QY20汽車起重機液壓系統(tǒng)及回轉(zhuǎn)機構(gòu)減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計TOC\o"1-3"\h\u324591緒論 2318661.1研究背景 2259351.2國內(nèi)發(fā)展趨勢 3221041.2.1國內(nèi)汽車起重機發(fā)展現(xiàn)狀 3197321.2.2汽車起重機產(chǎn)品的趨勢 3261221.3主要工作 4213992起重機技術(shù)參數(shù)的確定 545652.1主要性能參數(shù) 5291462.2QY20型汽車起重機參數(shù)確定 5131132.3起重機的結(jié)構(gòu) 7301482.4本章小結(jié) 7228823液壓系統(tǒng)原理設(shè)計 9120943.1液壓系統(tǒng)型式 9256543.2液壓系統(tǒng)的控制分析流程 9142333.3QY20汽車起重機液壓系統(tǒng)各油路設(shè)計及整體設(shè)計 10257943.3.1支腿的液壓回路 10114543.3.2回轉(zhuǎn)機構(gòu)減速器 11220333.3.3系統(tǒng)改進 11182273.4本章小結(jié) 1165764回轉(zhuǎn)機構(gòu)的設(shè)計 12104944.1工況及載荷 12157304.2回轉(zhuǎn)機構(gòu)減速器的設(shè)計 13299324.2.1回轉(zhuǎn)機構(gòu)減速器回轉(zhuǎn)阻力矩的確定 13317904.2.2回轉(zhuǎn)機構(gòu)減速器功率計算 15309204.2.3回轉(zhuǎn)機構(gòu)的參數(shù)驗算 15147314.3本章小結(jié) 17190725關(guān)鍵零部件設(shè)計計算 18310025.1齒輪的設(shè)計計算 18305455.2蝸輪蝸桿的設(shè)計計算 2149395.3軸的設(shè)計計算 2275345.3.1軸的設(shè)計及其校核 22161305.3.2軸的設(shè)計 23193905.3.3鍵的校核 27319565.4本章小結(jié) 271緒論1.1研究背景我們得起重機發(fā)展在1993年達到了最高點，直到1994年開始，就連續(xù)幾年都出現(xiàn)了下滑的趨勢，企業(yè)客戶的需求量和營業(yè)收入都出現(xiàn)了很大的問題。后來，一直到1998年，營銷數(shù)量開始回升。從全國數(shù)據(jù)來看，共回升了22%，根據(jù)現(xiàn)有量和機械使用壽命推算出，大約2010年左右可以售賣10000臺左右。通過統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以分析最近幾年的市場需求量，這個數(shù)據(jù)表明，市場需要更大量的起重機。本次設(shè)計的最終目的是要改造設(shè)計一種結(jié)構(gòu)相對簡單，實際用處較大的汽車起重機[1]，這臺起重器的液壓系統(tǒng)，還有回轉(zhuǎn)機構(gòu)減速器的具體改造優(yōu)化方案，必須滿足客戶的的需求。汽車起重機的主要組成結(jié)構(gòu)，由底盤，大臂，副大臂，轉(zhuǎn)臺，支馬腿，回轉(zhuǎn)機構(gòu)減速器等。汽車起重機在我們國家的市場由很大的空間，在道路與橋梁建設(shè)工程，汽車維修的工廠等等都由很大的用途。雖然我國近些年來，科技水平迅速提高，但是，在起重機這一行業(yè)，我國仍由很大的缺陷，與國際先進水平相比其差距還是非常大，而我國起重機需求在進一步擴大，雖然可以帶動我國的科技發(fā)展，但是，我國和世界發(fā)達國家還有很大的差距，在起重機行業(yè)這一塊[2]，我國科技工作者一個加大研發(fā)力度，提高科技水平，盡全力取超越世界發(fā)達國家水平。