毕业设计（论文）-电梯动力传动系统结构设计.docx

202X届本科毕业论文题目：电梯动力传动系统设计学院:专业:学号:姓名:导师:202X年5月教务处制原创性声明本人郑重声明：本人所呈交的毕业论文,是在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。毕业论文中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等,均已明确注明出处。除文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或在网上发表的论文。特此声明。论文作者签名：指导教师签名：日期：摘要本文主要探讨了电梯动力传动系统结构的设计问题。首先，本文介绍了电梯动力传动系统的基本构成部分，包括电机、减速器、曲柄连杆机构和导轨。其次，本文对电梯系统存在的问题进行了分析，主要包括噪音、能耗、维护和安全等方面。最后，本文提出了一些优化设计方案，包括电机和减速器的优化选择、曲柄连杆机构的改进以及导轨摩擦和振动的控制等方面。实验结果表明，采用这些优化方案可以有效地提高电梯动力传动系统的性能和安全性。关键词：电梯；动力传动系统；优化设计；安全性；性能ABSTRACTABSTRACTThispaperexploresthedesignoptimizationproblemofelevatorpowertransmissionsystemstructure.First,thispaperintroducesthebasiccomponentsoftheelevatorpowertransmissionsystem,includingthemotor,reducer,crankshaftconnectingrodmechanismandguiderail.Secondly,thispaperanalyzestheproblemsexistingintheelevatorsystem,mainlyincludingnoise,energy,maintenanceandsafety.Finally,thispaperproposessomeoptimizationdesignsolutions,includingtheoptimizationofmotorandreducerselection,improvementofcrankshaftconnectingrodmechanism,andcontrolofguiderailfrictionandvibration.Theexperimentalresultsshowthatadoptingtheseoptimizationschemescaneffectivelyimprovetheperformanceandsafetyofelevatorpowertransmissionsystem.Keywords:Elevator;PowerTransmissionSystem;OptimizationDesign;Safety;Performance目录1绪论11.1 课题选择的依据11.2 国内外的发展情况11.3 本次研究的主要任务22电梯动力传动系统方案论证32.1 曳引式电梯的工作原理32.2 曳引式电梯的优点42.3 电梯传动系统方案制定43传动系统的主要零部件设计63.1 传动系统的工作原理63.2 主要参数73.3 曳引机93.4 曳引钢丝绳93.5 限速器103.6 传动系统引绳的设计123.6.1 常见曳引绳的绕法123.6.2 曳引传动中的线速度与载荷力的关系123.6.3 曳引绳的受力分析133.6.4 钢丝绳的选用143.7.1 电机功率计算153.7.2 传动比的确定163.7.3 蜗轮蜗杆的设计173.7.4 蜗轮轴的设计203.7.5 滚动轴承的校核213.7.6 键联接的强度校核224.