自動扶梯驅(qū)動機(jī)及其控制系統(tǒng)設(shè)計

1、自動扶梯驅(qū)動機(jī)及其控制系統(tǒng)設(shè)計摘要：自動扶梯應(yīng)用日益廣泛，大型商場，賓館都已離不開它，且在火車站，機(jī)場等更是大顯身手。一個完整的扶梯系統(tǒng)包括電動機(jī)、主傳動機(jī)構(gòu)、鏈傳動機(jī)構(gòu)、以及滾輪、梯級、扶手等。通常把電動機(jī)、主傳動機(jī)構(gòu)、鏈傳動機(jī)構(gòu)以及制動、限速機(jī)構(gòu)設(shè)計成一整體，叫做驅(qū)動機(jī)。驅(qū)動機(jī)是自動扶梯最為重要的機(jī)構(gòu)，它的質(zhì)量直接決定了自動扶梯的工作性能、工作狀態(tài)、工作壽命等。本設(shè)計通過對自動扶梯的基本結(jié)構(gòu)的認(rèn)識，考慮了各方面的因素，對自動扶梯的傳動機(jī)構(gòu)做了選擇。進(jìn)行了自動扶梯的功率計算、蝸桿軸的設(shè)計計算，低速軸的設(shè)計計算，剛度校核計算等，最后設(shè)計了自動扶梯的電氣控制系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：自動扶梯；電動機(jī)；驅(qū)動機(jī)

2、裝置；蝸桿軸；低速軸，電氣控制 ABSTRACT：The range of Escalators includes products for commercial use in department stores, hotels or offices, as well as those for use in public areas such as railway stations, airports or the underground.A comprehensive system of escalator includes the electric motor,the main Trans

3、mission mechanism ,the chain transmission mechanism and steps,handrails. Usually,get the elector motor,the main transmission mechanism and additional brakes into one ,called the drive.The drive is the most important part of the escalator ,which effects directly the quality of the escalator.for examp

4、le ,the drive is the origin of the noise and the vibration produced when the escalator works.Based on the escalator understanding of the basic structure ，and considering the various factors, we decide the transmission of escalator. We have maked the power calculation of escalator,the designing of wo

5、rm shaft,the designing of Low-speed shaft ,calculation of stiffness checking and so on . At last,designed the electricity control system.Key words: Escalator ；motor；Drivers device； worm shaft； low-speed shaft；electricity control一、 引言自動扶梯是機(jī)電一體化的典型產(chǎn)品。近年來自動扶梯的高速度發(fā)展，不僅滿足了各部門得到需要，而且促進(jìn)了各行業(yè)的興隆發(fā)達(dá)，效益倍增?！白詣臃鎏?/p>

6、熱” 的形成和持續(xù)，將進(jìn)一步促使新產(chǎn)品的開發(fā)和產(chǎn)品質(zhì)量的提高。在這種形式下，普及電梯技術(shù)，研究電梯技術(shù)已成為當(dāng)務(wù)之急。自動扶梯是由一臺特種結(jié)構(gòu)型式的鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)和兩臺特殊結(jié)構(gòu)型式的膠帶輸送機(jī)所組合而成的，用以在建筑物的不同層高間運(yùn)載人員上下的一種連續(xù)輸送機(jī)械。一系列的梯級與兩根牽引鏈條連接在一起，在按一定線路布置的導(dǎo)軌上運(yùn)行即形成自動扶梯的梯路。牽引鏈條繞過上牽引鏈輪、下張緊裝置并通過上、下分支的若干直線、曲線區(qū)段構(gòu)成閉合環(huán)路。這一環(huán)路的上分支中的各個梯級（也就是梯路）應(yīng)嚴(yán)格保持水平，以供乘客站立。上牽引鏈輪（也就是主軸）通過減速器等與電動機(jī)相連以獲得動力。扶梯兩旁裝有與梯路同步運(yùn)行的扶手裝置，

7、以供乘客扶手之用。扶手裝置同樣由上述電動機(jī)驅(qū)動。為了保證自動扶梯乘客絕對安全，要求裝設(shè)多種安全裝置。自動扶梯由動力源、傳動機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)三部分組成。其工作原理是：電動機(jī)驅(qū)動主傳動機(jī)構(gòu)、鏈傳動機(jī)構(gòu)及多個滾輪，帶動梯級循環(huán)運(yùn)行，執(zhí)行輸送任務(wù)，往往把電動機(jī)、主傳動機(jī)構(gòu)及附加的制動與限速裝置設(shè)計成一個整體，這個整體就稱為驅(qū)動機(jī)。驅(qū)動機(jī)是自動扶梯的驅(qū)動和減速機(jī)構(gòu)，是其主要組成部分。主要功能是驅(qū)動扶梯減速運(yùn)行，完成停車制動，限制超速和逆轉(zhuǎn)運(yùn)行。驅(qū)動機(jī)的產(chǎn)品質(zhì)量直接影響整個扶梯的工作性能、工作狀態(tài)、運(yùn)載能力、工作壽命，所以扶梯對驅(qū)動機(jī)提出了極高的技術(shù)要求，研究驅(qū)動機(jī)，采用高技術(shù)設(shè)計驅(qū)動機(jī)，高質(zhì)量地生產(chǎn)驅(qū)動機(jī)

8、已成為開發(fā)和發(fā)展自動扶梯的重要課題。本設(shè)計主要設(shè)計自動扶梯驅(qū)動機(jī)的蝸輪蝸桿減速器。二、 自動扶梯的基本結(jié)構(gòu) 自動扶梯由梯級、牽引鏈條、梯路導(dǎo)軌系統(tǒng)、驅(qū)動裝置、張緊裝置、扶手裝置和金屬結(jié)構(gòu)等若干部件組成。（一） 梯級 梯級的功能是用來運(yùn)送乘客，是扶梯的工作部件。梯級上有四個輪子，二個直接裝在梯級上，稱為梯級滾輪；另二個裝在梯級鏈上，使梯級與梯級相連，稱為梯級鏈滾輪。由于梯級鏈滾輪受的力要大一些，又稱為梯級主輪；梯級滾輪則被稱為副輪。圖2-1 梯級結(jié)構(gòu)示意圖1-梯級豎板 2-梯級踏板 3-主動軸 4-梯級主輪 5-梯級構(gòu)架 6-梯級副輪（二）牽引鏈條 牽引鏈條是自動扶梯主要的傳遞動力構(gòu)件，其質(zhì)量直

