三層貨運(yùn)電梯曳引機(jī)及傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)三層貨運(yùn)電梯曳引機(jī)及傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)to design tractor and transmission system of three freight elevator學(xué)生姓名學(xué)院名稱專業(yè)名稱指導(dǎo)教師20*年5月27日 摘要 電梯的曳引機(jī)主要是由曳引繩、電動機(jī)、減速器、曳引輪、制動器和聯(lián)軸器組成。根據(jù)電梯運(yùn)行的速度和載荷來選用電動機(jī)和制動器。曳引繩的設(shè)計(jì)，首先選用一種曳引繩的繞法，再由它的受力情況來選擇曳引繩的數(shù)量和截面積。減速器是設(shè)計(jì)的主體部分，要根據(jù)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速、電梯的運(yùn)行速度、曳引輪的直徑等參數(shù)設(shè)計(jì)減速器。電梯是利用曳引鋼絲繩與曳引輪緣上繩槽的摩擦力傳遞動力，所以必須設(shè)計(jì)表

2、面摩擦系數(shù)大且耐磨的曳引輪。選用剛性聯(lián)軸器，保證傳遞的動力，但要求兩軸的對中度較高。關(guān)鍵詞 貨運(yùn)電梯；曳引機(jī)；組成；設(shè)計(jì)abstractelevator traction machine mainly by the traction rope, motor, reducer, traction wheels, brakes and coupling components. the operating speed of the elevator and load the selection of motor and brake. the design of the traction rope,

3、first choose a traction rope around the law, then the forces it to choose the number of the traction rope and cross-sectional area. reducer is the main part of the design, according to motor speed, lift speed, traction wheel gear design parameters such as diameter. lift is the use of traction on the

4、 rim of the traction rope friction groove transmit power, it must design and wear-resistant surface friction coefficient of the traction wheel. rigid coupling used to ensure the transfer of power, but requires moderately high on both axes.顯示對應(yīng)的拉丁字符的拼音keywords freight elevator traction machine compos

5、ition design 目 錄摘要iabstractii1 緒論11.1 課題研究的背景意義11.2 曳引機(jī)的介紹21.2.1曳引機(jī)的分類21.2.2 曳引機(jī)的結(jié)構(gòu)22 曳引機(jī)及其傳動系統(tǒng)的工作原理及主要參數(shù)62.1 曳引機(jī)及其傳動系統(tǒng)的工作原理62.2 主要參數(shù)73曳引機(jī)及其運(yùn)動系統(tǒng)設(shè)計(jì)93.1引繩的設(shè)計(jì)93.1.1常見曳引繩的繞法93.1.2曳引傳動中的線速度與載荷力的關(guān)系93.1.3曳引繩的受力分析103.1.4鋼絲繩的選用103.2曳引電動機(jī)的選擇113.3減速器的設(shè)計(jì)123.3.1減速器傳動類型的選擇123.3.2常用蝸桿傳動的分類及特點(diǎn)133.3.3蝸桿傳動的幾何尺寸計(jì)算133.

6、3.4圓柱蝸桿傳動的受力分析173.3.5蝸桿傳動材料選擇183.3.6圓柱蝸桿傳動強(qiáng)度計(jì)算和剛度驗(yàn)算193.3.7蝸桿傳動的布置與潤滑油方式203.4曳引輪的設(shè)計(jì)213.4.1曳引輪參數(shù)的計(jì)算213.4.2曳引輪的材料及結(jié)構(gòu)213.4.3曳引輪繩槽形狀分析223.5制動器的選擇233.5.1制動器類型的選擇233.5.2電磁制動器的工作原理及其構(gòu)造243.5.3制動器參數(shù)計(jì)算及選用253.6聯(lián)軸器的選用253.6.1聯(lián)軸器的種類及其特點(diǎn)253.6.2聯(lián)軸器型號選擇26結(jié)論28致謝29參考文獻(xiàn)301 緒論隨著社會的發(fā)展，貨梯在社會發(fā)展中扮演了一個越來越重要的角色。曳引機(jī)及其傳動系統(tǒng)是貨梯中非常

7、重要的部件，它的設(shè)計(jì)水平將影響貨梯的服務(wù)能力。為了讓貨梯更好地服務(wù)于人類，必須設(shè)計(jì)好貨梯的曳引機(jī)及其傳動系統(tǒng)。1.1 課題研究的背景意義伴隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，高層建筑不斷出現(xiàn)，電梯也隨之問世。電梯是服務(wù)于規(guī)定樓層的固定式升降設(shè)備。電梯業(yè)的發(fā)展使得電梯業(yè)界涌現(xiàn)了各種類型的電梯，不同類型的電梯有著不同的用途，但不管是什么類型的電梯，它們有著一個共同的作用方便了人們的生產(chǎn)生活。貨梯作為電梯中的一種，在人們的日常生活中扮演了不可或缺的角色。曳引式貨梯在實(shí)際生活生產(chǎn)中運(yùn)用非常的廣泛。曳引機(jī)是驅(qū)動電梯的轎廂和對重裝置作上、下運(yùn)行的裝置。曳引式提升機(jī)構(gòu)是世界上電梯行業(yè)廣泛采用的提升形式，它與卷揚(yáng)式（或稱強(qiáng)制

8、式）提升機(jī)構(gòu)相比具有以下幾點(diǎn)優(yōu)越性1：（1）安全可靠 如果下降中的轎廂或?qū)χ匾驗(yàn)槟撤N原因沖擊底坑中的緩沖器時，曳引式提升機(jī)構(gòu)能自動消失曳引能力，不致于使轎廂或?qū)χ乩^續(xù)向上運(yùn)行直到?jīng)_擊電梯機(jī)房樓板或拉斷曳引鋼絲繩，造成傷亡事故和財產(chǎn)損失。（2）允許提升高度大 曳引式提升機(jī)機(jī)構(gòu)不像卷揚(yáng)式提升機(jī)構(gòu)那樣，隨著電梯的上升，曳引鋼絲繩不繼地一圈一圈地繞在卷筒上，其曳引鋼絲繩的長度不受限制，因此可以實(shí)現(xiàn)將轎廂提升到任何實(shí)際需要的高度上。（3）結(jié)構(gòu)緊湊 對于垂直起吊設(shè)備，根據(jù)規(guī)范要求，曳引輪直徑與鋼絲繩直徑之比不得小于40。曳引式提升機(jī)構(gòu)可以比較容易地通過增加鋼絲繩的根數(shù)或減少曳引鋼絲繩的直徑，從而可達(dá)到曳引

