441 液壓絞車設(shè)計(jì)

441 液壓絞車設(shè)計(jì),液壓,絞車,設(shè)計(jì) 1第一章 緒 論1.1 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)概論1.1.1 傳動(dòng)類型及液壓傳動(dòng)的定義一部完備的機(jī)器都是由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作機(jī)組成。原動(dòng)機(jī)（電動(dòng)機(jī)或內(nèi)燃機(jī)）是機(jī)器的動(dòng)力源；工作機(jī)是機(jī)器直接對(duì)外做功的部分；而傳動(dòng)裝置則是設(shè)置在原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間的部分，用于實(shí)現(xiàn)動(dòng)力（或能量）的傳遞、轉(zhuǎn)換與控制，以滿足工作機(jī)對(duì)力（或力矩） 、工作速度及位置的要求。按照傳動(dòng)件（或轉(zhuǎn)速）的不同，有機(jī)械傳動(dòng)、電器傳動(dòng)、流體傳動(dòng)（液體傳動(dòng)和氣體傳動(dòng)）及復(fù)合傳動(dòng)等的要求。液體傳動(dòng)又包括液力傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)是以動(dòng)能進(jìn)行工作的液體傳動(dòng)。液壓傳動(dòng)則是以受壓液體作為工作介質(zhì)進(jìn)行動(dòng)力（或能量）的轉(zhuǎn)換、傳遞、控制與分配的液體傳動(dòng)。由于其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，以成為現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備與裝置實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)及控制的重要技術(shù)手段之一。1.1.2 液壓系統(tǒng)的組成部分液壓傳動(dòng)與控制的機(jī)械設(shè)備或裝置中，其液壓系統(tǒng)大部分使用具有連續(xù)流動(dòng)性的液壓油等工作介質(zhì)，通過(guò)液壓泵將驅(qū)動(dòng)泵的原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能，經(jīng)過(guò)壓力、流量、方向等各種控制閥，送至執(zhí)行機(jī)器（液壓缸、液壓馬達(dá)或擺動(dòng)液壓馬達(dá)）中，轉(zhuǎn)換為機(jī)械能去驅(qū)動(dòng)負(fù)載。這樣的液壓系統(tǒng)一般都是由動(dòng)力源、執(zhí)行器、控制閥、液壓附件幾液壓工作介質(zhì)的幾部分所組成。一般而言，能夠?qū)崿F(xiàn)某種特定功能的液壓元件的組合，稱為液壓回路。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)某一機(jī)器或裝置的工作要求，將若干特定的基本回路連接或復(fù)合而成的總體稱為液壓系統(tǒng)。1.1.3 液壓系統(tǒng)的類型液壓系統(tǒng)可以按多種方式進(jìn)行分類，見(jiàn)表 1.1。1.1.4 液壓技術(shù)的特點(diǎn)與其它傳動(dòng)控制方式相比較，液壓傳動(dòng)與控制技術(shù)的特點(diǎn)如下。（1）優(yōu)點(diǎn)1） 、單位功率的重量輕。22） 、布局靈活方便。表 1-1 液壓系統(tǒng)的分類3） 、調(diào)速范圍大。4） 、工作平穩(wěn)、快速性好。5） 、易于操縱控制并實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。6） 、易于自動(dòng)化和機(jī)電一體化。7） 、易于操縱控制并實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。8） 、液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制造和使用維護(hù)方便。（2）缺點(diǎn)1） 、不能保證定比傳動(dòng)。2） 、傳動(dòng)效率低。3） 、工作穩(wěn)定性易受溫度影響。4） 、造價(jià)較高。5） 、故障診斷困難。1.2 絞車的簡(jiǎn)介在起重機(jī)械中，用以提升或下降貨物的機(jī)構(gòu)稱為起升機(jī)構(gòu)，一般采用卷?yè)P(yáng)式，而這樣的機(jī)器叫做卷?yè)P(yáng)機(jī)又叫絞車。卷?yè)P(yáng)機(jī)的卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)一般由驅(qū)動(dòng)裝置、鋼絲繩卷繞系統(tǒng)、取物裝置和安全保護(hù)裝置等組成。驅(qū)動(dòng)裝置包括電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、制動(dòng)器、減速器、卷筒等部件。鋼絲繩卷繞系統(tǒng)包括鋼絲繩、卷筒、定滑輪和動(dòng)滑輪。取物裝置有吊鉤、吊環(huán)、抓斗、電磁吸盤(pán)、吊具掛梁等多種形式。安全保護(hù)裝置有超負(fù)載限制器、起升高度限位器、下降深度限位器、超速保護(hù)開(kāi)關(guān)等，根據(jù)實(shí)際需要配用。卷?yè)P(yáng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式有三種，分別為內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和液壓驅(qū)動(dòng)。3內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的起升機(jī)構(gòu)，其動(dòng)力由內(nèi)燃機(jī)經(jīng)機(jī)械傳動(dòng)裝置集中傳給包括起升機(jī)構(gòu)在內(nèi)的各個(gè)工作機(jī)構(gòu)，這種驅(qū)動(dòng)方式的優(yōu)點(diǎn)是具有自身獨(dú)立的能源，機(jī)動(dòng)靈活，適用于流動(dòng)作業(yè)。為保證各機(jī)構(gòu)的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，整機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)復(fù)雜笨重。由于內(nèi)燃機(jī)不能逆轉(zhuǎn)，不能帶載起動(dòng)，需依靠傳動(dòng)環(huán)節(jié)的離合實(shí)現(xiàn)起動(dòng)和換向，這種驅(qū)動(dòng)方式調(diào)速困難，操縱麻煩，屬于淘汰類型。目前只有少數(shù)地方應(yīng)用。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)是卷?yè)P(yáng)機(jī)的主要驅(qū)動(dòng)方式。直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性適合起升機(jī)構(gòu)的工作要求，調(diào)速性能好，但獲得直流電源較為困難。