9、接影響自動扶梯的運(yùn)行平穩(wěn)和噪聲高低。圖2-2 套筒滾子鏈 1-銷 2鏈板 3-滾子 4-梯級主輪 5-梯級軸圖2-3 滾輪鏈 圖2-4 梯級的滾輪1-滾輪(梯級副輪) 2-梯級 3-鏈板 1-輪轂 2-球軸承 3-輪緣（三）梯路導(dǎo)軌系統(tǒng) 自動扶梯梯路導(dǎo)軌系統(tǒng)包括主輪和輔輪的全部導(dǎo)軌、反軌、導(dǎo)軌支架及轉(zhuǎn)向壁等。導(dǎo)軌系統(tǒng)的作用在于支承由梯級主輪和輔輪傳遞來的梯路載荷，保證梯級按一定的規(guī)律運(yùn)動以及防止梯級跑偏等。圖2-5導(dǎo)軌形狀1-主輪工作軌 2-副輪工作軌 3-返回軌 4-卸載軌圖2-6轉(zhuǎn)向?qū)к?-主輪導(dǎo)軌 2-轉(zhuǎn)向內(nèi)導(dǎo)軌 3-轉(zhuǎn)向外導(dǎo)軌 4-梯級鏈安全裝置組件 5-連接導(dǎo)軌 6-返回主導(dǎo)軌（四）

10、 驅(qū)動裝置 驅(qū)動裝置的作用是將動力傳遞給予梯路系統(tǒng)及扶手系統(tǒng)。一般由電動機(jī)、減速器、制動器、傳動鏈條及驅(qū)動主軸等組成。按驅(qū)動裝置所在自動扶梯的位置可分為端部驅(qū)動裝置和中間驅(qū)動裝置兩種。端部驅(qū)動結(jié)構(gòu)形式生產(chǎn)時間已久，工藝成熟，維修方便，我國絕大多數(shù)企業(yè)均生產(chǎn)這種形式結(jié)構(gòu)。圖2-7端部驅(qū)動裝置1-扶手帶 2-牽引鏈輪 3-控制柜 4-驅(qū)動機(jī)組 5-傳動鏈條 6-傳動鏈輪 7-主驅(qū)動軸 8-扶手驅(qū)動輪 9-扶手帶壓緊裝置 10-梯級鏈條 11-梯級端部驅(qū)動裝置是常用的一種驅(qū)動裝置。由圖2-7可知：驅(qū)動機(jī)組通過傳動鏈條帶動驅(qū)動主軸（見圖2-8），主軸上裝有兩個牽引鏈輪、兩個扶手驅(qū)動輪、傳動鏈輪以及緊急

11、制動器等。牽引鏈條上裝有一系列梯級，由主軸上的牽引鏈輪帶動。主軸上的扶手驅(qū)動輪通過扶手傳動鏈條使扶手驅(qū)動輪驅(qū)動扶手膠帶。另有扶手膠帶壓緊裝置，以增加扶手膠帶與扶手驅(qū)動輪間的摩擦力，防止打滑。1.主機(jī)：扶梯的動力，通過主驅(qū)動鏈?zhǔn)怪鬏S轉(zhuǎn)動。2.主驅(qū)動軸：軸使得梯級鏈輪帶動梯級鏈，使安裝在梯級鏈條上的梯級運(yùn)功；軸上的扶手帶驅(qū)動鏈以相同的方式驅(qū)動扶手帶驅(qū)動輪，使扶手帶運(yùn)功。圖2-8主驅(qū)動軸的結(jié)構(gòu) 圖2-9裝有吸音墊的梯級鏈輪1-驅(qū)動鏈輪 2-梯級鏈輪 3-軸 1-鏈輪 2-吸音墊4-附加制動器 5-扶手驅(qū)動鏈輪 3.梯級鏈輪張緊裝置：使自動扶梯的牽引鏈條獲得必要的初張力，以保證自動扶梯正常運(yùn)轉(zhuǎn)。圖2-

12、10梯級鏈張緊裝置1-鏈輪 2-拉簧4.動潤滑裝置：其功能是定時、定量對梯級、主驅(qū)動鏈等運(yùn)動部件進(jìn)行潤滑。（五） 扶手系統(tǒng)扶手系統(tǒng)由扶手帶、扶手帶驅(qū)動裝置和扶手裝置組成。1.扶手帶：是與梯級以相同速度運(yùn)動的，供人扶手的部件。圖2-11平面型扶手帶 圖2-12三角帶型扶手 1,4-橡膠 2-滑動層 3-三角帶5-鋼絲2.扶手帶驅(qū)動裝置：其功能是驅(qū)動扶手帶。3.扶手裝置：扶手裝置是乘客乘扶梯時扶手用的，同時起到護(hù)欄的作用。它由扶手帶、扶手帶導(dǎo)軌、扶手支架、扶手欄板、內(nèi)外蓋板及裙部組成。（六）金屬結(jié)構(gòu)自動扶梯的金屬結(jié)構(gòu)即扶梯的桁架，桁架架設(shè)在建筑物結(jié)構(gòu)上，能支承全部部件和乘客的重量，用型鋼焊接而成。

13、桁架上所有的弦、柱及對角支承均可采用角鋼、方形鋼管焊接而成。要求剛度好、重量輕。根據(jù)設(shè)計需要和便于運(yùn)輸，桁架一般分成三段，即上水平段框架、傾斜段框架。下水平段框架。提升高度較大時，再對傾斜段分段。圖2-13金屬結(jié)構(gòu)1-上弦 2-對角支承 3-柱 4-下弦（七） 安全保護(hù)系統(tǒng)安全保護(hù)系統(tǒng)的功能是當(dāng)自動扶梯處于不安全狀態(tài)，安全裝置使之停止。最常見的保護(hù)裝置有：1.主驅(qū)動鏈破短保護(hù)：當(dāng)驅(qū)動鏈松弛或破斷時，使扶梯停止。2.扶手帶入口保護(hù)：防止手伸入扶手帶入口的保護(hù)。3.梯級鏈的安全保護(hù)：當(dāng)梯級鏈過分伸長或斷裂時，使扶梯停止。4.梳齒板安全保護(hù)：當(dāng)梯級在通過梳齒板受到阻礙時使扶梯停止。5.梯級運(yùn)行安全保

