下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763圖書分類號密級畢業設計論文升降電梯驅動系統設計及控制電路設計ASCENDINGANDDESCENDTHEELEVATORDRIVESTHESYSTEMTHEDESIGNANDCONTROLSTHEELECTRICCIRCUITTHEDESIGN學生姓名陳亮亮學院名稱機電學院專業名稱機械設計制造及其自動化指導教師楊根喜2008年6月2日徐州工程學院畢業設計論文1徐州工程學院學位論文原創性聲明本人鄭重聲明所呈交的學位論文，是本人在導師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果。除文中已經注明引用或參考的內容外，本論文不含任何其他個人或集體已經發表或撰寫過的作品或成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標注。本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。論文作者簽名陳亮亮日期08年6月2日徐州工程學院學位論文版權協議書本人完全了解徐州工程學院關于收集、保存、使用學位論文的規定，即本校學生在學習期間所完成的學位論文的知識產權歸徐州工程學院所擁有。徐州工程學院有權保留并向國家有關部門或機構送交學位論文的紙本復印件和電子文檔拷貝，允許論文被查閱和借閱。徐州工程學院可以公布學位論文的全部或部分內容，可以將本學位論文的全部或部分內容提交至各類數據庫進行發布和檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。論文作者簽名陳亮亮導師簽名楊根喜日期08年6月2日日期08年6月2日徐州工程學院畢業設計論文1摘要點題曳引機是電梯的主要組成部分，它的設計水平、產品質量，直接影響電梯的產品質量，其強度和壽命直接影響電梯壽命和工作可靠性，它的振動和噪聲直接影響人員乘坐電梯的舒適感。因此本設計的主要內容為曳引機主傳動機構的設計與計算。關鍵詞電梯；電梯曳引機；曳引機主傳動機構徐州工程學院畢業設計論文1ABSTRACTELEVATORTRACTORISPRODUCTQUANTITYTHATTHEDESIGNLEVEL,PRODUCTQUANTITYTHATTHEELEVATORCONSTITUTESTHEPARTPRIMARILY,IT,DIRECTINFLUENCEELEVATOR,ITSSTRENGTHAFFECTTHEELEVATORLIFESPANWITHWORKWITHLIFESPANDIRECTLYDEPENDABLE,ITOFTHEVIBRATIONFEELSWITHACOMFORTFORDIRECTLYAFFECTINGPERSONNELEMBARKINGELEVATORAMAINCONTENTSFORDESIGNINGSPREADSTHEDESIGNTHATMOVETHEORGANIZATIONFORTHELORDANDCALCULATIONKEYWORDSELEVATORTRACTORELEVATORTHETRACTORLORDSPREADSTOMOVETHEORGANIZATION徐州工程學院畢業設計論文1目錄1緒論311引言312電梯（垂直梯）簡介3121電梯的組成3122電梯的（垂直梯）分類513曳引機的主要技術指標62電梯的驅動功率計算821曳引比與曳引力8211曳引傳動與曳引傳動形式822作用在曳引輪上的靜力823曳引輪兩側靜拉力計算1024曳引輪上的靜轉矩1125靜轉矩的討論12251曳引輪承受的靜轉矩變化12252設計載荷12253曳引機驅動轉矩的計算12254動量定理及曳引力1326輸入功率的簡易計算方法143曳引機的設計1531曳引機的額定載重量15311額定速度15312曳引機減速器的中心距15313交流電動機15314電動機的選用154曳引機主傳動機構的設計與計算1541普通圓柱蝸桿副幾何參數搭配方案1542幾何計算中注明的幾個問題18421普通圓柱蝸桿副的正確嚙合條件18422圓柱蝸桿傳動的強度計算18423輪齒面接觸疲勞強度計算19424圓柱蝸桿、蝸輪、蝸輪軸的材料19425軸系零件的配合精度2043制動機構位置的討論21徐州工程學院畢業設計論文2431傳動比I1221432曳引輪21433曳引比的應用2144整體方案討論2145箱體結構設計的討論2246箱體尺寸的確定2247肋的設置2248箱體設計應合理處理的幾個問題2349軸承位置24410箱體設計的對稱性24411曳引機軸的結構設計24412軸承的選用274121曳引機用軸承274122滾動軸承的壽命計算27413聯軸器的選用28414制動機構的設計與計算304141制動機構的類型與特點304142制動器的選擇與設計315控制系統設計3351門電機主電路的設計3352可編程控制器的設計33521I/O點的分配34522梯形圖34524梯形圖原理分析4153將PC機應用在電梯控制中42總結44致謝45參考文獻45附錄附錄147附錄248徐州工程學院畢業設計論文3徐州工程學院畢業設計論文4徐州工程學院畢業設計論文51緒論11引言買文檔送全套圖紙扣扣414951605電梯作為垂直方向的交通工具，在隨著計算機和電力電子技術的發展，現代電梯已成為典型的機電一體化產品。