三翼自動旋轉(zhuǎn)門設(shè)計【畢業(yè)論文答辯資料】

需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 三翼自動旋轉(zhuǎn)門設(shè)計 學(xué)生姓名： 龍 旭 學(xué)生學(xué)號： 200320623072 院（系）： 機電工程學(xué)院 年級專業(yè)： 03 機制 (2)班 指導(dǎo)教師： 喬水明 講師 二七年六月攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 摘 要 摘 要 三翼自動旋轉(zhuǎn)門 作為自動門中的頂級產(chǎn)品，旋轉(zhuǎn)門給人以親切大方的感覺，同時營造出奢華的氣氛，堪稱建筑物的點睛之筆。 該論文主要論述 了三翼自動旋轉(zhuǎn)門的設(shè)計過程，主要對門體、驅(qū)動系統(tǒng) 、控制系統(tǒng)、 安全系統(tǒng)做了詳細的分析和設(shè)計， 提出了采用 鋁 合金 和玻璃等組成 門體框架。 驅(qū)動 部分由 減速電機 和齒輪箱減速機構(gòu)組成， 且 安裝在門中心頂部的 華蓋內(nèi) ?？刂葡到y(tǒng) 用 責(zé)完成控制任務(wù)，由變頻器來實現(xiàn)門體多種轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)功能。安全系統(tǒng)采用紅外線傳感器檢測進出旋轉(zhuǎn)門的人員流動，使用 多 個接觸式和非接觸式傳感器及 光電接近 開關(guān) 來確保通行安全。 設(shè)計出了一種安全可靠實用的三翼旋轉(zhuǎn)門。 關(guān)鍵詞： 旋轉(zhuǎn)門 結(jié)構(gòu) 系統(tǒng) 設(shè)計 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） is in it it is a in of is of is on of a is of of is on in of is by of by a of 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 目錄 2 目 錄 摘 要 1 緒論 1 轉(zhuǎn)門的課題背景 1 內(nèi)外旋轉(zhuǎn)門發(fā)展現(xiàn)狀 1 外旋轉(zhuǎn)門發(fā)展現(xiàn)狀 1 內(nèi)旋轉(zhuǎn)門發(fā)展現(xiàn)狀 2 2 方案確定 3 案一的設(shè)計 3 案二的設(shè)計 3 案的選擇 4 3 門體結(jié)構(gòu)設(shè)計 5 結(jié)構(gòu)材料的 選用 5 結(jié)構(gòu)尺寸的確定 7 間軸的設(shè)計與軸承的選用 8 壁部分設(shè)計 9 蓋的設(shè)計 9 4 驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計 12 和軸承設(shè)計計算 12 的尺寸設(shè)計 12 承的選擇與驗算 12 的校核 13 機的確定 15 定各扇門的質(zhì)量 15 部分轉(zhuǎn)動慣量的計算 16 性力矩的計算 16 機的確定 16 輪的設(shè)計 計算 18 定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) 18 齒面接觸強度設(shè)計 18 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 目錄 2 齒根彎曲強度設(shè)計 20 何尺寸計算 21 5 控制系統(tǒng)部分設(shè)計 23 件的設(shè)計 23 頻器容量選擇計算 23 感器與安全系統(tǒng)的設(shè)計 27 制系統(tǒng)功能特 29 制系統(tǒng)驅(qū)動控制原理 30 制系統(tǒng)節(jié)點分析及地址分配設(shè)計 30 件設(shè)計 35 制系統(tǒng)程序設(shè)計 35 形圖 47 令程序 47 結(jié)論 48 參考文獻 49 附錄 A：指令程序表 50 致 謝 55 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 目錄 2 1 緒論 轉(zhuǎn)門的課題背景 自動旋轉(zhuǎn)門是樓宇設(shè)備中的光機電一體化技術(shù)產(chǎn)品，它給人以親切大方的感覺，同時營造出奢華的氣氛，其全新的概念，寬敞的開放門面和高格調(diào)的設(shè)計，堪稱建筑物的點睛之筆，立足于建筑時代大潮的最前端。 