第十一章 變幅機(jī)構(gòu)

1、起重機(jī)械lifting appliances,新鄉(xiāng)學(xué)院,第十一章 變幅機(jī)構(gòu),§11-1 概述§11-2 載重水平變幅§11-3 臂架自重平衡§11-4 變幅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)§11-5 變幅安全裝置,§11-1 概述,一.定義,1.起重機(jī)中用以改變幅度的專用機(jī)構(gòu)稱為變幅機(jī)構(gòu)。,2.幅度——在回轉(zhuǎn)類型起重機(jī)中，從取物裝置中心線到起重機(jī)旋轉(zhuǎn)中心線的水平距離稱為起重機(jī)的幅度。,&#

2、167;11-1 概述,二.作用,1.在載重力矩不超過額定值的前提下，改變幅度以調(diào)整起重機(jī)的起重能力，提高起重機(jī)的利用程度，或者通過改變幅度來調(diào)整取物裝置的工作位置，以適應(yīng)裝卸路線的需要，提高工作的機(jī)動(dòng)性（非工作性變幅）。,2.使物品繞回轉(zhuǎn)軸線作徑向水平移動(dòng)，以提高生產(chǎn)率，擴(kuò)大服務(wù)范圍和改善工作機(jī)動(dòng)性（工作性變幅）。,§11-1 概述,三.變幅機(jī)構(gòu)的類型,1.根據(jù)工作性質(zhì)分類,①.非工作性變幅機(jī)構(gòu)——特點(diǎn)：空載下調(diào)整工作位置，

3、在物品吊運(yùn)過程中，幅度不變；或者用來放倒臂架，以利運(yùn)輸。通常用非平衡變幅機(jī)構(gòu)。,②.工作性變幅機(jī)構(gòu)——特點(diǎn)：帶載變幅，實(shí)現(xiàn)物品的水平搬運(yùn)，工作性變幅機(jī)構(gòu)是平衡性變幅機(jī)構(gòu)，常采用吊重水平位移及臂架自重平衡系統(tǒng)，但機(jī)構(gòu)復(fù)雜。,§11-1 概述,三.變幅機(jī)構(gòu)的類型,2.根據(jù)變幅方法分類,①.運(yùn)行小車式變幅機(jī)構(gòu)——特點(diǎn)：幅度的改變是依靠運(yùn)行小車沿著水平臂架上的水平運(yùn)行來實(shí)現(xiàn)，用于工作性變幅。優(yōu)點(diǎn)：變幅速度均勻，物品搖擺現(xiàn)象減輕，變幅速

4、度快。缺點(diǎn)：臂架承受較大的彎矩，結(jié)構(gòu)自重較大，機(jī)動(dòng)性較差。,§11-1 概述,三.變幅機(jī)構(gòu)的類型,2.根據(jù)變幅方法分類,②.俯仰臂架式變幅機(jī)構(gòu)——特點(diǎn)：幅度的改變是依靠動(dòng)臂繞其鉸軸俯仰來實(shí)現(xiàn)，可用于工作性和非工作性變幅。優(yōu)點(diǎn)：臂架受力情況較有利，結(jié)構(gòu)自重較輕，起重機(jī)的重心低，穩(wěn)定性好，機(jī)動(dòng)性較好。缺點(diǎn)：難于獲得較小的起重機(jī)最小幅度，變幅速度不均勻，物品容易搖擺。解決方法措施復(fù)雜。,§11-1 概述,三.變幅機(jī)構(gòu)的類型

5、,3.根據(jù)變幅性能分類,①.非平衡變幅機(jī)構(gòu)（簡單變幅機(jī)構(gòu)）——臂架俯仰變幅時(shí)，會(huì)同時(shí)引起臂架重心和取物裝置及所承載物品的升降運(yùn)動(dòng)，在減小幅度時(shí)需要耗費(fèi)很大的功率，而在增大幅度時(shí)，則引起較大的慣性載荷，影響使用性能。但它的結(jié)構(gòu)比較簡單，常用于非工作變幅，如汽車起重機(jī)等。,②.平衡變幅機(jī)構(gòu)（復(fù)雜變幅機(jī)構(gòu)）——采取一定措施，使起重機(jī)在臂架俯仰變幅的過程中，其合成重心沿水平方向移動(dòng)，減小驅(qū)動(dòng)功率和慣性載荷。它的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，常用于工作性變幅，如

