【正文】 G0=G+α?Qα為平衡系數(shù)，~G0=G+α?Q=1600+~1250=2100~2225kg取G0=2150kg轎廂自重G=1600kg配重G0=2150kg 鋼絲繩的選取假定該乘客電梯提升高度為10層，H=30m，根據(jù)歐洲電梯標(biāo)準(zhǔn)（EN811），采用三根即以上曳引繩時(shí)，靜載安全系數(shù)K靜=12，鋼絲繩規(guī)格參數(shù)如表2 1公稱抗拉強(qiáng)度單強(qiáng)度：1570N/mm2 1770 N/mm2雙強(qiáng)度：1370/1770N/mm2公稱直徑mm近似重量鋼絲繩最小破斷載荷，kN天然纖維kg/100m人造纖維kg/100m單強(qiáng)度：1570N/mm2雙強(qiáng)度：1370/1770N/mm2均按1500N/mm2單強(qiáng)度計(jì)算單強(qiáng)度：1570N/mm28101113161131331912512215918722168164213251表2 1項(xiàng)目內(nèi)容設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)和過程計(jì)算結(jié)果初選中公稱直徑d=13mm的人造纖維鋼絲繩，其最小破斷載荷F破斷=，取轎廂在最低位置進(jìn)行計(jì)算，m0為單根繩的質(zhì)量，F(xiàn)1為單根繩所受最大靜拉力，設(shè)鋼絲繩根數(shù)為n 當(dāng)量摩擦系數(shù)確定在電梯制造中常常采用的三種曳引輪繩槽為：半圓形槽、半圓形帶切口槽、V形槽，截面圖如圖2 3取鋼絲繩與曳引輪材料間的摩擦系數(shù)μ0=m0=H?ρ==F1=G+Q2n+m0?g則有：F1?K靜F破斷代入可得：1600+12502n+12103n取n=3，即采用三根鋼絲繩?？紤]到鋼絲繩的重量不能忽略，曳引輪兩邊的重量會(huì)不斷變化，從而所需要的曳引機(jī)提供的曳引力也不斷變化，運(yùn)行不穩(wěn)定，增加了補(bǔ)償鏈。額定載質(zhì)量/kg額定速度/(m/s)額定加速度/(m/s2)提升高度/m乘客電梯125030項(xiàng)目內(nèi)容設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)和過程計(jì)算結(jié)果二、 總體方案設(shè)計(jì)1. 電梯結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)電梯轎廂的提升和下降的曳引，由以前的卷筒式的提升機(jī)構(gòu)，逐步改進(jìn)為目前電梯行業(yè)廣泛采用的曳引機(jī)式提升機(jī)構(gòu)。2) 齒輪式曳引機(jī)的設(shè)計(jì)。5) 安全裝置：包括安全鉗、限速器、緩沖器和限位開關(guān)。電梯的機(jī)械部分主要包括：1) 曳引系統(tǒng)：包括電梯傳動(dòng)部分、曳引機(jī)和曳引鋼索。的剛性導(dǎo)軌上，在規(guī)定樓層間輸送人或貨物。本次課程設(shè)計(jì)，較為完整地展現(xiàn)了減速器這一工業(yè)生產(chǎn)中常用的機(jī)械部件設(shè)計(jì)過程。相比蝸輪蝸桿傳動(dòng)，采用齒輪傳動(dòng)傳動(dòng)效率更高，這一點(diǎn)在電動(dòng)機(jī)的選擇部分有所體現(xiàn)。機(jī)械設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書設(shè)計(jì)題目電梯機(jī)械部分系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)摘要本課程設(shè)計(jì)的目的是設(shè)計(jì)一種用于較高層建筑的乘客電梯，其轎廂由電力拖動(dòng)，運(yùn)行在兩根垂直度小于 15176。曳引機(jī)采用 2:1 繞法，相當(dāng)于一級減速比為 2:1 的減速裝置，有利于降低減速器的減速比，從而有利于減速器的設(shè)計(jì)。通過查閱相關(guān)資料，綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理、材料力學(xué)、理論力學(xué)、制造工程基礎(chǔ)、工程制圖等多門學(xué)科的知識(shí)，解決設(shè)計(jì)過程中的相關(guān)問題。電梯按用途可以分為：客梯、貨梯、客貨梯、觀光梯、雜貨梯等；按速度可分為：低速梯、快速梯、高速梯和超高速梯。2) 引導(dǎo)部分：包括導(dǎo)軌、導(dǎo)靴等。根據(jù)給定參數(shù)設(shè)計(jì)電梯曳引系統(tǒng)。3) 按比例繪制曳引系統(tǒng)的原理方案簡圖。因此，在此次課程設(shè)計(jì)中，我主要考慮的是曳引機(jī)式提升。通過具體計(jì)算，發(fā)現(xiàn)采用定滑輪時(shí)，傳動(dòng)比過大，難以設(shè)計(jì)減速器，故采用動(dòng)滑輪，相當(dāng)于一個(gè)2:1的減速裝置。圖2 3三種槽口的當(dāng)量摩擦系數(shù)分別如下計(jì)算：對于半圓形槽：μ1=4μ0π=對于半圓形帶切口槽：μ2=4μ0sinγ2sin?2γ+sinγ?sin?