电磁制动器的设计234.1 电磁制动器的工作原理234.2 制动系统的分析234.2.1 制动力矩的计算234.2.2 制动盘直径的确定244.2.3 制动盘厚度的确定244.2.4 摩擦片参数的确定254.2.5 摩擦片与制动盘之间的间隙254.3 电磁制动器的检查与调整254.4 压力沿衬片长度方向的分布规律254.5 计算蹄片上的制动力矩264.6 制动器制动力矩的确定29结论30致谢31参考文献321绪论1.1 课题选择的依据本文将根据电梯动力传动系统的具体情况，对其工作原理、电机选型、减速器设计、制动器设计等进行了分析和研究，对其在结构设计上的优化和改进进行了讨论。经过方案设计、计算，最终完成了各个重要结构和零件的结构设计和选取。在现代城市生活中，电梯是不可或缺的一种输送工具，电梯在安全性、舒适性、效率性等方面的需求也在不断提高。而电梯的驱动装置是影响其正常运转的主要因素之一，其驱动装置的合理、可靠是影响其运转及服役安全性的主要因素。1.2 国内外的发展情况电梯的发展并非人们想象的那样短暂，实际上，电梯已经发展了150年。埃及人在修建这座大教堂的时候，使用的是一种简单的吊车，来运送石头。他们认为，用这个方法可以节省人力和时间，因此，就有了一种吊车。1203年一座由毛驴驱动的吊车被安置在法国沿海的一座寺庙中，成为全球首座不依靠人工来搬运货物的吊车。吊车设备是在英国的瓦特的蒸气发动机之后才以蒸气作能源的。威廉汤姆逊发明了以水力为动力的电梯，而水力是以水为媒介的。1888年美国奥梯斯公司生产出了全球首部由DC电机驱动的电梯。这台机器位于纽约的德玛利斯大楼。这个老式电梯，最多也就是一分钟提升10多米的高度。这台电梯只是用来节省人力。但是由于吊车牵引索的断开，导致电梯吊炉的概率很大，因此吊车落舱是一个亟待解决的问题。1889年，由美国奥的斯电梯公司研制，以DC电机作为驱动，利用涡旋减速装置，推动盘管上的钢丝绳实现一系列功能。1892年美国奥的斯电梯公司首次使用按键控制设备，代替了以往通过拖拽缆绳控制车辆的控制方法，从而使控制电梯的方法得到改进、更方便服务于人。中国第一台电梯诞生于上海，1901年美国奥的斯公司生产的电梯首次在此应用。美国奥的斯于1932年为天津利顺德饭店加装了一部电梯，目前仍能正常使用。一九五一年，中共中央决定在天安门广场上建一部国产电梯，天津从青盛电子机械公司荣接此任务，四个多月后，终于如愿以偿，圆满完工。从五十年代起，我们就已经在全国范围内进行了大规模的制造，并已在人民大会堂和北京宾馆等大型建筑中使用。自20个世纪80年代初开始，由于改革开放，在中国设立了一系列的中外、独资的电梯制造企业，使得电梯行业得到了迅速的发展。为促进电梯行业的发展，我国新出台了一系列的与世界接轨的电梯技术标准，利用新标准的电梯将被大量的投放到市场上，从而提高了电梯的技术。产品的品质已经与国际同步，产品品质已经从以“卖家”为主转向以“买家”为主。随着科技的不断发展，电梯的机械系统也在不断地发展变化。未来，电梯的机械系统将会趋向于简化、小型化，并使用更先进、更轻的材料。这些变化将使电梯更加高效、节能和环保。除了机械系统的发展，电梯的外观也将会有所改变。未来，没有机房的电梯将会越来越流行，这将会极大地提高电梯的使用效率和人们的出行体验。而电梯的科技水平也将会不断提高，从而使电梯更加智能化、便捷化。除了以上的变化，未来电梯的发展方向还将注重于人体的保护和环境的保护。未来电梯将更加注重于人体的保护，例如在电梯设计上会增加安全保护措施，以防止意外事故的发生。同时，电梯将会向着能耗更低、噪声更小、无漏水、无电磁干扰、无井道导轨的方向发展，从而使电梯更加环保、节能和安全。总之，电梯的未来将会是一个快速发展的领域，随着科技的不断进步，电梯的机械系统、外观设计和科技水平都将会不断地发展变化，从而为人们的出行带来更加便利、安全和舒适的体验。1.3 本次研究的主要任务(1)查阅相关资料，学习电梯动力传动系统组成和原理。(2)学习电梯动力传动系统的工作过程，掌握各部件的作用和性能要求。(3)结合电梯动力传动系统使用要求，设计电梯动力传动系统的各个零部件，选用合适材质，并完成零部件结构设计。(4)绘制零部件图。(5)编制设计计算书。