電梯曳引系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

濟(jì)南大學(xué)泉城學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)題目電梯曳引系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)院工學(xué)院專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化班級(jí)機(jī)設(shè)專升本1402學(xué)生張福清學(xué)號(hào)040162指導(dǎo)教師王蘭花二〇一六年五月二十日摘要自改革開放以來(lái)，我國(guó)乃至世界的經(jīng)濟(jì)在迅速發(fā)展，大批的建筑物像雨后春筍同樣不停地涌現(xiàn)。因此，對(duì)于電梯的需求也不停地增長(zhǎng)，電梯變得越來(lái)越重要。電梯是現(xiàn)代高層建筑構(gòu)成部分，大部分電梯生產(chǎn)商只是對(duì)電梯的容量和外觀進(jìn)行了調(diào)整，內(nèi)部的電梯曳引機(jī)方面的問(wèn)題并沒(méi)有得到有效的處理。因此，對(duì)于曳引機(jī)的研究有非常重要的意義。論文重要簡(jiǎn)介了電梯曳引機(jī)的工作原理，基于論文的基礎(chǔ)上對(duì)電梯的行星齒輪減速器進(jìn)行了初步的優(yōu)化設(shè)計(jì)，使電梯的運(yùn)行更具有安全性。本論文重要簡(jiǎn)介了曳引機(jī)，它是由電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、制動(dòng)器、減速箱等構(gòu)成。電梯的載重、運(yùn)行速度、承受的載荷等原因也會(huì)影響我們對(duì)電梯電動(dòng)機(jī)和制動(dòng)器的選擇。我們要根據(jù)曳引機(jī)的構(gòu)成零件來(lái)整體的考慮和設(shè)計(jì)計(jì)算合適的減速箱。我們可以通過(guò)對(duì)曳引輪的受力分析來(lái)選用合適的鋼絲繩。給電梯提供動(dòng)力的重要是靠曳引輪，通過(guò)摩擦力實(shí)現(xiàn)電梯的整體運(yùn)動(dòng)，因此曳引輪的摩擦系數(shù)必須要大。因此我們對(duì)曳引機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)要從各個(gè)方面入手，將影響的原因降到最小。關(guān)鍵詞：曳引機(jī)，行星減速箱，曳引輪，鋼絲繩ABSTRACTSincethereformandopeningup,theeconomyofourcountryandeventheworldisdevelopingrapidly,andalargenumberofbuildingsarespringinguplikemushrooms.Therefore,thedemandfortheelevatorisalsoincreasing,theelevatorisbecomingmoreandmoreimportant.Elevatorisapartofmodernhigh-risebuildings,mostoftheelevatormanufacturerjusttoliftcapacityandappearancewereadjusted,insidetheelevatortractionmachineproblemhasnotbeeneffectivelysolved.Therefore,thereisveryimportantsignificanceforthestudyoftractionmachine.Papermainlyintroducestheworkingprincipleoftheelevatortractionmachine,basedonthebasisoftheelevatorplanetarygearreducerwerepreliminarilyoptimizeddesign,theelevatorismoresecure.Thispapermainlyintroducesthetractionmachine,itiscomposedofmotor,coupling,brake,gearboxetc..Load,runningspeed,loadandotherfactorsalsoaffectthechoiceofelevatormotorandbrake.Weshouldaccordingtothecomponentsofthetractionmachinetooverallconsiderationanddesigncalculationofappropriategearbox.Wecanpassonthetractionwheelforceanalysistoselecttheappropriatesteelwire.Providesthepowertotheelevatorismainlybythetractionwheel,realizetheoverallmovementoftheelevatorbyfriction,sofrictioncoefficientofthetractionwheelmustto.Soweonthetractionmachineoptimizationdesignshouldstartfromvariousaspects,willinfluencefactorstoaminimum..Keywords：tractionmachine,planetaryreducer,tractionwheel,wirerope.目錄摘要 IABSTRACT II1前言 11.1課題研究的背景及意義 11.2電梯曳引系統(tǒng)的研究概況 11.3課題研究的內(nèi)容 22曳引系統(tǒng)的工作原理及主要參數(shù) 32.1曳引系統(tǒng)工作原理及曳引條件 32.2有關(guān)參數(shù)的確定 53曳引系統(tǒng)各部分的設(shè)計(jì) 73.1曳引電動(dòng)機(jī)的選擇 73.1.1曳引電動(dòng)機(jī)的主要技術(shù)性能 73.1.2曳引電動(dòng)機(jī)的分類 73.1.3曳引電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算 73.2曳引鋼絲繩、曳引輪、導(dǎo)向輪的設(shè)計(jì) 83.2.1常用繞繩方式 83.2.2鋼絲繩的選用 93.2.3曳引輪的設(shè)計(jì) 103.2.4導(dǎo)向輪的設(shè)計(jì) 123.2.5曳引輪的包角 123.2.6曳引輪的強(qiáng)度驗(yàn)算 123.2.7曳引繩安全系數(shù)的驗(yàn)算 143.3減速器的設(shè)計(jì)與計(jì)算 163.3.1傳動(dòng)方案設(shè)計(jì) 163.3.2齒輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算 173.3.3軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 263.3.4行星架的設(shè)計(jì) 373.3.5均載機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 393.3.6箱體的設(shè)計(jì) 403.4制動(dòng)器的選擇 40結(jié)論 42參考文獻(xiàn) 43致謝 441序言1.1課題研究的背景及意義由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，帶動(dòng)了居民的生活水平的提高，使我國(guó)的城鎮(zhèn)化得到迅速加深，世界電梯行業(yè)都進(jìn)入了一種全速發(fā)展的時(shí)期。在未來(lái)環(huán)境保護(hù)、節(jié)能類型電梯將被廣泛關(guān)注。