9、輪直徑的減小和使整個提升機(jī)構(gòu)的重量減輕。由于電梯上曳引鋼絲繩都在3根以上，因此電梯上采用曳引式提升機(jī)構(gòu)比卷揚(yáng)式提升機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)更緊湊，（4）便于選用價格便宜、結(jié)構(gòu)緊湊的高轉(zhuǎn)速電動機(jī) 在電梯額定速度一定的情況下，曳引輪直徑越小，則需要曳引輪轉(zhuǎn)速越高，與此同時也就要驅(qū)動電動機(jī)轉(zhuǎn)速越高。因此采用曳引式提升機(jī)構(gòu)便于選用結(jié)構(gòu)緊湊、價格便宜的高轉(zhuǎn)速電動機(jī)曳引機(jī)是曳引式貨梯的驅(qū)動部分，是其主要組成部分，它的設(shè)計(jì)水平、產(chǎn)品質(zhì)量直接影響電梯的質(zhì)量，其強(qiáng)度和壽命直接影響電梯的壽命，因而電梯曳引機(jī)的設(shè)計(jì)水平也影響了人們正常的生產(chǎn)生活、關(guān)系著人們的健康，也影響著社會的發(fā)展。為了確保曳引式貨梯正常工作、安全使用，使它更好

10、地作用于社會，必須設(shè)計(jì)出切實(shí)可行的曳引機(jī)及其傳動系統(tǒng)。本課題設(shè)計(jì)緊密聯(lián)系實(shí)際，以曳引式三層貨梯為例，設(shè)計(jì)它的曳引機(jī)及其傳動機(jī)構(gòu)。1.2 曳引機(jī)的介紹電梯的曳引機(jī)是電梯的動力設(shè)備，又稱為電梯的主機(jī)。其功能是輸送與傳遞動力使電梯運(yùn)行。1.2.1曳引機(jī)的分類曳引機(jī)按有無減速箱可分為：有齒輪曳引機(jī)和無齒輪曳引機(jī)（1）有齒輪曳引機(jī)：拖動裝置的動力，通過中間減速器傳遞到曳引輪上的曳引機(jī)，其中的減速箱通常采用蝸輪蝸桿傳動（也有用斜齒輪傳動），這種曳引機(jī)用的電動機(jī)有交流的，也有直流的，一般用于低速電梯和高速電梯上。曳引比通常為35:2。如果曳引機(jī)的電動機(jī)動力是通過減速箱傳到曳引輪上的，稱為有齒輪曳引機(jī)，一般用

11、于25ms以下的低中速電梯。 （2）無齒輪曳引機(jī)：拖動裝置的動力，不用中間的減速器而是直接傳遞到曳引輪上的曳引機(jī)。以前這種曳引機(jī)大多是直流電動機(jī)為動力，現(xiàn)在國內(nèi)已經(jīng)研發(fā)出來有自主知識產(chǎn)權(quán)的交流永磁同步無齒輪曳引機(jī)，如許昌博瑪曳引機(jī)。曳引比有2：1和1：1。載重320kg2000kg，梯速0.3m/s4.00m/s。若電動機(jī)的動力不通過減速箱而直接傳動到曳引輪上則稱為無齒輪曳引機(jī)，一般用于25ms以上的高速電梯和超高速電梯。 本設(shè)計(jì)的對象是三層貨梯，對電梯的速度要求不高，它屬于低中速電梯。故設(shè)計(jì)的對象是有齒輪曳引機(jī)。1.2.2 曳引機(jī)的結(jié)構(gòu)曳引電動機(jī)電梯的曳引電動機(jī)有交流電動機(jī)和直流電動機(jī)，曳引

12、電動機(jī)是驅(qū)動電梯上下運(yùn)行的動力源。電梯是典型的位能性負(fù)載。根據(jù)電梯的工作性質(zhì)，電梯曳引電動機(jī)應(yīng)具有以下特點(diǎn)2:（1）能頻繁地起動和制動：電梯在運(yùn)行中每小時起制動次數(shù)常超過100次，最高可達(dá)到每小時180240次，因此，電梯專用電動機(jī)應(yīng)能夠頻繁起、制動，其工作方式為斷續(xù)周期性工作制。 （2）起動電流較?。涸陔娞萦媒涣麟妱訖C(jī)的鼠籠式轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)與制造上，雖然仍采用低電阻系數(shù)材料制作導(dǎo)條，但是轉(zhuǎn)子的短路環(huán)卻用高電阻系數(shù)材料制作，使轉(zhuǎn)子繞組電阻有所提高。這樣，一方面降低了起動電流，使起動電流降為額定電流的2535倍左右，從而增加了每小時允許的起動次數(shù)；另一方面，由于只是轉(zhuǎn)子短路端環(huán)電阻較大，利于熱量直接

13、散發(fā)，綜合效果使電動機(jī)的溫升有所下降。而且保證了足夠的起動轉(zhuǎn)矩，一般為額定轉(zhuǎn)矩的25倍左右。不過，與普通交流電動機(jī)相比，其機(jī)械特性硬度和效率有所下降，轉(zhuǎn)差率也提高到0102。機(jī)械特性變軟，使調(diào)速范圍增大，而且在堵轉(zhuǎn)力矩下工作時，也不致燒毀電機(jī)。 （3）電動機(jī)運(yùn)行噪聲低：為了降低電動機(jī)運(yùn)行噪聲，采用滑動軸承。此外，適當(dāng)加大定子鐵芯的有效外徑，并在定子鐵芯沖片形狀等方面均作合理處理。 制動器電梯采用的是機(jī)一電摩擦型常閉式制動器，所謂常閉式制動器，指機(jī)械不工作時制動器制動，機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時 松閘。電梯制動時，依靠機(jī)械力的作用，使制動帶與制動輪摩擦而產(chǎn)生制動力矩；電梯運(yùn)行時，依靠電磁力使制動器松閘，因此又稱