大 廈在需要持續(xù)不斷的人流出入的同時，又要保持建筑物內(nèi)良好的空氣循環(huán)及環(huán)境的優(yōu)美，這是建筑師所遇到的一大難題，而旋轉(zhuǎn)門為大廈提供了理想的解決方案，它可有效地防風(fēng)、防塵和隔音，從而改善了大廈入口附近的環(huán)境。旋轉(zhuǎn)門的最大優(yōu)點在于它 永遠開門，又永遠關(guān)門 ，即對于行人來說，門總可以打開，可對于建筑物來說門又總是關(guān)著。自動旋轉(zhuǎn)門由于其永遠開啟的同時又永遠關(guān)閉的特點，使其動態(tài)密封效果較好。因此，自動旋轉(zhuǎn)門在功能方面具有獨特的發(fā)展。 自動旋轉(zhuǎn)門的最大優(yōu)點在于它 “ 永遠開門，又永遠關(guān)門 ” ，即對于人員來說，門總可以打開，可 對于建筑物來說門又總是關(guān)著。因此，自動旋轉(zhuǎn)門在保安功能方面具有獨到的發(fā)展，但在人員流量方面自動旋轉(zhuǎn)門卻沒有優(yōu)勢，因為門的轉(zhuǎn)速是固定的，每個門翼之間可容納的人員也是有限的。每種自動旋轉(zhuǎn)門都有標(biāo)定的人員流量數(shù)值。自動旋轉(zhuǎn)門由于其永遠開啟的同時又永遠關(guān)閉的特點，使其動態(tài)密封效果在經(jīng)常使用的條件下相對于其他自動門要好。由于自動旋轉(zhuǎn)門的人流量有限，通常在自動旋轉(zhuǎn)門兩側(cè)另設(shè)自動或手動平開門，一方面增加通行能力，另一方面當(dāng)自動旋轉(zhuǎn)門出現(xiàn)故障時，不影響人的通過。但在靜態(tài)密封效果方面，自動旋轉(zhuǎn)門遠不如其他自動門，因為其門體運 動方式?jīng)Q定著只能使用毛條密封。 內(nèi)外旋轉(zhuǎn)門發(fā)展現(xiàn)狀 外旋轉(zhuǎn)門發(fā)展現(xiàn)狀 自 1903年寶盾公司在荷蘭生產(chǎn)出第一座旋轉(zhuǎn)門，旋轉(zhuǎn)門至今已有一百年的歷史，發(fā)展到今天，旋轉(zhuǎn)門已具有可靠的安全系統(tǒng)和先進的驅(qū)動技術(shù)，其智能化高格調(diào)的設(shè)計為現(xiàn)代化樓宇建筑的確入口提供了完美的選擇。 國外著名廠家有：荷蘭的 瑞典的 德國的多瑪、蓋澤 日本的納博克、寺岡等。 由于國外自動旋轉(zhuǎn)門發(fā)展較早，其技術(shù)也較為成熟。自動旋轉(zhuǎn)門的 傳動系統(tǒng)技術(shù)具有節(jié)能、低噪聲、傳動平穩(wěn)、壽命長 、 性能可靠等優(yōu)點 ； 控制系統(tǒng)采用數(shù)字化設(shè)計的系統(tǒng)作為控制中樞 ，有 功能更強大，操作更簡便 等優(yōu)點； 檢測 安全 系攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 目錄 2 統(tǒng) 采用 先進的紅外與微波感應(yīng)技術(shù)，用于感知物體的移動，操縱門體的動行 ，使用各種安全檢測傳感器，實現(xiàn)防擠、防夾和防撞功能。與此同時某些廠家生產(chǎn)的自動旋轉(zhuǎn)門還具有 遠程控制 和 液晶顯示 。利用當(dāng)前先進的通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使自動門的維護不再受時間、地域和專業(yè)維護技術(shù)的限制，制造商可通過 設(shè)備進行實時交流，校正偏差，讓自動門達到最佳運行狀態(tài)。當(dāng)出現(xiàn)異常時，可準(zhǔn)確傳回故障信息，實現(xiàn)遠程維護，縮短維護、保養(yǎng)時間；采用液晶顯示 屏，進行可視化設(shè)計，全面顯示門體轉(zhuǎn)速、狀態(tài)和故障等信息。 內(nèi)旋轉(zhuǎn)門發(fā)展現(xiàn)狀 我國旋轉(zhuǎn)門技術(shù)的發(fā)展：我國的全自動旋轉(zhuǎn)門技術(shù)來源于荷蘭、瑞典、日本等國。 90年代后期旋轉(zhuǎn)門開始在我國建筑領(lǐng)域中得到迅速推廣和廣泛的使用。旋轉(zhuǎn)門的廠家：國內(nèi)專業(yè)廠家：北京有凱必盛、寶盾、青木、智輝、巨方圓、信步等。外省市有上海康育、廣州盛維、沈陽金海、青島帝盟等。 