。制功底板承受著制動(dòng)器工作時(shí)的制動(dòng)反力矩，因此它應(yīng)有足夠的剛度。為此，由鋼板沖壓成形的制動(dòng)底板均只有凹凸起伏的形狀。重型絞車則采用可聯(lián)鑄鐵KTH370 12 的制動(dòng)底板。剛度不足會(huì)使制動(dòng)力矩減小，踏板行程加大，襯片磨損也不均勻。本次設(shè)計(jì)采用 45 號(hào)鋼。 （ 4）制動(dòng) 蹄的支承：自由度制動(dòng)篩的支承，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并能使制動(dòng)蹄相對(duì)制動(dòng)鼓自行定位。為了使具有支承銷的一個(gè)自由度的制動(dòng)蹄的工作表面與制動(dòng)鼓的工作表面同軸心，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 18 應(yīng)使支承位置可調(diào)。例如采用偏心支承銷或偏心輪。支承銷由 45 號(hào)鋼制造并高頻淬火。其支座為可鍛鑄鐵 (KTH370 12)或球墨鑄鐵 (QT400 18)件。青銅偏心輪可保持制動(dòng)蹄腹板上的支承孔的完好性并防止這些零件的腐蝕磨損。 具有長(zhǎng)支承銷的支承能可靠地保持制動(dòng)蹄的正確安裝位置，避免側(cè)向偏擺。有時(shí)在制動(dòng)底板上附加一壓緊裝置，使制動(dòng)蹄中部靠向制動(dòng)底板，而在輪缸活塞頂塊上或在 張開機(jī)構(gòu)調(diào)整推桿端部開槽供制動(dòng)蹄腹板張開端插入，以保持制動(dòng)蹄的正確位置。 （ 5）制動(dòng)輪缸：制功輪缸為液壓制動(dòng)系采用的活塞式制動(dòng)蹄張開機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在車輪制動(dòng)器中布置方便。輪缸的缸體由灰鑄鐵 HT250 制成。其缸簡(jiǎn)為通孔，需鏜磨。活塞由鋁合金制造。活塞外端壓有鋼制的開槽頂塊，以支承插人槽中的制動(dòng)蹄腹板端部或端部接頭。輪缸的工作腔由裝在活塞上的橡膠密封圈或靠在活塞內(nèi)端面處的橡膠皮碗密封。多數(shù)制動(dòng)輪缸有兩個(gè)等直徑活塞；少數(shù)有四個(gè)等直徑活塞；雙領(lǐng)路式制動(dòng)器的兩蹄則各用一個(gè)單活塞制動(dòng)輪缸推動(dòng)。本次設(shè)計(jì)采用的是 HT250。 3.4 摩擦襯片的磨損特性計(jì)算 摩擦襯片的磨損與摩擦副的材質(zhì)，表面加工情況、溫度、壓力以及相對(duì)滑磨速度等多種因素有關(guān)，因此在理論上要精確計(jì)算磨損性能是困難的。但試驗(yàn)表明，摩擦表面的溫度、壓力、摩擦系數(shù)和表面狀態(tài)等是影響磨損的重要因素。 絞車的制動(dòng)過程，是將其機(jī)械能（動(dòng)能、勢(shì)能）的一部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃慷纳⒌倪^程。在制動(dòng)強(qiáng)度很大的緊急制動(dòng)過程中，制動(dòng)器幾乎承擔(dān)了耗散絞車的部分動(dòng)力的任務(wù)。此時(shí)由于在短時(shí)間內(nèi)制動(dòng)摩擦產(chǎn)生的熱量來不及逸散到大氣中，致使制動(dòng)器溫度升高。此即所謂制動(dòng)器的能量負(fù)荷。能量負(fù)荷愈大，則摩擦 襯片（襯塊）的磨損亦愈嚴(yán)重。 （ 1）比能量耗散率：制動(dòng)器的能量耗散率為 221211()122am v vetA （ 3.4） 式中： ：絞車回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)，緊急制動(dòng)時(shí) 02 v ， 1 ； am：絞車總質(zhì)量； 1v ， 2v ：絞車制動(dòng)初速度與終速度， m /s ；計(jì)算時(shí)絞車取 27.8m /s ； t ：制動(dòng)時(shí)間， s ；按下式計(jì)算 t=jvv 21 =27.8/6=4.6s （ 3.5） 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 19 j ：制動(dòng)減速度， 2/sm ， gj 6.0 0.6 10 6 2/sm ；1A，2A：前、后制動(dòng)器襯片的摩擦面積；1A=7600mm2 ,質(zhì)量在 1.5 2.5/t 的絞車摩擦襯片面積在 200-300cm2 ,故取2A=30000mm2 。 ：制動(dòng)力分配系數(shù)。 則 1211 221tAvme a = 67.076006.422 8.271550 2 =5.7 2/mmw （ 3-6） )1(2212212 tAvme a = )67.01(3 0 0 0 06.422 8.271550 2 =0.7 2/mmw （ 3-7） 絞車鼓式制動(dòng)器的比能量耗散率應(yīng)不大于 1.8 2/mmw ，故符合要求。 （ 2） 比滑磨功fL 磨損和熱的性能指標(biāo)可用襯片在制動(dòng)過程中由最高制動(dòng)初速度 至停車所完成的單位襯片面積的滑磨功，即比滑磨功fL來衡量： 22 m axfaaf LAvmL （ 3-8） 式中：am：絞車總質(zhì)量 A：制動(dòng)器各制動(dòng)襯片的總摩擦面積， A 21 22 AA 2cm= 2763002 =752cm2 ； （ 3-9） maxav: smhkmva /44/160max fL：許用比滑磨功，絞車取 1000J/ 2cm 1500J/ 2cm 。 Lf =7522 44155021497J/ 2cm 1000J/ 2cm 1500J/ 2cm （ 3-10） 故符合要求。 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 20 4 減速器的設(shè)計(jì) 4.1 傳動(dòng)參數(shù)的設(shè)計(jì) 按額定轉(zhuǎn)速初定總傳動(dòng)比： 已知要求電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速 964r/min；鋼絲繩速度 30m/min。