起重机底座式减速器非标准输出轴计算

水利电力机械WATERCONSERVANCY&ELECTRICPOWERMACHINERY•工程机械•起重机底座式减速器非标准输出轴计Calculationoftheoutputshaftofthebottomseatly[)egearboxtocnines崔兰霞,钟敏〈水利部郑州水T.机械厂,河南郑州450052)摘要:很撼材料力学中的三宵矩方程,灯起攵机减速器非标泠输出轴进行分析•,并推导出公式;丈根据水利水电工程的特点,对应力的取值进行了探讨,关健词:减速器;输出轴;应力;超伶定梁;扭矩中图分类号:TH132.46:TH2文献标识码:H文章编号:1006-6446(2002)01-0031-031受力分析第24卷第4期2002年8月0引言Vol.24No.4Aug.2(X)2对于在水利水电工稈中使用的起重机而吉,为了使结构紧凑,常采用将底座戏减速器的输岀轴悬臂端加长,以安装卄式小齿轮,并在端部増加•轴承糜进行支撑,这样标准减速器的输出轴就由原来的带悬臂的简支梁变为三支点的超静定梁「作者在近20佯设计实践中,就多次住门式起重机、桥式起重机及固定卷扬启闭机上采用了此种布置方案°为了降低成本,在减速器输出轴的设计布置时,仅加长了输出轴的悬呼部分,而轴的内部结构不变。这种布用方案,如果在输出轴实际的输出扭矩及径向力均小于标准减速器额定的输出扭矩及径向力的情况F・受力必然大大改善,不必对此轴进行校核计算°但在实际的设计过程中,常常足实际输出扭矩小于额定输岀扭矩,而实际的径向力却大大超过了额定径向力,虽然在端部增加了一个支承,但实际轴的K•度、刚度及轴承能否满足需要,需要有一个定虽的分析计算「卜面就对此三支点的输出轴应如何分析计算及许用应力的取值等进行探讨。此轴是通过齿轮来传递扭矩c减速机输岀轴的斜齿轮。不仅受有圆周力心和径向力心,同时还作用一轴向力几”而开式小齿轮C为直齿齿轮•其受力则仅有圆周力儿C和径向力几(;,受力分析见图Io2强度计算为了方便i|算,将图1分解为水平平血受力和垂直平面受力分别进行分析并列表,见表I、表2、表3c表3中a是根据扭矩性质而定的应力校正系数:对于不变的扭矩,取a=[口]/Zih;对于脉动的扭矩,取a="jh/Wb;收稿日期:2002-fM-)6作者简介:袒兰锻(1961-人女,河南邦州人.水利部郑州水工机械厂I程帅,从爭起重机汝计与制造工艺工作。•32-水和电力机械2002年8月md矶|+耳»+r4i+Ri+©2M+(a巧2(isC.D)6=<[a](i=(:•〃)对于对称循坏的扭矩,取a八Sihgh和[几』分别为材料的静、脉动循环和对称循坏应力状态下的许用弯曲应力C根据水电工程起重机起升特点,在起升闸门的瞬间.由于要克服水压力引起的摩擦阻力、自重、下吸力和作用在闸门上的水柱压力,所以,此时扭矩最大,然后逐渐变小,直至只需克服口重及摩擦阻力的恒定值。因此认为扭矩不属于脉动或对称循环,可bo表3中许用应力[门应取对称循环应力".】〕b而不能按挣应力取值。3刚度计算对「减速器输出轴,除了耍有足够强度外,还要求它变形不能过大,即要求它冇足够的刚度。变形过大将会影响为轮的啮合及轴*配合•造成磨损不均,产生噪音。所以,应对其进行相转刚度和弯曲刚度校核,具挠度和转角应符合要求°转角0-垒x遁心■G«/pxn式中:M„——电动机额定转矩;G——剪切弹性模繭;J?——极惯性矩。根据水电丄程起重机运行特点,建议许用扭转角小于0.25(°/m)o最大挠度〔/]为许用挠度,根据水电工程的特点,建议小于(0.01~0.03)mm。由于减速器输岀轴支承型式变化、径向力的加大,使多支点轴承受力发生了变化,所以,应对轴承的寿命及禅负荷进行校核计算C另外,由于减速器输出轴转速校低,极限转速验算可以省略.参考文献;[1:苏翼林•材料力学[M]・北京:人民教育岀版社,1991.⑵程大先.机械设计手册[MJ.北京:化学」业出版社.1998.[3]忧徳民■水电站设计于册[M:.北京:水利电力出版社,1987.[4]张质文.起址机设计手册[M]・北京:中国铁道出版社,1998.(编辑:李国云)

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