在大型的卷?yè)P(yáng)機(jī)中，常采用內(nèi)燃機(jī)和直流發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)直流傳動(dòng)。交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)能直接從電網(wǎng)取得電能，操縱簡(jiǎn)單，維護(hù)容易，機(jī)組重量輕，工作可靠，在電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)中應(yīng)用廣泛。液壓驅(qū)動(dòng)的卷?yè)P(yáng)機(jī)，由原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)液壓泵，將工作油液輸入執(zhí)行構(gòu)件（液壓缸或液壓馬達(dá)）使機(jī)構(gòu)動(dòng)作，通過(guò)控制輸入執(zhí)行構(gòu)件的液體流量實(shí)現(xiàn)調(diào)速。液壓驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是傳動(dòng)比大，可以實(shí)現(xiàn)大范圍的無(wú)級(jí)調(diào)速，結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，操作方便，過(guò)載保護(hù)性能好。缺點(diǎn)是液壓傳動(dòng)元件的制造精度要求高，液體容易泄漏。目前液壓驅(qū)動(dòng)在建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)中獲得日益廣泛的應(yīng)用。1.3 擬定絞車液壓系統(tǒng)圖系統(tǒng)的工作原理及其特點(diǎn)簡(jiǎn)要說(shuō)明如下：（見(jiàn)圖 1.1）液壓馬達(dá) 9 的排量切換由二位四通電磁換向閥 5 實(shí)現(xiàn)，控制壓力由液壓馬達(dá) 9自身提供，為了防止下放時(shí)因超越負(fù)載作用而失速，在馬達(dá)回油路上設(shè)置了外控式平衡閥 4。另外，為了提高系統(tǒng)工作可靠性，以防污染和過(guò)熱造成的故障，在回油路上設(shè)置了回油過(guò)濾器 7 及冷卻器 8。三位四通電磁換向閥 9 的中位機(jī)能為 K 型，所以，絞車停止待命時(shí)，液壓泵可以中位低壓卸荷，有利于節(jié)能。表 1.2 絞車液壓系統(tǒng)電磁鐵動(dòng)作順序電磁鐵工 況1YA 2YA 3YA滿載卷?yè)P(yáng)上升 - + -空包下放 + - -停止 - - +由表 1.2 可知：當(dāng)電磁鐵 2YA 通電時(shí)，三位四通電磁換向閥 5 切換至右位，液壓油經(jīng)過(guò)單向閥進(jìn)入液壓馬達(dá) 2，驅(qū)動(dòng)滾筒卷?yè)P(yáng)方向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)電磁鐵 1YA 通電時(shí)，負(fù)載由平衡閥支撐的同時(shí)快速下放，當(dāng)需要制動(dòng)時(shí)，電磁鐵 3YA 通電，制動(dòng)器制動(dòng) 。4圖 1.1多片式摩擦離合器 2、液壓馬達(dá) 3、6、溢流閥 4、外控式平衡閥5、三位四通電磁換向閥 7、回油過(guò)濾器 8 冷卻器 9、液壓馬達(dá) 10、油箱5第二章 卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)的方案設(shè)計(jì)卷?yè)P(yáng)機(jī)方案設(shè)計(jì)的主要依據(jù)：機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)方式；安裝位置的限制條件和機(jī)型種類與參數(shù)匹配等。2.1 常見(jiàn)卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)方案及分析2.1.1 非液壓式卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)方案比較根據(jù)卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)原動(dòng)機(jī)和卷筒組安裝相對(duì)位置不同，卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)布置方案的基本型有并軸式和同軸式兩種。而這兩種基本型中又有單卷筒和雙卷筒之分。下面介紹幾種常見(jiàn)的卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)方案。圖 2.1 并軸布置單卷筒卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)圖 2.1 所示為并軸式單卷筒卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)，他們的卷筒軸與原動(dòng)機(jī)軸線并列平行布置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊。為了提高取物裝置在空載或輕載時(shí)的下降速度，有的卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)設(shè)置了重力下降裝置（圖 2.1b） 。在卷筒上裝有帶式制動(dòng)器和內(nèi)漲式摩擦離合器。當(dāng)離合器分離時(shí)，驅(qū)動(dòng)卷筒的動(dòng)力源被切斷，卷筒處于浮動(dòng)狀態(tài)，這時(shí)可利用裝在卷筒上的帶式制動(dòng)器控制取物裝置以重力快速下降。6卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)中一個(gè)重要問(wèn)題是卷筒軸與減速器輸出軸的連接方式。圖2.1（a） 、 （b）所示方案，它們是把卷筒安裝在減速器輸出軸的延長(zhǎng)部分上，從力學(xué)觀點(diǎn)看，屬于三支點(diǎn)的超靜定軸，減小了軸承受的彎矩。但是，這種結(jié)構(gòu)對(duì)安裝精度要求很高，而且使的卷筒組和減速器的裝配很不方便，減速器也不能獨(dú)立進(jìn)行裝配和試運(yùn)轉(zhuǎn)，更換軸承也較困難。然而，它的外形尺寸小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于中小型建筑機(jī)械的卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)。圖 2.1（c ） 、 （d）所示方案，卷筒組與減速器輸出端均采用了補(bǔ)償式連接。圖2.1（c）減速器的輸出軸利用齒輪連軸節(jié)與卷筒連接，且直接把動(dòng)力傳遞給卷筒。圖 2.1（d）是采用十字滑塊聯(lián)軸節(jié)將卷筒和減速器輸出軸連成一體，卷筒軸的右端伸入到減速器輸出軸上的聯(lián)軸節(jié)半體中心孔內(nèi)，構(gòu)成了軸的一個(gè)支點(diǎn)，輸出軸和卷筒軸均為筒支結(jié)構(gòu)，構(gòu)造緊湊，制造、安裝均有良好的分組性。