[CAD圖紙全套]電梯曳引機(jī)與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通過 圖 書 分類號： 密 級： 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 電梯曳引機(jī)與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 生姓名 黃九 學(xué)院名稱 機(jī)電工程學(xué)院 專業(yè)名稱 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 指導(dǎo)教師 李志 2008 年 6 月 2 日 徐州工程學(xué)院 08 屆本科畢業(yè)論文 2 徐州工程學(xué)院學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明： 所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用或參考的 內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品或成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)注。 本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 論文作者簽名： 日期： 年 月 日 徐州工程學(xué)院學(xué)位論文版權(quán)協(xié)議書 本人完全了解徐州工程學(xué)院關(guān)于收集、保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：本校學(xué)生在學(xué)習(xí)期間所完成的學(xué)位論文的知識產(chǎn)權(quán)歸徐州工程學(xué)院所擁有。徐州工程學(xué)院有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交學(xué)位論文的紙本復(fù)印件和電子文檔拷貝，允 許論文被查閱和借閱。徐州工程學(xué)院可以公布學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容，可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容提交至各類數(shù)據(jù)庫進(jìn)行發(fā)布和檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 論文作者簽名： 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日 徐州工程學(xué)院 08 屆本科畢業(yè)論文 3 摘 要 本次設(shè)計(jì)是以三菱 核心的電梯控制系統(tǒng)的硬件組成及軟件設(shè)計(jì)，采用 控制轎箱提升電機(jī)的起、停和正、反轉(zhuǎn) 。這里主要是對電梯曳引機(jī)的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)、計(jì)算、（包括電動機(jī)、減速器、軸、軸承、聯(lián)軸器、制動器）以及工藝的編排和相關(guān)圖形的繪制，另外對 制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要是 制電路圖、程序流程圖以及 程。 其中對曳引機(jī)的設(shè)計(jì)重點(diǎn)是減速器的選擇和箱體零件的設(shè)計(jì)和加工。減速器選擇的是蝸桿減速器，軸承是調(diào)心滾子軸承，聯(lián)軸器選擇的是彈性柱銷聯(lián)軸器。 制程序設(shè)計(jì)是考慮到電梯的上升和下降邏輯，以及樓層顯示，運(yùn)作時(shí)的加速和減速。 現(xiàn)在電梯都采用傳統(tǒng)的繼電器群的控制方法，由于所用的繼電器較多，控制柜體積龐大，控制系統(tǒng) 成本高，而且眾多繼電器的動作會產(chǎn)生較大的噪音，污染環(huán)境。采用 合接口進(jìn)行控制，可將傳統(tǒng)的繼電器控制邏輯變?yōu)橛?jì)算機(jī)程序控制邏輯，去掉所有用于邏輯控制的中間繼電器，使電梯系統(tǒng)的成本和噪音大大降低，控制柜的體積也可大大縮小。 