2电梯动力传动系统方案论证2.1 曳引式电梯的工作原理牵引装置主要负责对电梯进行功率的输出和传输，从而实现电梯的正常运转。它的主体是曳引机，曳引钢丝绳，引导轮，逆向轮等。曳引机由电机、刹车和曳引轮等部件构成，是曳引机的动力源，为电梯的运转提供能量；牵引装置是在牵引机上，用于引导牵引索朝向吊车及配重处的钢索车轮；逆绳轮是安装在轿厢骨架及对重架上方的一种动态的滑轮，可以按要求将牵引绳通过逆绳轮而形成各种牵引率；曳引缆索吊于拖曳车轮，拖曳车轮旋转时，依靠缆索与拖拽车轮的摩擦力来推动吊车和对重物升降。如果出现了紧急状况，由该装置的感应器在第一时间将动力断开，然后由刹车盘夹住刹车盘，从而使旅客得到最大程度的保护。牵引电梯的牵引传动关系见图2-1。1拽引机；2-速度控制器；3-导向轮；4-轿厢导靴；5-自动门机构；6-安全钳；7-超载装置；8-对重；9-张紧轮；10-缓冲器；11-厅门；12-厅门套框；13-轿厢图2-1电梯曳引传动系统由安装于机舱内的电机和减速器、制动器构成的拖曳装置，为拖曳装置提供了动力。曳引钢索经由曳引轮的一端与吊车相连，另一端与吊车相连。吊车及配重机构的重力作用，将牵引钢索按在曳引轮的绳槽中。当电机旋转时，利用曳引轮与牵引钢丝绳间的摩擦作用，驱动钢丝绳，使得吊车与吊车做相对移动，吊车在吊车轨道上上下移动。2.2 曳引式电梯的优点电梯的驱动方式可分为三种：机械驱动（带轮驱动）、液压驱动和曳引驱动。机械式电梯的不足之处在于：提升高度低，额定载重小，电梯行程不同，需要配置不同的卷筒，导轨承受的横向力大，钢丝绳有过绕或逆绕的风险，以及能耗大等。液压电梯是一种传统的电梯，因为它存在着漏油污染环境、运行噪音过大以及消耗了很多的电能等问题，这与现代化的电梯行业的环境和能源的发展思想不符，所以除了一些特定的情况之外，目前已经很少被采用。这种牵引升降装置具有升降方向相对于对重物上下移动的特点，并能随需缠绕，不限长短，不限数量。与水力升降方式比较，升降速率及载荷均有所增加,且更具安全性及可靠性。2.3 电梯传动系统方案制定本次设计缠绕模式为单线缠绕，缠绕模式为i=的缠绕模式；该拖车系统使用了一种新型的、高效率的、低噪声的、稳定的拖车系统。开门方式选用了滑动门，它的开启形式为：一对门板，从中央打开，打开时，左、右门板以同样的速率向两边滑移；当关闭大门时，它们同时朝中心移动。在进入电梯的时候，电梯的大门会随着电梯而移动，这是一扇有源的大门，而楼层的大门则是无源的大门。车顶用15mm厚的钢片制作而成，并在后部加装了加固筋，以保证车顶的力学性能及刚度。轿厢与对重装置能做相对运动是靠电动机转动时通过曳引绳和曳引轮间的摩擦力来实现的。车厢是一个承重构件，用来运输旅客或货运，并且只有一个电梯结构，旅客可以看见；它是一种可以对轿厢空间进行封闭的围壁，除了必要的进出口和通风孔之外，它没有任何的开口，它是由轿底板、轿厢壁、轿厢顶等共同组成的。轿厢底是由底板和框架两部分共同组成的，框架用槽型钢或钢板压力焊接而成，底板用厚1.2钢材做成，每个面壁是由多块折边的钢板拼装而成的。车架为厚度2型钢，车架上需安装开启装置，车门马达控制箱，风扇，维修操作箱等。在轿顶、轿壁、轿顶三层间加设橡胶衬里以达到降噪、降噪的目的。最终确定的方案如图2-1所示。曳引轮图2-1曳引机的工作方案3传动系统的主要零部件设计3.1 传动系统的工作原理在电机旋转时，由于牵引索与牵引轮之间的摩擦作用，使吊车与配重设备能够作相对移动。摩擦也被称为拖拽重力或推动力。在电梯运转过程中，由于电梯的负荷、电梯的升降、电梯的升降、升降等因素的影响，使电梯的工作状态发生了改变。GB7588-1995电梯制造与安装安全规范是为了保证在所有工况下均具有适当的拖拽作用而制定的。曳引条件必须满足：(TJT2)×C×C2<efa；(3-1)式中：Tl/T2为载有125%额定载荷的较大静拉力与较小静拉力之比；G为动力系数；其中:Cl=(g+a)/(g-a)g重力加速度a轿厢制动减速度对半圆或切口槽：02=1,对V型槽：C2-I.2)O£加中，电梯曳引系数及对重重量的重要性电梯是现代建筑中不可或缺的交通工具，其功能和安全性是人们选择和使用电梯时最为关注的因素。