【正文】 具有機構(gòu)緊湊，體積載荷大，噪音低、振動小、傳動效率高的工作性能。利用齒形帶的工作特性，特別是吸振、緩振的特點，可把齒形帶放置在第一級，從而帶動同軸式齒輪傳動機構(gòu)或一級蝸桿傳動機構(gòu)的驅(qū)動機將是一種良好的設(shè)計方案。分析各種蝸桿傳動的嚙合特性及工藝等綜合因素，采用圓柱蝸桿副為主傳動機構(gòu)較為合適。 驅(qū)動機的機構(gòu)形式目前廣泛應(yīng)用的驅(qū)動機有；立式和臥式驅(qū)動機兩大類。從整體機構(gòu)分析，蝸桿副驅(qū)動機多用立式，立式一般情況下比臥式占有面積小，在扶梯上的安裝較為方便。不是一體而用聯(lián)軸器聯(lián)接成一體時，為分軸式驅(qū)動機。立式蝸桿副驅(qū)動機分兩種，一種是整軸式蝸桿副驅(qū)動機，一種是分軸式蝸桿副驅(qū)動機。國內(nèi)整軸式蝸桿副驅(qū)動機也被廣泛應(yīng)用。整軸式蝸桿副驅(qū)動機與分軸式驅(qū)動機相比其主要特點是：降低了高度（一般低100~150mm）、成本和售價低（一般低20%），結(jié)構(gòu)比較簡單，就目前驅(qū)動機發(fā)展的方向，正向小型化發(fā)展，盡量要求驅(qū)動機的尺寸小，所以選用整軸式結(jié)構(gòu)。在驅(qū)動機功率時，要用到自動扶梯的各個參數(shù)，需要了解自動扶梯的運動。1) 提升高度H：建筑物上，下樓層間的高度。我國目前生產(chǎn)的自動扶梯系列為：小提升高度H=3~10m，中提升高度H10~45m，大提升高度H45~65m。當自動扶梯的各梯級均站滿人時，就達到了其理論輸送能力，由下式計算： 式中：——理論輸送能力（人/h）k——承載系數(shù)，與踏板名義寬度Z1有關(guān)。v——額定速度（m/s），取v= ——梯級深度（m），取Y1=所以 =3600=9000(人/h)3) 額定速度v 自動扶梯運行速度的快慢，直接影響到乘客在扶梯上的停留時間。反之，速度太慢時，則不必要地增加了乘客在梯上的停留時間。、。那么可以算出梯級的線載荷為，取g=10, 。（）代值計算結(jié)果是 =2400N/m總阻力法總阻力法求自動扶梯阻力的思路是：分別計算自動扶梯驅(qū)動裝置所需要克服的各項阻力，包括扶手系統(tǒng)的阻力，然后求出扶梯系統(tǒng)的總阻力。= (2) 乘客載荷形成的阻力梯路上水平分支區(qū)段共有2個，乘客載荷形成的相應(yīng)阻力為：=2(3) 上分支與下分支傾斜區(qū)段梯級自重形成的阻力（可認為上、下分支的阻力相等）。=4(5) 梯路曲線區(qū)段的運動阻力這個阻力可看作乘客與梯級自重共同形成，每個曲線區(qū)段內(nèi)的載荷均可分解為垂直梯路方向的載荷和平行梯路方向的載荷兩部分。經(jīng)過分析可以得出梯路曲線區(qū)段運動阻力應(yīng)為：=[2()+4](6)梯路轉(zhuǎn)向區(qū)段運動阻力這個區(qū)段的阻力主要通過摩擦傳遞，即= (7) 扶手系統(tǒng)阻力=4 (+2)上面各個式中的參數(shù)為——阻力（N）；——乘客線載荷（N/m）2400N/m——梯路線載荷（N/m）2300N/m ——梯級車輪的摩擦因子，取=~003，取=；——進出端水平端長度（m），.——傾斜區(qū)段梯路水平投影長度(m)，==——梯路曲線區(qū)段水平投影長度(m)——梯路轉(zhuǎn)向時，梯級所經(jīng)路徑的曲線長度（m）；取2m ——乘客手握扶手膠帶的附加阻力系數(shù)，取=——扶手膠帶的線載荷（N/m）,可以取=25N/m。