根據(jù) 計(jì)算，初取卷筒直徑 350mm，鋼絲繩直徑 17mm.按照鋼絲繩纏繞 2 圈時(shí)進(jìn)行計(jì)算 ： 卷筒轉(zhuǎn)速為 30 2 3 . 8 3( 3 5 0 3 1 7 ) (r/min) （ 4-1） 總傳動(dòng)比 i 964 4 0 .4 52 3 .8 3 參考常用減速器的類型，兩級(jí)圓柱齒輪減速器可實(shí)現(xiàn)這一范圍的傳動(dòng)比。其主要類型有展開式，分流式，同軸式。其各自特點(diǎn)為： 展開式 ：級(jí)展開式圓柱齒輪減速器的結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單，但齒輪相對(duì)于軸承的位置不對(duì)稱，因此，軸應(yīng)設(shè)計(jì)有較大的鋼度。高速齒輪布置在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入處。建議用在載荷比較平穩(wěn)的場(chǎng)合，高速級(jí)做成斜齒，低速級(jí)可做成直齒。 分流式 ：結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，低速級(jí)做成人字齒時(shí)相對(duì)軸承是對(duì)稱的，載荷沿齒寬分布均勻，中間軸危險(xiǎn)截面上轉(zhuǎn)矩對(duì)于軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩減半，一般用在變載荷場(chǎng)合。當(dāng)高速級(jí)采用人字齒，結(jié)構(gòu)不合理，一般不用。 同軸式：減速起的長(zhǎng)度較短，載荷分布也均勻。但軸向尺寸和重量較大。并限制了傳動(dòng)布置的靈活性。 經(jīng)過分析，最后決定選擇展開式兩級(jí)圓柱齒輪減速器。 （ 1）軸的轉(zhuǎn)速 I 軸 mnn 1=964r/min (4-2) II 軸 88.12848.7964112 innr/min (4-3) III軸 35.588.128123 inn24.1r/min (4-4) （ 2）軸的輸入功率 I 軸 78.2199.02211 dPP (4-5) II 軸 70.2097.098.078.213212 PP (4-6) III 軸 68.1997.098.070.203223 PP (4-7) 卷筒 09.1999.098.068.191234 PP (4-8) 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 21 （ 3）軸的輸入轉(zhuǎn)矩 電動(dòng)機(jī)的輸入轉(zhuǎn)矩 964221055.91055.9 66mdd nPT217946.058 (4-9) 則 I軸 6.2 1 5 7 6 699.0058.2 1 7 9 4 611 dPT (4-10) II軸 48.797.098.06.2 1 5 7 6 613212 iPT 1534205.8 (4-11) III 軸 35.597.098.08.1 5 3 4 2 5 023223 iPT 7802525.8 (4-12) 卷筒 97.098.08.78025251234 PT7570010.5 (4-13) 式中 1 、 2 、3、 4 分別代表連軸器，軸承，齒輪傳動(dòng)和卷筒的傳動(dòng)效率。取 1 0.99，2 0.98， 3 0.97， 4 0.96。 4.2 減速器齒輪選擇和計(jì)算 （一） 低速級(jí)齒輪的計(jì)算 根據(jù)輸入功率 21.78KW,小齒輪轉(zhuǎn)速 964r/min,傳動(dòng)比 i 7.48。選定齒輪類型，精度等級(jí)，材料和齒數(shù)。（ 1） 按前提示高速級(jí)選擇斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)；（ 2）根據(jù)絞車工作環(huán)境，選擇其減速器為 7級(jí)精度（ GB10095-88）；（ 3）材料選擇。小齒輪材料選 40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為 280HB，大齒輪因?yàn)橥庑伪容^大選用鑄鋼，經(jīng)退火，?；幚砗笳{(diào)質(zhì)，硬度可達(dá) 240HB； 初選小齒輪齒數(shù) 1z 24，則 達(dá)齒輪齒數(shù)為 2Z i 1Z 24 7.48 179.5?？紤]兩齒數(shù)最好為互質(zhì)數(shù)，選 179；選螺旋角。初選 14 度。按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算，根據(jù)參考公式 1td 213 12 ()H EHtduuZZKT gg (4-14) 確定公式種的各計(jì)算數(shù)值，選載荷系數(shù)tK 1.6，小 齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩查表 4 1 得 1T 215766.6 N mm.，取齒寬系數(shù)d 1，齒數(shù)比 u傳動(dòng)比 i，hZ =2.43， 1.75，材料的彈性影響系數(shù)eZ 188.9，按齒面硬度查小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 1limH 600MPa；大齒輪的觸疲勞強(qiáng)度極限 2limH 550MPa.計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，按工作壽命 15 年，每年工作300 天，每天 10 小時(shí) 1N =60 964 10 300 15=2.6 109 。接觸疲勞壽命 1HNK =0.92, 1HNK =1.08. 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力，取失效概率為 1，安全系數(shù) S 1。 