升降電梯驅(qū)動系統(tǒng)和控制電路設(shè)計[含CAD高清圖紙和說明書]

【溫馨提示】 dwg后綴的文件為CAD圖，可編輯，無水印，高清圖，壓縮包內(nèi)文檔可直接點開預(yù)覽，需要原稿請自助充值下載，請見壓縮包內(nèi)的文件及預(yù)覽，所見才能所得，請細心查看有疑問可以咨詢QQ：414951605或1304139763 徐州工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 機電工程 學院 機械設(shè)計制造及其自動化 專業(yè)設(shè)計（論文）題目 升降電梯的驅(qū)動系統(tǒng)和控制電路設(shè)計ASCENDING AND DESCEND THE ELEVATOR DRIVES THE SYSTEM THE DESIGN AND CONTROLS THE ELECTRIC CIRCUIT THE DESIGN 學 生 姓 名 陳亮亮 班 級 04級2班 起 止 日 期 2008-2-252008-6-2 指 導 教 師 楊根喜 教研室主任 李志 發(fā)任務(wù)書日期 2008 年 2 月 25 日1.畢業(yè)設(shè)計的背景： 電梯曳引機是電梯的主要組成部分，它的設(shè)計水平、產(chǎn)品質(zhì)量，直接影響電梯的產(chǎn)品質(zhì)量，其強度和壽命直接影響電梯壽命和工作可靠性。 曳引比i12 =1，機械效益A=1； z1=2,z2=25-90,i12=-20-63 ,q=10-20: 樓層為4層，限16人。2.畢業(yè)設(shè)計(論文)的內(nèi)容和要求： 1.進行必要的設(shè)計計算，確定結(jié)構(gòu)形式2.繪制總圖及相應(yīng)的零件圖，合計0#圖紙3.0張以上3.設(shè)計說明書一份（20000字以上）其中 電梯曳引機結(jié)構(gòu)裝配圖：1張； 階梯軸零件圖：1張； 聯(lián)軸器零件圖：1張；套筒零件圖：1張端蓋零件圖：1張。電路圖3張（包括一張?zhí)菪螆D）系統(tǒng)原理圖2張3.主要參考文獻： 機械設(shè)計手冊機械設(shè)計材料力學普通物理學電器控制及可編程控制技術(shù)4.畢業(yè)設(shè)計(論文)進度計劃(以周為單位)：起 止 日 期工 作 內(nèi) 容備 注第一周第二周第三周第四周第五、六、七周第八、九、十周第十一、十二周第十三、十四、十五周第十六周畢業(yè)實習畢業(yè)實習確定設(shè)計方案，進行必要的計算確定總體方案繪制總圖繪制主要零件圖繪制其他控制圖校驗圖紙，編寫設(shè)計說明書準備答辯在繪制圖紙期間，曾到徐州華紅電梯廠實地參觀學習，對自己設(shè)計的電梯有了感性的認識，從而為更好的完成設(shè)計任務(wù)提供了很大的幫助。教研室審查意見： 室主任 年 月 日學院審查意見： 教學院長 年 月 日文檔包括:說明書一份,44頁,22000字左右.英文翻譯一份.任務(wù)書一份.開題報告一份.圖紙共11張:A0-曳引機裝配圖.dwgA3-門電機電路圖.dwgA3-梯形圖.dwgA4-PC機原理框圖.dwgA4-IO配置框圖.dwgA4-階梯軸.dwgA4-缸蓋.dwgA4聯(lián)軸器.dwgA4-套筒.dwgA4-渦輪.dwgA4-蝸桿.dwg徐州工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告課 題 名 稱： 升降電梯驅(qū)動系統(tǒng)和控制電路設(shè)計學 生 姓 名： 陳亮亮 學號： 20040601215指 導 教 師： 楊根喜 職稱：副教授所 在 學 院： 機電工程學院專 業(yè) 名 稱： 機械設(shè)計制造及其自動化徐州工程學院 2008 年 3 月4 日說 明1根據(jù)徐州工程學院畢業(yè)設(shè)計(論文)管理規(guī)定，學生必須撰寫畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告，由指導教師簽署意見、教研室審查，學院教學院長批準后實施。2開題報告是畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。學生應(yīng)當在畢業(yè)設(shè)計（論文）工作前期內(nèi)完成，開題報告不合格者不得參加答辯。3畢業(yè)設(shè)計開題報告各項內(nèi)容要實事求是，逐條認真填寫。其中的文字表達要明確、嚴謹，語言通順，外來語要同時用原文和中文表達。第一次出現(xiàn)縮寫詞，須注出全稱。4本報告中，由學生本人撰寫的對課題和研究工作的分析及描述，沒有經(jīng)過整理歸納，缺乏個人見解僅僅從網(wǎng)上下載材料拼湊而成的開題報告按不合格論。5. 課題類型填：工程設(shè)計類；理論研究類；應(yīng)用（實驗）研究類；軟件設(shè)計類；其它。6、課題來源填：教師科研；社會生產(chǎn)實踐；教學；其它課題名稱升降電梯驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計及控制電路設(shè)計課題來源社會實踐課題類型工程設(shè)計類選題的背景及意義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(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代電梯已成為典型的機電一體化產(chǎn)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(nèi)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。研究內(nèi)容擬解決的主要問題電梯曳引機是電梯的主要組成部分，它的設(shè)計水平、產(chǎn)品質(zhì)量，直接影響電梯的產(chǎn)品質(zhì)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(shè)計的主要內(nèi)容為曳引機主傳動機構(gòu)的設(shè)計與計算研究方法技術(shù)路線 1. 升降電梯多用于人流密集的公共場所如：商場、大廈、地鐵、車.站、機場、碼頭等。其中核心就是驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。 2. 驅(qū)動系統(tǒng)采用電動機帶動蝸桿副，由蝸桿副為輸出裝置。3. 控制部分采用PLC可編程控制器。研究的總體安排和進度計劃02月03月：準備設(shè)計資料和預(yù)備設(shè)計03月04月：初步完成設(shè)計方案并開始設(shè)計04月05月：完成零件圖與裝配圖的繪制 05月06月：完成論文的撰寫主要參考文獻互換性工程材料機械設(shè)計材料力學電器控制與可編程控制器技術(shù)大學物理指導教師意 見 指導教師簽名： 年 月 日 教研室意見學院意見教研室主任簽名：2008年3 月 3 日 教學院長簽名： 年 月 日徐州工程學院畢業(yè)設(shè)計(論文)摘要點題曳引機是電梯的主要組成部分，它的設(shè)計水平、產(chǎn)品質(zhì)量，直接影響電梯的產(chǎn)品質(zhì)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(shè)計的主要內(nèi)容為曳引機主傳動機構(gòu)的設(shè)計與計算。關(guān)鍵詞：電梯；電梯曳引機；曳引機主傳動機構(gòu)AbstractElevator tractor is product quantity that the design level, product quantity that the elevator constitutes the part primarily, it, direct influence elevator, its strength affect the elevator life span with work with life span directly dependable, it of the vibration feels with a comfort for directly affecting personnel embarking elevator.A main contents for designing spreads the design that move the organization for the lord and calculation.Keywords Elevator tractor Elevator The tractor lord spreads to move the organization1徐州工程學院畢業(yè)設(shè)計(論文)目 錄1 緒論.31.1引言31.2電梯（垂直梯）簡介31.2.1電梯的組成：31.2.2電梯的（垂直梯）分類51.3曳引機的主要技術(shù)指標62 電梯的驅(qū)動功率計算.82.1曳引比與曳引力82.1.1曳引傳動與曳引傳動形式82. 