6、門座起重機(jī)等。,§11-1 概述,四.工作性變幅機(jī)構(gòu)的主要問題,當(dāng)采用簡單俯仰臂架方案變幅時(shí)，變幅驅(qū)動(dòng)裝置除必須克服一般變幅阻力外，還必須克服由于臂架自重、取物裝置和物品重力的升降所引起的垂直方向的阻力，并且后者所占比例很大，既浪費(fèi)能量又加劇物品擺動(dòng)，影響起重機(jī)工作性能發(fā)揮，所以簡單俯仰臂架變幅方案不適用于工作性變幅。,1.變幅機(jī)構(gòu)作用,2.簡單變幅機(jī)構(gòu)利弊分析,只有采用合宜的措施（工作性變幅）消除或減小這兩項(xiàng)阻力的影響，才能

7、使變幅機(jī)構(gòu)所需的驅(qū)動(dòng)功率減小，并且提高機(jī)構(gòu)的可操作性，從而使俯仰臂架式變幅機(jī)構(gòu)適用于工作性變幅。目前解決上述問題的主要措施是：,§11-1 概述,四.工作性變幅機(jī)構(gòu)的主要問題,①.載重水平變幅——使取物裝置及其所載物品在變幅過程中沿著水平線或接近于水平線的軌跡運(yùn)動(dòng)——物品升降補(bǔ)償裝置，如繩索補(bǔ)償法、組合臂架補(bǔ)償法等。,②.臂架自重平衡——使臂架系統(tǒng)的總重心高度在變幅過程中沿垂直方向不發(fā)生或少發(fā)生變化，或重心運(yùn)動(dòng)軌跡為水平線，實(shí)

8、現(xiàn)方法如不變重心式等。,3.目前解決上述問題的主要措施是：,§11-2 載重水平變幅,一.繩索補(bǔ)償法,1. 特點(diǎn)及類型,特點(diǎn)：被吊運(yùn)物品在變幅過程中引起的升降現(xiàn)象，依靠起升繩纏繞系統(tǒng)中增加的補(bǔ)償裝置，經(jīng)合理設(shè)計(jì)后及時(shí)放出或收入相應(yīng)長度的起升繩，從而使吊運(yùn)物品保持在同一高度上，達(dá)到物品沿水平線或近似水平線移動(dòng)。,補(bǔ)償滑輪組法——滑輪組補(bǔ)償法,補(bǔ)償滑輪法——導(dǎo)向滑輪補(bǔ)償法,,§11-2 載重水平變幅,一.繩索補(bǔ)償法,2.

9、補(bǔ)償滑輪組法,①.工作原理：在起升繩的纏繞系統(tǒng)中，增設(shè)一個(gè)補(bǔ)償滑輪組，以補(bǔ)償物品在變幅過程中的升降。如果在變幅過程中的所有位置上，由于臂架上升（或下降）而引起的物品升高值（下降值）剛巧等于因補(bǔ)償滑輪組長度的縮短（或增長）而引起的物品下降值（升高值），那么物品將沿水平線移動(dòng)，從而滿足物品水平變幅的要求。,②.實(shí)現(xiàn)條件,H m = ( l1 - l2 ) mF,§11-2 載重水平變幅,一.繩索補(bǔ)償法,2.補(bǔ)償滑輪組法,③.特點(diǎn)及

10、應(yīng)用,構(gòu)造簡單，臂架受力情況比較有利，容易獲得較小的最小幅度，但起升繩的長度大，繞過滑輪數(shù)目多，磨損快，小幅度時(shí)物品擺動(dòng)幅度大，不能嚴(yán)格走水平，設(shè)計(jì)中應(yīng)使工作區(qū)域避開抬頭問題。用于起重量小的起重機(jī)。,§11-2 載重水平變幅,一.繩索補(bǔ)償法,3.補(bǔ)償導(dǎo)向滑輪法,①.工作原理——在起升繩纏繞系統(tǒng)中，增加一個(gè)導(dǎo)向滑輪補(bǔ)償裝置，從而使變幅過程中，由于補(bǔ)償導(dǎo)向滑輪位置的變化，使得從卷筒到臂架頭部的鋼絲繩連接長度發(fā)生變化并與吊鉤隨臂架頭

