空腹桁架鋼框架結(jié)構(gòu)受力分析畢業(yè)論文_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、<p><b>  本科畢業(yè)論文</b></p><p>  題 目:空腹桁架鋼框架結(jié)構(gòu)</p><p>  受力性能分析及試驗(yàn)研究</p><p>  院 (部): 土木工程學(xué)院</p><p>  專 業(yè): 土木工程</p><p><b>  班 級(jí):

2、 </b></p><p><b>  姓 名: </b></p><p><b>  學(xué) 號(hào): </b></p><p><b>  指導(dǎo)教師: </b></p><p>  完成日期: 2010年12月13</p><p>

3、;<b>  目 錄</b></p><p>  中 文 摘 要……………………………………………………4</p><p>  ABSTRACT……………………………………………………………………4</p><p><b>  第1章 緒論</b></p><p>  1.1引言………………

4、…………………………………………………………5</p><p>  1.2電梯(垂直梯)簡(jiǎn)介………………………………………………………5</p><p>  1.2.1電梯的組成 ……………………………………………………………5</p><p>  1.1.2電梯的(垂直梯)分類…………………………………………………5</p><p>  1

5、.3曳引機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)……………………………………………………6</p><p>  1.3.1要確保電梯承載能力及曳引機(jī)的強(qiáng)度…………………………………6</p><p>  1.3.2具有較高的傳動(dòng)效率……………………………………………………6</p><p>  1.3.3具有較高的體積載荷……………………………………………………6</p>&

6、lt;p>  1.3.4應(yīng)滿足電梯所需的運(yùn)動(dòng)特性……………………………………………6</p><p>  1.3.5應(yīng)具有較低的振動(dòng)和噪聲………………………………………………6</p><p>  1.3.6應(yīng)具有合理的結(jié)構(gòu)………………………………………………………6</p><p>  1.3.7具有靈活可靠的制動(dòng)系統(tǒng)………………………………………………7&

7、lt;/p><p>  第2章 電梯的驅(qū)動(dòng)功率計(jì)算</p><p>  2.1曳引比與曳引力……………………………………………………………7</p><p>  2.1.1曳引傳動(dòng)與曳引傳動(dòng)形式………………………………………………7</p><p>  2.1.1.1曳引比和機(jī)械效益……………………………………………………7</p>

8、<p>  2.1.1.2電梯的曳引傳動(dòng)形式…………………………………………………7</p><p>  2.1.2作用在曳引輪上的靜力…………………………………………………7</p><p>  2.1.3曳引輪兩側(cè)靜拉力計(jì)算…………………………………………………8</p><p>  2.2.1曳引輪上的靜轉(zhuǎn)矩……………………………………………………

9、…8</p><p>  2.2.2靜摩擦轉(zhuǎn)矩………………………………………………………………9</p><p>  2.2.3 F和Q的討論……………………………………………………………9</p><p>  2.2.4靜轉(zhuǎn)矩的討論……………………………………………………………9</p><p>  2.2.5.1曳引輪承受的靜轉(zhuǎn)矩變化……

10、………………………………………9</p><p>  2.2.5.2設(shè)計(jì)載荷……………………………………………………………10</p><p>  2.3.1曳引機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的計(jì)算………………………………………………10</p><p>  2.4.1動(dòng)量定理及曳引力……………………………………………………11</p><p>  2.4.2輸

11、入功率的簡(jiǎn)易計(jì)算方法……………………………………………12</p><p>  第3章    曳引機(jī)主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>  3.1 普通圓柱蝸桿副幾何參數(shù)搭配方案是:………………………………12</p><p>  3.2幾何計(jì)算中注明的幾個(gè)問(wèn)題……………………………………………15</p><p

12、>  3.2.1齒形的改進(jìn)……………………………………………………………15</p><p>  3.2.2不發(fā)生根切的最小變位系數(shù)…………………………………………15</p><p>  3.2.3 圓柱蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算……………………………………………16</p><p>  3.2.4共軛蝸輪傳動(dòng)的受力分析……………………………………………16<

13、/p><p>  3.2.5 圓柱蝸桿傳動(dòng)承載能力計(jì)算…………………………………………16</p><p>  3.2.5.1設(shè)計(jì)準(zhǔn)則……………………………………………………………16</p><p>  3.2.5.2 校核計(jì)算式…………………………………………………………17</p><p>  3.2.5.2許用應(yīng)力[σ] ……………………

14、…………………………………17</p><p>  3.2.5.3功率與轉(zhuǎn)矩的計(jì)算…………………………………………………18</p><p>  3.2.5.4圓柱蝸桿、蝸輪、蝸輪軸的材料…………………………………18</p><p>  3.2.5.5軸系零件的配合精度………………………………………………19</p><p>  第4章&#

15、160;   曳引機(jī)的設(shè)計(jì)</p><p>  4.1 曳引機(jī)的額定載重量 ……………………………………………………19</p><p>  4.2額定速度 …………………………………………………………………19</p><p>  4.3 曳引機(jī)減速器的中心距…………………………………………………19</p><p> 

16、 4.4 交流電動(dòng)機(jī) ………………………………………………………………19</p><p>  4.5曳引機(jī)的總體設(shè)計(jì)…………………………………………………………19</p><p>  4.6.1關(guān)于制動(dòng)機(jī)構(gòu)位置的討論………………………………………………20</p><p>  4.6.2 曳引機(jī)需要機(jī)架,以便在機(jī)房?jī)?nèi)安裝?!?0</p