14、電磁制動器。根據(jù)制動器產(chǎn)生電磁力的線圈工作電流，分為交流電磁制動器和直流電磁制動器。由于直流電磁制動器制動平穩(wěn)，體積小，工作可靠，電梯多采用直流電磁制動器。因此這種制動器的全稱是常閉式直流電磁制動器。 制動器是保證電梯安全運(yùn)行的基本裝置，對電梯制動器的要求是：能產(chǎn)生足夠的制動力矩，而且制動力矩大小應(yīng)與曳引機(jī)轉(zhuǎn)向無關(guān)；制動時對曳引電動機(jī)的軸和減速箱的蝸桿軸不應(yīng)產(chǎn)生附加載荷；當(dāng)制動器松閘或制動時，要求平穩(wěn)，而且能滿足頻繁起、制動的工作要求；制動器應(yīng)有足夠的剛性和強(qiáng)度；制動帶有較高的耐磨性和耐熱性；結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、易于調(diào)整；應(yīng)有人工松閘裝置；噪聲小。 制動器功能基本要求： 當(dāng)電梯動力電源失電或控制電

15、路電源失電時，制動器能立即進(jìn)行制動。 當(dāng)轎廂載有125額定載荷并以額定速度運(yùn)行時，制動器應(yīng)能使曳引機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。 電梯正常運(yùn)行時，制動器應(yīng)在持續(xù)通電情況下保持松開狀態(tài)；斷開制動器的釋放電路后，電梯應(yīng)無附加延遲地被有效制動。 切斷制動器的電流，至少應(yīng)用兩個獨(dú)立的電氣裝置來實(shí)現(xiàn)。電梯停止時，如果其中一個接觸器的主觸點(diǎn)未打開，最遲到下一次運(yùn)行方向改變時，應(yīng)防止電梯再運(yùn)行。 裝有手動盤車手輪的電梯曳引機(jī)，應(yīng)能用手松開制動器并需要一持續(xù)力去保持其松開狀態(tài)。 制動器的工作原理：當(dāng)電梯處于靜止?fàn)顟B(tài)時，曳引電動機(jī)、電磁制動器的線圈中均無電流通過，這時因電磁鐵芯間沒有吸引力、制動瓦塊在制動彈簧壓力作用下，將制動輪

16、抱緊，保證電機(jī)不旋轉(zhuǎn)；當(dāng)曳引電動機(jī)通電旋轉(zhuǎn)的瞬間，制動電磁鐵中的線圈同時通上電流，電磁鐵芯迅速磁化吸合，帶動制動臂使其制動彈簧受作用力，制動瓦塊張開，與制動輪完全脫離，電梯得以運(yùn)行；當(dāng)電梯轎廂到達(dá)所需停站時，曳引電動機(jī)失電、制動電磁鐵中的線圈也同時失電，電磁鐵芯中的磁力迅速消失，鐵芯在制動彈簧的作用下通過制動臂復(fù)位，使制動瓦塊再次將制動輪抱住，電梯停止工作。 減速器減速器被用于有齒輪曳引機(jī)上。安裝在曳引電動機(jī)轉(zhuǎn)軸和曳引輪轉(zhuǎn)軸之間。 減速器(箱)的種類及其特點(diǎn)：蝸桿減速器是由帶主動軸的蝸桿與安裝在殼體軸承上帶從動軸的蝸輪組成，其速比可在18120范圍內(nèi)，蝸輪的齒數(shù)不少于30，其效率不如齒輪減速器

17、，但其結(jié)構(gòu)緊湊，外型尺寸不大。 蝸桿減速器特點(diǎn)：傳動比大，噪音小、傳動平穩(wěn)，而且當(dāng)由蝸輪傳動蝸桿時，反效率低，有一定的自鎖能力；可以增加電梯制動力矩，增加電梯停車時的安全性。 聯(lián)軸器聯(lián)軸器是連接曳引電動機(jī)軸與減速器蝸桿軸的裝置，用以傳遞由一根軸延續(xù)到另一根軸上的扭矩，又是制動器裝置的制動輪。在曳引電動機(jī)軸端與減速器蝸桿軸端的會合處。 電動機(jī)軸與減速器蝸桿軸是在同一軸線上，當(dāng)電動機(jī)旋轉(zhuǎn)時帶動蝸桿軸也旋轉(zhuǎn)，但是兩者是兩個不同的部件，需要用合適的方法把它們連接在同一軸線上，保持一定要求的同軸度。 聯(lián)軸器的種類： （1）剛性聯(lián)軸器：對于蝸桿軸采用滑動軸承的結(jié)構(gòu)，一般采用剛性聯(lián)軸器，因?yàn)榇藭r軸與軸承的配

18、合間隙較大，剛性聯(lián)軸器有助于蝸桿軸的穩(wěn)定轉(zhuǎn)動。剛性聯(lián)軸器要求兩軸之間有高度的同心度，連接后不同心度不應(yīng)大于0.02mm。 （2）彈性聯(lián)軸器：由于聯(lián)軸器中的橡膠塊在傳遞力矩時會發(fā)生彈性變形，從而能在一定范圍內(nèi)自動調(diào)節(jié)電動機(jī)軸與蝸桿軸之間的同軸度，因此允許安裝時有較大的同心度(允差01mm)，使安裝與維修方便，同時，彈性聯(lián)軸器對傳動中的振動具有減緩作用。 曳引輪曳引輪是曳引機(jī)上的繩輪，也稱曳引繩輪或驅(qū)繩輪。是電梯傳遞曳引動力的裝置，利用曳引鋼絲繩與曳引輪緣上繩槽的摩擦力傳遞動力，裝在減速器中的蝸輪軸上。如是無齒輪曳引機(jī)，裝在制動器的旁側(cè)，與電動機(jī)軸、制動器軸在同一軸線上。 (1)曳引輪的材料及結(jié)構(gòu)