11、部的升降相補(bǔ)償，則吊鉤就實(shí)現(xiàn)走水平。,②.實(shí)現(xiàn)條件 （AB+BC）-（A′B′+B′C）= H,§11-2 載重水平變幅,一.繩索補(bǔ)償法,3.補(bǔ)償導(dǎo)向滑輪法,③.特點(diǎn)及應(yīng)用,改善了鋼絲繩的卷繞情況，使起升繩的長度和磨損均得以減小，但構(gòu)造較復(fù)雜，臂架承受彎矩較大，難以獲得較小的最小幅度。不能獲得嚴(yán)格的水平變幅。用于大、中起重量的門座起重機(jī)上。,4.連桿補(bǔ)償滑輪組法,5.補(bǔ)償卷筒法,§11-2 載重水平變幅,二.

12、組合臂架法,1. 特點(diǎn)及類型,被吊運(yùn)物品在變幅過程中的水平移動(dòng)是依靠臂架端點(diǎn)在變幅時(shí)沿水平線或接近水平線的移動(dòng)軌跡來保證的。這種方法彌補(bǔ)了繩索補(bǔ)償法的一些不足。相應(yīng)又帶來一些缺點(diǎn)：臂架系統(tǒng)復(fù)雜，自重大，物品難于沿嚴(yán)格的水平線變幅。,四連桿式,平行四邊形組合臂架,曲線象鼻梁式,,§11-2 載重水平變幅,二.組合臂架法,2.四連桿式,組成 ：臂架、象鼻梁和剛性拉桿以及機(jī)架連桿組成四連桿機(jī)構(gòu)。工作原理：象鼻梁的端點(diǎn)將描繪出

13、一條雙葉曲線，其中一部分接近于水平線。,3.平衡四邊形組合臂架,組成：拉桿、象鼻梁、可移動(dòng)臂架與連桿組成一個(gè)平行四邊形四連桿機(jī)構(gòu)。工作原理：平行四邊形四連桿機(jī)構(gòu)，可保證吊重在變幅過程中嚴(yán)格地走水平線。,§11-2 載重水平變幅,二.組合臂架法,4.曲線象鼻梁式,特殊型式的鉸接組合臂架。象鼻梁2與臂架1鉸接，拉繩3固接于象鼻梁上，另一端連接到起重機(jī)旋轉(zhuǎn)平臺的構(gòu)架上。變幅時(shí)，由于象鼻梁轉(zhuǎn)動(dòng)，拉繩與其接觸的點(diǎn)的位置要發(fā)生變化，相當(dāng)

14、于示意圖中鉸接四邊形的一個(gè)邊長在變化。適當(dāng)選擇四邊形各邊長的比值即能使變幅時(shí)載荷沿近似的水平線移動(dòng)。,§11-2 載重水平變幅,三.補(bǔ)償滑輪組裝置的設(shè)計(jì),1.設(shè)計(jì)目標(biāo)：確定補(bǔ)償滑輪組定滑輪夾套的裝設(shè)位置。,2.作圖法的具體步驟,①.以一定的比例尺作出最大幅度和最小幅度的臂架位置，并將最大幅度與最小幅度之間等分成若干個(gè)幅度間隔，一般取為6~10個(gè)位置。,Rmax——φmin,20～40°,Rmin——φmax,60～8