17、><p>  4.6.3電動(dòng)機(jī)的選用……………………………………………………………20</p><p>  4.6.4傳動(dòng)比……………………………………………………………………20</p><p>  4.6.5曳引輪……………………………………………………………………20</p><p>  4.6.6曳引比的應(yīng)用………………………………………

18、……………………20</p><p>  4.7整體方案討論………………………………………………………………21</p><p>  4.8箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的討論………………………………………………………21</p><p>  4.9箱體尺寸的確定……………………………………………………………21</p><p>  4.10箱體肋的設(shè)置………

19、……………………………………………………22</p><p>  4.11 箱體設(shè)計(jì)應(yīng)合理處理的幾個(gè)問(wèn)題………………………………………22</p><p>  4.12軸承位置…………………………………………………………………23</p><p>  4.13 箱體設(shè)計(jì)的對(duì)稱性………………………………………………………23</p><p> 

20、 4.14 曳引機(jī)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………………24</p><p>  4.15軸承的選用………………………………………………………………27</p><p>  4.15.1曳引機(jī)用軸承一般分兩大類…………………………………………27</p><p>  4.15.2 滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算…………………………………………………27</p

21、><p>  4.16 聯(lián)軸器的選用……………………………………………………………29</p><p>  4.17.1制動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算………………………………………………30</p><p>  4.17.2 制動(dòng)機(jī)構(gòu)的類型與特點(diǎn)………………………………………………31</p><p>  4.17.3 制動(dòng)器的選擇與設(shè)計(jì)………………………

22、…………………………31</p><p>  4.18.1 曳引輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算…………………………………………………31</p><p>  4.18.2 曳引輪繩槽形狀………………………………………………………32</p><p>  第5章 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>  5.1 自動(dòng)開(kāi)關(guān)門的控制線路………………………………………………

23、……35</p><p>  5.2轎廂指令和層站召喚線路…………………………………………………36</p><p>  5.3電梯的定向、選層線路……………………………………………………37</p><p>  5.4 將PC機(jī)應(yīng)用在電梯控制中………………………………………………37</p><p>  外文文獻(xiàn)……………………………………

24、……………………………………38</p><p>  總結(jié)………………………………………………………………………………38</p><p>  嗚謝………………………………………………………………………………39</p><p>  參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………39</p><p><b>  中

25、 文 摘 要</b></p><p>  電梯曳引機(jī)是電梯的主要組成部分,它的設(shè)計(jì)水平、產(chǎn)品質(zhì)量,直接影響電梯的產(chǎn)品質(zhì)量,其強(qiáng)度和壽命直接影響電梯壽命和工作可靠性,它的振動(dòng)和噪聲直接影響人員乘坐電梯的舒適感。因此本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容為曳引機(jī)主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算。</p><p>  關(guān)鍵詞:電梯;電梯曳引機(jī);曳引機(jī)主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)</p><p><b&g

26、t;  ABSTRACT</b></p><p>  Elevator tractor is product quantity that the design level, product quantity that the elevator constitutes the part primarily, it, direct influence elevator, its strength affe

27、ct 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 m

28、ove the organization for the lord and calculation.</p><p>  Key words: Elevator tractor;Elevator;The tractor lord spreads to move the organization</p><p><b>  第1章  緒 論</b></p

29、><p><b>  1.1引言</b></p><p>  電梯是機(jī)電一體化的典型產(chǎn)品,大力開(kāi)發(fā)電梯產(chǎn)品不公可以供給各行業(yè)部門所需的運(yùn)載設(shè)備而且可用帶動(dòng)高新機(jī)電技術(shù)的發(fā)展。</p><p>  電梯可分為兩大類:一類是垂直升降電梯(簡(jiǎn)稱垂直或通常所謂的電梯),一類是自動(dòng)扶梯(含自動(dòng)人行道,簡(jiǎn)稱扶梯或電扶梯)</p><p>

30、;  自動(dòng)扶梯是通過(guò)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)梯級(jí)執(zhí)行輸送任務(wù)的,把電動(dòng)機(jī)主傳動(dòng)機(jī)構(gòu),制動(dòng)系統(tǒng)則是通過(guò)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)減速器,靠減速器從動(dòng)軸上的曳引輪與鋼絲繩之間的摩擦力矩牽動(dòng)轎廂與配重(或稱對(duì)重)上,下運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸?shù)哪康?,因?yàn)樗强磕Σ亮縿?dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作,故把電動(dòng)機(jī)減速器,曳引輪和輔助機(jī)構(gòu)-------制動(dòng)器作為整體,稱電梯曳引機(jī)。</p><p>  曳引機(jī)分有齒曳引機(jī)和無(wú)齒曳引機(jī)兩大類,本人采用的是有齒曳引機(jī)。電梯曳

31、引系統(tǒng)中的曳引機(jī)減速器,曳引機(jī)(簡(jiǎn)稱繩輪)和動(dòng)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(dòng)機(jī)構(gòu)。</p><p>  電動(dòng)機(jī)輸入轉(zhuǎn)矩T1,驅(qū)動(dòng)曳引機(jī)減速器中的主傳動(dòng)機(jī)構(gòu),通過(guò)減速帶動(dòng)曳引輪轉(zhuǎn)動(dòng),這時(shí)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(dòng)轎禁止與配重上、下運(yùn)動(dòng),從而完成電梯的任務(wù),因?yàn)橐芬龣C(jī)是決定轎廂運(yùn)行速度、控制運(yùn)行狀態(tài)的減速裝