高層辦公樓、住宅建筑中的垂直電梯，商場、機場、火車站、地鐵站內的扶梯、自動人行道；賓館、酒店中的觀光電梯越來越給人們帶來方便。隨著我國房地產業的迅猛發展，中國電梯新技術在變頻變壓、無機房電梯、永磁同步拖動技術、無齒輪曳引機、計算機控制技術、遠程監控技術等將迅速推廣。我國在電梯制造技術方面，內資電梯企業實力不斷增強，如江蘇江南、山東百斯特、浙江巨人、上海房屋設備總公司、東莞飛鵬、寧波宏大、蘇州申龍、東南液壓電梯等電梯制造企業發展很快。隨著我國加入WTO以及國家實施西部大開發的推進，全球著名電梯品牌如奧的斯、迅達、通力、三菱、日立、東芝、富士達、SIGMA等已陸續進入中國市場。電梯可分為兩大類一類是垂直升降電梯（簡稱垂直或通常所謂的電梯），一類是自動扶梯（含自動人行道，簡稱扶梯或電扶梯）自動扶梯是通過電動機帶動傳動機構驅動梯級執行輸送任務的，把電動機主傳動機構，制動系統則是通過電動機驅動減速器，靠減速器從動軸上的曳引輪與鋼絲繩之間的摩擦力矩牽動轎廂與配重（或稱對重）上，下運動實現運輸的目的，因為它是靠摩擦力牽動執行機構工作，故把電動機減速器，曳引輪和輔助機構制動器作為整體，稱電徐州工程學院畢業設計論文6梯曳引機。曳引機分有齒曳引機和無齒曳引機兩大類，本人采用的是有齒曳引機。電梯曳引系統中的曳引機減速器，曳引機（簡稱繩輪）和動輪（由曳引比體現）組成了電梯的減速器多為齒輪副（含蝸桿副，行星系）減速器，該減速器中的齒輪副即為電梯的主傳動機構。電動機輸入轉矩T1，驅動曳引機減速器中的主傳動機構，通過減速帶動曳引輪轉動，這時利用轎廂和配重的重量在曳引輪與鋼絲繩之間產生的摩擦力矩，拖動轎禁止與配重上、下運動，從而完成電梯的任務,因為曳引機是決定轎廂運行速度、控制運行狀態的減速裝置，曳引機的技術含量、設計質量、產品質量等都會影響電梯的工作壽命及乘客的舒服感，所以電梯對曳引機有很高的技術要求。12電梯（垂直梯）簡介121電梯的組成按照其功能的不同，電梯可分為曳引系統、導向系統、門系統、轎廂和對重、安全裝置電氣拖動和控制系統等部分（一）曳引系統1、作用曳引系統的作用是輸出動力、曳引轎廂運行。2、組成主要由曳引機、曳引鋼絲繩、導向輪、反繩輪等構成。曳引機由電動機、連軸器、制動器、減速箱、機座和曳引輪組成。曳引鋼絲繩連接轎廂和對重，依靠曳引輪繩槽和鋼絲繩之間的摩擦來驅動電梯上下運行。導向輪一般安裝在曳引機座或承重梁上，用來承托曳引鋼絲繩，調節轎廂和對重之間的距離。反繩輪是安裝在轎頂或對重頂部的動滑輪，主要作用是降低電梯速度，提高電梯運載能力。（二）導向系統1、作用限制轎廂和對重的自由度，使其只能沿著導軌上下運動。2、組成主要由導軌、導靴、導軌架組成。導軌是對轎廂和對重的運動起導向作用，主要由T型、L型兩種。導靴安裝在轎廂和對重架上，強制轎廂沿著導軌上下垂直運動。導軌架安裝在井道壁上，用來支撐和固定導軌。（三）門系統1、作用用以封閉轎廂和井道出口。2、組成由轎門、廳門、開門機構組成。轎門安裝在轎廂上，有交刪式和封閉式等。徐州工程學院畢業設計論文7廳門安裝在每層電梯出口處。每個廳門設有機械和電氣聯鎖裝置，保證廳門打開時電梯不能運行。開門機構是開關電梯門的機構，有自動式、手動式兩種區別。（四）轎廂和對重1、轎廂用來運送乘客或貨物，是電梯的運載承載部分。它主要有機械架、轎廂底、轎廂壁、轎頂組成。2、對重相對于轎廂懸掛于曳引繩底另一端，使曳引機只需克服轎廂和對重之間底重量差便能驅動電梯，進而起到減少動力消耗、改善曳引機能力底作用。對重由對重架、對重塊、和補償裝置組成。（五）電氣拖動和控制部分電梯的電力拖動系統有兩大類，即交流拖動系統和直流拖動系統。常見的直流拖動系統可分為控硅勵磁和控硅供電兩類；交流拖動系統分單速、雙速、調速三類。電梯的控制系統取決于電梯的用途、額定載荷、速度、控制方式等設計要求和使用性能要求，但控制內容大致相同。主要是指對電梯的啟動、加速、運行、減速、停止和運行方向、樓層顯示、轎內指令、層站廳外召喚、安全保護等信號進行管理和控制。（六）安全裝置安全裝置的作用是保證電梯安全使用，防止危機人身、財物的事故發生。安全裝置分為兩類機械安全裝置和電氣安全裝置。1、機械安全裝置機械安全裝置主要有安全觸板、廳門鎖、限速器、安全鉗、緩沖器等。安全觸板設計在轎門上，在電梯關門過程中，當人或物品觸及安全觸板時，轎門自動反開，防止夾傷人或物。門鎖裝置（主要指廳門）位于廳門內側，門關閉后將廳門關住，封閉井道，防止電梯不在本層站時人員進入井道；同時，當電梯離開本層站時，人們不能在電梯廳門用非正常手段打開廳門，防止人員進入井道；只有所有電梯廳門關閉后，電梯才能投入正常啟動運行。限速器一般安裝在機房樓板上。當電梯運行速度超過速度限定時，限速器動作，先切斷安全回路，如果電梯仍向下運行將直接牽引安全鉗動作，將電梯制停。安全鉗一般安裝在轎廂底部（特殊情況下對重也安裝有安全鉗），當限速器動作時，電梯轎廂（或對重）仍向下運行，在限速器的帶動下安全鉗動作，將轎廂對重夾持在導軌上而使轎廂對重停止運動。緩沖器分為彈簧式和液壓式兩種，是電梯最后一道安全裝置。當轎廂或對重因某種原因超出極限位置沖頂或蹲底時，可減少設備對建筑物的沖擊力。