PLC升降電梯驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計與控制電路設(shè)計說明

1、. . . . 目錄1中文摘要4ABSTRACT.4第1章 緒論.41.1引言.51.2電梯（垂直梯）簡介51.2.1電梯的組成 .51.1.2電梯的（垂直梯）分類.51.3曳引機的主要技術(shù)指標.61.3.1要確保電梯承載能力與曳引機的強度61.3.2具有較高的傳動效率61.3.3具有較高的體積載荷61.3.4應(yīng)滿足電梯所需的運動特性61.3.5應(yīng)具有較低的振動和噪聲61.3.6應(yīng)具有合理的結(jié)構(gòu)61.3.7具有靈活可靠的制動系統(tǒng)7第2章 電梯的驅(qū)動功率計算.72.1曳引比與曳引力.72.1.1曳引傳動與曳引傳動形式72.1.1.1曳引比和機械效益.72.1.1.2電梯的曳引傳動形式.72.1.

2、2作用在曳引輪上的靜力72.1.3曳引輪兩側(cè)靜拉力計算82.2.1曳引輪上的靜轉(zhuǎn)矩.82.2.2靜摩擦轉(zhuǎn)矩92.2.3 F和Q的討論92.2.4靜轉(zhuǎn)矩的討論92.2.5.1曳引輪承受的靜轉(zhuǎn)矩變化.92.2.5.2設(shè)計載荷.102.3.1曳引機驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的計算.102.4.1動量定理與曳引力.112.4.2輸入功率的簡易計算方法.12第3章    曳引機主傳動機構(gòu)的設(shè)計與計算.123.1 普通圓柱蝸桿副幾何參數(shù)搭配方案是：123.2幾何計算中注明的幾個問題153.2.1齒形的改進.153.2.2不發(fā)生根切的最小變位系數(shù).153.2.3 圓柱蝸桿傳動的強度計算.163.

3、2.4共軛蝸輪傳動的受力分析.163.2.5 圓柱蝸桿傳動承載能力計算.163.2.5.1設(shè)計準則.163.2.5.2 校核計算式.173.2.5.2許用應(yīng)力 173.2.5.3功率與轉(zhuǎn)矩的計算.183.2.5.4圓柱蝸桿、蝸輪、蝸輪軸的材料183.2.5.5軸系零件的配合精度.19第4章    曳引機的設(shè)計.194.1 曳引機的額定載重量 .194.2額定速度 .194.3 曳引機減速器的中心距.194.4 交流電動機 .194.5曳引機的總體設(shè)計194.6.1關(guān)于制動機構(gòu)位置的討論.204.6.2 曳引機需要機架，以便在機房安裝。.204.6.3電動機的選用.

4、204.6.4傳動比.204.6.5曳引輪.204.6.6曳引比的應(yīng)用.204.7整體方案討論214.8箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計的討論214.9箱體尺寸的確定214.10箱體肋的設(shè)置.224.11 箱體設(shè)計應(yīng)合理處理的幾個問題.224.12軸承位置.234.13 箱體設(shè)計的對稱性.234.14 曳引機軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計.244.15軸承的選用.274.15.1曳引機用軸承一般分兩大類274.15.2 滾動軸承的壽命計算.274.16 聯(lián)軸器的選用.294.17.1制動機構(gòu)的設(shè)計與計算.304.17.2 制動機構(gòu)的類型與特點.314.17.3 制動器的選擇與設(shè)計.314.18.1 曳引輪的設(shè)計與計算.314.18

5、.2 曳引輪繩槽形狀.32第5章 控制系統(tǒng)設(shè)計345.1 自動開關(guān)門的控制線路.355.2轎廂指令和層站召喚線路365.3電梯的定向、選層線路.375.4 將PC機應(yīng)用在電梯控制中.37外文文獻.38總結(jié).38嗚.39參考文獻.39中文摘要電梯曳引機是電梯的主要組成部分，它的設(shè)計水平、產(chǎn)品質(zhì)量，直接影響電梯的產(chǎn)品質(zhì)量，其強度和壽命直接影響電梯壽命和工作可靠性，它的振動和噪聲直接影響人員乘坐電梯的舒適感。因此本設(shè)計的主要容為曳引機主傳動機構(gòu)的設(shè)計與計算。關(guān)鍵詞:電梯；電梯曳引機；曳引機主傳動機構(gòu)ABSTRACTElevator tractor is product quantity that t

6、he design level, product quantity that the elevator constitutes the part primarily, it, direct influence elevator, its strength affect the elevator life span with work with life span directly dependable, it of the vibration feels with a comfort for directly affecting personnel embarking elevator.A m

7、ain contents for designing spreads the design that move the organization for the lord and calculation. Key words: Elevator tractor;Elevator;The tractor lord spreads to move the organization     第1章  緒論1.1引言電梯是機電一體化的典型產(chǎn)品，大力開發(fā)電梯產(chǎn)品不公可以供給各行業(yè)部門所需的運載設(shè)備而且可用帶動高新機電技術(shù)的發(fā)展。電梯可