15、0°,臂架鉸點(diǎn)O起升倍率m補(bǔ)償倍率mF,§11-2 載重水平變幅,三.補(bǔ)償滑輪組裝置的設(shè)計(jì),2.作圖法的具體步驟,②.從每一位置臂架端部Ⅱ等，以確定比例截取鉛垂線長度等于PQ，以截點(diǎn)為圓心，以鋼繩對臂架的合力S=PQ mF ／ m為半徑畫弧，交臂架軸線于F′點(diǎn)等，連接F ′FQ，并過Ⅱ點(diǎn)等做F ′FQ的平行線?？傻萌舾蓷l直線的交點(diǎn)簇范圍，此點(diǎn)大約在O點(diǎn)上方稍向前偏處。,③.確定補(bǔ)償點(diǎn)A。作出全幅度物品移動(dòng)的實(shí)際軌

16、跡線， Ⅱ=Ⅰ+（l1-l2）mF／m，并校驗(yàn)實(shí)際最大高度差Δy＜3%Rmax。校驗(yàn)未平衡吊重力矩值M max ≤0.1倍載重力矩。,④.若不滿足上述條件，修正A點(diǎn)，重復(fù)③。,§11-2 載重水平變幅,三.補(bǔ)償滑輪組裝置的設(shè)計(jì),3.解析法簡介,解析法求解的依據(jù)：在臂架俯仰時(shí)，起升滑輪組和補(bǔ)償滑輪組中的鋼絲繩總長度應(yīng)保持不變。,由幾何關(guān)系得起升滑輪組動(dòng)滑輪中心高度即變幅過程中吊鉤軌跡y。y所表達(dá)的不是一條水平直線

17、，為使y趨向平直，可使y的斜率趨向最小。,y = L sinα-l Q,§11-2 載重水平變幅,三.補(bǔ)償滑輪組裝置的設(shè)計(jì),3.解析法簡介,從臂架平衡來看，在變幅過程中控制M0，即控制dy／d φ的數(shù)值，使之趨向于最小較為合理。,功能原理得：PQ dy = M0 d φ,M0 = PQ dy／d φ,=,§11-2 載重水平變幅,四.補(bǔ)償滑輪裝置的設(shè)計(jì)(簡介),1.圖解法的設(shè)計(jì)步驟,①.初步選定臂架鉸軸O和擺動(dòng)杠桿支

18、點(diǎn)O1的位置，并根據(jù)給定的最大尾部半徑初步確定補(bǔ)償導(dǎo)向輪的起始位置B和擺動(dòng)杠桿與連桿的鉸接點(diǎn)的起始位置F。,②.作出變幅過程中接近最大、中間和接近最小幅度的三個(gè)臂架位置OA、OA′和OA?。顯然，吊鉤在上述三個(gè)臂架位置上位于同一水平線所必須滿足的條件（11-8）。,③.確定相應(yīng)于三個(gè)臂架位置的擺動(dòng)杠桿位置BO1F、B′O1F ′和B″O1F″。,④.確定臂架與連桿的鉸點(diǎn)D。,2.解析設(shè)計(jì)法,§11-2 載重水平變幅,五.四連桿

19、式組合臂架裝置的設(shè)計(jì)（簡介）,1.已知條件、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求,已知條件：最大、小幅度、起升高度等主要工作參數(shù)。,設(shè)計(jì)任務(wù)：a.確定臂架系統(tǒng)的主要尺寸。,b.確定臂架鉸點(diǎn)及拉桿鉸點(diǎn)的位置。,要求：,a.保證物品在變幅過程中盡可能沿接近于水平線的軌跡移動(dòng)。,b.臂架系統(tǒng)的尺寸盡可能緊湊、自重小、裝卸簡單，各個(gè)鉸點(diǎn)位置應(yīng)符合總體不知的要求。,§11-2 載重水平變幅,五.四連桿式組合臂架裝置的設(shè)計(jì),2.圖解法的設(shè)計(jì)步驟,§1

20、1-3 臂架自重平衡,一.主要方案類型,1.不變重心式——利用活對重使臂架系統(tǒng)的合成重心始終位于臂架俯仰平面的某一固定點(diǎn)上，從而消除了臂架系統(tǒng)合成重心在變幅過程中發(fā)生升降現(xiàn)象。,特點(diǎn)：構(gòu)造簡單，工作可靠，回轉(zhuǎn)部分的尾部半徑小，但對重對起重機(jī)整體穩(wěn)定性和回轉(zhuǎn)部分局部穩(wěn)定性所起的穩(wěn)定作用不能充分發(fā)揮。僅用于船舶甲板起重機(jī)。,§11-3 臂架自重平衡,一.主要方案類型,2.移動(dòng)重心式——利用活對重使臂架系統(tǒng)的合成重心保持在接近于水平