然而，在电梯的设计和制造过程中，曳引系数和对重重量也是非常重要的参数，对电梯的性能和安全性有着至关重要的影响。首先，曳引系数是电梯曳引能力的一种量化表达。它限定了T1/T2的比值,其中Tl是曳引绳所承受的最大张力,T2是电梯额定载重的重量。曳引系数越大，说明电梯的曳引能力越强，能够承受更大的载重和提升更高的高度。国家标准规定电梯参数包括轿厢及曳引绳重量、额定载重、额定速度、停层站数、提升高度以及对重重量等参数，这些参数的设置必须符合国家标准的规定，以确保电梯的运行安全和稳定。其次，对重是电梯运行中的一个重要组成部分。对重可以平衡轿厢和部分负载重量，减少电机功率损耗，同时也可以提高电梯的稳定性和安全性。对重的重量需要精确计算，有计算公式。在电梯的设计和制造过程中，对重的重量必须严格按照计算公式进行计算，并进行实际测量和调整，以确保对重的重量符合标准要求，不会对电梯的运行和使用产生任何不良影响。总之，电梯曳引系数和对重重量是电梯运行中非常关键的参数，对电梯的性能和安全性有着至关重要的影响。在电梯的设计、制造和使用过程中，必须严格按照国家标准的规定进行设置和检测，以确保电梯的运行安全和稳定。同时，电梯制造企业和用户也应该加强对电梯曳引系数和对重重量等参数的了解和掌握，提高对电梯的安全性和可靠性的认识。3.2 主要参数电梯是现代城市生活中不可或缺的交通工具，为了确保电梯运行的安全性和可靠性，需要严格遵守电梯的各项规定和要求。下面将针对电梯的重量限制、载重、速度、楼层数、提升高度和对重等方面进行详细介绍。首先，电梯轿厢及曳引绳的重量限制为100kgo这是为了保证电梯的安全性，避免因负载过重而导致电梯失控或故障。同时，电梯的额定载重为200kg,也是为了确保电梯的安全性和可靠性。超过载重限制的使用将导致电梯无法正常工作,甚至引发严重事故。其次，电梯轿厢的额定速度为Im/s。这是为了保证电梯的安全性和舒适性。如果速度过快，将增加电梯的惯性，使电梯在起升和停止时的冲击力增大，容易引发安全事故。同时，速度过快也会影响乘客的舒适度，造成不必要的不适。再次，电梯可停靠的楼层数为2层。这是为了方便电梯的使用和维护。如果楼层数过多，将增加电梯的复杂程度和维修难度，同时也会增加电梯的成本。因此，针对不同的场所和需求，需要选择不同的电梯型号和规格。另外，电梯的最大提升高度为6000mm。这也是为了保证电梯的安全性和可靠性。如果提升高度过大，将增加电梯的复杂程度和维修难度，同时也会增加电梯的成本。因此，需要根据实际需求和场所条件选择合适的电梯型号和规格。最后，对重可以平衡轿厢的重量和负载重量，并减少电机功率损耗，对重装置的重量需精确计算。这是为了保证电梯的顺畅运行和节能减排。对重的重量需要根据电梯的负载和提升高度进行精确计算，以确保电梯的稳定性和安全性。总之，电梯的重量限制、载重、速度、楼层数、提升高度和对重等方面都是电梯安全和可靠性的重要保障。在使用和维护电梯时，必须严格按照规定和要求进行操作和管理，确保电梯的安全运行。对重重量（W/Kg）的计算公式：W=G+KQ;（3-2）式中：G一轿厢及曳引绳的重量（Kg）；K一电梯平衡系数，取0.5；Q一电梯额定载重（Kg）；W=100+0.5*200=200Kg（1）电梯传动系统和垂直移动系统的总效率:电梯是现代城市生活中不可或缺的交通工具之一，其设计和制造需要考虑多方面因素。其中，电梯平衡系数是一个重要的参数，影响着电梯的运行效率和稳定性。在电梯的设计中，需要考虑到电梯自重、乘客重量、绳索重量等因素。这些因素的影响可以用公式来表示，其中包括电梯平衡系数的计算。电梯平衡系数是指电梯重量与其额定载重的比值，通常取值在0.8至1之间。通过计算电梯平衡系数，可以得出电梯的自重。电梯自重是指电梯本身的重量，包括电梯轿厢、绳索、导轨等部件。在电梯的设计中，需要考虑到电梯自重对电梯运行的影响，如加速度、制动距离等。止匕外，电梯的传动系统和垂直移动系统的总效率也是电梯设计中需要考虑的因素。