14、護(hù)：當(dāng)梯級滾輪破損導(dǎo)致梯級塌陷時迫使梯級停止。6.防逆轉(zhuǎn)保護(hù)：當(dāng)扶梯在運(yùn)行中發(fā)生逆向運(yùn)動時，使扶梯停止。三、 驅(qū)動機(jī)的類型（一）驅(qū)動機(jī)應(yīng)具備的技術(shù)條件1. 驅(qū)動機(jī)的組成驅(qū)動機(jī)主要由交流電動機(jī)、主減速器、制動器、限速器、防逆運(yùn)轉(zhuǎn)器及機(jī)架組成。圖3-1 驅(qū)動機(jī)外觀如圖3.1所示的驅(qū)動機(jī)組是采用立式蝸輪減速器和雙塊式制動器的結(jié)構(gòu)。電動機(jī)和主減速器通過同軸線止扣用螺栓固聯(lián)在一起。電動機(jī)軸和主減速器的高速主動軸為一體；制動器放在高速軸上，以獲得較小的制動力矩；防逆運(yùn)轉(zhuǎn)器放置在低速從動軸上，接通電源，制動器打開，電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)將功率輸入給主傳動機(jī)構(gòu)，通過主傳動機(jī)構(gòu)的從動軸將功率傳人鏈傳動機(jī)構(gòu)，帶動梯級和扶手帶

15、運(yùn)行工作。切斷電源時，制動器通過彈簧由包閘臂包緊包閘輪，產(chǎn)生摩擦力矩，使主軸減速停車。當(dāng)電動機(jī)超速時，限速器切斷電源，制動器工作，扶梯隨之停車，同樣逆運(yùn)轉(zhuǎn)時亦可停車。整個驅(qū)動機(jī)固聯(lián)在機(jī)架上。2. 驅(qū)動機(jī)的技術(shù)要求（1）具有較高的強(qiáng)度即在設(shè)計驅(qū)動機(jī)時，應(yīng)首先滿足在設(shè)計壽命內(nèi)，不產(chǎn)生任何失效形式的強(qiáng)度要求。（2）具有較高的傳動效率傳動效率體現(xiàn)了輸入功率在驅(qū)動機(jī)中有效利用的程度。在輸入功率相同的情況下，克服生產(chǎn)阻力矩的大小直接影響驅(qū)動機(jī)傳動效率的高低，也反映了能量損耗的多少。（3）具有較高的體積載荷體積載荷是指驅(qū)動機(jī)傳遞的功率除以驅(qū)動機(jī)體積所得的商。即要求驅(qū)動機(jī)所占的空間較小，在扶梯運(yùn)載量不變的條件

16、下，驅(qū)動機(jī)必須具有小體積，大功率的特性。（4）要滿足扶梯的要求即驅(qū)動機(jī)須較大的減速比，恒定的運(yùn)動速度（慢速 v0。5m/s）,及滿足連續(xù)，起動次數(shù)較少的正反運(yùn)動。且正反運(yùn)轉(zhuǎn)具有相同的工作特性。（5）具有較低的噪聲和振動為了達(dá)到人乘舒適，減少噪聲對公共場所的污染，扶梯應(yīng)具有噪聲低，振動小，工作運(yùn)行平穩(wěn)的特性。（6）應(yīng)具有合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要評定條件是：滿足強(qiáng)度和剛度的要求；外觀樸實大方；制造與安裝工藝好；裝拆方便；成本低廉。（7）具有靈活，可靠的制動性能驅(qū)動機(jī)附設(shè)的制動器是為了縮短停車時間，加速停車。其制動力矩應(yīng)大于軸的輸入轉(zhuǎn)矩。制動技術(shù)應(yīng)先進(jìn)，強(qiáng)度高，壽命長，靈活可靠，機(jī)構(gòu)緊湊。（二） 驅(qū)動機(jī)主

17、傳動機(jī)構(gòu)的選用1. 主傳動機(jī)構(gòu)的的選擇原則和依據(jù)：（1）梯級驅(qū)動機(jī)的工況條件。驅(qū)動機(jī)屬于起動次數(shù)較少，空載起動，連續(xù)運(yùn)行，傳動比恒定，速度較低，工作沖擊小，所需功率小，要求體積載荷大，傳動效率高，振動小，噪聲低，能正反運(yùn)行的傳動裝置。（2）環(huán)境良好，但通風(fēng)條件差。（3）制造，安裝，維修的工藝性，成本，利潤。（4）主傳動機(jī)構(gòu)的技術(shù)含量及發(fā)展前景。 （5）考慮結(jié)構(gòu)形式及結(jié)構(gòu)布置上的要求。 2.傳動機(jī)構(gòu)的性能及對比分析：傳動裝置是把動力機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械能，傳送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)上的裝置。驅(qū)動機(jī)中的傳動機(jī)構(gòu)和鏈傳動機(jī)構(gòu)，構(gòu)成了扶梯和人行道的傳動裝置。驅(qū)動機(jī)的減速器部分是扶梯傳動裝置的主要部分。本設(shè)計將驅(qū)動機(jī)的傳動

18、裝置稱為主傳動機(jī)構(gòu)。 傳動形式有機(jī)械傳動、液壓傳動、電傳動三種類型。其中機(jī)械傳動是驅(qū)動機(jī)的最佳選擇。 機(jī)械傳動有多種形式，主要有摩擦輪傳動、鏈傳動、帶傳動、齒輪傳動等。其中摩擦輪傳動過程中速度不恒定，滑動率較大，要設(shè)有加壓裝置，故承受的徑向力大，體積載荷小，傳動比范圍小，使用壽命短，所以不適合驅(qū)動機(jī)的主傳動機(jī)構(gòu)。帶傳動傳動可實現(xiàn)大中心距，工作平穩(wěn)、緩沖擊、吸震、噪音低，有過載保護(hù)能力、結(jié)構(gòu)簡單、工藝性好、成本低，但傳動比不恒定，滑動率大，傳動范圍小、軸承受徑向力較大、體積載荷小、壽命短等不足之外，不宜在驅(qū)動機(jī)上應(yīng)用。特別指出，齒形帶吸取了鏈傳動及帶傳動的優(yōu)點，克服了其不足，已成為有發(fā)展前途的傳