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 22 1 11 0 . 9 2 6 0 0 5 5 2 HN H i mH K M P a M P aS (4-15)2 22 1 . 0 8 5 5 0 5 9 4 HN H i mH K M P a M P aS (4-16)12 ( ) / 2 ( 5 5 2 5 9 4 ) / 2 5 7 3 H HH M P a (4-17) 試算小齒輪圓直徑 231 2 1 . 6 2 1 5 7 6 6 . 6 7 . 4 8 11 1 . 7 5 7 . 4 8 2 . 4 3 1 8 8 . 9()573t mmd 61.26mm (4-18) 計(jì)算圓周速度 smndv t /09.360000 96426.6114.3100060 11 (4-19) 計(jì)算齒寬 b 和模數(shù) m smndv t /09.360000 96426.6114.3100060 11 (4-20) mmzdm tnt 49.224 14c o s26.61c o s 011 (4-21) mmmh nt 6.549.225.225.2 6 1 . 2 5 1 0 . 9 45 . 6bh 計(jì)算縱向重合度 ta n318.0 1 dZ 0.318 1 24 0.25 1.903 (4-22) 計(jì)算載荷系數(shù) K，取使用系數(shù) AK =1。 根據(jù) v 3.09m/min,7 級(jí)精度。動(dòng)載系數(shù)vK=1.1 由表 10 4 查得HK的計(jì)算公式。 HK=1.12+0.18+(1+0.6)+0.23 310 61.26=1.42 (4-23) 查得 FK =1.35，查得 HK = FK =1.4 故載荷系數(shù) HHA KKKKK V=1 1.1 1.4 1.42=2.21 (4-24) 7.676.1/21.226.61/ 331 tlt KKdd mm 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 23 模數(shù) mmzdmn 75.22497.07.67c o s11 按齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算 F saFdn YYgzYKTm 311 c o s2 (4-25) （ 1） 計(jì)算載荷系數(shù) 10.235.14.11.11 FFVA KKKKK (4-26) （ 2） 已知參數(shù)， 1T 215766.6 N mm， 014 ，d 1， 1Z 24， 1.75。 （ 3） 根據(jù)縱向重合度 1.903，查得螺旋角Y=0.88。 （ 4） 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) 27.2614c o s24c o s 03311 ZZv (4-27) 47.19214c o s179c o s 03322 ZZv (4-28) （ 5） 查取齒形數(shù) 和應(yīng)力校正系數(shù) 1FaY 2.59，2FaY 2.12，1SaY =1.596, 2SaY=1.865. （ 6） 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 查得小齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限 1FE =500MPa，大齒輪得彎曲疲勞強(qiáng)度極限為2FE 380 MPa。查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 1FNK =0.85, 2FNK =0.88.取彎曲疲勞安全系數(shù) S 1.4 4.1 50085.04.1 111 FEFNF K 303.57MPa (4-29) 4.1 38088.04.1 222 FEFNF K 238.86MPa (4-30) （ 7） 計(jì)算并比較大，小齒輪的 FSaFaYY 57.303 597.159.21 11F SaFa YY 0.01363 (4-31) 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 24 0 86.2 3 8 8 6 5.121.22 22F SaFa YY .01725 (4-32) 設(shè)計(jì)計(jì)算 322075.124114c o s88.06.2157661.22nm 2.35mm (4-33) 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法向模數(shù)nm大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取nm 2.5，已經(jīng)可以滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑 1d 67.7mm來計(jì)算應(yīng)由齒數(shù)。于是有 5.214c o s7.67c o s 011 nmdZ 26.4 (4-34) 取 1z 26， 則 2z u1z 7.48 26 194.48 195（盡量使齒數(shù)互為質(zhì)數(shù)） 計(jì)算中心矩 021 14c o s25.219526c o s2 nmzza 283.07mm (4-35) 2832 5.219526a r c c o s2a r c c o s 21 a mzz n 13 55o 56 (4-36) 因?yàn)?值改變不多，故參數(shù)不必修改。 計(jì)算大，小齒輪的分度圓直徑 011 565513c o s5.226c o s nmzd 67.0mm (4-37) 022 565513c o s5.2192c o s nmzd 502.5mm (4-38) 計(jì)算齒輪寬度 mmdbd 671671 ，圓整后取 mmB 702 , mmB 751 。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。