【正文】 運(yùn)行速度一般是取 — ,這里我們?nèi)〉氖?。門夾與玻璃門扇的連接，再與門滑輪吊件連接。玻璃夾的材料有鋁合金、不銹鋼及黃銅，本設(shè)計(jì)選用鋁合金作為玻璃夾的材料。 圖 33 門夾圖 選擇 平滑自動(dòng)門屬于懸掛活動(dòng)門扇，這樣門扇受力就會(huì)產(chǎn)生擺動(dòng)，為保證門扇能平穩(wěn)的按照直線運(yùn)動(dòng)，所以門框的下部要設(shè)置止擺裝置。 軌道式止擺在地面開軌道槽，軌道采用不銹鋼作為材料，滑塊為塑料，這種止擺裝置的門扇上可以加多個(gè)滑塊，因此抗擺動(dòng)能力強(qiáng)。這中止擺裝置安裝起來(lái)比較方便，但是外形開起來(lái)不夠美觀，而且夾持輪會(huì)磨損門扇的下框表面，所以采用較少。安裝方便，也能夠使門扇看起來(lái)更美觀，但要求軸和尼龍輪安裝牢靠接觸面平整。 下圖為本次設(shè)計(jì)的自動(dòng)門的止擺裝置的結(jié)構(gòu)尺寸圖： 大滑輪 小滑輪 止擺器支架 滑動(dòng)軌道 塑料墊 螺釘 活動(dòng)門扇 圖 34 止擺裝置結(jié)構(gòu)圖 自動(dòng)門在運(yùn)行的過(guò)程中，由于滑輪能夠沿著軌道正常的運(yùn)行，所以這種軌道式的運(yùn)行結(jié)構(gòu)能夠很好的防止自動(dòng)門的側(cè)擺，這里設(shè) 計(jì)的止擺裝置采用的是三個(gè)滑動(dòng)地輪，他們分別在各自的軌道中運(yùn)行，三個(gè)軌道三個(gè)滑輪這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠使得自動(dòng)門的擺動(dòng)幅度更小，原因是就算當(dāng)中一個(gè)滑輪由于某種因素（比如表面磨損變形）導(dǎo)致側(cè)向擺動(dòng)，也會(huì)受到其它兩個(gè)滑輪的牽制，使其正常運(yùn)行。 止擺裝置由于是安裝在很貼近地面處，同時(shí)要承受一部分門扇重量和風(fēng)壓力，所 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 13 頁(yè) 以要求對(duì)其材料的要求是具有足夠的強(qiáng)度剛度同時(shí)不易生銹等特點(diǎn)，所以主要 采用不銹鋼材料進(jìn)行生產(chǎn)，而滑輪采用是尼龍材料，這種材料在滑輪上應(yīng)用比較廣泛。所以不適合用在公眾場(chǎng)合的自動(dòng)門上，所以主要采用電子鎖來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)門的鎖閉。專用電插鎖就是專為自動(dòng)門特點(diǎn)而設(shè)計(jì)的電鎖，最早都是臺(tái)灣進(jìn)口過(guò)來(lái)，此類鎖可應(yīng)用于各廠牌自動(dòng)門。因先開鎖然后由鎖的控制單元送信號(hào)給門機(jī)控制器實(shí)現(xiàn)開門，這樣就避免了門開啟而鎖未跳開而造成的撞鎖現(xiàn)象。專用電插鎖的優(yōu)點(diǎn)是破壞性開啟門的難度加強(qiáng)，被強(qiáng)制開門的難度更大。 本次設(shè)計(jì)選用的是 SOMB 型電插鎖，其規(guī)格參數(shù)如下： 品牌： SOMB 型號(hào)： SB203E 材質(zhì)：不銹鋼 尺寸： 200*34*44(mm) 輸入電壓： DC12V 啟動(dòng)電 流： 500mA 工作電流： 480mA 使用范圍：玻璃門、木門、鐵門、防火門 安全類型：斷電開門 另外 鎖具還需 要實(shí)現(xiàn)與門禁系統(tǒng)的連接，控制器必須能夠使開門動(dòng)作與開鎖動(dòng)作相協(xié)調(diào)，確保操作無(wú)誤。 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 14 頁(yè) 第 4 章 驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 自動(dòng)門運(yùn)行阻力的計(jì)算 自動(dòng)門運(yùn)行阻力計(jì)算： 平滑自動(dòng)門總運(yùn)行阻力包括摩擦阻力、風(fēng)阻力、坡度阻力和慣性阻力。 （ 1）摩擦阻力 fF 摩擦阻力包括門滑輪的滾動(dòng)摩擦阻力、門滑輪軸承中的摩擦阻力以及門滑輪輪緣與軌道之間的滑動(dòng)摩擦阻力。 