32、置,曳引機(jī)的技術(shù)含量、設(shè)計(jì)質(zhì)量、產(chǎn)品質(zhì)量等都會(huì)影響電梯的工作壽命及乘客的舒服感,所以電梯對(duì)曳引機(jī)有很高的技術(shù)要求。</p><p>  1.2電梯(垂直梯)簡(jiǎn)介</p><p>  1.2.1電梯的組成 :</p><p>  電梯主要同曳引系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)、門系統(tǒng)、轎廂、配重(對(duì)重)平衡系統(tǒng)、電力拖動(dòng)(動(dòng)力)系統(tǒng)、電力控制系統(tǒng)、安全保護(hù)系統(tǒng)等部分組成。&l

33、t;/p><p>  在電梯的各組成部分中,電力拖動(dòng),電力控制、曳引機(jī)的組合稱為動(dòng)力系統(tǒng),它是電梯的動(dòng)力源,亦是控制運(yùn)行速度、運(yùn)行狀態(tài)和改變運(yùn)行規(guī)律的系統(tǒng);轎廂和導(dǎo)向系統(tǒng)是電梯的執(zhí)行系統(tǒng);其他部分統(tǒng)稱為電梯的輔助系統(tǒng)。</p><p>  1.2.2電梯的(垂直梯)分類</p><p>  垂直電梯是建筑物內(nèi)垂直(或接近垂直)運(yùn)輸工具的總稱。其種類十分繁多,可從不同的角

34、度進(jìn)行分類,常見(jiàn)的有下列幾種:</p><p>  a)         按用途分類有:乘客電梯(客梯)、客貨電梯、貨梯(載貨電梯)、病床電梯(醫(yī)梯)、住宅電梯、服務(wù)電梯(雜物梯)、船舶電梯、觀光電梯和車輛電梯(汽車庫(kù))。</p><p>  b)     &#

35、160;  按驅(qū)動(dòng)方式分類有:直流電梯、交流電梯、液壓電梯、齒輪齒條電梯(已基本淘汰)、直線電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電梯(有被交流電梯代用的趨勢(shì))。</p><p>  c)        按轎廂運(yùn)行速度方式分類(暫時(shí)規(guī)定)有:低速電梯(v<1m/s)、中速電梯(v<1~2m/s)、高速電梯(v>2~5m/s)、超高速電梯(v&g

36、t;5m/s)。</p><p>  d)        按操作控制方式分類有:手柄開(kāi)關(guān)操作電梯、控鈕控制電梯、信號(hào)控制電梯、集稱選控制電梯、并聯(lián)控制電梯、群控電梯。</p><p>  e)         按有無(wú)司機(jī)分類有:有司機(jī)電梯、無(wú)

37、司機(jī)電梯、有/無(wú)司機(jī)電梯。</p><p>  特殊電梯有:斜行電梯、立體停車場(chǎng)電梯、建筑施工電梯。</p><p>  1.3曳引機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)</p><p>  為了提高曳引機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量,必須滿足下列技術(shù)指標(biāo):</p><p>  1.3.1要確保電梯承載能力及曳引機(jī)的強(qiáng)度</p><p>  電梯承載能力從10

38、0kg到幾噸重,速度從0.25m/s到10m/s以上,亦即曳引機(jī)的功率范圍很大。在設(shè)計(jì)曳引機(jī)時(shí),應(yīng)首先滿足在設(shè)計(jì)壽命內(nèi),不產(chǎn)生任何失效形式的強(qiáng)度要求,其中包括電動(dòng)機(jī)功率的選擇、制動(dòng)力的確定,主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)或校核計(jì)算。要特別重視軸承強(qiáng)度的校核計(jì)算及地腳螺栓的設(shè)計(jì)計(jì)算。另外,繩輪可按易損件處理,其設(shè)計(jì)壽命可短一些。</p><p>  1.3.2具有較高的傳動(dòng)效率</p><p>  曳引

39、機(jī)的傳動(dòng)效率是其綜合技術(shù)指標(biāo)。傳動(dòng)效率的高低不但標(biāo)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(shí)也是曳引機(jī)技術(shù)含量、設(shè)計(jì)質(zhì)量、產(chǎn)品質(zhì)量的具體體現(xiàn)。為提高傳動(dòng)效率,合理選擇主傳動(dòng)機(jī)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。</p><p>  1.3.3具有較高的體積載荷</p><p>  所體積載荷是指曳引機(jī)的許

40、用載荷(功率或轉(zhuǎn)矩)除以曳引機(jī)體積所得商。體積載荷越大表明曳引機(jī)體積越小,結(jié)構(gòu)越緊湊。不難理解,要想實(shí)現(xiàn)大的體積載荷,首先要選擇高科技型的主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。合理地設(shè)計(jì)箱體結(jié)構(gòu),其中同樣功率的曳引機(jī),體積可相差1/3,重量相差到2/5。因此設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕的曳引機(jī)是設(shè)計(jì)者的奮斗目標(biāo)。</p><p>  1.3.4應(yīng)滿足電梯所需的運(yùn)動(dòng)特性</p><p>  電梯的工作特性決定了曳引

41、機(jī)的運(yùn)動(dòng)特征:運(yùn)動(dòng)速度中等、間斷工作、變速、起動(dòng)頻繁的正反轉(zhuǎn)運(yùn)行。為了滿足運(yùn)動(dòng)特性,在設(shè)計(jì)曳引機(jī)時(shí)要特別注意曳引傳動(dòng)系統(tǒng)中傳動(dòng)比的分配,電動(dòng)機(jī)類型的選用,以及主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)齒輪副齒側(cè)間隙的保證等。</p><p>  1.3.5應(yīng)具有較低的振動(dòng)和噪聲</p><p>  這項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)對(duì)乘人電梯特別重要。為了不造成嚴(yán)重的環(huán)境污染,使乘客感到乘坐舒適,要求曳引機(jī)有較低的振動(dòng)(特別是扭振)和噪聲。&

