計算載荷

計算載荷指被吊物體質量與吊索具質量之和，以及綜合考慮到動載係數、不均衡載荷係數的影響後，通過計算所得的載荷。

在建築工程的建設過程中，都會涉及起重機的使用，計算起重載荷要考慮哪些因素?

只要是建設工程在進行施工中，為了能夠節省大量的廠房造價的成本，都會使用大型的起重機來進行施工，這能夠節約成本，這是很多投資人都比較關注的一個問題。

如何能夠比較準確的計算載荷呢？比如在起重機大車輪壓的計算來説。最大的吊運載荷，可以根據小車所在的實際位置來進行計算，如果把起重機的吊運的最大載荷來進行處理時，小車經常會處於主樑的中部附近，對於大車的輪壓來説，小車的主樑的端部必須要小得很多，特別是對於小車在運行的過程中，由於主樑的頂部或是説端部，是可以根據實際的載荷來進行計算的，所以説，如果小車在運行的過程中，如果主樑的端部通常會沒有受到最大載荷的吊運，這顯然是大車的輪壓要與吊運最大載荷要小的原因，如果是小車在進行吊運時，不存在於最大載荷或是最小載荷，那麼，在進行主樑施工的過程中，或是説在主樑的中部或是端部施工時，可以實際的最大輪壓來進行測量。

可以説，對於橋式的起重機來説，以大車的輪壓來進行計算載荷那是不夠準確的，也是不夠完善的，這可能使得起重機的輪壓過大 ^[1]  。

(1) 直齒圓柱齒輪傳動的受力分析

圓周力：

徑向力：

法向力：

o d1——小齒輪的分度圓直徑mm

o α——分度圓壓力角

o T1——小齒輪傳遞的名義轉矩 (N.m)

o P1為小齒輪所傳遞的功率（KW）

o n1為小齒輪轉速（rpm）

作用在主動輪和從動輪上的力大小相等，方向相反。主動輪上的圓周力是阻力，其方向與它的迴轉方向相反；從動輪上的圓周力是驅動力，其方向與它的迴轉方向相同；兩輪所受的徑向力分別指向各自的輪心。齒面上的總法向力方向則為齧合點的法向方向，對於漸開線齒廓即為通過齧合點與基圓相切的齧合線方向。

(2) 斜齒圓柱齒輪傳動的受力分析

圓周力：

徑向力：

軸向力：

法向力：

· αt——端面分度圓壓力角；

· αn——法向分度圓壓力角；

· β——分度圓螺旋角；

· βt——基圓螺旋角。

(3) 直齒錐齒輪傳動的受力分析

法向力Fn集中作用在齒寬節線中點處，則Fn可分解為互相垂直的三個分力。

圓周力：

徑向力：

軸向力：

dm1——小齒輪齒寬中點分度圓直徑mm；δ1——小錐齒輪分度圓錐角圓周力和徑向力的方向判別與直齒圓柱齒輪判別方法相同，軸向力方向分別指向各自的大端。由於錐齒輪傳動兩軸的空間交角為90°。

(4) 齒輪傳動的計算載荷

齒輪承受載荷常表現為其傳遞的力矩或圓周力。由上述力的分析計算所得出的圓周力為齒輪傳動的名義圓周力。實際工作中，由於各種因素的影響，齒輪實際承受的圓周力要大於名義圓周力。考慮各種因素的影響，實際圓周力Ftc為：

Ftc也稱為計算載荷。1）KA——使用係數。2）KV——動載係數。3) KHα和KFα——齒間載荷分配係數。4) KHβ和KFβ——齒向載荷分佈係數。

齒輪傳動工作過程中，相齧合的輪齒受到法向力Fn的作用，主要產生兩種應力：齒面接觸應力和齒根彎曲應力。

(1) 齒面接觸應力σH

齒輪傳動工作中，漸開線齒面理論上為線接觸，考慮齒輪的彈性變形，實際上為很小的面接觸。在接觸面上，產生齒面接觸應力。對於相齧合齒輪上的一對特定輪齒，工作齒廓上的各對應接觸部位僅僅在接觸的瞬間產生接觸應力，過此瞬間脱離接觸之後，該部位的接觸應力隨即消失。因此，不論輪齒承受穩定載荷或不穩定載荷，傳動運動方式如何，齒面接觸應力總是按脈動循環變化的變應力。

齒面接觸應力的數值，與載荷大小、接觸點的變形、材料性能等因素有關，可按彈性力學理論和輪齒表面的具體情況予以確定；齒面接觸應力的變化次數，與齒輪的預期工作壽命及轉速等因素有關。

(2) 齒根彎曲應力σF齒輪傳動工作中，相齧合的兩齒輪的載荷，主要作用在齧合的輪齒上。相對於剛度很大的輪緣，輪齒可以看作為寬度是齒寬b的懸臂樑。受法向力Fn後，齒根處所受應力最大。

與接觸應力同樣的分析可知，不論齒輪所受的載荷穩定與否，齒根彎曲應力均為變應力；但對單向工作的齒輪傳動，彎曲應力可能是脈動循環變應力，也可能是對稱循環變應力；對於頻繁雙向工作或擺動的齒輪傳動，彎曲應力則按對稱循環變應力來考慮 ^[2]  。