21、線的軌跡上游動(dòng)，從而避免或大大減小臂架系統(tǒng)合成重心在變幅過程中發(fā)生的升降現(xiàn)象。,移動(dòng)重心式,杠桿：活動(dòng)對重法,撓性件：活動(dòng)對重法，磨損嚴(yán)重。,杠桿平衡梁,垂直滑移平衡重,,,特點(diǎn)：,①.增大對重的升降高度，減少對重的重量，并可充分發(fā)揮對重對起重機(jī)穩(wěn)定性的作用；,②.在總體布置上比前種方案方便的多，但此種方案只能達(dá)到近似的平衡，同時(shí)結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜；,§11-3 臂架自重平衡,一.主要方案類型,2.移動(dòng)重心式,§11-3

22、 臂架自重平衡,一.主要方案類型,3.無平衡重式——依靠臂架系統(tǒng)的構(gòu)造特點(diǎn)，保證臂架重心在變幅過程中沿接近于水平線的軌跡移動(dòng)。,特點(diǎn)：構(gòu)造復(fù)雜，桿件的受力情況亦較為不利，穩(wěn)定性較差。,§11-3 臂架自重平衡,二.杠桿——活動(dòng)對重式臂架平衡系統(tǒng)的設(shè)計(jì),1.選定對重杠桿鉸點(diǎn)的位置及對重運(yùn)動(dòng)軌跡半徑。,2.確定Rmax、Rmin及對應(yīng)的對重杠桿的擺動(dòng)角β1和β3。,3.初步確定對重重量,4.據(jù)能量守恒原理求得對重應(yīng)在的位置g2。,

23、5.確定連桿的鉸點(diǎn)及尺寸——求得適當(dāng)?shù)倪B桿ab。,6.校驗(yàn)最大不平衡力矩。,§11-4 變幅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),一.機(jī)構(gòu)構(gòu)造典型方案,1.繩索滑輪組變幅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),①.工作原理——臂架通過繩索滑輪組聯(lián)到變幅絞車卷筒上，依靠絞車卷繞或放出變幅鋼絲繩實(shí)現(xiàn)臂架繞其鉸軸俯仰以達(dá)到變幅的目的。,②.優(yōu)缺點(diǎn)——構(gòu)造簡單，自重輕，臂架受力情況好，總體布置較方便；但存在效率低，繩索易磨損的缺點(diǎn)。,③.應(yīng)用——主要適用于非工作性變幅機(jī)構(gòu)以及在變幅過程中不會(huì)

24、產(chǎn)生雙向受力的工作性變幅機(jī)構(gòu)，如流動(dòng)式起重機(jī)。,§11-4 變幅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),一.機(jī)構(gòu)構(gòu)造典型方案,2.曲柄連桿變幅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),①.工作原理——曲柄連桿驅(qū)動(dòng)對重杠桿，然后再通過杠桿使臂架俯仰。,②.特點(diǎn)——能自動(dòng)限制變幅極限位置，使工作可靠性增大，但變幅速度很不均勻；電動(dòng)機(jī)和曲柄之間所需的傳動(dòng)比大，因而裝置的尺寸和重量均較大；雖有自動(dòng)限幅功能，但仍需裝設(shè)行程開關(guān)，以免曲柄越過死點(diǎn)后，使變幅運(yùn)動(dòng)方向與控制器方向不符，造成操作失誤。,③

25、.應(yīng)用——只用于舊式的小型起重機(jī)，現(xiàn)已很少采用。,§11-4 變幅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),一.機(jī)構(gòu)構(gòu)造典型方案,3.扇形齒輪變幅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),優(yōu)缺點(diǎn)——由于扇形齒輪本身常兼作部分對重用，并且又常與活動(dòng)對重做成一體，因而構(gòu)造緊湊，臂架的俯仰角速度較為均勻，制作方便，維修簡單；但減速機(jī)構(gòu)比較笨重，開式齒輪傳動(dòng)的工作條件差，齒輪的磨損較快，且工作中有沖擊，機(jī)構(gòu)的體積和重量也大。,§11-4 變幅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),一.機(jī)構(gòu)構(gòu)造典型方案,4.齒輪齒條變