42、lt;/p><p>  1.3.6應(yīng)具有合理的結(jié)構(gòu)</p><p>  結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)歷來(lái)是機(jī)械設(shè)計(jì)中的重要課題,對(duì)曳引機(jī)而言則更為重要。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要特別重視結(jié)構(gòu)對(duì)受力、剛度的影響;對(duì)減振、降噪、附加載荷、自身振動(dòng)頻率的影響,對(duì)潤(rùn)滑條件、潤(rùn)滑質(zhì)量的影響等。在設(shè)計(jì)曳引機(jī)結(jié)構(gòu)時(shí),要逐條分析、結(jié)合實(shí)力合理,沒(méi)有(或少有)附加載荷、滿足強(qiáng)度和剛度要求;潤(rùn)滑條件良好;外形美觀;制造、安裝、維修工藝良好;成本較低

43、。</p><p>  1.3.7具有靈活可靠的制動(dòng)系統(tǒng)</p><p>  制動(dòng)系統(tǒng)要具有受力合理、技術(shù)先進(jìn)、強(qiáng)度高、壽命長(zhǎng)、靈活可靠、結(jié)構(gòu)緊湊的性能。</p><p>  第2章 電梯的驅(qū)動(dòng)功率計(jì)算</p><p>  2.1曳引比與曳引力</p><p>  2.1.1曳引傳動(dòng)與曳引傳動(dòng)形式</p>

44、<p>  2.1.1.1曳引比和機(jī)械效益</p><p>  曳引比:曳引機(jī)上曳引輪的圓周速度與轎廂速度之比稱為曳引比,用i’12表示。</p><p>  機(jī)械效益:令曳引機(jī)中曳引輪上鋼絲繩承受的拉力為F,轎廂總重力為Q,則機(jī)械效益</p><p>  A=Q/F

45、 (2.1a)</p><p>  定滑輪及動(dòng)滑輪機(jī)構(gòu) Q為重物,F(xiàn)為拉力,動(dòng)力臂與阻力臂都是滑輪的半徑r,所以rQ=rF (2.1b)</p><p>  A=Q/F=1 (2.1c)<

46、/p><p>  i’12=1 (2.1c)</p><p>  定滑輪機(jī)構(gòu)速度不變、力不變。r</p><p>  2.1.1.2電梯的曳引傳動(dòng)形式</p><p>  曳引傳動(dòng)形式可由定滑輪、動(dòng)滑輪、組合滑輪、差動(dòng)滑輪機(jī)構(gòu)組合而成。多年經(jīng)驗(yàn)表明&

47、lt;/p><p>  常用曳引傳動(dòng)形式見(jiàn)下</p><p>  l         定滑輪機(jī)構(gòu)的曳引傳動(dòng)  該傳動(dòng)形式的曳引比i’12=1,機(jī)械效益A=1。增加一個(gè)過(guò)輪其目的是為了拉開(kāi)轎廂與對(duì)重之間的距離。過(guò)輪使曳引輪與鋼絲繩的包角減小。一般設(shè)計(jì)盡量使包角α大于135°。過(guò)輪使繩的彎曲次數(shù)增多

48、,疲勞壽命減少。</p><p>  l         曳引比為2的曳引傳動(dòng) i’12=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(duì)重總重量的1/2</p><p>  l     &

49、#160;   滑輪組機(jī)構(gòu)曳引傳動(dòng) 在轎廂(或?qū)χ兀┥细饔腥射摻z繩,有三個(gè)定輪。i’12=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(duì)重總重量的1/3</p><p>  還有大曳引比曳引傳動(dòng)、復(fù)繞曳引傳動(dòng)、長(zhǎng)繞曳引傳動(dòng)、雙對(duì)重對(duì)曳引傳動(dòng)、具有補(bǔ)償繩的曳引傳動(dòng)。</p><p>  綜合分析

50、之后,決定選擇第一個(gè)方案,曳引比i’12 =1,機(jī)械效益A=1。</p><p>  2.1.2作用在曳引輪上的靜力</p><p>  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(jī)的驅(qū)動(dòng)下,牽引轎廂與對(duì)重上下運(yùn)行的。在曳引輪兩側(cè)的鋼絲繩分別系有轎廂及對(duì)重,轎廂與對(duì)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(shí)際上是兩側(cè)各構(gòu)件重力和對(duì)

51、鋼絲繩的拉力。計(jì)算中用到的符號(hào)如下:</p><p>  Q1--------轎廂的結(jié)構(gòu)自重力(N);   取值為2900kg</p><p>  Q2--------電梯的額定載重力(N);   取值為1250kg</p><p>  F--------對(duì)重側(cè)鋼絲繩承受的總拉力(N);</p><p>

52、;  Q-------轎廂側(cè)鋼絲繩承受的總拉力(N);</p><p>  R1--------轎廂至曳引輪間鋼絲繩所受的重力(N);</p><p>  R2--------對(duì)重物至曳引輪間鋼絲繩所受的重力(N);</p><p>  G1--------曳引機(jī)兩側(cè)所受總拉力之差(N);</p><p>  G2--------曳引機(jī)兩側(cè)鋼

53、絲繩重力之差(N);</p><p>  P--------曳引機(jī)輸出軸軸頸承受的靜壓力(N);</p><p>  i12-------曳引機(jī)中減速器之傳動(dòng)比;</p><p>  i’12------曳引傳動(dòng)的曳引比;</p><p>  A--------機(jī)械效益;</p><p>  η1--------曳引機(jī)

