地鐵車(chē)站自動(dòng)扶梯-自動(dòng)扶梯的機(jī)械工作原理

蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算要求學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)，掌握蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)的計(jì)算方法。學(xué)習(xí)目標(biāo)教學(xué)重點(diǎn)蝸桿傳動(dòng)的失效形式與計(jì)算準(zhǔn)則1齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算2蝸桿傳動(dòng)的失效形式與計(jì)算準(zhǔn)則齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算12011蝸桿傳動(dòng)的失效形式與計(jì)算準(zhǔn)則由于蝸輪材料強(qiáng)度較低，主要是蝸輪輪齒失效。開(kāi)式傳動(dòng)的主要失效形式：磨損。閉式傳動(dòng)的主要失效形式：點(diǎn)蝕和膠合。蝸桿按齒根圓直徑用軸的計(jì)算方法，驗(yàn)算其強(qiáng)度和剛度。磨損和膠合尚無(wú)成熟的計(jì)算公式，用限制接觸應(yīng)力和用減磨材料制造蝸輪及良好潤(rùn)滑來(lái)減緩磨損，防止膠合。02齒面磨損齒面磨損是由于外界微小固體顆粒進(jìn)入摩擦面，而產(chǎn)生的一種磨損形式，在開(kāi)式傳動(dòng)中尤為明顯。03齒面劃痕齒面劃痕是較硬的表面微觀凸起將較軟的表面劃出溝紋的現(xiàn)象，這種失效會(huì)使傳動(dòng)精度降低，振動(dòng)和噪聲加劇。04齒面膠合齒面膠合是因?yàn)閲Ш厦嫔蠞?rùn)滑失效，而導(dǎo)致摩擦面產(chǎn)生大范圍粘著、撕脫、燒灼現(xiàn)象，并迅速失效。05輪齒折斷輪齒折斷的原因有2種：由于疲勞應(yīng)力的長(zhǎng)期作用而產(chǎn)生的疲勞折斷過(guò)載折斷06齒面點(diǎn)蝕齒面點(diǎn)蝕是因?yàn)辇X面在嚙合過(guò)程中反復(fù)的接觸應(yīng)力而產(chǎn)生的點(diǎn)狀疲勞脫落現(xiàn)象，一旦發(fā)生點(diǎn)蝕，傳動(dòng)精度降低，振動(dòng)和噪聲加劇。07蝸桿傳動(dòng)的失效形式

開(kāi)式傳動(dòng)：磨損和齒根彎曲疲勞折斷。對(duì)蝸輪輪齒進(jìn)行齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算。

閉式傳動(dòng)：齒面疲勞點(diǎn)蝕，膠合。對(duì)蝸輪輪齒進(jìn)行齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算。（1）（2）08蝸桿和蝸輪的嚙合類(lèi)似于斜齒輪和齒條的嚙合，在赫茲公式的基礎(chǔ)上，將蝸桿和蝸輪的相應(yīng)參數(shù)代入，得到蝸桿傳動(dòng)接觸強(qiáng)度2齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算計(jì)算公式：齒面接觸強(qiáng)度驗(yàn)算公式：09蝸輪彎曲強(qiáng)度驗(yàn)算公式將d2=mz2代入上式，得設(shè)計(jì)公式：蝸輪彎曲強(qiáng)度10T2

：作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩，NmmK：載荷系數(shù)，一般K=1-1.4[H]：蝸輪的許用接觸應(yīng)力MPa[F]：蝸輪的許用彎曲應(yīng)力MPaz2

：蝸輪齒數(shù)

：蝸桿分度圓導(dǎo)程角Yfa：蝸輪的齒形系數(shù)m：模數(shù)mm113材料及許用應(yīng)力蝸桿常用合金鋼40Cr等或45#鋼（表面淬火或調(diào)質(zhì)）。蝸輪常用減磨性好的銅合金（錫青銅或鋁青銅），對(duì)低速輕載也可用鑄鐵。鑄造鋁青銅(ZQAl)抗點(diǎn)蝕能力強(qiáng)，強(qiáng)度較高。允許的相對(duì)滑動(dòng)速度較低（0.5--8m/s），價(jià)格較低。鑄造錫青銅（ZQSn）抗膠合能力強(qiáng)，減磨性良好。允許的相對(duì)滑動(dòng)速度較高(12--25m/s)，但價(jià)格較貴。蝸桿傳動(dòng)的效率、散熱和潤(rùn)滑要求學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)，了解蝸桿傳動(dòng)的效率、散熱和潤(rùn)滑的相關(guān)知識(shí)。學(xué)習(xí)目標(biāo)教學(xué)重點(diǎn)蝸桿傳動(dòng)的效率1蝸桿傳動(dòng)的散熱2蝸桿傳動(dòng)的潤(rùn)滑3蝸桿傳動(dòng)的效率蝸桿傳動(dòng)的散熱蝸桿傳動(dòng)的潤(rùn)滑123011蝸桿傳動(dòng)的效率