旋轉(zhuǎn)門在我國的市場前景： 隨著我國國民經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn)定地增長， 2008年北京申奧成功和 加入。從本世紀開始，我國進入了全面建設(shè)小康社會的新階段，創(chuàng)造美好生活 環(huán)境是裝飾業(yè)發(fā)展的巨大推動力。現(xiàn)代城市建筑物裝飾裝修中，將高科技應(yīng)用到建筑物的外觀形象上，使城市建筑的入口體現(xiàn)出智能化。對門的選擇由單一的功用型向個性化、品位化發(fā)展，旋轉(zhuǎn)門以其全新的概念，寬敞開放的門面和高格調(diào)的設(shè)計，自然成為當(dāng)代的建筑裝飾的主流，無可質(zhì)疑的必選設(shè)施?？胺Q建筑物的點睛之筆。 但是 國家對自動門產(chǎn)品質(zhì)量、安全性、節(jié)能性、噪音、施工質(zhì)量、售后服務(wù)還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，所有國內(nèi)建筑業(yè)院校都沒有相關(guān)的專業(yè)或課程，也沒有權(quán)威的咨詢機構(gòu)，自動門市場的管理尚處于無序狀態(tài)。隨著國內(nèi)建筑業(yè)的發(fā)展，這一狀況一定會有所改 變。 攀枝花 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 2 方案確定 2 2 方案的確定 旋轉(zhuǎn)門主要設(shè)計是從門體 ,傳動系統(tǒng) ,控制系統(tǒng)，檢測系統(tǒng) ,安全系統(tǒng)等幾個方面進行考慮。從上面幾個方面具體分析可以設(shè)計兩種方案 。 案一的設(shè)計 框架總成 ： 分為固定部分和旋轉(zhuǎn)部分，均由鋁型材框架和玻璃等組成。立柱、曲壁、門扉一般采用高強度鋁合金型材，結(jié)構(gòu)簡潔，精密牢固。 圓周導(dǎo)軌懸掛整個旋轉(zhuǎn)門體及其驅(qū)動設(shè)計， 每扉門三面安裝密封毛條與地面天花及曲壁緊密接觸，使門扉在任何位置均處于密閉狀態(tài) ;門扉玻璃采用（ 3+3）夾膠玻璃或 6壁玻璃一般采用 （ 4+4）夾膠玻璃，安全可靠。 傳動系統(tǒng)：由二個三相交流電機提供動 力，用減速器帶動旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤驅(qū)動。 控制系統(tǒng) ： 由 單片機 、變頻器、功能開關(guān)組成。由可編程控制器 頻器、功能開關(guān)組成。 檢測系統(tǒng)： 由紅外傳感器實現(xiàn)有無人自動檢測，自動對電機啟停進行操作。 安全系統(tǒng)： 主要有接觸和非接觸安全感應(yīng)器。 旋轉(zhuǎn)門入口立柱均裝有安全膠條，防止行人夾傷，自動門入口右側(cè)立柱膠條內(nèi)裝有內(nèi)藏式防夾感應(yīng)器，如受擠壓門扉即馬上停止運轉(zhuǎn)。膠條恢復(fù)正常，門扉則自動轉(zhuǎn)動 ;每扇門扉底邊膠條內(nèi)裝有內(nèi)藏式防碰感應(yīng)器，碰到物體或行人門扉 立即停止運轉(zhuǎn)。膠條恢復(fù)正常，門扉則自動轉(zhuǎn)動。 案二的設(shè)計 框架總成 ： 分為固定部分和旋轉(zhuǎn)部分，均由鋁型材框架和玻璃等組成。立柱、曲壁、門扉一般采用高強度鋁合金型材，結(jié)構(gòu)簡潔，精密牢固。 采用中心門軸結(jié)構(gòu)安裝和驅(qū)動旋轉(zhuǎn)門體設(shè)計， 每扉門三面安裝密封毛條與地面天花及曲壁緊密接觸，使門扉在任何位置均處于密閉狀態(tài) ;門扉玻璃采用（ 3+3）夾膠玻璃或6鋼化玻璃，曲壁玻璃一般采用（ 4+4）夾膠玻璃，安全可靠。 驅(qū)動系統(tǒng)： 由一個三相交流電機提供動力，用減速器帶動中心門軸驅(qū)動。 控制系統(tǒng)： 由可編程控制器 頻器、功能開關(guān)組成。 檢測系統(tǒng)： 由紅外傳感器實現(xiàn)有無人自動檢測，自動對電機啟停進行操作。 安全系統(tǒng)： 主要有接觸和非接觸安全感應(yīng)器。 旋轉(zhuǎn)門入口立柱均裝有安全膠條，防止行人夾傷，自動門入口右側(cè)立柱膠條內(nèi)裝有內(nèi)藏式防夾感應(yīng)器，如受擠壓門扉即馬上停止運轉(zhuǎn)。膠條恢復(fù)正常，門扉則自動轉(zhuǎn)動 ;每扇門扉底邊膠條攀枝花 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 2 方案確定 2 內(nèi)裝有內(nèi)藏式防碰感應(yīng)器，碰到物體或行人門扉立即停止運轉(zhuǎn)。