54、中減速器的傳動(dòng)效率;</p><p>  η2--------電梯的總效率;</p><p>  f--------接觸面間相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦因數(shù);</p><p>  v--------轎廂運(yùn)行速度(m/s);</p><p>  η2--------曳引輪的轉(zhuǎn)速(r/min)。</p><p>  2.1.3曳引輪兩

55、側(cè)靜拉力計(jì)算</p><p>  Q值 從轎廂到曳引輪之間是一個(gè)曳引系統(tǒng)。也就是說(shuō)轎廂的速度、重量要通過(guò)曳引系統(tǒng)中的滑輪組才能傳遞到曳引輪。當(dāng)然也可以通過(guò)滑輪組直接連接起來(lái),這時(shí)i’12≠1,A≠1。則可用下式求得Q值。</p><p>  Q=(Q1+Q2)/A+R1=(Q1+Q2)/ i’12+R1 (2.1d)</p><p

56、>  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:</p><p>  Q=(Q1+Q2)/A+f1(h1) (2.1d)</p><p>  曳引機(jī)強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)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

57、機(jī)械效益與曳引比量值相等,最后Q值的計(jì)算式為:</p><p>  Q=2.65 Q2/+ R1 (2.1e)</p><p>  式中,i’12由曳引傳動(dòng)機(jī)構(gòu)確定。R1 在設(shè)計(jì)曳引機(jī)時(shí)按滿載,轎廂在井道部位計(jì)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(zhǎng)度重量為q,則R1為</

58、p><p>  R1=Hnq (2.1f)</p><p>  F值 在對(duì)重側(cè)同樣是一個(gè)滑輪組傳動(dòng)機(jī)構(gòu),也有機(jī)械效益。按規(guī)定,對(duì)重取Q+ψQ2。ψ稱對(duì)重系數(shù),其值一般為0.4~0.5。所以對(duì)重側(cè)的拉力F可由下式計(jì)算:</p><p>  F=(Q1+ψQ2)/A+R2=(Q

59、1+ψQ2)/ i’12+ f2(h2) (2.1g)</p><p>  考慮到上文所述相應(yīng)問(wèn)題最后得</p><p>  F=2 Q2/ i’12+ f2(h2) (2.1h)</p><p><b>  Q值與G值差</b></p&

60、gt;<p><b>  由式可知</b></p><p>  G1=Q-F=(Q1+Q2- Q1- ψQ2)/ i’12+(R1+R2)</p><p>  =(1-ψ) Q2/ i’12+(R1+R2) (2.1i)</p><p>  實(shí)際計(jì)算時(shí)可采用簡(jiǎn)化式&l

61、t;/p><p>  G1=0.55 Q2/ i’12+(R1+R2) (2.1j)</p><p><b>  Q值與F值之和</b></p><p><b>  由式可知</b></p><p>  P=Q-F=(Q1+Q2+ Q1+ψ

62、Q2)/ i’12+(R1+R2)</p><p>  =2 Q1+(1+ψ)Q2/ i’12+(R1+R2) (2.1k)</p><p>  實(shí)際計(jì)算時(shí)可采用簡(jiǎn)化式</p><p>  P=4.55 Q2/ i’12+(R1+R2) (2.1l)

63、</p><p>  R1+R2的計(jì)算有兩種情況</p><p><b>  沒(méi)有補(bǔ)償繩時(shí)</b></p><p>  R1+R2=Hnq (2.1m)</p><p><b>  有補(bǔ)償繩時(shí) </b></

64、p><p>  R1+R2=2Hnq (2.1n)</p><p>  2.2.1曳引輪上的靜轉(zhuǎn)矩</p><p>  電梯沒(méi)有運(yùn)行前,曳引輪隨的拉力差G1產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩稱靜轉(zhuǎn)知T(N·m),它的方向與G相同??捎上率接?jì)算,設(shè)曳引輪節(jié)圓直徑為D(mm);則</p>

65、<p>  T’20=DG1/(2*1000)</p><p>  =1/2*D*[0.55Q2 / i’12+(R1+R2)]*1/1000 (2.2a)</p><p><b>  電動(dòng)機(jī)受的靜轉(zhuǎn)矩為</b></p><p>  T10= T20/ i12η

66、 (2.2b)</p><p>  2.2.2靜摩擦轉(zhuǎn)矩</p><p>  靜力P是比較大的力,作用在軸頸上要產(chǎn)生摩擦轉(zhuǎn)矩T’10(N·m),其值可由下式計(jì)算:</p><p>  T’ 10=fpr/1000 (2.2c)</p

67、><p>  式中 r為軸半徑(mm)</p><p>  T’20方向與v方向相反,電動(dòng)機(jī)受的摩擦轉(zhuǎn)矩為</p><p>  T’10= T’20/ i12η (2.2b)</p><p>  電動(dòng)機(jī)軸上承受的總靜轉(zhuǎn)矩為:</p><p>  T

68、’10=T10-T’ 10 (2.2c)</p><p><b>  或</b></p><p>  T0=T10+T’0 (2.2d)</p><p>  2.2.3 F和Q的討

69、論</p><p>  由F值的計(jì)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H<35m時(shí)一般可以不計(jì)入R2總等于Hnq,顯然F值是變化不大的物理量。若不計(jì)入R2,或計(jì)入R2=Hnq,則F是固定量。</p><p>  由Q值的計(jì)算式可知,Q值在運(yùn)行過(guò)程中不但受R1的影響,而且受層站處乘客上下變化的影響,也就是不計(jì)入R1,Q在電梯運(yùn)行中亦是變量。Q值的變化會(huì)影響靜轉(zhuǎn)矩和靜