初步?jīng)Q定小齒輪做成齒輪軸，大齒輪采用腹板式結(jié)構(gòu) （二） 高速級(jí)齒輪的計(jì)算 由表 4 1 知輸 入功率 20.7KW,小齒輪轉(zhuǎn)速 128.88r/min,傳動(dòng)比 i 5.35 選定齒輪類型，精度等級(jí)，材料和齒數(shù)。低速級(jí)選擇直齒圓柱齒輪傳動(dòng)；精度依然選 7 級(jí)；材料選擇。跟高速一樣，小齒輪材料選 40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為 280HB，大齒輪因?yàn)橥庑伪容^大選用鑄鋼，經(jīng)退火，?；幚砗笳{(diào)質(zhì)，硬度可達(dá) 240HB；初選小齒輪齒數(shù) 1z 24，則 達(dá)齒輪齒數(shù)為 2Z i 1Z 24 5.35 128.4?？紤]兩齒數(shù)最好為互質(zhì)數(shù)，選 129。按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算。 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 25 根據(jù)參考公式 3 2211 132.2HdEttuZuTKgd (4-39) 確定公式內(nèi)的各計(jì)算值 （ 1） 選載荷系數(shù)tK 1.3 （ 2） 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩查表 4 1 得1T 1534205.8N mm. （ 3） 取齒寬系數(shù)d 1 （ 4） 齒數(shù)比 u傳動(dòng)比 i （ 5） 材料的彈性影響系數(shù)d 188.9 （ 6） 按齒面硬度查小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 1limH 600MPa；大齒輪的觸疲勞強(qiáng)度極限 2limH 550MPa. （ 7） 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，按上對(duì)齒輪計(jì)算時(shí)的條件則 （ 8） 81 1048.3 N 7812 105.635.5 1048.3 iNN ( 4-40) （ 9） 查得接觸疲勞壽命 H ，1HNK=1.08, 2HNK =1.15。 （ 10） 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力，依舊取失效概率為 1，安全系數(shù) S 1。 MPSK FEFNH 648111 MPSK FEFNH 5.6 3 2222 計(jì)算 （ 1） 試算小齒輪圓直徑，帶入 H 中較小的值 231 1 . 3 1 5 3 4 2 0 5 . 8 5 . 3 5 12 . 3 2 1 3 8 . 1 51 5 . 3 5 1 8 8 . 9()6 3 2 . 5t m m m md (4-41） （ 2） 計(jì)算圓周速度 smndv t /93.06 0 0 0 0 88.12815.13814.3100060 11 (4-42) （ 3） 計(jì)算齒寬 b 和模數(shù) m 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 26 mmdbtd 15.13815.13811 (4-43) 65.524 15.1 3 811 zdm ttmm mmmh t 96.1276.525.225.2 66.1096.12 15.138 hb （ 4） 計(jì)算載荷系數(shù) K， 根據(jù) v 0.93m/min,7 級(jí)精度。查得動(dòng)載系數(shù) VK =1.03，查得HK 的計(jì)算公式。HK=1.12+0.18+(1+0.6)+0.23 310 138.15=1.4，查得FK=1.35 查得AK =1 查得 HK = FK =1.1。故載荷系數(shù) HHA KKKKK V =1 1.03 1.1 1.4=1.58 mmKKddtt 1.1503.1/58.115.138 3311 (4-44) 模數(shù) mmzdmn 25.6241.15011 按齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算 3 112 Fdz SaFa YYKTm 確定計(jì)算參數(shù) （ 1） 計(jì)算載荷系數(shù) 53.135.11.103.11 FFA KKKKK V (4-45) （ 2） 已知參數(shù) 1T 1534205.8 N mm，d 1， 1Z 24； (4-46) （ 3） 查取齒形數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù) 1FaY 2.65，2FaY 2.16，1SaY =1.58, 2SaY=1.81 (4-47) （ 4） 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 查得小齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限 1FE =500MPa，大齒輪得彎曲疲勞強(qiáng)度極限為2FE 380 MPa。查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 1FNK =0.85, 2FNK =0.88.取彎曲疲勞安全系數(shù) S 1.4，由式 10 12 得 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 27 4.1 50085.04.1 111 FEFNF K 303.57MPa (4-48) 4.1 38088.04.1 222 FEFNF K 238.86MPa (4-49) （ 5） 計(jì)算并比較大，小齒輪的 FSaFaYY 0 1 3 7 9.057.303 58.165.21 11 F SaFa YY 01637.086.238 81.116.22 22 F SaFa YY 大齒輪的數(shù)值大。