TC6012塔式起重机回转机构毕业设计论文

4 校核计算

4 校核计算

4.1 传动比校核计算

总传动比：i总 = n1η液/n

式中 n1－电动机转速，n1 = 1440 rpm； n－回转速度， n = 0.6 rpm； η液－系统损耗系数， η液=0.9； i总 = n1η液/n =1440×0.9/0.6 = 2160 i液 = 1/η液 = 1/0.9=1.11111 减速机传动比 ，i2 = 162 开式齿轮传动比 i3?i3?n11? （4.1）ni液i214401??13.30.61.11111?162

实际速比

Z1 = 13 Z2 = 131

i3实 = Z2/Z1 = 131/13 = 13.1 实际回转速度

n = n1 /（i液×i2×i3）=1440/(1.11111×162×13.1)= 0.6107rpm 设计误差：

0.6?0.61070.6?0.017?1.7%

校核计算满足要求

4.2 开式齿轮副强度校核

设计过程：

(1) 已知功率，传动比，转速。

(2) 选材，确定硬度值，再算出许用应力值。

(3) 闭式传动根据接触强度设计。根据设计公式确定小轮直径，齿数，再算模数。 (4) 小轮直径乘以齿宽系数并圆整，作为大轮齿宽，再加上5-10mm作为小轮齿宽。 (5) 算中心距。

(6) 校核两轮的轮齿弯曲强度。

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1）基本参数如表4.1所示：

表4.1 大齿轮与小齿轮参数对比

参数 Z m Df1 B1

小齿轮 13 12 156 100

大齿轮 131 12 1572 90

2）计算载荷

Me =9750×N静×η/ n1 (4.2) Me =9750×N静×η/ n1

=9750×5.5×0.82/1440 = 37.2 N·m η－传动总效率，通常取0.8～0.85。 小齿轮上的额定力矩：

Mn=Me×i1×i2×&液×&1 (4.3) 由Me=37.2

Mn = 37.2×1.11111×162×0.9×0.9 = 5423.75 N·m η1－齿轮传动效率。η1=0.9

圆周力：Ft1 = 2000 Mn/ Df1 = 2000×5423.75/156 = 69535.26 N 3）弯曲疲劳强度校核

σF1?Ft1?kA?kV?kFa?kβ?YF?YS?Yβ (4.4) b1m式中 b1—小齿轮宽度 b1 = 100 mm m—模数 m = 12 kA—工况系数 kA = 1.25 kV—动载系数 kV = 1.17

kFa—弯曲强度端面载荷分配系数 kFa = 1/ YS =1.0 kβ—齿向载荷分配系数 kβ = 1.126 YF—齿形系数

YF1—小齿轮齿形系数 YF1 = 2.01 YF2—大齿轮齿形系数 YF2 = 2.03 YS—弯曲强度重合度系数 YS =1.0 Yβ—螺旋角系数 Yβ = 1 将参数代入弯曲疲劳强度计算公式(4-4)得：

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σF1?69535.26?1.25?1.17?1?1.126?2.01?1?1?214.63N/mm2100?12

4）弯曲疲劳极限校核 `σ Flim1?σFlim1?YN1?YS1?Yx1 (4.5)

σ220N/mm2Flim1?

式中 YN1—弯曲强度寿命系数 YN1 = 1.75 YS1—应力集中系数 YS1 =1.1

Y×1—尺寸系数 Y×1 = 0.96

?'Flim1??Flim1?YN1?YS1?YX1 =220×1.75×1.1×0.96

=406.56N/mm2

5）弯曲强度安全系数

SF1

=?`Flim1/?F1=406.56/214.63 = 1.894 > 1 合格

6）接触疲劳强度校核

σtH?Fd?b?u?1u?kA?kv?kHa?kβ?ZH?ZE?Zs 式中 ZH—节点区域系数 ZH = 2.22

ZE—弹性系数 ZE = 60.3 ZS—接触强度重合系数 ZS =1.0 kHa—端面载荷分配系数 kHa = 1/ ZS2=1.0

将参数代入接触疲劳强度计算公式得，

?69535.26?7.88?1H??1.25?1.17?1?1.26?(2.22?407156.27?100?60.3?1)N/min7.88

7）接触疲劳极限

?'Hlim??Hlim?ZN?ZL?ZV?ZR?ZW 式中 ZN—接触强度寿命系数 ZN= 1.1

ZL—润滑剂系数 ZL = 1.0 ZV—速度系数 ZV = 1.0 ZR—光洁度系数 ZR = 0.98 ZW—工作硬化系数 ZW = 1.14

σHlim?1120N/mm2

σ'Hlim?1120?1.1?1.0?1.0?0.98?1.14?1376N/mm2

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(4.6)

(4.7)

(4.8)

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8）接触疲劳强度安全系数

`SH = ?Hlim1/?H1=1376/407.27 = 3.379> 1

校核满足要求。

4.3 制动器校核

(1) 制动器的结构尺寸

DZ = 0.15 m

松闸弹簧：l1 = 30 mm， Ps1 = 54 N l2 = 26 mm， Ps2 = 87 N 工作长度 26 mm 弹簧力 Ps = 80 N 电磁铁 MQ1-111 吸力 Pm = 30N 杠杆放大比 ig = 183/20 = 9.15

(2) 计算工况：保证塔机在最不利工况和最大风力作用下不自行转动，此时惯性阻力和轴承阻力矩有利于制动。 (3) 制动器力矩计算

MZ = Mη2η3/(i2i3) (4.9) 式中 M－要求制动时所需加的制动力矩; M = Mh＋Mw－Mf－Mp’

= 5800＋80525－12854－13350－22922 = 37199 N·m η2－减速机传动效率； η2=0.7278 η3－开式齿轮传动效率；η3=0.98 i2－减速机传动比， i2 = 162 i3实－开式齿轮实际传动比，i3实=13.1

MZ = Mη2η3/(i2i3)=37199×0.7278×0.98/(13.1×162) = 12.50 N·m (4) 制动器实际制动力矩

制动力：PZ = ig×Pm－Ps = 9.15×30－80 = 194.5 制动力矩：

MZ?'PDDuα1(e?uα)2e (4.10)

式中 u—摩擦系数 u = 0.35

α—制动带包角 α = 5π/6

MZ'5π194.5?0.150.35?6?(e?21e0.35?5π6)?20.79N?m

MZ’> MZ 校核计算满足要求。

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