關(guān)鍵詞： 曳引機(jī) ;電動機(jī) ;減速器 ;聯(lián)軸器 ;制動器 徐州工程學(xué)院 08 屆本科畢業(yè)論文 4 is as LC to to to is on to (as as to LC is LC as as LC of is of of a to is ow of of of is of LC to on in of to be to 州工程學(xué)院 08 屆本科畢業(yè)論文 5 目錄 1 緒論 1 梯的起源 1 梯的種類 1 用途分類 1 速度分類 2 拖動電動機(jī)類型分類 2 驅(qū)動方式分類 2 控制方式分類 3 梯主要組成及結(jié)構(gòu) 3 引 機(jī)構(gòu)的組成 4 引機(jī)構(gòu)的減速器 5 2 有關(guān)參數(shù)的計(jì)算 7 引機(jī)的確定 7 擇曳引機(jī) 8 引機(jī)容量的計(jì)算 8 引力計(jì)算 8 速器設(shè)計(jì) 9 用減速器的型式及其應(yīng)用 9 速器的基本構(gòu)造 10 桿減速器設(shè)計(jì) 12 的設(shè)計(jì)與計(jì)算 16 的分類 16 的常用材料 16 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 的強(qiáng)度計(jì)算 16 承的設(shè)計(jì)與計(jì)算 20 軸器的設(shè)計(jì)與計(jì)算 22 軸器選擇應(yīng)考慮的問題 22 軸器的理論轉(zhuǎn)矩 22 要尺寸計(jì)算 23 動器的設(shè)計(jì)與計(jì)算 23 藝 24 件的分析 24 藝規(guī)程設(shè)計(jì) 26 徐州工程學(xué)院 08 屆本科畢業(yè)論文 6 3 梯 控 制 系 統(tǒng) 的 設(shè)計(jì) 29 統(tǒng) 概述 29 定 義 29 特點(diǎn) 30 繼電器控 制 系 統(tǒng) 的比 較 32 基本結(jié)構(gòu) 33 工作原理 35 制 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計(jì) 分析 37 制系統(tǒng)的 設(shè) 計(jì) 基 本原 則 37 制系統(tǒng)的 設(shè) 計(jì) 的 主要內(nèi) 容 38 制系統(tǒng)程 序 設(shè) 計(jì) 的步驟 39 電 梯 制 系 統(tǒng) 的 設(shè)計(jì) 40 的運(yùn)行 過 程 40 41 模的估 算 42 入輸出模 塊 的 選擇 43 選擇 44 4 結(jié)論 46 5 參考文獻(xiàn) 47 6 翻譯 48 文資料 48 文 54 7 致謝 59 買文檔送全套圖紙 扣扣 414951605 徐州工程學(xué)院 08 屆本科畢業(yè)論文 7 徐州工程學(xué)院 08 屆本科畢業(yè)論文 8 徐州工程學(xué)院 08 屆本科畢業(yè)論文 9 徐州工程學(xué)院 08 屆本科畢業(yè)論文 10 徐州工程學(xué)院 08 屆本科畢業(yè)論文 1 1 緒論 梯起源 電梯是現(xiàn)代多層及高層建筑物中不可缺少的垂直運(yùn)輸設(shè)備。早在公元前 1100年前后，我國古代的周朝時(shí)期就出現(xiàn)了提水用的轆轤，這是一種由木制的支架、卷筒、曲柄和繩索組成的簡單卷揚(yáng)機(jī)。公元前 236年在古希臘，由著名的科學(xué)家阿基米德制成了第一臺人力驅(qū)動的卷筒式卷揚(yáng)機(jī)。這些就是電梯的雛形。 梯的種類 電梯作為一種通用垂直運(yùn)輸機(jī)械，被廣泛用于不同的場合，其控制、拖動、驅(qū)動方 式也多種多樣，因此電梯的分類方法也有下列幾種。 用途分類 這是一種常用的分類方法，但由于電梯有一定的通用性，所以按用途分類在使用中用得較多。但實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)不很明確。 用于運(yùn)送乘客為主，兼以運(yùn)送重量和體積合適的日用物件。適用于高層住宅、辦公大樓、賓館或飯店等人流較大的公共場合。其轎廂內(nèi)部裝飾要求較高，運(yùn)行舒適感要求嚴(yán)格，具有良好的照明與通風(fēng)設(shè)施，為限制乘客人數(shù)，其轎廂內(nèi)面積有限，轎廂寬深比例較大，以利于人員出入。為提高運(yùn)行效率，其運(yùn)行速度較快。派生品種有住宅電梯、觀光電梯等。 用于運(yùn)送貨物為主，并能運(yùn)送隨行裝卸人員。