2、電氣安全裝置電氣安全裝置主要有上下限位開關、極限開關、超載保護、門區光電裝置等。徐州工程學院畢業設計論文8限位開關作用是當電梯超越正常行程范圍時，通過安裝在轎廂上的打板驅使限位開關動作，切斷回路，強迫電梯停止。極限開關是當電梯沖越端站時，限位開關又未制停電梯時，能在電梯或對重未觸及緩沖器前切斷安全回路或強行切斷主電源的電氣安全裝置。超載保護是通過安裝在轎廂懸掛結構或活動轎廂上的稱量裝置來實現的，當轎廂內裝載的重量超出額定載荷時，發出警告信號，提醒電梯使用人員，并且保持開門狀態不關門，直至轎廂內的人或物重量不超載。另外，電梯中還有許多保證電梯安全運行的電氣安全裝置如轎廂內防搗亂功能等，這里不再加以說明。122電梯的（垂直梯）分類一按電梯的用途分類根據電梯在樓宇使用用途（服務對象）的不同，電梯可分為1、乘客電梯主要用于運送乘客上下樓宇，一般設置有較好的轎內裝飾和完善的安全設施。2、載貨電梯主要用于垂直方向運輸貨物、設備等，一般有專人控制。3、消防電梯在樓宇發生火災時，其它電梯均不能使用，只有該電梯可供消防員專用，平時用于運輸設備、員工、載貨等。它一般是從地下室到頂層的每一層均能停留的垂直升降梯。對高層樓宇，消防電梯非常重要，應特別加以注意。4、病床電梯為醫院運送病床、擔架、醫用車而設計，轎廂具有窄長的特點。5、雜物電梯供圖書館、書店、辦公樓、飯店等運送圖書、文件、食品等設計的電梯，雜物電梯一般體積較小，不允許載人。6、觀光電梯轎廂壁透明，供乘客觀光使用，一般安裝在商業比較繁花的高層樓宇內。7、自動人行道主要用于水平方向運輸人員及物品的電梯。8、自動扶梯主要用于斜面運送乘客的電梯。9、其它電梯如車輛電梯、船舶電梯、建筑施工電梯和曳引電機等（二）按電梯運輸速度來分類1、低速電梯指運行速度一般為10米/秒的電梯。2、快速電梯指運行速度一般為1020米/秒的電梯。3、高速電梯運行速度一般為2035米/秒的電梯。4、超高速電梯指速度大于35米/秒的電梯。（三）按驅動方式和曳引電機分類1、交流電梯用交流感應電動機驅動的電梯。根據拖動方式可分為交流單速、交流雙速、交流調速電梯。2、直流電梯用直流電動機驅動的電梯。多用于速度大于2米/秒的高檔電梯。徐州工程學院畢業設計論文93、液壓電梯利用液壓泵，由柱塞或柱塞鋼絲繩驅動轎廂升降的電梯。4齒輪齒條電梯將導軌加工成齒條，轎廂上裝有與之齒合的齒輪，電動機帶動齒輪旋轉使轎廂升降的電梯。多用于碼頭岸吊、建筑工地等。5、直線電機電梯用直線電機帶動的電梯，它是目前最新驅動方式的電梯。13曳引機的主要技術指標為了提高曳引機產品質量，必須滿足下列技術指標131要確保電梯承載能力及曳引機的強度電梯承載能力從100KG到幾噸重，速度從025M/S到10M/S以上，亦即曳引機的功率范圍很大。在設計曳引機時，應首先滿足在設計壽命內，不產生任何失效形式的強度要求，其中包括電動機功率的選擇、制動力的確定，主傳動機構強度設計或校核計算。要特別重視軸承強度的校核計算及地腳螺栓的設計計算。另外，繩輪可按易損件處理，其設計壽命可短一些。132具有較高的傳動效率曳引機的傳動效率是其綜合技術指標。傳動效率的高低不但標志著輸入功率有效利用的程度，而且表明了克服阻力力矩的能力，功率耗損的多少。它不僅體現在節約能源上的意義，同時也是曳引機技術含量、設計質量、產品質量的具體體現。為提高傳動效率，合理選擇主傳動機構、軸承和聯軸器是十分重要的，并且要提高制造和安裝精度。133具有較高的體積載荷所體積載荷是指曳引機的許用載荷（功率或轉矩）除以曳引機體積所得商。體積載荷越大表明曳引機體積越小，結構越緊湊。不難理解，要想實現大的體積載荷，首先要選擇高科技型的主傳動機構。合理地設計箱體結構，其中同樣功率的曳引機，體積可相差1/3，重量相差到2/5。因此設計出結構緊湊、體積小、重量輕的曳引機是設計者的奮斗目標。134應滿足電梯所需的運動特性電梯的工作特性決定了曳引機的運動特征運動速度中等、間斷工作、變速、起動頻繁的正反轉運行。為了滿足運動特性，在設計曳引機時要特別注意曳引傳動系統中傳動比的分配，電動機類型的選用，以及主傳動機構齒輪副齒側間隙的保證等。135應具有較低的振動和噪聲這項技術指標對乘人電梯特別重要。為了不造成嚴重的環境污染，使乘客感到乘坐舒適，要求曳引機有較低的振動（特別是扭振）和噪聲。136應具有合理的結構圖11曳引機徐州工程學院畢業設計論文10結構設計歷來是機械設計中的重要課題，對曳引機而言則更為重要。結構設計要特別重視結構對受力、剛度的影響；對減振、降噪、附加載荷、自身振動頻率的影響，對潤滑條件、潤滑質量的影響等。在設計曳引機結構時，要逐條分析、結合實力合理，沒有（或少有）附加載荷、滿足強度和剛度要求；潤滑條件良好；外形美觀；制造、安裝、維修工藝良好；成本較低。137具有靈活可靠的制動系統制動系統要具有受力合理、技術先進、強度高、壽命長、靈活可靠、結構緊湊的性能。14曳引機的總體設計曳引機主要由電動機、聯軸器、減速器、曳引輪、機架、飛輪（手扳輪）、編碼器等部分組成。目前曳引機的組合形式主要有下列三種1）電動機聯軸器制動機構減速器曳引輪2）電動機聯軸器減速器制動機構曳引輪3）制動機構電動機聯軸器減速器曳引輪綜合分析后,本人選擇第1）種方案來設計。