26、幅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),①.工作原理——臂架直接由齒條推動(dòng)，齒條則由裝設(shè)在機(jī)器房頂上的電機(jī)通過減速器和最后一級驅(qū)動(dòng)小齒輪來驅(qū)動(dòng)。,②.優(yōu)缺點(diǎn)——能承受雙向力，結(jié)構(gòu)較緊湊，自重輕，齒條驅(qū)動(dòng)效率高；但起制動(dòng)時(shí)有沖擊，不平穩(wěn)，齒條工作條件差，較易磨損，必須裝設(shè)可靠的安全限制裝置。,③.應(yīng)用——廣泛應(yīng)用于工作性變幅機(jī)構(gòu)。,§11-4 變幅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),一.機(jī)構(gòu)構(gòu)造典型方案,4.齒輪齒條變幅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),§11-4 變幅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),一.機(jī)構(gòu)構(gòu)造典型

27、方案,5.螺桿變幅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),①.工作原理——和齒輪齒條驅(qū)動(dòng)類似。螺桿螺紋的頭數(shù)可以是單頭、雙頭、三頭或四頭。采用單頭螺紋可使結(jié)構(gòu)更緊湊，但傳動(dòng)效率低，用于非工作性變幅。,§11-4 變幅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),一.機(jī)構(gòu)構(gòu)造典型方案,5.螺桿變幅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),②.優(yōu)缺點(diǎn)——能承受雙向力；由于螺桿-螺母裝置本身就可獲得較大的傳動(dòng)比，因而驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的外形尺寸和自重是機(jī)械傳動(dòng)型式中最小的；變幅平穩(wěn)。但傳動(dòng)效率低，潤滑要求高。,③.應(yīng)用——工作性變幅機(jī)構(gòu)中

28、日益廣泛的采用。,§11-4 變幅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),一.機(jī)構(gòu)構(gòu)造典型方案,6.液壓缸變幅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),②.優(yōu)缺點(diǎn)——結(jié)構(gòu)緊湊，自重輕，工作平穩(wěn)；不需要中間傳動(dòng)件不受限制，可無級調(diào)速；對制造和安裝精度及密封防漏要求高。,①.工作原理——擺動(dòng)液壓缸的活塞桿端部可同臂架或?qū)χ仄胶饬哼B接，推動(dòng)其工作，由于活塞桿行程有限，作用力臂較小，受力較大，為適應(yīng)雙向受力工作性變幅機(jī)構(gòu)的需要，液壓系統(tǒng)必須能隨時(shí)保證活塞桿有承受拉力或壓力的可能。,③.應(yīng)用——主

29、要用于結(jié)構(gòu)緊湊的起重機(jī)，如甲板起重機(jī)，汽車輪胎起重機(jī)等。,§11-4 變幅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),一.機(jī)構(gòu)構(gòu)造典型方案,7.注意,①.變幅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，常制成雙聯(lián)推動(dòng)方式，從而減小尺寸，但應(yīng)考慮均衡裝置和布置方式。,②.為緩解沖擊并消除振動(dòng)，應(yīng)在臂架之間裝設(shè)緩沖減震裝置。,③.變幅驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，應(yīng)考慮裝設(shè)防脫裝置（行程限位裝置）。,§11-4 變幅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),一.機(jī)構(gòu)構(gòu)造典型方案,7.注意,§11-4 變幅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),二.臂架系統(tǒng)

