=
49?(1000?80)
180Fe=294（KN）
齿轮径向力：
Fr?Ft?tg?……[4169] RcvFtFeMBVRDV=49?tg20?=17.82（KN） (3—2)
将轴上所有作用力分解为垂直平面的力 和水平平面的力，见右图缩示： 2．垂直面支承反力及弯矩 求支反力，见右图b
MAHFrRCHMAVRDH
RDV?(778.5?50)Fe?50Ft……[4169] (3—3)
888.5MAMB图3-2 心轴受力图 心轴受力及弯矩图 =42.93（KN）
RCV?(778.5?60)Ft?60Fe
888.5 =42.93（KN） 求弯矩，见右图c
MAV?50RCV?50?（-42.93）=-2456.5（KN.mm）……………[4169] (3—4) MBV?60RDV?60?（-42.93）=2575.8 （KN.mm）
3．水平面支承反力及弯矩
求支反力，见右图d
RDH?RCH50Fr50?17.82??1(kN) ……………[4169] (3—5) 888.5888.5838.5Fr838.5?17.82???16.82(KN) 888.5888.5弯矩计算，见上图e
MAH?50RCH?50?16.82?841(KN?mm)…………[4169] (3—6)
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MBH?60RDH?60?1?60(KN?mm)
求合成弯矩： 见上图f
22MA?MAV?MAH?2456.52?8412?2596.47(kN?mm)…[4169] (3—7) 22MB?MBV?MBH?2575.82?602?2576.5(kN?mm)
4．工作应力的计算
此轴为固定心轴，只有弯矩，没有转矩。由上图可知，最大弯矩发生在剖面B处。设卷筒轴该剖面直径为dB，则弯曲应力为
?b?MA169
(MP)???? ………………………[4] (3—8) ab030.1dB3MA2596.5?10170
则 : db?3?3?63.796(mm) ……[4] (3—9)
0.1??b?00.1?100圆整后dB=66mm，中间轴段d0=66 - 5=61mm
5．心轴的疲劳强度计算
卷筒轴的疲劳强度，应该用钢丝绳的当量拉力进行计算，即
Fd?KdFe ………………………[4170] (3—10)
式中：Fd——钢丝绳的当量拉力（N）；
Kd——当量拉力系数，见《建筑卷扬机的设计》公式（2—10） 为使计算简便，可假使Kd=1。由前述可知，心轴应力的性质可认为是按脉动循环规律变化，则?m??a??b2。弯曲应力为
KdMA1?2596.47?103170
?b?MP= =99.04 （）………………[4] (3—11) a30.1dB0.1?663平均应力?m和应力幅?a为:
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?m??a??b2?99.04?45.52(MPa) 2轴的形状比较简单，且为对称结构，在A截面处尺寸有变化，则有应力集中存在，且该处弯矩最大。可认为A截面是危险截面，应在此处计算轴的疲劳强度。
查得有效应力集中系数K?=1.88，表面状态系数?=0.92，绝对尺寸系数??=0.78，
等效系数：??=0.34。
疲劳强度计算的安全系数为:
S????1K?=
3001.88?45.52?0.34?45.050.78?0.92=2.23 …[4170] (3—12)
????a????m一般轴疲劳强度安全系数[S]=1.5~1.8，所以该轴疲劳强度足够。
6．心轴的静强度计算
卷筒轴的静强度计算，需要用静强度计算拉力，可按下式求得：
Fjmax??Fe …………………[4170] (3—13)
式中： Fjma——静强度计算最大拉力（N）； x ?——动载荷系数，见《建筑卷扬机的设计》表2—5。此处取?=1.35
静强度计算安全系数：
Ss???sMmax/W ??s?MA/W …………………[4170] (3—14)
?360?1.99
1.35?2596.47/0.1?643因为有?s/?b?0.6时，??s?=1.2~1.4，所以该轴静强度足够。
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3.2 卷筒的设计计算：
卷筒的类型较多，最常用的是齿轮连接盘式和周边大齿轮式两种，其结构特点是卷筒轴不受转矩，只承受弯矩。带周边大齿轮的卷筒多用于传动速比大，转速低的卷筒。周边大齿轮，一般均为开始传动。在起重高度较高时，为了缩小卷筒尺寸，可采用表用带导向螺旋槽或光面卷筒，进行多层卷绕，钢丝绳可以紧密排列。
按制造方式不同可分为铸造卷筒和焊接卷筒。铸造卷筒应用广泛。卷扬机卷筒大多为铸铁卷筒，成本低，工艺性好。大吨位卷扬机一般采用铸钢卷筒，铸钢卷筒虽然承载能力较大，但成本高。考虑经济效益和设计要求，本设计采用铸铁结构。并选取材料为HT200。
1．卷筒容绳尺寸参数
卷筒容绳尺寸参数意义及表示方法应符合国家标准规定， 参见右图所示。
图3-1卷筒容绳尺寸参数示意图
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