固定卷扬式启闭机毕业设计(4)

1第4章驱动机构的计算§4.1部件的选择计算需要作选择计算的部件主要有电动机，减速器，制动器及带制动轮的联轴器。§4.1.1电动机的选择计算电动机的静功率可由下式确定：06120QVNc(kW)a3210式中：Q—启闭机最大起吊力(Kgf)，V—起升速度(m/min)，0—启闭机总效率，1—减速器的效率，2—开式齿轮的效率，3—卷筒的效率a—滑轮组的效率。查设计手册可分别取：1=0.93,2=0.95,3=0.97,a=0.966可求得：0=0.93×0.95×0.97×0.966=0.828CN=500×103×2/6120×0.828=26.7(kW)根据闸门的运行特点和起闭工作类型的划分，将一次运转只有熟分钟的电机工况一般定为轻级工作类型（Jc=15%）；若电机一次连续工作时间在10—30min之间，运转后停歇时间很长足以使其完全冷却时，工况一般定为中级工作类型（Jc=25%）；若一次连续工作时间在30—60min之间工况一般定为中级工作类型（Jc=40%）。选出的电机一般不进行发热预算。起闭机工作时间可用下式计算T＝H/V＝40/1.39＝28.78min＜30min故所选电动机其工况为中级工作类型（Jc=25%）根据下式选用电动机2电N≥CN又KWNC7.26由此《新编机械设计手册》表27——19可选用YZR250型电动机，电N=35kW.dn=715r/min§4.1.2减速器的选择计算起升机构的总传动比为：i=0nnd0n=0DaV式中：dn—电动机的额定转速（r/min）0n—卷筒转速（r/min）a—滑轮组倍率0D—卷筒计算直径（m）V—起升速度（）带入数据可计算得：0n=624.014.324=2.84(r/min)i=84.2715=251.8因一级圆柱开式齿轮传动传动比一般为3～7，可取开式齿轮传动比i1=6则减速器传动比为：i2=i/i1=251.8/6=42所选减速器的功率应稍大于电动机的静功率，即：[N]＞电N=37kW查《新编机械设计手册》表22—49可选用QJRS-D40031.5型，i2=50,高速轴许用功率N=31.0kW,输出转矩为21200N·m.此型号为二级的安装尺寸，三级的传动比。故开式齿轮的传动比为：i1=251.8/50=5减速器的验算减速器出力轴上的最大经向力P最大可认为等于作用于开式齿轮轮齿上的作用力：][)(222RNmZMP最大3式中M2----减速器低速轴上的扭矩m------开式齿轮的模数Z2------大齿轮的齿数[R]-----减速器输出轴容许最大经向载荷由M2=17403Nmm=12mmZ2=100[R]可查《新编机械设计手册》表22—51可得[R]=37000NNRNP37000][2900510012174032最大经校核符合要求§4.1.3制动器的选择计算起升机构制动器的制动力矩必须大于由重物产生的静力矩，并使重物处于悬吊状态时具有足够的安全裕度，选用时必须满足：M≥KcM式中：M—制动器需用最大制动力矩（Nm）K—制动安全系数，一般起升机构为K2，取K=2cM—满载制动时制动轴上的静力矩（Nm）制动轴上静力矩cM由下式决定：cM=i20aQD(Nm)得：cM=8.25142828.06245002=1025.96(Nm)制动器许用最大制动力矩：M≥2×1025.96=2051.96(Nm)查《机械设计手册》表25.3—32可选用JCZ500/80型制动器，cM=2500Nm§4.1.4带制动轮联轴器的选择带制动轮联轴器的选择计算应满足下述三个条件：①联轴器的制动轮直径应与制动器制动闸瓦的直径相适应；②联轴器的最大允许扭转力矩应大于等于实际传递扭转矩的两倍K=MMm≥2③联轴器的最大扭转力矩需大于所配用制动器的最大制动力矩mM≥TM联轴器所传递的扭矩可由下式计算：M=nψ8nMn—轴节的安全系数。对起升机构n=1.5ψ8—性动载系数。ψ8=1.2～2.0nM—电动机额定力矩传导计算零件上的力矩4电动机额定力矩传到计算零件上的力矩为：nM=nP9550式中P—电动机额定功率（KW）n—电动机额定转速（n/min）—传动机构的效率=0.828得：nM=9550×35/715×0.828=387.1(Nm)联轴器传递的扭矩：M=1.5×387.1×1.8=1045.17(Nm)故所选联轴器的最大扭转力矩：nM≥1045.17Nm而选择联轴器时同时应满足其实际转数不得大于其许用最高转数，故其许用最高转数[n]≥715r/min,查手册可选用NGCL9型，公称转矩Tn=14000Nm,许用转速[n]=1500r/min§4.2驱动机构计算卷筒轴的扭矩按下式计算：M3=3max2DCS(kNm)式中maxS—钢丝绳最大静拉力（kN.m）D—卷筒直径（m）C—引至卷筒的钢绳支数3—卷筒效率查手册知：3=0.966代入数据，得：M3=64.7×624×2/2×0.966=41621.4(N.m)减速器低速轴（即开式齿轮小齿轮轴）上的扭矩为：M2=223i2M（N.m）式中i2—开式齿轮的传动比2—开式齿轮的传动效率。查手册可知：2=0.95代入数据，得：M2=17403N.m减速器高速轴（即电动机轴）上的扭矩为：M1=112i2M(N.m)式中i1—减速器的传动比51—减速器的传动效率，由手册可查得：1=0.93代入数据，得：M1=374.26N.m§4.3安全行程装置本机的安全行程装置有高度指示器﹑高度限位开关和负荷控制器。高度指示器可观察和控制闸门的准确位置；高度限位开关限制闸门的上下极限位置；负荷控制器具有报警和断电功能，当负荷达到额定负荷的110%时，发出报警信号并自动切断电路。6总结此次设计的固定卷扬式启闭机是在给定基础参数和前人的设计经验的基础上完成的。我采用类比的方法，借鉴已有的经验，再根据具体的实际情况加以变换改造，逐步形成自己的设计。