起重机心轴的选择和高速心轴设计

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起重机心轴的选择和高速心轴设计

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起重机心轴的选择和高速心轴设计

              起重机心轴的选择和高速心轴验算设计
心轴选择
心轴就是用来联接不同机构中的两根轴(主动轴和从动轴)使之共同旋转以传递扭矩的机械零件。在高速重载的动力传动中,有些心轴还有缓冲、减振和提高轴系动态性能的作用。心轴由两半部分组成,分别与主动轴和从动轴联接。一般动力机大都借助于心轴与工作机相联接。心轴种类繁多,按照被联接两轴的相对位置和位置的变动情况,可以分为:①固定式心轴。主要用于两轴要求严格对中并在工作中不发生相对位移的地方,结构一般较简单,容易制造,且两轴瞬时转速相同,主要有凸缘心轴、套筒心轴、夹壳心轴等。②可移式心轴。主要用于两轴有偏斜或在工作中有相对位移的地方,根据补偿位移的方法又可分为刚性可移式心轴和弹性可移式心轴。刚性可移式心轴利用心轴工作零件间构成的动联接具有某一方向或几个方向的活动度来补偿,如牙嵌心轴(允许轴向位移)、十字沟槽心轴(用来联接平行位移或角位移很小的两根轴)、万向心轴(用于两轴有较大偏斜角或在工作中有较大角位移的地方)、齿轮心轴(允许综合位移)、链条心轴(允许有径向位移)等,弹性可移式心轴(简称弹性心轴)利用弹性元件的弹性变形来补偿两轴的偏斜和位移,同时弹性元件也具有缓冲和减振性能,如蛇形弹簧心轴、径向多层板簧心轴、弹性圈栓销心轴、尼龙栓销心轴、橡胶套筒心轴等。心轴有些已经标准化。选择时先应根据工作要求选定合适的类型,然后按照轴的直径计算扭矩和转速,再从有关手册中查出适用的型号,最后对某些关键零件作必要的验算。
 带制动轮的心轴通常采用齿形心轴,根据其所选传递的扭矩、被心轴的轴颈尺寸和转速,从系列表中选出具体型号,使之满足
                                    M计≤[M]                     式(9.1)                                           
式中   M计——心轴传递的计算力矩(公斤•米);
         [M]——心轴的许用扭矩(公斤•米)。
M计=M等效•n1                       式(9.2)                                          
    其中  n1——相应于第Ⅰ类载荷的安全系数,n1=1.8;
        M等效——心轴传递的等效力矩,M等效=Ψ等效1•Ψ等效2•M零额
 其中  Ψ等效1——计及实际起重量变动影响的等效静载荷数,取Ψ等效1=1;
       Ψ等效2——计及机构起动、制动时动载荷对传动零件影响的等效动载荷系数;  
Ψ等效2=1.6
       M零额 ——相应于机构JC%值的电动机额定力矩转至计算零件的力矩。
M零额=M额=133.33公斤•米
       M等效=1 ×1.6×133.33=213.328公斤•米
      M计=213.328×1.8=383.99公斤•米
    根据电机轴连接尺寸和计算扭矩M计,同时考虑制动轮直径,D制=500毫米,
查心轴系列表选择带制动轮心轴,允许扭矩[M]=1900公斤•米,GD联2=4.6公斤•米,并选择CL7型心轴,其允许扭矩[M]=1900公斤•米,因为[M]>M计,所以满足要求。根据心轴的尺寸确定心轴的输出端直径为110毫米,其长度为1580毫米。
9.2高速心轴的验算
许用应力计算法:
                          式(9.3)

式中  P——传动的功率(KW);
          n——轴的转速,r/min
                r= d0/d——轴内径d0与外径之比,对实心轴r=0;
       [τ]——许用应力,对Q235取11.5~19.5MPa。
 mm
取d=120mm符合要求。

参考文献
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