70、摩擦轉(zhuǎn)矩大小,影響電梯的工作狀態(tài)。</p><p>  在某下層站,乘客減少到Q2的40%~50%時(shí),即恰好等于ψ時(shí),F(xiàn)=Q,于是G1=0,T20=0,T10=0。當(dāng)Q2值再減小,乘客量小于ψQ2時(shí),則要產(chǎn)生F>Q的工作狀態(tài)。這時(shí)產(chǎn)生的靜力矩與G方向一致。當(dāng)F方向的靜轉(zhuǎn)矩大到一定程度時(shí),亦即若大于摩擦力矩時(shí),電梯起動(dòng)的瞬時(shí),主傳動(dòng)機(jī)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

71、是這個(gè)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(dòng)件。改變后的嚙合狀態(tài)是蝸輪為主動(dòng)件。要特別注意,無(wú)論那個(gè)齒面工作,電梯的運(yùn)行方向不變,這是一個(gè)重要的共軛齒面嚙合現(xiàn)象。</p><p>  2.2.4靜轉(zhuǎn)矩的討論</p><p>  2.2.5.1曳引輪承受的靜轉(zhuǎn)矩變化</p><p>  載荷很小時(shí)

72、(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(shí)(極限情況是滿載);Q>F,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:</p><p>  滿載上行T20與T’20方向一致要相加</p><p>  滿載下行T20與T’20方向相反要相減</p><p>  空載上行T20

73、與T’20方向一致要相減</p><p>  空載下行T20與T’20方向一致要相加</p><p>  所謂上行和下行是指轎廂運(yùn)行方向。</p><p>  關(guān)于對(duì)重系數(shù)ψ=0.4~0.5,這就是說(shuō)Q值和F值僅相差(0.6~0.5)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ψQ2時(shí),則Q=F,這時(shí)靜轉(zhuǎn)矩理

74、論上可為零,也就是說(shuō)電梯功率可達(dá)到最小??吞莸某丝筒豢赡芸偸菨M載,也不可能空載運(yùn)行,從概率上講可以判定,乘載40%~60%的機(jī)率最多。而ψ=0.4~0.5,可見(jiàn)ψ系數(shù)的給定值是很巧妙的,這就不難斷定客梯實(shí)際運(yùn)行中電動(dòng)機(jī)功率多數(shù)情況是很小的。曳引機(jī)使用情況已說(shuō)明主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)齒輪副失效破損的很少。由于P力的作用,設(shè)計(jì)軸承則是一個(gè)重要問(wèn)題了。</p><p>  2.2.5.2設(shè)計(jì)載荷</p><p&

75、gt;  在設(shè)計(jì)曳引機(jī)時(shí),總是按照最危險(xiǎn)的情況考慮,所以應(yīng)采用1.25Q的超載計(jì)算,Q總是大于F。曳引機(jī)主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及電動(dòng)機(jī)選擇,都應(yīng)遵循這一原則。</p><p>  2.3.1曳引機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的計(jì)算</p><p>  運(yùn)行中的曳引傳動(dòng)情況是很復(fù)雜的:轎廂運(yùn)行有上有下;轎廂有加速度起動(dòng)、減加速度停車及勻速正常工作;有移動(dòng)構(gòu)件和轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件;有重量、有質(zhì)量等,所以曳引機(jī)承受的力和轉(zhuǎn)矩將受到

76、動(dòng)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的影響。在分析計(jì)算曳引機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩時(shí),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(xiǎn)情況,進(jìn)行曳引機(jī)強(qiáng)度計(jì)算以達(dá)到安全可靠的目的。</p><p>  2.4.1動(dòng)量定理及曳引力</p><p>  曳引力是非運(yùn)動(dòng)時(shí)的靜力。因?yàn)殡娞菰谶\(yùn)動(dòng)的全過(guò)程中,速度是變化 的,呈近似梯形,起動(dòng)時(shí)有加速度,正常運(yùn)行是勻速,停層時(shí)是減加速,所以在起動(dòng)和停層階段受動(dòng)量大小的影響。由此在

77、計(jì)算曳引力時(shí)涉及支動(dòng)量及動(dòng)量定理。</p><p>  動(dòng)量定義:物體質(zhì)量與速度的乘積稱為動(dòng)量。</p><p><b>  K=mv</b></p><p>  動(dòng)量定理:在一個(gè)機(jī)械系統(tǒng)中,各構(gòu)件動(dòng)量對(duì)時(shí)間求導(dǎo)之和等于所有外力之和,即</p><p>  ∑dmivi/dt=∑Fi[3]

78、 (2.4a)</p><p>  對(duì)于一個(gè)構(gòu)件單獨(dú)分析同樣成立。</p><p>  a)上行加速起動(dòng)階段,所承受的曳引力</p><p>  對(duì)于轎廂,它承受的重力為Q1+Q2,亦是受的外力,曳引輪對(duì)轎廂的作用力為Q,于是由式可得</p><p>  (Q1+Q2)dv/gdt=Q-(Q1+Q

79、2) (2.4b)</p><p><b>  所以</b></p><p>  Q=(Q1+Q2)+(Q1+Q2)a/g</p><p>  =(Q1+Q2)(1+a/g) (2.4c)</p><p&g

80、t;  式中 a ——加速度(m/s2)</p><p>  g——重力加速度(m/s2)</p><p>  對(duì)重承受的重力為Q1+ψQ2也是承受的外力。應(yīng)注意v指向–x方向的負(fù)值于是</p><p>  (Q1+ψQ2)/g(–dv/dt)=F–(Q1+ψQ2) (2.4d)</p><p> 