根據(jù)資料顯示，到去年為止，全國(guó)電梯總數(shù)已達(dá)352萬(wàn)臺(tái)，并以每年20％左右的速度增長(zhǎng)，這使得我國(guó)的電梯保有量、年產(chǎn)量、年增長(zhǎng)量均位列世界第一[1]。假如將這些一般機(jī)房電梯改成小機(jī)房電梯，將對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的奉獻(xiàn)非?？捎^。它不僅可以減少開發(fā)成本并且以便設(shè)計(jì)，建筑構(gòu)造也更為合理，同步能源消耗也得到減少。曳引機(jī)是電梯的心臟，是驅(qū)動(dòng)電梯的轎廂和對(duì)重做上、下運(yùn)動(dòng)的部件，由曳引電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、減速箱、曳引輪構(gòu)成[2]。其中最重要的就是減速器，它能影響電梯的整體性能，因此減速器是非常重要的部件。國(guó)內(nèi)電梯廠家提供的減速器基本上都是蝸桿渦輪式曳引減速器，不過(guò)蝸桿蝸輪式曳引機(jī)體積較大、發(fā)熱、傳動(dòng)效率不高、精度不高等問(wèn)題。因此，很難得到滿足國(guó)內(nèi)對(duì)電梯的需求[3]。行星減速器的構(gòu)造比較緊湊，回程間隙小、精度較高，使用壽命很長(zhǎng)，額定輸出扭矩可以做的很大。比較適合未來(lái)行業(yè)電梯的發(fā)展曳引機(jī)的更新?lián)Q代非?？?，伴伴隨無(wú)齒曳引機(jī)的出現(xiàn)，具有同樣優(yōu)勢(shì)的行星齒輪曳引機(jī)仍有發(fā)展的機(jī)遇。行星齒輪曳引機(jī)具有體積小、傳動(dòng)效率高、節(jié)能環(huán)境保護(hù)、壽命長(zhǎng)和維護(hù)成本低等長(zhǎng)處。行星齒輪曳引機(jī)的傳動(dòng)效率可達(dá)98％，相對(duì)同樣提高力的蝸輪蝸桿式曳引機(jī)可節(jié)省30％～40％的能量，體積僅僅是它的二分之一；其設(shè)計(jì)壽命超過(guò)2萬(wàn)小時(shí)，正常運(yùn)行l(wèi)5年以上，免維護(hù)[4]。并且變速比范圍大，可與多種電機(jī)匹配，可用于低速、中速和高速多種電梯；起動(dòng)電流小，只是額定電流的1.4倍，可大大減少供電系統(tǒng)容量。1.2電梯曳引系統(tǒng)的研究概況（1）電梯的發(fā)展自從1854年，美國(guó)人伊萊沙·格雷夫斯·奧的斯在紐約水晶宮舉行的世界博覽會(huì)上，第一次向世人展示了第一部安全升降梯以來(lái)，升降梯在世界范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用[5]。在中國(guó)及其他人口眾多的亞洲國(guó)家,以及像美國(guó)等高層建筑云集的國(guó)家和地區(qū),對(duì)高速電梯的需求量越來(lái)越大，在國(guó)內(nèi)電梯廠家所能提的產(chǎn)品幾乎都是蝸桿蝸輪式曳引機(jī)減速器。因此，在國(guó)內(nèi)此類電梯得到廣泛的關(guān)注[6]。19，由于交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)類電梯的出現(xiàn)，交流電動(dòng)機(jī)構(gòu)造簡(jiǎn)樸、造價(jià)低而被廣泛關(guān)注[7]。19，曳引式無(wú)齒輪高速電梯在美國(guó)被研制成功，同年又在正式的電梯傳動(dòng)構(gòu)造中采用摩擦繩輪替代卷筒，將卷筒強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)改為摩擦曳引驅(qū)動(dòng)，從而提高了傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的通用性，目前仍在被廣泛使用。（2）電梯曳引機(jī)的發(fā)展及特點(diǎn)19世紀(jì)后期，出現(xiàn)了第一代曳引機(jī)——蝸輪蝸桿曳引機(jī)。這種曳引機(jī)傳動(dòng)平穩(wěn)，傳動(dòng)件少，易維修，但傳動(dòng)效率低，齒面易磨損，壽命低。20世紀(jì)70年代，第二代曳引機(jī)——平行軸斜齒輪曳引機(jī)。這種曳引機(jī)效率高，磨損壽命10倍于蝸輪蝸桿曳引機(jī)，但加工精度比較高，必須磨齒。20世紀(jì)90年代初，出現(xiàn)了第三代曳引機(jī)——行星輪系曳引機(jī)。這種曳引機(jī)傳動(dòng)效率高、體積小、磨損壽命比蝸輪蝸桿曳引機(jī)高10倍，但硬度高磨齒非常困難。20世紀(jì)90年代末出現(xiàn)了第四代曳引機(jī)——永磁同步曳引機(jī)。這種曳引機(jī)系統(tǒng)構(gòu)造得到簡(jiǎn)化，且無(wú)傳動(dòng)失效風(fēng)險(xiǎn)，免維護(hù)，但電動(dòng)機(jī)體積、重量、價(jià)格大大提高，且低速電機(jī)的效率很低，不易用于低速電梯。1.3課題研究的內(nèi)容（1）曳引機(jī)電梯曳引機(jī)是電梯的動(dòng)力部分功能是輸送和傳遞動(dòng)力。曳引機(jī)一般由電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、減速箱、機(jī)架、曳引輪、導(dǎo)向輪、盤車手輪等構(gòu)成。電梯運(yùn)行部分的所有重量都加在曳引輪、曳引繩和導(dǎo)向輪上。曳引輪是工作部分，安裝在曳引機(jī)的主軸上，輪緣上有若干條繩索，運(yùn)用兩端懸掛重物的鋼絲繩與曳引輪槽間的靜摩擦力，作為電梯上升、下降的牽引力[8]。在這減速器我們選用行星齒輪減速器。曳引系統(tǒng)由曳引機(jī)、鋼絲繩、導(dǎo)向輪等構(gòu)成。本論文重要簡(jiǎn)介了曳引機(jī)，它是由電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、制動(dòng)器、減速箱等構(gòu)成[9]（2）曳引鋼絲繩用于連接轎廂與對(duì)重，靠與曳引輪間的摩擦力來(lái)傳遞動(dòng)力，一般由4-6根構(gòu)成。（3）導(dǎo)向輪導(dǎo)向輪具有滑輪構(gòu)造，它的作用是聯(lián)合滑輪組起到省力的作用。（4）電磁制動(dòng)器電磁鐵、制動(dòng)臂、制動(dòng)閘瓦等構(gòu)成構(gòu)成了電磁制動(dòng)器，其響應(yīng)速度快，構(gòu)造簡(jiǎn)樸能使運(yùn)行中的電梯迅速制動(dòng)。2曳引系統(tǒng)的工作原理及重要參數(shù)2.1曳引系統(tǒng)工作原理及曳引條件（1）確定曳引機(jī)的安放位置根據(jù)曳引機(jī)的安放位置，可分為上置式傳動(dòng)和下置式傳動(dòng)。上置式傳動(dòng)的特點(diǎn)是對(duì)建筑物施加的載荷較小，對(duì)井道的建筑面積規(guī)定較??；下置式傳動(dòng)對(duì)建筑物施加的載荷比上置式大，對(duì)井道的建筑面積也規(guī)定大[10]。故本次設(shè)計(jì)選用上置式傳動(dòng)。（2）曳引機(jī)的工作原理電梯曳引系統(tǒng)的構(gòu)成構(gòu)造如圖2.1所示。圖2.1電梯曳引系統(tǒng)的構(gòu)成構(gòu)造1-電動(dòng)機(jī)2-制動(dòng)器3-減速器4-曳引繩5-導(dǎo)向輪6-繩頭組合7-轎廂8-對(duì)重曳引機(jī)的工作原理:通過(guò)電動(dòng)機(jī)為曳引機(jī)提供動(dòng)力，然后減速器把高速旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)頻率一致，運(yùn)用制動(dòng)器使電梯實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)時(shí)停止。