因運(yùn)送貨物的物理性質(zhì)不同，其轎廂內(nèi)部容積差異較大。但為了適應(yīng)裝卸貨物的要求，其結(jié)構(gòu)要求堅(jiān)固。由于運(yùn)送額定重量大，一般運(yùn)行速度較低，以節(jié)省設(shè)備投資和電能消耗。轎廂的寬深比例一般小于 1。 主要用于運(yùn)送乘客，也可運(yùn)送貨物。其結(jié)構(gòu)比乘客電梯堅(jiān)固，裝飾要求較低。一般用于企業(yè)和賓館飯店的服務(wù)部門。 用于醫(yī)療單位運(yùn)送病人，醫(yī)療救護(hù)器械。其特點(diǎn)為轎廂寬深比小，深度尺寸 =能容納病床，要求運(yùn)行平穩(wěn)，噪聲小，平層精度高。 這是一種專用于 運(yùn)送小件品的的電梯，最大載重量為 500g，如果轎廂額定載重量大于 250設(shè)限速器和安全鉗設(shè)施。為防止發(fā)生人身事故，嚴(yán)禁乘人和徐州工程學(xué)院 08 屆本科畢業(yè)論文 2 裝卸貨物將頭伸入，為此限制轎廂分格空間高度不得超過 m，深度不得大于 其他特種用途的電梯還有汽車電梯，船舶電梯等。 速度分類 電梯的額定運(yùn)行速度正在逐步提高，因此按速度分類的國家標(biāo)準(zhǔn)正待頒布。目前的習(xí)慣劃分為： 這種電梯的額定速度 =1m/ss。 梯 這種電梯的額定速度 s4m/s。 這種電梯的額定速度 4m/s。 拖動電動機(jī)類型分類 將采用交流電動機(jī)拖動的電梯。其中又可分為單、雙速拖動，采用該變電動機(jī)極對數(shù)的方法調(diào)速。調(diào)壓拖動，通過改變電動機(jī)電源的方法調(diào)速。調(diào)頻調(diào)壓拖動，采用同時(shí)改變電動機(jī)電源電壓和頻率的方法調(diào)速。 這是一種采用直流電動機(jī)拖動的電梯。由于其調(diào)速方便，加減速性好，曾被廣泛采用隨著電子技術(shù)的發(fā)展，直流拖動正被節(jié)省能源的交流調(diào)速拖動代替。 驅(qū)動方式分類 式電梯 它可分成兩種不同的型式，一種是被廣泛采用的摩擦曳引式。另一種是卷筒強(qiáng)制式。前一種安全性和可靠性都較好，后一種的缺點(diǎn)較多，已很少采用。 這種驅(qū)動式電梯歷史較長，它可分為柱塞直頂式和柱塞側(cè)置式。優(yōu)點(diǎn)是機(jī)房設(shè)置部位較為靈活，運(yùn)行平穩(wěn)，采用直頂式時(shí)不用轎廂安全鉗及底坑地面的強(qiáng)度可大大減小，頂層高度限制較寬。但其工作高度受柱塞長度限制，運(yùn)行高度較低。在采用液壓油作為工作介質(zhì)時(shí)，還須充分考慮防火安全的要求。 它通過兩對齒輪齒條的齒和來運(yùn)行；運(yùn)行振動、噪聲較大。這種型式一 般不徐州工程學(xué)院 08 屆本科畢業(yè)論文 3 需要設(shè)置機(jī)房，由轎廂自備動力機(jī)構(gòu)，控制簡單，適用于流動性大的建筑工地。目前已劃入建筑升降機(jī)類。 這是一種強(qiáng)制驅(qū)動型式，因鏈條自重較大，所以提升高度不能過高，運(yùn)行速度也以因鏈條鏈輪傳動性能局限而較低。但它在用于企業(yè)升降物料的作業(yè)中，有著傳動可靠，維護(hù)方便，堅(jiān)固耐用的優(yōu)點(diǎn)。 其他驅(qū)動方式還有氣壓式。直線電機(jī)直接驅(qū)動，螺旋驅(qū)動等。 控制方式分類 目前電梯技術(shù)的發(fā)展使電梯控制日趨完善，操作趨于簡單，功能趨于多樣，控制方式正向廣泛應(yīng)用微電子新技術(shù)的方向發(fā)展。目前常見的控制方式有： 微機(jī)集選控制（按鈕操作）；門微機(jī)并聯(lián)、梯群控制（按鈕操作）；繼電器信號控制和手柄控制（手柄或按鈕操作）。 除上述常見的分類外，目前還有按機(jī)房位置、鋼絲繩傳動型式等分類方法。 梯的主要組成及結(jié)構(gòu) 機(jī)房內(nèi)的主要部件通常有主機(jī)、控制屏（柜）、限速器、選層器、極限開關(guān)等。井道內(nèi)的主要部件通常有轎廂（及其安裝在它上面的一些附件或設(shè)施如轎門、轎頂輪、導(dǎo)靴、安全鉗、懸掛裝置、隨行電纜等）、對重裝置（及其安裝在它上面的設(shè)施如導(dǎo)靴、懸掛裝置等）、層門（及其附屬設(shè)施如門鎖、地坎等）等。底坑內(nèi)的主要部件通常有緩沖器、對重 側(cè)護(hù)欄、限速繩張緊裝置等。 