2作用在曳引輪上的靜力82. 3曳引輪兩側(cè)靜拉力計算102.4曳引輪上的靜轉(zhuǎn)矩112.5靜轉(zhuǎn)矩的討論122.5.1曳引輪承受的靜轉(zhuǎn)矩變化122.5.2設(shè)計載荷122.5.3曳引機驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的計算122.5.4動量定理及曳引力132.6輸入功率的簡易計算方法143 曳引機的設(shè)計.153.1 曳引機的額定載重量153.1.1額定速度153.1.2 曳引機減速器的中心距153.1.3 交流電動機153.1.4電動機的選用154 曳引機主傳動機構(gòu)的設(shè)計與計算.154.1 普通圓柱蝸桿副幾何參數(shù)搭配方案154.2幾何計算中注明的幾個問題184.2.1普通圓柱蝸桿副的正確嚙合條件184.2.2 圓柱蝸桿傳動的強度計算184.2.3輪齒面接觸疲勞強度計算194.2.4圓柱蝸桿、蝸輪、蝸輪軸的材料194.2.5.軸系零件的配合精度204.3制動機構(gòu)位置的討論214.3.1傳動比i12214.3.2曳引輪214.3.3曳引比的應(yīng)用214.4整體方案討論214.5箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計的討論224.6箱體尺寸的確定224.7肋的設(shè)置224.8箱體設(shè)計應(yīng)合理處理的幾個問題234.9軸承位置244.10箱體設(shè)計的對稱性244.11曳引機軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計244.12軸承的選用274.12.1曳引機用軸承274.12.2 滾動軸承的壽命計算274.13聯(lián)軸器的選用284.14制動機構(gòu)的設(shè)計與計算304.14.1 制動機構(gòu)的類型與特點304.14.2 制動器的選擇與設(shè)計315 控制系統(tǒng)設(shè)計.335.1門電機主電路的設(shè)計335.2 可編程控制器的設(shè)計335.2.1 I/O點的分配345.2.2梯形圖345.2.4梯形圖原理分析415.3將PC機應(yīng)用在電梯控制中42總結(jié).44致謝. 45參考文獻. 45附錄附錄1.47附錄2.484徐州工程學院畢業(yè)設(shè)計(論文)附錄附錄1外文文獻Mechanical engineering involves application of the principles of dynamics, control, thermodynamics and heat transfer, fluid mechanics, strength of materials, materials science, electronics, and mathematics. It is concerned with machine tools, motor vehicles, textile machinery, packaging machines, printing machinery, metalworking machines, welding, air conditioning, refrigerators, agricultural machinery, and many other machines and processes essential to an industrial economyDynamics can be divided into two branches, kinematics and kinetics. The foundations of dynamics were laid by Galileo, who derived the law of motion for falling bodies and was the first to recognize that all changes of velocity of a body are the result of forces. Isaac Newton formulated this observation in his second law of motion (see Newtons laws of motion). Dynamics can be divided into two branches, kinematics and kinetics. The foundations of dynamics were laid by Galileo, who derived the law of motion for falling bodies and was the first to recognize that all changes of velocity of a body are the result of forces. Isaac Newton formulated this observation in his second law of motion (see Newtons laws of motion). Otis range of Escalators and Travolators includes products for commercial use - in department stores, hotels or offices, as well as those for use in public areas such as railway stations, airports or the underground.506 NCE (Commercial) A cost-competitive product benefiting from OTIS proven engineering expertise Customer satisfaction through partnership Because the key to a smooth and successful escalator installation is planning, from the very outset we dedicate a team of specialists to plan and implement a project. Working in close cooperation with the customer it analyses the requirements and defines the specification - taking into account all technical and aesthetic considerations. Accent on aesthetics Its the sheer number of design options which allows the Otis 506 NCE to be so individual. In turn this means it can effortlessly adapt itself to a buildings interior. Bright handrails with a lacquered-effect finish can be chosen in any specified colour. Balustrades are in clear glass with smoked, bronze and green as options. Exterior truss claddings are available in a wide range of finishes such as mirror,stainless steel and marble. Continuous and intermittent skirt lighting is optional. So too is understep lighting at embarkation and disembarkation points. And then there is the unique elongated newel which makes the escalator at once more elegant and more safe. It is in fact this dual role of combining the aesthetic with the functional which demonstrates the thinking behind the design of the Otis 506 NCE. Focused on service Optimum availability is also made possible