取γ=π，?=π2，則有μ2=對于V型槽：鋼絲繩數(shù)目：n=3當(dāng)量摩擦系數(shù)：μ1=μ2= 曳引輪包角的確定[1]為保證電梯在運(yùn)行中的安全，應(yīng)使鋼絲繩在曳引輪上不打滑，根據(jù)分析和計(jì)算，電梯曳引鋼絲繩在下面兩種工作狀態(tài)下。盡管V型槽的當(dāng)量摩擦系數(shù)最大，但隨著使用時(shí)間的延長，V型槽口會(huì)被磨損，從而導(dǎo)致曳引能力下降，因此本次課程設(shè)計(jì)選擇半圓形帶切口槽，當(dāng)量摩擦系數(shù)μ=詳細(xì)DWG圖 紙 請 加：三 二 ③ 1爸 爸 五 四 0 六討論兩種情況鋼絲繩不打滑條件：1) 空載電梯上行至最高層站處制動(dòng)停車狀態(tài)（同下降啟動(dòng)狀態(tài)）其不打滑條件為：G+≤eμαC1?C2其中G為轎廂自重，Q為額定載重C1=g+aga根據(jù)歐洲電梯標(biāo)準(zhǔn)EN81規(guī)定，C1最小許用值如 表2 2C1電梯額定速度V（M/S）V≤V≤V≤V≤ 表2 2μ3=半圓形帶切口槽當(dāng)量摩擦系數(shù)：μ=4. 電動(dòng)機(jī)的選擇[2] p2001234 選擇電動(dòng)機(jī)類型 選擇電動(dòng)機(jī)容量傳動(dòng)示意圖如圖2 4結(jié)合實(shí)際數(shù)據(jù)，取C1=，C2值對于半圓帶切口槽取1代入式中1600+12501600≤?1α≥=176。按工作要求選用Y系列全封閉自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，電壓380V圖2 4包角：α=120176。電動(dòng)機(jī)型號(hào)：Y160L6項(xiàng)目內(nèi)容設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)和過程計(jì)算結(jié)果5. 運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 分配傳動(dòng)比 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算曳引輪直徑D與鋼絲繩直徑d應(yīng)滿足下列關(guān)系：dD≤140d=13mm即D≥40d=520mm，取D=600mm。采用閉式軟齒面?zhèn)鲃?dòng)，按照齒面接觸強(qiáng)度初步估算小齒輪分度圓直徑。小齒輪直徑d1=mtz1=21=65mm大齒輪直徑d2=mtz2=97=初步齒寬為b=ψdd1=65=，取b=60mm。其中：端面重合度為εα=12πz1tanαat1tanαt39。=176。300+23=176。因此端面重合度εα=。其中：Ft=2000T1d1=2000=2690NKAFtb=269065=100N/mmKHα=KHβ=εαcos2βb==cosβb=cosβcosαncosαt=176。其中，非對稱支承，調(diào)質(zhì)齒輪精度等級8級，裝配時(shí)檢驗(yàn)調(diào)整或?qū)ρ信芎汀ＴS用接觸應(yīng)力σHP1=σHP2=5. 確定傳動(dòng)主要尺寸6. 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算中心距為a=d1+d22=65+3002=圓整取a=182mm。=小齒輪直徑為d1=mnz1cosβ=21=大齒輪直徑為d2=mnz2cosβ=97=齒寬b為b=60mm,b1=64mm,b2=60mm小齒輪當(dāng)量齒數(shù)為zv1=z1cos3β=176。使用系數(shù)KA、動(dòng)載荷系數(shù)KV以及齒間載荷分配系數(shù)KFα分別為KA=,KV=,KFα=由圖29查得齒向載荷分布系數(shù)KFβ=,其中bh=3=由圖220查得齒形系數(shù)YFa1=,YFa2=。小齒輪：40Cr，調(diào)質(zhì)， 280HB大齒輪：40Cr，調(diào)質(zhì)， 260HB同側(cè)齒面精度等級選8級精度。初取齒數(shù)z3=24,z4=iz3=24=,取,z4=79確定模數(shù)mt=d3z3=10024=,查表24取mn=4mm確定螺旋角ββ=cos1mnmt==176。由圖218查得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH=由表215查得彈性系數(shù)ZE=重合度系數(shù)Zε的計(jì)算公式由端面重合度εα和縱向重合度εβ確定。176。αat4=cos1d4cosαtd4+2mn=cos1329176。=αt=176。=由表27查得使用系數(shù)KA=由圖26查得動(dòng)載荷系數(shù)KV=由表28查得齒間載荷分配系數(shù)KHα=。由圖227查得ZNT3=，ZNT4=。合理。=90由式（211）σF=KAKVKFβKFαFtmnbYFaYSaYεYβ校驗(yàn)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。（非變位）重合度系數(shù)Yε為Yε=+=++=cosβb=cosβcosαncosαt=176。