圖 1示： 徐州工程學(xué)院 08 屆本科畢業(yè)論文 4 制動器電動機(jī)控制柜電源開關(guān)井道傳感器開門機(jī)轎內(nèi)操作箱轎箱體懸掛電纜層樓指示器呼梯按鈕層門液壓緩沖器曳引機(jī)曳引輪底座繩輪限速器曳引鋼絲繩限位開關(guān)撞弓轎箱導(dǎo)靴限位開關(guān)轎箱架轎箱門導(dǎo)靴對重補(bǔ)償鏈補(bǔ)償鏈導(dǎo)輪限速器漲緊裝置圖 1 電梯的曳引機(jī)構(gòu) 引機(jī)構(gòu)的組成 電梯曳引機(jī)構(gòu)一般由電動機(jī)、制動器、減速箱、聯(lián)軸器及曳引輪所組成。以電動機(jī)與曳引輪之間有無減速箱可分為有齒輪曳引機(jī)和無齒輪曳引機(jī)。 a 無齒輪曳引機(jī)（無減速器曳引機(jī)） 無齒輪曳引機(jī)用在運(yùn)行速度 vs 的高速電梯上。這種曳引機(jī)的曳引輪緊固在 曳引電動機(jī)軸上，沒有機(jī)械減速機(jī)構(gòu)，整機(jī)結(jié)構(gòu)比較簡單。曳引電動機(jī)是專徐州工程學(xué)院 08 屆本科畢業(yè)論文 5 為電梯設(shè)計(jì)和制造的，能適應(yīng)電梯運(yùn)行工作特點(diǎn)，具有良好調(diào)速性能的直流電動機(jī)（或交流變頻電動機(jī)）。 該曳引機(jī)制動時(shí)所需要的制動力矩要比有減速器曳引機(jī)大得多，因此無減速器曳引機(jī)的制動器比較大。 由于無減速器曳引機(jī)多數(shù)情況是用于復(fù)繞傳動結(jié)構(gòu)中，所以曳引輪軸、復(fù)繞輪軸及其軸承的受力要比有減速器曳引機(jī)大得多，相應(yīng)的軸也顯得粗大。 由于無減速器曳引機(jī)沒有減速器等有利因素，所以使用壽命比較長。 b 有齒輪曳引機(jī) 有齒輪曳引機(jī)廣泛用于運(yùn)行速度 以曳引條件符合要求。 假定電梯用戶選定 調(diào)速曳引機(jī)，其參數(shù)如下：載重量 1 000度 s，電機(jī)功率 11機(jī)電流 28A，繩輪節(jié)徑 530輪槽數(shù) 5個(gè)，曳引繩徑 13繩倍率 1:1。 減速器的計(jì)算 速器設(shè)計(jì) 用減速器的型式及其應(yīng)用 按照傳動結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，可將減速器分為四大類。 a 圓柱齒輪減速器 （ 1） 漸開線圓柱齒輪減速器 （ 2） 圓弧齒圓柱齒輪減速器 b 圓錐齒輪減速器 （ 1） 漸開線圓錐齒輪減速器 （ 2） 雙曲面齒輪減速器 （ 3） 圓弧齒圓錐齒輪減速器 c 蝸桿減速器 （ 1） 圓柱蝸桿減速器 （ 2） 環(huán)面蝸桿減 速器 （ 3） 錐蝸桿減速器 d 行星齒輪減速裝置 徐州工程學(xué)院 08 屆本科畢業(yè)論文 10 （ 1） 漸開線行星齒輪減速裝置 （ 2） 少齒差行星齒輪減速裝置 （ 3） 擺線針輪減速裝置 （ 4） 諧波齒輪減速裝置 速器的基本構(gòu)造 減速器主要由箱體、軸系部件（傳動件、軸及軸承組合）及其附件組成。 輪、軸及軸承組合 齒輪、軸及軸承組成典型的軸系部件，是減速器的重要組成部分，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)特別注意它們之間的相互影響。 齒輪的設(shè)計(jì)對軸的強(qiáng)度、剛度及軸承的壽命影響很大。原則上齒輪相對支撐應(yīng)盡可能對稱布置，這對減小載荷集中是有利的；高速軸和低速軸上的齒輪布置應(yīng)遠(yuǎn)離輸入、輸出端，以便 在彎曲和扭轉(zhuǎn)變形的綜合作用下，有利于緩和載荷集中；多級傳動的中間軸，其上若采用斜齒輪傳動，且一輪為主動，另一輪為從動，兩輪旋向應(yīng)相同，這樣軸向力可以抵消一部分，這對軸承的設(shè)計(jì)是有利的。當(dāng)齒輪的齒根圓直徑 減速器常采用滾動軸承。應(yīng)根據(jù)載荷大小和方向及其他性能要求，選擇合適的軸承型號。同一軸上的軸承應(yīng)盡量成對使用，這對軸系部件的受力以及提高軸承孔的加工精度都是有利的。設(shè)計(jì)時(shí)還需注意軸承的潤滑和箱內(nèi)齒輪的潤滑的匹配以及軸承的壽命與減速器設(shè)計(jì)壽命的匹配問題。 減速器的軸為轉(zhuǎn)軸，起著支撐齒輪、承受彎矩、傳遞轉(zhuǎn)矩和對軸 上零件進(jìn)行軸向定位的作用，因此軸必須有足夠的強(qiáng)度和剛度以及合理的結(jié)構(gòu)形狀。軸的形狀應(yīng)力求簡單，以減緩應(yīng)力集中。