【正文】 北京航空航天大學學生設計用紙 第 1 頁 機械設計課程設計 計算說明書 設計題目： 電梯 機械部分相關系統(tǒng) 的原理及結(jié)構(gòu)設計 2021 年 6 月 6 日 北京航空航天大學學生設計用紙 第 2 頁 前 言 一種以電動機為動力的垂直升降機，裝有箱狀吊艙，用于多層建筑乘人或載運貨物。也有臺階式，踏步板裝在履帶上連續(xù)運行，俗稱自動電梯。 服務于規(guī)定樓層的固定式升降設備。它具有一個轎廂，運行在至少兩列垂直的或傾斜角小于 15176。的剛性導軌之間。轎廂尺寸與結(jié)構(gòu)形式便于乘客出入或裝卸貨物。 曳引繩兩端分別連著轎廂和對重，纏繞在曳引輪和導向輪上，曳引電 動機通過減速器變速后帶動曳引輪轉(zhuǎn)動，靠曳引繩與曳引輪摩擦產(chǎn)生的牽引力，實現(xiàn)轎廂和對重的升降運動，達到運輸目的。固定在轎廂上的導靴可以沿著安裝在建筑物井道墻體上的固定導軌往復升降運動，防止轎廂在運行中偏斜或擺動。常閉塊式制動器在電動機工作時松閘，使電梯運轉(zhuǎn)，在失電情況下制動，使轎廂停止升降，并在指定層站上維持其靜止狀態(tài)，供人員和貨物出入。轎廂是運載乘客或其他載荷的箱體部件，對重用來平衡轎廂載荷、減少電動機功率。補償裝置用來補償曳引繩運動中的張力和重量變化，使曳引電動機負載穩(wěn)定，轎廂得以準確?？俊ｋ姎庀到y(tǒng)實現(xiàn)對 電梯運動的控制，同時完成選層、平層、測速、照明工作。指示呼叫系統(tǒng)隨時顯示轎廂的運動方向和所在樓層位置。安全裝置保證電梯運行安全。 按速度可分低速電梯（ 1 米 /秒以下）、快速電梯 (1～ 2 米 /秒 )和高速電梯 (2米 /秒以上 )。 19 世紀中期開始采用液壓電梯，至今仍在低層建筑物上應用。 1852年，美國的伊萊莎 .格雷夫斯 .奧的斯研制出帶有安全制動裝置的升降機。 80 年代，驅(qū)動裝置有進一步改進，如電動機通過蝸桿傳動帶動纏繞卷筒、采用平衡重等。 19 世紀末，采用了摩擦輪傳動，大大增加電梯的提升高度。 本次設計的電梯主要是為家 庭使用的貨梯，具有載重量大，速度慢的特點。 北京航空航天大學學生設計用紙 第 3 頁 目錄 一、 總體設計方案 ……………………………………………………… ……………… 4 工作原理 ………………………………………………………… …………… ………… 4 原始技術(shù)數(shù)據(jù) …………………………………………………… …………… ………… 4 執(zhí)行機構(gòu)設計 ……………………………………………………… …………… ……… 4 減速器簡圖 ………………………………………………………… …………… ……… 5 二、電機的選取 ……………………………………… ……………… … …………… …… 6 選擇電動機類型 ………………………………………………………………………… 6 選擇電動機容量 ………………………………………………………………………… 6 確定電動機轉(zhuǎn)速 ………………………………………………………………………… 6 三、傳動比分配 …………………………………………………………………………… 7 四 、運動和動力參數(shù)計算 …………… ……………………………………………… … 7 五、 減速器詳細設計 ………………………… ……………………………… ………… 9 帶傳動裝置的 設計計算 ………………… …………………………………………… 9 高速級齒輪傳動設計 ………………………………………………………… ……… 11 低速級齒輪傳動設計 ………………………………………………………………… 16 高速軸設計計算 …………………………………………………… …… …………… 22 中間軸設計計算 ………………………………………………… …… ……………… 24 低速軸設計計算 …………………………… … ……………… … … … …… ………… 26 高速軸軸承壽命校核 ………………………………… ……………………………… 28 中間軸軸承壽命校核 ………………………………………………………………… 29 低速軸軸承壽命校核 ………………………………………………………………… 30 高速軸上鍵的選用和校核 ……………………………………………………… …… 31 1 中間軸上鍵的選用和校核 (1) …………………………………………… …………… 31 1 中間軸上鍵的選用和校核 (2) …………………………………………… …………… 32 1 低速軸上 齒輪 鍵的選用和校核 ………………………………………… … ……… 32 1 低速軸上 聯(lián)軸器 鍵的選用和校核 ………………………………………… ………… 32 1箱體及附件、潤滑及密封 …………………………………………… …………… 33 六、潤滑和密封形式的選擇，潤滑油或潤滑脂的牌號的選擇 ……… 35 七、其他技術(shù)說 明 ………………………… ……………… … ………………………… 36 八、參考資料 ……………………… ……………………… ……… … …………… ……… 38 北京航空航天大學學生設計用紙 第 4 頁 項目 內(nèi)容 設計計算依據(jù)和過程 計算結(jié)果 一、總體方案設計 工作原理 電梯的組 成如下圖： 上圖是電梯的原理圖，其中原動機通電之后帶動傳動裝置轉(zhuǎn)動，傳動裝置再帶動曳引卷筒轉(zhuǎn)動，從而通過繞在曳引卷筒上的鋼絲繩使電梯實現(xiàn)上下運動。而傳動裝置是一個減速裝置，也是原理上最重要的部分。本次設計主要設計都集中在傳動裝置的設計。 設計圖如下： 原始數(shù)據(jù) 此種電梯的原始數(shù)據(jù)是額定載質(zhì)量 M=1600kg，v=。 傳動裝置設計 方案一： 北京航空航天大學學生設計用紙 第 5 頁 方案二： 方案一和方案二的區(qū)別就是有沒有帶傳動。第二個方案的優(yōu)點就是少了一級帶傳動，有利于提高效率，減少能量的耗散而且傳動零件少，可以減少成本。而方案一的優(yōu)點是能實現(xiàn)很大的減速比。通過計算，由于我的初始條件的限制，根據(jù)工程需要，我只能選擇第 一種方案。 減速器簡圖 北京航空航天大學學生設計用紙 第 6 頁 項目 內(nèi)容 設計計算依據(jù)和過程 計算結(jié)果 二、原動機的選擇 選擇電動機類型 選擇電動機容量 轉(zhuǎn)速 按工作要求，選用 Y 系列全封閉自扇冷式籠型三相異步電機，電壓 380V。 電機所需工作功率?wd PP ? 245423421?? ????? ?????? a 有效拉力 F=4kN 帶速 v= kWvFP w ???? ? 所以 Pd= 可選擇額定功率為 4kW。 取 D=200mm。 則 滾 筒 軸 工 作 轉(zhuǎn) 速 ：m in/ rD vn w ??? ? V帶傳動比 1i =2～ 4 二級圓柱齒輪減速器傳動比 2i =8～ 40,則： 160~1639。 ?i 故電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為 : r / m i ~)60116(39。 ???? ～wd nin 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 1500 和 3000r/min，但因為 3000r/min 的電機傳動比大， 傳動裝置外廓尺寸大，制造成本高，結(jié)構(gòu)不緊湊，故不可取，所以采用 1500r/min。查① 6163，綜合考慮傳動裝置的結(jié)構(gòu)尺寸、電機重量、價格等因素，初選擇原動機型號 Y112M4。 P=4kW 原動機選取 Y112M4 北京航空航天大學學生設計用紙 第 7 頁 三、分配傳動比 （ 1）總傳動比 （ 2）分配傳動裝置各級傳動比 四、運動和動力參數(shù)計算 采用最大行程的功率進行計算 0軸（電動機軸） 1軸（高速軸） ??? wma nni 由設計可知，整個裝置的傳動比為 首先取 V帶傳動的傳動比為 3 ??i 取兩級圓柱齒輪減速器的傳動比 ?? ii 則低速級的傳動比 ??? i ii mNnPTrnnkWPPwd????????? 4 4 00 5 5 5 5 09 5 5 0m i n/1 4 4 00 5 5 00000 mNnPTrnkWPP????????? 5 5 0m i n/4 8 09 9 5 5 1111101 ? ?ai i12= i23= 北京航空航天大學學生設計用紙 第 8 頁 2軸（中間軸） 3軸（低速軸） 4 軸（滾筒軸） mNnPTrinnkWPP???????????? 5 5 0m i n/48022212123212 ?? mNnPTrinnkWPP??????????? 5 5 0m i n/33323233223 ?? mNTrinnnkWkWPP??????????m i n/4232344234 ?? 北