膠條恢復(fù)正常，門扉則自動轉(zhuǎn)動。 案選擇 三翼旋轉(zhuǎn)門采用方案二這種結(jié)構(gòu)，即中心門軸通過軸承機構(gòu)垂直安裝于地面，三個呈發(fā)散式固定在中心門軸上 ，各門扇之間的角度相等。中心門軸的上方安裝電動機及其他電氣控制部件，再配以感應(yīng)裝置和安全裝置，就成為一個完整的自動旋轉(zhuǎn)門。但是，這種旋轉(zhuǎn)門門翼與中心軸的固定方式?jīng)Q定了門扇寬度不能太大，所以這種旋轉(zhuǎn)門的直徑最大只有約 4m。為了解決這一問題，工程師們將中心門軸設(shè)計成了門扇固定在大鋼管上面，相對減小了門扇寬度，增加了電機對門中心的旋轉(zhuǎn)作用力矩，使這種旋轉(zhuǎn)門的最大直徑擴大到 6m。 這種結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定性，使用的可靠性很高，使用壽命長?？紤]到旋轉(zhuǎn)門在停止時一定耍密封，所以三翼旋轉(zhuǎn)門的每個分隔可以容納更多的人，可是門的凈開口寬 度較小。 而方案一由于采用兩個電機驅(qū)動也給驅(qū)動系統(tǒng)帶來了許多麻煩，同時也不利于節(jié)能。在控制系統(tǒng)上，由于單片機的程序設(shè)計和接口設(shè)計較為繁雜，只利于大批量生產(chǎn)，不適于單件設(shè)計。綜合兩種方案進行比較，可以看出第二種方案在具體設(shè)計中更具有實用性，完善性。故選擇第二種方案。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 3 門體結(jié)構(gòu)設(shè)計 2 3 門結(jié)構(gòu)的設(shè)計 三翼自動旋轉(zhuǎn)門的尺寸可以根據(jù) 7文 獻 可以確定其尺寸，其具體尺寸如下所示； 表 體尺寸 門旋轉(zhuǎn)直徑 3200凈高 A 2400總高 B 2710出入口尺寸 C 1430外徑 D 3360扇門半徑 315 體結(jié)構(gòu)簡圖 結(jié)構(gòu)材料的選用 門體主要包括門體骨架的材料和門體玻璃。 根據(jù)相關(guān)門體標(biāo)準(zhǔn) ,可按 90 系列的推門進行設(shè)計。門體骨架采用 90 系列推攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 3 門體結(jié)構(gòu)設(shè)計 2 拉門專用鋁型材，根據(jù) 7文 獻 中可以確定 門體骨架鋁型材； 三翼旋轉(zhuǎn)門門扇 左邊框 選代號 邊框 選代號 橫 選代號 橫 選代號 090706型鋁型材 圖 090707型鋁型材 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 3 門體結(jié)構(gòu)設(shè)計 2 圖 門體玻璃的選用 門扉玻璃一般有幾種選擇，一是防彈玻璃，二是夾膠玻璃，三是鋼化玻璃。由于自動旋轉(zhuǎn)門一般用于高級的賓館，寫字樓等高檔場所 ,一般無特殊要求。由于防彈玻璃價格較為昂貴，并且無多大實際用處，而夾膠玻璃它安裝的透光性不是較好。因此選擇鋼化玻璃是最合適的。根據(jù)參考其他相關(guān)產(chǎn)品的選擇情況，可以選 6 結(jié)構(gòu)尺寸的確定 根據(jù)前面的總體設(shè)計可知，三翼旋轉(zhuǎn)門的結(jié)構(gòu)尺寸可參照 7文 獻 中 90系列（尺寸高度為 2400扇門寬度為 1315行設(shè)計。 根據(jù)以上節(jié)點 ,可以計算單扇門的相關(guān)尺寸為： 左邊框和右邊框的高度為： 邊 框 門 體 上 下 的 間 隙式 (=240025 =2350中： 為門扇邊框高度尺寸， A 為門凈高度。 上橫和下橫的寬度為： B 式 (=1315中： 門扇寬度。 玻璃的實際高度為： 2 1 2H l b b 邊 框 上 橫 下 橫式 (2 3 5 0 5 0 . 8 7 6 . 2 2 1 22247 式中： 為玻璃外顯示尺寸， ， 玻璃上下門邊尺寸。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 3 門體結(jié)構(gòu)設(shè)計 2 實際寬度為： 2 2 1 2b b b 玻 橫 邊 框式 (=131564 2 12 =1211中： 玻璃邊框?qū)嶋H尺寸。 