81、 F=(Q1+ψQ2)–(Q1+ψQ2)a/g=(Q1+ψQ2)(1–a/g) (2.4e)</p><p>  所以可方便地求得曳引輪兩側(cè)拉力之差</p><p>  G1=Q-F=(Q1+Q2)(1+a/g)=(Q1+ψQ2)(1+a/g) (2.4f)</p><p><b>  整理后得]<

82、/b></p><p>  G=Q-F=Q2(1-ψ)+[2Q+Q2(1+ψ)a/g (2.4g)</p><p>  b)中間勻速正常工作階段承受的曳引力</p><p>  因?yàn)槭莿蛩龠\(yùn)動(dòng),所以有:</p><p>  Q=Q1+Q2

83、 (2.4h)</p><p>  F=Q2+ΨQ2 (2.4i) </p><p>  G1=G2(1-ψ)[1] (2.4j)</p><p>  與上文計(jì)算的靜載荷一致。</

84、p><p>  c)上行減加速階段承受的曳引力</p><p>  和上行加速階段相比,a為–a,代入上邊各式得</p><p>  Q=(Q1+Q2)(1-a/g) [2] (2.4k)</p><p>  F= (Q1+ψQ2)(1+a/g)

85、 (2.4l)</p><p><b>  所以  </b></p><p>  G1=(Q1+Q2)(1-a/g)- (Q1+ψQ2)(1+a/g) (2.4m)</p><p><b>  最后整理得</b></p><

86、p>  G=Q2(1-ψ)-[2Q1+Q2(1+ψ)]a/g (2.4n)</p><p>  d)下行加速起動(dòng)階段承受的曳引力</p><p>  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。</p><p>  e)穩(wěn)定下行階段承受的曳引力<

87、/p><p>  屬于勻速運(yùn)動(dòng)承受的曳引力,是靜曳引力。</p><p>  f)下行減加速階段承受的曳引力</p><p>  這種情況,加速度是“–”值,速度是“+”,可求得Q;速度是負(fù)值,加速度是“–”值,可求得F于是可得與式相同的結(jié)果。</p><p>  2.4.2輸入功率的簡(jiǎn)易計(jì)算方法</p><p>  曳紀(jì)

88、機(jī)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)知和功率是比較復(fù)雜。為簡(jiǎn)化計(jì)算,通常采用簡(jiǎn)易計(jì)算法,這種方法雖然考慮的影響因素較少,但從工程計(jì)算的角度考慮下式是可用的。有一條經(jīng)驗(yàn)公式;</p><p>  η=Cη1/η’2=0.52*80.8/78.4=0.54 (2.4o)</p><p>  P=(1-Ψ)Q2v/102η=(1-0.5)*1250*1.75/(

89、102*0.54)=19.86[6] (2.4p)</p><p>  式中  P——電動(dòng)機(jī)功率(kw)</p><p>  Ψ——電梯平衡系數(shù),0.45~0.5;</p><p>  η——電梯機(jī)械傳動(dòng)總效率;</p><p>  η’1——曳引機(jī)中減速器的傳動(dòng)效率,對(duì)于ZK1、ZI蝸桿傳動(dòng)</p>

90、;<p>  η1=100-3.2√i12=100-3.2√36=80.8 (2.4q)</p><p>  η’2——效率比常數(shù),</p><p>  η’2=100-3.6√i12=100-3.6*6=78.4 (2.4r)</p>

91、<p>  η——電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)總效率</p><p>  C——效率常數(shù),C=0.5~0.55,一般取0.52 [4]</p><p>  第3章            曳引機(jī)主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>  3.1 普通圓柱蝸桿副幾何參

92、數(shù)搭配方案是:</p><p>  在中心距a、轉(zhuǎn)速n1、傳動(dòng)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(jì)方案的優(yōu)點(diǎn)是:采用多齒數(shù)(頭數(shù))z1的圓柱蝸桿傳動(dòng),能明顯提高傳動(dòng)效率,降低油溫升,保持潤(rùn)滑油粘度,改善動(dòng)壓潤(rùn)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(shí)現(xiàn),增大了蝸輪的有效寬度,減小了蝸輪的尺寸;

93、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。</p><p>  曳引機(jī)是品種少、用量大的專用減速機(jī)構(gòu),為實(shí)現(xiàn)“最隹”設(shè)計(jì)方案,故采用非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),這為新設(shè)計(jì)方案的推廣打下了良好的基礎(chǔ)。故選用:</p><p>  z1=1、2、4 (3.1a)</p><p>  z2=

94、25~90 (3.1b)</p><p>  i12=-20~63 (3.1c) </p><p>  q=10~20 (3.1d)</p&

95、gt;<p>  普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的幾何尺寸計(jì)算</p><p>  在蝸桿的基本尺寸和參數(shù)表(GB10085––88)[4]選得以下數(shù)值</p><p>  模數(shù)(m/mm): 4</p><p>  軸向齒距(px/mm):12.566</p><p>  分度圓直徑(d1/mm):40</p><p&g

96、t;<b>  齒數(shù)z1:2</b></p><p>  直徑系數(shù)q:10.000</p><p>  齒頂圓直徑da1/mm:48</p><p>  齒根圓直徑df1/mm:30.4</p><p>  分度圓柱導(dǎo)程角γ1:21°48′05″</p><p>  普通圓柱蝸桿傳動(dòng)幾何