19、要求 材料及工藝要求：由于曳引輪要承受轎廂、載重量、對重等裝置的全部動靜載荷，因此要求曳引輪強(qiáng)度大、韌性好、耐磨損、耐沖擊，所以在材料上多用qt602球墨鑄鐵。為了減少曳引鋼絲繩在曳引輪繩槽內(nèi)的磨損，除了選擇合適的繩槽槽型外，對繩槽的工作表面的粗糙度、硬度應(yīng)有合理的要求。 曳引輪的直徑：曳引輪的直徑要大于鋼絲繩直徑的40倍。在實(shí)際中，一般都取4555倍，有時還大于60倍。因?yàn)闉榱藴p小曳引機(jī)體積增大，減速器的減速比增大，因此其直徑大小應(yīng)適宜。 曳引輪的構(gòu)造型式：整體曳引輪分成兩部分構(gòu)成，中間為輪筒(鼓)，外面制成輪圈式繩槽切削在輪圈上，外輪圈與內(nèi)輪筒套裝，并用鉸制螺栓連結(jié)在一起成為一個曳引輪整體

20、。其曳引輪的軸就是減速器內(nèi)的蝸輪軸。 (2)曳引輪繩槽形狀:曳引驅(qū)動電梯運(yùn)行的曳引力是依靠曳引繩與曳引輪繩槽之間的摩擦力產(chǎn)生的。 曳引鋼絲繩曳引鋼絲繩也稱曳引繩，電梯專用鋼絲繩聯(lián)接轎廂和對重，并靠曳引機(jī)驅(qū)動使轎廂升降。它承載著轎廂、對重裝置、額定載重量等重量的總和。曳引機(jī)在機(jī)房穿繞曳引輪、導(dǎo)向輪，一端聯(lián)接轎廂，另一端聯(lián)接對重裝置。曳引鋼絲繩一般為圓形股狀結(jié)構(gòu)，主要由鋼絲、繩股和繩芯組成。鋼絲繩股由若干根鋼絲捻成，鋼絲是鋼絲繩的基本強(qiáng)度單元；繩股由鋼絲捻成的每股繩直徑相同的鋼絲繩，股數(shù)多，疲勞強(qiáng)度就高。電梯用一般是6股和8股。繩芯是被繩股的纏繞的撓性芯棒，通常由纖維劍麻或聚烯烴類(聚丙烯或聚乙烯

21、)的合成纖維制成，能起到支承和固定繩的作用，且能貯存潤滑劑。鋼絲繩中的鋼絲的材料由含碳量為041的優(yōu)質(zhì)鋼制成，為了防止脆性，材料中的硫、磷等雜質(zhì)的含量不應(yīng)大于0035。2 曳引機(jī)及其傳動系統(tǒng)的工作原理及主要參數(shù)2.1 曳引機(jī)及其傳動系統(tǒng)的工作原理曳引式電梯曳引驅(qū)動關(guān)系如圖21所示。安裝在機(jī)房的電動機(jī)與減速器、制動器等組成曳引機(jī)，是曳引驅(qū)動的動力。曳引鋼絲繩通過曳引輪一端連接轎廂，一端連接對重裝置。轎廂與對重裝置的重力使曳引鋼絲繩壓緊在曳引輪繩槽內(nèi)。電動機(jī)轉(zhuǎn)動時由于曳引輪繩槽與曳引鋼絲繩之間的摩擦力，帶動鋼絲繩使轎廂和對重作相對運(yùn)動，轎廂在井道中沿導(dǎo)軌上下運(yùn)行3。 圖21 電梯曳引傳動系統(tǒng)1電動

22、機(jī)；2制動器；3減速器；4曳引繩；5導(dǎo)向輪；6繩頭組合；7轎廂；8對重裝置轎廂與對重裝置能做相對運(yùn)動是靠電動機(jī)轉(zhuǎn)動時通過曳引繩和曳引輪間的摩擦力來實(shí)現(xiàn)的。這種摩擦力又叫曳引力或驅(qū)動力。運(yùn)行中電梯轎廂的載荷和轎廂的位置以及運(yùn)行方向都在變化。為使電梯在各種情況下都有足夠的曳引力，國家標(biāo)準(zhǔn)gb 75881995電梯制造與安裝安全規(guī)范規(guī)定： 曳引條件必須滿足：； 式(2.1)式中：t1t2為載有125額定載荷的轎廂位于最低層站及空轎廂位于最高層站的兩種情況下，曳引輪兩邊的曳引繩較大靜拉力與較小靜拉力之比。 與加速度、減速度及電梯特殊安裝情況有關(guān)的系數(shù)，一般稱為動力系數(shù)。 其中:=（g+a）/(g-a)

23、g重力加速度a轎廂制動減速度由于磨損導(dǎo)致曳引輪槽斷面變化的影響系數(shù)(對半圓或切口槽：1，對v型槽：12)。 中，f為曳引繩在曳引槽中的當(dāng)量摩擦系數(shù)，為曳引繩在曳引導(dǎo)輪上的包角。稱為曳引系數(shù)。它限定了t1t2的比值，越大，則表明了t1t2允許值和t1t2允許值越大， 也就表明電梯曳引能力越大。因此，一臺電梯的曳引系數(shù)代表了該臺電梯的曳引能力。圖22曳引機(jī)的工作原理2.2 主要參數(shù)查國家標(biāo)準(zhǔn)gb/t7025.17025.397中的規(guī)定1）轎廂及曳引繩的重量g（kg）:500；2）額定載重q（kg）：1000；3）轎廂的額定速度v（m/s）：1；4）停層站數(shù)：3；5）提升的高度h（mm）：10200