by OTIS sophisticated spare parts service network which is supported by highly trained service technicians. Sheer scale of our service operation means a faster responseand superior availablilty. Passport Passport is a system which establishes strict checkpoints from planning and development through to manufacture and delivery. Involving both front-line and senior levels of OTIS management, it is a constant reminder that the quality of every escalator is paramount. OTIS 510PSE Elegant, Robust and Vandal Resistant Heavy Duty EscalatorThe OTIS510PSE escalator is the ideal product for applications with heavy passenger traffic such as railway and bus stations, subway stations, exhibition halls, airports, pedestrian subways, over-passes and other public transportation centers, The 510PSE is suitable for both indoor and outdoor installations. Features and Benefits: Safety is our priorityAt OTIS safety is our primary concern. The OTIS 510PSE has been designed with the latest safety features for the protection of the customer. The product surpasses the stringent requirements of the EN115 code. Design Elegant, Robust and Vandal ResistantThe OTIS 510PSE combines attractive aesthetic choices with a robust, vandal resistant design. Based on a proven international Otis design, the 510PSE will provide high degree of reliability and durability in the demanding, high traffic public transportation environment. Quality Rigorous Quality OTIS 513NPE Proven performance in the heavy duty public escalator marketPurpose-designed for the public sector, the Otis 513 NPE embodies the three qualities essential for heavy duty escalator requirements. It is safe. It is robust. And it is reliable. Built to resistBeing a public escalator, for both indoor and outdoor use, the Otis 513 NPE has been conceived to withstand the most punishing treatment. The build has been made especially sturdy and the materials used especially robust. In short, the Otis 513 NPE is vandal-resistant. Developed to withstand extremes of weather as well as to cope with particularly heavy traffic, the Otis 513 NPE has established an unsurpassed reputation for reliability. Quality to rely onThis reliability is in part due to the escalators advanced technology: the use, for example, of a microprocessor controller with a variable speed converter. A control panel checks the escalator in operation. And there are interfaces for remote monitoring and control. All these features conspire to extend the life-time of components even when confronted by heavy traffic demands. The result is, quite simply, optimum availability and low operation costs. Focus on serviceOptimum availability is also made possible by OTIS sophisticated spare parts service network which issupported by highly trained service technicians. Sheer scale of our service operation means a faster response and superior availablilty. User-friendlyThe oil tight-welded bottom plate of the truss together with superior-quality insulation permits the Otis 513 NPE to be regularly hose cleaned. Whats more the oil separator collects and separates lubricants from the cleaning water. Adapting to requirementsTo meet individual needs, the Otis 513 NPE can be equipped with sophisticated options such as the maintenance-free piezoelectric contact mat, halogen-free wiring and a non-lubricated chain. Automatic handrail tensioning can also be fitted. Reliability through PassportPassport is a system which establishes strict checkpoints from planning and development through to manufacture and delivery. Involving both front-line and senior levels of OTIS management, it is a constant reminder that the quality of every escalator is paramount. It is a linchpin in our production and commercial strategy. 附錄2中文文獻與發(fā)動機、機器的設(shè)計、制造、裝配和運轉(zhuǎn)以及生產(chǎn)過程有關(guān)的一門工程學科。機械工程涉及動力學、控制、熱力學和熱傳遞、流體力學、材料強度、材料科學、電子學和數(shù)學等原理的應(yīng)用。它涉及機床、機動車、紡織機械、包裝機械、印刷機械、金屬加工機械、焊接、空氣調(diào)節(jié)、制冷器、農(nóng)業(yè)機械以及許多工業(yè)經(jīng)濟所必需的其它機器和工藝過程。 