更進一步的加速對我國機械行業(yè)對國際行業(yè)的貢獻。1.2國內(nèi)發(fā)展趨勢1.2.1國內(nèi)汽車起重機發(fā)展現(xiàn)狀1957年，我們國家資助設(shè)計，并且自主研發(fā)生產(chǎn)了第一臺汽車起重機，起重機的研發(fā)生產(chǎn)過程，經(jīng)歷了好幾個階段，其中包括，1966年之前小型起重機的批量生產(chǎn)，1976年之前以中型汽車起重機的研發(fā)及其生產(chǎn)為主，在1977年到1996年期間，主要生產(chǎn)大型液壓設(shè)備的起重機，這個時期，由于改革開放，我國的科技水平迅速發(fā)展，與此同時，起重機設(shè)備也得到了相應(yīng)的完善與發(fā)展，逐漸接近國際水平[3]。從1979年以后，我國的一些企業(yè)開始采用進口和自主研發(fā)的道路；在進口方面，引進日本，美國，德國的各項起重機設(shè)備，以及起重機液壓技術(shù)，相繼制造出更多種類的液壓起重機，如25噸、35噸、50噸等等，各種規(guī)格的起重機。由于在自主研發(fā)和引進外國技術(shù)方面的大力投入，使得我國的起重機和液壓技術(shù)迅速發(fā)展，為后期的汽車制造和高端發(fā)動機技術(shù)做好了鋪墊。因此，我國的汽車起重機產(chǎn)量和汽車的產(chǎn)量，也都得到了相應(yīng)的提高[4]。1.2.2汽車起重機產(chǎn)品的趨勢1、增大起重機的額定負載由于科技的進步，現(xiàn)代的工業(yè)項目一般都是朝著大型化的方向發(fā)展，現(xiàn)在，世界上最大的汽車起重機為德國制造的LTM11000D，最大的承載能力為1000噸，價格也是非常昂貴[4]，達到1000萬美元一臺。2、微型起重機大量涌現(xiàn)由于現(xiàn)在科技的發(fā)展，為了適應(yīng)當下的科技進步，起重機也逐漸變得微型化，微型起重機慢慢的變成起重機的一種發(fā)展方向。最著名的神戶鋼廠公司是一家如本企業(yè)，它在10幾年前就以及開始了對微型起重機的研發(fā)，并且開發(fā)了RK70型式世界上第一臺微型起重機，目前這家企業(yè)開發(fā)的下附式臂架起重機式微型起重機的標志。3、伸縮臂結(jié)構(gòu)不斷改進隨著起重機技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)在起重機逐漸開始向靈活性轉(zhuǎn)型，伸縮臂的靈活性逐漸增加，海爾公司在20年的時間里開發(fā)出LTM1092/2(90t)和LTM1160/2(160t)，裝有6節(jié)60m主臂，在這兩臺起重機上，使用了Telemarket技術(shù)的單缸智能伸縮的主臂。使用這種技術(shù)，能夠更加靈活的控制起重機的大臂對各種動靜應(yīng)力的適應(yīng)。還可以有利于式大臂抗扭轉(zhuǎn)能力變強，因此，在減輕重量的同時，還能夠提高起重機的剛度和強度。“Telematik”單缸伸縮系統(tǒng)是一種先進的技術(shù)，它的主要構(gòu)成及其原理，它由一個液壓缸和一個底座聯(lián)動鎖的氣動加緊部件組成，并且相互配合運行。4、靜液壓傳動起重機進入市場現(xiàn)代起重機的研發(fā)工作，主要朝著輕便可移動發(fā)展趨勢，利用靜止液壓技術(shù)，將起重機安裝在可以一定的汽車上，利用汽車發(fā)動機的運轉(zhuǎn)帶動起重機運行，即可實現(xiàn)輕便和可移動，靜液壓技術(shù)是近些年來，新研發(fā)的一種新型傳遞動力的方式，新型的一種傳動形式，它不同于齒輪、鏈條等傳統(tǒng)傳動方案，它可以更高效率的傳遞能量，這個可以使起重機更加現(xiàn)代化[6]。1.3主要工作本次畢設(shè)主要使圍繞QY20汽車起重機的主要系統(tǒng)進行設(shè)計。由于起重機當中，最重要的部件為液壓系統(tǒng)和回轉(zhuǎn)機構(gòu)減速機，因此，本文主要圍繞減速機的結(jié)構(gòu)設(shè)計。