19、動機(jī)構(gòu)。鏈傳動由于具有多邊形效應(yīng)，傳動中產(chǎn)生周期性加速度，引起振動和噪聲，軸的徑向力較大，磨損后易產(chǎn)生振動和脫鏈，只能用于低速傳動，所以不能用于驅(qū)動機(jī)的主傳動機(jī)構(gòu)。齒輪傳動是機(jī)械傳動中用途最廣的傳動形式，它具有其他傳動機(jī)械形式不可比擬的許多特點，如傳動效率高，傳動比和速度范圍大，傳動比恒定，壽命長，體積載荷大，工作安全可靠，而且種類很多。通過以上機(jī)械傳動類型特性簡單比較，認(rèn)為齒輪傳動是驅(qū)動機(jī)的主傳動機(jī)構(gòu)的在目前的技術(shù)條件下，要優(yōu)于其他傳動形式。是“最佳”方案。齒輪傳動種類很多，其嚙合特點、應(yīng)用范圍、設(shè)計技術(shù)、結(jié)構(gòu)特性等各不相同，所以用于主傳動機(jī)構(gòu)也必須認(rèn)真研究，特別是結(jié)合工藝、設(shè)備條件加以選擇

20、。國內(nèi)外驅(qū)動機(jī)所選用的主傳動機(jī)構(gòu)差異較大，國內(nèi)以選用蝸桿副為主，國外正向齒輪副以及行星齒輪系方向發(fā)展。所以本設(shè)計選用蝸輪蝸桿傳動。（三） 驅(qū)動機(jī)的結(jié)構(gòu)形式1.立式和臥式驅(qū)動機(jī)目前廣泛應(yīng)用的驅(qū)動機(jī)有：立式和臥式驅(qū)動機(jī)兩大類。立式和臥式在使用上沒有什么區(qū)別，而在機(jī)構(gòu)上有較大差異。從整體機(jī)構(gòu)分析，蝸桿副驅(qū)動機(jī)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。所以選用立式驅(qū)動機(jī)。2. 整軸式和分軸式驅(qū)動機(jī)整軸式就是電動機(jī)軸和主傳動機(jī)構(gòu)的高速軸為一體。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(jī)。目前所用的驅(qū)動機(jī)中，臥式齒輪副驅(qū)動機(jī)都是分軸式的。立式蝸桿副驅(qū)動機(jī)分兩種，一種是整軸式蝸桿

21、副驅(qū)動機(jī)，一種是分軸式蝸桿副驅(qū)動機(jī)。目前西歐各國生產(chǎn)的自動扶梯普遍采用整軸式驅(qū)動機(jī)。國內(nèi)整軸式蝸桿副驅(qū)動機(jī)也被廣泛應(yīng)用。整軸式蝸桿副驅(qū)動機(jī)與分軸式驅(qū)動機(jī)相比其主要特點是：降低了高度（一般低100150mm）、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(jī)發(fā)展的方向，正向小型化發(fā)展，盡量要求驅(qū)動機(jī)的尺寸小，所以選用整軸式結(jié)構(gòu)。綜上所述：此設(shè)計中，我們選用立式蝸輪減速器塊式制動器的驅(qū)動機(jī)組。此減速器具有運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲小及體積小等優(yōu)點。四、 自動扶梯的驅(qū)動功率計算（一）自動扶梯的主要參數(shù)自動扶梯的主要參數(shù)有：提升高度、理論輸送能力、運(yùn)行速度、梯級寬度及梯路的傾斜角等。（自動扶梯功率計算都是

22、根據(jù)參考文獻(xiàn)【1】所設(shè)計）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=310m;中提升高度H>1045m;大提升高度H>4565m。取H5m，為小提升高度。2. 理論輸送能力Q：設(shè)備每小時內(nèi)理論上能輸送的人數(shù)。當(dāng)自動扶梯的各梯級均站滿人時，就達(dá)到了其理論輸送能力，由下式計算： Q=3600nv （1）式中：Q理論輸送能力（人/h）t級 兩梯級間的節(jié)距（m）n每一梯級上站立人員數(shù)目v 梯級運(yùn)行速度（m/s）取v=0.5m/s一般情況，兩梯級間的節(jié)距是定值，一般為400405mm，取t級=0.4m；速度v應(yīng)按規(guī)范確定。按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：B=0.

23、6m（單人梯級）時，站立1人；B=0.8m時，站立1.5人；B=1.0m（雙人梯級）時，站立2人.此設(shè)計中，選取B=1.0m，n=2.Q=3600×=9000(人/h)3. 運(yùn)行速度v ： 自動扶梯運(yùn)行速度的快慢，直接影響到乘客在扶梯上的停留時間。如果速度太快，影響乘客順利登梯，滿載系數(shù)反而降低；反之，速度太慢時，不必要地增加了乘客在梯路上的停留時間。研究表明：運(yùn)行速度與滿載系數(shù)的關(guān)系為 =0.6（2v） （2）將這一關(guān)系式代入公式（1），則得輸送能力的計算式：Q=3600nv0.6（2v） （3）國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：自動扶梯的運(yùn)行速度與傾角的關(guān)系如下：傾角時，v0.75m/s; 當(dāng)時，v

24、0.5m/s。此設(shè)計中，選取v=0.5m/s1.20.6v=1.2-0.6×0.50.90 Q實=Q=9000×0.90=8100(人/h)4. 梯級寬度B：目前我國所采用的梯級寬度B：小提升高度時，單人的為0.6m;雙人的為1.0m.中、大提升高度時：雙人的為1.0m. 取B=1.0m5. 傾角:梯路的傾角一般采用。（自動扶梯參數(shù)設(shè)定都是根據(jù)參考文獻(xiàn)【1】所設(shè)計）（二）自動扶梯阻力計算總阻力法：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，相加后求出自動扶梯的總阻力值。下面分別計算各項阻力：圖4-1 總阻力法示意圖1.梯