但由于在设计过程中，经验和理论知识的不足，使得我在某些方面的设计有待进一步改进和完善，这些问题有待于我进一步的研究和讨论。在设计过程中我遇到了许多意想不到的问题，经过自己的摸索及同学的讨论和老师的帮助，困难得到了解决。经过此次设计，我发现了以前学习中的薄弱环节，锻炼和复习了所学知识，使我知道在以后的学习和工作中应该如何去作和作些什么，是本次设计的最大收获。7主要参考文献1徐灏主编《机械设计手册》第（3）卷北京机械工业出社20022编写组主编《实用机械设计手册》上册机械工业出版社，19923编写组主编《水电站设计手册》水利电力出版社，19994石殿钧主编《工程起重机械》水利电力出版社，19875刘鸿文主编《材料力学》上下册北京高等教育出版社，19996孙桓主编《机械原理》北京高等教育出版社，20017王公侃主编《起重机械课程设计》北京中国工业出版，19658邱宣怀主编《机械设计手册》第四版高等教育出版社，20029欧阳晶主编《大峡水电站的结构设计》机械工业出版社，199210编写组主编《实用机械设计手册》下册机械工业出版社，199211张琳娜主编《精度设计与质量控制基础》中国计量出版社，200012孙桓主编《机械原理》第六板高等教育出版社，200013哈工大主编《理论力学》上下册高等教育出版社，199614华中理工主编《画法几何及机械制图》第四版高等教育出版社，198815邓文英主编《金属工艺学》上下册第四版高等教育出版社，199916王先逵主编《机械制造工艺学》机械工业出版社，19938致谢本次设计的顺利完成，首先感谢苏宗伟、袁志华两位老师精心指导和大力帮助。她们时刻关注了解设计的进展情况，并提出很多宝贵意见，在此向她们致以深深的感谢！同时也得到图书馆、机械系教研室、资料室、机电机房等单位多位老师的大力支持和帮助，再次也深表谢意!本课题由我单独完成，虽然在设计过程中是独立完成，但是有很多的难题是在同学们的讨论成果基础上才得以正确顺利的进行。经过此次设计，我掌握了一些设计方法和步骤，提高了把理论运用于实际的能力，培养了综合分析与解决工程问题的能力和创新意识。最后再次对指导和帮助我顺利完成此次设计的老师和同学表示衷心的感谢！9TheEffectofaViscousCouplingUsedasaFront-WheelDriveLimited-SlipDifferentialonVehicleTractionandHandling1ABCTRACTTheviscouscouplingisknownmainlyasadrivelinecomponentinfourwheeldrivevehicles.Developmentsinrecentyears,however,pointtowardtheprobabilitythatthisdevicewillbecomeamajorplayerinmainstreamfront-wheeldriveapplication.ProductionapplicationinEuropeanandJapanesefront-wheeldrivecarshavedemonstratedthatviscouscouplingsprovidesubstantialimprovementsnotonlyintractiononslipperysurfacesbutalsoinhandingandstabilityevenundernormaldrivingconditions.Thispaperpresentsaseriousofprovinggroundtestswhichinvestigatetheeffectsofaviscouscouplinginafront-wheeldrivevehicleontractionandhanding.Testingdemonstratessubstantialtractionimprovementswhileonlyslightlyinfluencingsteeringtorque.Factorsaffectingthissteeringtorqueinfront-wheeldrivevehiclesduringstraightlinedrivingaredescribed.Keyvehicledesignparametersareidentifiedwhichgreatlyinfluencethecompatibilityoflimited-slipdifferentialsinfront-wheeldrivevehicles.Corneringtestsshowtheinfluenceoftheviscouscouplingontheselfsteeringbehaviorofafront-wheeldrivevehicle.Furthertestingdemonstratesthatavehiclewithaviscouslimited-slipdifferentialexhibitsanimprovedstabilityunderaccelerationandthrottle-offmaneuversduringcornering.2THEVISCOUSCOUPLINGTheviscouscouplingisawellknowncomponentindrivetrains.Inthispaperonlyashortsummaryofitsbasicfunctionandprincipleshallbegiven.Theviscouscouplingoperatesaccordingtotheprincipleoffluidfriction,andisthusdependentonspeeddifference.AsshowninFigure1theviscouscouplinghasslipcontrollingpropertiesinco