設(shè)計(jì)計(jì)算 mmmmm 11.501637.02418.153420553.1232 (4-50) 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法向模數(shù) m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的 法面模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力僅于齒輪直徑有關(guān)，所以取 m=6 可以滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑 1d 150.1mm來計(jì)算。 小齒輪齒數(shù) 256 1.15011 mdZ 大齒輪齒數(shù) 75.1332535.512 uZZ ，取 2z 134 這樣設(shè)計(jì) 出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到了結(jié)構(gòu)緊湊。 幾何尺寸計(jì)算，計(jì)算分度圓直徑。 mmmzd 1 5 062511 (4-51) mmmzd 8 0 461 3 422 (4-52) 計(jì)算中心距 mmdda 4772/8041502/21 (4-53) 計(jì)算齒輪寬度 mmdb d 15015011 （ 4-54） 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 28 取 mmB 1601 mmB 1502 。 4.3 軸的計(jì)算和校核 軸是機(jī)械設(shè)備中的重要零件之一。其主要功能是支承作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的零件，并傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。軸通過軸承與機(jī)架相聯(lián)，裝在軸上的 零件都圍繞軸心線作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，形成了一個(gè)以軸為基礎(chǔ)的軸系部件。因此，在軸的設(shè)計(jì)中，不能只考慮軸本身，還必須計(jì)及軸系零 (部 )件對(duì)軸的影響。 （一）軸的材料的選擇 根據(jù)建筑絞車、制動(dòng)頻繁，沖擊載荷大的工作特點(diǎn)減速器中軸的材料，應(yīng)具有足夠的靜強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度，并具有一定的韌性、耐磨性和抗腐蝕性。選擇軸的材料時(shí)除首先要滿足使用要求外還要考慮材料的工藝性及經(jīng)濟(jì)性等。油的材料主要采用碳素鋼和合金鋼。毛坯多用軋制圓鋼和鍛件。軸的常用材料為優(yōu)質(zhì)中碳鋼，如 35、 45、 50 鋼，其中以 45 鋼最為常用?？紤]到本次設(shè)計(jì)工作要求較高， 并可能有齒輪軸，所以考慮選用合金鋼， 40Cr調(diào)質(zhì)鋼。 （二）軸的強(qiáng)度計(jì)算 建筑絞車減速器的軸為轉(zhuǎn)軸，工作時(shí)既承受彎矩又承受轉(zhuǎn)矩，還承受一定的沖擊載荷。且軸上載荷的大小、方問及作用位置已知，支承位置已定時(shí)，可按當(dāng)量彎矩近似計(jì)算任一截面的強(qiáng)度；對(duì)于重要的軸，在上述計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，還應(yīng)對(duì)危險(xiǎn)截面進(jìn)行疲勞強(qiáng)度和靜強(qiáng)度安全系數(shù)的精確校核計(jì)算。 當(dāng)軸的長(zhǎng)度及跨度未定時(shí)，支座反力及軸的彎矩?zé)o法求得，因此無法進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度計(jì)算。因此，本次設(shè)計(jì)是先根據(jù)軸所承受的轉(zhuǎn)矩估算軸徑。，在此估算軸徑的基礎(chǔ)上進(jìn)行軸的結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)。必要時(shí)再進(jìn)行軸的校核。 對(duì)于實(shí)心軸 3 pdAn （ 4-55） 式中 d 軸的直徑（ mm） p 軸傳遞的功率（ KW） n 軸的轉(zhuǎn)速（ r/min） A于軸的材料相應(yīng)的許用扭剪應(yīng)力有關(guān)的系數(shù)，得 40Cr 的許用扭剪應(yīng)力 40: 52，取 46。 A為 107: 98。取 100。 計(jì)算 I軸 312 1 . 7 81 0 0 2 8 . 2 7964 mmd （ 4-56） 計(jì)算 II 軸 322 0 . 7 01 0 0 5 4 . 3 61 2 8 . 8 8 mmd （ 4-57） 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 29 計(jì)算 III軸 331 9 . 6 81 0 0 9 3 . 4 72 4 . 1 mmd （ 4-58） 根據(jù)后期連軸器的選擇時(shí)得 減速器伸出軸應(yīng)大于 45mm。以和電動(dòng)機(jī)的伸出軸 d 60相配合。所以，取輸入軸的軸承處直徑為 50mm。 （三）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是要確定出軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸。軸的結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)本身必須同時(shí)考慮強(qiáng)度問題，結(jié)構(gòu)不合理往往給強(qiáng)度帶來不利的影響。在許多情況下，是軸的結(jié)構(gòu)要求決定了它的外形及尺寸，而且軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)使軸具有合理的外形，同時(shí)應(yīng)滿足使用和工藝要求。軸的合理外形應(yīng)滿足：軸和裝和軸上的零件要有準(zhǔn)確的工作位置；軸上的零件應(yīng)便于裝拆和調(diào)整；軸應(yīng)具有良好的制造工藝性。