25、路上分支傾斜區(qū)段乘客載荷形成的阻力：= qBLm （4）2.梯路上分支水平區(qū)段乘客載荷形成的阻力：=qB2 （5）3.上分支與下分支傾斜區(qū)段梯級自重形成的阻力:=2 （6）4.上分支與下分支水平區(qū)段梯路自重形成的阻力：= （7）5.梯路曲線區(qū)段的運(yùn)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。垂直梯路方向的載荷應(yīng)乘以因子，而平行梯路方向的載荷則應(yīng)乘以因子。經(jīng)過分析可以得出梯路曲線區(qū)段運(yùn)動阻力應(yīng)為：= （8）6.梯路轉(zhuǎn)向區(qū)段運(yùn)動阻力：= （9）7.扶手系統(tǒng)的阻力：= 4(+2) （10）在上面各式中：阻力（N）；q每平方

26、米上的乘客載荷（N/m2），一般取5000 N/m2梯路傾斜區(qū)段的水平投影長度(m)，=，計算得8.66m；自動扶梯的滿載系數(shù)，=0.9；B梯級寬度（m），B=1.0m；梯級車輪的摩擦系數(shù)，=0.0250.03，取=0.03；進(jìn)出端梯路水平長度（m），小提升高度取0.6m；一只梯級包括所屬牽引鏈條的自重（N），一般=1200N；V牽引鏈條的初張力，取5001000N，V=500N；梯路轉(zhuǎn)向時，梯級所經(jīng)路徑的曲線長度（m）；=R1，小提升高度自動扶梯R1=23m，取2m； 乘客手握扶手膠帶的附加阻力系數(shù)；=R2，小提示高度自動扶梯R2=1.52.5m，取=1.5；扶手膠帶的線載荷（N/m）,可以

27、取=25N/m；扶手膠帶阻力系數(shù)，可取=0.3；梯級的間距，=0.4m；自動扶梯傾角。經(jīng)過計算得：=20497N=162N=1559N=216N=980 =180N =444N扶梯系統(tǒng)的總阻力就是上述各項阻力之和，既 （11）=23966N（三） 自動扶梯的功率計算自動扶梯的總功率計算可以用總阻力法求出，其具體公式如下：N= （12）式中：N自動扶梯的總功率（KW）W用總阻力法求出的自動扶梯總阻力v自動扶梯額定速度（m/s）v0.5m/s傳動系統(tǒng)的效率,蝸輪減速器=0.750.85，取0.8代值計算總功率N=14.97875kw五、 驅(qū)動機(jī)主傳動的結(jié)構(gòu)設(shè)計蝸桿傳動是在空間交錯的兩軸間傳遞運(yùn)動和

28、動力的一種傳動機(jī)構(gòu)，兩軸線交錯的夾角可為任意值，常用的為。圖5-1 圓柱蝸桿傳動（一） 阿基米德蝸桿（ZA蝸桿）的定義和傳動特點ZA蝸桿的定義：這種蝸桿，在垂直于蝸桿軸線的平面（即端面）上，齒廓為阿基米德螺旋線，在包含軸線的平面上的齒廓（即軸向齒廓）為直線，其齒形角=。它可在車床上用直線刀刃的單刀（當(dāng)導(dǎo)程角）或雙刀（當(dāng)時）車削加工。安裝刀具時，切削刃的頂面必須通過蝸桿的軸線。阿基米德螺線圖5-2 阿基米德蝸桿（ZA蝸桿）傳動特點： （1）傳動比大            （2）

29、連續(xù)嚙合，傳動平穩(wěn)，沖擊載荷小，噪音低（3）齒面滑動速度VS大、磨損、發(fā)熱，容易使?jié)櫥?，較低，易磨損、膠合。（二） 阿基米德蝸桿傳動的設(shè)計與計算1. 選擇電動機(jī)型號：根據(jù)自動扶梯的功率N=14.97875kw，選取Y160L-4型電動機(jī)，功率為15kw,轉(zhuǎn)速為1460r/min。（根據(jù)參考文獻(xiàn)【5】選?。?. 選擇蝸桿傳動類型：根據(jù)GB/T 10085-1988的推薦，采用阿基米德蝸桿（ZA型）。3. 蝸桿傳動參數(shù)：圖5-3 普通圓柱蝸桿傳動的這樣參數(shù)蝸桿輸入功率P=15kw; 蝸桿轉(zhuǎn)速n1=1460r/min根據(jù)輸出軸轉(zhuǎn)速的一般要求，一般取蝸輪轉(zhuǎn)速n2=73r/min理論蝸桿傳動比：i1

30、2=推薦蝸桿頭數(shù)z1為：23確定傳動齒數(shù)：z1=2, z2=40實際傳動比：i12=自動扶梯使用壽命為20年，每日工作10小時Lh=4. 選擇蝸桿蝸輪材料：考慮到蝸桿傳遞功率不大，速度只是中等，故蝸桿用45鋼，因希望傳動效率高些，耐磨性好些，故蝸桿螺旋齒面要求淬火，硬度為4555HRC。考慮到鑄錫磷青銅耐磨性最好，用于滑動速度3m/s的重要傳動，故蝸輪用鑄錫磷青銅ZcuSn10P1,金屬模鑄造，為了節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪芯用灰鑄鐵HT100制造。5. 按蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計：確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩T2：估取效率=0.8，則:T2= （13）T2=確定載荷系數(shù)K(參考

31、文獻(xiàn)【11】)： （14）式中：使用系數(shù)，由參考文獻(xiàn)【11】表11-5中選取，由于載荷性質(zhì)均勻、無沖擊，故選取1 齒向載荷分布系數(shù)，因工作載荷較平穩(wěn)，故取1 動載系數(shù)，由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取1.05確定許用接觸應(yīng)力：根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅ZCuSn10P1，金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度>45HRC，因蝸輪材料為強(qiáng)度極限的鑄錫磷青銅，蝸輪主要為接觸疲勞失效，故應(yīng)先從參考文獻(xiàn)【11】表11-7中查得蝸輪的基本許用接觸應(yīng)力=268Mpa. (15)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 當(dāng)時，取。壽命系數(shù)：要求蝸桿接觸強(qiáng)度系數(shù)（參考文獻(xiàn)【4】）： （16）式中：K載荷系數(shù)，K=1.05；根據(jù)蝸桿接觸強(qiáng)度系數(shù)計