8、分為兩大類：一類是垂直升降電梯（簡稱垂直或通常所謂的電梯），一類是自動扶梯（含自動人行道，簡稱扶梯或電扶梯）自動扶梯是通過電動機帶動傳動機構(gòu)驅(qū)動梯級執(zhí)行輸送任務(wù)的，把電動機主傳動機構(gòu)，制動系統(tǒng)則是通過電動機驅(qū)動減速器，靠減速器從動軸上的曳引輪與鋼絲繩之間的摩擦力矩牽動轎廂與配重（或稱對重）上，下運動實現(xiàn)運輸?shù)哪康模驗樗强磕Σ亮縿訄?zhí)行機構(gòu)工作，故把電動機減速器，曳引輪和輔助機構(gòu)-制動器作為整體，稱電梯曳引機。曳引機分有齒曳引機和無齒曳引機兩大類，本人采用的是有齒曳引機。電梯曳引系統(tǒng)中的曳引機減速器，曳引機（簡稱繩輪）和動輪（由曳引比體現(xiàn)）組成了電梯的減速器多為齒輪副（含蝸桿副，行星系）減速

9、器，該減速器中的齒輪副即為電梯的主傳動機構(gòu)。電動機輸入轉(zhuǎn)矩T1，驅(qū)動曳引機減速器中的主傳動機構(gòu)，通過減速帶動曳引輪轉(zhuǎn)動，這時利用轎廂和配重的重量在曳引輪與鋼絲繩之間產(chǎn)生的摩擦力矩，拖動轎禁止與配重上、下運動，從而完成電梯的任務(wù),因為曳引機是決定轎廂運行速度、控制運行狀態(tài)的減速裝置，曳引機的技術(shù)含量、設(shè)計質(zhì)量、產(chǎn)品質(zhì)量等都會影響電梯的工作壽命與乘客的舒服感，所以電梯對曳引機有很高的技術(shù)要求。1.2電梯（垂直梯）簡介1.2.1電梯的組成 ：電梯主要同曳引系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)、門系統(tǒng)、轎廂、配重（對重）平衡系統(tǒng)、電力拖動（動力）系統(tǒng)、電力控制系統(tǒng)、安全保護系統(tǒng)等部分組成。在電梯的各組成部分中，電

10、力拖動，電力控制、曳引機的組合稱為動力系統(tǒng)，它是電梯的動力源，亦是控制運行速度、運行狀態(tài)和改變運行規(guī)律的系統(tǒng)；轎廂和導(dǎo)向系統(tǒng)是電梯的執(zhí)行系統(tǒng)；其他部分統(tǒng)稱為電梯的輔助系統(tǒng)。1.2.2電梯的（垂直梯）分類垂直電梯是建筑物垂直（或接近垂直）運輸工具的總稱。其種類十分繁多，可從不同的角度進行分類，常見的有下列幾種：a)         按用途分類有：乘客電梯（客梯）、客貨電梯、貨梯（載貨電梯）、病床電梯（醫(yī)梯）、住宅電梯、服務(wù)電梯（雜物梯）、船舶電梯、觀光電梯和車輛電梯（汽車庫）。b)   

11、     按驅(qū)動方式分類有：直流電梯、交流電梯、液壓電梯、齒輪齒條電梯（已基本淘汰）、直線電動機驅(qū)動電梯（有被交流電梯代用的趨勢）。c)        按轎廂運行速度方式分類（暫時規(guī)定）有：低速電梯（v<1m/s）、中速電梯（v<12m/s）、高速電梯（v>25m/s）、超高速電梯（v>5m/s）。d)        按操作控制方式分類有：手柄開關(guān)操作電梯、控鈕控制電梯、信號控制電梯、集稱選控

12、制電梯、并聯(lián)控制電梯、群控電梯。e)         按有無司機分類有：有司機電梯、無司機電梯、有/無司機電梯。特殊電梯有：斜行電梯、立體停車場電梯、建筑施工電梯。1.3曳引機的主要技術(shù)指標為了提高曳引機產(chǎn)品質(zhì)量，必須滿足下列技術(shù)指標：1.3.1要確保電梯承載能力與曳引機的強度電梯承載能力從100kg到幾噸重，速度從0.25m/s到10m/s以上，亦即曳引機的功率圍很大。在設(shè)計曳引機時，應(yīng)首先滿足在設(shè)計壽命，不產(chǎn)生任何失效形式的強度要求，其中包括電動機功率的選擇、制動力的確定，主傳動機構(gòu)強度設(shè)計或校核計算。要特別重