主要工作，是初步設(shè)計多種起重機減速機的設(shè)計方案，在通過對比，最終選擇一款性能良好，經(jīng)濟成本低的一種減速機構(gòu)，來作為汽車起重機的減速機，同樣，也必須參考傳統(tǒng)的起重機，汲取前人的設(shè)計經(jīng)驗，來完善這個設(shè)計方案，能避免一些低級的錯誤，最后還要完成傳動部件的校核和圖紙等計算。2起重機技術(shù)參數(shù)的確定2.1主要性能參數(shù)設(shè)計QY20起重機的重要前提步驟，是要先確定主要性能參數(shù)，也就是可以讓汽車起重機正常工作的一些工況條件，也是設(shè)計者的根本依據(jù)，其中分為幾大部分，主要包括起重量、工作幅度、起重力矩、起吊高度、自重等。1、額定起重量根據(jù)起重機的不同工況來規(guī)定，在額定工作的前提下，確保安全作業(yè)時，能夠容許最大質(zhì)量的起吊重量，包括起重機裝置的重量[7]。2、工作幅度在規(guī)定的額定情況下，起重機能夠移動的最大運動幅度，也就是起重機的回轉(zhuǎn)機構(gòu)和吊鉤的最大距離的范圍。3、起重力矩根據(jù)工程力學(xué)的定義，起吊力矩和工作幅度關(guān)系很大，既是，工作的距離乘以起吊的重量，它時兩個參數(shù)的乘積，能夠比較明顯的反映出起重機的吊起能力。4、起吊高度當起重機工作時，所能達到的最高起吊位置，吊鉤和地平面之間的最大距離，這個距離被稱為起重機的最大起吊高度。5、自重通常，汽車起重機的重量是個定值，但是，工作時，由于被吊物體的加速度，因此會使起重機的質(zhì)量會有一定的波動，通常情況下，起重機的自重時起重機質(zhì)量的標志。2.2QY20型汽車起重機參數(shù)確定1、主臂起重參數(shù)根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)資料，查閱文獻，參照一系列的相似的起重機得重要得技術(shù)參數(shù)起重機主臂是主要部件，它的最大重量為(t)：20t；起重機是一個整體，它得最小的移動幅度：3m；汽車起重機得主要懸臂得最大總長度：10.2m；起重機大臂的最大提升高度：9.4m；主臂長度(三節(jié))：10.2～26.2m；主臂最大起升高度：26m。2、起重機的工作速度起重機的次要部件，副臂的上升速度，高速/常速(m/min)：；汽車起重機的主要機構(gòu)，回轉(zhuǎn)機構(gòu)的正常運行時的運行速度：0～3；起重機的起/落時間(s)：。3、QY20起重機的駐車的底盤參數(shù)起重機的移動系統(tǒng)的自行速度(km/h)：36；QY20起重機的自身高度最高：；最低高度：；起重機在轉(zhuǎn)彎時的離心半徑：5m；前輪輪跡(m)：；吊臂端部軌跡(m)：；離去角(°)：14。4、發(fā)動機參數(shù)最大功率(kW)：162；起重機動力系統(tǒng)的最大扭矩(N·m)：785；關(guān)于起重機的正常工作時百公里耗油量(kg)：45。5、在駐停使用時的支腿跨距(m)縱向：4.72；橫向：5.40。6、汽車起重機的重量以及負荷(t)前軸負荷：6.75；后軸負荷：18.42；行駛重量：25.17。7、外形尺寸(長寬高)(m)：。2.3起重機的結(jié)構(gòu)1、QY20起重機上車部分安裝在XZ20(三橋)專用支架托盤上，采用的是具有質(zhì)量較輕，抗扭能力強的工程特點的大箱型整體托架，在這臺機器上，采用了發(fā)達國家法國的先進技術(shù)，索馬喬技術(shù)。至于動力源的選擇，采用濰柴6135Q-2b柴油發(fā)動機，具有大功率，低污染，環(huán)保的國Ⅵ型號。至于起重機的底盤部分全部采用國產(chǎn)品牌[8]。2、根據(jù)零件設(shè)計手冊可知，起重機的吊臂采用型鋼制造其結(jié)構(gòu)，起重機的大臂長為20米左右，最長的吊臂可達26.2m；起重機的吊臂是整臺機器的主要結(jié)構(gòu)，因此，合理的布置吊臂結(jié)構(gòu)，可以有效地提高起重機的性能，并且，在設(shè)計之初，都要考慮好起吊鋼繩的材料選用，避免起重機斷繩問題，不僅如此，吊臂的材料也是相當?shù)闹匾?