在結(jié)構(gòu)允許的情況下，應(yīng)盡量減小支撐間的跨距，增加軸承和支座的剛度。軸的懸臂端應(yīng)盡可能短。 體 箱體是減速器中結(jié)構(gòu)和受力最復(fù)雜的零件，目前尚無完整的理論設(shè)計(jì)方法。因此，一般是在滿足強(qiáng)度、剛度的前提下，同時(shí)考慮結(jié)構(gòu)緊湊、制造方便、質(zhì)量輕及使用方便等方面要求，作經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)。 箱體通常用灰鑄鐵鑄造，對于重載荷或有沖擊載荷的減速器也可以采用鑄鋼箱體。箱體通常做成沿軸心線水平剖分的形式，以 便于軸承部件的裝卸。上箱蓋和下箱蓋用螺栓聯(lián)接成一體，軸承座的聯(lián)接螺栓應(yīng)盡量靠近軸承底孔，而軸承座旁的凸臺，應(yīng)具有足夠的承托面，以便放置聯(lián)接螺栓，并保證旋緊螺栓時(shí)所需的扳手空間，為保證箱體具有足夠的剛度，在軸承孔附近應(yīng)加支撐肋。為保證減速器安置在基礎(chǔ)上的穩(wěn)定性并盡可能減少箱體底座平面的機(jī)械加工面積，箱體底座徐州工程學(xué)院 08 屆本科畢業(yè)論文 11 一般不采用完整的平面。 按照現(xiàn)代工業(yè)美學(xué)的要求，箱體造型設(shè)計(jì)出現(xiàn)了下列趨勢：外表幾何形狀簡單，限于直線平面，軸承孔露在外面而肋藏在箱體里面；裝地腳螺栓用地腳不伸出箱體的外表面；起吊減速器用的吊耳與箱體鑄 成一體，箱體沒有伸出部分，使減速器在傳動的總體布局中易于配置；箱蓋頂部的水平面是加工剖分面和安裝時(shí)對準(zhǔn)減速器用的工藝基準(zhǔn)面；箱體內(nèi)的貯油空間增大。當(dāng)然這種外貌比較整齊美觀的箱體結(jié)構(gòu)也存在某些公認(rèn)的缺點(diǎn)：質(zhì)量稍有增加；鑄造造型工時(shí)多；內(nèi)部清理和涂漆困難。為了減少這些缺點(diǎn)，對中小型減速器，可只在低速級軸孔處下設(shè)肋板，一減少肋板數(shù)目。 件 為了保證減速器的正常工作，除了應(yīng)對齒輪、軸、軸承組合和箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)予以足夠的重視外，還應(yīng)考慮到為減速器注油、排油、檢查油面高度、加工及拆裝檢修時(shí)箱蓋與箱座 的精確定位，吊裝等輔助零件和部件的合理選擇和設(shè)計(jì)。 速器的傳動比分配 在設(shè)計(jì)兩級或多級減速器時(shí)，合理地分配各級傳動的傳動比很重要，因?yàn)樗鼘⒂绊憸p速器的傳動性能、尺寸、質(zhì)量及潤滑方式等。根據(jù)所選的是齒輪 類減速器，當(dāng)齒輪布置在高速級時(shí)，為使箱體內(nèi)結(jié)構(gòu)緊湊和便于潤滑，通常取齒輪傳動比 s、蝸桿減速器蝸桿的圓周速度v10m/s、行星齒輪減速器齒輪的圓周速度 v10m/s，宜采用壓力循環(huán)噴油潤滑。 b 滾動軸承的潤滑 滾動軸承主要采用飛 濺潤滑、刮板潤滑和油浴潤滑，以及油脂潤滑，并盡可能利用傳動件的潤滑方法來實(shí)現(xiàn)。 對齒輪減速器，當(dāng)浸油齒輪的圓周速度（減速器中只有一個(gè)浸油齒輪的圓周速度） v=m/s 時(shí)，滾動軸承多采用飛濺潤滑；當(dāng) 1 6 4 34 23 23 12 1 徐州工程學(xué)院 08 屆本科畢業(yè)論文 13 936 2832 2752 2872 5081 2880 40 d 蝸桿導(dǎo)程角 = d1=m/于要求具有自鎖性能的傳動，則應(yīng)采用 3m/s 時(shí)， 取 K 為載荷分布系數(shù)，載荷平穩(wěn)時(shí)， K =1；載荷變化時(shí)， K =2 取 K=1 d2=9 4 0 0 2 3 6 8 . 41 6 2 2 1 4 . 4 6 2 8 1 . 5 21 1 2 3 8 7 . 