并軸布置雙卷筒卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)（圖 2.2） ，由一臺(tái)液壓馬達(dá)通過(guò)二級(jí)齒輪減速器分別驅(qū)動(dòng)裝在兩根平行軸上的主、副卷筒。在這兩個(gè)卷筒上分別裝有離合器和制動(dòng)器。通過(guò)液壓操縱系統(tǒng)的控制可使主、副卷筒獨(dú)立動(dòng)作，并能實(shí)現(xiàn)重力下降。圖 2.2 并軸布置雙卷筒卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)雙卷筒集中驅(qū)動(dòng)，可減少一套液壓馬達(dá)及傳動(dòng)裝置。2.1.2 卷筒軸與減速器輸出軸連接方式設(shè)計(jì)的基本原則綜上所述，卷筒軸與減速器輸出軸連接方式設(shè)計(jì)的基本原則是：1盡量避免采用多支點(diǎn)的超靜定軸。因?yàn)槎嘀С悬c(diǎn)受力復(fù)雜且軸安裝精度不易保證。2優(yōu)先采用減速器輸出端直接驅(qū)動(dòng)卷筒的連接方式，使卷筒軸不傳遞扭距，7盡可能避免卷筒軸收彎曲和扭轉(zhuǎn)的復(fù)合作用，以減少軸的直徑。3使機(jī)構(gòu)有良好的總成分組行，以利制造、安裝、調(diào)試和維修。4結(jié)構(gòu)緊湊、構(gòu)造簡(jiǎn)單，工作安全可靠。5卷筒組與減速器輸出軸優(yōu)先采用補(bǔ)償式連接，這樣，在安裝時(shí)允許總成間有小量的軸向、徑向和角度位移，以補(bǔ)償安裝位置誤差和機(jī)件的變形。2.1.3 液壓卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)的分類近年來(lái)普遍采用了行星齒輪傳動(dòng)的多速卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)，利用控制多泵合流和液壓馬達(dá)的串并聯(lián)或采用變量液壓馬達(dá)實(shí)現(xiàn)卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)的多種工作速度，從而實(shí)現(xiàn)輕載高速、重載低速，提高工作效率，以滿足各種使用要求。液壓傳動(dòng)的起升機(jī)構(gòu)可分為下列幾種形式：由于選用的液壓馬達(dá)的形式不同，液壓起升機(jī)構(gòu)可分為高速液壓馬達(dá)傳動(dòng)和低速大扭矩馬達(dá)傳動(dòng)兩種形式。高速液壓馬達(dá)傳動(dòng)需要通過(guò)減速器帶動(dòng)起升卷筒。減速器可采用批量生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)減速器，通常有圓柱齒輪式，蝸輪蝸桿式和行星齒輪式減速器。這種傳動(dòng)形式的特點(diǎn)是液壓馬達(dá)本身重量輕、體積小，容積效率高，生產(chǎn)成本較低。但整個(gè)液壓起升機(jī)構(gòu)重量較重，體積較大。低速大扭矩馬達(dá)傳動(dòng)可直接或通過(guò)一級(jí)開(kāi)式圓柱齒輪帶動(dòng)起升卷筒。雖然低速馬達(dá)本身體積和重量較大，但不用減速器，使整個(gè)液壓起升機(jī)構(gòu)重量減輕，體積減小。并使傳動(dòng)簡(jiǎn)單、零件少，起動(dòng)性能和制動(dòng)性能好，對(duì)液壓油的污染敏感性小。殼轉(zhuǎn)的內(nèi)曲線徑向柱塞式低速大扭矩馬達(dá)，可以裝在卷筒內(nèi)部，由馬達(dá)殼體直接帶動(dòng)卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，便于布置。圖 2.3 液壓卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)布置方案(一)82.1.4 液壓式行星齒輪傳動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)布置方案液壓多速卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)有多種布置方案，如：1、液壓馬達(dá)、制動(dòng)器和行星減速器分別布置在卷筒的兩側(cè)，即對(duì)稱布置（圖 2.3） 。2、液壓馬達(dá)和制動(dòng)器分別布置在卷筒的兩側(cè)，行星減速器裝在卷筒內(nèi)部（圖 2.4） 。圖 2.4 液壓卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)布置方案(二)圖 2.5 液壓卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)布置方案(三)3、液壓馬達(dá)、制動(dòng)器布置在卷筒同一側(cè)，行星減速器裝在卷筒內(nèi)（圖 2.5）4、 液壓馬達(dá)、制動(dòng)器和行星減速器均裝入卷筒內(nèi)部（圖 2.6） 。 9圖 2.6 液壓卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)布置方案(四)二三方案屬于同一類型，由于行星減速器裝在卷筒內(nèi)，所以體積小，結(jié)構(gòu)較緊湊，但由于卷筒內(nèi)的空間位置受到限制，要求安裝精度高，零件加工工藝復(fù)雜，軸承的選擇較困難，維修不方便。它們的不同處是制動(dòng)器的安裝位置，方案二顯得對(duì)稱性好。方案四顯然較方案二、方案三的外形尺寸更小，結(jié)構(gòu)更加緊湊。但是它除了有二、三方案中的問(wèn)題外，還存在制動(dòng)器和液壓馬達(dá)的散熱性極差，檢修調(diào)試也很不方便。10圖 2.7 液壓卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)布置方案(五)二、三、四方案均屬同軸式布置，即使液壓馬達(dá)和卷筒軸在同一中心線上，總成組裝時(shí)要保證規(guī)定的同心度。5液壓馬達(dá)、制動(dòng)器和行星減速器都布置在卷筒的同一側(cè)（圖 2.7） 。這種布置形式，機(jī)構(gòu)的軸向尺寸較大，維修不太方便，同時(shí)也會(huì)給總體布置帶來(lái)一定困難。但它易于加工和裝配，總成分組性較好。2.2 本設(shè)計(jì)所采用的方案本設(shè)計(jì)給出的馬達(dá)的排量為 520ml/r，工作壓力為 16.5MP，因此選用低速大扭矩馬達(dá)，采用低速方案，不選用減速器。傳動(dòng)方案根據(jù)比較選用如（圖 2.8）所示，多片盤(pán)式制動(dòng)器安裝在馬達(dá)上，聯(lián)軸器內(nèi)置于卷筒內(nèi)。此方案整體體積小，結(jié)構(gòu)較緊湊。圖 2.8 本設(shè)計(jì)所采用的方案2.3 卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)注意事宜卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)的方案的設(shè)計(jì)除認(rèn)真考慮以上問(wèn)題外，還要酌情處理好以下事宜。1、分配機(jī)構(gòu)總傳動(dòng)比時(shí)，級(jí)差不宜過(guò)大，一般可采取從原動(dòng)機(jī)至卷筒逐級(jí)降低傳動(dòng)比的分配方法。