，我們的設(shè)計方案選擇使用國產(chǎn)的合金高強度鋼，副臂架采用四桿連桿機構(gòu)，采用共析鋼，能夠最大限度的提升起重機的起吊能力。3、提升機構(gòu)采用先進的發(fā)達國家的技術(shù)，即是生產(chǎn)變量馬達和行星減速機構(gòu)的配合使用，這樣的搭配使用新型技術(shù)，才能夠?qū)崿F(xiàn)起重機的大功率運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)重載低速，輕載高速，并且起重機的穩(wěn)定性好。4、起重機的回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)減速機的主要部件，包括變量馬達和行星減速機構(gòu)，在液壓緩沖系統(tǒng)中，由雙向轉(zhuǎn)動的潤或機能，在起重機正常工作時，可以使被調(diào)物品的自動對中，減小起重機吊臂的側(cè)向力矩，并且，可以使起重機啟動時，平穩(wěn)和安全。5、起重機的轉(zhuǎn)臺由三部分組成，為板狀箱殼類結(jié)構(gòu)，根據(jù)工程力學(xué)分析，起重機在吊重物的時候，需要添加配重，因此，設(shè)計配重為鋼板加混泥土的合成結(jié)構(gòu)，成本低廉，外觀優(yōu)美。6、本次設(shè)計的起重機本身都采用殼支馬腿，支腿斜支承為“Ⅱ”型封閉結(jié)構(gòu)，這樣做的目的使為了改善支撐的受力結(jié)構(gòu)，增大直推間距，降低，起重機的重心，讓起重機更加穩(wěn)定。7、起重機的駕駛位置，寬敞大方，便于駕駛員操作，并且，前擋風(fēng)玻璃上有類似與汽車一樣的雨刮器，方便下雨天操作保持一個良好的視野；并且，蓋駕駛室裝有空調(diào)，使駕駛員更好的工作環(huán)境。2.4本章小結(jié)這一章主要使對QY20起重機的各方面參數(shù)，性能，動力等方面進行設(shè)計和選擇；并且，強調(diào)起重機的主要工作部位，以及本次畢業(yè)設(shè)計需要做的起重機的關(guān)鍵部分，還有傳統(tǒng)起重機的改進工作，進行創(chuàng)新設(shè)計，對于QY20起重機回轉(zhuǎn)機構(gòu)減速器的研究及設(shè)計有重要參考使用意義。3液壓系統(tǒng)原理設(shè)計3.1液壓系統(tǒng)型式根據(jù)機械液壓手冊，按照一個系統(tǒng)當中液壓泵的個數(shù)，有單泵系統(tǒng)和多泵系統(tǒng)之分。單泵系統(tǒng)，液壓泵的個數(shù)為1，單泵系統(tǒng)適合用于一些簡單的機械液壓系統(tǒng)，例如，拖拉機，推土機等簡單的液壓運動的工程機械。多泵系統(tǒng)，使相對于單泵系統(tǒng)而言的，也就是由多個單泵系統(tǒng)組成的，每個液壓系統(tǒng)中由多個供油原件，也就使有多個液壓泵，可以進行一些復(fù)雜的運動，甚至大功率的輸出運動，每臺泵的輸出功率可以根據(jù)整個系統(tǒng)的功率需求而自動調(diào)節(jié)。a單泵系統(tǒng)b多泵系統(tǒng)圖3.1液壓系統(tǒng)圖3.2液壓系統(tǒng)的控制分析流程定量系統(tǒng)的定義是指，使用定量泵的整體液壓系統(tǒng)。定量系統(tǒng)主要分成三大類，第一大類是指齒輪泵，也是最常見的泵，第二大類為葉片泵，使用的也比較多，第三大類是指柱塞泵，使用也較為頻繁。根據(jù)液壓機械手冊[4]，定量泵使指泵出量使一個定值，當原動機的旋轉(zhuǎn)速度一定時，泵的流量也是一定的。然而，泵的壓力是自動根據(jù)整個系統(tǒng)的功率需求而調(diào)定的，所以，在液壓系統(tǒng)正常運行時，液壓系統(tǒng)中的液壓泵也在不斷改變著自己的供應(yīng)功率。