32、算，選取相匹配的和：取m=6.3mm; =112mm理論中心距初選a=180mm6. 蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算：為了防止齒面產(chǎn)生點蝕，對于鋼制蝸桿與青銅蝸輪配對時齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核公式為（參考文獻(xiàn)【10】）： （17） <蝸輪齒面接觸強(qiáng)度校核通過。7. 蝸輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算：齒根彎曲強(qiáng)度校核公式（參考文獻(xiàn)【4】）： （18）式中：蝸輪齒形系數(shù)，可由蝸輪的當(dāng)量齒數(shù)及蝸輪的變位系數(shù)x2從圖中查得。 螺旋角影響系數(shù)， 蝸桿分度圓柱導(dǎo)程角：當(dāng)量齒數(shù)：變位系數(shù)：為了配湊中心距，常采用變位蝸桿傳動。但在蝸桿傳動中，由于蝸桿的齒廓形狀和尺寸要與加工蝸輪的滾刀形狀和尺寸相同，所以為了保持刀具尺寸不

33、變，蝸桿尺寸是不能變動的，因而只能對蝸輪進(jìn)行變位。蝸輪負(fù)變位，蝸輪的齒數(shù)不變，蝸桿傳動的中心距改變（a<a），增加重合度，提高承載能力。齒形系數(shù)：=2.73螺旋角系數(shù)：許用彎曲應(yīng)力： （19）式中：蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力，由于蝸輪用ZcuSn10P1制造，所以從表中查得 =56Mpa. 壽命系數(shù)，。其中，應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N=60jn2Lh，此處n2為蝸輪轉(zhuǎn)速，為73r/min；Lh為工作壽命，為73000h；j為蝸輪每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，每個輪齒嚙合的次數(shù)，取1。當(dāng)時，取。 齒根彎曲強(qiáng)度校核通過。8. 蝸輪蝸桿的幾何尺寸計算：表5-1 ZA蝸桿傳動基本幾何尺寸計算結(jié)果序號項目計算公式結(jié)果1模數(shù)m6.3m

34、m2傳動比i203蝸桿頭數(shù)Z1一般取Z1=1424蝸輪齒數(shù)Z2Z2=iZ1405蝸桿直徑系數(shù)q186中心距a180mm7蝸桿導(dǎo)程PZ39.58mm8蝸桿分度圓柱導(dǎo)程角6.419°9蝸桿節(jié)圓柱導(dǎo)程角6.570°10蝸桿軸向齒形角11蝸桿法向齒形角19.884°12頂隙，一般頂隙系數(shù)=0.21.2613法向模數(shù)6.261mm14蝸桿蝸輪齒頂高h(yuǎn)a1,ha2;一般齒頂高系數(shù)=11mm; 4.3mm15蝸桿蝸輪齒根高h(yuǎn)f1,hf2;7.56mm;9.56mm16蝸桿分度圓直徑d1d1=qm112mm17蝸輪分度圓直徑d2d2=mZ2252mm18蝸桿節(jié)圓直徑d1d1=d1

35、+2x2m108mm19蝸輪節(jié)圓直徑d2d2=d2252mm20蝸桿齒頂圓直徑da1125mm21蝸輪喉圓直徑da2261mm22蝸桿齒根圓直徑df197mm23蝸輪齒根圓直徑df2233mm24蝸桿齒高h(yuǎn)1h1=ha1+hf19mm25蝸輪齒高h(yuǎn)2h2=ha2+hf214mm26蝸桿軸向齒距Px19.79mm27蝸桿軸向齒厚Sx9.896mm28蝸桿法向齒厚Sn9.834mm29蝸輪齒厚St按蝸桿節(jié)圓處軸向齒槽寬ea確定8.44mm30蝸桿分度圓法向弦齒高6.3mm31蝸桿螺紋部分長度L65.52mm32蝸輪最大外圓直徑270mm33蝸輪輪緣寬度bb=(0.670.75)da188mm34蝸

36、輪咽喉母圓半徑rg250mm35蝸輪齒根圓弧半徑rf2rf2=0.5da1+0.2m64mm36滑動速度vs8.616m/s9. 精度等級公差和表面粗糙度的確定：考慮到所設(shè)計的蝸桿傳動是動力傳動，屬于通用機(jī)械減速器，從GB/T 10089-1988圓柱蝸桿、蝸輪精度中選擇8級精度，側(cè)隙種類為c，標(biāo)注為8c GB/T 10089-1988。表5-2 蝸桿主要參數(shù)蝸桿類型ZA模數(shù)m6.3頭數(shù)Z12軸向齒形角20°齒形高系數(shù)1螺旋方向右旋導(dǎo)程Px39.58導(dǎo)程角6°258配對蝸輪齒數(shù)Z240精度等級8c GB/T 10089-1988公差組檢驗項目公差或極限偏差0.0450.04

37、0法向齒厚及偏差表5-3 蝸輪主要參數(shù)模數(shù)m6.3齒數(shù)Z240蝸桿齒向齒形角20°齒頂高系數(shù)1輪齒傾斜方向右旋精度等級8c GB/T 10089-1988分度圓齒厚及其偏差分度圓直徑d2252配對蝸桿Z12公差組檢驗項目公差或極限偏差Fp0.125fptFf20.02810. 熱平衡計算（根據(jù)參考文獻(xiàn)【11】設(shè)計）：取環(huán)境溫度t2:取t2=20散熱系數(shù)K：可取K=（8.1517.45）,當(dāng)周圍空氣流通良好時取偏大值，所以取K=16。初步估算散熱面積A： A （20）計算油的工作溫度t1: (21)油的工作溫度超過許用值（8090），所以不滿足要求，現(xiàn)采取在蝸桿軸上裝置風(fēng)扇通風(fēng)，提高散