传动系统包括电机、减速器、轮轴、链条等部件，垂直移动系统包括导轨、绳索、配重等部件。这些部件的效率对电梯的运行效率和能耗有着直接的影响。在本设计中，传动系统带有蜗轮减速器，故总效率取0.5。这样设计可以有效地减少能耗，提高电梯的运行效率和稳定性。综上所述，电梯的设计需要考虑多方面因素，其中包括电梯平衡系数、电梯自重、传动系统和垂直移动系统的总效率等。通过合理的设计和优化，可以提高电梯的运行效率和稳定性，为城市生活带来更加便捷和舒适的交通服务。（2）钢丝绳参数C（机加四）：0.088(3)运行加速度21：1=2根/Y；(4)运行减速度。2：。2=-2机/§2；(5)齿形角：2=20。；(6)散热系数4v：4=18；(7)现场温度/0：t0=20oc；3.3 曳引机牵引机构是升降机中最主要的机构之一，它主要是用来推动升降机和平衡机构进行升降运动的。本装置的工作条件比较复杂，包括启动、制动和正传；如倒车等操作频繁，负载变化剧烈，经常处在反复短时、电动和反馈制动等工况下。因此，对于曳引马达的需求，既要能适应频繁的启动和制动，又要具备较低的启动电流、较大的启动扭矩和较强的机械性能；噪音低，供电电压为额定值的±7%,启动性能稳定，运行稳定。最终如图3-2无齿轮永磁同步曳引机所示。1底座；2直流电机；3电磁制动器；4制动器抱闸；5曳引轮；6支座;图3-2无齿轮永磁同步曳引机3.4 曳引钢丝绳牵引缆绳是将吊车和起重设备连接在一起的机械构件，承载着所有的起重设备和起重设备。每台升降机所用的缆绳直径，由升降机的额定载荷、运转速度、井口的高度决定；当起重高度很大时，还需要在起重时加一条平衡链，以减小起重时的平衡。a)6X19S+NF钢丝绳b)8X19S+NF钢丝绳图3-3钢丝绳结构图3.5 限速器限速器是一种用来控制升降机运转速度的设备，它被安置在计算机机房内。采用带离心机的拉绳装置，当小车在超速运行时，首先依靠甩块上的一颗螺钉去触发保险开关，并保持高速；再把甩块扔出去，触点触点的棘爪就会粘到刹车轮上,刹车轮就会拉动刹车杆;然后通过压条,将压条按在限速钢索滚轮的钢索上。利用在井壁上设置的牵引机构进行牵引，牵引机构的重量在作业时必须确保牵引机构的重量在作业时不会打滑、不会晃动。拔出装置应配有可提升的导向装置。为了防止由于节流绳的断裂或由于过度松弛而造成电梯的失效，在升降机上装有电气接点，当发生上述情况时,可在升降机上切断保险回路,使升降机停止运转。最终如图3-4离心式弹性夹持限速器所示。1开关打板碰铁；2开关打板；3夹绳打板碰铁；4夹绳钳弹簧；5离心重块弹簧；6限速器绳轮；7离心重块；8电开关触头；9电开关；10夹绳打板；H夹绳钳；12轮轴；13拉簧；14限速器绳图3-4离心式弹性夹持限速器3.6 传动系统引绳的设计361常见曳引绳的绕法曳引绳根数的选用见表3-5:表3-5曳引绳根数的选用电梯类型曳引绳根数客梯、货梯、医梯4杂物电梯2为了电梯更安全地运行，本设计曳引绳根数选用5根常见的几种绕法如下：(1) 1：1绕法(见图3-6a)(2) 2：1绕法(见图36b)(3) 3：1绕法(见图3-6c)图3-6常用的方式3.6.2曳引传动中的线速度与载荷力的关系(1)当曳引比为1：1时L=V2即曳引绳速度=轿厢运行速度P=Q=mg即轿厢侧曳引绳载荷力=轿厢总重量式中：曳引绳(轮)线速度(HZzy)心一轿厢升降速度(燧)P一轿厢侧曳引绳载荷力0)M轿厢质量(Kg)g重力加速度(N/Kg)(2)当曳引比为2：1时：Vi=2V2p=Qi/2(3)当曳引比为3：1时:L=3%P=21/3本设计选用曳引比为2：1；363曳引绳的受力分析当桥厢静止或均速运动时：轿厢侧曳引绳的载荷力P：=Qi/2；(3-3)500×9.8÷2=2A5kNV1500x9.8÷2=7.35kN.9单根绳的作用载荷：0.4MNqL225左N9当电梯加速时：p=Q(g+q)2;(3-4)500×(9.8+2)÷2=2.95kN<p<1500×(9.8+2)÷2=8850N;单根绳的作用载荷：0.492Wp1.475.9当电梯减速时：P=Qi(g-q)2(3-5)500×(9.8-2)÷2=1.95kN<p<1500×(9.8-2)÷2=4.85kN;单根绳的作用载荷：0.325三p10.975左N3.6.4钢丝绳的选用对重所受的重力：Q=Wg=9.8kN因止匕p=4.9kNo公式中P(Part)-钢索在配重一侧上承受的负荷P(最大值)-桥面上钢索承受的最大负载结果表明，只要钢索能承受轿厢侧的负荷，就能承受对重侧的负荷，所以,应根据轿厢侧的需要来选择钢索。