2、卷筒直徑盡量選取最小許用值，因?yàn)殡S著卷筒直徑的增加，扭矩和傳動(dòng)比也隨之增大，引起整個(gè)機(jī)構(gòu)的尺寸膨脹。但在起升高度大的情況下，為了不使卷筒長(zhǎng)度過(guò)大，有時(shí)采用加大直徑的辦法來(lái)增加卷筒的容繩量。3、對(duì)于具有多種替換工作裝置的機(jī)械，卷筒的構(gòu)造應(yīng)能提供快速換裝的措施，如制成剖分組合式卷筒等。4、滑輪組的倍率對(duì)機(jī)構(gòu)的影響較大。因此，滑輪組的倍率不宜取得過(guò)大。一般當(dāng)起升載荷 時(shí)，滑輪組的倍率宜取 2， 時(shí)，倍率取 36，50QPkN50QPkN11載荷量更大時(shí)，倍率可取 8 以上。5、卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)的制動(dòng)器是確保工作安全可靠的關(guān)鍵部件。支持制動(dòng)器一般應(yīng)裝在扭矩最小的驅(qū)動(dòng)軸上，這樣可減少制動(dòng)器的尺寸。但是若采用制動(dòng)力矩大、體積小結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的鉗盤(pán)式制動(dòng)器時(shí)，可將其裝在卷筒的側(cè)板上，以提高卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)的可靠性。對(duì)于起吊危險(xiǎn)物品的卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)應(yīng)設(shè)置兩套制動(dòng)裝置。12第三章 卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)組成及工作過(guò)程分析3.1 卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)的組成根據(jù)選用的低速方案分析卷?yè)P(yáng)機(jī)由液壓馬達(dá)、長(zhǎng)閉多片盤(pán)式制動(dòng)器、離合器、卷筒、支承軸、平衡閥和機(jī)架等部件組成。3.2 卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)工作過(guò)程分析3.2.1 卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)的工作周期卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)是周期性作業(yè)。一個(gè)工作周期為：?jiǎn)?dòng)加速（0a） 、穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)（ab）和制動(dòng)減速（ b c）三個(gè)過(guò)程（圖 2.1） 。載荷由靜止?fàn)顟B(tài)被加速到穩(wěn)定工作速度（穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)）時(shí)，所經(jīng)歷的時(shí)間稱為啟動(dòng)時(shí)間，從 a 到 b 經(jīng)歷的時(shí)間稱為工作時(shí)間，從 b 點(diǎn)的穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)減速到靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間成為制動(dòng)時(shí)間。起動(dòng)和制動(dòng)時(shí)間直接影響卷?yè)P(yáng)機(jī)的工作過(guò)程，設(shè)計(jì)時(shí)可通過(guò)計(jì)算選取較為適合的時(shí)間。13圖 3.1 卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)工作過(guò)程曲線3.2.2 載荷升降過(guò)程的動(dòng)力分析卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)帶載作變速運(yùn)動(dòng)（起動(dòng)或制動(dòng)）時(shí)，作用在機(jī)構(gòu)上的載荷除靜力外，還有作加速運(yùn)動(dòng)（或減速運(yùn)動(dòng)）質(zhì)量產(chǎn)生的動(dòng)載荷。1起升起動(dòng)過(guò)程卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)帶載提升時(shí)，載荷從靜止?fàn)顟B(tài)加速到穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)速度 v 的瞬時(shí)過(guò)程稱為起升起動(dòng)過(guò)程。此時(shí)，懸掛載荷的鋼絲繩拉力（圖 3.2a）為：QgSP式中 起升載荷；QP由加速運(yùn)動(dòng)質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力。g在起升起動(dòng)時(shí)，慣性力方向與起升載荷方向相同，使鋼絲繩拉力增加。圖 3.2 重物升降過(guò)程的動(dòng)力分析（a）起升起動(dòng)；（b）起升制動(dòng)；（c）下降起動(dòng)；（d）下降制動(dòng)2、起升制動(dòng)過(guò)程卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)由勻速運(yùn)動(dòng)制動(dòng)減速到靜止的過(guò)程稱為起升制動(dòng)過(guò)程。此時(shí)，懸掛重物的鋼絲繩拉力 （圖 3.2b） 。由于減速運(yùn)動(dòng)質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力 的方向與QgSP gP起升載荷 的方向相反，故使鋼絲繩拉力減小。Q143、下降啟動(dòng)過(guò)程將載荷從靜止?fàn)顟B(tài)加速下降到勻速的過(guò)程稱為下降起動(dòng)過(guò)程（圖 3.2c） 。此時(shí)，慣性為 的方向與載荷 的方向相反，使鋼絲繩拉力減小，即gPQPQgSP4.下降制動(dòng)過(guò)程卷?yè)P(yáng)機(jī)驅(qū)動(dòng)懸吊載荷以勻速下降時(shí)，將制動(dòng)器上閘，使載荷由勻速下降減速到靜止?fàn)顟B(tài)的過(guò)程稱為下降制動(dòng)過(guò)程（圖 3.2d） 。此時(shí)因慣性力 的方向與起升載荷gP的方向一致，故使鋼絲繩拉力增加，即 。QP QgSP綜上分析可得如下結(jié)論：起升起動(dòng)和下降制動(dòng)是卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)最不利的兩個(gè)工作過(guò)程，起升起動(dòng)時(shí)原動(dòng)機(jī)要克服的阻力距是靜阻力矩與最大慣性阻力距之和。