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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： (kW) 0 6120 QV Nc a 3210 式中： 启闭机最大起吊力(Kgf)，Q 起升速度(m/min)，V 启闭机总效率， 0 减速器的效率， 1 开式齿轮的效率， 2 卷筒的效率 3 a滑轮组的效率。 查设计手册可分别取：=0.93, =0.95, =0.97, a=0.966 1 2 3 可求得： =0.930.950.970.966=0.828 0 =5001032/61200.828=26.7(k
2、W) C N 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 1030min 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 3060min 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 TH/V40/1.3928.78min30min 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 电 N C N 又KW NC 7 . 26 由此新编机械设计手册表 271
3、9 可选用 YZR250 型电动机， =35kW. 电 N =715r/min d n 4.1.2 减速器的选择计算 起升机构的总传动比为： i= 0 n nd = 0 n 0 D aV 式中： 电动机的额定转速（r/min） d n 卷筒转速（r/min） 0 n 滑轮组倍率a 卷筒计算直径（m） 0 D 起升速度（）V 带入数据可计算得： =2.84(r/min) 0 n 624 . 0 14 . 3 24 i=251.8 84 . 2 715 因一级圆柱开式齿轮传动传动比一般为 37，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
4、稍大于电动机的静功率，即： N=37kW 电 N 查新编机械设计手册表 2249 可选用 QJRS-D40031.5 型，i2 =50, 高速轴许用功率 N=31.0kW,输出转矩为 21200Nm.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： )( 2 2 2 RN mZ M P 最大 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=17403Nm m=12mm Z2=100 R可查新编
5、机械设计手册表 22 51 可得R=37000N NRN P 3700029005 10012 174032 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： MK c M 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 K，取 K=22 满载制动时制动轴上的静力矩（Nm） c M 制动轴上静力矩由下式决定： c M = (Nm) c M i2 0 a QD 得： = =1025.96(Nm) c M 8 . 25142 828. 06245002 制动
6、器许用最大制动力矩：M21025.96=2051.96 (Nm) 查机械设计手册表 25.332 可选用JCZ500/80 型制动器，=2500Nm c M 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： 联轴器的制动轮直径应与制动器制动闸瓦的直径相适应； 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=2 M Mm 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 m M T M 联轴器所传递的扭矩可由下式计算： M=n8 n M n 轴节的安全系数。对起升机构 n=1.5 8性动载系数。8=1.22.0 电动机额定力矩传导计算零件上的力矩 n
7、 M 电动机额定力矩传到计算零件上的力矩为： = n M n P9550 式中 电动机额定功率（KW）P n电动机额定转速（n/min） 传动机构的效率=0.828 得： =955035/7150.828=387.1(Nm) n M 联轴器传递的扭矩：M=1.5387.11.8=1045.17(Nm) 故所选联轴器的最大扭转力矩：1045.17Nm n M 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： M
8、3= (kNm) 3 max 2 DCS 式中 钢丝绳最大静拉力（kN.m） max S 卷筒直径（m）D C引至卷筒的钢绳支数 卷筒效率 查手册知：=0.966 3 3 代入数据，得： M3=64.76242/20.966=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=（N.m） 22 3 i 2M 式中 i2开式齿轮的传动比 开式齿轮的传动效率。查手册可知：=0.95 2 2 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=(N.m) 11 2 i 2M 式中 i1减速器的传动比 减速器的传动效率，由手册可查得： =
9、0.93 1 1 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。 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
10、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。 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 2002 2 编写组 主编 实用机械设计手册 上册 机械工业出版社，1992 3 编写组 主编 水电站设计手册 水利电力出版社，1999 4 石殿钧 主编 工程起重机械 水利电力出版社，1987 5 刘鸿文 主编 材料力学 上下册 北京高等教育出版社，1999 6 孙桓 主
11、编 机械原理 北京高等教育出版社，2001 7 王公侃 主编 起重机械课程设计 北京中国工业出版，1965 8 邱宣怀 主编 机械设计手册 第四版 高等教育出版社，2002 9 欧阳晶 主编 大峡水电站的结构设计 机械工业出版社，1992 10 编写组 主编 实用机械设计手册 下册 机械工业出版社，1992 11 张琳娜 主编 精度设计与质量控制基础 中国计量出版社，2000 12 孙桓 主编 机械原理 第六板 高等教育出版社，2000 13 哈工大 主编 理论力学 上下册 高等教育出版社，1996 14 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，1988 15 邓文英 主编
12、 金属工艺学 上下册 第四版 高等教育出版社，1999 16 王先逵 主编 机械制造工艺学 机械工业出版社，1993 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
13、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！ The Effect of a Viscous Coupling Used as a Front-Wheel Drive Limited-Slip Differential on Vehicle Traction and Handling 1 ABCTRACT The viscous coupling is known mainly as a driveline component in four wheel drive vehicles. Developments in recent years, howeve
14、r, point toward the probability that this device will become a major player in mainstream front-wheel drive application. Production application in European and Japanese front-wheel drive cars have demonstrated that viscous couplings provide substantial improvements not only in traction on slippery surfaces but also in handing and stability even under normal driving conditions. This paper presents a serious of proving ground tests which investigate the effects of a viscous coupling in a front-wheel dri