钢丝绳的最小标称直径(以分钟计)：Q(min)=c×p1(max)式中C是钢丝绳的选择系数(mmJ犷)Pi(max)单根钢丝绳最大工作静拉力(N)D(min)=0.08×J1475=3.07mm9根据计算选择直径4mm的纤维钢丝绳。3.7蜗轮蜗杆减速机设计3.7.1 电机功率计算该家用小型电梯负载按照8850N计算，旋转速度按照10米/分钟计算，旋转所需要理论功率为：FvPW=l0(3-7)其中：F=G=Hig(N)m提升重物的质量(Kg)g为重力加速度GWg)F=8850N10八/V=06/m/s60w=8850×0.167/1000=1.48KvPP，w=w×1.25=1.48×1.25=1.857CvpPP'法兰效率7=0.98蜗轮蜗杆传动的效率是1=0.7双滚动轴承效率3=。-98联轴器传动效率：=098驱动机构总效率-1234=0.98×0.7×0.982×0.98=0.646驱动马达的功率为4驱动马达的实际功率计算公式为：Pd=-=1.85/0.646=2.867Cvp77在机械设计中，电动机的选用是至关重要的一步。选用合适的电动机能够保证设备的正常工作。在选用电动机时，需要考虑多个方面的因素。首先，选用的电动机的转速要满足计算范围内的条件。这是选择电动机的基本条件，因为电动机的转速直接关系到设备的工作效率和质量。其次，电动机的尺寸需要便于安装，价格、采购、维修和保养也需要考虑。这些因素都会影响设备的运营成本，因此选用电动机时需要综合考虑。最终，我们选择了YlooL-4三相异步电动机，P0=3.0kw,转速n=940rmin0这款电动机的功率、转速、启动转矩和最大扭矩都能满足设计要求。而且这款电动机的价格适中，采购、维修和保养也比较方便。在设备中，电机作为减速机的主要驱动装置，尤为重要。因此，电机的选型必须满足设计需求。只有选用合适的电动机，才能保证设备的正常工作，提高生产效率和产品质量。综上所述，电动机的选用是机械设计中至关重要的一步。在选用电动机时,需要考虑转速、尺寸、价格、采购、维修和保养等因素。最终选择的电动机必须满足设备的设计需求，才能保证设备的正常工作。372传动比的确定蜗杆一般头数选择一个头的，蜗轮可以初选50个齿的。选定转速比为：i=50/1所以旋转轴转速11=940/50=18.8rmin从而，旋转轴直径：D=100Ov11×n100OXlO万xl8.8=169.4mm圆整为17Omm(1)各轴功率计算P1=尸=1.5X0.98=1.47KVP2=P172732=1.47×0.7×(0.98)2=0.97KW(2)各轴转速的计算11=940rmin112=11滚筒=94050=18.8rmin(3)各轴输入扭矩的计算p147Ti=9550×-=9550×=14,93NM11940T2=9550×=955O×些=492.74NM11218.8最终蜗轮蜗杆减速汇总表如3-7所示。表3-7蜗轮蜗杆减速机各轴参数计算汇总名称功率Kw转速r/min扭矩N.m蜗杆轴1.4794014.93蜗轮轴0.9718.8492.743.7.3 蜗轮蜗杆的设计蜗轮材料的许用接触应力li=190Nmm蜗轮弯曲应力oF=44N/mm(1)关于蜗轮蜗杆齿数的确定选取Zl=L贝UZ2=Z1i=l×5O=5O故取Z2=50(2)验算旋转轴的速度实际传动比i=50l工作机旋转轴转速n滚筒=940/50=18.8r/min提升速度3.14x170x18.8i=10.04m/s73.14×D×z11Vi=100O误差V-ViV1010.04-io%=0.4%<5%,合格(3)减速机构传动中心距计算关于蜗杆的功率PCI的详细计算公式如下:p:RKA0(KFKMP)式中Ka属于小型的Ka=0.7；Kf加工精度等级为IT7,所以Kf=0.9；Kmp机构运行速度为10米/分钟，Kmp=0.85o以上参数带入公式PlKA(KFKMP)1.47x0.700.90×0.85=L35KW最终蜗杆传动几何参数汇总如表3-8所示。