xxxxxxxx 机械课程设计 选用4极电机，n1=1500r/min。
最后，将得出的D与n1代入式（4-2），计算出减速比i12的最小值，然后取标准值。至此，吊杆主机的运动参数就确定了。 2.6 吊杆工作过程分析
无论吊杆运动是升或降，其工作过程都经历起动加速、稳定运行和制动减速三个过程（图4-19）。载荷由静止状态加速到稳定工作速度所经历的时间称为起动时间；工作在稳定速度的时间称为工作时间；从稳定运动减速到静止状态所经历的时间称为制动时间。起动时间和制动时间直接影响吊杆机的工作过程和工作性能（如平稳性、准确性），设计时可通过计算，选取较为合适的数值。
图4-19 吊杆工作过程曲线
卷扬机带载作变速运动（起动和制动）时，作用在机构上的载荷除静力外，还有作加速运动（或减速运动）质量产生的惯性力（动载荷） 1.起升起动过程
卷扬机带载提升时，载荷从静止状态加速到稳定运动状态的瞬时过程称为起升起动过程。此时，悬挂载荷的钢丝绳拉力［图4-20（a）］为：
S?PQ?Pg
（4-4）
式中 PQ——起升载荷
Pg——由加速运动质量产生的惯性力
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xxxxxxxx 机械课程设计 在起升起动时，此时，惯性力Pg的方向与起升载荷PQ方向相同，使钢丝绳的拉力增加。
图4-20 重物升降过程的动力分析
（a）起升起动 （b）起升制动 （c）下降起动 （d）下降制动
1．起升制动过程
卷扬机带载提升时，载荷由匀速运动状态制动减速到静止状态的瞬时过程称为起升制动过程。此时，悬挂载荷的钢丝绳拉力S = PQ –Pg［图4-20（b）］。由于惯性力Pg的方向与起升载荷PQ的方向相反，使钢丝绳的拉力减小。
2．下降起动过程
将载荷从静止状态加速下降到匀速的过程称为下降起动过程［图4-20（c）］。此时，惯性力Pg的方向与起升载荷PQ方向相反，使钢丝绳的拉力减小，即S =
PQ –Pg。
3．下降制动过程
卷扬机构驱动悬吊载荷匀速下降时，将制动器上闸，使载荷由匀速下降减速到静止状态的过程称为下降制动过程［图4-20（d）］。此时，惯性力Pg的方向与起升载荷PQ方向相同，使钢丝绳的拉力增加，即S = PQ +Pg。
综上所述可得出如下结论：起升起动和下降制动是卷扬机最不利的两个工作过程。
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xxxxxxxx 机械课程设计 起升起动时，原动机要克服的阻力矩是负载阻力矩和最大惯性阻力力矩之和。因此，原动机的起动力矩Tst必须满足
Tst≥TL?Tgmax
（4-5）
下降制动时，制动器处于最不利的工作过程。所以，制动器的制动力矩Tz
必须满足下面条件，才能将运动的物品在规定的时间内平稳地停住。
Tz≥TL?Tgmax
（4-6）
式中 TL——卷扬机构驱动载荷匀速运行时的负载阻力矩； Tgmax——卷扬机构起动、制动时的最大惯性阻力矩。
显然，上述两种工作过程是决定吊杆机原动机和制动器能力以及对吊机零部件进行强度计算的依据。 2.7 吊杆功率计算及电动机选择 1．负载转矩计算
卷扬机构驱动载荷匀速运动时，卷筒上产生的负载转矩为：
TL?SmaxD02?(PQ?q)D02?H（N?m）
（4-7）
式中 PQ——额定起升载荷（N） q ——吊杆杆体自重（N） D0——卷筒计算直径（m） ηH——滑轮效率 2．负载功率计算
对于电动机驱动的吊杆机，其负载功率按下式计算：
PL?(PQ?q)vq1000??（kW）
（4-8）
式中 PQ——额定起升载荷（N）； q ——吊杆杆体自重（N）；
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xxxxxxxx 机械课程设计 vq——重物起升速度（m/s）；
η
Σ
——卷扬机构总效率。
3．电动机功率初选
电动机功率选择主要考虑电动机的发热、过载能力和起动能力三个因素。 1）发热：电动机运行时，必须保证电动机的实际最高工作温度不超过电动机绝缘材料允许的最高工作温度。电动机发热不仅与所带的负载大小有关，还和负载的持续时间有关，也就是与电动机的运行方式（工作制）有关。电动机的工作制分为三类：连续工作制、短时工作制和断续周期工作制。
2）过载能力：电动机运行时，必须具备一定的过载能力。即所选电动机的最大转矩必须大于运行过程中可能出现的最大负载转矩。
3）起动能力：由于鼠笼式异步电动机的起动转矩一般较小，为使电动机能可靠起动，必须保证电动机的起动力矩大于起动时的负载转矩。
舞台机械一般属于短时工作制的机械。短时工作制机械既可选择专用短时工作制电动机，也可选择连续工作制电动机。 1）选用短时工作制的电动机
选择标准运行时间与实际运行时间相接近的短时工作制电动机，将实际负载功率PL换算成标准时间运行的负载功率PLN。换算公式为
PLN?PLtWtWN
（4-9）
式中，tW为实际运行时间，tWN为标准运行时间。然后选择短时工作制电动机，使其额定功率PN≥PLN，再进行过载能力和起动能力的校验。 2）选用连续工作制的电动机
将实际负载功率PL换算成连续工作的负载功率PLN。换算公式为
1?e?tW??tWPLN?PL
（4-10）
1??e?式中，? 为电动机的发热时间常数，tW为短时运行时间，α为满载时铁损耗与
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xxxxxxxx 机械课程设计 铜损耗之比。选择连续工作制电动机，使其额定功率PN≥PLN，再进行过载能力和起动能力的校验。
如果tW＜（0.3～0.4）?，则可直接根据过载能力和起动能力来选择电动机的容量，而不必考虑电动机的发热问题。 3．电动机过载能力校验
电动机的额定功率应满足如下条件：
PN≥
H?M·
(PQ?q)?q1000??（kW）
（4-11）
式中 PN——电动机额定功率（W）；
PQ——额定起升载荷（N）；
q ——吊杆杆体自重（N）；
vq——重物起升速度（m/s）；
η
Σ
——卷扬机构总效率。
H ——考虑电压损失（交流电动机－15%）、电动机转矩允差（绕线型
异步电动机－10%，笼型异步电动机－15%）和超载25%等条件确定的过载系数，
对于绕线型异步电动机，H =2.1
对于笼线型异步电动机，H=2.2 对于直流电动机 ，H =1.4 4．电动机起动能力校验
对于鼠笼式异步电动机，由于其起动转矩较小，还须进行起动能力校验。校验条件为
Tst≥（1.1～1.2）(TL?Tgmax)
（4-12）
式中，Tst——电动机的起动力矩，Tst??stTN； λ
st——电动机的起动能力系数；
TN——电动机的额定转矩
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