間軸的設(shè)計與軸承的選用 中間軸的設(shè)計 軸的直徑為： 2 2 2D W l l 間 隙 膠 條式 (=32001315316 =532中： 為門體旋轉(zhuǎn)直徑， 為門扇邊框安裝膠條與曲壁之間的間隙， 為 扇門邊框安裝膠條的寬度。 由于軸是用來安裝軸承、齒輪、門扇的，并且在軸向受到力不大。所以選用結(jié)構(gòu)用不銹鋼焊接鋼管。用牌號 0造，以熱處理狀態(tài)交貨的半徑為532厚為 8尺長度為 3000間軸在安裝軸承的兩端要車削 1且達到 530寸精度為普通級。 軸承的選用 為了使軸承能很好的固定，必須使用軸承座。由于要使用兩個軸承，則軸承座也要使用兩個，上下各一個。對于軸承座，其內(nèi)徑為軸承的外徑，其厚度必須滿足強度要求。因為軸所計算的 直徑為 532端車削后直徑為 530選用雙列圓錐滾子軸承，根據(jù) (型號為 35000 型，代號為 3519/530。 安裝在軸上的軸承主要受軸向力。并且軸承受到的軸向力比較大，故需在門安裝地面設(shè)計一個凹型臺，防止軸的向下滑動和安裝時防止其他雜質(zhì)進入軸襯內(nèi)。 圖 軸承座 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 3 門體結(jié)構(gòu)設(shè)計 2 壁部分設(shè)計 曲壁由 4 根 75 75 10角鋼做為支 撐體，每 2 根構(gòu)成一邊曲壁體。角鋼豎在水泥板上，進出口各布置 2 根，然后頂部又用一圓形角鋼將 4 根角鋼固定在一起。形成曲壁的整體框架，然后安裝鋁合金玻璃壁。曲壁由 2 塊相同的圓弧玻璃組成。 材料的選用 曲壁上圓弧梁選用 6063 專用弧形材。頂部用 50 50 10的角鋼彎曲成一個圓弧，由四段構(gòu)成，便于加工。玻璃的選用 8鋼化玻璃。 材料尺寸的確定 由于圓的內(nèi)圓半徑為 1600口對應(yīng)的圓角為 48 則兩邊曲 壁各對應(yīng)的圓心角應(yīng)： 3 6 0 4 8 2 1322 曲式 (所以兩邊曲壁對應(yīng)的弧長： 1322 1 6 0 0 3 . 1 4 3602L 曲 式 ( 玻璃尺寸的確定 玻璃的弧長： 1322 ( 1 6 0 0 2 0 ) 3 . 1 4 4 2 53 6 0 22L 玻 式 ( 玻璃的高度： 2 4 0 0 7 6 . 2 5 0 . 8 2 1 2 2 2 9 7h m m 式 ( 曲壁立柱（ 75 75 10）角鋼尺寸確定： 由于要保持角鋼的穩(wěn)定性，預(yù)埋在地下的角鋼尺寸為 100角鋼的高度可估算為： 2 4 0 0 1 0 0 1 0 2 7 1 0H m m 角式 (頂部圓周鋼材尺寸的確定： 頂 部周鋼材的內(nèi)直徑為 3200為兩半圓角鋼用螺栓固定在立柱角鋼上 ,則圓周角鋼內(nèi)圓弧長為： 3 . 1 4 3 2 0 0 1 0 0 4 8L d m m 全 式 ( 式中： d 為旋轉(zhuǎn)門的旋轉(zhuǎn)直徑。 則每段內(nèi)圓弧長： 10048 50242L m m半式 (蓋的設(shè)計 華蓋部分是用來安裝驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的部分，其主要由和型材框架和薄金屬版構(gòu)成一個圓柱形體。其主要安裝軸承 ，電機，控制裝置等。 由于華蓋要用來安裝電機，電機的有一定重量。為了保證電機在工作時不發(fā)生振動現(xiàn)象，故選擇的鋼架結(jié)構(gòu)要求其剛度比較高。故選擇熱扎鋼板。其厚度為攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 3 門體結(jié)構(gòu)設(shè)計 2 2 毫米，直徑為 3360圓形，上下各一張。 華蓋底部設(shè)計 旋轉(zhuǎn)門的外徑為 3360于底部要安裝軸承，必須在鋼板中間打孔。與此同時角鋼也要穿過鋼板，也必須在鋼板上加工槽。 圖 上華蓋的設(shè)計 旋轉(zhuǎn)門的外徑為 3360于上面的鋼板要用來安裝電機，故必須在其上面打孔。同時為了保 證鋼板用足夠的強度來支撐電機的重量，則必須在鋼板上打鋼架。鋼架與鋼板焊接在一起。由于電機的重量不大，故用一般方鋼。