2

軸承效率

3

攪油效率閉式蝸桿傳動(dòng)的總效率η：其中：

1

嚙合效率02傳遞運(yùn)動(dòng)的蝸桿常取單頭，γ小，自鎖性能好，但效率低：η＝0.5--0.7，開(kāi)式蝸桿傳動(dòng)的總效率η＝0.6—0.7。閉式蝸桿傳動(dòng)的總效率η查表13-7。無(wú)必要時(shí)不采用自鎖蝸桿傳動(dòng)。03在箱體外表面上鑄出或焊上散熱片，增加散熱面積。在蝸桿軸上安裝風(fēng)扇，強(qiáng)行通風(fēng)。在箱體油池內(nèi)裝設(shè)蛇形冷卻管。用壓力噴油循環(huán)冷卻。2蝸桿傳動(dòng)的散熱04

風(fēng)扇冷卻冷卻水管冷卻壓力噴油潤(rùn)滑冷卻3蝸桿傳動(dòng)的潤(rùn)滑123常見(jiàn)問(wèn)題冷卻方式蝸桿傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)分析和受力分析要求學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)，掌握蝸桿傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)分析和受力分析。學(xué)習(xí)目標(biāo)教學(xué)重點(diǎn)蝸桿傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)分析1蝸桿傳動(dòng)的受力分析2蝸桿傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)分析蝸桿傳動(dòng)的受力分析12011蝸桿傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)分析n1n2V1：蝸桿節(jié)點(diǎn)圓周速度，沿蝸桿分度圓切線。（絕對(duì)速度）;V2

：蝸輪節(jié)點(diǎn)圓周速度，沿蝸輪分度圓切線。（牽連速度）;vs＝v12：蝸桿相對(duì)于蝸輪的運(yùn)動(dòng)速度，沿蝸桿螺旋線切線（相對(duì)速度）。02由理論力學(xué)，點(diǎn)的速度合成定理：03d1：蝸桿分度圓直徑，mm

1：蝸桿的角速度，

：蝸桿分度圓上螺旋線導(dǎo)程角。n1

：蝸桿的轉(zhuǎn)速，r/min04

相對(duì)滑動(dòng)速度vs大于v1和v２。相對(duì)滑動(dòng)速度大，是蝸桿傳動(dòng)的一個(gè)特點(diǎn)。

vs對(duì)齒面潤(rùn)滑狀況、失效形式、效率、發(fā)熱都有較大影響。

v1

升高，vs升高，所以蝸桿的傳動(dòng)速度v1不能過(guò)高。

升高，vs升高，所以蝸桿的螺旋升角

不能過(guò)大。一般vs≤15m/s。052蝸桿傳動(dòng)的受力分析蝸輪的回轉(zhuǎn)方向已知主動(dòng)蝸桿的轉(zhuǎn)向和螺旋方向，用左右手規(guī)則確定蝸輪的轉(zhuǎn)向：四指彎曲表示蝸桿的轉(zhuǎn)向，與拇指指向相反的方向表示蝸輪節(jié)點(diǎn)處的速度方向。06v2v2v1v1

已知主動(dòng)蝸桿的轉(zhuǎn)向和螺旋方向，用左右手規(guī)則確定蝸輪的轉(zhuǎn)向：四指彎曲表示蝸桿的轉(zhuǎn)向，與拇指指向相反的方向表示蝸輪節(jié)點(diǎn)處的切線速度方向。07A08C09T1n1蝸桿傳動(dòng)的受力分析蝸桿齒面的法向力Fn可以分解成三個(gè)互相垂直的力Fr、Ft、Fx。切向力徑向力軸向力Fn1Fx1Ft1Fr1

)

n)10蝸桿傳動(dòng)的作用力n1n2Fx1Fx2Fr2Ft2Ft1Fr1n1Fr1Fr2Fx1Ft1Fx1T1n1Fn1Ft1Fr1

)

n)11主動(dòng)輪作用力的方向n1n2n1Fx1Ft1Fr1Fr1Fx1Ft1Fx2Fr2Ft2Fr2蝸桿上圓周力Ft1與主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向相反；蝸桿上徑向力Fr1

指向輪心；蝸桿上軸向力Fx1

與蝸輪上圓周力Ft2

方向相反：

1239從動(dòng)輪的作用力的方向蝸輪圓周力Ft2與蝸輪的轉(zhuǎn)向相同；徑向力Fr2指向輪心；蝸輪上軸向力Fx2

與蝸桿上圓周力Ft1

方向相反：

n1n2n1Fx1Ft1Fr1Fr1Fx1Ft1Fx2Fr2Ft2Fr21340作用力的大小

:壓力角

:蝸桿的傳動(dòng)效率n1n2Fx1Fx2Fr2Ft2Ft1n1Fr1Fr2Fx1Ft1Fr1自動(dòng)扶梯的結(jié)構(gòu)及工作原理要求學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)，了解電梯的各個(gè)組成部分以及工作原理。學(xué)習(xí)目標(biāo)教學(xué)重點(diǎn)自動(dòng)扶梯的組成1自動(dòng)扶梯的工作原理2自動(dòng)扶梯的結(jié)構(gòu)1自動(dòng)扶梯的工作原理21945

