河南理工大学本科毕业设计（论文）
图 6-2 轴承尺寸及安装图
其余结构设计根据具体工艺分析和设计要求以及结构形式等方面综合考虑，参考《机械设计课程设计指导书》王昆主编 高等教育出版社及《机械零件设计手册》吴宗泽主编 机械工业出版社及其它零件手册等设计出主轴。
6.3 主轴装置零部件变位质量计算
由理论力学可知，旋转刚体对于回转轴的切向扭矩M按下式计算 M?J?
2式中 J?mR
J——刚体的惯性矩； m——刚体的质量； R——刚体的回转半径； ω——刚体的旋转角加速度。
因而，只要知道mR2和?，便可求出物体旋转时所需要的扭矩。所以我们将绞车所有旋转运动和直线运动部分的实际重量都变位到提升钢丝绳缠绕圆周切线处。使缠绕处的变位质量在相同角加速度时，产生与原质量在原位置时相同当量的扭矩。 液压绞车主轴装置的变位质量计算。
mz??mi
Di2 mi?Gi2
D式中 mz——主轴装置的变位质量，kg；
mi——主轴装置某一部件i的变位质量，kg；
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DI——零件i的惯性回转半径，m； GI——零件i的实际质量，kg； D——滚筒直径，m。
6.3.1 确定滚壳变位质量
滚壳简图尺寸如图6-3
图 6-3 滚壳尺寸
根据设计的图纸，滚壳的质量为：
m1?????[?(r1?r2)l]?7.8?10?3.14?[( =337.18kg=G3 则滚壳的重量为：
G1=m1g=337.18?9.8=3304.44N 滚壳的惯性回转直径为： Dk?2D12?D2?22230.8820.842)?()]?0.8 220.882?0.842?0.86m
2 滚壳的变位质量为：
D120.862?249.38kg mk?Gk2?337.18?D1.02
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6.3.2确定支轮变位质量
支轮的作用主要是支撑滚筒，支轮的刚度直接影响到传递的效率和准确性，因此计算支轮的质量和半径对整体的作用很有必要。下面将对支轮的变位质量和尺寸计算如下，首先将给出的是支轮的结构和尺寸。
如图6-4所示：
1 轮 2 圈 3 环 4 筋 图 6-4 支轮的结构
按经验取支轮的材料为16Mn，重量为GZL=420kg，将支轮分解为1、2、3、4部分，请参看图6-4；根据零件的尺寸，计算出相应的体积以及查表的到的密度，可计算出的结果如下：
轮1的质量GZL1=20.0kg； 圈2的质量GZL2=119.3kg； 环3的质量GZL3=13.5kg； 筋4的质量GZL4=267.2kg。
部件1、2、3、4的惯性回转直径和变位质量分别进行计算，如下：
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DZL1?2D12?D21.12?0.752??0..94m 22DZL2?DZL3?22D3?D4?222D3?D5?20.362?0.802?0.62m20.362?0.842?0.65m2
Dzl4?0.65m
2DZL0.9421mZL1?GZL1?20??17.7kgD21.022DZL0.6222mZL2?GZL2?119.3??45.86kgD21.022DZL0.6523mZL3?GZL3?13.5??5.7kgD21.02
mZL4?GZL42DZL0.6524?267.2??112.89kg D21.02 mZL?mZL1?mZL2?mZL3?mZL4?17.7?45.86?5.7?112.89?182.15kg。
6.3-3 确定轮毂的变位质量
首先我们应该知道制动的结构和作用，制动轮与制动毂配合使用，下面将给出制动轮毂的结构简图及其尺寸如图6-5所示：
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图 6-5 制动轮毂结构尺寸
按经验取支轮的材料为ZG45号铸钢，制动轮毂的材料为45钢，制动轮和制动轮毂的重按经验选取，其两者的质量取为G2=595kg；支轮与轮毂两者的重质量取为G1=265kg。
同理，木衬的质量为G4=95kg ；主轴的质量为520kg；滚筒变位质量为925kg；摩擦圈及试验钢丝绳重75kg。
6.4 主轴强度和刚度计算及校核
作用在主轴上的正常载荷主要有：
（1）安装于主轴上各零件的自重以及轴的自重。安装在主轴上的零件有滚筒、轴承、支轮、盘形闸、联轴器等。它们的重量可以认为集中作用于两支轮的轮毂中心。而由主轴自重引起的近似均布荷重可以认为作用于各轮毂中心及支座上集中力来代替。
（2）缠绕于滚筒上的钢丝绳的绳重，通过滚筒支轮轮毂中心线作用于主轴上，它的大小在整个提升过程中钢丝绳长度是不段变化的。
（3）由钢丝绳拉力引起的弯矩和扭矩，经支轮轮毂传递给主轴。因为在缠绕过程中钢丝绳长度不断变化，钢丝绳还要沿滚筒宽度移动，因此，通过各支轮轮毂传递给主轴的载荷大小在整个提升过程中也是不断变化的。既然在提升过程中载荷是变化的，那么究竟是按哪一种工况进行工作的强度校核呢？这个问题与许多因素有关，本次设计中，钢丝绳只
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JT1.0提升绞车设计