24、；6）對重重量：對重可以平衡（相對平衡）轎廂的重量和部分電梯的負(fù)載重量，減少電機(jī)的功率損耗。為了使對重裝置對轎廂起到最佳的平衡作用，必須精確計(jì)算對重裝置的重量。對重重量（w/kg）的計(jì)算公式：wg+kq；式（2.2）式中：g轎廂及曳引繩的重量（kg）；k電梯平衡系數(shù)，取0.5； q電梯額定載重（kg）；w=500+0.5*10001000kg7）電梯傳動系統(tǒng)和垂直移動系統(tǒng)的總效率：對帶有蝸輪減速器的電梯，它的電梯傳動系統(tǒng)和垂直移動系統(tǒng)的總效率一般為：0.50.65；而對無蝸輪減速器的直流（或交流）高速電梯其傳動系統(tǒng)總效率一般為：0.80.85。本設(shè)計(jì)的傳動系統(tǒng)帶有蝸輪減速器。故取0.58) 鋼

25、絲繩的選擇系數(shù)c（）：0.0889)電梯的加速度:；10）電梯的減速度：；11)蝸桿軸向齒形角：；12）表面散熱系數(shù)：；13）曳引機(jī)工作的環(huán)境溫度：；3曳引機(jī)及其運(yùn)動系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1引繩的設(shè)計(jì)3.1.1常見曳引繩的繞法曳引繩根數(shù)的選用見表311:表31曳引繩根數(shù)的選用電梯類型曳引繩根數(shù)客梯、貨梯、醫(yī)梯4雜物電梯2為了電梯更安全地運(yùn)行，本設(shè)計(jì)曳引繩根數(shù)選用5根3.1.1常見的幾種繞法（1）1：1繞法:曳引輪的線速度與橋廂升降速度之比為1：1（見圖31a）（2）2：1繞法：曳引輪的線速度與橋廂升降速度之比為2：1 (見圖31b)（3）3：1繞法：曳引輪的線速度與橋廂升降速度之比為3：1（見圖31c）

26、圖31曳引繩常見的幾各繞法因此1：1繞法也可稱為曳引比1：1或傳動速比1：1（1:1傳動方式）2：1繞法也可稱為曳引比2：1或傳動速比2：1（2:1傳動方式）3：1繞法也可稱為曳引比3：1或傳動速比3：1（3:1傳動方式）3.1.2曳引傳動中的線速度與載荷力的關(guān)系（1）當(dāng)曳引比為1：1時= 即曳引繩速度轎廂運(yùn)行速度p= 即轎廂側(cè)曳引繩載荷力轎廂總重量式中：曳引繩（輪）線速度 轎廂升降速度 p轎廂側(cè)曳引繩載荷力 轎廂總重量（2）當(dāng)曳引比為2：1時：=2 即曳引線速度2倍轎廂運(yùn)行速度p=/2 即轎廂側(cè)曳引繩載荷力1/2轎廂總重量（3）當(dāng)曳引比為3：1時：=3 即曳引線速度3倍轎廂運(yùn)行速度p=/3

27、即轎廂側(cè)曳引繩載荷力1/3轎廂總重量本設(shè)計(jì)選用曳引比為2：1；3.1.3曳引繩的受力分析當(dāng)橋廂靜止或均速運(yùn)動時：轎廂側(cè)曳引繩的載荷力p4：；式（3.1）；單根繩的作用載荷：；當(dāng)電梯加速時：；式(3.2）500(9.8+2)2=2.95knp1500（9.8+2）28.85kn；單根繩的作用載荷：；當(dāng)電梯減速時：；式(3.3）500(9.8-2)2=1.95knp1500（9.8-2）25.85kn;單根繩的作用載荷：；3.1.4鋼絲繩的選用對重所受的重力:wg=9.8kn所以p（對）4.9knp(max)式中p(對)鋼絲繩在對重一側(cè)受到的載荷p（max）鋼絲繩在橋廂側(cè)受到的最大載荷由此可以得出

28、，只要鋼絲繩能承載轎廂一側(cè)的載荷就能承載對重一側(cè)的載荷，故只要按轎廂一側(cè)的要求選用鋼絲繩即可。鋼絲繩的最小公稱直徑d(min)/mm:；式(3.4）式中c是鋼絲繩的選擇系數(shù)（mm/）單根鋼絲繩最大工作靜拉力（n）；根據(jù)鋼絲的工作條件，選67類鋼絲繩類鋼絲繩，見表325:表32 67類鋼絲繩力學(xué)性能鋼絲繩公稱直徑/mm鋼絲繩公稱抗拉強(qiáng)度/mpa157016701770鋼絲繩最小破斷拉力/kn纖維芯鋼絲繩鋼芯鋼絲繩纖維芯鋼絲繩鋼芯鋼絲繩纖維芯鋼絲繩鋼芯鋼絲繩1.81.691.831.801.941.902.0622.082.252.222.402.352.5434.695.074.995.405.

29、295.7248.349.028.879.599.4010.2513.014.113.915.014.715.9618.820.320.021.621.222.9根據(jù)鋼絲繩的最小公稱直徑和它所受的載荷選用：67類，直徑4mm的纖維鋼絲繩3.2曳引電動機(jī)的選擇電梯的運(yùn)行是一個按一定工藝過程做間歇運(yùn)動的起重運(yùn)輸?shù)钠鹬貦C(jī)械，因此其曳引電動機(jī)的功率選擇及其校核方法是類同于一般斷續(xù)運(yùn)行的起重運(yùn)輸機(jī)械的，即要頻繁走動和制動。而且電梯的起動電流較小，要求噪聲小。各類電梯所用的曳引電動機(jī)基本上可以分為交流電動機(jī)和直流電動機(jī)兩大類。但無論什么樣電機(jī)，均要根據(jù)電梯的實(shí)際載重量和電梯的運(yùn)行速度合理地選擇電梯電動機(jī)的