38、熱能力。裝風(fēng)扇后，取K=55油的工作溫度在許用值內(nèi)。六、驅(qū)動機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計驅(qū)動機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，在驅(qū)動機(jī)的設(shè)計質(zhì)量中舉足輕重，自動扶梯對驅(qū)動機(jī)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(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計涉及到大量計算和復(fù)雜的公式推導(dǎo)，本設(shè)計僅針對驅(qū)動機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計中的一般典型問題作扼要論述。(一) 驅(qū)動機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)達(dá)到的技術(shù)要求：1. 所有零件都要滿足驅(qū)動機(jī)使用性能使用性能主要包括：運(yùn)動與速度，功能的可靠性，強(qiáng)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。2. 充分考慮制造工藝和安裝工藝主要包括：在達(dá)到使用要求的條件下，零件結(jié)構(gòu)盡可能簡單、實用，毛坯制造、機(jī)械加工、裝配、維修的

39、工藝性好，無需增加專用設(shè)備和過多的專用工具及輔助設(shè)備，盡量合理選用材料及熱處理方法；盡可能選用新材料、新工藝、新技術(shù)；盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)件、通用件，設(shè)計應(yīng)達(dá)到系列化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化。3. 滿足驅(qū)動機(jī)的特殊技術(shù)要求主要指：制動機(jī)構(gòu)靈活、可靠；限速器，防逆轉(zhuǎn)器簡便、實用；小振動，低噪聲。（二）驅(qū)動機(jī)整體設(shè)計考慮的問題整體設(shè)計的總目的是，在滿足自動扶梯對驅(qū)動機(jī)技術(shù)要求的前提下，設(shè)計出布局合理，操作方便、美觀大方的結(jié)構(gòu)形式。1. 選擇機(jī)型確定基本結(jié)構(gòu)尺寸驅(qū)動機(jī)放在機(jī)房內(nèi)，機(jī)房的體積是有嚴(yán)格規(guī)定的，驅(qū)動機(jī)的高度一般不超過1m，甚至有的用戶要求不超過0.85m。自動扶梯和自動人行道的制造和安裝規(guī)范中規(guī)定“在需

40、要對運(yùn)動維修和檢查的地方應(yīng)有一塊至少為0.5*0.6m的自由空間”，而事實上在面臨自動扶梯向結(jié)構(gòu)緊湊、小型化發(fā)展的今天，要留出0.3平方米的自由空間是比較困難的。驅(qū)動機(jī)設(shè)計必須實現(xiàn)結(jié)構(gòu)緊湊、體積小的目標(biāo)。然而驅(qū)動機(jī)體積要受各個方面約束，如主傳動機(jī)構(gòu)的中心距，電機(jī)外廓尺寸，箱體盛油量等。為此驅(qū)動機(jī)的體積不可能設(shè)計的太小。滿足上述設(shè)計條件、并保證安裝和維修人員所占空間的前提下，通過設(shè)計對比證實，將正交軸主傳動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動機(jī)設(shè)計成立式要優(yōu)于臥式，而將平行軸主傳動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動機(jī)設(shè)計成臥式則優(yōu)于立式，我國目前用的蝸桿副驅(qū)動機(jī)多采用立式。2. 外觀布置外觀布置首先要保證各個零部件有效地完成其功能，并達(dá)到“最佳

41、”的受力狀態(tài)，另外外觀協(xié)調(diào)、美觀大方也十分重要。（1）動系統(tǒng)的布置整軸式驅(qū)動機(jī)，采用塊式摩擦制動系統(tǒng)，放置在箱體和電機(jī)聯(lián)接處的高速軸上。這種布置的特點是制動力矩非常靠近蝸桿副的嚙合部位，受力十分合理。制動系統(tǒng)的磁力器安裝位置有三種情況，放在驅(qū)動機(jī)的前面，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，外觀對稱，美觀大方，但應(yīng)注意制動系統(tǒng)不得與運(yùn)動著的梯級干涉，目前幾乎都采用這種布置，本設(shè)計也是采用這種布置。該機(jī)型不專門設(shè)置飛輪，而把飛輪和制動輪合為一個構(gòu)件。這種設(shè)計不但減少了零件，降低了成本，而且減少了驅(qū)動機(jī)的高度。（2）低速軸軸伸方向蝸輪蝸桿立式驅(qū)動機(jī)，低速軸是輸出軸，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(jī)

42、型要求不同的驅(qū)動機(jī)輸出軸伸方向（左或者右）。為了安裝，維修方便，具有良好的通用性，蝸輪軸系零件的設(shè)計，相對箱體應(yīng)具有對稱性結(jié)構(gòu)。（3）驅(qū)動機(jī)散熱肋和箱體加強(qiáng)肋的布置蝸輪蝸桿驅(qū)動機(jī)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，增加散熱肋是必要的。為增加箱體剛度，設(shè)加強(qiáng)肋同樣是必要的，把散熱肋和加強(qiáng)肋合為一體是重要的設(shè)計原則，故在箱體外表面設(shè)置肋板時，要考慮散熱面積，增強(qiáng)剛度和美觀大方。一般設(shè)置成豎直肋。（4）限速器和防逆運(yùn)轉(zhuǎn)器的布置在自動扶梯上，設(shè)置這兩個附加機(jī)構(gòu)是有標(biāo)準(zhǔn)要求的，一般把限速器設(shè)置在高速軸上，把防逆運(yùn)轉(zhuǎn)器設(shè)置在低速軸上。（三）整軸式蝸輪蝸桿驅(qū)動機(jī)蝸桿軸的結(jié)構(gòu)

43、軸承及軸承在軸蝸桿上的位置：整軸式蝸桿副驅(qū)動機(jī)的最大特點是電動機(jī)的轉(zhuǎn)子軸及蝸桿軸是整體，長度幾乎等于驅(qū)動機(jī)的總高度。蝸桿軸上裝有軸承、抱閘輪、轉(zhuǎn)子、風(fēng)扇等零件，很多功能構(gòu)件都在這根軸上，形成了驅(qū)動機(jī)最重要的心臟組件。該軸的精度體現(xiàn)了驅(qū)動機(jī)的精度，所以設(shè)計蝸桿軸的結(jié)構(gòu)十分重要。而首先要設(shè)計軸承的選擇和安裝。選軸承要考慮到承受載荷的性質(zhì)和大小，運(yùn)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。驅(qū)動機(jī)一般用滾動軸承，驅(qū)動機(jī)輸入軸（1460r/min）屬于較低轉(zhuǎn)速，輸出軸屬于低轉(zhuǎn)速（73r/min左右）；承受的軸向力較大，并大于徑向力，蝸桿軸的尺寸細(xì)而長，工作溫度較高（在70度90度）調(diào)心和