5H 所以滿足要求 根彎曲強(qiáng)度計(jì)算 a 設(shè)計(jì)公式： 2321 26000 () Ym d m 徐州工程學(xué)院 08 屆本科畢業(yè)論文 15 蝸輪復(fù)合齒形系數(shù)，按22 3及變位系數(shù) 似求得 2 F 為蝸輪齒根許 用應(yīng)力按下式計(jì)算： F= F中 F為 06 時(shí)的輪緣材料許用彎曲應(yīng)力，其值見表 2 蝸輪材料及 07時(shí)的許用接觸應(yīng)力 H （表 2輪材料及 06時(shí)的許用彎 曲應(yīng)力 F蝸輪材料 鑄造方法 適用的滑動速度vs(m/s) 機(jī)械性能 H F0.2b蝸桿齒面硬度 一側(cè)受載 兩側(cè)受載 35045模 金屬模 12 25 130 170 220 310 180 200 200 220 51 70 32 40 模 金屬模 10 12 90 100 200 250 110 135 125 150 33 40 24 29 模 金屬模 10 180 200 490 540 82 90 64 80 模 金屬模 10 _ 490 540 _ 100 _ 90 徐州工程學(xué)院 08 屆本科畢業(yè)論文 16 模 金屬模 10 _ 245 345 62 _ 56 _ 模 2 _ 150 40 25 模 25 _ 200 48 30 模 25 _ 250 56 35 取 F=35 圖 2 計(jì)算得： 17500 所以滿足要求 b 驗(yàn)算公式： 212666 () S K K Y Y M P ad d m Y為導(dǎo)程角系數(shù)，用公式 Y=1算得 6 6 2 3 6 8 . 4 1 1 1 1 1 . 4 4 3 51 1 2 3 8 7 . 5 1 2 . 5 滿足設(shè)計(jì)要求 2 1 () 式中 v取決于蝸桿蝸輪材料和兩者嚙合處的滑動速度，見表 2 表 2v=400o ，1= =52% 95% 98%=的設(shè)計(jì)與計(jì)算 軸是機(jī)械設(shè)備中的重要零件之一。其主要功能是支承作回轉(zhuǎn)運(yùn)動的零件，并傳遞運(yùn)動和動力。 軸通過軸承與機(jī)架相聯(lián)，裝在軸上的零件都圍繞軸心線作 回轉(zhuǎn)運(yùn)動，形成了徐州工程學(xué)院 08 屆本科畢業(yè)論文 17 一個(gè)以軸為基礎(chǔ)的軸系部件。因此，在軸的設(shè)計(jì)中，不能只考慮軸的本身，還必須計(jì)及軸系零（部）件對軸的影響。 軸的設(shè)計(jì)主要包括工作能力計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩個(gè)方面的內(nèi)容。 的分類 根據(jù)軸的受力情況不同，可把軸分成心軸、轉(zhuǎn)軸和傳動軸三種。 a 心軸 工作時(shí)僅承受彎矩作用的軸稱為心軸。根據(jù)工作情況，心軸還可分為固定心軸和轉(zhuǎn)動心軸。如行星減速器中支承行星齒輪的軸和某些卷筒軸。 固定心軸，軸的彎曲應(yīng)力性質(zhì)隨彎矩性質(zhì)而定；轉(zhuǎn)動心軸，軸的應(yīng)力為循環(huán)變化的彎曲應(yīng)力，多為對稱循環(huán)變化。 b 轉(zhuǎn)軸 工作時(shí)，同 時(shí)承受彎矩和轉(zhuǎn)矩作用的軸稱為轉(zhuǎn)軸，如齒輪減速器中的軸。軸中的彎曲應(yīng)力為循環(huán)變應(yīng)力，其應(yīng)力性質(zhì)，常為對稱循環(huán)變應(yīng)力和非對稱循環(huán)變應(yīng)力，扭轉(zhuǎn)應(yīng)力性質(zhì)則隨轉(zhuǎn)矩性質(zhì)而定。 c 傳動軸 只傳遞轉(zhuǎn)矩，不承受彎矩或承受很小彎矩的軸，稱為傳動軸。 的常用材料 根據(jù)電梯啟、制動頻繁，沖擊載荷大的工作特點(diǎn)，減速器中軸的材料，應(yīng)具有足夠的靜強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度，并具有一定的韌性、耐磨性和抗腐蝕性。選擇軸的材料時(shí)除首先要滿足使用要求外，還要考慮材料的工藝性及經(jīng)濟(jì)性等。軸的材料主要采用碳素鋼和鍛件。軸的常用材料為優(yōu)質(zhì)中碳鋼，如 35、 45、 50 鋼，其中以 45 鋼最為常用。對工作要求較高或較重要的軸，可考慮選用合金鋼，如 40重要的軸可用碳素結(jié)構(gòu) ,如 。 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是要確定出軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本身必須同時(shí)考慮強(qiáng)度問題，結(jié)構(gòu)不合理往往給強(qiáng)度帶來不利的影響。