30、功率，即不能太小，也不能太大。不然將對其利用率、發(fā)熱等方面帶來不利影響。其次，電動機(jī)功率的決定還要根據(jù)各類電梯機(jī)房的工作環(huán)境、通風(fēng)散熱條件、電機(jī)本身的絕緣等情況決定其過載能力大小。而這一決定因素也與電動機(jī)本身的機(jī)械特性和電特性有關(guān)。根據(jù)曳引電動機(jī)的工作條件，選擇繞線型y系列三相異步電動機(jī)作為電梯的曳引電動機(jī)。電梯曳引機(jī)的功率的計(jì)算公式：p=q(1-k)v/102；式(3.5）式中：p曳引電動機(jī)的功率（kw）；q電梯的額定載重量（kg）；k電梯中與平衡重有關(guān)的平衡系數(shù)；v電梯的額定運(yùn)行速度（m/s）；電梯傳動系統(tǒng)和垂直移動系統(tǒng)的總效率；p1000(1-0.5)*1/(102*0.5)=9.8kw

31、；常用三相異步電動機(jī)的主要參數(shù)見表33表33 三相異步電動機(jī)(摘自zb/t系k22 007-1988)y列三相異步電動機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)型號額定功率/kg滿載時額定電流額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速(r/min)電流/a效率（%）功率因數(shù)y80i-20.7528301.81750.846.52.22.3y802-21.12.52770.867.0y90s-21.528403.44780.85y90l-22.24.7480.50.86y100l-23.028706.39820.87y112m-24.028908.1785.5y132s1-25.5290011.10.882.3y132s2-27.515.08

32、6.2y160m1-211293021.887.2y160m2-21529.488.2選用的電動機(jī)的型號是：y160m12電動機(jī)的轉(zhuǎn)速n:n=2930r/min；電動機(jī)的功率：；3.3減速器的設(shè)計(jì)3.3.1減速器傳動類型的選擇減速器按傳動方法分可分為：齒輪減速器和蝸桿減速器。其中蝸桿傳動用于傳遞交錯軸之間的運(yùn)動和動力。齒輪減速器的主要優(yōu)點(diǎn)：工作可靠，使用壽命長；瞬時傳動比為常數(shù)；傳動效率高；結(jié)構(gòu)緊湊；功率和速度適用范圍很廣等。缺點(diǎn)是：齒輪制造需專用機(jī)床和設(shè)備，成本較高；精度低時，振動和噪聲較大；不宜用于軸間距離大的傳動等。蝸桿傳動的主要優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)緊湊、工作平穩(wěn)、無噪聲、沖擊振動小以及能得到很

33、大的單級傳動比，而且具有一定自鎖功能。它的缺點(diǎn)是：傳動效率比齒輪傳動低，需要貴重的減摩性有色金屬6。綜合上述兩類減速器的優(yōu)缺點(diǎn)，蝸桿減速器適合作為電梯曳引機(jī)的減速器。3.3.2常用蝸桿傳動的分類及特點(diǎn)常用蝸桿傳動的分類及特點(diǎn)見表34：表34常用蝸桿傳動的分類及特點(diǎn)傳動類別蝸桿型式特點(diǎn)及使用范圍圓柱蝸桿傳動普通圓柱蝸桿傳動阿基米德圓柱蝸桿加工方便，應(yīng)用較廣泛。但導(dǎo)角大時加工較困難。不易磨削，傳動效率較低，齒面磨損較快。因此，一般用于頭數(shù)較少、載荷較小、轉(zhuǎn)速較低或不太重要的傳動法向直廓圓柱蝸桿容易實(shí)現(xiàn)磨削，因此加工精度容易保證，效率較高。一般用于頭數(shù)較多（3頭以上）、轉(zhuǎn)速較高和要求較精密的傳動中漸

34、開線圓柱蝸桿錐面包絡(luò)圓柱蝸桿加工容易，可以磨削。因此能獲得較高的精度。開始得到較廣泛的應(yīng)用圓弧圓柱蝸桿可以磨削。在冶金礦山、起重、化工、建筑等機(jī)械中得到日益廣泛的應(yīng)用環(huán)面蝸桿傳動平面一次包絡(luò)環(huán)面蝸桿蝸桿均為平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿，可淬硬磨削，因此加工精度、效率較高，承載能力較大。在冶金、起重、化工和重型機(jī)械等行業(yè)得到日益廣泛的應(yīng)用。一次包絡(luò)環(huán)面蝸桿加工不需要滾刀，而二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿加工要滾刀，但后者的承載能力更大平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿直廓環(huán)面蝸桿（球面蝸桿）是雙包圍環(huán)面蝸桿的一種；應(yīng)用較廣泛，但蝸桿必須人為修形，難以淬火磨削；蝸輪只能飛刀近似加工選用圓弧圓柱蝸桿傳動傳為曳引機(jī)的減速器3.3.3蝸桿傳動

35、的幾何尺寸計(jì)算因?yàn)闇p速器要有一定的自鎖性，所以蝸桿的頭數(shù)蝸輪的齒數(shù)為了不使蝸輪發(fā)生根切現(xiàn)象，必須滿足的條件是：蝸桿蝸輪嚙合參數(shù)搭配見表35表35 （摘自gb/t91471999）中心距a/mm公稱傳動比i模數(shù)m/mm蝸桿分度圓直徑/mm蝸桿頭數(shù)蝸輪齒數(shù)蝸輪變位系數(shù)實(shí)際傳動比6331.5332 1310.16731402.526390.53950226490.5498031.53.838.4310.53140332410.83341502.530510.551632.2526.5290.1675910031.54.846.4310.531403.838.4410.76341503.236.650

36、0.53150632.7532.5600.4556012531.56.257.6300.51630404.846.4410.7084150444500.75050對圓弧圓柱蝸桿傳動比較適宜,選；查上表可得：中心距a：a80mm；公稱傳動比i：i=40；模數(shù)m：m=3mm；蝸桿分度圓直徑：32mm；蝸輪齒數(shù)：41，17符合要求；實(shí)際傳動比；蝸輪的分度圓直徑:；式(3.6）蝸桿分度圓柱導(dǎo)程角：；式(3.7）；蝸桿直徑系數(shù)：式(3.8）蝸桿節(jié)圓柱導(dǎo)程角:；式(3.9）；頂隙c：（其中）；式(3.10）；蝸桿齒頂高；式(3.11）；蝸輪的齒頂高：； 式(3.12）；蝸桿齒根高：；式(3.13）；蝸輪齒