在曳引機(jī)上安裝一種導(dǎo)向輪，將轎廂和導(dǎo)軌分開，使轎廂和井道中的導(dǎo)軌在運(yùn)行時(shí)而不碰撞。受轎廂與對(duì)重裝置的重力作用把曳引鋼絲繩緊壓在曳引輪槽內(nèi)，產(chǎn)生摩擦力。這樣，轎廂和對(duì)重裝置做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即轎廂上升時(shí)候，對(duì)重下降；對(duì)重上升時(shí)候，轎廂下降。（3）曳引條件運(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。為使電梯在多種狀況下均有足夠的曳引力，按照GB7588-《電梯制造與安裝安全規(guī)范》的規(guī)定，曳引式電梯的曳引力應(yīng)滿足如下三個(gè)條件：①符合GB7588-規(guī)定的轎廂在井道內(nèi)不利位置（如最低站層）裝載至125％額定載荷的狀況下保持平層狀態(tài)下不打滑，及轎廂在空載狀況下均能正常運(yùn)行；②減速度的值應(yīng)不不小于緩沖器作用時(shí)減速度的值（空載、滿載或任何緊急狀態(tài)）[11]。③假如對(duì)重壓在緩沖器上，同步曳引機(jī)又按電梯上行方向旋轉(zhuǎn)，這是就不能提高空轎廂，轎廂在井道中滯留時(shí)應(yīng)容許鋼絲繩在曳引輪上滑移（任何狀況）必須要有足夠大的曳引力。如圖2.2電梯曳引鋼絲繩受力簡(jiǎn)圖。電梯曳引輪槽中能產(chǎn)生的最大的有效曳引力是鋼絲繩與輪槽之間的當(dāng)量摩擦系數(shù)和鋼絲繩繞過(guò)曳引輪所包絡(luò)的弧度的函數(shù)。它體現(xiàn)了一種持續(xù)柔性體在一種剛性圓柱面上包絡(luò)所產(chǎn)生的摩擦力關(guān)系式，即為著名的歐拉公式，也是曳引條件。其體現(xiàn)式為：（2.1）圖2.2曳引示意圖[12]式中―在載有125％額定載荷的轎廂位于最低層站及空載轎廂位于最高層站的轎廂裝載工況下，曳引輪兩邊曳引鋼絲繩中的較大靜拉力與較小靜拉力的靜態(tài)比值。C1—與加速度、減速度有關(guān)的動(dòng)力系數(shù)，。g為自由落體的原則加速度，g=9.8m/s2；a為轎廂的制動(dòng)減速度（或啟動(dòng)加速度）；按GB7588-的規(guī)定，任何狀況下減速度a不應(yīng)不不小于背面的數(shù)值；對(duì)于正常狀況下，為0.5m/s2；對(duì)于使用了減速行程緩沖器的狀況，為0.8m/s2。由此得出ν(速度)、a(制動(dòng)加速度)和C1的關(guān)系見表2.1。C2—由于磨損導(dǎo)致曳引輪槽斷面變化的影響系數(shù)（對(duì)半圓或切口槽：C2=1，對(duì)V型槽：C2=1．2）[13]。—曳引鋼絲繩與曳引輪繩槽間的摩擦因數(shù)。—鋼絲繩與曳引輪接觸弧所對(duì)應(yīng)的圓心角，稱為包角?！匀幌禂?shù)，e=2.71828。表2.1ν、α和C1的關(guān)系電梯類型額定速度/(m/s)緊急剎車制動(dòng)減速度/(m/s2)C1交流雙速≤0.630.51.107＞0.63≤1.00.71.154＞1.00.91.202交流調(diào)速≤1.01.01.227＞1.0≤1.61.11.253＞1.61.21.279叫做曳引系數(shù)。它限定了T1/T2的容許比值，越大，則表明T1/T2的容許比值越大，也就表明電梯的曳引能力越大[14]。2.2有關(guān)參數(shù)確實(shí)定論文重要是針對(duì)10層如下乘客電梯的設(shè)計(jì)。乘客電梯一般安裝在辦公樓、賓館等人員流動(dòng)量較大的建筑中。重要用來(lái)運(yùn)送人員和帶有手提物件的人員[15]。按可乘人數(shù)10人（載重為10×75kg=750kg），運(yùn)行速度為1m/s，進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)國(guó)標(biāo)GB/T7025.1—中的規(guī)定，選用：(1)額定載重量Q為800kg；(2)轎廂的額定速度ν為1m/s；(3)轎廂的重量G為500kg；(4)對(duì)重的重量W為G+0.5Q=900kg；(5)電梯提高高度為30m；(6)電梯壽命為(每年360天)。3曳引系統(tǒng)各部分的設(shè)計(jì)3.1曳引電動(dòng)機(jī)的選擇3.1.1曳引電動(dòng)機(jī)的重要技術(shù)性能電梯電動(dòng)機(jī)是通過(guò)曳引裝置驅(qū)動(dòng)轎廂升降運(yùn)行和?？繉诱镜闹匾考?，是提供動(dòng)力及將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的關(guān)鍵設(shè)備。其在工作過(guò)程中反復(fù)的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，頻繁的啟動(dòng)和制動(dòng)，不停地處在電動(dòng)和發(fā)電狀態(tài)，常常在四個(gè)象限間躍變轉(zhuǎn)換，頻頻的承擔(dān)著載荷的劇增劇減，時(shí)時(shí)地承受著過(guò)流及溫升的耗損。因此，電梯用曳引電動(dòng)機(jī)必須滿足如下條件：（1）電動(dòng)機(jī)要有能頻繁地啟動(dòng)和制動(dòng)。（2）啟動(dòng)電流較小，電流應(yīng)降額定電流的2.5～3.5倍，轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的2.5倍，這樣會(huì)防止機(jī)器受損。（3）電動(dòng)機(jī)要有發(fā)電制動(dòng)的特性，能由電動(dòng)機(jī)自身的特質(zhì)來(lái)控制電梯在滿載下行或空載上行時(shí)的速度，而到達(dá)安全運(yùn)行的特性。（4）要有較硬的機(jī)械特性，不會(huì)因電梯的載重變化而引起運(yùn)行速度的過(guò)大變化。（5）要有良好的調(diào)速特性。在額定電壓下，其轉(zhuǎn)差率在高速時(shí)應(yīng)≤12％；在低速時(shí)應(yīng)≤20％。（6）運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、工作可靠、噪聲小及維護(hù)簡(jiǎn)樸。3.1.2曳引電動(dòng)機(jī)的分類電梯用電動(dòng)機(jī)可分為直流和交流兩種。直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制技術(shù)相稱成熟，但由于構(gòu)造復(fù)雜、系統(tǒng)耗能大、造價(jià)高等諸多原因，其已基本淘汰，永磁同步電動(dòng)機(jī)重要應(yīng)用于無(wú)齒曳引機(jī)。國(guó)內(nèi)常用YTD系列交流雙速曳引電動(dòng)機(jī)如表3.1。