13、視軸承強度的校核計算與地腳螺栓的設(shè)計計算。另外，繩輪可按易損件處理，其設(shè)計壽命可短一些。1.3.2具有較高的傳動效率曳引機的傳動效率是其綜合技術(shù)指標。傳動效率的高低不但標志著輸入功率有效利用的程度，而且表明了克服阻力力矩的能力，功率耗損的多少。它不僅體現(xiàn)在節(jié)約能源上的意義，同時也是曳引機技術(shù)含量、設(shè)計質(zhì)量、產(chǎn)品質(zhì)量的具體體現(xiàn)。為提高傳動效率，合理選擇主傳動機構(gòu)、軸承和聯(lián)軸器是十分重要的，并且要提高制造和安裝精度。1.3.3具有較高的體積載荷所體積載荷是指曳引機的許用載荷（功率或轉(zhuǎn)矩）除以曳引機體積所得商。體積載荷越大表明曳引機體積越小，結(jié)構(gòu)越緊湊。不難理解，要想實現(xiàn)大的體積載荷，首先要選擇高科

14、技型的主傳動機構(gòu)。合理地設(shè)計箱體結(jié)構(gòu)，其中同樣功率的曳引機，體積可相差1/3，重量相差到2/5。因此設(shè)計出結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕的曳引機是設(shè)計者的奮斗目標。1.3.4應(yīng)滿足電梯所需的運動特性電梯的工作特性決定了曳引機的運動特征：運動速度中等、間斷工作、變速、起動頻繁的正反轉(zhuǎn)運行。為了滿足運動特性，在設(shè)計曳引機時要特別注意曳引傳動系統(tǒng)中傳動比的分配，電動機類型的選用，以與主傳動機構(gòu)齒輪副齒側(cè)間隙的保證等。1.3.5應(yīng)具有較低的振動和噪聲這項技術(shù)指標對乘人電梯特別重要。為了不造成嚴重的環(huán)境污染，使乘客感到乘坐舒適，要求曳引機有較低的振動（特別是扭振）和噪聲。1.3.6應(yīng)具有合理的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計歷來

15、是機械設(shè)計中的重要課題，對曳引機而言則更為重要。結(jié)構(gòu)設(shè)計要特別重視結(jié)構(gòu)對受力、剛度的影響；對減振、降噪、附加載荷、自身振動頻率的影響，對潤滑條件、潤滑質(zhì)量的影響等。在設(shè)計曳引機結(jié)構(gòu)時，要逐條分析、結(jié)合實力合理，沒有（或少有）附加載荷、滿足強度和剛度要求；潤滑條件良好；外形美觀；制造、安裝、維修工藝良好；成本較低。1.3.7具有靈活可靠的制動系統(tǒng)制動系統(tǒng)要具有受力合理、技術(shù)先進、強度高、壽命長、靈活可靠、結(jié)構(gòu)緊湊的性能。 第2章 電梯的驅(qū)動功率計算2.    1曳引比與曳引力2.1.1曳引傳動與曳引傳動形式2.1.1.1曳引比和機械效益曳引比：曳引機上曳引

16、輪的圓周速度與轎廂速度之比稱為曳引比，用i12表示。機械效益：令曳引機中曳引輪上鋼絲繩承受的拉力為F，轎廂總重力為Q，則機械效益      A=Q/F定滑輪與動滑輪機構(gòu) Q為重物，F(xiàn)為拉力，動力臂與阻力臂都是滑輪的半徑r，所以rQ=rFA=Q/F=1i12=1定滑輪機構(gòu)速度不變、力不變。r 2.1.1.2電梯的曳引傳動形式曳引傳動形式可由定滑輪、動滑輪、組合滑輪、差動滑輪機構(gòu)組合而成。多年經(jīng)驗表明常用曳引傳動形式見下l         定滑輪機構(gòu)的曳引傳動

17、  該傳動形式的曳引比i12=1，機械效益A=1。增加一個過輪其目的是為了拉開轎廂與對重之間的距離。過輪使曳引輪與鋼絲繩的包角減小。一般設(shè)計盡量使包角大于135°。過輪使繩的彎曲次數(shù)增多，疲勞壽命減少。l         曳引比為2的曳引傳動 i12=2，A=2亦即轎廂（或?qū)χ兀┑纳仙ɑ蛳陆担┧俣仁且芬唸A周速度的1/2。曳引輪兩側(cè)鋼絲繩承受的拉力分別為轎廂總重量、對重總重量的1/2l         滑輪組機構(gòu)曳