項(xiàng)目內(nèi)容設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)和過程計(jì)算結(jié)果五、 高速軸的設(shè)計(jì)與校核[3] p471. 選擇材料和熱處理2. 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑3. 初步設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)根據(jù)軸的使用條件，選擇45鋼，正火，硬度HB=170~217查表13，取C=112，根據(jù)式（12）得d≥C?3Pn=112=結(jié)合所選電機(jī)Y160L6，其輸出軸徑為42mm，按聯(lián)軸器的標(biāo)準(zhǔn)系列，取軸徑d=30mm，軸孔長度L=82mm。材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度HB=280。=1007N小齒輪軸向力為Fa1=Ft1?tanβ=2690176。39。=50996N?mm 當(dāng)軸逆轉(zhuǎn)時(shí)圖5 5垂直面（YZ平面）支反力及彎矩與正轉(zhuǎn)相同水平面（XZ平面）支反力及彎矩計(jì)算如下：FAH=Fr1176Fa1=1007176644=670NFBH=Fr161+Fa1=100761+644=347NMHC39。=61160N?mmMHC39。2=1218562+300742=125512N?mmMC39。2=1218562+509962=132096N?mm合成彎矩圖如圖5 7(a)所示。39。正轉(zhuǎn)MC39。=136343N?mmMC39。由公式Me=M2+αT2求出危險(xiǎn)截面C處的當(dāng)量彎矩軸正轉(zhuǎn)時(shí)MeC39。=MC39。2+αT2=1363432+874272=145375N?mmT1=87427N?mm正轉(zhuǎn)MeC39。=145375N?mmMeC39。2+αT2=1285272+874272=138072N?mm繪制當(dāng)量彎矩圖如圖5 7圖5 8（c）所示。由式（13）σb=MeW=≤σ1b得危險(xiǎn)截面C處的彎曲應(yīng)力σbC=MeCWC=653=σbCσ1b=75MPa，安全。d=45mmD=100mmB=25mm圖6 1項(xiàng)目內(nèi)容設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)和過程計(jì)算結(jié)果4. 軸的空間受力分析 當(dāng)軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)（定義為正轉(zhuǎn)）軸所受到的外載荷為兩齒輪上的作用力，空間受力如圖6 2所示：圖6 2參考齒輪傳動(dòng)的受力分析如下：輸入軸的轉(zhuǎn)矩為T2=106Pn=106=387912N?mm齒輪圓周力為Ft2=2T2d2=2387912299=2595NFt3=2T2d3=2387912100=7758N小齒輪徑向力為Fr2=Ft2tanαncosβ2=2595tan20176。=2947N小齒輪軸向力為Fa2=Ft2?tanβ2=2595176。=FAH+Fa2150=1169+621150=168551N?mmMHC39。39。=75401N?mmMHD39。=FAH150=544+621150=58062N?mmMHC39。39。=35088N?mmMHD39。=MVC2+MHC39。39。39。MC39。=MVC2+MHC39。39。=504888N?mm逆轉(zhuǎn)MC39。=MVD2+MHD39。39。由表12查得σb=610MPa，由表14查得σ1b=55MPa，σ0b=95MPa，則α=75130=。=497829N?mmMD39。39。=MD39。39。39。=MD39。39。=568002N?mmMeD39。39。=578350N?mm繪制當(dāng)量彎矩圖如圖6 7圖6 8（c）所示。σbD=項(xiàng)目內(nèi)容設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)和過程計(jì)算結(jié)果七、 低速軸的設(shè)計(jì)與校核1. 選擇材料和熱處理2. 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑3. 初步設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)根據(jù)軸的使用條件，選擇45鋼，正火，硬度HB=170~217查表13，取C=112，根據(jù)式（12）得d≥C?3Pn=112=按聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)系列，取軸徑d=60mm，軸孔長度L=142mm初選中深溝球軸承6014，軸承尺寸為外徑D=110mm，寬度B=20mm。=2829N齒輪軸向力為Fa4=Ft4?tanβ=7446176。39。=393128N?mm 當(dāng)軸逆轉(zhuǎn)時(shí)圖7 5垂直面（