表3.1YTD交流雙速異步電動(dòng)機(jī)型號(hào)功率/kW電壓/V電流/A轉(zhuǎn)速/(r/min)啟動(dòng)電流/A啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩效率（%）功率原因轉(zhuǎn)差率(%)YTD-200S4/0.763803.89/1.16925/15844.4/12.83.02/2.0281/320.85/0.387.5/36.8YTD-200M5.6/1.038012.13/15.3925/15661.8/16.93.14/1.9581/260.85/0.397.5/36.0YTD-225S7.5/1.4538016.9/21.23929/17783.2/23.23.06/1.9582/300.82/0.347.1/29.2YTD-225M11/2.338024.42/30.32932/189126.4/34.83.2/1.9683/360.83/0.326.8/24.4YTD-250S15/3.438032.33/37.58933/202171.5/48.63.05/2.0483/440.85/0.316.7/19.2YTD-250M22/5.038046.21/50.6936/212254/703.03/1.9884/500.86/0.306.4/15.23.1.3曳引電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算曳引電動(dòng)機(jī)的受力狀況十分復(fù)雜，故對(duì)曳引電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算，一般按如下經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行估算：(3.1)式中Ｐ—曳引電動(dòng)機(jī)的功率（kW）；Ｑ—電動(dòng)機(jī)的額定載重量（kg）；ν—電梯的額定運(yùn)行速度（m/s）；—電梯的平衡系數(shù)，一般取0.45～0.55；η—電梯傳動(dòng)系統(tǒng)總效率，對(duì)于行星齒輪曳引機(jī)的電梯，取0.75～0.8。根據(jù)公式（3.1）計(jì)算：查表3.1選用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)是：YTD-200M。電動(dòng)機(jī)功率P：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n：電動(dòng)機(jī)軸伸直徑d：3.2曳引鋼絲繩、曳引輪、導(dǎo)向輪的設(shè)計(jì)3.2.1常用繞繩方式如圖3.1所示曳引機(jī)上置式鋼絲繩繞繩方式。曳引比:指電梯在運(yùn)行時(shí)鋼絲繩的線速度與轎廂升降速度的比值(圖中比值)。（a）1:1單饒（b）2:1單饒（c）3:1單饒（d）1:1復(fù)繞圖3.1曳引機(jī)上置的鋼絲繩繞線方式圖3.1中a所示的構(gòu)造最為簡(jiǎn)樸，其應(yīng)用也最為廣泛，一般的交流客梯和載重量較小的貨梯大多采用這種構(gòu)造；對(duì)于電梯速度規(guī)定不高，但但愿載重量大某些的貨梯，一般采用圖3.1b、c所示這種構(gòu)造，以便提高使用效率；假如鋼絲繩和曳引輪的摩擦力體現(xiàn)局限性，就采用圖3.1d所示的構(gòu)造，目前一般用于高速無(wú)齒輪電梯上。本次設(shè)計(jì)的是載重量較小的交流客梯，故采用圖3.3.2.2鋼絲繩的選用曳引鋼絲繩承受了轎廂、對(duì)重和其他裝置的所有重量，在電梯運(yùn)行的過(guò)程中所受到的損耗非常大，因此對(duì)于鋼絲繩的需用非常重要，由于使用狀態(tài)的特殊性和系統(tǒng)規(guī)定的可靠性，曳引繩必須使用電梯專用鋼絲繩。GB7588—對(duì)曳引鋼絲繩規(guī)定：鋼絲繩公直徑應(yīng)不小于等于8mm，曳引鋼絲繩靜載安全系數(shù)（n≥3,kj>12；n=2,kj>16n:繩數(shù)）。按照國(guó)標(biāo)GB8903—生產(chǎn)的電梯用鋼絲繩，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)初步選用光面鋼絲、纖維芯，構(gòu)造為6x19類別的鋼絲繩。選用公稱直徑為10mm，1570等級(jí)的單強(qiáng)度鋼絲繩。曳引繩靜載安全系數(shù)計(jì)算式：(3.2)式中—鋼絲繩的靜安全系數(shù)；P—單根鋼絲繩的破斷拉力，P=51.8kN；n—曳引鋼絲繩的根數(shù)；T—曳引鋼絲繩的最大拉力，它等于轎廂重、125％的額定載重、電梯提高長(zhǎng)度內(nèi)鋼絲繩重的總和。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)每根鋼絲繩重M為：則曳引鋼絲繩根數(shù)（采用三根以上曳引繩）應(yīng)滿足條件：為了安全，選用5根鋼絲繩。3.2.3曳引輪的設(shè)計(jì)曳引輪是曳引機(jī)的重要構(gòu)成部分，它是易損件，因此曳引輪的設(shè)計(jì)尤其重要。有關(guān)原則對(duì)曳引輪的技術(shù)規(guī)定：a、曳引輪直徑D≥40d，（d為鋼絲繩直徑）；b、曳引輪工作面粗糙度最大容許值為Ra6.3；c、各輪槽節(jié)徑半徑方向的相對(duì)容許差為0.1mm；d、槽面法向跳動(dòng)容許誤差為曳引輪節(jié)徑的1/；e、曳引輪槽面采用耐磨性硬度為HB200左右；f、曳引輪槽面材質(zhì)需均勻，一種輪上的硬度差不不小于15HBS。（1）曳引輪材料的選擇轎廂、對(duì)重和其他裝置的所有動(dòng)靜載荷都作用在曳引輪上，因此曳引輪必須滿足強(qiáng)度大、韌性好、耐磨損、耐沖擊的特性，因此在材料上多用QT60—2球墨鑄鐵，硬度為HB200左右，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(duì)繩槽的工作表面的粗糙度、硬度應(yīng)有合理的規(guī)定。（2）曳引輪繩槽形狀①繩槽形狀確實(shí)定繩槽形狀會(huì)影響繩和槽間的當(dāng)量摩擦因數(shù)以及繩的根數(shù)和粗細(xì)。目前，應(yīng)用的槽形有三種：V型槽（圖3.2a）、半圓槽（圖3.2b）、帶切口半圓槽（圖3.2c）。V型槽當(dāng)量摩擦系數(shù)較大，承載能力大，但磨損較快，易卡繩，工作不太靈活。故目前應(yīng)用不多。半圓形槽具有較大接觸面積磨損小，但摩擦系數(shù)卻比V型槽小諸多，兩側(cè)不易產(chǎn)生彈性壓力。因此目前除導(dǎo)向輪外不多應(yīng)用。帶切口半圓槽介于上述兩種槽形之間，這種槽既增大了摩擦系數(shù)，提高了曳引能力，也減小了過(guò)快的磨損。故被廣泛應(yīng)用。綜上所述，應(yīng)選用帶切口半圓槽曳引輪。（a）（b）（c）圖3.2曳引輪槽形②繩槽的節(jié)距（槽距）由于槽距受構(gòu)造強(qiáng)度的制約。故槽距不能過(guò)小，以免槽頂部崩裂；槽距也不能過(guò)大，以免引起曳引輪寬度增長(zhǎng)。根據(jù)前人的經(jīng)驗(yàn)，鋼絲繩繩徑為10mm時(shí)，槽距P取值為16mm。③切口半圓槽幾何參數(shù)確實(shí)定槽形半圓的中心O位于節(jié)圓上。頂圓與節(jié)圓半徑差一般為1.5～2mm。槽形圓弧半徑R基本上與繩的半徑相似，一般R為（d+0.5）/2。圖3.2c所示關(guān)鍵參數(shù)是和的取值。一般而言取30°～42°，多采用35°；取75°～105°，常取為90°。切口寬；切槽深度A，一般取。綜合直徑為10mm的鋼絲繩，取切口半圓槽幾何尺寸為：B=2Rsinγ=2×5.25×sin45°=7.4mm（3）引輪直徑和寬度確實(shí)定根據(jù)技術(shù)規(guī)定，取曳引輪節(jié)徑曳引輪寬度約為3.2.4導(dǎo)向輪的設(shè)計(jì)為安裝以便，導(dǎo)向輪與曳引輪都設(shè)置在機(jī)房?jī)?nèi)，且在一種機(jī)架上。導(dǎo)向輪繩槽采用半圓弧槽形，其圓弧半徑，槽距和曳引輪相一致。導(dǎo)向輪安裝在固定心軸上，也即周和機(jī)架固聯(lián)，輪相對(duì)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，輪孔和軸間通過(guò)兩并排的深溝球軸承聯(lián)接。導(dǎo)向輪直徑不應(yīng)不小于曳引輪直徑D，也規(guī)定。?。?.2.5曳引輪的包角曳引繩繞過(guò)曳引輪接觸點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的圓心角稱為包角，常用來(lái)表達(dá)，如圖3-3所示。包角的大小直接影響曳引力的大小，包角越大，曳引力就越大，不能太小，一般取圖3.3包角結(jié)合實(shí)際，取L=1100mm。