物理學中力學的分支。研究物體運動的各物理因素如力、質(zhì)量、動量和能量之間的關(guān)系，又分運動學和動理學兩個分支。動力學是16世紀末由伽利略奠基的，他通過用光滑物體沿斜面向下滑動的實驗，得出了落體運動的定律。他還第一個認識到物體運動的慣性以及力是物體速度變化的原因，后來由牛頓于17世紀把這個事實表述為第二運動定律物理學中力學的分支。研究物體運動的各物理因素如力、質(zhì)量、動量和能量之間的關(guān)系，又分運動學和動理學兩個分支。動力學是16世紀末由伽利略奠基的，他通過用光滑物體沿斜面向下滑動的實驗，得出了落體運動的定律。他還第一個認識到物體運動的慣性以及力是物體速度變化的原因，后來由牛頓于17世紀把這個事實表述為第二運動定律安全第一 OTIS 506NCE自動扶梯安裝了許多安全裝置，也許是迄今為止最為安全的自動扶梯。其中有許多裝置是奧的斯首創(chuàng)的，目前已經(jīng)成為行業(yè)中公認的標準，例如GUARDIAN裙板。另外特殊設(shè)計的楔型扶手帶入口保護裝置防止了雜物被卷入；一次鑄造成型的鋁合金梯級保證了梯級的鋼性。更重要的是梯級與裙板之間的間隙不僅能保持不變，而且遠小于規(guī)范的標準。事實上在安全的領(lǐng)域上，OTIS 506NCE自動扶梯不但完全符合所有規(guī)范，而且大大超越了規(guī)范。 質(zhì)量控制使產(chǎn)品可靠 乘坐的舒適感和產(chǎn)品的可靠性是通過高質(zhì)量的部件和專業(yè)的裝配來達到的。我們在這兩個方面上設(shè)定了嚴格的標準并堅決予以執(zhí)行。我們保證每一塊梯階板都通過測量，并執(zhí)行了嚴格的裝配控制，對制造的每一步驟都控制在嚴格的誤差范圍內(nèi)。扶手的鋼度是通過連續(xù)的玻璃支撐來保證的，由于在導軌上包有一圈聚合物，摩擦力和扶手的磨損程度得以降到最低。 運行質(zhì)量令人印象深刻 OTIS 506NCE自動扶梯能為您提供所有商用自動扶梯所必須的平穩(wěn)和安靜的運行。 奧的斯卓著的工程制造經(jīng)驗使產(chǎn)品的價格具有競爭力。 外觀優(yōu)美 OTIS 506NCE自動扶梯有一系列不同的設(shè)計可供選擇，使每臺扶梯看上去都各有特色。這也就是說，我們可以方便地配合每一幢大樓的內(nèi)部裝潢。有多種顏色鮮艷的帶有漆面效果的扶手帶可供選擇。扶手玻璃也可以選用透明的，煙灰色的、青銅色或是綠色的。桁架外部裝修也有多種不同材料可供選擇如鏡子，不銹鋼或大理石。也可以安裝連續(xù)的或是部分的裙板照明。同樣，在上下端口也可以安裝梯級燈。另外，獨特的扶手設(shè)計使自動扶梯外觀更優(yōu)雅，使用更安全。事實上，在設(shè)計506NCE自動扶梯時自動扶梯的外觀和功能都得到了綜合的考慮。 客戶合作 順利，平穩(wěn)的安裝自動扶梯的關(guān)鍵是縝密的計劃，從開始階段，我們就由一個專家組來組織計劃并實施。 我們始終與客戶保持緊密的合作關(guān)系，分析客戶要求，解釋說明所有的規(guī)格并考慮所有技術(shù)上和美觀方面應(yīng)考慮的事項。 注重服務(wù) 通過先進的備件管理和受過良好培訓的維修技術(shù)人員組成的維修網(wǎng)絡(luò)，使我們的客戶得到方便的服務(wù)。我們擁有的大量服務(wù)客戶意味著我們的服務(wù)可以反應(yīng)速度更快，服務(wù)覆蓋范圍更廣。 質(zhì)量通行證 通行證是一個質(zhì)量檢測系統(tǒng)，從產(chǎn)品的計劃發(fā)展，到制造和運輸過程中都建立了嚴格的檢測關(guān)卡，包括奧的斯的一線員工和奧的斯的高級管理層都參與了這個過程，我們不斷地提醒自己：質(zhì)量是每一臺自動扶梯的首要要求。5圖書分類號：密 級：畢業(yè)設(shè)計(論文)升降電梯驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計及控制電路設(shè)計ASCENDING AND DESCEND THE ELEVATOR DRIVES THE SYSTEM THE DESIGN AND CONTROLS THE ELECTRIC CIRCUIT THE DESIGN學生姓名陳亮亮學院名稱機電學院專業(yè)名稱機械設(shè)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(yè)設(shè)計(論文)徐州工程學院學位論文原創(chuàng)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(jīng)注明引用或參考的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)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(jié)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(quán)協(xié)議書本人完全了解徐州工程學院關(guān)于收集、保存、使用學位論文的規(guī)定，即：本校學生在學習期間所完成的學位論文的知識產(chǎn)權(quán)歸徐州工程學院所擁有。徐州工程學院有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交學位論文的紙本復(fù)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(nèi)容，可以將本學位論文的全部或部分內(nèi)容提交至各類數(shù)據(jù)庫進行發(fā)布和檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)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 日摘要點題曳引機是電梯的主要組成部分，它的設(shè)計水平、產(chǎn)品質(zhì)量，直接影響電梯的產(chǎn)品質(zhì)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(shè)計的主要內(nèi)容為曳引機主傳動機構(gòu)的設(shè)計與計算。關(guān)鍵詞：電梯；電梯曳引機；曳引機主傳動機構(gòu)AbstractElevator tractor is product quantity that the design level, product quantity that the elevator constitutes the part primarily, it, direct influence elevator, its strength affect the elevator life span with work with life span directly dependable, it of the vibration feels with a comfort for directly affecting personnel embarking elevator.A main contents for designing spreads the design that move the organization for the lord and calculation.Keywords Elevator tractor Elevator The tractor lord spreads to move the organization1徐州工程學院畢業(yè)設(shè)計(論文)目 錄1 緒論.31.1引言31.2電梯（垂直梯）簡介31.2.1電梯的組成：31.2.2電梯的（垂直梯）分類51.3曳引機的主要技術(shù)指標62 電梯的驅(qū)動功率計算.82.1曳引比與曳引力82.1.1曳引傳動與曳引傳動形式82. 2作用在曳引輪上的靜力82. 3曳引輪兩側(cè)靜拉力計算102.4曳引輪上的靜轉(zhuǎn)矩112.5靜轉(zhuǎn)矩的討論122.5.1曳引輪承受的靜轉(zhuǎn)矩變化122.5.2設(shè)計載荷122.5.3曳引機驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的計算122.5.4動量定理及曳引力132.6輸入功率的簡易計算方法143 曳引機的設(shè)計.153.1 曳引機的額定載重量153.1.1額定速度153.1.2 曳引機減速器的中心距153.1.3 交流電動機153.1.4電動機的選用154 曳引機主傳動機構(gòu)的設(shè)計與計算.154.1 普通圓柱蝸桿副幾何參數(shù)搭配方案154.2幾何計算中注明的幾個問題184.2.1普通圓柱蝸桿副的正確嚙合條件184.2.2 圓柱蝸桿傳動的強度計算184.2.3輪齒面接觸疲勞強度計算194.2.4圓柱蝸桿、蝸輪、蝸輪軸的材料194.2.5.