在一個穩(wěn)定的液壓整體系統(tǒng)當中，液壓泵達到最大額定功率的情況基本不存在，這就會造成液壓泵功的損耗。在起重機的液壓系統(tǒng)中，執(zhí)行構(gòu)件的運行速度和系統(tǒng)中的控制元件的關(guān)系很大，基本上，主要是以節(jié)流的方式進行控制。3.3QY20汽車起重機液壓系統(tǒng)各油路設(shè)計及整體設(shè)計3.3.1支腿的液壓回路根據(jù)機械液壓設(shè)計手冊，支腿回路由三聯(lián)齒輪泵的9.1供油，因此，支腿操縱閥8由溢流閥8.1、垂直液壓缸換向閥8.4組成，其中，順序閥8.2通過油壓控制液壓泵9.1，來調(diào)節(jié)整個系統(tǒng)的負載壓力值，最終達到目的，將壓力調(diào)整為16MPa。圖3.2液壓原理圖根據(jù)上述圖分析可知，當溢流閥8.2被調(diào)節(jié)為尚未時，液壓泵9.1通過輸油管道控制整個液壓系統(tǒng)，這時，選擇閥8.2和液壓閥8.3直接控制液壓驅(qū)動馬達，當換向閥8.4被扳回下位時，液壓由進入無桿腔，此時，液壓系統(tǒng)回流液壓油，4個相互并聯(lián)的液壓缸一起運動頂出。3.3.2回轉(zhuǎn)機構(gòu)減速器根據(jù)整體液壓系統(tǒng)的詳細分析可知，當溢流閥8.3被置于尚未時，也就是打開狀態(tài)，液壓泵9.1經(jīng)過液壓閥8.2和油管27，回旋頭7直接將液壓由輸送至液壓馬達的無桿腔里，順序閥6的調(diào)節(jié)范圍是5～9MPa。當蓄能器的壓力達到9MPa時，壓力油經(jīng)控制油管30打開順序閥，泵9.1的液壓油供給回轉(zhuǎn)機構(gòu)減速器[6]。3.3.3系統(tǒng)改進為了防止超載，將5.1、5.7、5.3、8.1的遙控口并聯(lián)接換向閥（電磁開關(guān)），并在系統(tǒng)中加載荷傳感器，來控制電磁開關(guān)動作，當超載時，所有溢流閥打開，泵卸荷。如圖3.3所示圖3.3溢流閥示意圖3.4本章小結(jié)本章主要是對QY20起重機的液壓傳動系統(tǒng)進行設(shè)計，為后買你的回轉(zhuǎn)機構(gòu)減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計做出鋪墊。介紹了在設(shè)計液壓系統(tǒng)的常見型式及液壓系統(tǒng)的控制方式，并簡單的QY20起重機的液壓系統(tǒng)了分析，確定設(shè)計方案。4回轉(zhuǎn)機構(gòu)的設(shè)計4.1工況及載荷如下圖所示，起重機的回轉(zhuǎn)機構(gòu)的支撐承受了整臺機器的大部分重量，幾乎全部的起重機載荷都被花間為支撐的軸力，作用在回轉(zhuǎn)機構(gòu)的垂直力由好幾個力合成，其中，由臂架的自身重力，還有配重，以及車上的其它重量，還有起升時的加速度載荷，以及沖擊或動載作用。圖4.1回轉(zhuǎn)支撐受力圖在上圖的圖中，QY20起重機的回轉(zhuǎn)支承裝置是本設(shè)計中的主要部件，以及行星齒輪系上，相互嚙合時存在與輪齒上的得嚙合水平力，現(xiàn)在把載荷合成為垂直力設(shè)為，還有力矩設(shè)為，以及水平力設(shè)為得：(4.1)式中：—超載系數(shù)，查手冊得，?。弧鹕d荷，取；—其他部分重量，??；—臂架自重，取；—配重，取。代入得：QY20汽車起重機上，回轉(zhuǎn)機構(gòu)的離心力和負載所受到的風(fēng)力，共同引起的力矩正常情況下占提升載荷引起的力矩總和的左右[9]，則：(4.2)式中：—其他部分得重心距離簡化中心的距離，取；—配重得重心距離簡化中心的距離，取。代入得：同時水平力一般遠遠不到的取。則：(4.3)式中：—臂架的重心距離中心的距離，取。代入得：4.2回轉(zhuǎn)機構(gòu)減速器的設(shè)計4.2.1回轉(zhuǎn)機構(gòu)減速器回轉(zhuǎn)阻力矩的確定回轉(zhuǎn)機構(gòu)減速器的工作載荷是回轉(zhuǎn)阻力矩，起動時摩擦阻力矩最大，為回轉(zhuǎn)支撐機構(gòu)和行星齒輪系，整個機器上的全部滾動體上的壓力總和。