18、引傳動 在轎廂（或?qū)χ兀┥细饔腥射摻z繩，有三個定輪。i12=3，A=3，亦即轎廂（或?qū)χ兀┑纳仙ɑ蛳陆担┧俣仁且芬唸A周速度的1/3，曳引輪兩側(cè)鋼絲繩承受的拉力分別為轎廂總重量、對重總重量的1/3還有大曳引比曳引傳動、復(fù)繞曳引傳動、長繞曳引傳動、雙對重對曳引傳動、具有補償繩的曳引傳動。綜合分析之后，決定選擇第一個方案，曳引比i12 =1，機械效益A=1。2.1.2作用在曳引輪上的靜力電梯是靠曳引輪槽與鋼絲繩之間產(chǎn)生的摩擦力（或摩擦力矩）平衡外力，在曳引機的驅(qū)動下，牽引轎廂與對重上下運行的。在曳引輪兩側(cè)的鋼絲繩分別系有轎廂與對重，轎廂與對重分別在鋼絲繩上產(chǎn)生拉力Q與F。Q與F是靜止情況下的拉

19、力，故稱靜力。靜力實際上是兩側(cè)各構(gòu)件重力和對鋼絲繩的拉力。計算中用到的符號如下：Q1-轎廂的結(jié)構(gòu)自重力（N）；   取值為2900kgQ2-電梯的額定載重力（N）；   取值為1250kgF-對重側(cè)鋼絲繩承受的總拉力（N）；Q-轎廂側(cè)鋼絲繩承受的總拉力（N）；R1-轎廂至曳引輪間鋼絲繩所受的重力（N）；R2-對重物至曳引輪間鋼絲繩所受的重力（N）；G1-曳引機兩側(cè)所受總拉力之差（N）；G2-曳引機兩側(cè)鋼絲繩重力之差（N）；P-曳引機輸出軸軸頸承受的靜壓力（N）；i12-曳引機中減速器之傳動比；i12-曳引傳動的曳引比；A-機械效益；1-曳引機中減速器的傳

20、動效率；2-電梯的總效率；f-接觸面間相對運動時的摩擦因數(shù)；v-轎廂運行速度（m/s）；2-曳引輪的轉(zhuǎn)速（r/min）。            2.1.3曳引輪兩側(cè)靜拉力計算Q值 從轎廂到曳引輪之間是一個曳引系統(tǒng)。也就是說轎廂的速度、重量要通過曳引系統(tǒng)中的滑輪組才能傳遞到曳引輪。當然也可以通過滑輪組直接連接起來，這時i121,A1。則可用下式求得Q值。Q=（Q1+Q2）/A+R1=（Q1+Q2）/ i12+R1R1的大小受轎廂到曳引輪之間距離的影響，亦即是轎廂位置的函數(shù)，即R

21、1=f1(h1),于是：              Q=（Q1+Q2）/A+f1(h1)曳引機強度設(shè)計計算中，為了安全可靠，一般規(guī)定額定載荷要乘以系數(shù)1.25,又轎廂的結(jié)構(gòu)自重一般為額定載荷的1。4倍，前文已述與機械效益與曳引比量值相等，最后Q值的計算式為：              Q=2.65 Q2/+ R1式中，i12由曳引傳動機構(gòu)

22、確定。R1 在設(shè)計曳引機時按滿載，轎廂在井道部位計算。設(shè)曳引繩的根數(shù)為n，電梯提升高度為H，繩的直徑為d，繩的單位長度重量為q，則R1為R1=HnqF值 在對重側(cè)同樣是一個滑輪組傳動機構(gòu)，也有機械效益。按規(guī)定，對重取Q+Q2。稱對重系數(shù)，其值一般為0.40.5。所以對重側(cè)的拉力F可由下式計算：              F=（Q1+Q2）/A+R2=（Q1+Q2）/ i12+ f2(h2)考慮到上文所述相應(yīng)問題最后得    &

23、#160;         F=2 Q2/ i12+ f2(h2)Q值與G值差由式可知G1=Q-F=（Q1+Q2- Q1- Q2）/ i12+(R1+R2)=(1-) Q2/ i12+(R1+R2)實際計算時可采用簡化式        G1=0.55 Q2/ i12+(R1+R2)Q值與F值之和由式可知P=Q-F=（Q1+Q2+ Q1+Q2）/ i12+(R1+R2)=2 Q1+（1+）Q2/ i12+(R1+R2)實際計算時可采用簡化式

24、0;       P=4.55 Q2/ i12+(R1+R2)R1+R2的計算有兩種情況沒有補償繩時R1+R2=Hnq有補償繩時 R1+R2=2Hnq2.2.1曳引輪上的靜轉(zhuǎn)矩電梯沒有運行前，曳引輪隨的拉力差G1產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩稱靜轉(zhuǎn)知T（N·m），它的方向與G一樣?？捎上率接嬎?，設(shè)曳引輪節(jié)圓直徑為D（mm）；則T20=DG1/（2*1000）   =1/2*D*0.55Q2 / i12+(R1+R2)*1/1000電動機受的靜轉(zhuǎn)矩為T10= T20/ i122.2.2靜摩擦轉(zhuǎn)矩靜力P是比較大的力，作用在軸頸上