自動(dòng)扶梯主要組成部分有梯級(jí)、曳引鏈、驅(qū)動(dòng)裝置、導(dǎo)軌、金屬骨架、扶手裝置、梳板前沿板、電氣設(shè)備等部件，如圖所示。1自動(dòng)扶梯結(jié)構(gòu)2146自動(dòng)扶梯結(jié)構(gòu)梯路前沿板蓋板玻璃攔板桁架控制系統(tǒng)

扶手驅(qū)動(dòng)扶手入口主機(jī)及驅(qū)動(dòng)梯級(jí)梯級(jí)鏈條裝配圍裙板22自動(dòng)扶梯結(jié)構(gòu)Handrail-扶手23驅(qū)動(dòng)裝置(主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng))電動(dòng)機(jī)、減速器、驅(qū)動(dòng)齒輪、驅(qū)動(dòng)鏈以及中間傳動(dòng)件、摩擦制動(dòng)器等組成。主機(jī)驅(qū)動(dòng)——驅(qū)動(dòng)鏈——曳引鏈——梯級(jí)主機(jī)驅(qū)動(dòng)——從動(dòng)鏈輪——軸端曳引鏈——扶手驅(qū)動(dòng)裝置——扶手帶由驅(qū)動(dòng)曳引主機(jī)，主驅(qū)動(dòng)鏈條，主驅(qū)動(dòng)輪系統(tǒng)組成25梯級(jí)（梯級(jí)踏板）梯級(jí)由踏板、主副輪軸、踢板、支架、梯級(jí)鏈、梯級(jí)鏈反向及脹緊裝置、支撐板等組成。踏板——水平，進(jìn)出扶梯口處要有一段水平運(yùn)動(dòng)的距離

梯級(jí)鏈由鏈節(jié)，滾輪，連桿組成26導(dǎo)軌作用：支承由梯級(jí)傳遞來(lái)的梯路載荷，保證梯級(jí)按一定的規(guī)律運(yùn)動(dòng)以及防止梯級(jí)跑偏等。組成：主輪和輔輪的全部導(dǎo)軌、反軌、反板、導(dǎo)軌支架及轉(zhuǎn)向壁等。27曳引鏈傳遞牽引力的主要部件，一般采用套筒滾子鏈結(jié)構(gòu)，也有的采用齒條式結(jié)構(gòu)。28桁架（金屬構(gòu)架）作用：安裝和支承自動(dòng)扶梯的各個(gè)部件、承受各種載荷以及將建筑物兩個(gè)不同層高的地面連接起來(lái)。端部驅(qū)動(dòng)及中間驅(qū)動(dòng)自動(dòng)扶梯的梯路、驅(qū)動(dòng)裝置、張緊裝置、導(dǎo)軌系統(tǒng)及扶手裝置等安裝在金屬骨架的里面和上面。30扶手裝置傳動(dòng)部分（扶手帶、扶手驅(qū)動(dòng)裝置、扶手帶調(diào)節(jié)裝置、滑輪群、托輪、防偏輪等）固定部分（支撐條、鋼化玻璃、蓋板等）

31扶手欄及扶手帶扶手帶由支架，內(nèi)襯板，群板，外包板，蓋板及扶手帶導(dǎo)軌組成扶手裝置32扶手帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由扶手帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，脹緊力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，扶手帶反向機(jī)構(gòu)組成扶手裝置3334梳板前沿板由梳齒、梳齒板、前沿板、活動(dòng)地框等組成梳板前沿板的關(guān)鍵是梳齒與梯級(jí)踏板槽級(jí)的間隙調(diào)整，要保證間隙均勻，不允許有碰擦現(xiàn)象。35潤(rùn)滑系統(tǒng)對(duì)主驅(qū)動(dòng)鏈，扶手帶驅(qū)動(dòng)鏈及梯級(jí)進(jìn)行實(shí)時(shí)潤(rùn)滑，確保扶梯平穩(wěn)運(yùn)行36電氣控制系統(tǒng)59包括主控制柜，操縱面板,檢修控制盒及各種安全保護(hù)開(kāi)關(guān)1960

2自動(dòng)扶梯工作原理自動(dòng)扶梯的規(guī)格項(xiàng)目輸送能力(人/h)運(yùn)行速度(m/s)提升高度H(m)梯級(jí)寬度W(mm)傾斜角度裝飾板質(zhì)量排列方式規(guī)格6000~90000.50~0.753~8800~120030°~35°全透明有、無(wú)支撐平行或交叉1961

2自動(dòng)扶梯工作原理自動(dòng)扶梯原理一系列的梯級(jí)與兩根