2電梯的驅動功率計算21曳引比與曳引力211曳引傳動與曳引傳動形式2111曳引比和機械效益曳引比曳引機上曳引輪的圓周速度與轎廂速度之比稱為曳引比，用I12表示。機械效益令曳引機中曳引輪上鋼絲繩承受的拉力為F，轎廂總重力為Q，則機械效益AQ/F式（21）定滑輪及動滑輪機構Q為重物，F為拉力，動力臂與阻力臂都是滑輪的半徑R，所以RQRFAQ/F1I121式（22）定滑輪機構速度不變、力不變。R不變，AI122112電梯的曳引傳動形式曳引傳動形式可由定滑輪、動滑輪、組合滑輪、差動滑輪機構組合而成。多年經驗表明徐州工程學院畢業設計論文11常用曳引傳動形式見下定滑輪機構的曳引傳動該傳動形式的曳引比I121，機械效益A1。增加一個過輪其目的是為了拉開轎廂與對重之間的距離。過輪使曳引輪與鋼絲繩的包角減小。一般設計盡量使包角大于135。過輪使繩的彎曲次數增多，疲勞壽命減少。曳引比為2的曳引傳動I122，A2亦即轎廂（或對重）的上升（或下降）速度是曳引輪圓周速度的1/2。曳引輪兩側鋼絲繩承受的拉力分別為轎廂總重量、對重總重量的1/2滑輪組機構曳引傳動在轎廂（或對重）上各有三股鋼絲繩，有三個定輪。I123，A3，亦即轎廂（或對重）的上升（或下降）速度是曳引輪圓周速度的1/3，曳引輪兩側鋼絲繩承受的拉力分別為轎廂總重量、對重總重量的1/3還有大曳引比曳引傳動、復繞曳引傳動、長繞曳引傳動、雙對重對曳引傳動、具有補償的曳引傳動。綜合分析之后，決定選擇第一個方案，曳引比I121，機械效益A1。22作用在曳引輪上的靜力電梯是靠曳引輪槽與鋼絲繩之間產生的摩擦力（或摩擦力矩）平衡外力，在曳引機的驅下，牽引轎廂與對重上下運行的。在曳引輪兩側的鋼絲繩分別系有轎廂及對重，轎廂與對重分別在鋼絲繩上產生拉力Q與F。Q與F是靜止情況下的拉力，故稱靜力。靜力實際上是兩側各構件重力和對鋼絲繩的拉力。計算中用到的符號如下Q1轎廂的結構自重力（N）；取值為2900KGQ2電梯的額定載重力（N）；取值為1250KGF對重側鋼絲繩承受的總拉力（N）；Q轎廂側鋼絲繩承受的總拉力（N）；R1轎廂至曳引輪間鋼絲繩所受的重力（N）；R2對重物至曳引輪間鋼絲繩所受的重力（N）；G1曳引機兩側所受總拉力之差圖21曳引輪上的靜力圖G2曳引機兩側鋼絲繩重力之差（N）；P曳引機輸出軸軸頸承受的靜壓力（N）；I12曳引機中減速器之傳動比；I12曳引傳動的曳引比；徐州工程學院畢業設計論文12A機械效益；1曳引機中減速器的傳動效率；2電梯的總效率；F接觸面間相對運動時的摩擦因數；V轎廂運行速度（M/S）；2曳引輪的轉速（R/MIN）。23曳引輪兩側靜拉力計算Q值從轎廂到曳引輪之間是一個曳引系統。也就是說轎廂的速度、重量要通過曳引系統中的滑輪組才能傳遞到曳引輪。當然也可以通過滑輪組直接連接起來，這時I121,A1。則可用下式求得Q值。Q（Q1Q2）/AR1（Q1Q2）/I12R1式（23）R1的大小受轎廂到曳引輪之間距離的影響，亦即是轎廂位置的函數，即R1F1H1,于是Q（Q1Q2）/AF1H1曳引機強度設計計算中，為了安全可靠，一般規定額定載荷要乘以系數125,又轎廂的結構自重一般為額定載荷的1。4倍，前文已述及機械效益與曳引比量值相等，最后Q值的計算式為Q265Q2/R1式（24）式中，I12由曳引傳動機構確定。R1在設計曳引機時按滿載，轎廂在井道部位計算。設曳引繩的根數為N，電梯提升高度為H，繩的直徑為D，繩的單位長度重量為Q，則R1為R1HNQF值在對重側同樣是一個滑輪組傳動機構，也有機械效益。按規定，對重取QQ2。稱對重系數，其值一般為0405。所以對重側的拉力F可由下式計算F（Q1Q2）/AR2（Q1Q2）/I12F2H2式（25）考慮到上文所述相應問題最后得F2Q2/I12F2H2式（26）Q值與G值差由式可知G1QF（Q1Q2Q1Q2）/I12R1R2式（2徐州工程學院畢業設計論文137）1Q2/I12R1R2實際計算時可采用簡化式G1055Q2/I12R1R2式（28）Q值與F值之和由式可知PQF（Q1Q2Q1Q2）/I12R1R2式（29）2Q1（1）Q2/I12R1R2實際計算時可采用簡化式P455Q2/I12R1R2式（210）R1R2的計算有兩種情況沒有補償繩時R1R2HNQ有補償繩時R1R22HNQ24曳引輪上的靜轉矩電梯沒有運行前，曳引輪隨的拉力差G1產生的轉矩稱靜轉知T（NM），它的方向與G相同。可由下式計算，設曳引輪節圓直徑為D（MM）；則T20DG1/（21000）式（211）1/2D055Q2/I12R1R21/1000電動機受的靜轉矩為T10T20/I12241靜摩擦轉矩靜力P是比較大的力，作用在軸頸上要產生摩擦轉矩T10（NM），其值可由下式計算T10FPR/1000式（212）式中R為軸半徑（MM）T20方向與V方向相反，電動機受的摩擦轉矩為T10T20/I12式（213）電動機軸上承受的總靜轉矩為徐州工程學院畢業設計論文14T10T10T10式（214）或T0T10T0242F和Q的討論由F值的計算式可以看出，F值的大小僅隨R2大小變化，在電梯提升高度HQ的工作狀態。這時產生的靜力矩與G方向一致。當F方向的靜轉矩大到一定程度時，亦即若大于摩擦力矩時，電梯起動的瞬時，主傳動機構的共軛嚙合面發生改變，由左齒面（或右齒面）改變成了右齒面（或左齒面），也就是這個瞬間齒面要產生一次沖擊，齒面改變的結果使齒輪副嚙合狀態發生了根本變化。