NNkgF f ????? （ 2）風(fēng)阻力 dF 。 自動(dòng)門的風(fēng)阻力為： )(NAPCF Addd ?? 式中 dC 為風(fēng)力系數(shù)，平滑門風(fēng)力系數(shù) 取 ； A 垂直與風(fēng)向的迎風(fēng)面積 （自動(dòng)門的總面積） ； dP 計(jì)算風(fēng)壓（ Pa） ； A? 門滑輪與止擺器的綜合摩擦系數(shù)， 這里取 。 風(fēng)壓計(jì)算公式： )( 2 PavP dd ? PaPd 0 3)13(6 1 2 ??? 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 15 頁(yè) NF d 0 ?????? 綜上 NNNFFF df ????? 自動(dòng)門驅(qū)動(dòng)功率的計(jì)算 根據(jù)傳動(dòng)的實(shí)際情況，取各部分傳動(dòng)效率如下： 聯(lián)軸器效率： ?? 滾動(dòng)軸承效率： ?? 閉式齒輪傳動(dòng)效率： ?? 所以 ???? ???? 取減速電機(jī)的效率取 ?? 。 減速電機(jī)的選型 他勵(lì)或并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)相比于交流電機(jī)而言，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格高、維修不方便，但是在調(diào)速方面卻有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。 由直流電機(jī)轉(zhuǎn)速公式： wkwP O ????? 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 16 頁(yè) ?KERTUn aa )( ?? 可知 調(diào)節(jié) aR 、 U、 ? 中的 任意一個(gè)，都可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，改變電樞電路中的外電阻也可以對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速，但其特點(diǎn)是耗電多，機(jī)械特性軟，調(diào)速范圍小，且只能進(jìn)行有極調(diào)速，所以這種方法采用較少。 因?yàn)橹绷麟姍C(jī)在調(diào)速方面很簡(jiǎn)單，但是相對(duì)于異步電機(jī)卻有以下優(yōu)點(diǎn)： 1）由于采用高性能永磁材料，無(wú)刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子尺寸得以減小，可以具有較低的慣性，更快的響應(yīng)速度，更高的轉(zhuǎn)矩慣量比。對(duì)于同等容量的輸出，交流異步電機(jī)需要更大的整流器和逆變器。 4）交流異步電機(jī)由于其非線性的本質(zhì)，固控制起來(lái)較為復(fù)雜，無(wú)刷直流電機(jī)把其復(fù)雜的磁場(chǎng)定向控制簡(jiǎn)化為離散狀態(tài)的轉(zhuǎn)子位置控制，無(wú)需坐標(biāo)變換，調(diào)速范圍更寬，控制性能更好。 所以減速電機(jī)，選用無(wú)刷直流電機(jī)。 則主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速： 由公式 m a x1 0 0 060 vdnv ??? ? 得： m in/ rn w ?? ??? ? 減速電機(jī)的輸出動(dòng)輪速比： 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 17 頁(yè) 8 4 50 0 5 9 ????? dni w? 根據(jù)裝置的驅(qū)動(dòng)功率和減速器輸出的速比，選用日本進(jìn)口的 型號(hào)直流減速電機(jī)，其功率 P=80W，額定轉(zhuǎn)速 200r/min。 技術(shù)參數(shù)： 型號(hào)： 功率： 80W 電壓： 24V 回 轉(zhuǎn)速度為 200rpm 質(zhì)量 齒帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) （ 1）齒帶傳動(dòng)特點(diǎn) 齒帶傳動(dòng)主要部件為齒形同步帶。