25、要產(chǎn)生摩擦轉(zhuǎn)矩T10（N·m），其值可由下式計算：T 10=fpr/1000式中 r為軸半徑（mm）T20方向與v方向相反，電動機受的摩擦轉(zhuǎn)矩為 T10= T20/ i12電動機軸上承受的總靜轉(zhuǎn)矩為：T10=T10-T 10或T0=T10+T02.2.3 F和Q的討論由F值的計算式可以看出，F(xiàn)值的大小僅隨R2大小變化，在電梯提升高度H<35m時一般可以不計入R2總等于Hnq,顯然F值是變化不大的物理量。若不計入R2，或計入R2=Hnq，則F是固定量。由Q值的計算式可知，Q值在運行過程中不但受R1的影響，而且受層站處乘客上下變化的影響，也就是不計入R1，Q在電梯運行中亦

26、是變量。Q值的變化會影響靜轉(zhuǎn)矩和靜摩擦轉(zhuǎn)矩大小，影響電梯的工作狀態(tài)。在某下層站，乘客減少到Q2的40%50%時，即恰好等于時，F(xiàn)=Q，于是G1=0，T20=0，T10=0。當Q2值再減小，乘客量小于Q2時，則要產(chǎn)生F>Q的工作狀態(tài)。這時產(chǎn)生的靜力矩與G方向一致。當F方向的靜轉(zhuǎn)矩大到一定程度時，亦即若大于摩擦力矩時，電梯起動的瞬時，主傳動機構(gòu)的共軛嚙合面發(fā)生改變，由左齒面（或右齒面）改變成了右齒面（或左齒面），也就是這個瞬間齒面要產(chǎn)生一次沖擊，齒面改變的結(jié)果使齒輪副嚙合狀態(tài)發(fā)生了根本變化。正常（以蝸桿副為例）共軛嚙合是蝸桿為主動件。改變后的嚙合狀態(tài)是蝸輪為主動件。要特別注意，無論那個齒面工

27、作，電梯的運行方向不變，這是一個重要的共軛齒面嚙合現(xiàn)象。2.2.4靜轉(zhuǎn)矩的討論2.2.5.1曳引輪承受的靜轉(zhuǎn)矩變化載荷很小時（極限情況是空載），F(xiàn)>Q，靜載荷產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩方向與F方向一致；載荷較大時（極限情況是滿載）；Q>F，靜載荷產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩方向與Q的方向一致，又由P力產(chǎn)生的摩擦轉(zhuǎn)矩總和v的方向相反于是可得出如下規(guī)律性結(jié)論：滿載上行T20與T20方向一致要相加滿載下行T20與T20方向相反要相減空載上行T20與T20方向一致要相減空載下行T20與T20方向一致要相加所謂上行和下行是指轎廂運行方向。關(guān)于對重系數(shù)=0.40.5，這就是說Q值和F值僅相差（0.60.5）Q2，曳引輪兩側(cè)的接

28、力在不考慮鋼絲繩重量影響的情況下，僅隨載重量Q2的變化而變化。若載重量不是滿載而是Q2時，則Q=F，這時靜轉(zhuǎn)矩理論上可為零，也就是說電梯功率可達到最小。客梯的乘客不可能總是滿載，也不可能空載運行，從概率上講可以判定，乘載40%60%的機率最多。而=0.40.5，可見系數(shù)的給定值是很巧妙的，這就不難斷定客梯實際運行中電動機功率多數(shù)情況是很小的。曳引機使用情況已說明主傳動機構(gòu)齒輪副失效破損的很少。由于P力的作用，設(shè)計軸承則是一個重要問題了。2.2.5.2設(shè)計載荷在設(shè)計曳引機時，總是按照最危險的情況考慮，所以應(yīng)采用1.25Q的超載計算，Q總是大于F。曳引機主傳動機構(gòu)的設(shè)計與電動機選擇，都應(yīng)遵循這一原

29、則。2.3.1曳引機驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的計算運行中的曳引傳動情況是很復(fù)雜的：轎廂運行有上有下；轎廂有加速度起動、減加速度停車與勻速正常工作；有移動構(gòu)件和轉(zhuǎn)動構(gòu)件；有重量、有質(zhì)量等，所以曳引機承受的力和轉(zhuǎn)矩將受到動量和轉(zhuǎn)動慣量的影響。在分析計算曳引機驅(qū)動轉(zhuǎn)矩時，要充分考慮這些因素，亦加以較全面的討論，從中尋找出最危險情況，進行曳引機強度計算以達到安全可靠的目的。2.4.1動量定理與曳引力曳引力是非運動時的靜力。因為電梯在運動的全過程中，速度是變化 的，呈近似梯形，起動時有加速度，正常運行是勻速，停層時是減加速，所以在起動和停層階段受動量大小的影響。由此在計算曳引力時涉與支動量與動量定理。動量定義：物體質(zhì)量