表3-8蜗轮蜗杆几何尺寸汇总表序号名称代号或公式数值1中心距a100mm2齿数比u=z2z1503蜗轮齿数Z2504蜗杆头数Zi15蜗杆齿顶圆直径dal45mm6蜗杆齿宽453mm7蜗杆螺纹部分长度L59mm8蜗杆齿顶圆弧半径Ral82mm9蜗杆齿顶圆最大直径del53.8mm10蜗轮端面模数_2-dc3.18mmmt*Z2-2%11径向间隙C=Q6mt0.51mm12齿顶高ha=0.75mt2.23mm13齿根高h=L+C2.74mm14全齿高h=hjh4.97mm15蜗杆分度圆直径di=(0.624+幽)a0.875i40.53mm16蜗轮分度圆直径d2=2ad159.47mm17蜗轮齿根圆直径df2=d22hy153.98mm18蜗杆齿根圆直径dy=d一2h于34.05mm19蜗轮齿根圆弧半径Rfl=二0.54力82.48mm20分度圆压力角a=arcsin(2.15)24o21蜗杆分度圆齿厚SI=P?-S2-j(2.15)4.298mm22蜗杆分度圆法向齿厚=SIcos%(2.15)4.29mm23蜗轮分度圆法向齿厚=2cosn(2.15)4.49mm96TgI099C9I0At>.6910最终涡轮加工图如图3-9所示。图3-9蜗轮加工图国内使用的螺旋桨主要是45钢，40Cr,氨化钢，38CrMOAl,以及高温合金。在轴系的设计中，必须要考虑到轴系在受周期外力时，所产生的共振。防止由于主轴受到外界力量的谐振而导致主轴的使用寿命受到影响，从而影响到装置的工作寿命。这台螺旋桨的材质依旧是45号钢，这是为了让螺旋桨能够承受更大的扭矩。在这种情况下，只要把硬度调整到HB220-230就可以了。所谓最简易的“蜗轮L其实就是一种由各种零件组合而成，能够模拟人体双手的运动，完成各种重复操作的机械装置。最早的时候，蜗轮机构也是在加工制造类企业中使用比较多的一种，蜗杆机构：从工业制造到医疗实验室的全方位应用蜗杆机构是一种机械传动装置，其主要作用是减少人工重复的拿取和搬运动作,降低人力的劳动强度,节约人力成本。随着电工电子、机械及计算机技术的发展，蜗杆机构的动作和功能变得更多、更精确，应用范围也越来越广泛。蜗杆机构最常见的应用领域是制造、加工、制造等工业领域。在这些领域，蜗轮机构在生产效率和产品质量保证方面具有优越性，企业不断改进并利用机器设备实现自动化生产，从而降低人力成本。除此之外，蜗杆机构还在医疗、实验室、自动分类机器人等领域发挥着重要作用。在医疗领域，蜗杆机构可以用于手术机器人、病人搬运设备等；在实验室领域，蜗杆机构可以用于自动化实验设备、药物筛选机器人等；在自动分类机器人领域，蜗杆机构可以用于分类机器人的传动控制。随着科技的不断进步，蜗杆机构的应用领域还将进一步扩大。无论是在工业制造、医疗领域、实验室，还是在自动化分类机器人领域，蜗杆机构都将扮演着越来越重要的角色。因此，我们有理由相信，蜗杆机构的发展前景将会越来越广阔。3.7.4 蜗轮轴的设计（1）轴的材料选择材料选用40Cr,硬度285HBS,加工等级均IT7级精度。丸=654%而（2）轴径的初步计算其中n1转速单位r/minP2一传递功率单位kwmin危险截面直径，单位mm4nin=112=41.7mmV18.8蜗轮轴固定联轴器处的直径是4_2，根据公式&=ka.t2,转距变化很小,故取Ka=I.3,贝J4=L3x492.74=640.56N机,选用YLn型凸缘联轴器。最终涡轮轴图如图3-10所示。