使用AutoCAD制圖軟件，可迅速地確定出H和的值。通過(guò)繪圖，當(dāng)H=1200mm時(shí)，=138°符合規(guī)定。3.2.6曳引輪的強(qiáng)度驗(yàn)算（1）曳引輪的失效形式一般曳引輪的失效形式有兩種：當(dāng)摩擦力矩不夠時(shí)將產(chǎn)生打滑，失去工作能力，即第一種失效形式；當(dāng)曳引輪傳動(dòng)的靜壓力超過(guò)材料的許用值時(shí)，就會(huì)使表面壓潰，金屬碎裂，失去工作能力，導(dǎo)致第二種失效形式。（2）第一種失效形式的驗(yàn)算根據(jù)第二章曳引機(jī)的受力分析，推導(dǎo)出的曳引條件公式（2.1），即為不打滑失效的設(shè)計(jì)計(jì)算公式。對(duì)于切口半圓槽曳引輪摩擦因數(shù)f用當(dāng)量摩擦因數(shù)fv來(lái)表達(dá)：(3.3)式中μ—曳引輪與鋼絲繩的實(shí)際摩擦因數(shù)，；ψ—ψ的實(shí)際值為ψ=180°-2β。但電梯運(yùn)行一段時(shí)間后，槽面摩損使曳引繩在繩中下沉一段距離，ψ有所增大，故計(jì)算時(shí)取。結(jié)合前面的數(shù)據(jù)，的值為：因此，公式（2.1）右邊的值為：對(duì)于公式（2.1）的左邊：;，因此，公式（2.1）的左邊等于：由此可以看出，，符號(hào)規(guī)定，不會(huì)打滑。（3）第二種失效形式的驗(yàn)算查GB10058-88給出的原則算式，切口半圓槽形的比壓強(qiáng)度為：（3.4）式中，各個(gè)符號(hào)的意義與前面相似。設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則：(3.5)式中P—比壓強(qiáng)度（N/mm）；ν—轎廂的額定速度（m/s）。因此，切口半圓槽形的比壓強(qiáng)度，滿足規(guī)定，不會(huì)失效3.2.7曳引繩安全系數(shù)的驗(yàn)算驗(yàn)算公式：（3.6）式中—安全系數(shù)；—滑輪的等效數(shù)量；D—曳引輪直徑；d—鋼絲繩直徑?；喌牡刃?shù)量計(jì)算式：（3.7）式中—曳引輪的等效數(shù)量；—導(dǎo)向輪的等效數(shù)量。的數(shù)值從式（3.8）計(jì)算(3.8)式中—引起簡(jiǎn)樸折彎的滑輪數(shù)量；—引起反向彎折的滑輪數(shù)量；—跟曳引輪和滑輪直徑有關(guān)的系數(shù)。其中：(3.9)式中—曳引輪的直徑；—所有滑輪的平均直徑(除曳引輪)。的數(shù)值從表3.2中查得。表3.2的取值半圓形槽1V形槽V形槽角度γ—35°36°38°40°42°45°—18.515.210.57.15.64.0帶切口半圓形槽下部切口角度γ75°80°85°90°95°100°105°2.53.03.85.06.710.015.2因此，各數(shù)值為：則：k因此，曳引鋼絲繩安全可靠。3.3減速器的設(shè)計(jì)與計(jì)算在曳引機(jī)的構(gòu)成當(dāng)中減速器是最重要的，其性能對(duì)整臺(tái)電梯的整體性能有很大的影響。和蝸輪蝸桿傳動(dòng)比較，行星減速器的構(gòu)造比較緊湊，回程間隙小、精度較高，使用壽命很長(zhǎng)，額定輸出扭矩可以做的很大，并且可做到環(huán)境保護(hù)、節(jié)能、免維護(hù)，因此采用行星齒輪減速器。其重要作用是減少電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速和提高電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩。3.3.1傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)(1)總傳動(dòng)比的計(jì)算根據(jù)有齒曳引機(jī)電梯，其運(yùn)行速度與曳引機(jī)的減速比、曳引輪直徑、曳引比、曳引電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系式：(3.10)式中—電梯運(yùn)行速度（m/s）；—曳引輪直徑（m）；—減速比；—曳引比；—電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）?？傻茫?2)分派傳動(dòng)比為了提高傳動(dòng)效率，采用負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)的行星齒輪傳動(dòng)。由于總傳動(dòng)比為22:1，傳動(dòng)比較大，因此選用兩個(gè)串聯(lián)的NGW型行星輪系。高速級(jí)輪系和低速級(jí)輪系通過(guò)一種齒輪聯(lián)軸器（均載機(jī)構(gòu)）連接?？倐鲃?dòng)比：高速級(jí)傳動(dòng)比：低速級(jí)傳動(dòng)比：(3)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖3.4，減速器傳動(dòng)簡(jiǎn)圖。圖3.4減速器傳動(dòng)簡(jiǎn)圖3.3.2齒輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算(1)齒輪材料、熱處理工藝及制造工藝的選定①根據(jù)電梯運(yùn)行狀況，太陽(yáng)輪和行星輪材料均采用20CrMnTi，表面滲碳淬火處理，表面硬度為58～62HRC。這種材料適合承受沖擊、中載和耐磨的齒輪，故滿足規(guī)定。試驗(yàn)齒面接觸疲勞極限；試驗(yàn)齒輪齒根彎曲疲勞極限；齒輪加工精度為6級(jí)。②內(nèi)齒圈材料采用42CrMo，經(jīng)正火和調(diào)質(zhì)處理。以獲得相稱高的強(qiáng)度和硬度等力學(xué)性能，表面硬度為200～230HBS。試驗(yàn)齒面接觸疲勞極限；試驗(yàn)齒輪齒根彎曲疲勞極限；齒輪加工精度為7級(jí)。為了提高齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性和齒輪傳動(dòng)的重疊度，所有傳動(dòng)均采用斜齒輪傳動(dòng)，并且模數(shù)相似。由于中心距可以通過(guò)螺旋角來(lái)調(diào)整，因此不采用變位。（2）齒輪重要參數(shù)確實(shí)定由于電梯運(yùn)行規(guī)定平穩(wěn)、可靠，齒數(shù)合適多些為好。又考慮到行星齒輪傳動(dòng)的外廓尺寸較小，因此太陽(yáng)輪1的齒數(shù)初步確定為20。齒輪的螺旋角為15°，法向壓力角為20°。斜齒輪傳動(dòng)的簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)計(jì)算公式：①按接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)（3.11）式中—太陽(yáng)輪1的最小直徑（mm）；—載荷系數(shù)，K=1.2～2.4。載荷平穩(wěn)、精度高、速度低、齒輪對(duì)稱于軸承布置、斜齒輪時(shí)，應(yīng)取小值；反之，取大值。由于電梯斷續(xù)運(yùn)行，沖擊較大，因此這里取K=2.0；—太陽(yáng)輪1傳遞的額定轉(zhuǎn)矩（N·m）；—齒寬系數(shù)，，根據(jù)實(shí)際狀況，?。弧X數(shù)比，u=z2/z1，z1、z2分別為太陽(yáng)輪1和行星輪2的齒數(shù)；—許用接觸應(yīng)力（N/mm2），，為齒輪的接觸疲勞極限應(yīng)力，為接觸強(qiáng)度計(jì)算的最小安全系數(shù)，電梯規(guī)定高可靠性，因此取。確定公式內(nèi)各數(shù)值②太陽(yáng)輪1傳遞的額定轉(zhuǎn)矩(3.12)式中P—電動(dòng)機(jī)功率；η—電動(dòng)機(jī)與減速箱之間聯(lián)軸器的效率，η=0.992；n—電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。