30、與速度的乘積稱為動量。K=mv動量定理：在一個機械系統(tǒng)中，各構(gòu)件動量對時間求導(dǎo)之和等于所有外力之和，即dmivi/dt=Fi3對于一個構(gòu)件單獨分析同樣成立。a)上行加速起動階段，所承受的曳引力對于轎廂，它承受的重力為Q1+Q2，亦是受的外力，曳引輪對轎廂的作用力為Q，于是由式可得   （Q1+Q2）dv/gdt=Q-(Q1+Q2)所以Q=（Q1+Q2）+（Q1+Q2）a/g=（Q1+Q2）(1+a/g)式中 a 加速度（m/s2）     g重力加速度（m/s2）對重承受的重力為Q1+Q2也是承受的外力。應(yīng)注意v指向x方向的負值于是&

31、#160;         （Q1+Q2）/g(dv/dt)=F(Q1+Q2)F=(Q1+Q2)(Q1+Q2)a/g=(Q1+Q2)(1a/g)所以可方便地求得曳引輪兩側(cè)拉力之差G1=Q-F=(Q1+Q2)（1+a/g）=(Q1+Q2)(1+a/g)整理后得  G=Q-F=Q2（1-）+2Q+Q2（1+）a/gb)中間勻速正常工作階段承受的曳引力因為是勻速運動，所以有：Q=Q1+Q2F=Q2+Q2 G1=G2（1-）1與上文計算的靜載荷一致。c)上行減加速階段承受的曳引力和上行加速階段相比，a為a,代入上

32、邊各式得    Q=(Q1+Q2)(1-a/g) 2    F= (Q1+Q2)(1+a/g)所以    G1=(Q1+Q2)(1-a/g)- (Q1+Q2)(1+a/g)最后整理得     G=Q2（1-）-2Q1+Q2（1+）a/gd)下行加速起動階段承受的曳引力這種情況，加速度是“+”值，速度是“”，可求得Q；速度是正值，加速度是“+”值，可求得F于是可得與式一樣的結(jié)果。e)穩(wěn)定下行階段承受的曳引力屬于勻速運動承受的曳引力，是靜曳引力。  

33、 f)下行減加速階段承受的曳引力這種情況，加速度是“”值，速度是“+”，可求得Q；速度是負值，加速度是“”值，可求得F于是可得與式一樣的結(jié)果。2.4.2輸入功率的簡易計算方法曳紀機的驅(qū)動轉(zhuǎn)知和功率是比較復(fù)雜。為簡化計算，通常采用簡易計算法，這種方法雖然考慮的影響因素較少，但從工程計算的角度考慮下式是可用的。有一條經(jīng)驗公式；=C1/2=0.52*80.8/78.4=0.54P=(1-)Q2v/102=(1-0.5)*1250*1.75/(102*0.54)=19.866式中  P電動機功率（kw）      電梯平衡系數(shù)，0.450.5

34、；電梯機械傳動總效率；1曳引機中減速器的傳動效率，對于ZK1、ZI蝸桿傳動1=100-3.2i12=100-3.236=80.82效率比常數(shù),2=100-3.6i12=100-3.6*6=78.4電動機轉(zhuǎn)動總效率C效率常數(shù)，C=0.50.55,一般取0.52 4 第3章            曳引機主傳動機構(gòu)的設(shè)計與計算3.1 普通圓柱蝸桿副幾何參數(shù)搭配方案是：在中心距a、轉(zhuǎn)速n1、傳動比i12給定的條件下，采用多齒數(shù)（頭數(shù)）z1、z2 ，小模數(shù)m，大直徑d1(q)的設(shè)方案。

35、該設(shè)計方案的優(yōu)點是：采用多齒數(shù)（頭數(shù)）z1的圓柱蝸桿傳動，能明顯提高傳動效率，降低油溫升，保持潤滑油粘度，改善動壓潤滑條件；可以提高生產(chǎn)率，降低加工成本，增大重合度，提高承載能力；可明顯增大蝸桿剛度，保證正確嚙合特性的實現(xiàn)，增大了蝸輪的有效寬度，減小了蝸輪的尺寸；另外改善了蝸桿、滾刀的切削性能，提高了蝸輪精度，降低了齒面粗糙度。曳引機是品種少、用量大的專用減速機構(gòu)，為實現(xiàn)“最隹”設(shè)計方案，故采用非標準設(shè)計，這為新設(shè)計方案的推廣打下了良好的基礎(chǔ)。故選用：       z1=1、2、4    

36、60;  z2=2590       i12=-2063   q=1020普通圓柱蝸桿傳動的幾何尺寸計算在蝸桿的基本尺寸和參數(shù)表（GB1008588）4選得以下數(shù)值模數(shù)（m/mm）： 4軸向齒距(px/mm)：12.566分度圓直徑（d1/mm）：40齒數(shù)z1：2直徑系數(shù)q：10.000齒頂圓直徑da1/mm：48齒根圓直徑df1/mm：30.4分度圓柱導(dǎo)程角1：21°4805普通圓柱蝸桿傳動幾何尺寸計算式蝸桿齒數(shù)z1：      &#