37、根高：；式(3.14）；蝸桿節(jié)圓直徑：；式(3.15）；蝸輪的節(jié)圓直徑：；蝸桿齒頂圓直徑：；式(3.16）；蝸輪喉圓直徑：；式(3.17）；蝸桿齒根圓直徑：；式(3.18）；蝸輪齒根圓直徑：；式(3.19）；蝸桿軸向齒距：；式(3.20）；蝸桿的軸向齒厚：；式(3.21）；蝸桿的法向齒厚：；式(3.22）；蝸桿分度圓法向弦齒高：；式(3.23）蝸桿螺紋部分長度：；式(3.24）；蝸輪最大外圓直徑：；式(3.25）；蝸輪輪緣寬度：；式(3.26）；蝸輪咽喉母賀半徑：；式(3.27）；蝸輪齒根圓弧半徑：；式(3.28）；滑動速度：；式(3.29）；傳動效率：；式(3.30）；3.3.4圓柱蝸桿傳動

38、的受力分析圓柱蝸桿傳動的受力情況如圖327：圖32圓柱蝸桿傳動的受力蝸桿軸傳遞的轉(zhuǎn)矩：(其中)；式(3.31）；蝸輪傳遞的轉(zhuǎn)矩：；式(3.32）；蝸桿圓周力：；式(3.33）；蝸桿軸向力：；式(3.34）;蝸桿徑向力：；式(3.35）；蝸輪軸向力：；式(3.36）蝸輪圓周力：；式(3.37）蝸輪徑向力：；法向力：；式(3.38）3.3.5蝸桿傳動材料選擇考慮到蝸桿傳動難于保證高的接觸強(qiáng)度，滑動速度又較大，以及蝸桿變形等因素，故蝸桿、蝸輪不能都用硬材料制造，通常為蝸輪應(yīng)該用減摩性良好的軟材料制造。蝸輪材料及其力學(xué)性能見表3-68：表3-6蝸輪材料及其力學(xué)性能蝸輪材料鑄造方法力學(xué)性能適用的滑動速度

39、一側(cè)受載兩側(cè)受載zcual10fe3砂模金屬模196490540見表3-78090638010zcual10fe3mn2砂模金屬模4905401009010zcuzn38mn2pb2砂模金屬模245345605510ht150砂模15040252ht200砂模200473025ht250砂模250553525蝸桿的材料及其力學(xué)性能見表3-7表3-無錫青銅、黃銅及鑄鐵的許用接觸應(yīng)力（單位）蝸輪材料蝸桿材料滑動速度0.250.5123468zcual10fe3zcual10fe3mn2鋼經(jīng)淬火*24522521018016011590zcuzn38mn2pb2鋼經(jīng)淬火*21020018015013

40、09575ht200、ht150(120150hb)滲碳鋼16013011590ht150(120150hb)調(diào)質(zhì)或淬火鋼1401109070注：標(biāo)有*的蝸桿如未經(jīng)淬火，其需降低20%根據(jù)蝸輪及蝸桿的受力情況，滑動速度選擇材料，具體情況如下：蝸輪的材料：zcual10fe3蝸桿的材料：淬火鋼許用接觸應(yīng)力3.3.6圓柱蝸桿傳動強(qiáng)度計(jì)算和剛度驗(yàn)算圓柱蝸桿傳動的破壞形式，主要是蝸輪齒表面產(chǎn)生膠合、點(diǎn)蝕和磨損，而輪齒的彎曲折斷卻很少發(fā)生。因此，通常多按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算。因，故不進(jìn)行彎曲強(qiáng)度核算。查參考文獻(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(第五版)，機(jī)械傳動單行本：查圖1445得：；查圖1447得：查圖14410得：；查圖

41、14411得：；查表14412得：k1.1；接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)：；式(3.39）.；接觸強(qiáng)度校核：；式(3.40）；接觸強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求。剛度的校核：查參考書機(jī)械設(shè)計(jì)（第四版）13.7可知,蝸桿的中心撓度：；剛度設(shè)計(jì)符合要求。3.3.7蝸桿傳動的布置與潤滑油方式蝸桿傳動潤滑油方式的選擇見表38表38蝸桿傳動潤滑油方式滑動速度112.52.55510工作條件重載重載中載潤滑方法浸油潤滑浸油或噴油潤滑從上面計(jì)算數(shù)據(jù)可得，選用的潤滑方法是浸油潤滑。采用油池潤滑時，蝸桿選擇布置在下方。蝸桿浸入油中的深度能浸入螺旋的牙高，且油面不超過滾動軸承最低滾動體的中心。箱體的散熱面積：；式(3.41）；箱體的工作溫度：

42、；式(3.42）；箱體的工作溫度適宜。3.4曳引輪的設(shè)計(jì)曳引輪是曳引機(jī)上的繩輪，也稱曳引繩輪或驅(qū)繩輪。是電梯傳遞曳引動力的裝置，利用曳引鋼絲繩與曳引輪緣上繩槽的摩擦力傳遞動力，裝在減速器中的蝸輪軸上。曳引輪的設(shè)計(jì)包括曳引輪的材料、形狀、參數(shù)計(jì)算。3.4.1曳引輪參數(shù)的計(jì)算曳引輪直徑d40d(d為鋼絲繩直徑)。 3； 式(3.43）式中：是轎廂速度（m/s）i減速器傳動比；e-曳引比；n-電動機(jī)的轉(zhuǎn)速（r/min）；3.4.2曳引輪的材料及結(jié)構(gòu)材料及工藝要求：由于曳引輪要承受轎廂、載重量、對重等裝置的全部動、靜載荷，因此要求曳引輪強(qiáng)度大、韌性好、耐磨損、耐沖擊，所以在材料上多用qt602球墨鑄鐵