當把、分別看成是合成的，相對簡化中心為一個偏心的力，偏心距，一啊不能情況下，回轉(zhuǎn)機構(gòu)上的最大起重力矩時。對于球狀滾子的回轉(zhuǎn)起重機的支撐，當時，，，回轉(zhuǎn)機構(gòu)傾斜時得阻力矩，回轉(zhuǎn)機構(gòu)在正常工作時得最大回轉(zhuǎn)阻力矩。起重機在作業(yè)時吊鉤得偏轉(zhuǎn)引起得最大阻力矩：(4.4)式中：—吊重偏擺角?！奂艿馁|(zhì)心的垂直線和汽車底盤的中垂線的夾角，取。代入得：由于負載受到風(fēng)的流體壓力，所產(chǎn)生的力矩：(4.5)式中：—大風(fēng)所產(chǎn)生的壓力值設(shè)計規(guī)范系數(shù)，??；—風(fēng)力系數(shù)，?。?、、、—分別為臂架和回轉(zhuǎn)部分的迎風(fēng)面積及其離回轉(zhuǎn)中心的距離[8]，取、、、。代入得：回轉(zhuǎn)機構(gòu)在風(fēng)速的壓力下，所引起的相對值的回轉(zhuǎn)阻力矩，主要是由于主臂架和其它部分的回轉(zhuǎn)機構(gòu)部分的運動慣性所產(chǎn)生的阻力矩，當機構(gòu)中的零件的旋轉(zhuǎn)慣性比較小的時候，可以適當?shù)暮雎圆挥嫛?4.6)式中：—回轉(zhuǎn)速度，?。弧饎訒r間，取；——臂架重量，?。弧剞D(zhuǎn)平臺重量，??；——工作幅度，?。淮氲茫夯剞D(zhuǎn)阻力矩：4.2.2回轉(zhuǎn)機構(gòu)減速器功率計算回轉(zhuǎn)機構(gòu)得液壓馬達得最大作用功率：(4.7)式中：—液壓系數(shù)，取；—馬達數(shù)，?。弧簤厚R達，??；—回轉(zhuǎn)速度，??；—機械總效率，?。弧剞D(zhuǎn)阻力矩，取。代入得：4.2.3回轉(zhuǎn)機構(gòu)的參數(shù)驗算根據(jù)液壓機械設(shè)計手冊，馬達得型號必須匹配相應(yīng)得動力系統(tǒng)，其中排量，還有輸入功率：，以及額定壓力：，最后是最大輸出扭矩，容積效率，機械效率。馬達轉(zhuǎn)數(shù)：(4.8)式中：—泵排量，?。弧棉D(zhuǎn)數(shù)，取。代入得：總傳動比：(4.9)式中：—葉片轉(zhuǎn)速，取。代入得：回轉(zhuǎn)支撐裝置的小齒輪分度圓直徑為，模數(shù)為，齒數(shù)為。大齒輪的分度圓直徑為，模數(shù)為，齒數(shù)為。傳動裝置傳動比：(4.10)式中：—大齒輪齒數(shù)，?。弧↓X輪齒數(shù)，取。代入得：馬達克服的最大阻力矩：(4.11)式中：—回轉(zhuǎn)阻力矩，取。代入得：馬達工作壓力：(4.12)式中：—液壓泵的效率，取。代入得：馬達最大輸出功率：(4.13)式中：—液壓系統(tǒng)中馬達最大進、出口壓力差，取。代入得：馬達最大輸出轉(zhuǎn)矩：(4.14)代入得：經(jīng)過設(shè)計手冊對比，選定ZBD40液壓馬達可以滿足上述計算要求。4.3本章小結(jié)本章節(jié)時對QY20起重機的主要部件，也就是回轉(zhuǎn)機構(gòu)減速機的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計計算，還有一部分時對液壓系統(tǒng)的計算，后面也對QY20起重機進行了一些重要計算的校核，并且根據(jù)設(shè)計計算對起重機做了整體設(shè)計。5關(guān)鍵零部件設(shè)計計算5.1齒輪的設(shè)計計算已知輸入功率，小齒輪轉(zhuǎn)速，齒數(shù)比，由液壓馬達驅(qū)動工作壽命年(設(shè)每年工作天)，兩班制。1、按齒面接觸強度設(shè)計查得計算公式進行計算，即：(5.1)式中：—試選載荷系數(shù)，?。