則 ==代值計算總功率N= 電機的選擇根據(jù)自動扶梯的功率N=，選取Y160M4型電動機，功率為11kw，轉(zhuǎn)速為1460 r/min。 選擇蝸桿傳動的類型ZC蝸桿副其定義如下：一個圓柱蝸桿，其軸平面或法平面的齒廓是一段圓弧或是圓環(huán)面包絡(luò)面的平面截線時，稱這種蝸桿為圓弧圓柱蝸桿，簡稱ZC蝸桿，齒形C。（1）軸向圓弧圓柱蝸桿副（ZC3蝸桿）（齒形C3）當導(dǎo)程角較小時，蝸桿有良好的切削工藝。（2）圓環(huán)面圓柱蝸桿副（ZC2蝸桿）（齒形C2）屬于半包絡(luò)曲紋面圓柱蝸桿副。所以這種蝸桿副僅認為有理論上的研究價值，在生產(chǎn)中很少用。當?shù)毒咭贿吚@自身軸線轉(zhuǎn)動，一邊又相對蝸桿毛坯做螺旋運動是，刀具刃面的包絡(luò)面，既蝸桿螺旋面。ZC1蝸桿與其共軛蝸輪組成蝸桿副。(1)有較大的誘導(dǎo)曲率半徑蝸桿副共軛齒面呈凸凹公軛嚙合，較大，赫爾茲應(yīng)力就小，同時動壓潤滑條件改善，齒面強度和傳動效率提高(2)有良好的接觸線形狀ZC蝸桿副的接觸線形狀有利于動壓油膜形成，為約占理論嚙合區(qū)的60%以上。(3)具有良好的工藝性蝸桿、蝸輪的加工工藝性良好，勿需專用設(shè)備。驅(qū)動機用ZC蝸桿副采用非標準設(shè)計十分有利。圓弧圓柱蝸桿副是高科技新型蝸桿副，經(jīng)實踐證明：它和同樣幾何參數(shù)工藝條件和工作條件的普通圓柱蝸桿副相比，其承載能力可提高50%100%，傳動效率可提高10%15%，同時顯示出傳動平穩(wěn)、振動小、噪聲低的優(yōu)點。 ZC蝸桿副的設(shè)計與計算、精度等級由于傳遞功率不大，速度也不太高，用ZC蝸桿傳動，精度8C GB1008988.考慮到蝸桿傳遞的功率不大，速度中等，故蝸桿用45號鋼，因希望傳遞功率高些，耐磨性好些，故蝸桿螺旋齒面要求淬火，硬度為45—55HRC。蝸桿輸入功率P=11kw，蝸桿速度n1=1460r/min電動機轉(zhuǎn)速=1460r/min，, ZC蝸桿副驅(qū)動機設(shè)計。按參考文獻【3】，當=180mm，==，d1=，z1=2，z2=39，=。名稱ZC蝸桿副（計算公式）結(jié)果備注中心距180由強度確定傳動比蝸桿頭數(shù)2蝸輪齒數(shù)39變位系數(shù)模數(shù)m蝸輪分度圓直徑蝸桿分度圓直徑蝸桿法向齒形角==蝸輪平均寬度蝸輪寬度蝸桿圓周速度蝸輪圓周速度1相對速度 齒面接觸疲勞強度校核（1）求傳動效率蝸桿傳動的嚙合效率= =攪油損耗的效率，一般=～，取=。所以，=（2）求所在齒上的切向力Ft2（3）求齒面上的接觸應(yīng)力按參考文獻【3】中，Zm=Zz——齒形系數(shù)，查參考文獻【3】；取Zz =————蝸輪平均寬度；所以，（4）求接觸疲勞極限按查參考文獻【3】 ，得，按工作小時，得=，按m/s，得——載荷系數(shù)，當載荷平穩(wěn)時=1所以，（5）安全系數(shù)校核按參考文獻【3】中， 合格（由m/，可選用8級精度，） 齒根強度校核按參考文獻【3】， 得=代入上式 通過。蝸桿主要參數(shù)蝸桿類型ZC1模數(shù)m頭數(shù)2導(dǎo)程導(dǎo)程角軸向齒形角23176。177。齒形高系數(shù)1螺旋方向右旋配對蝸桿齒數(shù)2精度等級8cGB/T100891988公差組檢驗項目公差或極限偏差ⅠⅡ177。