其具體尺寸如下圖所示： 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 3 門體結(jié)構(gòu)設(shè)計 2 圖 華蓋尺寸圖 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 4 驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計 2 4 驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計 和軸承設(shè)計計算 的尺寸設(shè)計 由于軸承還沒有缺定出來，但是軸的直徑已知。并且旋轉(zhuǎn)軸在徑向受力不大主要受到徑向力的作用，故可以選擇圓錐滾子軸承。根據(jù)文獻 5中預(yù)選雙列圓錐滾子軸承，型號為 3519。其寬度為 190 由于齒輪與軸承必須留出一定的距離，一般選擇為 40具體尺寸如下圖所示： 圖 的結(jié)構(gòu)圖 軸的質(zhì)量計算：由公式 W= 其中 kg/m） , M= (L 為鋼管的長度 ) = 30 . 0 2 4 9 1 ( 5 3 2 8 ) 8 ( 1 9 0 2 4 0 0 1 9 0 1 0 4 3 0 ) 1 0 式 (= 承的選擇與驗算 徑向力確定：軸承受到的徑向力為減速器輸出的轉(zhuǎn)矩除以大齒輪的分度圓半徑。其值為 R= 2254002530 =向力的確定： g = ( 4 1 0 鋼 管 門 體 ）=( 49) 10 式 (=定工作時間為 87600小時 (10年 365天 24小時 ) 由中間軸兩端按軸承的地方車削后 d=530文獻 5中表 6號為 3519。其中 e=2390 當(dāng)于 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 4 驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計 2 當(dāng)量動載荷 式 (= 文獻 3中 表 10= 文獻 5中 表 66.0,.1,.9, 根據(jù)式 C= ( (2 式 (=承 390000N合適。 的校核 在確定軸承的支點位置時，由文獻 5中查取 a 值。對于雙列圓錐滾子軸承，由文獻 5中查得 95a 。作簡支梁的軸的支承跨距 2 4 0 0 + 2 9 5 = 2 5 9 0l m m 。根據(jù)軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 4 驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計 2 圖 間軸受力圖 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面 C 是軸的危險截面?，F(xiàn)將計算出軸的受力情況： 水平面的受力分析 支反力 128 5 0 . 6N V N 式 (垂直面受力 支反力 12 3 4 8 7 . 3N H N 式 (彎矩的計算 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 4 驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計 2 2 8 5 0 . 6 2 . 5 9 = 2 2 0 3 . 1 m= ? ?式 (扭矩的計算 T= 式 (按彎扭合成應(yīng)力校核的軸的強度進行校核時，只需對軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險截面 C）的強度。由文獻 3中公式 15 5 及上表中的數(shù)值，并取 ，軸的計算應(yīng)力 22a = 22342 2 0 3 1 0 0 0 . 6 2 2 5 4 0 05260 . 1 5 3 0 ( 1 ( ) )530 式 (=中 W 為抗彎、抗扭截面系數(shù)， 34 1W 0 . 1 ( 1 ) , ， 鋼管的內(nèi)徑，d 為鋼管的外徑。 前面已選定軸的材料為 0質(zhì)處理，由文獻 3中表 15 1 查 得 1 60M 。因此 1 ，故安全。 機的確定 定各扇門的質(zhì)量 由于轉(zhuǎn)軸中心兩端是對稱的，以一邊門體計算即可。 鋁型材密度： 代號為 線密度為 號為 線密度為 號為 線密度為 扇門框的質(zhì)量： 1 2 3( 2 4 0 0 4 0 ) 2 1 3 1 5 1 3 1 5m 鋁=2 式 (=中：1，2，3分別為各鋁型材的密度。 單扇門玻璃的質(zhì)量： 鋁 玻= 2 . 2 4 7 0 1 . 2 1 1 0 . 0 0 6 2 5 0 0 4 0 . 8 2 式 (式中： 為玻璃的密度。