【文章內(nèi)容簡介】 3 原動機的選擇 電動機是電梯上升的動力源，電梯的運行狀況和舒適性主要由電機決定。選擇滿足功能要求的電機是能否設(shè)計好電梯的關(guān)鍵。 所選的電動機應 有較大起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)并適于短時重復工作 。參考電梯設(shè)計規(guī)范，電動機的 工作制與工作級別 有相關(guān)要求，設(shè)計規(guī)范要求： 不頻繁使用的設(shè)備，其驅(qū)動機構(gòu)的工作級別可參考 GB3811 定為 M4M5 級，電動機的接電持續(xù)率不低于25％：較繁忙使用的設(shè)備，其驅(qū)動機構(gòu)的工作級別不低于 M6，電動機的接電持續(xù)率不低于 40％ 。所設(shè)計的電梯工作時啟動頻繁，啟動的轉(zhuǎn)矩較大。 設(shè)計任務(wù)要求，電梯的最大承載重量為 500kg，電梯的運行速度為小于1 sm/ 。根據(jù)實際考慮電梯的運行速度設(shè)計為 sm/ 。并且電梯能頻繁啟動，運行平穩(wěn)。按設(shè)計要求，以及工作條件查閱相關(guān)標準，選用小功率變頻調(diào)速三相異步電動機，此種電機適用于變頻調(diào)速電梯。 查《減速器設(shè)計實例精解》表 21可知各機構(gòu)的傳動效率 為： ??蝸桿 ； ??聯(lián)軸器 ； )( 一對軸承 ??； ??錐齒輪； ??齒輪齒條 工作機的總效率為： ????? 齒輪齒條錐齒輪軸承蝸輪蝸桿聯(lián)軸器總 ?????? 電梯上升所需最大功率： kwmg vFvP w ?????? 所以電動機所需工作效率為： kwPP w ??? 總? 查選用 YTD132C4/18C 型調(diào)壓調(diào)速電動機，電動機的功率為 4KW，額定電壓 第 8 頁 為 380V,額定頻率為 50Hz,同步轉(zhuǎn)速為 1500r/min。 please contact Q 153893706 give you perfect drawings 第 9 頁 4 傳動零件的設(shè)計計算 齒輪軸的計算 取齒輪的模數(shù)為 5，齒數(shù)為 20，齒輪的分度圓直徑為 100mm。電梯上升速度 v＝ sm/ 。計算安裝齒輪軸的轉(zhuǎn)速 n： mzvn ?60? （ 41） 式中 v — 轎廂運行速度 m — 齒輪的模數(shù) z — 齒輪的齒數(shù) 由式 41 計算得， min/75rn? 電動機的轉(zhuǎn)速為 1500r/min，由此可以計算傳動系統(tǒng)的傳動比： 20m in/75 m in/1 5 0 0 ?? rri 齒輪的設(shè)計計算 通過查閱相關(guān)材料，根據(jù)實際工程使用情況。取傳動齒輪的模數(shù)為 5，齒輪的齒數(shù)為 20。齒輪的材料為 40Cr，熱處理方式為調(diào)質(zhì)。下面對齒輪進行校核 ]。 所設(shè)計的齒輪用于是開式裝置、低速重載情況下工作。開式齒輪的失效形式主要有輪齒折斷、齒面磨損 、齒面膠合等形式。所設(shè)計的齒輪在以上敘述的工作情況下，必須有足夠的、相應的工作能力，以保證在整個工作壽命期間不致失效。因此，必須以保證齒面抗磨損及齒根抗折斷能力兩準則進行計算。由于現(xiàn)階段對齒面抗磨損能力的計算方法尚不完善，對齒輪的設(shè)計計算僅保 證齒根彎曲疲勞強度作為設(shè)計準則。 齒輪在受載時，齒根所受的彎矩最大，因此齒根處的彎曲疲勞強度最弱?？紤]齒輪的制造成本，和工作條件。采用低精度齒輪。這種齒輪的制造誤差較大，實際上多由在齒頂處嚙合的齒輪分擔較多的載荷，只需按全部載荷作用于齒頂來計算齒根的彎曲強度。建立受力模型來計算（如圖 41 示）： 第 10 頁 圖 41 齒輪齒條受力簡圖 其中： F—— 作用在齒條上的作用力，其計算式為 ?? 20cos2 GF 假設(shè)齒輪為一懸臂梁。在實際工作時，由于電動機以及減速器的影響，在同時嚙合的齒對間，載荷的分配并不是按接觸線均勻分布。因此，在計算齒輪傳動強度時，按接觸線單位長度上的最大載荷： 由于齒輪、齒條所受的力為一對作用力，故齒輪所受力為 F 。上式可變?yōu)椋? 220c o s GFFnt ??? （ 42） 其中： tF —— 齒輪所受的圓周力，單位為 N； nF —— 作用在齒面上的法向載荷，單位為 N； G —— 工作時，承載的最大載荷，單位為 N. 