同步齒帶傳動(dòng)具有傳動(dòng)準(zhǔn)確、平穩(wěn)、噪聲小、無(wú)滑差、承載能力高、壽命長(zhǎng)、帶齒受力均勻合理和具有最小膨脹系數(shù)以及最大可靠性等優(yōu)點(diǎn)。 （ 2）同步帶的主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速 齒帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算通常按照同步帶傳動(dòng)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。 根據(jù)公式m a x1 0 0 060 vdnv ??? ?計(jì)算得： 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 18 頁(yè) smndnv / 0 0 060 601 0 0 060m a x ?? ????? ?? min/ rn? （ 3）同步帶的功率 PKP Ac ? AK 為 工況系數(shù)，查表取 AK =。 圖 41 同步帶選型圖 L 型同步帶承載載荷屬于輕型載荷，其 齒形尺寸如下： 帶型（節(jié)距代號(hào)） 節(jié)距（ bP ） （ mm） 齒形角?2 齒根厚 s 齒高 th 帶高 h 齒根圓角半徑 fr 齒頂圓角半徑 ar L（輕型） 40 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 19 頁(yè) 圖 42 同步帶齒形尺寸分布 圖 根據(jù)表 可以查得 L 型同步帶的基準(zhǔn)寬度 mmbs ? （ 5）確定帶輪齒數(shù) Z 和帶輪節(jié)圓直徑 d 根據(jù)小帶輪轉(zhuǎn)速 1n 和 L 型帶型，參照小帶輪最小齒數(shù)表 ，有小帶輪最小齒 數(shù)12min?z ，小帶輪齒數(shù) 12min1 ??zz ，取 z1 =20. 圖 43 小帶輪最小齒 數(shù)表 L 型帶型的節(jié)距 Pb=，則有節(jié)圓直徑： mmpzd 205 2 ???? ? 所以通過(guò)帶型驗(yàn)算節(jié)圓直徑取 d=60mm能夠滿足設(shè)計(jì)的條件 。 （ 7） 確定中心距和同步帶長(zhǎng)度 pL 圖 45自動(dòng)門運(yùn)行線路圖 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 21 頁(yè) 圖中 實(shí)線部分表示兩扇 門的關(guān)閉狀態(tài)，虛線表示兩扇門的完全開啟狀態(tài)。 由公式 2 dLD p ???中得： mmdDL p 5 9 2 0 022 ??????? ?中 所以選取的同步帶長(zhǎng)度為 。 即 ?sb 。 帶傳動(dòng)在軸上的壓力會(huì)以齒輪軸的固定點(diǎn)為支承點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)彎應(yīng)力，現(xiàn)在對(duì)軸的強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算（軸承的直徑 為 .，軸承受力點(diǎn)與支點(diǎn)的距離 L 為 ）： 最大彎矩： MNLFM Q . ???? 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 22 頁(yè) 抗彎截面系數(shù)： 44 ??? dW ? 強(qiáng)度 =M/W= M P ?? 因?yàn)?45 鋼的許用彎應(yīng)力為 102Mpa，所以選用這種材料是滿足要求的。為了有效的防止這種不良結(jié)果的產(chǎn)生，就必須采取有效的補(bǔ)救措施。 自動(dòng)張緊裝置。 