44、拆卸沒有特殊要求。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）。其二，在較高溫度下工作的細(xì)長桿，應(yīng)采用固游式安裝形式，不能采用全固式，也不能采用全游式。由于蝸桿軸細(xì)長，電動機(jī)及減速器又是兩個功能機(jī)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。通過分析，在上部安裝兩個向心推力軸承，并將它們固結(jié)在箱體上，中間和下部各安裝一個能游動的向心推力軸承。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。正安裝或反安裝對整軸上支承點位置影響不大，為了安裝及控制軸竄動量，采用正安裝優(yōu)于反安裝。（四）蝸桿軸的設(shè)計1. 蝸桿軸

45、的材料：軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。鋼軸的毛坯多數(shù)用軋制圓鋼和鍛件，有的直接用圓鋼。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(qiáng)度，故采用碳鋼制造軸尤為廣泛，其中最常用的是45鋼。分析蝸桿軸的機(jī)械性能采用45鋼能達(dá)到其各項要求，且經(jīng)濟(jì)。2. 確定蝸桿軸的最小直徑：軸的強(qiáng)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(dāng)?shù)剡x取其許用應(yīng)力。對于蝸桿軸來說，其受徑向的力較小，軸向力較大，承受的扭矩很大，承受的彎矩較?。ê笫龅奈仐U軸采用兩對滾動軸承來支承，在徑向是固定的，軸向可以有小幅度的游動。）所以按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度校核。這種方

46、法是只按軸所受的扭矩來計算軸的強(qiáng)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。在軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，通常用這種方法初步估算軸徑。電動機(jī)的轉(zhuǎn)速如下：n額1500r/min、n滿1460r/min、工作功率p=15kw。軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為（參考文獻(xiàn)【11】）： (22)由上式可得軸的直徑： (23)式中：d計算截面處軸的直徑P軸傳遞的功率，為15kwn軸的轉(zhuǎn)速，為1460r/min式中 一般取2545Mpa,取35MPad對于直徑d100mm的軸，有一個鍵槽時，軸徑增大5%7%。d=24.13(1+7%)=25.8mm則：=28mm所以，取定軸的最小直徑為50mm,因軸所受主要為扭

47、據(jù)，幾乎不承受彎曲載荷，故不需要進(jìn)行彎曲校核。尺寸定為下： 在軸蝸桿的上端，和兩個角接觸球軸承配合的軸直徑為55mm, 和中間軸承配合的軸徑為90mm,下端和軸承配合的軸徑為55mm. 整個軸長605mm。圖6-1 蝸桿軸3蝸桿軸的扭轉(zhuǎn)剛度校核計算：根據(jù)參考文獻(xiàn)【11】，軸的扭轉(zhuǎn)變形用每米長的扭轉(zhuǎn)角來表示。圓軸扭轉(zhuǎn)角單位的計算公式為：對階梯軸： (24)式中：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;Z階梯軸受扭矩作用的軸段數(shù)。分別代表階梯軸第I段上所受的扭矩、長度和極慣性矩。軸截面的極慣性矩，單位為，對于圓軸， 分析并進(jìn)行計算可得出：=0

48、.591軸的扭轉(zhuǎn)剛度條件是：式中為每米長的允許扭轉(zhuǎn)角，與軸的使用場合有關(guān)，對于一般傳動軸，可取=0.51；對于精密傳動軸，可取=0.250.5；對于精度要求不高的軸，可大于1。蝸桿軸為一般傳動軸軸的扭轉(zhuǎn)剛度校核合格。(五)低速軸的設(shè)計和計算：1. 求低速軸的功率P2、轉(zhuǎn)速n2、轉(zhuǎn)矩T2低速軸的材料：45鋼，選擇理由同蝸桿軸的相同；低速軸的功率：低速軸的轉(zhuǎn)速：低速軸的轉(zhuǎn)矩：2. 求作用在低速軸上的力：     圖6-2 蝸桿傳動的受力分析圖根據(jù)參考文獻(xiàn)【11】，已知低速軸上蝸輪的分度圓直徑為252mm，則：圓周力： 徑向力：軸向力：3. 初步確定

49、低速軸的最小直徑：按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計算軸的最小直徑： （參考文獻(xiàn)【11】）式中 一般取2545Mpa,取30MPad對于直徑d100mm的軸，有一個鍵槽時，軸徑增大5%7%。=64.09(1+5%)=67.29mm，所以定低速軸的最小直徑為70mm.圖6-3 軸的結(jié)構(gòu)與裝配 4. 低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計：1）擬定軸上零件的裝配方案：如圖5.2所示的裝配方案。2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度：（1）初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用，故選用角接觸球軸承。參照工作要求并根據(jù)d1-2=70mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級的角接觸球軸承7015AC，其尺寸為

50、，故d2-3=d9-10=75mm。 右端滾動軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。由手冊上查得定位軸肩h=23R，R取2mm，定位軸肩高度h=6mm，因此，取d8-9= d3-4=82mm。（2）取安裝蝸輪處的軸段5-6的直徑為85mm；蝸輪的右端采用套筒定位。已知蝸輪輪緣寬度為88mm，蝸輪輪芯寬度L1=（1.21.8d），故取l5-6=135mm。蝸輪的左端采用軸肩定位，軸肩高度0.07d <h<0.1d，取h=8mm，則軸環(huán)處的直徑d4-5=95mm。軸環(huán)寬度b1.4h，取l4-5=14mm。（3）由于蝸輪中心距箱體內(nèi)壁為130mm，取l3-4=44mm，l6-7=47mm。（4）由于軸承寬度為20mm，所以取l2-3= 40mm；l7-8=45mm。（5）軸承端蓋的總寬度為26mm，低速軸輸出端與鏈傳動連接，所以取l1-2=102mm。至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。3）軸上零件的周向定位：蝸