30、的運(yùn)行速度,1.檢查變幅系統(tǒng)的速度均勻性；,2.在計(jì)算變幅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí)，需要知道臂架系統(tǒng)各部分的折合轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，這時(shí)需要知道它的重心速度與轉(zhuǎn)動(dòng)角速度；,三.變幅機(jī)構(gòu)原始數(shù)據(jù)及主要設(shè)計(jì)工作,1.計(jì)算變幅阻力，確定計(jì)算載荷；各項(xiàng)計(jì)算都要以各種不同工況下的變幅阻力為基礎(chǔ)，通過計(jì)算滑輪組拉力或油缸、齒條等的推力，作為機(jī)構(gòu)和零件的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。,2.確定驅(qū)動(dòng)功率，選擇電機(jī)型號。,3.確定制動(dòng)力矩，選擇或設(shè)計(jì)制動(dòng)器。,4.確定傳動(dòng)比及分配，選擇或設(shè)計(jì)傳動(dòng)裝

31、置。,§11-4 變幅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),五.變幅阻力的組合,1. Ⅰ類組合——正常載荷,①.用于電機(jī)功率和發(fā)熱計(jì)算時(shí)。,a.對每一幅度，將各種變幅阻力直接相加。,b.對整個(gè)變幅過程，由于載荷隨幅度而變化，因此仍必須將變幅過程劃分成若干區(qū)段，求出變幅區(qū)段上的變幅時(shí)間和變幅阻力，進(jìn)而求出影響電機(jī)發(fā)熱的齒條等效作用力。,②.接觸疲勞強(qiáng)度的等效Ⅰ類載荷,§11-4 變幅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),五.變幅阻力的組合,2. Ⅱ類載荷——最大載荷,①.穩(wěn)

32、定運(yùn)動(dòng)時(shí)期,②.非穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)時(shí)期,3. Ⅲ類載荷——驗(yàn)算載荷,此時(shí)按非工作的幅度位置計(jì)算，一般取最小幅度位置。,§11-4 變幅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),六.工作性變幅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)計(jì)算步驟,①.靜功率,②.考慮電機(jī)起動(dòng)的影響，選用較大的功率，并據(jù)時(shí)間的JC值初選電機(jī)型號。,2.減速裝置,1.電機(jī)功率的選定,①.總速比,②.據(jù)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比，電機(jī)轉(zhuǎn)速，機(jī)構(gòu)的JC值，工作級別選用較靜功率為大的減速型號（參照起升機(jī)構(gòu)）。,③.如果J2（低速軸）﹥﹥J1（高

33、速軸）則可近似與運(yùn)行機(jī)構(gòu)一樣選減速器（起動(dòng)功率）。,§11-4 變幅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),六.工作性變幅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)計(jì)算步驟,3.驗(yàn)算電機(jī),①.起動(dòng)時(shí)間的驗(yàn)算——一個(gè)具有典型意義的工況（Ⅰ類載荷）,②.電機(jī)短期過載能力的驗(yàn)算,a.放棄在最大工作載荷下能及時(shí)起動(dòng)的要求，以免選用過大的電機(jī)，因?yàn)榇朔N情況究竟不是常有的，但應(yīng)保證工作狀態(tài)起重機(jī)能承受Ⅱ類風(fēng)載。,b.規(guī)定規(guī)定——保證起動(dòng)要求。,③.電機(jī)的發(fā)熱驗(yàn)算,§11-4 變幅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),六

34、.工作性變幅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)計(jì)算步驟,4.制動(dòng)力矩及制動(dòng)時(shí)間,①.制動(dòng)器的制動(dòng)力矩應(yīng)當(dāng)滿足以下條件,a.在工作狀態(tài)與非工作狀態(tài)，應(yīng)有足夠的制動(dòng)安全系數(shù)。,b.在最不利的工作狀況下，制動(dòng)時(shí)間不應(yīng)太長。tzmax≤4~6s,c.在無負(fù)荷的情況下，制動(dòng)時(shí)間不宜太短。 tzmin≤1~1.5s,②.對于平衡變幅機(jī)構(gòu)，由于超載對制動(dòng)軸上靜轉(zhuǎn)矩的影響較小，故選用較小的Kz=1.25。,③.對于非平衡變幅機(jī)構(gòu)，其制動(dòng)安全系數(shù)與起升機(jī)構(gòu)相同。,④.驗(yàn)算制動(dòng)時(shí)間