影響軸結(jié)構(gòu)的主要因素包括：軸的受力性質(zhì)、大小、方向及分布情況；軸上零件的布置和固定形式；所采用軸承類型和尺寸；軸的加工工藝等。 （ 1）軸上零件的軸向固定 軸上零件在軸向的準(zhǔn)確工作位置是靠一定的軸向固定方法來實(shí)現(xiàn)的。本 次主要選用軸肩、軸環(huán)、套筒來定位，其種，軸肩、軸環(huán)定位特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，定位可靠，可承受較大軸向力。套筒定位的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，定位可靠，軸上不需要開口和制成螺紋，因而不影響軸的疲勞強(qiáng)度，但在轉(zhuǎn)速較高的情況下不適合。 （ 2）提高軸的疲勞強(qiáng)度應(yīng)采取的結(jié)構(gòu)措施 軸的失效多屬于疲勞破壞，而疲勞破壞最危險(xiǎn)部位是在應(yīng)力集中較嚴(yán)重之處。為避免因疲勞而斷裂，設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)時(shí)，盡量避免或減小應(yīng)力集中。在軸的截面變化處應(yīng)注意，不使軸的疲勞強(qiáng)度受到比較嚴(yán)重的削弱。同時(shí)必要的時(shí)候可以通過提高軸的表面質(zhì)量和強(qiáng)化軸的表面來提高軸的疲勞強(qiáng) 度。本次設(shè)計(jì)主要通過圓角來降低軸的應(yīng)力集中現(xiàn)象。 （ 3）軸的結(jié)構(gòu)工藝性 設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)形狀時(shí)，應(yīng)該使軸的形狀便于加工、裝配、測(cè)量和維修。在同一軸上直徑相差不大的軸段上的鍵槽采用同一規(guī)格的鍵槽截面尺寸，并分布在同一加工直線上。為便于軸上零件的裝配，在軸端加工出 45 度的倒角。為保證軸向定位可靠，與輪配裝的軸段長(zhǎng)度，應(yīng)略小于輪長(zhǎng) 2-3mm。 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 30 5 聯(lián)軸器的設(shè)計(jì) 5.1 聯(lián)軸器的種類和選用因素 聯(lián)軸器種類繁多，按照被聯(lián)接兩軸的相對(duì)位置和位置的變動(dòng)情況，可以分為： 1固定式聯(lián)軸器。主要用于兩軸要求嚴(yán) 格對(duì)中并在工作中不發(fā)生相對(duì)位移的地方，結(jié)構(gòu)一般較簡(jiǎn)單，容易制造，且兩軸瞬時(shí)轉(zhuǎn)速相同，主要有凸緣聯(lián)軸器、套筒聯(lián)軸器、夾殼聯(lián)軸器等。 2 可移式聯(lián)軸器。主要用于兩軸有偏斜或在工作中有相對(duì)位移的地方，根據(jù)補(bǔ)償位移的方法又可分為剛性可移式聯(lián)軸器和彈性可移式聯(lián)軸器。剛性可移式聯(lián)軸器利用聯(lián)軸器工作零件間構(gòu)成的動(dòng)聯(lián)接具有某一方向或幾個(gè)方向的活動(dòng)度來補(bǔ)償，如牙嵌聯(lián)軸器（允許軸向位移）、十字溝槽聯(lián)軸器（用來聯(lián)接平行位移或角位移很小的兩根軸）、萬向聯(lián)軸器（用于兩軸有較大偏斜角或在工作中有較大角位移的地方）、齒輪聯(lián)軸器（允許綜合位移 ）、鏈條聯(lián)軸器（允許有徑向位移）等，彈性可移式聯(lián)軸器（簡(jiǎn)稱彈性聯(lián)軸器）利用彈性元件的彈性變形來補(bǔ)償兩軸的偏斜和位移，同時(shí)彈性元件也具有緩沖和減振性能，如蛇形彈簧聯(lián)軸器、徑向多層板簧聯(lián)軸器、彈性圈栓銷聯(lián)軸器、尼龍栓銷聯(lián)軸器、橡膠套筒聯(lián)軸器等。聯(lián)軸器有些已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。選擇時(shí)先應(yīng)根據(jù)工作要求選定合適的類型，然后按照軸的直徑計(jì)算扭矩和轉(zhuǎn)速，再?gòu)挠嘘P(guān)手冊(cè)中查出適用的型號(hào)，最后對(duì)某些關(guān)鍵零件作必要的驗(yàn)算。 分類還包括球籠式萬向聯(lián)軸器 圓錐碗簧聯(lián)軸器 SWP、 SWC 型十字軸式萬向聯(lián)軸器矯正機(jī)用十字軸式萬向聯(lián)軸器（ JB/T7846.2-95）彈簧管聯(lián)軸器 WS、 WSD型十字軸式萬向聯(lián)軸器（ JB/T5901-91） WSH 型滑動(dòng)軸承十字軸式萬向聯(lián)軸器 ML 型薄膜聯(lián)軸器（ SJ2127-82） SWZ型整體軸承座十字軸式萬向聯(lián)軸器 93 聯(lián)軸器屬于機(jī)械通用零部件范疇，用來聯(lián)接不同機(jī)構(gòu)中的兩根軸（主動(dòng)軸和從動(dòng)軸）使之共同旋轉(zhuǎn)以傳遞扭矩的機(jī)械零件。在高速重載的動(dòng)力傳動(dòng)中，有些聯(lián)軸器還有緩沖、減振和提高軸系動(dòng)態(tài)性能的作用。聯(lián)軸器由兩半部分組成，分別與主動(dòng)軸和從動(dòng)軸聯(lián)接。一般動(dòng)力機(jī)大都借助于聯(lián)軸器與工作機(jī)相聯(lián)接，是機(jī)械產(chǎn)品軸系傳動(dòng)最常用的聯(lián) 接部件。 20 世紀(jì)后期國(guó)內(nèi)外聯(lián)軸器產(chǎn)品發(fā)展很快，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)如何從品種甚多、性能各異的各種聯(lián)軸器中選用能滿足機(jī)器要求的聯(lián)軸器，對(duì)多數(shù)設(shè)計(jì)人員來講，始終是一個(gè)困擾的問題。