由《機械設(shè)計》公式 104 知，齒根危險截面的彎曲應力為 ][0 FSaFatFF bm YYKF ??? ??? （ 43） 把公式 42 帶入 43 得： 第 11 頁 ][2FSaFaF mb YK G Y ?? ?? （ 44） 其中： SaY —— 齒輪應力矯正系數(shù)； FaY —— 齒形系數(shù)； m —— 齒輪的模數(shù)； b —— 齒輪的厚度； K —— 齒輪載荷系數(shù) . ??KKKKK VA? 使用系數(shù) AK 是考慮齒輪嚙合時外部鄰接裝置引起的附加動載荷影響系數(shù)。它取決于所使用電動機的機械特性、質(zhì)量比、聯(lián)軸器的類型，查《機械設(shè)計》表 102 可得齒輪的使用系數(shù) AK 為 。 動載荷系數(shù) KV 是由于直齒輪在嚙合過程中，由雙對齒嚙合到單對齒嚙合，或是由單對齒嚙合到雙對齒嚙合的過度期間，由于嚙合齒對的剛度發(fā)生變化 ，查《機械設(shè)計》圖 108 得動載荷系數(shù) KV 為 。 齒間載荷分配系數(shù) ?K 是由于齒輪與齒條嚙合的過程中，不管是單對還是雙對齒嚙合時，由于齒距誤差及彈性變形等原因，嚙合齒的接觸線長度不一定是齒厚 b，進行強度校核時應按平均單位載荷大于 P 的值計算，查《機械設(shè)計》表 103 得齒間載荷分配系數(shù) ?K 為 。 齒向載荷分配系數(shù) ?K 是由于軸承對齒輪作不對稱布置，受載前、軸的彎曲變形很小，齒輪的嚙合正好正常；受載后，軸產(chǎn)生彎曲變形，軸上的齒輪也就隨之偏斜，這就使作用在齒面上的載荷沿接觸線分布不均勻。在校核齒輪的強度時，為了計算齒面上載荷沿接觸線分布不均 勻的現(xiàn)象。根據(jù)《機械設(shè)計》表 104 和圖 1013 得： 計算得 ?HK = 和 ?FK =。 綜合以上查閱的數(shù)據(jù)，由公式 ??KKKKK VA? 計算得載荷系數(shù) K=。 查《機械設(shè)計》表 105 可得： 齒輪的應力矯正系數(shù)為 SaY =， 齒形系數(shù) FaY = 第 12 頁 把以上數(shù)據(jù)帶入公式 44 中： M P amb YK GY SaFaF 0 46052 0 09 4 ??? ??????? 齒輪的許用應力 ][? 的計算式為： SK FEN?? ?][ （ 45） 其中： S—— 疲勞安全系數(shù)，對于彎曲疲勞強度來說，如果一旦發(fā)生斷齒，就會引起嚴重事故。查閱 特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范 一書，取齒輪的工作級別為 M4。對應的安全系數(shù)為 S=。 NK —— 考慮應力循環(huán)次數(shù)影響的系數(shù)，應力循環(huán)次數(shù)的計算方法是：設(shè) n 是齒輪的轉(zhuǎn)速（單位為 r/min）， j 為齒輪每轉(zhuǎn)一圈時，同一齒面嚙合的次數(shù)； nL 為齒輪的工作壽命，則齒輪的工作應力循環(huán)次數(shù) N 按下式計算： N = 60njLh.= 60 100 1 360 8 50= 108 FE? —— 齒輪的疲勞極限。 查 《機械設(shè)計》圖 1020 得： FE? =700MPa:查《機械設(shè)計》圖 1018 得：NK = 按公式 37 計算齒輪的許用應力 ][? 為 : M P aSK FEN ][ ???? ?? 由公式 36計算得齒輪的彎曲應力為 ?F? 由公式 45 計算的齒輪的許用應力為 ][ ?? 比較可知 ][???F ，故所設(shè)計的齒輪符合使用要求。 齒條的設(shè)計 當標準外齒輪的齒數(shù)增加到無窮多時，齒輪上的基圓和其它圓否變成相互平行的直線，同側(cè)漸開線齒廓也變成了互相平行的斜直線齒廓。分析可知齒條具有以下特點： 1)齒條同側(cè)齒廓為平行線 ,它在與 齒 頂 線平行的任一直線上具有相同齒 第 13 頁 距 mppi ??? ； 2)齒條直線齒廓上各點具有相同的壓力角 ,等于直線齒廓的齒形角 ,一般為標準值 ??? 20??i ； 當齒輪齒條標準安裝時 ,齒輪分度圓與齒條分度線重合 ,嚙合角等于齒形角 。齒輪以角速度 v 轉(zhuǎn)動 , 帶動齒條以線速度 11rvvp? 作 直線移動 電梯對齒條桿部表面有很高的耐磨要求 ,為此需要一套表面精加工工藝及加工參數(shù)的設(shè)定 ,對齒條的表面特征控制 ,并不能要求最光潔的表面 ,而是要獲得符合使用要求且