图3-10蜗轮轴图3.7.5 滚动轴承的校核已经初选圆锥滚子轴承7306E,查得：C=52.5KNC0=6O.5KNe=0.83Y=0.7耳_5952.4另一2655.5367=1.62833>e=0.83考虑到载荷系数fp=1.2p=fp(XH+E4)=1.2(0.4x2654.5367+0.7x5952.4)=6274.673616轴承寿命Lh=&I=21778.8311hIO6(525001%60910L6274673616J该提升机平均每天使用半小时，故所选轴承寿命为21778.8311360×0.5=120.9935y所选轴承合适。376键联接的强度校核蜗杆轴上安装联轴器处的键联接选用普通平键6x6、键的工作长度l=28o键的工作高度k=-=-=322查得键联接的许用比压p=5060Nmm22TP=而二9×779?=9.276N/mm2<p20×3×28式中：T转矩，单位为Nh3；k一k=0.5/z,。为键的高度，单位为机加；I一键长度，单位为相机；d一轴的直径，单位为mm；匕尸键、轴、轮毂三者中最弱材料的许用挤压应力，单位为M0通过计算，所选平键合格。4.电磁制动器的设计4.1 电磁制动器的工作原理圆盘式电磁制动器是一种常用的制动装置，由多个部分组成，包括弹簧、摩擦片、端盖、动片、调节螺丝、电磁铁圆盘、线圈、轴等。其中，摩擦片是一个重要的组成部分，其位置在动片上，可以随轴旋转并沿着轴向移动，与端盖和圆盘吸合，产生制动力矩。制动器的工作原理也十分简单。当电动机介入电源时，制动器线圈通上直流电，电磁铁圆盘立即被吸上，使弹簧拉伸，摩擦片与端盖和圆盘吸合，从而制动电机；断电时，电磁铁圆盘失去吸力被弹簧拉回，摩擦片与端盖和圆盘分离，电机恢复自由旋转。这种电磁制动器还具有一些特点。它是单片干板制动器，属于常开型。这意味着，当电源断开时，制动器不会发生制动，电机可以自由旋转。此外，这种制动器还可以通过调节螺丝来实现制动力矩的调节，具有较高的可调性。总之，圆盘式电磁制动器是一种可靠、高效的制动装置，广泛应用于各种电动机和机械设备中。了解其组成部分和工作原理，对于正确使用和维护该装置具有重要意义。4.2 制动系统的分析4.2.1 制动力矩的计算车轮滚动周长：L=211Rr圈数：N=-L则转过总的角度为：=211N车子的总动能为：12E=-Mv22制动力分配系数：FF+Frf"1十"2式中Ffi前轴制动力；屋后轴制动力；Ff3一总制动力。通常，轿车的B值取0.5650.615,电梯取0.3330.412,本文取为0.6。FEf=×60%f2FEf=×40%f24.2.2 制动盘直径的确定由于刹车圆盘的圆径愈大，所需要的制动力愈少，而且对电磁元件的体积也愈有利，所以应尽可能地选择圆径愈大的圆盘。鉴于该项目对电机的技术指标以500牛米的额定制动力转矩为指标，按照电梯标准汇编中的规定，选择了270毫米的制动器圆盘作为制动器。4.2.3 制动盘厚度的确定制动盘是汽车制动系统中的一个重要组成部分，它通过电磁体的通断电过程使衔铁吸合,从而达到制动效果。制动盘的厚度直接影响着质量和工作时的温升,因此应该取适当小些，但也不宜过小。通常制动盘的厚度可以制成实心的，一般可取为10-20mm,这里我们取14mmo制动盘的两个工作面之间可以铸出通风孔道，以便通风散热。这样可以有效地减少制动盘的温升，从而保证制动效果的稳定性和持久性。通风孔道的数量和大小应该根据车辆的使用条件和制动系统的要求来确定，以确保良好的散热效果和制动效果。除了制动盘的厚度和通风孔道，制动盘的材料也非常重要。通常制动盘的材料应该具有良好的耐磨性和热稳定性，以确保它能够承受长时间的制动操作而不会出现磨损、裂纹或变形等问题。常用的制动盘材料包括钢、铸铁、铝合金等。总之，制动盘是汽车制动系统不可或缺的组成部分，它的性能和质量直接关系到车辆的安全和可靠性。因此，在选择制动盘时，应该根据车辆的使用条件和制动系统的要求来确定制动盘的厚度、材料和通风孔道等参数，以确保它能够发挥最佳的制动效果和散热效果。4.2.4 摩擦片参数的确定取摩擦片的外半径R2=240mm,由其外内半径比为1史=.5,则内半径RiRi=160mmo4.2.5 摩擦片与制动盘之间的间隙根据弹簧片的伸缩距离，系统间隙，和之后摩擦片的变形磨损，为了留出一些空间，可将摩擦片与制动盘的间隙为0.9-1.5mm.在这篇文章中，他们之间的距离为1毫米。4.3