97、尺寸計(jì)算式</p><p>  蝸桿齒數(shù)z1:                </p><p>  z1==z2/i12 (3.1e) 

98、60;</p><p>  z1=1,2,3,4 ; (3.1f)</p><p>  根據(jù)大多數(shù)用法,選取z1=2</p><p>  蝸輪齒數(shù) z2            

99、;      </p><p>  z2=i12 (3.1g)</p><p>  z1=36*2=72 (3.1h)</p><p>  傳動(dòng)比 i12

100、                    </p><p>  i12=1/ i21=ω1/ω2=n1/n2= z2/ z1=r’2/r’1cotγ1=</p><p>  =r’2/p=2r’

101、2/mz1=d2/mz1=36>1 (3.1i)</p><p>  齒數(shù)比 u                     </p><p>  u

102、= z2/ z1=36≥1(蝸桿主動(dòng)時(shí)i12=u) (3.1j)</p><p>  蝸桿軸向模數(shù)mx/mm           </p><p>  mx=2a/(p+ z2+2x)=px/π=d1/q=4.00

103、 (3.1k)</p><p>  蝸桿法向模數(shù)mn/mm          </p><p>  mn= mxcosγ1=3.71 (3.1l)</p><p>  蝸桿直徑系數(shù)q 

104、;              </p><p>  q=d1/mx=40/4=10 (3.1m)</p><p>  蝸桿分度圓直徑d1/mm   &

105、#160;      </p><p>  d1=qmx=10*4=40 (3.1n)</p><p>  導(dǎo)程 pz/mm            &

106、#160;      </p><p>  πmz1=pz=3.14*4*2=25.12 (3.1o)</p><p>  導(dǎo)程角γ1(°)           

107、0;    </p><p>  γ1=arctan(z1/p)= arctan(mz1/d1)= arctan(4*2/40) 1:21°48′05″ (3.1p)</p><p>  z1: (3.1q) 

108、60;             </p><p>  z1==z2/i12   </p><p>  z1=1,2,3,4</p><p><b>  z1=2</b></p>&l

109、t;p>  z2 ,i12:   (3.1r) </p><p><b>  z2=i12 </b></p><p>  z1=36*2=72</p><p>  i12=1/ i21=1<

110、;/p><p>  n1/n2= z2/ z1=r’2/r’1cot1</p><p>  =r’2/p=2r’2/mz1=d2/mz1=36>1u  </p><p>  mx/mm (3.1s)</p><p>

111、;<b>  i12=u</b></p><p>  u= z2/ z1=36≥1(</p><p>  mx=2a/(p+ z2+2x)=px/π=d1/q=4.00</p><p>  mn= mxcos1=3.71</p><p>  mn/mm  q

112、 (3.1t) </p><p>  q=d1/mx=40/4=10</p><p>  d1=qmx=10*4=40</p><p>  d1/mm (3.1u) </p

113、><p>  pz/mm 1(°) </p><p>  πmz1=pz=3.14*4*2=25.12</p><p>  1=arctan(z1/p)=</p><p>  arctan(mz1/d1</p><p>  arctan(4*2/40)</p><p>

114、  = arctan(0.2)=11.31°  </p><p>  =arctan(z1/q+2x)= arctan(mz1/d’1)x(°) </p><p>  Tan x=tan/cos= arctan(0.2)=11.31°  </p><p>  γ’=arctan(z1/q+2x)= arct

115、an(mz1/d’1)</p><p>  軸向齒形角αx(°)             </p><p>  tanαx=tanαn/cosγ1 =0.37 (3.1v)</p>

116、<p>  法向齒形角αn(°)               </p><p>  tanαn= tanαx cosγ1= 0.36       αn=α0=20°

117、 (3.1w)</p><p>  DIN標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 γ=15°~20°</p><p>  αn=22.5°γ1<15°時(shí)α0=20 (3.1x)</p><p>  中心距a/mm   

118、                 </p><p>  a=m(q+z2+2x)/2= (d’1+d’2)/2=164.8  (3.1y)   </p>&l

119、t;p>  取標(biāo)準(zhǔn)值變位系數(shù)x                     </p><p>  x=(a’-a)/m=a’/m-(q+z2)/2  、x=+0.3~ –1;

120、 (3.1z)</p><p><b>  選用x=0.2</b></p><p>  蝸桿節(jié)圓直徑d1/mm                    </p>

121、<p>  d1’=d1+2x2m=m(q+2x2)=4*(10+2*0.2)=41.6 (3.1a1)</p><p>  蝸輪節(jié)圓直徑d2’ /mm             </p><p>  d2’=d2=288

122、 (3.1a2)</p><p>  齒頂高系數(shù)ha*                </p><p>  ha*=cosγ1=0.98&

123、#160; (3.1a3)</p><p><b>  取ha*=1</b></p><p>  頂隙系數(shù)c*              

124、60;     </p><p>  c*=0.2cosγ1=0.2 (3.1a4)</p><p>  蝸桿齒厚sx1/mm           

125、     </p><p>  sx1=p/2=πm/2=6.28加厚蝸輪齒厚時(shí)</p><p>  sx1=πm/2–0.2cosγ1=6.28-0.196=6.084 (3.1a5)</p><p>  蝸桿齒頂高h(yuǎn)a/mm   

126、60;            </p><p>  ha1=ha*m=1*4=4 (3.1a6)</p><p>  蝸桿齒根高h(yuǎn)f/mm     

127、           </p><p>  hf1=ha*m+c*m=(ha*+c*)m=(1+0.2)*4=4.8 (3.1a7)</p><p>  蝸桿齒全高h(yuǎn)/mm      &#

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