PJ-400平衡吊设计与有限元分析
4-28 YZ型系列异步电机
提升重物所需 ?w?Fw?Vw
查机械设计手册得
平衡臂四杆机构机械效率为：?1?0.85 向心球轴承效率：?2?0.99 单列圆锥滚子轴承效率：?3?0.98 螺旋机构效率:?4?0.35 涡轮蜗杆效率：
Pw?400?9.8?660=392w
?5?0.75
齿轮效率： ?6?0.97 总的效率为：
(4-29)
???1??????4??5??6?0.1952233工作机所需效率为：
p机?pw/?w?392?0.195?2000w
所需电机功率：
p电?p机?k?2000?1.3?2600w
查机械设计手册，选y 系列三厢异步电动机中额定功率为3000w 的，考虑安装，
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结构和外形尺寸及经济方面原因的，选定空载转速为n0?1500rmin的，满载转速为
ne?1400rmin，
4.8 螺旋机构的设计
4.8.1 当求丝杠上的最大轴向力F时，吊车应吊最大重量，且处于最大回转半径，这时可用杠杆的平衡原理来求得。
SF'Rmax-0.5sRmaxa
图4-25 丝杆受力分析 ?Rmax?0.5s??Fw??a?0.5s?F/
上式中：s-----动支点水平变幅s=220mm
a----丝杆到立柱的中心距a=240mm
所以
由于系杆和配种的重量全作用在丝杆上，所以丝杆上的最大轴向力应为：
,F?F?G1?G2?G3?G4?G?294304.8.2 滑动螺旋副的耐磨性设计
丝杆选用45调质，落幕选用青铜，要求自锁，丝杆采用单头，精度等级定为三级， 中径：
d2?0.8F??p,式中，F轴向力：N
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??有《设计手册》查的套体式螺母取??1.2~2、5?p?许用比压：查的为10MPa 所以
d2?0.8F??P?0.829430?30.7mm (4-31) 2?10有设计手册查梯形螺纹 d=36mm 螺距p=10mm
d2?d?0.5p?31mm
螺母：
???d2?2?31?62
旋合圈数：
n?HP?6.2?10?????12 故适合，n取7
螺纹工作高度： h?0.5p?0.5?10?5mm
工作比压：p?F?29430?8.6mpa??p ?d2hn3.14?31?5?7校核合适 4.8.3 验证自锁 螺纹升角：
r?arctans?d??2l
s?头数?p?1?10?10
??arctanf?arctan0.1l?5.920cos? ( 4-33) 2cos30234
(4-32) PJ-400平衡吊设计与有限元分析
则 r?arctans?arctan10?5.80
?d23.14?31因为
r??,所以自锁l
4.8.4 螺杆强度
牙型高度： h1?0.5P?z?0.5?10?1?6mm 小径: d1?d?2h1?36?2?6?24mm 合成应力： ?4F??2???d1?2?T1??3??3???0.2?d1?2
p上式中：T1?转矩：要根据转矩图确定 T1?Fd231tan?Nmm ( 4-35) ?r??l???29430?tan?5.8?5.82??94633??22设计手册，?p??螺杆材料的许用应力查?p??s3.5
?s??屈服强度，查设计手册得353mPa
所以?p?则
?s3.5?353?101MPa 3.5???4F??2???d1?2?T1??3?3??0.2?d1?2?88MPa??p?101MPa ( 4-36)
故螺杆强度足够 4.8.5 螺牙强度
螺牙根部宽带： b=0.65p=6.5mm
?螺杆剪切强度：??F?，
??dbn?p1?p??材料许用切应力，?0.6?p?0.6?101?60.6MPaF29430??8.6MPa?d1bn3.14?24?6.5?7
?? 35
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因为???p,所以剪切强度足够 螺杆弯曲强度： ??d2?b?3F?d?d?1b2n?BP
?BP??1~1.2??P?1.1?101?111MPa，这个由设计手册查
所以螺杆强度足够
螺母剪切强度： ?,?F?dbn??,p ?,??螺母材料许用剪切应力，查设计手册得
?,?30~40MPa
?,?F29430?dbn?3.14?36?6.5?7?5.72MPa??,p 所以螺母剪切强度足够. 螺母弯曲强度：
?,??d2?B?3Fd?db2n??, ( 4-37)
BP?,BP??螺母材料许用弯曲应力，查机械设计手册得为40~60MPa
?,3F?d?d2?B??dbn?3?29430??36?31?3.14?36?6.52?7?13.21MPa??, (4-38)
BP2故螺母弯曲强度足够 4.8.6 螺杆的刚度
轴向载荷使导程产生的弹性变形
?SF??106FSEA??1064FS?Ed2
1E---弹性模量 E?206GPa
?SF??1064FS?Ed?1064?29430?10?103213.14?206?242?1012?3.16?10?3?m转矩使导程产生的弹性变形
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（4-39）