弧嬎阈↓X輪傳遞的轉(zhuǎn)矩，取；—齒寬系數(shù)，取；、—材料的彈性影響系數(shù)；取，故，；—計算接觸疲勞許用應(yīng)力，取，。代入得：2、計算齒輪參數(shù)①計算圓周速度(5.2)式中：—小齒輪分度圓直徑，?。弧↓X輪的轉(zhuǎn)速，取。代入得：②計算齒寬b：(5.3)式中：—齒寬系數(shù)，取。代入得：③計算齒寬與齒高之比(5.4)式中：—小齒輪的齒數(shù)，取。代入得：因此：④計算載荷系數(shù)根據(jù)。查得(由表中6級精度硬齒面齒輪查得，適當加大)，由文獻查得；(由，查取)。故載荷系數(shù)：(5.5)式中：—動載系數(shù)，??；—使用系數(shù)，取。代入得：⑤按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由文獻查得：(5.6)式中：—載荷系數(shù)，取。代入得：⑥計算模數(shù)(5.7)式中：—小齒輪的齒數(shù)，取。代入得：3、按齒根抗彎強度設(shè)計由文獻查得抗彎強度的設(shè)計公式為：(5.8)式中：—大、小齒輪的抗彎疲勞強度極限，??；—大小齒輪的系數(shù)，取，。代入得：4、設(shè)計計算對比計算結(jié)果，可取由抗彎強度計算得的模數(shù)2.01[12]，并就近圓整為標準值，按接觸強度算得的分度圓直徑，由：(5.9)式中：—分度圓直徑，?。弧X輪傳動比，取。代入得：，5、幾何尺寸計算①計算分度圓直徑：(5.10)式中：—分度圓直徑，取。代入得：②計算中心距：(5.11)式中：—小齒輪分度圓直徑，?。弧簖X輪的分度圓直徑，取。代入得：5.2蝸輪蝸桿的設(shè)計計算閉式普通圓柱蝸桿傳動，已知：蝸桿輸入功率，轉(zhuǎn)速，傳動比。1、按蝸輪齒面接觸疲勞強度設(shè)計(5.12)式中：—載荷系數(shù)，??；—作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩，??；—彈性系數(shù)，?。淮氲茫阂虼?，，（），中心距。2、校核齒根彎曲疲勞強度①計算蝸桿導(dǎo)程角；②計算蝸輪當量齒數(shù)；③確定齒形系數(shù)；④確定螺旋角系數(shù)；⑤校核彎曲強度；彎曲強度滿足要求。5.3軸的設(shè)計計算5.3.1軸的設(shè)計及其校核軸的強度計算。軸的計算準則是滿足軸的強度或剛度要求[14]，必要時還應(yīng)校核軸的振動穩(wěn)定性。軸的扭轉(zhuǎn)強度條件計算：(5.13)式中：—扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為；—許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為。代入得：根據(jù)經(jīng)驗可知，當傳動軸的截面上開有豁口或者鍵槽的時候，應(yīng)該增大軸頸，來抵抗開鍵槽損失的相當強度。對于直徑的軸，由于鍵槽會削弱軸的強度，因此，有一個鍵槽時，需要調(diào)整軸的直徑，軸徑增大；有兩個鍵槽時，再次調(diào)整軸的直徑，應(yīng)增大。對于直徑的軸，理由就像上面所說得相似，有一個鍵槽時，軸徑增大；有兩個鍵槽時，應(yīng)增大。最后，當完成上述所有步驟后，一個將軸的尺寸標準化，也就是軸徑圓整為相應(yīng)得標準直徑[15]。根據(jù)上述表達，由于彎矩是矢量，分布在平面的不同方向，不方便計算和確定方向，因此，必須按照水平和垂直兩個方向分布計算對應(yīng)軸的彎矩，并按計算結(jié)果分別作出平面上彎矩和垂直面上的彎矩；按照公式計算。根據(jù)工程力學(xué)原理可知，在已知軸的彎矩和扭矩后，就可以進行工程校核，即利用強度理論做彎扭組合校核。按第三強度理論公式，計算應(yīng)力：對于直徑為圓軸，彎曲應(yīng)力，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，將其代入上式中，則軸的彎扭合成強度條件為：