43、。為了減少曳引鋼絲繩在曳引輪繩槽內(nèi)的磨損，除了選擇合適的繩槽槽形外，對繩槽的工作表面的粗糙度、硬度應(yīng)有合理的要求9。 曳引輪的直徑：曳引輪的直徑要大于鋼絲繩直徑的40倍。在實(shí)際中，一般都取45到55倍，有時還大于60倍。因?yàn)闉榱藴p小曳引繩的彎曲應(yīng)力，增加曳引繩的使用壽命，一般希望曳引輪的直徑越大越好，但曳引輪大會使曳引機(jī)體積增大，減速器的速比增大，因此其直徑大小應(yīng)適宜。曳引輪的構(gòu)造型式：整體曳引輪分成兩部分構(gòu)成，中間為輪筒(鼓)，外面制成輪圈式繩槽切削在輪圈上），外輪圈與內(nèi)輪筒套裝，并用鉸制螺栓連結(jié)在一起成為一個曳引輪整體。其曳引輪的軸就是減速器內(nèi)的蝸輪軸。3.4.3曳引輪繩槽形狀分析曳引驅(qū)動

44、電梯運(yùn)行的曳引力是依靠曳引繩與曳引輪繩槽之間的摩擦力產(chǎn)生的。因此曳引輪繩槽的形狀直接關(guān)系到曳引力的大小和曳引繩的壽命、曳引輪繩槽的形狀，常用的有半圓槽（如圖33a）、帶切口的半圓槽（又稱凹形槽）(如圖33b)、v形槽、半圓槽（如圖33c）：1)半圓槽與曳引繩接觸面積大，曳引繩變形小，有利于延長曳引繩和曳引輪壽命，但這種繩槽的當(dāng)量摩擦系數(shù)小，因此曳引能力低。為了提高曳引能力，必須用復(fù)繞曳引繩的方法以增大曳引繩在曳引輪上的包角，它多用在全繞式高速無齒輪曳引機(jī)直流電梯上，半圓槽還廣泛用于導(dǎo)向輪、轎頂輪、對重輪的繩槽。2)v形槽：v形槽的兩側(cè)，對曳引繩產(chǎn)生很大的擠壓力，曳引繩與繩槽的接觸面積小，接觸面

45、的單位壓力大，曳引繩變形大，曳引繩與繩槽間具有較高的當(dāng)量摩擦系數(shù)，可以獲得很大的驅(qū)動力。但這種繩槽的槽形和曳引繩的磨損都較快，而且當(dāng)槽形磨損，曳引繩中心下移時，槽形就接近帶切口的半圓槽，當(dāng)量摩擦系數(shù)很快下降。因此這種槽形的范圍受到限制，只有在輕載、低速電梯上應(yīng)用。3)凹形槽：帶切口的半圓槽，它是在半圓槽的底部切制了一條楔形槽，曳引繩與繩槽接觸面積減小，比壓增大，曳引繩在楔形槽處發(fā)生彈性變形，部分楔入溝槽中，使當(dāng)量摩擦系數(shù)大為增加，一般為半圓槽的1.5到2倍，使曳引能力增加。這種槽形既有當(dāng)量摩擦系數(shù)大，又有曳引繩磨損小，特別是當(dāng)槽形磨損，曳引繩中心下移，由于預(yù)制的楔形槽的作用，使當(dāng)量摩擦系數(shù)基本

46、保持不變的優(yōu)點(diǎn)，使這種槽形在電梯曳引輪上應(yīng)用最多。圖33常用曳引輪繩槽的形狀為保證電梯的曳引力及電梯安全運(yùn)行，選用凹形槽。3.5制動器的選擇制動器是用于機(jī)構(gòu)或機(jī)器減速或使其停止的裝置，它是保證機(jī)構(gòu)或機(jī)器正常安全工作的重要部件。電力制動只能消耗機(jī)構(gòu)或機(jī)器的一部分動能，減小或限制其運(yùn)動速度，不能使運(yùn)動停止。機(jī)械式制動器則具有減速、停止及支持等功能。為了減小制動轉(zhuǎn)矩，縮小制動器尺寸，通常將制動器裝在機(jī)構(gòu)的高速軸上，或裝在減速器的輸入軸上。3.5.1制動器類型的選擇按工作狀態(tài)分類，制動器可分為常閉式和常開式。常閉式制動器靠彈簧或重力的作用經(jīng)常處于緊閘狀態(tài)，而機(jī)構(gòu)運(yùn)行時，則用人力或松閘器使制動器松閘。與

47、此相反，常開式制動器經(jīng)常處于松閘狀態(tài)，只有施加外力時才能使其緊閘。常用制動器性能特點(diǎn)及用見表39：表39 常用制動器性能特點(diǎn)及應(yīng)用制動器名稱特點(diǎn)及應(yīng)用說明外抱塊式制動動器構(gòu)造簡單可靠，散熱好。瓦塊有充分和均勻的退距，調(diào)整間隙方便。對于直形制動臂，制動轉(zhuǎn)矩大小與轉(zhuǎn)向無關(guān)，制動輪軸不受彎曲作用力。但包角和制動轉(zhuǎn)矩小，制造比帶式制動器復(fù)雜，杠桿系統(tǒng)復(fù)雜，外形尺寸大。應(yīng)用較廣，適于工作頻繁及空間較大場合。內(nèi)漲蹄式制動器兩個內(nèi)置的制動蹄沿徑向向外擠壓制動鼓，產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩。結(jié)構(gòu)緊湊，散熱性好，密封容易，可用于安裝空間受限制的場合，廣泛用于輪式起重機(jī)及各種車輛。帶式制動器構(gòu)造簡單緊湊。包角大，制動轉(zhuǎn)矩大。制動輪軸受較大的彎曲作用力，制動帶的比壓和磨損不均勻。簡單和差動帶式制動器的制動轉(zhuǎn)矩大小均與旋轉(zhuǎn)方向有關(guān)，限制了應(yīng)用范圍。散熱差。適于大型機(jī)器，要求結(jié)構(gòu)緊湊的制動。盤式制動器利用軸向力使圓盤或圓錐形摩擦表面壓緊，