37、160;          z1=z2/i12   z1=1,2,3,4 ；根據(jù)大多數(shù)用法，選取z1=2蝸輪齒數(shù) z2                   z2=i12 z1=36*2=72傳動比 i12         

38、;            i12=1/ i21=1/2=n1/n2= z2/ z1=r2/r1cot1=r2/p=2r2/mz1=d2/mz1=36>1齒數(shù)比 u                      u= z2/ z1=361(蝸桿主動時i12=u)蝸桿軸向模數(shù)mx/

39、mm           mx=2a/(p+ z2+2x)=px/=d1/q=4.00蝸桿法向模數(shù)mn/mm           mn= mxcos1=3.71蝸桿直徑系數(shù)q                q=d1/mx=40/4=10蝸桿分度圓直徑

40、d1/mm          d1=qmx=10*4=40導(dǎo)程 pz/mm                   mz1=pz=3.14*4*2=25.12導(dǎo)程角1(°)             

41、60;   1=arctan(z1/p)= arctan(mz1/d1)= arctan(4*2/40)= arctan(0.2)=11.31°  =arctan(z1/q+2x)= arctan(mz1/d1) 軸向齒形角x(°)                tanx=tann/cos1 =0.37法向齒形角n(°)    

42、            tann= tanx cos1= 0.36       n=0=20°                            

43、   DIN標準規(guī)定 =15°20°                               n=22.5°1<15°時0=20中心距a/mm      

44、60;             a=m(q+z2+2x)/2= (d1+d2)/2=164.8    取標準值變位系數(shù)x                     x=(a-a)/m=a/m-(q+z2)/2  、x=+0.3 1；選用x=0

45、.2蝸桿節(jié)圓直徑d1 /mm                    d1=d1+2x2m=m(q+2x2)=4*(10+2*0.2)=41.6蝸輪節(jié)圓直徑d2 /mm             d2=d2=288齒頂高系數(shù)ha*     &#

46、160;            ha*=cos1=0.98  取ha*=1頂隙系數(shù)c*                     c*=0.2cos1=0.2蝸桿齒厚sx1/mm        

47、0;        sx1=p/2=m/2=6.28加厚蝸輪齒厚時                               sx1=m/20.2cos1=6.28-0.196=6.084 蝸桿齒頂高ha/mm

48、0;               ha1=ha*m=1*4=4蝸桿齒根高hf/mm                hf1=ha*m+c*m=(ha*+c*)m=(1+0.2)*4=4.8蝸桿齒全高h/mm         

49、;        h1=ha1+hf1=4+4.8=8.8齒距p/mm                       px=m=3.14*4=12.56     pn=pxcos1=12.56*0.98=12.31蝸桿齒頂圓直徑da1/mm  

50、0;        da1=d1+2ha*m=48蝸桿齒根圓直徑df1/mm           df1=d1-2hf1=40-2*4.8=30.4蝸桿螺旋參數(shù)p                  p=mz1/2=d1tan1/2=40*0.2/2=4蝸桿法向

51、齒厚sn1/mm              sn1=sx1cos1=6.084*0.98=5.72法向弦齒厚 sn1/mm               sn1=sn1(1-sn12sin21/6d12)=5.72法向弦齒厚測齒高hn/mm       

52、0;  hn=ha*m+sn12sin21/4d1=4.01蝸桿齒寬b1/mm                  b1=(12.5+0.1z2)m=(12.5+0.1*72)*4=78.8b1(56) m蝸桿端面齒形角t(°)             tant= tann/sin1=0.3

53、6/sin11.31°=0.07蝸桿基圓柱上導(dǎo)程角b1(°)        cosb1=cosn cos1=cos20°*cos11.31=0.98                              &

54、#160;sinb1 cost= cosn sin1=cos20°*sin11.31°=0.18                               tanb1=p2/db1=0.20蝸桿基圓直徑db1/mm     &#

55、160;      db1=d1cost=40*0.998=39.90db1sinb1=z1mncosn=3.71*2*cos20°=6.97                               db1=pzcotb1=39.90*

56、3.14=125.29                                                &

57、#160;      當n=20°，若db1>df1                                    必須減小db1,使db1=df1蝸桿平均直徑 dm/mm&#

58、160;           dm=(da1+df1)/2=(48+30.4)/2=39.2平均圓柱上導(dǎo)程角m1(°)         tanm1=mz1/dm=4*2/39.2=0.20平均圓柱上法向齒形角nm(°)     cosnmcosm1= cos1cosn=cos11.31°*cos20°=0.92蝸桿固定弦齒厚sn1/mm&