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 4 驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計 2 單扇門的質(zhì)量： m m m鋁玻式 ( =49中： 部分轉(zhuǎn)動慣量的計算 假設(shè)門扇為均勻的質(zhì)量體 ,其在寬度方向的面密度 可以用下式計算 , 其中 R 為門扇的寬度， L 為門扇的長度。 則門扇對中心慣量可用下式計算 2 22 2 21 02 12r r d m L r d r r d r 式 (由平行軸定理知，門扇相對于軸的轉(zhuǎn)動慣量為： 21()1 2 2m R RJ m L 24 9 1 . 3 1 54 9 1 . 0 4 5 512 式 (= （其中 軸的半徑） 性力矩的計算 假設(shè)門體 1s 內(nèi)加速到門體的快速轉(zhuǎn)速，由于旋轉(zhuǎn)門體的最大轉(zhuǎn)速為 6r/角速度 26 /6 0 5w r a d s，由于傳感器一般工 作在 2m 范圍內(nèi)檢測人是否來臨，當(dāng)人邁進門邊時，門體要以正常速度轉(zhuǎn)動，則在這時門體要加速到正常速度。在 加速到此速度 ,則角速度 2 /5 s ，由于電機要帶動門體轉(zhuǎn)動，有一個加速過程，有一個加速過程此過程需要克服旋轉(zhuǎn)門體的慣性力矩才能使其轉(zhuǎn)動，根據(jù)力矩轉(zhuǎn)動慣量和角速度的關(guān)系 。則可能算出旋轉(zhuǎn)門體的慣性力矩為： 3慣 23 5 6 . 6 2 1 3 . 3 /5 式 (機的確定 根據(jù)機械設(shè)計中電機所需功率按下式計算： 1000 W 式 (由電動機至轉(zhuǎn)動軸的傳動總效率為： 4 3 312 式 (式中1,2,3分別為滾子軸承，齒輪，聯(lián)軸器的傳動效率。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 4 驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計 2 取1 ，2 ，3 ，則總的傳動效率為： 430 . 9 8 0 . 9 7 0 . 9 9 式 (=可以計算出 電機的功率 2 1 3 . 3 0 . 2 61 0 0 0 0 . 8 3P K W 式 (由于門體還應(yīng)能承受一定的風(fēng)阻，以及旋轉(zhuǎn)門體周圍無條件與曲壁門體間的摩擦阻力，盡管其產(chǎn)生的力較小，但由于門體直徑過大，則會產(chǎn)生較大的阻力矩。同時還有一些其他沒有考慮的因素，如齒輪的轉(zhuǎn)動慣量，因此特將計算出的功率放大一些同時門體的轉(zhuǎn)動較底，則電機應(yīng)適應(yīng)轉(zhuǎn)速較底的，根據(jù)相關(guān)的計算結(jié)果 可以選以下兩種電機。 表 機參數(shù)表 方案 型號 額定功率 (轉(zhuǎn)矩 (同步 滿載 轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)速 r/總傳 齒輪傳 減速器 動比 動比 1 500 1440 240 1 2 500 1440 240 5 由于電機輸出的轉(zhuǎn)速較大，一般在 1500r/過減速器難以實現(xiàn)門體轉(zhuǎn)速 6r/此在選電機時可以選用帶減速器的電機來實現(xiàn)要求。根據(jù)相關(guān)要求，可以選用一個 列齒輪減速三相異步電機， 列異步電機按照準(zhǔn)設(shè)計制造 ,廣泛用于輕工 ,紡織，建筑機械行業(yè)。 列異步電動機是直接輸出低轉(zhuǎn)速，大轉(zhuǎn)距，且有轉(zhuǎn)速型譜寬，運轉(zhuǎn)平衡，噪聲低，高效節(jié)能，體積小，重量輕，規(guī)格多，選用方便等特點。 由于計算出所需電機功率為 上一些忽略因素，應(yīng)該選擇電機功率在 的電動機才行。綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量、價格和齒輪傳動，可見方案 2 比較合適。即選用 線針輪減速器三相異步電機。 