軸系零件的配合精度204.3制動機構(gòu)位置的討論214.3.1傳動比i12214.3.2曳引輪214.3.3曳引比的應(yīng)用214.4整體方案討論214.5箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計的討論224.6箱體尺寸的確定224.7肋的設(shè)置224.8箱體設(shè)計應(yīng)合理處理的幾個問題234.9軸承位置244.10箱體設(shè)計的對稱性244.11曳引機軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計244.12軸承的選用274.12.1曳引機用軸承274.12.2 滾動軸承的壽命計算274.13聯(lián)軸器的選用284.14制動機構(gòu)的設(shè)計與計算304.14.1 制動機構(gòu)的類型與特點304.14.2 制動器的選擇與設(shè)計315 控制系統(tǒng)設(shè)計.335.1門電機主電路的設(shè)計335.2 可編程控制器的設(shè)計335.2.1 I/O點的分配345.2.2梯形圖345.2.4梯形圖原理分析415.3將PC機應(yīng)用在電梯控制中42總結(jié).44致謝. 45參考文獻. 45附錄附錄1.47附錄2.481 緒論1.1引言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(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代電梯已成為典型的機電一體化產(chǎn)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(nèi)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(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，中國電梯新技術(shù)在變頻變壓、無機房電梯、永磁同步拖動技術(shù)、無齒輪曳引機、計算機控制技術(shù)、遠程監(jiān)控技術(shù)等將迅速推廣。我國在電梯制造技術(shù)方面，內(nèi)資電梯企業(yè)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(shè)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(yè)發(fā)展很快。隨著我國加入WTO以及國家實施西部大開發(fā)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(xù)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(gòu)驅(qū)動梯級執(zhí)行輸送任務(wù)的，把電動機主傳動機構(gòu)，制動系統(tǒng)則是通過電動機驅(qū)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(xiàn)運輸?shù)哪康?，因為它是靠摩擦力牽動?zhí)行機構(gòu)工作，故把電動機減速器，曳引輪和輔助機構(gòu)-制動器作為整體，稱電梯曳引機。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(tǒng)中的曳引機減速器，曳引機（簡稱繩輪）和動輪（由曳引比體現(xiàn)）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(gòu)。電動機輸入轉(zhuǎn)矩T1，驅(qū)動曳引機減速器中的主傳動機構(gòu)，通過減速帶動曳引輪轉(zhuǎn)動，這時利用轎廂和配重的重量在曳引輪與鋼絲繩之間產(chǎn)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(wù),因為曳引機是決定轎廂運行速度、控制運行狀態(tài)的減速裝置，曳引機的技術(shù)含量、設(shè)計質(zhì)量、產(chǎn)品質(zhì)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(shù)要求。1.2電梯（垂直梯）簡介1.2.1電梯的組成：按照其功能的不同，電梯可分為曳引系統(tǒng)、導向系統(tǒng)、門系統(tǒng)、轎廂和對重、安全裝置電氣拖動和控制系統(tǒng)等部分. （一）曳引系統(tǒng) 1、作用：曳引系統(tǒng)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(gòu)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(qū)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(diào)節(jié)轎廂和對重之間的距離。 反繩輪是安裝在轎頂或?qū)χ仨敳康膭踊?，主要作用是降低電梯速度，提高電梯運載能力。（二）導向系統(tǒng)： 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(tǒng) 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(gòu)組成。 轎門安裝在轎廂上，有交刪式和封閉式等。 廳門安裝在每層電梯出口處。每個廳門設(shè)有機械和電氣聯(lián)鎖裝置，保證廳門打開時電梯不能運行。 開門機構(gòu)是開關(guān)電梯門的機構(gòu)，有自動式、手動式兩種區(qū)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(qū)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(tǒng)有兩大類，即交流拖動系統(tǒng)和直流拖動系統(tǒng)。常見的直流拖動系統(tǒng)可分為控硅勵磁和控硅供電兩類；交流拖動系統(tǒng)分單速、雙速、調(diào)速三類。 電梯的控制系統(tǒng)取決于電梯的用途、額定載荷、速度、控制方式等設(shè)計要求和使用性能要求，但控制內(nèi)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(nèi)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(fā)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(shè)計在轎門上，在電梯關(guān)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(nèi)側(cè)，門關(guān)閉后將廳門關(guān)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(guān)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?qū)χ兀┤韵蛳逻\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?qū)χ匾蚰撤N原因超出極限位置沖頂或蹲底時，可減少設(shè)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(guān)、極限開關(guān)、超載保護、門區(qū)光電裝置等。 限位開關(guān)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(qū)使限位開關(guān)動作，切斷回路，強迫電梯停止。 極限開關(guān)是當電梯沖越端站時，限位開關(guān)又未制停電梯時，能在電梯或?qū)χ匚从|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(jié)構(gòu)或活動轎廂上的稱量裝置來實現(xiàn)的，當轎廂內(nèi)裝載的重量超出額定載荷時，發(fā)出警告信號，提醒電梯使用人員，并且保持開門狀態(tài)不關(guān)門，直至轎廂內(nèi)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(nèi)防搗亂功能等，這里不再加以說明。1.2.2電梯的（垂直梯）分類(一)按電梯的用途分類 根據(jù)電梯在樓宇使用用途（服務(wù)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(shè)置有較好的轎內(nèi)裝飾和完善的安全設(shè)施。 2、載貨電梯：主要用于垂直方向運輸貨物、設(shè)備等，一般有專人控制。 