在許多情況下，是軸的結(jié)構(gòu)要求決定了它的外形及尺寸，而且軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)使軸具有合理的外形，同時(shí)應(yīng)滿足使用和工藝要求，這比強(qiáng)度計(jì)算考慮的因素更多。 軸的合理外形應(yīng)滿足：軸和裝在軸上的零件要有準(zhǔn)確的工作位置 ；軸上的零件應(yīng)便于 的強(qiáng)度計(jì)算 a 按轉(zhuǎn)矩估算軸徑 實(shí)心軸：3 式中： 徐州工程學(xué)院 08 屆本科畢業(yè)論文 18 有關(guān)的設(shè)計(jì)系數(shù)見表 2 外徑 d 之比，通常取 =種常用軸材料的 與 A 值（表 2 軸的材料 0 35 45 405820 (1220 2030 3040 4052 1525 A 160135 135118 118107 10798 148125 A 的取值范圍為 118107 蝸桿傳動 =動軸承 =軸器 =p=P =(n=1460/31 47.1(r/32 5 . 2 2(1 0 7 1 1 8 ) 5 1 . 3 6 5 6 . 6 44 7 . 1d 慮到軸的最小直徑處要安裝曳引輪會有鍵槽存在，故將估算直徑加大3%5%取 設(shè)計(jì)手冊取標(biāo)準(zhǔn)直徑 0311 1 . 2(1 0 7 1 1 8 ) 2 1 2 31460 (考慮到軸的最小直徑處要安裝聯(lián)軸器會有鍵槽存在，故將估算直徑加大3%5%取 設(shè)計(jì)手冊取標(biāo)準(zhǔn)直徑 4徐州工程學(xué)院 08 屆本科畢業(yè)論文 19 圖 2-4 b 按許用彎曲應(yīng)力計(jì)算： 齒輪受力： 圓周力： 611211 1 . 22 9 . 5 5 1 02 1460 1 7 9 8 . 880TF t F ()N 622122 2 3 . 6 2 1 0 2 9 1 9 . 4 ( )248TF t F a 徑向力：2 2 1t a n 2 9 1 9 . 4 0 . 3 6 4 1 0 6 2 . 7 ( )F r F t F r N 1800 7640( )N 作水平面內(nèi)的彎矩圖，支點(diǎn)反力為： 2 2 9 1 9 . 41 9 5 9 . 7 ( )22H A H N 面處的彎矩為 : 9 5 9 . 7 1 1 2 2 1 9 4 8 6 . 4 ( )N m m 面處的彎矩為： 9 5 9 . 7 6 2 1 2 1 5 0 1 . 4 ( )N m m 徐州工程學(xué)院 08 屆本科畢業(yè)論文 20 作垂直平面內(nèi)的彎矩圖，支點(diǎn)反力為： 22 1 0 6 2 . 7 1 7 9 8 . 8 2 4 8 4 1 4 . 4 ( )2 2 2 2 2 2 4 r F a 2 6 4 8 . 3 ( )V B V r F N 面左側(cè)彎矩為 : 1 4 . 4 1 1 2 4 6 4 1 2 . 8 ( )N m m 面右側(cè)彎矩為 : 4 8 . 3 1 1 2 7 2 6 0 9 . 6 ( )N m m 面處的彎矩為： 4 8 . 3 6 2 4 0 1 9 4 . 6 ( )N m m 合成彎矩： M 22面： 2 24 6 4 1 2 . 8 2 1 9 4 8 6 . 4 2 2 4 3 3 9 . 9 8 ( )V I Z H N m m 2 2 27 2 6 0 9 . 6 2 1 9 4 8 6 . 4 2 3 1 1 8 4 . 8 5 ( )V I Y H N m m 面： 2 2 24 0 1 9 4 . 6 2 1 9 4 8 6 . 4 2 2 3 1 3 6 . 4 7 ( )V I I H N m m 求當(dāng)量彎矩： 因減速器雙向運(yùn)轉(zhuǎn)，故可認(rèn)為轉(zhuǎn)矩為脈動循環(huán)變化，修正系數(shù) 為 面： 6 1 1 . 20 . 3 9 . 5 5 1 0 2 1 9 7 8 . 1 ( )1460T N m m 2 2( ) 2 3 1 1 8 4 . 8 5 2 1 9 7 8 . 1 2 3 2 2 2 7 . 2 0 ( ) N m m 面： 2 2( ) 2 2 3 1 3 6 . 4 7 2 1 9 7 8 . 1 2 2 4 2 1 6 . 2 4 ( ) N m m 確定危險(xiǎn)截面及校核強(qiáng)度 由圖可以看出截面 面處所受轉(zhuǎn)矩不同，但彎矩 軸上還有鍵槽，故截面 能為危險(xiǎn)截面，但由于軸徑32也應(yīng)對截面 面： 2 3 2 2 2 7 . 2 0 1 0 . 