正常（以蝸桿副為例）共軛嚙合是蝸桿為主動件。改變后的嚙合狀態是蝸輪為主動件。要特別注意，無論那個齒面工作，電梯的運行方向不變，這是一個重要的共軛齒面嚙合現象。25靜轉矩的討論251曳引輪承受的靜轉矩變化載荷很小時（極限情況是空載），FQ，靜載荷產生的轉矩方向與F方向一致；載荷較大時（極限情況是滿載）；QF，靜載荷產生的轉矩方向與Q的方向一致，又由P力產生的摩擦轉矩總和V的方向相反于是可得出如下規律性結論（1）滿載上行T20與T20方向一致要相）加（2）滿載下行T20與T20方向相反要相減（3）空載上行T20與T20方向一致要相減（4）空載下行T20與T20方向一致要相加所謂上行和下行是指轎廂運行方向。關于對重系數0405，這就是說Q值和F值僅相差（0605）Q2，曳引輪兩側的接力在不考慮鋼絲繩重量影響的情況下，僅隨載重量Q2的變化而變化。若載重量不是滿載而是Q2時，則QF，這時靜轉矩理論上可為零，也就是說電梯功率可達到最小。客梯的乘客不可能總是滿載，也不可能空載運行，從概率上講可以判定，乘載4060的機率最多。而0405，可見系數的給定值是很巧妙的，這就不難斷定客梯實際徐州工程學院畢業設計論文15運行中電動機功率多數情況是很小的。曳引機使用情況已說明主傳動機構齒輪副失效破損的很少。由于P力的作用，設計軸承則是一個重要問題了。252設計載荷在設計曳引機時，總是按照最危險的情況考慮，所以應采用125Q的超載計算，Q總是大于F。曳引機主傳動機構的設計及電動機選擇，都應遵循這一原則。253曳引機驅動轉矩的計算運行中的曳引傳動情況是很復雜的轎廂運行有上有下；轎廂有加速度起動、減加速度停車及勻速正常工作；有移動構件和轉動構件；有重量、有質量等，所以曳引機承受的力和轉矩將受到動量和轉動慣量的影響。在分析計算曳引機驅動轉矩時，要充分考慮這些因素，亦加以較全面的討論，從中尋找出最危險情況，進行曳引機強度計算以達到安全可靠的目的。254動量定理及曳引力曳引力是非運動時的靜力。因為電梯在運動的全過程中，速度是變化的，呈近似梯形，起動時有加速度，正常運行是勻速，停層時是減加速，所以在起動和停層階段受動量大小的影響。由此在計算曳引力時涉及支動量及動量定理。動量定義物體質量與速度的乘積稱為動量。KMV式（213）動量定理在一個機械系統中，各構件動量對時間求導之和等于所有外力之和，即DMIVI/DTFI3對于一個構件單獨分析同樣成立。A上行加速起動階段，所承受的曳引力對于轎廂，它承受的重力為Q1Q2，亦是受的外力，曳引輪對轎廂的作用力為Q，于是由式可得（Q1Q2）DV/GDTQQ1Q2式（214）所以Q（Q1Q2）（Q1Q2）A/G（Q1Q2）1A/G式中A加速度（M/S2）G重力加速度（M/S2）對重承受的重力為Q1Q2也是承受的外力。應注意V指向X方向的負值于是（Q1Q2）/GDV/DTFQ1Q2式（215）FQ1Q2Q1Q2A/GQ1Q21A/G徐州工程學院畢業設計論文16所以可方便地求得曳引輪兩側拉力之差G1QFQ1Q2（1A/G）Q1Q21A/G式（216）整理后得GQFQ2（1）2QQ2（1）A/G式（217）B中間勻速正常工作階段承受的曳引力因為是勻速運動，所以有QQ1Q2FQ2Q2G1G2（1）1式（218）與上文計算的靜載荷一致。C上行減加速階段承受的曳引力和上行加速階段相比，A為A,代入上邊各式得QQ1Q21A/G2FQ1Q21A/G所以G1Q1Q21A/GQ1Q21A/G最后整理得GQ2（1）2Q1Q2（1）A/GD下行加速起動階段承受的曳引力這種情況，加速度是“”值，速度是“”，可求得Q；速度是正值，加速度是“”值可求得F于是可得與式相同的結果。E穩定下行階段承受的曳引力屬于勻速運動承受的曳引力，是靜曳引力。F下行減加速階段承受的曳引力這種情況，加速度是“”值，速度是“”，可求得Q；速度是負值，加速度是“”值，可求得F于是可得與式相同的結果。26輸入功率的簡易計算方法曳紀機的驅動轉知和功率是比較復雜。為簡化計算，通常采用簡易計算法，這種方法雖然考慮的影響因素較少，但從工程計算的角度考慮下式是可用的。有一條經驗公式；C1/2052808/784054式（219）P1Q2V/1021051250175/10205419866式中P電動機功率（KW）電梯平衡系數，04505；徐州工程學院畢業設計論文17電梯機械傳動總效率；1曳引機中減速器的傳動效率，對于ZK1、ZI蝸桿傳動110032I1210032368082效率比常數,210036I12100366784電動機轉動總效率C效率常數，C05055,一般取0524徐州工程學院畢業設計論文183曳引機的設計31曳引機的額定載重量額定載重量是指曳引比為1，平衡系數（對重系數）為05時，曳引輪曳引的轎廂所承受的重量，對于客梯重量為1250KG，人數為16位。311額定速度額定速度是批曳引比為1時曳引輪的圓周速度。（單位M/S）即轎廂速度。312曳引機減速器的中心距160MM313交流電動機A）功率（單位KW）22B）中心高（單位MM）200C）極數單速為4極注1曳引機減速器其它幾何參數，應符合標準GB10008588或JB231879或GB914788的規定。