因此③齒數(shù)比根據(jù)行星齒輪傳動(dòng)的同心條件（3.13）等式兩邊同步除以z1，有根據(jù)傳動(dòng)比條件(3.14)因此④許用接觸應(yīng)力將以上計(jì)算成果帶入公式（3.11），得⑤按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)（3.15）式中—斜齒輪的法面模數(shù)；—與前面相似；—復(fù)合齒形系數(shù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)YFS≈4.28；—齒寬系數(shù)，，一般，加工、安裝精度高時(shí)取大值。這里?。弧?yáng)輪1的齒數(shù)；—許用彎曲應(yīng)力（N/mm2），，為齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度基本值，為抗彎強(qiáng)度計(jì)算的最小安全系數(shù)，電梯規(guī)定高可靠性，因此取。確定公式內(nèi)各數(shù)值許用彎曲應(yīng)力(3.16)式中—試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)，；—試驗(yàn)齒輪齒根彎曲疲勞極限。因此將以上計(jì)算成果帶入公式（3.15），得取m=2mm。則，太陽(yáng)輪1的最小齒數(shù)因此，初始選定的太陽(yáng)輪齒數(shù)20不合理，改為22。（3）齒數(shù)確實(shí)定和傳動(dòng)比的修正①高速級(jí)各齒輪齒數(shù)根據(jù)行星輪系中，各齒輪齒數(shù)的選配條件：②傳動(dòng)比條件因此?、弁臈l件對(duì)于原則齒輪傳動(dòng)：因此④均布條件(N為整數(shù)).(3.17)選擇行星輪個(gè)數(shù)k為3，則故滿足規(guī)定。⑤鄰接條件對(duì)于原則齒輪有：(3.18)公式（3.18）左邊等于公式（3.18）右邊等于因此公式左邊不小于右邊，滿足規(guī)定。則，高速級(jí)實(shí)際傳動(dòng)比為：=1+z3/z1=1+86/22=4.909⑥低速級(jí)各齒輪齒數(shù)根據(jù)減速器外形尺寸的規(guī)定，高速級(jí)和低速級(jí)內(nèi)齒輪直徑應(yīng)盡量趨于相似。故選擇太陽(yáng)輪4的齒數(shù)為25。根據(jù)行星輪系中，各齒輪齒數(shù)的選配條件：同理，可得低速級(jí)各齒輪的齒數(shù)為行星輪的個(gè)數(shù)為4。則，低速級(jí)實(shí)際傳動(dòng)比為：=1+z6/z4=1+87/25=4.48綜上所算，實(shí)際總傳動(dòng)比為其傳動(dòng)比誤差為符合規(guī)定。（4）幾何尺寸計(jì)算①計(jì)算齒輪1、2中心距將中心距圓整為56mm。②按圓整后的中心距修正高速級(jí)螺旋角③計(jì)算齒輪4、5中心距將中心距圓整為58mm。④按圓整后的中心距修正低速級(jí)螺旋角⑤計(jì)算各齒輪分度圓直徑⑥計(jì)算齒輪寬度圓整后取。（5）齒輪的校核經(jīng)分析，太陽(yáng)輪1強(qiáng)度最弱，總是在其他齒輪之前失效。因此只要太陽(yáng)輪1的強(qiáng)度滿足規(guī)定，其他齒輪都滿足規(guī)定。故只需校核太陽(yáng)輪1的強(qiáng)度。太陽(yáng)輪1分度圓上的圓周力為(3.19)齒輪的許用應(yīng)力(3.20)式中—考慮應(yīng)力循環(huán)次數(shù)影響的系數(shù)，稱為壽命系數(shù)。彎曲疲勞壽命系數(shù)可由文獻(xiàn)[16]中圖10.18查得；接觸疲勞壽命系數(shù)KHN可由文獻(xiàn)[16]中圖10.19查得。兩圖中應(yīng)力循環(huán)次數(shù)的計(jì)算措施是：設(shè)n為齒輪的轉(zhuǎn)速（單位m/s）；j為齒輪每轉(zhuǎn)一圈時(shí)，同一齒面嚙合的次數(shù)；為齒輪的工作壽命（單位h），則齒輪的工作應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N計(jì)算公式為：(3.21)太陽(yáng)輪1的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為行星輪2的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為查文獻(xiàn)[16]得。①按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核（3.22）式中—載荷系數(shù)，。為使用系數(shù)，為動(dòng)載系數(shù)，為齒間載荷分派系數(shù)，為齒向載荷分派系數(shù)；—斜齒輪的齒形系數(shù)，可近似地按當(dāng)量齒數(shù)由文獻(xiàn)[16]中表10-5查?。弧饼X輪的應(yīng)力校正系數(shù)，可近似的按當(dāng)量齒數(shù)zv由文獻(xiàn)[16]中表10-2查?。弧菪怯绊懴禂?shù)，。當(dāng)時(shí)，按代入上式計(jì)算。當(dāng)時(shí)，按計(jì)算；—斜齒輪傳動(dòng)的端面重疊度，可由文獻(xiàn)[16]中圖10.26查取；—齒輪的許用接觸應(yīng)力。確定公式內(nèi)的各個(gè)計(jì)算數(shù)值②載荷系數(shù)K確實(shí)定根據(jù)電梯的運(yùn)行狀況，使用系數(shù)；太陽(yáng)輪1的圓周速度根據(jù)υ=2.21m/s，6級(jí)精度，由文獻(xiàn)[16]中圖10-8查得動(dòng)載荷系數(shù)KV=1.06；由文獻(xiàn)[16]中表10-3查得；由文獻(xiàn)[16]中表10-4查得，圖10.13查得。因此③YFa、YSa確實(shí)定由文獻(xiàn)[16]中表10.5查得。④螺旋角影響系數(shù)確實(shí)定斜齒輪的縱向重疊度因此⑤斜齒輪傳動(dòng)的端面重疊度確實(shí)定由文獻(xiàn)[16]中圖10.26查得。將以上數(shù)值代入公式（3.22）得因此，齒根彎曲疲勞強(qiáng)度滿足規(guī)定。⑥按齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核（3.23）式中—載荷系數(shù)；—齒數(shù)比；—區(qū)域系數(shù)，可由文獻(xiàn)[16]中圖10.30查得，；—彈性影響系數(shù)，可由文獻(xiàn)[16]中表10.6查得，。將各數(shù)值代入公式（3.23）得因此，齒面接觸疲勞強(qiáng)度滿足規(guī)定。綜上所算，齒輪設(shè)計(jì)合理，滿足規(guī)定。(6)齒輪的構(gòu)造設(shè)計(jì)太陽(yáng)輪均采用齒輪軸；行星輪做成中空齒輪，用滾動(dòng)軸承支承；內(nèi)齒圈厚度取為25mm，與箱體通過(guò)過(guò)盈配合連接。3.3.3軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算（1）輸入軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算由于輸入軸的輸入端與電動(dòng)機(jī)的輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器聯(lián)結(jié)，因此輸入軸的輸入端直徑要與電動(dòng)機(jī)軸伸直徑相似或相近，電動(dòng)機(jī)軸伸直徑為55mm。又太陽(yáng)輪1的直徑，較小。因此，輸入軸做成空心齒輪軸，材料為20CrMnTi。①求輸入軸上的功率P1、轉(zhuǎn)速n1、轉(zhuǎn)矩T1由于電動(dòng)機(jī)與減速箱之間聯(lián)軸器的效率。