因此，原動(dòng)機(jī)的起動(dòng)力矩 必須滿足qMmaxjg下降制動(dòng)是制動(dòng)器最不利的工作過(guò)程，所以，卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)支持制動(dòng)器的制動(dòng)力矩應(yīng)滿足下面條件：ZmaxZjgM才能將運(yùn)動(dòng)的物品在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)平穩(wěn)的停住。式中 卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)載荷勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的靜阻力矩；j卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)起、制動(dòng)時(shí)的最大慣性阻力矩。maxg顯然，上述兩種工作過(guò)程是決定卷?yè)P(yáng)機(jī)原動(dòng)機(jī)和制動(dòng)器性能以及對(duì)機(jī)構(gòu)的零部件進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算的依據(jù)。15第四章 卷?yè)P(yáng)機(jī)卷筒的設(shè)計(jì)和鋼絲繩的選用4.1 卷?yè)P(yáng)機(jī)卷筒的設(shè)計(jì)4.1.1 卷?yè)P(yáng)機(jī)卷筒組的分類和特點(diǎn)卷筒是起升機(jī)構(gòu)中卷繞鋼絲繩的部件。常用卷筒組類型有齒輪連接盤(pán)式、周邊大齒輪式、短軸式和內(nèi)裝行星齒輪式。齒輪連接盤(pán)式卷筒組為封閉式傳動(dòng)，分組性好，卷筒軸不承受扭矩，是目前橋式起重機(jī)卷筒組的典型結(jié)構(gòu)。缺點(diǎn)是檢修時(shí)需沿軸向外移卷筒。周邊大齒輪式卷筒組多用于傳動(dòng)速比大、轉(zhuǎn)速低的場(chǎng)合，一般為開(kāi)式傳動(dòng)，卷筒軸只承受彎矩。短軸式卷筒組采用分開(kāi)的短軸代替整根卷筒長(zhǎng)軸。減速器側(cè)短軸采用鍵與過(guò)盈配合與卷筒法蘭盤(pán)剛性連接，減速器通過(guò)鋼球或圓柱銷與底架鉸接；支座側(cè)采用定軸式或轉(zhuǎn)軸式短軸，其優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單，調(diào)整安裝比較方便。內(nèi)裝行星齒輪式卷筒組輸入軸與卷筒同軸線布置，行星減速器置于卷筒內(nèi)腔，結(jié)構(gòu)緊湊，重量較輕，但制造與裝配精度要求較高，維修不便，常用于結(jié)構(gòu)要求緊湊、工作級(jí)別為 M5 以下的機(jī)構(gòu)中。根據(jù)鋼絲繩在卷筒上卷繞的層數(shù)分單層繞卷筒和多層繞卷筒。由于本設(shè)計(jì)的卷繞層數(shù)為三層，因此采用多層卷筒。根據(jù)鋼絲繩卷入卷筒的情況分單聯(lián)卷筒（一根鋼絲繩分支繞入卷筒）和雙卷筒（兩根鋼絲繩分支同時(shí)繞入卷筒） 。單聯(lián)卷筒可以單層繞或多層繞，雙聯(lián)卷筒一般為單層繞。起升高度大時(shí)，為了減小雙聯(lián)卷筒長(zhǎng)度，有將兩個(gè)多層繞卷筒同軸布置，或平行布置外加同步裝置的實(shí)例。多層卷筒可以減小卷筒長(zhǎng)度，使機(jī)構(gòu)緊湊，但鋼絲繩磨損加快，工作級(jí)別 M5以上的機(jī)構(gòu)不宜使用。4.1.2 卷筒設(shè)計(jì)計(jì)算根據(jù)卷?yè)P(yáng)機(jī)工作狀況和起升載荷確定卷?yè)P(yáng)機(jī)起升機(jī)構(gòu)的工作級(jí)別，根據(jù)表查得16汽車、輪胎、履帶、鐵路起重機(jī)，安裝及裝卸用吊鉤式，利用等級(jí) T5，載荷情況L2，工作級(jí)別 M5。1卷筒名義直徑 D (1)ed式中 卷筒直徑比，由表選取;e卷筒名義直徑（卷筒槽底直徑） （mm）;鋼絲繩直徑(mm);d根據(jù)卷?yè)P(yáng)機(jī)工作級(jí)別 M5 選用 =25，根據(jù)已知得 =8mm,把數(shù)值代入式中得 eed=（25-1）*8=192mmD根據(jù)所得的數(shù)據(jù)選卷筒名義直徑 =200mm。卷筒最小直徑的計(jì)算：Dmin=hd式中 Dmin按鋼絲繩中心計(jì)算的滑輪的最小直徑 mm:d鋼絲繩直徑 mm;h系數(shù)值；根據(jù)機(jī)構(gòu)工作級(jí)別為 FDmin=188=144DDmin所以卷筒直徑符合條件。2卷筒長(zhǎng)度 L 確定由于采用多層卷繞卷筒 L，由下式 1.()lpnDd.2式中 多層卷繞鋼繩總長(zhǎng)度（mm） ；l根據(jù)已知卷筒容繩量為 27m，所以 =27m，l把數(shù)據(jù)代入式中得=195.52mm31.2709.6(8)L17取多層卷繞卷筒長(zhǎng)度 =200mm。L3、繩槽的選擇單層卷繞卷筒表面通常切出導(dǎo)向螺旋槽，繩槽分為標(biāo)準(zhǔn)槽和深槽兩種形式，一般情況都采用標(biāo)準(zhǔn)槽。當(dāng)鋼絲繩有脫槽危險(xiǎn)時(shí)（例如起升機(jī)構(gòu)卷筒，鋼絲繩向上引出的卷筒）以及高速機(jī)構(gòu)中，采用深槽。多層卷繞卷筒表面以往都推薦做成光面，為了減小鋼絲繩磨損。但實(shí)踐證明，帶螺旋槽的卷筒多層卷繞時(shí)，由于繩槽保證第一層鋼絲繩排列整齊，有利于以后各層鋼絲繩的整齊卷繞。光面卷筒極易使鋼絲繩多層卷繞時(shí)雜亂無(wú)序，由此導(dǎo)致的鋼絲繩磨損遠(yuǎn)大于有繩槽的卷筒。帶繩槽單層繞雙聯(lián)卷筒，可以不設(shè)擋邊，因?yàn)殇摻z繩的兩頭固定在卷筒的兩端。多層繞卷筒兩端應(yīng)設(shè)擋邊，以防止鋼絲繩脫出筒外，檔邊高度應(yīng)比最外層鋼絲繩高出 。(1.5)d（1）繩槽半徑 根據(jù)下式R(0.53.6)d取 R=0.5d把數(shù)值代入得 R=0.58=4.4mm繩槽節(jié)距 P=d+（24）mm取 P=8+2=10mm繩槽深度 h=（0.250.4）d取 h=0.35d=0.358=2.818圖 4.1 繩槽的放大示意圖（2）卷筒上有螺旋槽部分長(zhǎng) 0L01()3lpZd式中 = ，卷筒計(jì)算直徑，由鋼絲繩中心算起的卷筒直徑（mm） ；0D0d 1.5，為固定鋼絲繩的安全圈數(shù)。取 2；1z1Z把數(shù)據(jù)代入式中得=167.8mm30271()08L由此可取 =170mm。0L（3）繩槽表面精度：2 級(jí) 值 12.5。aR4、卷筒壁厚 初步選定卷筒材料為鑄鐵卷筒，根據(jù)鑄鐵卷筒的計(jì)算式子：mm0.2(610)D把數(shù)值代入式中有=0.02D+8=12mm故選用 =12mm。5、鋼絲繩允許偏角鋼絲繩繞進(jìn)或繞出卷筒時(shí)，鋼絲繩偏離螺旋槽兩側(cè)的角度推薦不大于 3.5。對(duì)于光面卷筒和多層繞卷筒，鋼絲繩與垂直于卷筒軸的平面的偏角推薦不大于 2，以避免亂繩。布置卷繞系統(tǒng)時(shí)，鋼絲繩繞進(jìn)或繞出滑輪槽的最大偏角推薦不大于 5，以避免槽口損壞和鋼繩脫槽。6、卷筒強(qiáng)度計(jì)算卷筒在鋼絲繩拉力作用下，產(chǎn)生壓縮，彎曲和扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，其中壓縮應(yīng)力最大。