2電動機其它技術要求，應符合GB1297491。3門電動機型號Y100L2，額定功率3KW，額定電壓380V，額定電流7A，功率因數087314電動機的選用除小型雜物電梯外，其它電梯都要經過起動穩定停運三個工作階段，其速度要經過低速（加速）正常勻速低速（減速）三個階段，其調速方法通常有直流調速、變極調速、調壓調速、調頻調速、直線調速等形式。客梯多用調壓或調頻調速電動機。隨著技術的發展，采用調頻調速電動機要優于調壓調速電動機，所以這里我選用調頻調速電動機。電動機轉速和它的極數有關。轉速高，極數少，體積小，成本低，故應選擇4極電動機，N11500R/MIN徐州工程學院畢業設計論文194曳引機主傳動機構的設計與計算41普通圓柱蝸桿副幾何參數搭配方案是在中心距A、轉速N1、傳動比I12給定的條件下，采用多齒數（頭數）Z1、Z2，小模數M，大直徑D1Q的設方案。該設計方案的優點是采用多齒數（頭數）Z1的圓柱蝸桿傳動，能明顯提高傳動效率，降低油溫升，保持潤滑油粘度，改善動壓潤滑條件；可以提高生產率，降低加工成本，增大重合度，提高承載能力；可明顯增大蝸桿剛度，保證正確嚙合特性的實現，增大了蝸輪的有效寬度，減小了蝸輪的尺寸；另外改善了蝸桿、滾刀的切削性能，提高了蝸輪精度，降低了齒面粗糙度。曳引機是品種少、用量大的專用減速機構，為實現“最隹”設計方案，故采用非標準設計，這為新設計方案的推廣打下了良好的基礎。故選用Z11、2、4Z22590I122063Q1020普通圓柱蝸桿傳動的幾何尺寸計算在蝸桿的基本尺寸和參數表（GB1008588）4選得以下數值（詳細見機械設計書附錄P279）模數（M/MM）4軸向齒距PX/MMPXM12566分度圓直徑（D1/MM）D1QM40齒數Z12直徑系數Q10000圖41圓柱蝸桿副齒頂圓直徑DA1/MM48齒根圓直徑DF1/MM304分度圓柱導程角1214805普通圓柱蝸桿傳動幾何尺寸計算式蝸桿齒數Z1Z1Z2/I12Z11,2,3,4；根據大多數用法，選取Z12蝸輪齒數Z2Z2I12Z136272傳動比I12I121/I211/2N1/N2Z2/Z1R2/R1COT1R2/P2R2/MZ1D2/MZ1361齒數比UUZ2/Z1361蝸桿主動時I12U蝸桿軸向模數MX/MMMX2A/PZ22XPX/D1/Q400蝸桿法向模數MN/MMMNMXCOS1371蝸桿直徑系數QQD1/MX40/410徐州工程學院畢業設計論文20蝸桿分度圓直徑D1/MMD1QMX10440導程PZ/MMMZ1PZ314422512導程角11ARCTANZ1/PARCTANMZ1/D1ARCTAN42/40ARCTAN021131ARCTANZ1/Q2XARCTANMZ1/D1軸向齒形角XTANXTANN/COS1037法向齒形角NTANNTANXCOS1036N020DIN標準規定1520N2251DF1必須減小DB1,使DB1DF1蝸桿平均直徑DM/MMDMDA1DF1/248304/2392平均圓柱上導程角M1TANM1MZ1/DM42/392020平均圓柱上法向齒形角NMCOSNMCOSM1COS1COSNCOS1131COS20092蝸桿固定弦齒厚SN1/MMSN1MCOS2NDNMCOSM/23144COS220392COS1131/221316蝸桿固定弦齒高HN1/MMHN1H1SN1TANNM/2蝸輪分度圓直徑D2/MMD2D2MZ2288蝸輪喉圓直徑DA2/MMDA2D22HA2288248297蝸輪根圓直徑DF2/MMDF2D22HF22304608蝸輪頂圓直徑DE2/MMDE2DA212M29764302取整數蝸輪螺旋角2211131蝸輪齒寬B2/MMB206707DA1068483264蝸輪有效齒寬B2/MMB22MQ12653B2D1TAN/21270齒寬角B2180/D1或ARCSINB2/DA105M3522142幾何計算中注明的幾個問題421普通圓柱蝸桿副的正確嚙合條件MX1MX2M4N1N2等效T2X12012旋向相同I12D2/D1TAN136422蝸輪傳動的受力分析在蝸桿傳動中作用在齒面上的法向壓力FN仍可分為圓周力FT徑向力FR和軸向力FA顯然，作用于蝸桿上的軸向力等于渦輪上的圓周力；蝸桿上的圓周力等于渦輪上的軸向力；蝸桿上的徑向力等于渦輪上的徑向力，這些力對應的數值相等方向相反FT22T2/D2FA1徐州工程學院畢業設計論文22FA2FT2TAN1FT1FT2FNSINATFR1法向力FN2T/（D2COSANCOS1）422圓柱蝸桿傳動的強度計算效率是表示輸入功率有效利用的程度。亦是輸出生產阻力功與輸入驅動功之比所得的商。P2/P11P2/P11式（41）式中P2、P1分別為輸入和輸出功率P2傳動中的損耗系數，50120；端面圓跳動為15B各配合軸、孔、蝸桿頂圓面的圓柱度孔徑D/MM5080；圓柱度為5C蝸桿齒頂圓的上偏差為零，下偏差DA1蝸桿齒頂圓直徑DA1/MM19D蝸輪頂圓、蝸桿頂圓的徑向跳動公差EDA1、EDA2，及蝸輪基準端面對基準軸線的端面跳動公差ET應符合表的要求。EDA1EDA1ET11E蝸桿（或蝸輪）軸與軸承配合處兩軸頭的同軸度應符合軸徑D/MM50120同軸度15F）蝸輪頂圓直徑上偏差為零，下偏差蝸輪頂圓直徑上偏差為零，下偏差DA2/MM80120DA222蝸桿齒表面粗糙度RA16M。