59、#160;         sn1= mcos2ndnmcosm/2                                   =3.14*4*cos220°*

60、39.2*cos11.31°/2=213.16蝸桿固定弦齒高hn1/mm          hn1=(h1-sn1tannm)/2蝸輪分度圓直徑 d2/mm           d2=d2=mz2=288蝸輪喉圓直徑 da2/mm            da2=d2+2ha2=288+2*

61、48=384蝸輪根圓直徑 df2/mm            df2=d2=2hf2=2*30.4=60.8蝸輪頂圓直徑 de2/mm            de2=da2+(12)m=384+4=388  取整數(shù)蝸輪螺旋角 2(°)           &#

62、160;    2=1=11.31°蝸輪齒寬 b2 /mm                b2=(0.670.7)da1=0.68*48=32.64蝸輪有效齒寬b2 /mm            b2=2mq+1= 26.53b2=d1tan(/2)=12.70齒寬角(°)

63、60;                    =(b2180°/d1)或=arcsin(b2/(da1-0.5m)=35.22°13.2幾何計算中注明的幾個問題3.2.1齒形的改進齒形圓柱蝸桿嚙合特性與改善嚙合條件的幾何參數(shù)選擇原則，現(xiàn)有標準齒廓尚需改進。齒開參數(shù)為：模數(shù)m為標準值，頂隙系數(shù)c*=0.2、齒頂高系數(shù)ha*=0.81(大模數(shù)取小值)、齒形角n=22°±0

64、.5°、齒厚sx1=0.45mx、齒槽寬ex=0.55mx、頂圓角半徑rg=0.38mn。2。普通圓柱蝸桿副的正確嚙合條件mx1=mx2=m=4n1=n2(等效t2=x1=20°1=2(旋向一樣)i12=d2/d1tan1=363.2.2不發(fā)生根切的最小變位系數(shù)xmin=(ha*+c*)z2sin2x/2=(1+0.2)*72*0.12/2=5.18 3.2.3 圓柱蝸桿傳動的強度計算效率是表示輸入功率有效利用的程度。亦是輸出生產(chǎn)阻力功與輸入驅(qū)動功之比所得的商。=P2/P1=1-P2*/P1=1-式中 P2、P1分別為輸入和輸出功率：  

65、60;  P2*傳動中的損耗系數(shù)，<1；     耗損系數(shù)，<1；     傳動效率<1。蝸桿傳動效率包括三部分：     1軸承損耗效率，1=10.01=0.99     2攪油損耗效率，20.99；     3蝸桿副嚙合效率。蝸桿主動時3=tan1/tan(1+)=tan11.31°/tan(11.31°+4°00)=0.73°

66、;蝸桿減速器的總效率為=123=0.98tan1/tan(1+)= 0.98*0.73=0.723式中  蝸桿副的當量摩擦角，=arctanfv      fv當量摩擦因數(shù)。      v(12)=v1/cos=d1n1/(60*1000cos)=3.14*40*1500/(60*1000*cos11.31°)=0.761 查普通圓柱蝸桿副的fv與的參數(shù)表得由于選用的是灰鑄鐵，所以v(12)=1.0,  fv=0.070,  =4°00

67、3.2.4共軛蝸輪傳動的受力分析共軛齒面接觸點處的法向力Fn和公法線重合，可分解成圓周力Ft、徑向力Fr、軸向力Fx。蝸桿為主動件時，F(xiàn)t1產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩T1與1轉(zhuǎn)向相反，徑向力Fr1指向軸心，軸向力Fx1的方向可用左右手定則確定。右旋蝸桿用右手定則，反之亦然。掌心面向蝸桿軸、四指指向1轉(zhuǎn)向，則拇指指向Fx1方向。因為=90°,所以有：Fx1=Ft2              Ft1= Fx2     

68、0;        Fr1= Fr2式中 “”僅表示兩力方向相反。若不考慮摩擦力的作用，并假定集中力Fn作用在P點，則得Ft2= Fx1=2T2/d2= Ft1tan1   Fr2= F1=FnsinnF12 tant     Fx2= Fr1= 2T1/d1 =Fncosnsin1   法向力Fn=Ft1/cosncos1=Fx1/ cosncos1=2T2/ cosncos1  式中    T2=T1i

69、12=9.55*106P2/n2=9.55*106P1i12/n2潤滑條件較差的蝸桿副，在受力分析時要計入摩擦力。摩擦力Ff21的方向與v(12)方向相反，作用在圓柱體的切平面，所以沒有向心分力、僅有圓周和軸向分力。摩擦力的方向可由v(12)在周向和軸向的分速度方向確定，于是：                     Ft2= Fx1=2T2/d2=Fn(cosncos1fvsin1)                     Fx2= Ft1=2T2/d2=Fn(cosnsin1+fvcos1)