常用聯(lián)軸器有膜片聯(lián)軸器 ，齒式聯(lián)軸器，梅花聯(lián)軸器，滑塊聯(lián)軸器，鼓形齒式聯(lián)軸器，萬向聯(lián)軸器，安全聯(lián)軸器，彈性聯(lián)軸器及蛇形彈簧聯(lián)軸器。目前我國(guó)制訂為國(guó)標(biāo)和行標(biāo)的有十幾種，這些標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器絕大多數(shù)是通用聯(lián)軸器，每一種聯(lián)軸器都有各自的特點(diǎn)和適用范圍，基本能夠滿足多種工況的需要，一般情況下設(shè)計(jì)人員無需自行設(shè)計(jì)聯(lián)軸器，只有在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器不能滿足需要時(shí)才需自 行設(shè)計(jì)聯(lián)軸器。標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器選購(gòu)方便，價(jià)格比自行設(shè)計(jì)的非標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器要便宜很多。在眾多的標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器中，正確選擇適合自己需要的最佳聯(lián)軸器，關(guān)系到機(jī)械產(chǎn)品軸系傳動(dòng)的工作性能、可靠性、使用壽命、振動(dòng)、噪聲、節(jié)能、傳動(dòng)效率、傳動(dòng)精度、經(jīng)濟(jì)性等一系列問題，也關(guān)系到機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量。設(shè)計(jì)人員在選用聯(lián)軸器時(shí)應(yīng)立足于從軸系傳動(dòng)系統(tǒng)的角度需要來選擇聯(lián)軸器，應(yīng)避免單純的只考慮主、從動(dòng)端聯(lián)接選擇聯(lián)軸器。 動(dòng)力機(jī)到工作時(shí)之間，通過一個(gè)或數(shù)個(gè)不同品種或不同型式、規(guī)格的聯(lián)軸器將主、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 31 從動(dòng)端聯(lián)接起來，形成軸系傳動(dòng)系統(tǒng)。在機(jī)械傳動(dòng)中，動(dòng)力機(jī)不外乎電 動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)和汽輪機(jī)。由于動(dòng)力機(jī)工作原理和結(jié)構(gòu)不同，其機(jī)械特性差別很大，有的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，有的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有沖擊，對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)形成不等的影響。動(dòng)力機(jī)的機(jī)械特性對(duì)整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)有一定的影響，不同類型的動(dòng)力機(jī)，由于其機(jī)械特性不同，應(yīng)選取相應(yīng)的動(dòng)力機(jī)系數(shù)KW，選擇適合于該系統(tǒng)的最佳聯(lián)軸器。動(dòng)力機(jī)的類別是選擇聯(lián)軸器品種的基本因素；動(dòng)力機(jī)的功率是確定聯(lián)軸器的規(guī)格大小的主要依據(jù)之一，與聯(lián)軸器轉(zhuǎn)矩成正比。 固定的機(jī)械產(chǎn)品傳動(dòng)系統(tǒng)中的動(dòng)力機(jī)大都是電動(dòng)機(jī)，運(yùn)行的機(jī)械產(chǎn)品傳動(dòng)系統(tǒng) (例如般舶、各種車輛等 )中的動(dòng)力機(jī)多為內(nèi)燃機(jī)，當(dāng)動(dòng)力機(jī)為缸 數(shù)不同的內(nèi)燃機(jī)時(shí)，必須考慮扭振對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的影響，這種影響因素與內(nèi)燃機(jī)的缸數(shù)、各缸是否正常工作有關(guān)。此時(shí)一般應(yīng)選用彈性聯(lián)軸器，以調(diào)整軸系固有頻率，降低扭振振幅，從而減振、緩沖、保護(hù)傳動(dòng)裝置部件，改善對(duì)中性能，提高輸出功率的穩(wěn)定性。 由于結(jié)構(gòu)和材料不同，用于各個(gè)機(jī)械產(chǎn)品傳動(dòng)系統(tǒng)的聯(lián)軸器，其承載能力差異很大。載荷類別主要是針對(duì)工作機(jī)的工作載荷的沖擊、振動(dòng)、正反轉(zhuǎn)、制動(dòng)、頻繁啟動(dòng)等原因而形成不同類別的載荷。為便于選用計(jì)算，將傳動(dòng)系統(tǒng)的載荷分為四類。 傳統(tǒng)系統(tǒng)的載荷類別是選擇聯(lián)軸器品種的基本依據(jù)。沖擊、振動(dòng)和轉(zhuǎn)知 變化較大的工作載荷，應(yīng)選擇具有彈性元件的撓性聯(lián)軸器即彈性聯(lián)軸器，以緩沖、減振、補(bǔ)償軸線偏移，改善傳動(dòng)系統(tǒng)工作性能。起動(dòng)頻繁、正反轉(zhuǎn)、制動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩是正常平穩(wěn)工作時(shí)轉(zhuǎn)矩的數(shù)倍，是超載工作，必然縮短聯(lián)軸器彈性元件使用壽命，聯(lián)軸器只允許短時(shí)超載，一般短時(shí)超載不得超過公稱轉(zhuǎn)矩的 23 倍，即 Tmax 23Tn。