當(dāng) 時(shí)，彎曲和扭轉(zhuǎn)的合成應(yīng)力不超過(guò)壓縮應(yīng)力的 ，只計(jì)算壓應(yīng)力3LD 10%5即可。當(dāng) 時(shí)，要考慮彎曲應(yīng)力。對(duì)尺寸較大，壁厚較薄的卷筒還需對(duì)筒壁進(jìn)行抗壓穩(wěn)定性驗(yàn)算。19由于所設(shè)計(jì)的卷筒直徑 =200mm， =200mm， 。所以只計(jì)算壓應(yīng)力DL3D即可。卷筒筒壁的最大壓應(yīng)力出現(xiàn)在筒壁的內(nèi)表面壓應(yīng)力 按下式計(jì)算：cmax12ccSAp式中 卷筒壁壓應(yīng)力（MPa） ；c鋼絲繩最大靜拉力（N） ；maxS應(yīng)力減小系數(shù)，在繩圈拉力作用下，筒壁產(chǎn)生徑向彈性變形，使繩圈緊1A度降低，鋼絲繩拉力減小，一般取 ；10.75A多層卷繞系數(shù)。多層卷繞時(shí)，卷筒外層繩圈的箍緊力壓縮下層鋼絲繩，2使各層繩圈的緊度降低，鋼絲繩拉力減小，筒壁壓應(yīng)力不與卷繞層數(shù)成正比 按表取值；2A許用壓應(yīng)力，對(duì)鑄鐵 ， 為鑄鐵抗壓強(qiáng)度極限，對(duì)鋼cc/5bb c， 為鋼的屈服極限。/ss取 ， 按表取 ，根據(jù)已知卷筒底層拉力 1100kgf，可算得10.75A221.8A，把各數(shù)代入式中：max9807SN=121.36MP07.512c根據(jù)所計(jì)算的結(jié)果查得卷筒的材料為球墨鑄鐵 ，其抗壓強(qiáng)度極限802QT， ， =121.36MPsz驗(yàn)證發(fā)熱量合格。圖 6.1 盤(pán)式制動(dòng)器制動(dòng)盤(pán)受力圖6.2.5 全盤(pán)式制動(dòng)器設(shè)計(jì)計(jì)算根據(jù)公式：軸向推力 aF210jaeTnR摩擦盤(pán)有效面直徑 32yne當(dāng) 時(shí)，可取1.8ynRyneR式中 計(jì)算制動(dòng)轉(zhuǎn)矩 ；jTNm31、 摩擦面的外、內(nèi)半徑 cm 全盤(pán)式取 ；yRn (1.25)ynR軸向推力 ；aFN摩擦副數(shù)目；摩擦系數(shù)。根據(jù)前面的計(jì)算 =84mm， =56mm， ，所以取 =yRn1.8ynR32yneR=7.47cm328.456把數(shù)值代入前式得：=8.5KN2130.547aF根據(jù)所計(jì)算的軸向推力 來(lái)取制動(dòng)所用的電磁鐵和彈簧。第七章 離合器的設(shè)計(jì)與選用7.1 離合器的功用、特點(diǎn)與分類離合器是一種通過(guò)各種操縱方式，實(shí)現(xiàn)主從動(dòng)部分在同軸線上傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力時(shí)具有接合或分離功能的裝置。離合器有各種不同的用途，根據(jù)原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之32間或機(jī)械中各部件之間的工作要求，離合器可以實(shí)現(xiàn)相對(duì)起動(dòng)或停止，以及改變傳動(dòng)件的工作狀態(tài)，達(dá)到改變傳動(dòng)比，如傳動(dòng)件之間相對(duì)同步或超越運(yùn)動(dòng)。此外，離合器還可以作為起動(dòng)或過(guò)載時(shí)控制傳遞轉(zhuǎn)矩大小的安全保護(hù)裝置等。按離合器接合元件傳動(dòng)的工作原理，可分為嵌合式離合器和摩擦式離合器，按實(shí)現(xiàn)離、合動(dòng)作的過(guò)程可分為操縱式和自控式，按離合器的操縱方式，則可分為機(jī)械式、氣壓式、液壓式和電磁式等，按結(jié)構(gòu)還可分為多種不同的形式。1對(duì)離合器的基本要求（1） 離、合迅速，平穩(wěn)無(wú)沖擊，分離徹底，動(dòng)作準(zhǔn)確可靠。（2） 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，慣性小，外形尺寸小，工作安全，效率高。（3） 接合元件耐磨性高，使用壽命長(zhǎng)，散熱條件好。（4） 操縱方便省力，制造容易，調(diào)整維修方便。2影響離合器選擇的因素a 原動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)性能b離合器的受載特性c 接合元件的性質(zhì)d操縱方式e 環(huán)境條件3離合器的選擇和工作性能參數(shù)a 離合器的型式b離合器的工作容量c 摩擦功和溫升d接合元件的使用壽命e 離合器的轉(zhuǎn)速和影響性按要求，本設(shè)計(jì)采用機(jī)械操縱式多片圓盤(pán)摩擦離合器，屬摩擦式離合器。7.2 圓盤(pán)離合器主要性能參數(shù)的計(jì)算7.2.1 離合器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩對(duì)于摩擦式離合器 cmvKT()N式中 離合器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 ；cT離合器的理論轉(zhuǎn)矩，對(duì)于摩擦式離合器可取運(yùn)轉(zhuǎn)中最大工作轉(zhuǎn)矩或33接合過(guò)程中工作轉(zhuǎn)矩與慣性轉(zhuǎn)矩之和 ；()Nm工作情況系數(shù)，其值與原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)的類型、離合器的結(jié)構(gòu)形式K等有關(guān)。通常對(duì)干式摩擦式離合器，可取較大的值，對(duì)濕式摩擦式離合器，可取較小的值；離合器接合頻率系數(shù)；m滑動(dòng)速度系數(shù)。vK根據(jù)以前求得 =1004.85 ，按表取 ， =1， =1.35，把數(shù)值T()Nm1.25KmvK代入式中得：=930.4121.2504.83c()N7.2.2 圓盤(pán)摩擦片的主要尺寸關(guān)系圖 7.1 圓盤(pán)摩擦片尺寸圖摩擦片內(nèi)徑 1D套裝式干式 1(.52)Dd濕式 3式中 為軸的直徑（mm） 。d由已知得 =60mm，代入式中得 =110mm125摩擦面外徑 2D3421(.5)D把數(shù)據(jù)代入式中得 =220mm0摩擦片數(shù)目 z321()czTzpRK式中 摩擦面對(duì)數(shù)修正系數(shù)，對(duì)于每小時(shí)接合次數(shù)小于 50 次的干式和濕式離zK合器取 ，對(duì)于每小時(shí)接合次數(shù)超過(guò) 50 次的濕式離合器，按表查。1z摩擦系數(shù)；摩擦面的壓力 ；p2/Nm按表取 0.91，按表查得 =0.2， = ，把以前計(jì)算的各值代入式中得：zKp20.35/=5.4539.4120.5(0)z取 z=6。7.2.3 摩擦式離合器的摩擦轉(zhuǎn)矩離合器摩擦面上的摩擦轉(zhuǎn)矩對(duì)（圖 7.2）所示的摩擦盤(pán)為vTpARNm式中 A摩擦器的總摩擦面積 ；21()zR2摩擦面數(shù)；z、 摩擦盤(pán)工作面的內(nèi)、外半徑 mm；1R2當(dāng)量摩擦半徑 mm v321()vR35圖 7.2 摩擦盤(pán)尺寸關(guān)系根據(jù)前面計(jì)算 =92mm， =136mm， =15，把數(shù)值代入式中得：1R2z=26(105)A2793m=82.5mm32()v按表查得 =0.2， = ，把取的數(shù)據(jù)和計(jì)算的數(shù)據(jù)代入式中得：p0.5/Nm2.347109382.57.36T Nm離合器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩通過(guò)計(jì)算得 ，由上式計(jì)算得摩擦轉(zhuǎn)矩.c。 ，因此，數(shù)據(jù)選用的合格。987.36TNmc7.2.4 圓盤(pán)摩擦離合器壓力的計(jì)算a摩擦面的壓緊力 QcvTRmN式中 m摩擦面對(duì)數(shù)， （ 為摩擦片數(shù)） 。1z其他符號(hào)見(jiàn)以前式子。按前面計(jì)算得 ， =82.5mm， =0.2，m=6-1=5 ，把數(shù)據(jù)代入930.42cTv到式子中得：36=9304128.5.Q7.Nb摩擦工作面的平均壓力 p2vbR2/m式中 摩擦面的寬度 mm， 。b21經(jīng)計(jì)算得 ，把各項(xiàng)數(shù)值代入式中得：10650.327.084p2/Nm根據(jù) ，因?yàn)?，所以校驗(yàn)合格。.35p2/Nm第八章 軸的設(shè)計(jì)37軸的設(shè)計(jì)和其他零件的設(shè)計(jì)相似，包括材料的選用、工作能力的計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)幾方面的內(nèi)容。8.1 軸的材料由于碳鋼比合金鋼價(jià)廉，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低，同時(shí)也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，故采用碳鋼制造的軸尤為廣泛，因此軸的材料選擇 45 號(hào)鋼并采用正火處理。8.2 軸的工作能力的計(jì)算軸的工作能力的計(jì)算指的是軸的強(qiáng)度、剛度和振動(dòng)穩(wěn)定性等方面的計(jì)算。多數(shù)情況下，軸的工作能力主要取決于軸的強(qiáng)度，這時(shí)需對(duì)軸進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，以防止斷裂或塑性變形。而對(duì)剛度要求高的軸（如車床主軸）和受力大的細(xì)長(zhǎng)軸，還應(yīng)進(jìn)行剛度計(jì)算，以防止工作時(shí)產(chǎn)生過(guò)大的彈性變形，對(duì)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的軸，還需進(jìn)行振動(dòng)穩(wěn)定性計(jì)算，以防止發(fā)生共振而破壞。1、求出軸上的轉(zhuǎn)速 和轉(zhuǎn)矩nT由于軸通過(guò)聯(lián)軸器和馬達(dá)直接相連，故，mn式中 馬達(dá)的額定轉(zhuǎn)矩（ ） ；mTN馬達(dá)的額定轉(zhuǎn)速（ ） 。n/ir把數(shù)值代入式中得： 140mT75/innr2、求作用在軸上的各作用力由于軸帶動(dòng)聯(lián)軸器、卷筒轂、和離合器轉(zhuǎn)動(dòng)方案見(jiàn)（圖 5.1） ，因此，軸只受扭矩作用，由于軸除受自身重力和軸上各部件的壓力外不再受徑向力作用，因此軸所受的徑向力可忽略不記.分析如圖（8.2） 38圖 8.1 本設(shè)計(jì)軸的裝配方案 圖 8.2 軸的載荷分析圖3、初步確定軸的最小直徑根據(jù)式子 3950.2TpnWd式中 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 （ ） ；TMPa軸所受的扭矩（ ）Nm軸的抗扭截面系數(shù)（ ） ；TW339軸的轉(zhuǎn)速（r/min） ；n軸傳遞的功率（ ） ；PkW計(jì)算截面處軸的直徑（mm） ；d許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力（ ） 。MPa由上式得軸的直徑=3950.2Tdn3.2T根據(jù)軸的選用材料查表得 = ，把數(shù)據(jù)代入式中得4Pa=52.47mm310.2d當(dāng)軸截面上開(kāi)有鍵槽時(shí)，應(yīng)增大軸徑以考慮鍵槽對(duì)軸的強(qiáng)度的削弱，對(duì)于直徑的軸如有多個(gè)鍵槽時(shí)，應(yīng)增大為 ，故10dm %15=59.03mm。(2.5%)輸出軸的最小直徑顯然是安裝離合器處軸的直徑 ，為了使所選的軸的直徑Id與離合器的孔徑及液壓馬達(dá)的軸徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取離合器的型號(hào)，綜合Id考慮以上幾種因素選取 d=60mm。5、校核軸的強(qiáng)度按下式計(jì)算 2222 1()()4()ca MTTWW式中 軸的計(jì)算應(yīng)力（ ） ；caMPM軸所受的彎矩（ ） ；NmT軸所受的扭矩（ ） ；W軸的抗彎截面系數(shù)（ ） ；3折合系數(shù)；40對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)軸的許用彎曲應(yīng)力。1由于本設(shè)計(jì)中軸只受扭矩的作用因此 ，由下式計(jì)算：0M21()caTW圖 8.3 抗彎、抗扭計(jì)算截面圖軸的抗彎截面系數(shù)依照（圖 8.3）按下式計(jì)算： 32()dbtW把數(shù)帶入式中計(jì)算得： 其中 b=18，t=5.6= 432.10m折合系數(shù) 當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為靜應(yīng)力時(shí)， 把計(jì)算的值和已知的值代入式中得：0.324(.175)1.7ca MPa根據(jù)軸的材料按表選 =255 。因此 ，故安全。1P1ca8.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)41軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是根據(jù)軸上零件的安裝、定位以及軸的制造工藝等方面的要求，定出軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸。8.3.1 擬定軸上零件的裝配方案軸的結(jié)構(gòu)形式與軸上主要零件的位置及裝配方案有關(guān)。確定裝配方案就是定出軸上主要的裝配方向、順序及相互關(guān)系。擬定裝配方案時(shí)，一般要考慮幾個(gè)方案，分析比較后選定。本設(shè)計(jì)的方案如（圖 8.1） 。裝配方案為摩擦片離合器、軸承、軸承端蓋、支架、卷筒轂、卷筒按從左到右的方向裝配，左端為卷筒、套筒、多盤(pán)式摩擦制動(dòng)器按從左到右方向裝配。8.3.2 根據(jù)軸向定位要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 （1）按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩 及最小軸徑選取孔徑為 60mm 的多片式摩擦離合器，與之caT相匹配的選取最小軸徑 =60mm，與軸配合的轂孔長(zhǎng)度 l=70mm，所以取d=153mm。 