因此②按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步估算軸的最小外徑(3.24)式中—按許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力定的系數(shù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，??；—空心軸內(nèi)徑與外徑之比，，取。則由于輸入端直徑受聯(lián)軸器的限制，因此輸入端直徑顯然比較大，不是最小直徑。則最小直徑只能是直徑dⅡ-Ⅲ（圖3.5）。為了使軸構(gòu)造緊湊，軸直徑過(guò)渡不易太大，取，即。③輸入軸構(gòu)造設(shè)計(jì)a、確定裝配方案根據(jù)輸入軸的工作狀況，選用如圖3-4所示的裝配方案。圖3.4輸入軸的構(gòu)造與裝配b、根據(jù)軸向定位的規(guī)定確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度按電動(dòng)機(jī)軸伸直徑及電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速選用聯(lián)軸器。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選用LMZ8-Ⅰ-315型分體式制動(dòng)輪梅花形彈性聯(lián)軸器，取聯(lián)軸器與電動(dòng)機(jī)軸配合的轂孔直徑，聯(lián)軸器與輸入軸配合的轂孔直徑，故。為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位規(guī)定，段左端需制出一軸肩，故?。挥叶擞幂S端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑為55mm。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度，為保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故段的長(zhǎng)度應(yīng)比L1略短某些，現(xiàn)取。段處軸承端蓋的總寬度取為15mm，半聯(lián)軸器與減速箱的間距取為20，軸承端蓋與軸肩Ⅶ的距離取為3mm，則。查手冊(cè)選用段處圓螺母為M56×2，圓螺母厚度為12mm，退刀槽寬度取為3mm，深度取為3mm。則可取。選擇滾動(dòng)軸承。由于齒輪是斜齒輪并且正反轉(zhuǎn)，因此軸承同步受軸向力和徑向力，故選擇成對(duì)安裝的角接觸球軸承（背對(duì)背排列）。查手冊(cè)選用7212B/DB型角接觸球軸承，其基本尺寸為。為了保證圓螺母能壓在軸承上，故段軸的長(zhǎng)度要比兩軸承寬度2B小某些，現(xiàn)取。段軸環(huán)的直徑取為dⅢ-Ⅳ=69mm，長(zhǎng)度取。段軸直徑，根據(jù)行星架的尺寸，取。段，前面已確定齒輪的寬度為46mm，分度圓直徑為45.63mm。c、軸上零件的周向定位半聯(lián)軸器與輸入軸軸通過(guò)平鍵連接。根據(jù)查手冊(cè)，選用平鍵。半聯(lián)軸器與輸入軸的配合公差為。滾動(dòng)軸承與軸的軸向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，配合公差為。d、輸入軸的載荷分析經(jīng)分析，輸入軸重要受扭矩，彎矩可以忽視不計(jì)。由于前面軸最小直徑的估算就是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算的，并且選用的直徑比最小直徑大得多，因此輸入軸以及其上裝配的軸承、鍵的強(qiáng)度必然滿足規(guī)定，不必校核。（2）輸出軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算由于輸出軸與曳引輪連接，載荷比較大，因此應(yīng)選用很好的材料作為輸出軸，現(xiàn)選用軸的材料為40Cr。①求輸出軸上的功率P2、轉(zhuǎn)速n2、轉(zhuǎn)矩T2取高速級(jí)和低速級(jí)行星輪系（包括軸承效率）的傳動(dòng)效率均為；齒輪聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率為，則②按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步估算軸的最小外徑（3.25）查手冊(cè)，取A0=105，則輸出軸的最小直徑是與行星架相連的直徑（圖3.5）。由于此處有鍵槽，因此軸徑應(yīng)增大，現(xiàn)增大6%，則現(xiàn)取。③輸出軸構(gòu)造設(shè)計(jì)a、確定裝配方案根據(jù)減速器的構(gòu)造，選用如圖3.5所示的裝配方案。b、根據(jù)軸向定位的規(guī)定確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度根據(jù)和齒輪4、5的中心距，以及行星架的壁厚規(guī)定和受力狀況，選用行星架上的軸承為單列圓錐滾子軸承33115，其尺寸為，行星架的兩側(cè)板壁厚為，故取行星架的壁厚為16mm；軸右端是一限位墊，其螺紋為M5；取行星架與端蓋的間距為8mm，軸承與端蓋內(nèi)側(cè)間距為2mm；為防止輸出軸與太陽(yáng)輪4的干涉，段的長(zhǎng)度應(yīng)比行星架左軸孔略短些，故取。為了滿足行星架的軸向定位，軸段左端需制出一軸肩，??；若軸承端蓋的總寬度為20mm，曳引輪與端蓋的間距為10mm，則。為滿足曳引輪在輸出軸上的定位，軸段右端需制出一軸肩，故?。桓鶕?jù)曳引輪的寬度90mm，取。查手冊(cè)，軸段上的軸承選用單列圓錐滾子軸承33213，其尺寸為，故取；取軸承與曳引輪間的定位套筒長(zhǎng)度為20mm（由間隙與密封寬度確定），則。圖3.5輸出軸的構(gòu)造與裝配c、軸上零件的周向定位曳引輪、行星架與輸出軸均采用平鍵連接。查手冊(cè)，選用與曳引輪連接的平鍵為，與行星架連接的平鍵為，配合公差均為；圓錐滾子軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，配合公差為。d、輸出軸的上的載荷[17]根據(jù)輸出軸的構(gòu)造圖做計(jì)算簡(jiǎn)圖，如圖3.6所示。圖3.6輸出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖查手冊(cè)得，軸承33213的支點(diǎn)位置，故；支承點(diǎn)2的位置約為軸段的中間，故。因此作為簡(jiǎn)支梁的軸的支承跨距為。根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖做出軸的垂直、水平方向的彎矩圖，如圖3.7a、b所示；以及總彎矩和扭矩圖，如圖3.7c、d所示。圖3.7輸出軸的載荷分析圖從軸的構(gòu)造圖和彎矩、扭矩圖可以看出截面B是軸的危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)計(jì)算截面B的彎矩和扭矩。垂直面內(nèi)：水平面內(nèi)： 其中，分別為載有125%額定載重的轎廂和對(duì)重在垂直方向、水平方向的力。根據(jù)曳引輪的包角可得：將FV1、FH1的值代入以上兩個(gè)方程組得則因此，截面B的總彎矩為截面B的扭矩為e、按彎扭合成應(yīng)力校核輸出軸的強(qiáng)度軸的彎扭合成強(qiáng)度條件為（3.26）式中—軸的計(jì)算應(yīng)力，；—軸所受的彎矩，；—軸所受的扭矩，；—折合系數(shù)，當(dāng)扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為靜應(yīng)力時(shí)，??