7 5 ( )0 . 1 6 0 P 面： 32 2 4 2 1 6 . 2 4 1 0 . 4 ( )0 . 1 6 0e I I P 查表 ： 1 60 P a 滿足 1的條件，故設(shè)計(jì)的軸有足夠的強(qiáng)度，并有一定的余量，因此此軸不必再作修改。 徐州工程學(xué)院 08 屆本科畢業(yè)論文 21 2 17640 8 8 2 0 ( )22V B V C N 面處彎矩為： 1 0 0 8 8 2 0 0 0 ( )V X I Y V X I Z V F N m m 面處彎矩為： 5 5 8 8 2 0 5 5 4 8 5 1 0 0 ( )V I V V N m m 校核 面： 3882000 5 3 ( )0 . 1 5 5V X I I Z P 3485100 3 8 ( )0 . 1 5 0V I V P 查表 ： 1 60 P a 滿足 1的條件，故設(shè)計(jì)的軸有足夠的強(qiáng)度，并有一定 的余量，因此此軸不必再作修改。 承的設(shè)計(jì)與計(jì)算 曳引機(jī)用軸承一般分為兩大類：滑動軸承及滾動軸承。滾動軸承，適于一般使用條件，起動及工作時(shí)摩擦力矩小，起動靈活，效率高；徑向游隙小，且可用預(yù)緊力的方法，提高支撐剛度及旋轉(zhuǎn)精度；同尺寸軸頸寬度小，軸向尺寸緊湊；屬于標(biāo)準(zhǔn)件，型號齊全，更換、維修方便，成本低；潤滑簡便；承受沖擊載荷小，高速時(shí)噪聲大；徑向尺寸大，屬整體式，在個(gè)別情況下不好安裝?？傊?，它可以在廣泛的載荷、轉(zhuǎn)速、精度、尺寸范圍內(nèi)工作。在很多場合逐漸取代了滑動軸承，曳引機(jī)設(shè)計(jì)中也不例外?；瑒虞S承具有 滑動摩擦特性屬副低副機(jī)構(gòu)，有減振、抗沖擊和降低噪聲的性能；結(jié)構(gòu)簡單；徑向尺寸小承載能力大、壽命長；可剖分安裝。但潤滑稍困難，維修比較復(fù)雜，軸向尺寸大。但從全面分析并結(jié)合具體條件和設(shè)計(jì)水平，采用滾動軸承。采用滾動軸承完全能滿足曳引機(jī)性能要求，并且能達(dá)到良好的產(chǎn)品質(zhì)量。 a 曳引輪右端軸承的選擇： 50d 37 / m 1 8 0 0 9 . 8 1 7 6 4 0 ( ) 10000 00N 求當(dāng)量動載荷 P： ()d r aP f X F X F式中N； N； X 、 Y 其中 X 、 Y 可由表查 2： 徐州工程學(xué)院 08 屆本科畢業(yè)論文 22 軸承類型 e 單列軸承 雙列軸承 / e / e / e / eX Y X Y X Y X Y 深溝球軸承 0 0 角接觸軸承15 0 2 2徑向載荷系數(shù) Y 要根據(jù)查取， 軸承的徑向額定靜載荷，未選軸承型號前暫不知道，故用試算法計(jì)算，根據(jù)上表暫取， ，由 500 0 . 0 2 817640 查得： ， ： 沖擊載荷系數(shù) 2 載荷性質(zhì) 機(jī)器舉例 電機(jī)、通風(fēng)機(jī)、汽輪機(jī) 等沖擊 車輛、機(jī)床、起重機(jī)、冶金設(shè)備 大沖擊 破碎機(jī)、軋鋼機(jī)、工程機(jī)械 . 1 ( 0 . 5 6 1 7 6 4 0 2 . 3 5 0 0 ) 1 2 1 3 1 . 2 4 ( ) 計(jì)算所需的徑向額定動載荷值由下可得： 1136660 6 0 3 7 1 0 0 0( ) 1 2 1 3 1 . 2 4 ( ) 3 4 0 9 5 ( )1 0 1 0h 式中 P N； 以 610r 為單 位； 于球軸承 =3，對于滾子軸承 =10/3 選擇軸承型號： 查有關(guān)軸承的手冊，根據(jù) 50d ，選得 6210 軸承，其 3 5 3 4 N K N，徐州工程學(xué)院 08 屆本科畢業(yè)論文 23 N 承的 500 0 . 0 2 123200與初定值相近，所以選用深溝球軸承 6210 合適。 選擇軸承型號： 查有關(guān)軸承的手冊，根據(jù) 60d ，選 30212 軸承，其 1 0 2 5 9 N K N. b 蝸桿軸承的選用： 45d 1 4 6 0 / m i 2308 10000 求當(dāng)量動載荷 P： 根據(jù)式 ()d r aP f X F X F ， ， ，1 . 1 ( 0 . 4 2 3 0 8 1 . 5 6 3 4 1 . 5 ) 1 1 4 2 9 ( ) 計(jì)算所需的徑向額定動載荷值由式可得： 1136660 1 1 4 2 9