3、消防電梯：在樓宇發(fā)生火災(zāi)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(shè)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(yīng)特別加以注意。 4、病床電梯：為醫(yī)院運送病床、擔架、醫(yī)用車而設(shè)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(shè)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(yè)比較繁花的高層樓宇內(nèi)。 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1.0米/秒的電梯。 2、快速電梯：指運行速度一般為1.02.0米/秒的電梯。 3、高速電梯運行速度一般為2.03.5米/秒的電梯。 4、超高速電梯：指速度大于3.5米/秒的電梯。 （三）按驅(qū)動方式和曳引電機分類 1、交流電梯：用交流感應(yīng)電動機驅(qū)動的電梯。根據(jù)拖動方式可分為交流單速、交流雙速、交流調(diào)速電梯。 2、直流電梯：用直流電動機驅(qū)動的電梯。多用于速度大于2米/秒的高檔電梯。 3、液壓電梯：利用液壓泵，由柱塞或柱塞鋼絲繩驅(qū)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(zhuǎn)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(qū)動方式的電梯。1.3曳引機的主要技術(shù)指標圖1-1 曳引機為了提高曳引機產(chǎn)品質(zhì)量，必須滿足下列技術(shù)指標：1.3.1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0.25m/s到10m/s以上，亦即曳引機的功率范圍很大。在設(shè)計曳引機時，應(yīng)首先滿足在設(shè)計壽命內(nèi)，不產(chǎn)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(gòu)強度設(shè)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(shè)計計算。另外，繩輪可按易損件處理，其設(shè)計壽命可短一些。1.3.2具有較高的傳動效率曳引機的傳動效率是其綜合技術(shù)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(xiàn)在節(jié)約能源上的意義，同時也是曳引機技術(shù)含量、設(shè)計質(zhì)量、產(chǎn)品質(zhì)量的具體體現(xiàn)。為提高傳動效率，合理選擇主傳動機構(gòu)、軸承和聯(lián)軸器是十分重要的，并且要提高制造和安裝精度。1.3.3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(zhuǎn)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(jié)構(gòu)越緊湊。不難理解，要想實現(xiàn)大的體積載荷，首先要選擇高科技型的主傳動機構(gòu)。合理地設(shè)計箱體結(jié)構(gòu)，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(shè)計出結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕的曳引機是設(shè)計者的奮斗目標。1.3.4應(yīng)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(zhuǎn)運行。為了滿足運動特性，在設(shè)計曳引機時要特別注意曳引傳動系統(tǒng)中傳動比的分配，電動機類型的選用，以及主傳動機構(gòu)齒輪副齒側(cè)間隙的保證等。1.3.5應(yīng)具有較低的振動和噪聲這項技術(shù)指標對乘人電梯特別重要。為了不造成嚴重的環(huán)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。1.3.6應(yīng)具有合理的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計歷來是機械設(shè)計中的重要課題，對曳引機而言則更為重要。結(jié)構(gòu)設(shè)計要特別重視結(jié)構(gòu)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(zhì)量的影響等。在設(shè)計曳引機結(jié)構(gòu)時，要逐條分析、結(jié)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。1.3.7具有靈活可靠的制動系統(tǒng)制動系統(tǒng)要具有受力合理、技術(shù)先進、強度高、壽命長、靈活可靠、結(jié)構(gòu)緊湊的性能。1.4曳引機的總體設(shè)計曳引機主要由電動機、聯(lián)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(lián)軸器制動機構(gòu)減速器曳引輪2） 電動機聯(lián)軸器減速器制動機構(gòu)曳引輪3） 制動機構(gòu)電動機聯(lián)軸器減速器曳引輪綜合分析后,本人選擇第1）種方案來設(shè)計。2 電梯的驅(qū)動功率計算2.1曳引比與曳引力2.1.1曳引傳動與曳引傳動形式2.1.1.1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 A=Q/F 式（2-1）定滑輪及動滑輪機構(gòu) Q為重物，F(xiàn)為拉力，動力臂與阻力臂都是滑輪的半徑r，所以 rQ=rF A=Q/F=1 i12=1 式（2-2） 定滑輪機構(gòu)速度不變、力不變。R不變，A= i122.1.1.2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(gòu)組合而成。多年經(jīng)驗表明常用曳引傳動形式見下l 定滑輪機構(gòu)的曳引傳動 該傳動形式的曳引比i12=1，機械效益A=1。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(shè)計盡量使包角大于135。過輪使繩的彎曲次數(shù)增多，疲勞壽命減少。l 曳引比為2的曳引傳動 i12=2，A=2亦即轎廂（或?qū)χ兀┑纳仙ɑ蛳陆担┧俣仁且芬唸A周速度的1/2。曳引輪兩側(cè)鋼絲繩承受的拉力分別為轎廂總重量、對重總重量的1/2l 滑輪組機構(gòu)曳引傳動 在轎廂（或?qū)χ兀┥细饔腥射摻z繩，有三個定輪。i12=3，A=3，亦即轎廂（或?qū)χ兀┑纳仙ɑ蛳陆担┧俣仁且芬唸A周速度的1/3，曳引輪兩側(cè)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(fù)繞曳引傳動、長繞曳引傳動、雙對重對曳引傳動、具有補償?shù)囊芬齻鲃?。綜合分析之后，決定選擇第一個方案，曳引比i12 =1，機械效益A=1。2.2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(chǎn)生的摩擦力（或摩擦力矩）平衡外力，在曳引機的驅(qū)下，牽引轎廂與對重上下運行的。在曳引輪兩側(cè)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(chǎn)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(cè)各構(gòu)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(jié)構(gòu)自重力（N）； 取值為2900kgQ2-電梯的額定載重力（N）； 取值為1250kgF-對重側(cè)鋼絲繩承受的總拉力（N）；Q-轎廂側(cè)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(cè)所受總拉力之差 圖2-1 曳引輪上的靜力圖G2-曳引機兩側(cè)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；A-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(shù)；v-轎廂運行速度（m/s）；2-曳引輪的轉(zhuǎn)速（r/min）。2.3曳引輪兩側(cè)靜拉力計算Q值 從轎廂到曳引輪之間是一個曳引系統(tǒng)。