l（2）初步選擇滾動(dòng)軸承，因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用角接觸球軸承，根據(jù)軸徑及軸承標(biāo)準(zhǔn)，由設(shè)計(jì)手冊(cè)中初步選取 7313C，其尺寸為dDB=6514033，所以取 =65mm， =32mm。dl（3）由卷筒轂的寬度及軸承定位需要一定的軸肩，取=84mm， =47mm。同時(shí)根據(jù)卷筒的寬度和卷筒轂的寬度取 =92mm，l d=136mm，同理 =84mm， =45mm。l dL（4）根據(jù)選擇的多盤(pán)式摩擦制動(dòng)器及在軸上安裝的位置選取=80mm， =166mm。dl（5）根據(jù)軸承取 =65mm， =34mm。 dl至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。8.3.3 軸上零件的周向定位制動(dòng)器、卷筒輪轂和離合器與軸的周向定位均采用平鍵連接。由于連接制動(dòng)器、卷筒輪轂和離合器的軸的工作狀況都一樣，所以采用的鍵的類型都一樣。卷筒輪轂的鍵由設(shè)計(jì)手冊(cè)查得平鍵截面 ，鍵槽用鍵槽銑刀18bhm(1095)GB42加工，鍵長(zhǎng) 32mm（標(biāo)準(zhǔn)鍵長(zhǎng) ） ，輪轂與軸的配合公差為 H8/f7，離合1096GB器與軸聯(lián)接，選用平鍵 18mm11mm63mm，離合器與軸配合為 H8/f7，制動(dòng)器與軸連接，選用平鍵 22mm12mm70mm、制動(dòng)器與軸配合為 H8/f7。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是借過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為 f7。參考文獻(xiàn)1張質(zhì)文,虞和謙,王金諾,包起帆主編.起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè).北京:中國(guó)鐵道出版社,19972顏榮慶,李自光,賀尚紅主編.現(xiàn)代工程機(jī)械液壓與液力系統(tǒng).北京:人民交通出版社,20013成大先主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).第四版.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,20024徐灝主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,19915章日晉主編.機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,19876吳宗澤主編.機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,19887北京有色冶金設(shè)計(jì)研究總院主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).第三版.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,19938汝元功,唐照民主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).北京:高等教育出版社,19959花家壽編.新型聯(lián)軸器與離合器.上海:上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社,199110機(jī)械控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)/中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì),中國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)大典編委會(huì).中國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)大典.南昌:江西科學(xué)技術(shù)出版社,200211蘇隆赫年柯 B ,馬克西莫維奇 B A,特羅伊茨基 A B,特羅春 ,波季施柯 A B,阿符拉緬柯 A.機(jī)械零件圖冊(cè).吳克敏等譯.北京:人民教育出版社,1959 43致 謝三個(gè)月緊張而充實(shí)的畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束了，在這次設(shè)計(jì)中我收獲頗多。畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)于我們每一個(gè)大學(xué)生來(lái)說(shuō)都是非常重要。它不僅是對(duì)我們大學(xué)四年學(xué)過(guò)的各科知識(shí)的綜合運(yùn)用，而且是把我們所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐的一次檢驗(yàn)。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我重溫了一遍大學(xué)的課程如機(jī)械制圖、理論力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)等專業(yè)知識(shí)，還涉及了一些以前從未深入了解的知識(shí)，使我開(kāi)闊了眼界，并增長(zhǎng)了知識(shí)，對(duì)自己的所學(xué)進(jìn)一步鞏固，為畢業(yè)后走向社會(huì)工作崗位奠定了一定的基礎(chǔ)。在液壓絞車設(shè)計(jì)過(guò)程中，除了應(yīng)用到以前學(xué)過(guò)的專業(yè)知識(shí)，我還查閱了大量的相關(guān)資料，使我對(duì)這一領(lǐng)域有了一定的了解和認(rèn)識(shí)并掌握了查找資料這項(xiàng)基本技能。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，第一次將自己所學(xué)的理論知識(shí)真正運(yùn)用到實(shí)際中，使理論知識(shí)在實(shí)踐中得到檢驗(yàn)。使我學(xué)會(huì)面對(duì)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的各種問(wèn)題，如何去分析、并最終解決問(wèn)題。而且培養(yǎng)了我精益求精、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真對(duì)待問(wèn)題的工作精神，并且鍛煉了我的創(chuàng)造能力和獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)能如此順利的完成，完全得力于指導(dǎo)老師胡天明老師的充分指導(dǎo)，提出了許多寶貴的建議，改正了許多錯(cuò)誤，使設(shè)計(jì)更加合理、完善。同時(shí)各位同學(xué)也給予了很多建議和幫助，在此對(duì)老師和同學(xué)們表示深切而誠(chéng)摯的謝意！設(shè)計(jì)者：2006.06.1444