3）初步估算散熱面積A： 所以，4）計算油的工作溫度：==℃油溫工作溫度超過許用值（80℃～90℃），所以不能滿足要求，現(xiàn)采取在蝸桿軸上裝置風扇通風，提高散熱能力。第五章 驅(qū)動機的結(jié)構(gòu)的設(shè)計第五章 驅(qū)動機的結(jié)構(gòu)設(shè)計驅(qū)動機的結(jié)構(gòu)設(shè)計，在驅(qū)動機的設(shè)計質(zhì)量中舉足輕重，自動扶梯與自動人行道對驅(qū)動機的技術(shù)要求，在很多方面要由結(jié)構(gòu)設(shè)計完成或體現(xiàn)。 驅(qū)動機結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)達到的技術(shù)要求（1）所有零件都要滿足驅(qū)動機使用性能 使用性能主要包括，運動與速度，功能的可靠性，強度與壽命，體積與重量，安裝尺寸，操作及維修方便，簡易，體形美觀，大方。（3）滿足驅(qū)動機的特殊技術(shù)要求 主要指：制動機構(gòu)靈活、可靠；限速器，防逆轉(zhuǎn)器簡便，實用；小振動，低噪聲。 驅(qū)動機放在機房內(nèi)，機房的體積是有嚴格規(guī)定的，驅(qū)動機的高度一般超過1m。驅(qū)動機設(shè)計必須實現(xiàn)結(jié)構(gòu)緊湊，體積小的目標。為此驅(qū)動機的體積不可能設(shè)計的太小。外觀布置首先要保證各個零部件有效地完成其功能，并達到“最佳”的受力狀態(tài)，另外外觀協(xié)調(diào)、美觀大方也十分重要。這種布置的特點是制動力矩非?？拷仐U副的嚙合部位，受力十分合理。該機型不專門設(shè)置飛輪，而把飛輪和制動輪合為一個構(gòu)件。（2）蝸輪軸軸伸方向 蝸桿副立式驅(qū)動機，蝸輪軸是輸出軸，直接與自動扶梯的其他傳動系統(tǒng)相聯(lián)接，不同的自動扶梯機型要求不同的驅(qū)動機輸出軸伸方向（左或者右）。（3）驅(qū)動機散熱肋合箱體加強肋的布置 蝸桿副驅(qū)動機摩擦損耗功率較大，油溫升較高，為此除增大箱體盛油量外，增加散熱面積，增加散熱肋式必要的。一般設(shè)置成豎直肋。 整軸式蝸桿副驅(qū)動機蝸桿軸的結(jié)構(gòu) 整軸式蝸桿副驅(qū)動機的最大特點是電動機的轉(zhuǎn)子軸及蝸桿軸是整體，長度幾乎等于驅(qū)動機的總高度。該軸的精度體現(xiàn)了驅(qū)動機的精度，所以設(shè)計軸蝸桿的結(jié)構(gòu)十分重要。 選軸承要考慮到承受載荷的性質(zhì)和大小，運行速度的高低，調(diào)心性能，軸承游動和位移，安裝拆卸的方便等。故根據(jù)這些情況，確定下列幾個問題：其一，軸向力和徑向力同時存在，必須選用向心推力軸承（角接觸球軸承或圓錐滾子軸承）。 由于軸蝸桿細長，電動機及減速器又是兩個功能機構(gòu)，故應(yīng)采用三支點結(jié)構(gòu)，亦既要上中下三處安置軸承。上部軸承采用正（面對面）安裝或者反（背對背）安裝，應(yīng)由結(jié)構(gòu)型式而定。 蝸桿軸的設(shè)計軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。由于碳鋼比合金鋼價廉，對應(yīng)力集中的敏感性較低，同時也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強度，故采用碳鋼制造軸尤為廣泛，其中最常用的是45鋼。