也就是說轎廂的速度、重量要通過曳引系統(tǒng)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=（Q1+Q2）/A+R1=（Q1+Q2）/ i12+R1 式（2-3）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(shù)，即R1=f1(h1),于是：Q=（Q1+Q2）/A+f1(h1)曳引機強度設(shè)計計算中，為了安全可靠，一般規(guī)定額定載荷要乘以系數(shù)1.25,又轎廂的結(jié)構(gòu)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： Q=2.65 Q2/+ R1 式（2-4）式中，i12由曳引傳動機構(gòu)確定。R1 在設(shè)計曳引機時按滿載，轎廂在井道部位計算。設(shè)曳引繩的根數(shù)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R1=HnqF值 在對重側(cè)同樣是一個滑輪組傳動機構(gòu)，也有機械效益。按規(guī)定，對重取Q+Q2。稱對重系數(shù)，其值一般為0.40.5。所以對重側(cè)的拉力F可由下式計算： F=（Q1+Q2）/A+R2=（Q1+Q2）/ i12+ f2(h2) 式（2-5）考慮到上文所述相應(yīng)問題最后得 F=2 Q2/ i12+ f2(h2) 式（2-6）Q值與G值差由式可知 G1=Q-F=（Q1+Q2- Q1- Q2）/ i12-(R1+R2) 式（2-7）=(1-) Q2/ i12-(R1+R2)實際計算時可采用簡化式 G1=0.55 Q2/ i12-(R1+R2) 式（2-8）Q值與F值之和由式可知 P=Q+F=（Q1+Q2+ Q1+Q2）/ i12+(R1+R2) 式（2-9）=2 Q1+（1+）Q2/ i12+(R1+R2)實際計算時可采用簡化式 P=4.55 Q2/ i12+(R1+R2) 式（2-10）R1+R2的計算有兩種情況沒有補償繩時R1+R2=Hnq有補償繩時 R1+R2=2Hnq2.4曳引輪上的靜轉(zhuǎn)矩電梯沒有運行前，曳引輪隨的拉力差G1產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩稱靜轉(zhuǎn)知T（Nm），它的方向與G相同?？捎上率接嬎?，設(shè)曳引輪節(jié)圓直徑為D（mm）；則 T20=DG1/（2*1000） 式（2-11）=1/2*D*0.55Q2 / i12-(R1+R2)*1/1000電動機受的靜轉(zhuǎn)矩為T10= T20/ i122.4.1靜摩擦轉(zhuǎn)矩靜力P是比較大的力，作用在軸頸上要產(chǎn)生摩擦轉(zhuǎn)矩T10（Nm），其值可由下式計算： T 10=fpr/1000 式（2-12）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(zhuǎn)矩為 T10= T20/ i12 式（2-13）電動機軸上承受的總靜轉(zhuǎn)矩為： T10=T10-T 10式 （2-14）或T0=T10+T02.4.2 F和Q的討論由F值的計算式可以看出，F(xiàn)值的大小僅隨R2大小變化，在電梯提升高度HQ的工作狀態(tài)。這時產(chǎn)生的靜力矩與G方向一致。當F方向的靜轉(zhuǎn)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(gòu)的共軛嚙合面發(fā)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(chǎn)生一次沖擊，齒面改變的結(jié)果使齒輪副嚙合狀態(tài)發(fā)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(tài)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(xiàn)象。2.5靜轉(zhuǎn)矩的討論2.5.1曳引輪承受的靜轉(zhuǎn)矩變化載荷很小時（極限情況是空載），F(xiàn)Q，靜載荷產(chǎn)生的轉(zhuǎn)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(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩方向與Q的方向一致，又由P力產(chǎn)生的摩擦轉(zhuǎn)矩總和v的方向相反于是可得出如下規(guī)律性結(jié)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(guān)于對重系數(shù)=0.40.5，這就是說Q值和F值僅相差（0.60.5）Q2，曳引輪兩側(cè)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Q=F，這時靜轉(zhuǎn)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40%60%的機率最多。而=0.40.5，可見系數(shù)的給定值是很巧妙的，這就不難斷定客梯實際運行中電動機功率多數(shù)情況是很小的。曳引機使用情況已說明主傳動機構(gòu)齒輪副失效破損的很少。由于P力的作用，設(shè)計軸承則是一個重要問題了。2.5.2設(shè)計載荷在設(shè)計曳引機時，總是按照最危險的情況考慮，所以應(yīng)采用1.25Q的超載計算，Q總是大于F。曳引機主傳動機構(gòu)的設(shè)計及電動機選擇，都應(yīng)遵循這一原則。2.5.3曳引機驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的計算運行中的曳引傳動情況是很復(fù)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(gòu)件和轉(zhuǎn)動構(gòu)件；有重量、有質(zhì)量等，所以曳引機承受的力和轉(zhuǎn)矩將受到動量和轉(zhuǎn)動慣量的影響。在分析計算曳引機驅(qū)動轉(zhuǎn)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。2.5.4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(zhì)量與速度的乘積稱為動量。 K=mv 式（2-13）動量定理：在一個機械系統(tǒng)中，各構(gòu)件動量對時間求導之和等于所有外力之和，即dmivi/dt=Fi3對于一個構(gòu)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Q1+Q2，亦是受的外力，曳引輪對轎廂的作用力為Q，于是由式可得 （Q1+Q2）dv/gdt=Q-(Q1+Q2) 式（2-14）所以Q=（Q1+Q2）+（Q1+Q2）a/g=（Q1+Q2）(1+a/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Q1+Q2也是承受的外力。應(yīng)注意v指向x方向的負值于是 （ Q1+Q2）/g(dv/dt)=F(Q1+Q2) 式（2-15）F=(Q1+Q2)(Q1+Q2)a/g=(Q1+Q2)(1a/g)所以可方便地求得曳引輪兩側(cè)拉力之差 G1=Q-F=(Q1+Q2)（1+a/g）=(Q1+Q2)(1+a/g) 式（2-16）整理后得 G=Q-F=Q2（1-）+2Q+Q2（1+）a/g 式（2-17）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： Q=Q1+Q2 F=Q2+Q2 G1=G2（1-）1 式（2-18）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Q=(Q1+Q2)(1-a/g) 2F= (Q1+Q2)(1+a/g)所以 G1=(Q1+Q2)(1-a/g)- (Q1+Q2)(1+a/g)最后整理得G=Q2（1-）-2Q1+Q2（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(jié)果。e)穩(wěn)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(jié)果。2.6輸入功率的簡易計算方法曳紀機的驅(qū)動轉(zhuǎn)知和功率是比較復(fù)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(jīng)驗公式；=C1/2=0.52*80.8/78.4=0.54 式（2-19）P=(1-)Q2v/102=(1-0.5)*1250*1.75/(102*0.54)=19.866式中 P電動機功率（kw） 電梯平衡系數(shù)，0.450.5；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1=100-3.2i12=100-3.236=80.82效率比常數(shù),2=100-3.6i12=100-3.6*6=78.4電動機轉(zhuǎn)動總效率C效率常數(shù)，C=0.50.55,一般取0.52 4453.