根據(jù)自動(dòng)門的使用環(huán)境和條件，要求整個(gè)傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占用空間少，采用張緊輪的張緊裝置會(huì)使整個(gè)自動(dòng)門傳動(dòng)裝置占用的空間變大，同時(shí)也使得自動(dòng)門的皮帶運(yùn)行方向改變，不能正常帶動(dòng)皮帶夾來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)門的開閉，所以不宜采用，而自動(dòng)張緊裝置是將有帶輪的電動(dòng)機(jī)安裝在浮動(dòng)的擺架上，利用電動(dòng)機(jī)的自重，使帶輪隨同電動(dòng)機(jī)繞固定軸擺動(dòng)，來(lái)保持初拉力，所以也不適合采用。 下面是本次設(shè)計(jì)采用的彈簧張緊裝置。如果還不能滿足張緊要求，可以再旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)桿，再進(jìn)行調(diào)整。平衡桿連接在兩吊輪的另一端，用來(lái)保證兩吊輪的相對(duì)位置和防止吊輪內(nèi)側(cè)和導(dǎo)軌之間的側(cè)壓。其結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)設(shè)計(jì)如下： 圖 51 吊架結(jié)構(gòu)圖 其中中間的兩個(gè)較大的孔是用來(lái)安裝滑輪支承軸，而左右方的三角形孔則是用來(lái)與連接桿相連時(shí)的螺孔，這樣的三角形結(jié)構(gòu)連接能夠使得他們之間具有較好的穩(wěn)定性， 固定準(zhǔn)確。 自動(dòng)平移門 吊 輪 都 采用 的是 特殊的尼龍滑輪， 這種材質(zhì)的滑輪 強(qiáng)度高、耐磨性好、自潤(rùn)滑性好，同時(shí)還能有一定的減震效果。吊輪設(shè)計(jì)的尺寸參數(shù)如下： 圖 53 吊輪的平面外形圖 其三維外形圖如下 ： 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 26 頁(yè) 圖 54 吊輪三維圖 軸的材料選擇：軸長(zhǎng)期在彎應(yīng)力的作用下工作，其材料的要求是：強(qiáng)度高，剛度好，抗疲勞，應(yīng)力集中敏感度小，加工性能好，而且要求軸的表面光滑度要好。 最常用的是 45鋼，其含碳量是 %，這種材料鋼具有較好的機(jī)械綜合性能，所以此次設(shè)計(jì)采用的軸材料為 45鋼。 強(qiáng)度計(jì)算：保證軸在荷載的作用下不致使斷裂或者過(guò)大的變形。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要根據(jù)以下幾個(gè)方面：軸上零件的配置；軸上零件的固定；軸上零件的裝拆；軸的加工工藝性。 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 28 頁(yè) 圖 59 支承軸受力示意圖 軸工作時(shí)只有彎矩作用而不受扭矩作用，所以 0?M ,T=軌上，所以每根軸 A 點(diǎn)收到向下的力 NmgF 27 52/ ?? ， 支承軸受到的彎矩 mNLFM / 3 7 5 ????? ， 抗彎截面系數(shù) 444 ????? dW ? 強(qiáng)度 =M/W=( ? )= 材料選用的是 45 號(hào)調(diào)質(zhì)鋼，許用彎應(yīng)力是 102Mpa， 102Mpa,所以通過(guò)設(shè)計(jì)能夠承受足夠的強(qiáng)度。 在吊件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案過(guò)程中，我們可以將連接桿和吊架之間的連接看作一個(gè)杠桿來(lái)做受力分析。 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 29 頁(yè) 圖 510 方案 一示意圖 方案二：連接桿連接在吊架的一端傳遞動(dòng)力， A、 B點(diǎn)是兩個(gè)吊輪的中心點(diǎn)， O點(diǎn)為兩吊輪的中心點(diǎn)， F1 表示皮帶傳遞的水平動(dòng)力。 圖 512 兩種方案受力比較 圖 F1 為方案一中的受力， F2 為方案 2中的受力。 F1 在 O 點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè) M1 的 力矩，F(xiàn)2 在 O 點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè) M2