G）蝸桿軸向齒距極限偏差（FPX）的FPX蝸桿軸向齒距累積公差FPXL、蝸桿齒廓公差FN和蝸桿齒槽徑向跳動公差FR，應符合由于模數為4M/MIN，精度等級7級時FPX14，FPXL24精度等級6級時FN14精度等級7級徐州工程學院畢業設計論文24分度圓直徑D1/MM5080模數M/MM116FR/M16H蝸輪齒距累積誤差FP、齒距極限偏差FPT的FPT和齒廓公差FR2應符合精度等級7級分度圓弧長L/MM160315FP63I）蝸桿齒厚公差TS1精度等級7級模數M/MM3563TS156J）蝸桿齒厚上偏差ESS1蝸桿齒厚上偏差ESS1242中心距1648對于曳引機，為了滿足蝸桿副法向齒側間隙JN003009MM,蝸輪齒厚公差和齒厚減薄量應進行精確計算獲得。43制動機構位置的討論制動機構放置在聯軸器處，不但可以利用制動聯軸器縮小尺寸，降低成本，而且可獲得良好的受力狀態，最后達到提高壽命、緊湊結構、美觀大方的效果。但放在聯軸器處對維修來說稍有不便。在結構設計中盡量避免蝸桿雙端出軸。曳引機需要機架，以便在機房內安裝。另外過輪需安置在機架上，與曳引機組成一體。機架設計要注意曳引機的重心必須位于機架之內，最好接近機架平面中央；機架要有足夠的剛度；機架不得與曳引輪，鋼絲繩干涉。至于曳引輪的布置，必須安裝在輸出（低速）軸上；放置應征得用戶認可，由輸出軸左伸右伸決定。對于齒輪副曳引機，一般和電動機一起放在減速器的同側。431傳動比I12經綜合考慮選用I1236432曳引輪曳引輪大小直接影響轎廂速度，由公式得T2F2R2327737664，式（45）于是F2T2/R2327737664/29761101269D/D2F2/Q，于是DF2D2/Q11012692976/1250290078973徐州工程學院畢業設計論文25取D800，繩徑D16433曳引比的應用經驗所得客梯I121（當V1M/S時）44整體方案討論目前已有的結構分整體式蝸桿、蝸輪軸向裝入箱體內箱體在蝸輪軸線的水平面內分成上下兩個箱體整體式曳引機中心距一般小于（或等于）160MM，A小于125MM的曳引機應一律采用整體式，不應采用分箱式。分箱式曳引機減速器被蝸輪軸的水平軸平面分開。把箱體剖分成箱蓋、箱座。其優點是加工工藝好，裝配和維修方便。不利條件是具有分箱面，需用多個螺栓聯接。結構不夠緊湊，外觀不好設計。所以多在大中心距曳引機設計中采用。A160MM時多用分箱式應特別指出，立式曳引機都應是整體式，而齒輪副曳引機都應采用分箱式。綜合考慮后，我決定選用分箱式。45箱體結構設計的討論曳引機設計中一般應采用臥式；我選用的是分體式。采用加強肋和散熱肋；箱體要有結構的對稱性，要有較大的盛油量及良好的鑄造工藝；結構盡量簡化，緊湊、實用、美觀、大方；箱體各部尺寸要盡量成比例。46箱體尺寸的確定箱體尺寸是由主傳動機構及電動機（凸緣式為例）尺寸確定。箱體內壁尺寸完全由蝸桿副的幾何尺寸確定。蝸桿軸長由蝸輪外圓直徑大致決定。蝸輪軸長蝸桿軸外圓直徑大致決定。這就基本確定了箱體內壁尺寸。下置件（蝸桿或蝸輪）距箱底的尺寸一般取3050MM。當蝸桿下置時，為了保證電動機中心的高度或凸緣尺寸，可以增大這個尺寸。一般不用增加底板厚度的辦法，也不用階梯式機架的結構。也有的把箱體和機架鑄成一體。這種結構可增大盛油量，但結構復雜鑄造工藝差，成本高，不盡合理。關于壁厚，有的設計采用了較大尺寸，如底座尺寸30MM，也有的25MM。其理由是為了增大箱體剛度。這種增大剛度的方法顯然不盡合理。因為增大剛度要找到產生剛度大小的原因，分清靜剛度還是動剛度。另外增大壁厚，要明顯增大重量和體積，加大成本。對于分箱式，蝸桿上置時底座壁厚004A58MM，于是A160MM112MMA200MM113MMA250MM115MM徐州工程學院畢業設計論文26A315MM118MMA400MM119MMA500MM125MM箱蓋108518MM蝸桿下置時底座壁厚20851，箱蓋2092箱體分箱面處底座凸緣厚度B1151，上蓋凸緣厚度B2B115。地腳螺釘直徑DF（必要時應校核計算）0036A12（取標準值）軸承蓋螺釘直徑DF1（0405）DF箱體的外觀尺寸由結構形式、安裝尺寸及附件所需而成形。47肋的設置設置肋有兩個目的，一是增加箱體剛度、強度，二是增大散熱面積。在設置肋時最好將兩個目的合二為一。蝸桿副曳引機產生的熱量圈套，油溫升較高，在不明顯增大空間尺寸的情況下，增加肋是增大散熱面積，降低油溫升的良好措施之一，同時對提高箱體剛度十分有效。我對肋的設置有如下看法其一，曳引機的電動機風扇，不冷卻減速器箱體，減速器高速軸上不設有風扇，所以肋的設置不需要考慮風向。亦即只考慮增強剛度和散熱效果就可以了，故選用設置豎直肋，不設置橫向肋。又因曳引機不是連續工作，小時負荷率較小，所以油溫升不是主要主要矛盾，肋的尺寸不必過大。其二，為了增大剛度，要在支承處設置處大尺寸的肋。在軸承支承的內箱壁處設置豎直肋，可明顯增強箱體抗扭矩、抗彎矩的能力，從而提高箱體的剛度。其三，設置肋要以受拉、受壓代替受彎；肋板不易過高、過薄以免折斷，不要過小、過密以防鑄造工藝不佳；要美觀大方，和箱體協調，可把肋設計成三角形、長方形、梯形等結構形式。為了適應鑄造工藝要考慮起模斜度。