低速重載工況應(yīng)避免選用只適用于中小功率的聯(lián)軸器，例如：彈性套柱銷聯(lián)軸器、芯型彈性聯(lián)軸器、多角形橡膠聯(lián)軸器、輪胎式聯(lián)軸器等；需控制過載安全保護(hù)的軸系，宜選用安全聯(lián)軸器；載荷變化較大的并有沖擊、振動(dòng)的軸系，宜選 擇具有彈性元件且緩沖和減振效果較好的彈性聯(lián)軸器。金屬?gòu)椥月?lián)軸器承載能力高于非金屬?gòu)椥栽椥月?lián)軸器；彈性元件受擠壓的彈性聯(lián)軸器可靠性高于彈性元件受剪切的彈性聯(lián)軸器。 聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)速范圍是根據(jù)聯(lián)軸器不同材料允許的線速度的最大外緣尺寸，經(jīng)過計(jì)算而確定。不同材料和品種、規(guī)格的聯(lián)軸器許用轉(zhuǎn)速范圍不相同，改變聯(lián)軸器的材料可提高聯(lián)軸器許用轉(zhuǎn)速范圍，材料為鋼的許用轉(zhuǎn)速大于材料為鑄鐵的許用轉(zhuǎn)速。 聯(lián)軸器所聯(lián)兩軸由于制造誤差、裝配誤差、安裝誤差、軸受載而產(chǎn)生和變形、基座變形、軸承磨損、溫度變化、部件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)等多種因素而產(chǎn)生相對(duì)位移。一般情況下，兩軸相對(duì)位移是難以避免的，但不同工況條件下的軸系傳動(dòng)所產(chǎn)生態(tài)平衡位移方向，即軸向、徑向角向以及位移量的大小有所不同。只有撓性聯(lián)軸器才具有補(bǔ)償兩軸相對(duì)位移的性能，因此在實(shí)際應(yīng)用中大量選擇撓性聯(lián)軸器。剛性聯(lián)軸器不具備補(bǔ)償性 應(yīng)用范圍受到限制，因此用量很少。角向位移較大的軸系傳動(dòng)宜選用萬向聯(lián)軸器；有軸向竄動(dòng)，并需控制軸向位移的軸系傳動(dòng)，應(yīng)選用膜片聯(lián)軸器；只有對(duì)中精度很高的情況下才選用剛性聯(lián)軸器。 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 32 5.2 聯(lián)軸器的功能用途 聯(lián)軸器外形尺寸，即最大徑向和軸向尺寸，必須在機(jī)器設(shè)備允許的安裝空間以內(nèi)。間選擇裝拆方便、不用維護(hù)、維護(hù)周期長(zhǎng)或維護(hù)方便、更換易損件不用移動(dòng)兩軸、對(duì)中調(diào)整容易的聯(lián)軸器。大型機(jī)器設(shè)備調(diào)整兩軸對(duì)中較困難，應(yīng)選擇使用耐久和更換易損件方便的聯(lián)軸器。金屬?gòu)椥栽闲月?lián)軸器一般比非金屬?gòu)椥栽闲月?lián)軸器使用壽命長(zhǎng)。需密封潤(rùn) 滑和使用不耐久的聯(lián)軸器，必然增加維護(hù)工作量。對(duì)于長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)和經(jīng)濟(jì)效益較高的場(chǎng)合，例如我國(guó)冶金企業(yè)的軋機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的高增端，目前普遍采用的是齒式聯(lián)軸器，齒式聯(lián)軸器雖然理論上傳遞轉(zhuǎn)矩大，但必須在潤(rùn)滑和密封良好的條件下才能耐久工作，且需經(jīng)常檢查密封狀況，注潤(rùn)滑油，維護(hù)工作量大，增加了輔助工時(shí)，減少了有效工作時(shí)間，影響生產(chǎn)效益。 聯(lián)軸器與各種不同主機(jī)產(chǎn)品配套作用，周圍的工作環(huán)境比較復(fù)雜。對(duì)于高溫、低溫、有油、酸、堿介質(zhì)的工作環(huán)境，不宜選用以一般橡膠為彈性元件材料的撓性聯(lián)軸器，應(yīng)選擇金屬?gòu)椥栽闲月?lián)軸器。 彈性柱銷 齒式聯(lián)軸器由于運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)柱銷的竄動(dòng)，自身噪聲大，對(duì)于噪聲有嚴(yán)格要求的場(chǎng)合不應(yīng)選用。 在滿足便用性能的前提下，應(yīng)選用裝拆方便、維護(hù)簡(jiǎn)單、成本低的聯(lián)軸器。例如剛性聯(lián)軸器不但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且裝拆方便，可用于低速、剛性大的傳動(dòng)軸。一般的非金屬?gòu)椥栽?lián)軸器 (例如彈性套柱銷聯(lián)軸器、彈性柱銷聯(lián)軸器、梅花形彈性聯(lián)軸器等 )，由于具有良好的綜合能力，廣泛適用于一般的中、小功率傳動(dòng)。聯(lián)軸器是將兩軸軸向聯(lián)接起來并傳遞扭矩及運(yùn)動(dòng)的部件并具有一定的補(bǔ)償兩軸偏移的能力，為了減少機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)、降低沖擊尖峰載荷，聯(lián)軸器還應(yīng)具有一定的緩沖減 震性能。聯(lián)軸器有時(shí)也兼有過載安全保護(hù)作用。 圖 5-1 聯(lián)軸器示意圖 剛性聯(lián)軸器：剛性聯(lián)軸器不具有補(bǔ)償被聯(lián)兩軸軸線相對(duì)偏移的能力，也不具有緩沖減震性能；但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜。只有在載荷平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，能保證被聯(lián)兩軸軸線相對(duì)偏移極小的情況下，才可選用剛性聯(lián)軸器。 撓性聯(lián)軸器：具有一定的補(bǔ)償被聯(lián)兩軸軸線相對(duì)偏移的能力，最大量隨型號(hào)不同而異。 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 33 無彈性元件的撓性聯(lián)軸器：承載能力大，但也不具有緩沖減震性能，在