軸的強度校核計算是，應(yīng)根據(jù)軸的具體受載及應(yīng)力情況，采取相應(yīng)的計算方法，并恰當?shù)剡x取其許用應(yīng)力。）所以按扭轉(zhuǎn)強度校核這種方法是只按軸所受的扭矩來計算軸的強度，如果還受有不大的彎矩時，則用降低許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的辦法予以考慮。電動機的轉(zhuǎn)速如下：n額＝1500r/min、n滿＝1460r/min、 工作功率=11kw 軸的扭轉(zhuǎn)強度條件為由上式可得軸的直徑式中： d——軸的直徑p——軸傳遞的功率為11kwn——軸的轉(zhuǎn)速，1460r/min 一般取25～45MPa，取35MPa∴ ∴ 對于直徑d≤100mm的軸，有一個鍵槽時，軸徑增大5%～7%。尺寸定為下： 在蝸桿軸的上端，和兩個圓錐滾子軸承配合的軸直徑為35mm, 和中間軸承配合的軸徑為55mm,下端和軸承配合的軸徑為35mm. 整個軸長669mm。圓軸扭轉(zhuǎn)角[單位]的計算公式為：對階梯軸： G——軸的材料的剪切彈性摸量，單位為Mpa,對于鋼材，G=；L——階梯軸所受扭矩作用的長度，單位為mm?！謩e代表階梯軸第I段上所受的扭矩、長度和極慣性矩。對于精密傳動軸，可取=~所以剛度校正合格。確定低速軸的最小直徑低速軸上的功率：=11＝——蝸桿軸輸入功率 ；——蝸桿副的傳動效率作用在低速軸上的轉(zhuǎn)矩：——作用在低速軸上的力矩，所以有作用在低速軸上的力：=＝3690N=＝——圓周力，——徑向力，——軸向力，——蝸輪導(dǎo)程角按扭轉(zhuǎn)強度條件計算的最小直徑： 對于直徑d≤100mm的軸，有一個鍵槽時，軸徑增大5%～7%。通過軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，軸的主要結(jié)構(gòu)尺寸，軸上的零件的位置，以及外載荷和支反力的位置均已經(jīng)確定，軸上的載荷（彎矩和扭矩）已可以求出。計算時，常常將軸上的分布載荷簡化為集中點，其作用力取為載荷分布段的中點。在作計算簡圖時，應(yīng)先求出軸上受力零件的載荷，將其分解成水平分力和垂直分力。根據(jù)受力分析，有以下關(guān)系； 其中、已知，D= （、）根據(jù)計算可得：載荷水平面H垂直面V支反力===1068N、=彎矩=647750=398470總彎矩=760500扭矩＝ 低速軸受力分析校核軸的強度已知軸的彎矩和扭矩后，對其危險截面作出彎扭合成校核計算。根據(jù)分析取=；表危險截面的抗彎和抗扭截面系數(shù)。因此故安全。若變形量超過允許的限制，就會影響軸上零件的正常工作，甚至會喪失機器應(yīng)有的功能。造成載荷在齒面上的嚴重不均勻分布。有計算公式如下：——階梯軸第段的長度，單位為mm；——階梯軸第段的直徑，單位為mm；L——階梯軸的計算長度，單位為mm；Z——階梯軸計算長度內(nèi)的軸段數(shù)；由低速軸的零件圖可知：L=427，=7=35，=8=77，=8=90，=8=82，=7=34，=70、=102 單位mm代值計算當量為：=78mm撓度、偏轉(zhuǎn)角的計算公式： E——材料的彈性模量對鋼材E=210Gpa；I——軸截面的極慣性矩，單位為mm，對于圓軸，；L——階梯軸的長度；P——階梯軸所受的力，P=3690N