曳引機的設(shè)計3.1 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(shù)（對重系數(shù)）為0.5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(shù)為16位。3.1.1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。3.1.2 曳引機減速器的中心距 ：160mm3.1.3 交流電動機 a）功率（單位：kw）：22b）中心高（單位：mm）：200c）極數(shù)：單速為4極注：1)曳引機減速器其它幾何參數(shù)，應(yīng)符合標準GB100085-88或JB2318-79或GB9147-88的規(guī)定。2)電動機其它技術(shù)要求，應(yīng)符合GB12974-91。3) 門電動機 型號：Y100L-2 ，額定功率：3KW ，額定電壓：380V ，額定電流：7A ，功率因數(shù)：0.873.1.4電動機的選用除小型雜物電梯外，其它電梯都要經(jīng)過起動穩(wěn)定停運三個工作階段，其速度要經(jīng)過低速（加速）正常勻速低速（減速）三個階段，其調(diào)速方法通常有直流調(diào)速、變極調(diào)速、調(diào)壓調(diào)速、調(diào)頻調(diào)速、直線調(diào)速等形式?？吞荻嘤谜{(diào)壓或調(diào)頻調(diào)速電動機。隨著技術(shù)的發(fā)展，采用調(diào)頻調(diào)速電動機要優(yōu)于調(diào)壓調(diào)速電動機，所以這里我選用調(diào)頻調(diào)速電動機。電動機轉(zhuǎn)速和它的極數(shù)有關(guān)。轉(zhuǎn)速高，極數(shù)少，體積小，成本低，故應(yīng)選擇4極電動機，n1=1500r/min4 曳引機主傳動機構(gòu)的設(shè)計與計算4.1 普通圓柱蝸桿副幾何參數(shù)搭配方案是：在中心距a、轉(zhuǎn)速n1、傳動比i12給定的條件下，采用多齒數(shù)（頭數(shù)）z1、z2 ，小模數(shù)m，大直徑d1(q)的設(shè)方案。該設(shè)計方案的優(yōu)點是：采用多齒數(shù)（頭數(shù)）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(chǎn)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(xiàn)，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(gòu)，為實現(xiàn)“最隹”設(shè)計方案，故采用非標準設(shè)計，這為新設(shè)計方案的推廣打下了良好的基礎(chǔ)。故選用： z1=1、2、4 z2=2590 i12=-2063 q=1020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(shù)表（GB1008588）4選得以下數(shù)值（詳細見機械設(shè)計書附錄P279）模數(shù)（m/mm）： 4軸向齒距(px/mm)：px = m =12.566分度圓直徑（d1/mm）：d1 = q m =40齒數(shù)z1：2直徑系數(shù)q：10.000 圖4-1圓柱蝸桿副齒頂圓直徑da1/mm：48齒根圓直徑df1/mm：30.4分度圓柱導程角1：214805普通圓柱蝸桿傳動幾何尺寸計算式蝸桿齒數(shù)z1： z1=z2/i12 z1=1,2,3,4 ；根據(jù)大多數(shù)用法，選取z1=2蝸輪齒數(shù) z2 z2=i12 z1=36*2=72傳動比 i12 i12=1/ i21=1/2=n1/n2= z2/ z1=r2/r1cot1=r2/p=2r2/mz1=d2/mz1=361齒數(shù)比 u u= z2/ z1=361(蝸桿主動時i12=u)蝸桿軸向模數(shù)mx/mm mx=2a/(p+ z2+2x)=px/=d1/q=4.00蝸桿法向模數(shù)mn/mm mn= mxcos1=3.71蝸桿直徑系數(shù)q q=d1/mx=40/4=10蝸桿分度圓直徑d1/mm d1=qmx=10*4=40導程 pz/mm mz1=pz=3.14*4*2=25.12導程角1() 1=arctan(z1/p)= arctan(mz1/d1)= arctan(4*2/40)= arctan(0.2)=11.31 =arctan(z1/q+2x)= arctan(mz1/d1)軸向齒形角x() tanx=tann/cos1 =0.37法向齒形角n() tann= tanx cos1= 0.36 n=0=20 DIN標準規(guī)定 =1520 n=22.51df1 必須減小db1,使db1=df1蝸桿平均直徑 dm/mm dm=(da1+df1)/2=(48+30.4)/2=39.2平均圓柱上導程角m1() tanm1=mz1/dm=4*2/39.2=0.20平均圓柱上法向齒形角nm() cosnmcosm1= cos1cosn=cos11.31*cos20=0.92蝸桿固定弦齒厚sn1/mm sn1= mcos2ndnmcosm/2 =3.14*4*cos220*39.2*cos11.31/2=213.16蝸桿固定弦齒高hn1/mm hn1=(h1-sn1tannm)/2蝸輪分度圓直徑 d2/mm d2=d2=mz2=288蝸輪喉圓直徑 da2/mm da2=d2+2ha2=288+2*48=297蝸輪根圓直徑 df2/mm df2=d2=2hf2=2*30.4=60.8蝸輪頂圓直徑 de2/mm de2=da2+(12)m=297.6+4=302 取整數(shù)蝸輪螺旋角 2() 2=1=11.31蝸輪齒寬 b2 /mm b2=(0.670.7)da1=0.68*48=32.64蝸輪有效齒寬b2 /mm b2=2mq+1= 26.53b2=d1tan(/2)=12.70齒寬角() =(b2180/d1)或=arcsin(b2/(da1-0.5m)=35.2214.2幾何計算中注明的幾個問題4.2.1普通圓柱蝸桿副的正確嚙合條件mx1=mx2=m=4n1=n2(等效t2=x1=201=2(旋向相同)i12=d2/d1tan1=364.2.2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(yīng)的數(shù)值相等 方向相反Ft2 = 2T2/d2 = Fa1Fa2 = Ft2 tan(1+) = Ft1Ft2 = Fn sin at = Fr1法向力 Fn = 2T/ （d2 cosan cos1）4.2.2 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(chǎn)阻力功與輸入驅(qū)動功之比所得的商。=P2/P1=1-P2*/P1=1- 式（4-1）式中 P2、P1分別為輸入和輸出功率： P2*傳動中的損耗系數(shù)，1； 耗損系數(shù)，1； 傳動效率1。蝸桿傳動效率包括三部分： 1軸承損耗效率，1=10.01=0.99 2攪油損耗效率，20.99； 3蝸桿副嚙合效率。蝸桿主動時3=tan1/tan(1+)=tan11.31/tan(11.31+400)=0.73 式（4-2）蝸桿減速器的總效率為=123=0.98tan1/tan(1+)= 0.98*0.73=0.729 式（4-3）式中 蝸桿副的當量摩擦角，=arctanfv fv當量摩擦因數(shù)。 v(12)=v1/cos=d1n1/(60*1000cos)=3.14*40*1500/(60*1000*cos11.31)=0.761 查普通圓柱蝸桿副的fv及的參數(shù)表得由于選用的是灰鑄鐵，所以v(12)=1.0, fv=0.070, =4003.2.5.3功率與轉(zhuǎn)矩的計算輸入功率/kw：P1=T1n1/9.55*106=19.86 式（4-4）輸出功率/kw：P2=P1=19.86*0.54=10.72效率 =0.98tan1/tan(+)=0.98tan11.31/tan(11.31+400)=0.72轉(zhuǎn)矩 T1=9.55*106P1/n1=9.55*106*19.86/1500=126442 T2=T1i12=126442*36*0.72= 3277376.6464.2.3輪齒面接觸疲勞強度計算最大接觸應(yīng)力 H =Ze ZpKaT2/a3 = 147*2.8