表 機參數(shù)表 型號 額定功率 (轉(zhuǎn)矩 (同步 滿載轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)速 r/總傳 齒輪傳 減速器 動比 動比 500 1440 240 5 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 4 驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計 2 圖 機尺寸圖 表 機尺寸表 P E M 2 4 D b h B 4 9 129 490 260 230 45 8 31 576 輪的設(shè)計計算 定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) 按傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動。旋轉(zhuǎn)門為一般傳動，速度不高，故選用 7 級精度（ 查文獻 3中小齒輪材料為 40質(zhì)），硬度為280齒輪的材料選用 45 鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為 240材料硬度相差40小齒輪齒數(shù) 1z=30，大齒輪齒數(shù) 2 3 0 6 . 8 6 2 0 5 . 8z ，取2z=206。 齒面接觸強度設(shè)計 由設(shè)計公式進行計算，即 23 12 . 3 2 t 式 (確定公式內(nèi)的各計算參數(shù) 試選用載荷系數(shù) 計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 41 8 . 7 1 0 m m 式 (攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 4 驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計 2 由文獻 3中表 10取齒寬系數(shù)d=1。 由文獻 3中表 10得材料的彈性系數(shù) 121 8 9 P。 由文獻 3 中圖 10齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限l i m 1 600，大齒輪的接觸疲勞強度極限 550。 由根據(jù)應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 8116 0 6 0 4 1 . 1 6 1 ( 2 8 3 6 5 1 5 ) 1 . 8 0 3 1 0hN n j L 式 ( 8 721 . 8 0 3 1 0 2 . 6 3 1 06 . 8 6N 式 (由文獻 3中圖 10得接觸疲勞壽命系數(shù)：1 ，2 。 計算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 1，安全系數(shù) S=1，得 1 l i m 11 0 . 9 0 6 0 0 5 4 0H N M P a M P 式 (2 l i m 2 0 . 9 6 5 5 0 5 2 8H N M P a M P 2 式 (計算 試計算小齒輪的分度圓1入 H中較小的值 23124312 . 3 21 . 2 5 8 . 7 4 1 0 7 . 8 6 1 8 9 . 82 . 3 21 6 . 8 6 5 2 85 7 . 8 5t 式 (計算圓周速度 v 1 5 7 . 8 5 4 1 . 1 6 0 . 1 2 5 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0m s 式 (計算齒寬 由文獻 3中 表 10 7 取d= 5 7 . 8 5 5 7 . 8 5d m m 式 (計算齒寬和齒高之比 b/h 模數(shù)：115 7 . 8 5 1 . 9 330m 式 (齒高： 2 . 2 5 2 . 2 5 1 . 9 3 4 . 3 4 2 5th m m m 式 (攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 4 驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計 2 5 7 . 8 5 1 3 . 3 2 24 . 3 4 2 5式 ( 計算載荷系數(shù) 根據(jù) v=s， 7 級精度，由文獻 3中圖 10得動載系數(shù) 直齒輪，假設(shè) 1 0 / m 。由文獻 3中圖 10 3 查得 1 a F 由文獻 3中表 10得兩段的齒輪的使用系數(shù) ， 由文獻 3中表 10精度、小齒輪相對支承懸臂布置時， 2 2 31 . 1 2 0 . 1 8 ( 1 0 . 6 ) 0 . 2 3 1 0H d 式 (將數(shù)據(jù)代入后得 31 . 4 0 . 1 8 ( 1 6 . 7 ) 1 0 .