；當(dāng)扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力時(shí)，取；當(dāng)扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力時(shí)，取；—軸的抗彎截面系數(shù)，；—對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)軸的許用彎曲應(yīng)力。分析可知，軸扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力，故。對(duì)于截面B的抗彎截面系數(shù)為（3.27）式中—截面B處軸的直徑，；—鍵的寬度，此處；—安裝鍵的軸槽深，此處。則對(duì)于材料為40Cr的軸，許用彎曲應(yīng)力為。軸的計(jì)算應(yīng)力為因此，故安全。（3）行星輪軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算[18]①低速級(jí)行星輪軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算經(jīng)分析，相對(duì)運(yùn)動(dòng)中行星輪軸可以看做是具有跨距為的雙支點(diǎn)梁，輪軸上扭矩可以忽視不計(jì)，故只受彎矩。每個(gè)行星輪軸承受的載荷為：式中—行星架上的轉(zhuǎn)矩，與輸出軸的轉(zhuǎn)矩相似；—太陽(yáng)輪4與行星輪5的中心距。故取行星輪與行星架之間的間隙為，則跨距長(zhǎng)度為行星輪軸與行星輪通過(guò)一對(duì)圓柱滾子軸承連接，故可以認(rèn)為行星輪軸是沿著整個(gè)跨距承受均布載荷，如圖3.8所示。圖3.8行星輪軸的載荷簡(jiǎn)圖很顯然，在跨距的中間所受的彎矩最大，故此截面為危險(xiǎn)截面。彎矩為按彎曲強(qiáng)度計(jì)算軸的最小直徑（3.28）選用行星輪軸的材料為40Cr，查手冊(cè)得[σ-1]=70MPa。則根據(jù)計(jì)算的最小直徑和行星輪5的直徑，查手冊(cè)，選用圓柱滾子軸承NUP204E，其尺寸為，故取行星輪軸直徑為由于行星架兩側(cè)的壁厚，則行星輪軸的長(zhǎng)度為。行星輪軸與行星架采用的間隙配合，并用螺紋圓柱銷M4×12定位；行星輪軸與軸承的配合為。②高速級(jí)行星輪軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算高速級(jí)行星輪軸構(gòu)造與計(jì)算過(guò)程與低速級(jí)相似。每個(gè)行星輪軸承受的載荷為其中故跨距長(zhǎng)為危險(xiǎn)截面（跨距中間）的彎矩為因此，按彎曲強(qiáng)度計(jì)算軸的最小直徑為根據(jù)計(jì)算的最小直徑和行星輪2的直徑，查手冊(cè)，也選用圓柱滾子軸承NUP204E，故取行星輪軸直徑為，行星輪軸的長(zhǎng)度為。行星輪軸與行星架、軸承的配合與低速級(jí)相似。3.3.4行星架的設(shè)計(jì)行星架是行星齒輪傳動(dòng)的重要構(gòu)件，其構(gòu)造的設(shè)計(jì)和制造對(duì)各個(gè)行星輪間的載荷分派以及傳動(dòng)裝置的承載能力、噪聲和振動(dòng)等有很大影響。行星架（合格）具有外廓尺寸小、質(zhì)量小、強(qiáng)度和剛度好、動(dòng)平衡性好、能保證行星輪間的載荷分布均勻等長(zhǎng)處。這里我們采用轉(zhuǎn)臂式行星架[19]。行星架的基本分類見表3.3：表3.3行星架分類分類長(zhǎng)處雙側(cè)板整體式構(gòu)造剛性比很好，毛坯可采用鑄造和焊接得到，加工量小，常用于傳動(dòng)比較大（i>4）。雙側(cè)板分開式重要用于傳動(dòng)比較小而行星輪軸承需安裝在轉(zhuǎn)架上及高速行星傳動(dòng)的場(chǎng)所中，構(gòu)造復(fù)雜，剛性差。單側(cè)板式構(gòu)造簡(jiǎn)樸，軸向尺寸較小，因行星輪呈懸臂狀態(tài)，受力狀況不好，剛性差。由上表得出，雙側(cè)板整體式剛性比其他兩種很好，并且NGW型行星輪系的傳動(dòng)比不小于4，因此我們選擇雙側(cè)板整體式行星架，材料選用45號(hào)鋼。（1）低速級(jí)行星架的設(shè)計(jì)①低速級(jí)行星架的構(gòu)造設(shè)計(jì)低速級(jí)行星架的構(gòu)造與裝配，如圖3-9所示。根據(jù)太陽(yáng)輪4的分度圓直徑，和模數(shù)，選用行星架右端直徑為dy=60mm；查手冊(cè)，右端軸承選用單列圓錐滾子軸承3，其尺寸為。其他尺寸參照（3.3.2軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算）。圖3.9低速級(jí)行星架的構(gòu)造與裝配②低速級(jí)行星架的制造精度a、行星架上各行星齒輪軸孔與行星架軸線的中心極限偏差可按下式計(jì)算，低速級(jí)的嚙合中心距，則取。b、各行星齒輪軸孔的孔距相對(duì)偏差按下式計(jì)算，即

取.c、行星架的偏心誤差約為孔距相對(duì)偏差的1/2，即

（2）高速級(jí)行星架的設(shè)計(jì)①高速級(jí)行星架的構(gòu)造設(shè)計(jì)與尺寸。如圖3-10所示。圖3.10高速級(jí)行星架構(gòu)造②高速級(jí)行星架的制造精度a、行星架上各行星齒輪軸孔與行星架軸線的中心極限偏差，低速級(jí)的嚙合中心距，則取。b、各行星齒輪軸孔的孔距相對(duì)偏差

取。.c、行星架的偏心誤差3.3.5均載機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)齒輪聯(lián)軸器的構(gòu)造與尺寸如圖3.11所示。圖3.11齒輪聯(lián)軸器（均載機(jī)構(gòu)）3.3.6箱體的設(shè)計(jì)根據(jù)電梯曳引系統(tǒng)的安裝特性，選用臥式不剖分機(jī)體。其特點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)樸、緊湊，能有效地吸取振動(dòng)和噪聲，還具有良好的耐腐蝕性。鑄造機(jī)體選用灰鑄鐵，機(jī)體應(yīng)盡量防止壁厚突變，設(shè)法減少壁厚差以免產(chǎn)生疏松和縮孔等鑄造缺陷。箱體各部有關(guān)尺寸參數(shù)如表3.4所示：表3.4箱體尺寸名稱符合尺寸壁厚δ115mm加強(qiáng)筋厚度δ215mm加強(qiáng)筋斜度δ35°機(jī)體端蓋螺栓d1M10地腳螺栓d2M16機(jī)體內(nèi)壁直徑D230mm機(jī)體底座凸緣厚度h30mm地腳螺栓孔位置c1300mmc2210mm3.4制動(dòng)器的選擇(1)制動(dòng)器的作用及特點(diǎn)一臺(tái)電梯必須設(shè)有制動(dòng)系統(tǒng)，它是不可缺乏的非常重要的安全保險(xiǎn)裝置。重要有如下作用和特點(diǎn)：①應(yīng)在電梯的動(dòng)力或控制電路的電源被切斷時(shí)，自動(dòng)進(jìn)入夾緊狀態(tài)（俗稱抱閘），使運(yùn)動(dòng)轎廂停止，直到工作時(shí)才松閘。②當(dāng)制動(dòng)器被操作抱閘后，即便轎廂裝有125%額定負(fù)載以額定速度向下運(yùn)行時(shí)，其制動(dòng)力矩也能使曳引機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，并保證轎廂的速度不超過(guò)安全鉗動(dòng)作或轎廂撞擊緩沖器所產(chǎn)生的減速度。③在平層抱閘狀態(tài)下，當(dāng)轎廂內(nèi)載有至150%的額定載荷時(shí)，仍能維持夾緊狀態(tài)，保證曳引傳動(dòng)系統(tǒng)靜止，不使轎廂滑移。、④所有參與向制動(dòng)輪施加制動(dòng)力的制動(dòng)器機(jī)械部件應(yīng)分兩組裝設(shè)。假如一組部件不起作用，則應(yīng)仍有足夠的制動(dòng)力作用于制動(dòng)輪上。（2）制動(dòng)力矩確實(shí)定制動(dòng)力矩的