其四，底座受力大，是盛油處，在底座箱壁上要多設肋，其結果不但可加強剛度和強度，而且可增加散熱效果。其五，整體式曳引機，功率小、散熱量小，一般可不設肋。整體式兩側的大壓蓋外壁可不設肋，而內壁一定要設置較強的豎肋，這對整體剛度將起到重要作用。分箱式大壓蓋也同樣處理。肋的設置見圖48箱體設計應合理處理的幾個問題在箱體設計時應充分考慮油標（或油針）、通氣孔、注油孔、觀察孔、油塞、吊鉤（或吊環）等。不但要按標準選用其尺寸，而且要恰當地設置其位置。A注油孔和觀察孔一個是注入潤滑油，一個是觀察蝸桿副齒面的嚙合部位和嚙合面徐州工程學院畢業設計論文27積，一旦出現嚙合問題便于修復。當蝸桿下置時，兩者可合一放置在箱蓋的頂部。一般為方形，尺寸由設計者確定或按JB13070選用。對于上置蝸桿，注滑動孔和下置蝸桿情況相同，而觀察孔應放在箱體的位置。另外，分箱式或小中心距曳引機可不設置觀察孔。B通氣孔曳引機在工作過程中油池內要產生大量蒸氣。氣體若排不出來，箱內將產生巨大壓力，后果不堪設想。所以一定要設置通氣孔，把氣體排出。通氣孔要具備通氣好、塵埃不易進入箱內的性能，可放在注油孔蓋上，或和油針合為一體。形式和尺寸可根椐JB13070選用。C油標或油尺潤滑油的注油高度十分重要。工作中要經常注意油面高度，達不到規定高度時要馬上加油，這一切都需要用油標或滑動尺度量。目前用圓形油標較多，可按GB116079的規定選用。若采用油尺（油針），則要將其放在運動件不干涉的地方。D油塞和放油孔相配合的六角螺塞，可嚴防漏滑動和滲油。其尺寸見JB/IQ445086。放油孔設計尺寸要大一點，以便放滑動并用M12X125M30X2。油塞由二個零件組成螺塞、皮封油墊。放油孔要低于箱座底面。E吊溝、吊環為起重用的掛鉤可參考有關標準。49軸承位置曳引機有兩根軸，每個軸兩端都裝有軸承，箱體是其機架（支承）。每個軸承都有國的作用點，為了增強剛度，該作用點最好位于箱體壁厚中點附近。這樣設置的結果使受力合理，避免了軸承處過于凸出箱外或箱內，造成結構設計方面的不合理。410箱體設計的對稱性箱體設計成對稱結構，美觀大方，另外用戶對輸出軸軸伸方向要求不同，為調頭安裝方便，也需要設計成對稱結構。由于蝸輪軸上裝有曳引輪，兩個軸承受力相差很大，這種情況允許選用不同型號即尺寸不同的軸承。在這種情況下也應按大尺寸軸承將箱體設計成對稱結構。411曳引機軸的結構設計圖42曳引機軸的結構4101軸的計算步驟其余徐州工程學院畢業設計論文28（1）按傳動軸處理確定軸的最小直徑用計算準則T,設計出一個直徑為D的光軸作為被設計軸的最小直徑。切應力TT/WT955106P/N/02D3T式（46）曳引機一般用45號鋼，T3040MPA，C118106（機械設計書表162）。當彎矩相對轉矩很小時，T取大值，C取小值。當考慮到鍵槽對強度影響時，直徑方向開一個鍵槽軸的直徑應擴大3，兩個鍵槽擴大7。（2）軸的結構設計初步計算出光軸后，要考慮軸承（計算選定）內孔走私、跨距、軸上零件、安裝工藝等，將光軸設計成階梯軸。在軸的結構設計中要特別重視下列幾個問題；在設計階梯軸時，要充分考慮加工工藝，要設有退刀槽越程槽；各處下徑最好取標準值；在幾何尺寸的過渡部分不要留有直角，而要用圓弧過度，臺階過度處用橢圓弧聯接最好，總之要采取有效有效措施，減少應力集中；臺階、軸肩、軸環尺寸應采用推薦值；軸承處的軸戶大小要考慮到軸承拆卸；各軸上零件的周周向用鍵固定，軸向用軸戶和擋板固定；曳引輪處的軸頭最好用圓柱形，不用圓錐形；蝸桿軸頭和聯軸器的配合用錐形較好等。（3）按彎矩、轉矩組合進行強度計算將已設計成的階梯軸，根據受力處的尺寸和力的大小，繪出水平面彎矩圖、垂直平面彎矩圖，求得合成彎矩圖。合成彎矩M為M式（42HVM6）B為鍵寬,我選用28MM，T為槽深，我選用10MM，D為軸危險截面的直徑；在蝸桿上的周向力徐州工程學院畢業設計論文29FT97400N/NFD3434KGF式（47）圖43軸的受力分析渦輪上的軸向力FAFT3434在蝸輪上的徑向力FRFTTG0A2486式（48）蝸桿的軸向齒形角一般為0A20水平方向受力分析RH113736304/3801098NRH21373610982756N徐州工程學院畢業設計論文30垂直面受力分析RV1（FR304FA214）/38019694N式（49）RV2（FR76FA214）/38051654當量彎矩圖當量轉矩AT059TM1M2（AT）2412軸承的選用4121曳引機用軸承一般分兩大類滑動軸承及滾動軸承。這里選用滾動軸承。滾動軸承按工作特性分為接觸角0的軸承。主要承受徑向載荷（力）個別型號也可承受輕微的軸向力。該類品種很多，包括調心球軸承，調心滾子軸承和推力調心滾子軸承。深溝球軸圖44彎矩圖承，圓柱滾子軸承。從承載能力來分析，在外形尺寸基本相同的情況下，滾子軸承承載能力大致為球軸承的1。53倍，所以當載荷相同時，采用滾子軸承可明顯縮小尺寸，使結構緊湊。再通過速度特性，摩擦特性，調心性，運動精度綜合考慮，最后選用圓柱滾子軸承。4122滾動軸承的壽命計算計算準則設計計算準則，是根據滾動軸承的主要失效形式給定的。軸承的主要失效形式是疲勞點蝕和疲勞剝落，其次是塑性變形、磨粒磨損，少數情況是軸承圈疲勞折斷。目前多用疲勞失效準則計算。準則是疲勞曲線。基本