目 录
1绪论???????????????????????????????????1 1.1引言????????????????????????????????? 1 1.2电梯（垂直梯）简介?????????????????????????? 1 1.2.1电梯的组成 ?????????????????????????????1 1.2.2电梯的（垂直梯）分类???????????????????????? 1 1.3曳引机的主要技术指标????????????????????????? 2 1.3.1要确保电梯承载能力及曳引机的强度?????????????????? 2 1.3.2具有较高的传动效率????????????????????????? 2 1.3.3具有较高的体积载荷????????????????????????? 2 1.3.4应满足电梯所需的运动特性?????????????????????? 2 1.3.5应具有较低的振动和噪声??????????????????????? 2 1.3.6应具有合理的结构?????????????????????????? 2 1.3.7具有灵活可靠的制动系统??????????????????????? 2 2 电梯的驱动功率计算??????????????????????????? 2 2.1曳引比与曳引力???????????????????????????? 3 2.1.1曳引传动与曳引传动形式??????????????????????? 3 2.1.1.1曳引比和机械效益????????????????????????? 3 2.1.1.2电梯的曳引传动形式???????????????????????? 3 2.1.2作用在曳引轮上的静力???????????????????????? 3 2.1.3曳引轮两侧静拉力计算???????????????????????? 4 2.2.1曳引轮上的静转矩?????????????????????????? 5 2.2.2静摩擦转矩????????????????????????????? 5 2.2.3 F和Q的讨论???????????????????????????? 5 2.2.4静转矩的讨论???????????????????????????? 6 2.2.5曳引轮承受的静转矩变化??????????????????????? 6 2.2.6设计载荷?????????????????????????????? 7
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2.3曳引机驱动转矩的计算????????????????????????? 7 2.4动量定理及曳引力??????????????????????????? 7 2.5输入功率的简易计算方法???????????????????????? 8 3曳引机主传动机构的设计与计算???????????????????????8 3.1 普通圆柱蜗杆副几何参数搭配方案是???????????????????8 3.2几何计算中注明的几个问题??????????????????????? 10 3.2.1齿形的改进????????????????????????????? 10 3.2.2不发生根切的最小变位系数?????????????????????? 11 3.2.3 圆柱蜗杆传动的强度计算?????????????????????? 11 3.2.4共轭蜗轮传动的受力分析???????????????????????11 3.2.5 圆柱蜗杆传动承载能力计算????????????????????? 12 3.2.5.1设计准则?????????????????????????????12 3.2.5.2 校核计算式??????????????????????????? 12 3.2.5.3许用应力[ζ] ???????????????????????????13 3.2.5.4功率与转矩的计算?????????????????????????13 3.2.5.5圆柱蜗杆、蜗轮、蜗轮轴的材料????????????????????13 3.2.5.6轴系零件的配合精度????????????????????????13 4曳引机的设计?????????????????????????????? 14 4.1 曳引机的额定载重量 ????????????????????????? 14 4.2额定速度 ?????????????????????????????? 15 4.3 曳引机减速器的中心距???????????????????????? 15 4.4 交流电动机 ?????????????????????????????15 4.5曳引机的总体设计???????????????????????????17 4.6关于制动机构位置的讨论????????????????????????17 4.6.1 曳引机需要机架，以便在机房内安装。????????????????? 17 4.6.2电动机的选用????????????????????????????17 4.6.3传动比???????????????????????????????17 4.6.4曳引轮???????????????????????????????16
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4.6.5曳引比的应用????????????????????????????16 4.7整体方案讨论?????????????????????????????16 4.8箱体结构设计的讨论??????????????????????????16 4.9箱体尺寸的确定????????????????????????????16 4.10箱体肋的设置????????????????????????????17 4.11 箱体设计应合理处理的几个问题????????????????????17 4.12轴承位置??????????????????????????????18 4.13 箱体设计的对称性??????????????????????????18 4.14 曳引机轴的结构设计?????????????????????????18 4.14.1轴的计算步骤???????????????????????????18 4.15轴承的选用?????????????????????????????21 4.15.1曳引机用轴承一般分两大类?????????????????????21 4.15.2 滚动轴承的寿命计算????????????????????????21 4.16 联轴器的选用????????????????????????????22 4.17制动机构的设计与计算????????????????????????24 4.17.1 制动机构的类型与特点???????????????????????24 4.17.2 制动器的选择与设计????????????????????????24 4.18 曳引轮的设计与计算?????????????????????????25 4.19 曳引轮绳槽形状???????????????????????????25 5控制系统设计??????????????????????????????26 5.1 自动开关门的控制线路???????????????????????? 26 5.2轿厢指令和层站召唤线路??????????????????????? 26 5.3电梯的定向、选层线路???????????????????????? 27 5.4 将PC机应用在电梯控制中???????????????????????28 结束语??????????????????????????????????29 参考文献?????????????????????????????????30
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中国矿业大学2013届毕业设计
1 绪论
1.1引言
电梯是机电一体化的典型产品，大力开发电梯产品不公可以供给各行业部门所需的运载设备而且可用带动高新机电技术的发展。
电梯可分为两大类：一类是垂直升降电梯（简称垂直或通常所谓的电梯），一类是自动扶梯（含自动人行道，简称扶梯或电扶梯）
自动扶梯是通过电动机带动传动机构驱动梯级执行输送任务的，把电动机主传动机构，制动系统则是通过电动机驱动减速器，靠减速器从动轴上的曳引轮与钢丝绳之间的摩擦力矩牵动轿厢与配重（或称对重）上，下运动实现运输的目的，因为它是靠摩擦力牵动执行机构工作，故把电动机减速器，曳引轮和辅助机构-------制动器作为整体，称电梯曳引机。
曳引机分有齿曳引机和无齿曳引机两大类，本人采用的是有齿曳引机。电梯曳引系统中的曳引机减速器，曳引机（简称绳轮）和动轮（由曳引比体现）组成了电梯的减速器多为齿轮副（含蜗杆副，行星系）减速器，该减速器中的齿轮副即为电梯的主传动机构。 电动机输入转矩T1，驱动曳引机减速器中的主传动机构，通过减速带动曳引轮转动，这时利用轿厢和配重的重量在曳引轮与钢丝绳之间产生的摩擦力矩，拖动轿禁止与配重上、下运动，从而完成电梯的任务,因为曳引机是决定轿厢运行速度、控制运行状态的减速装置，曳引机的技术含量、设计质量、产品质量等都会影响电梯的工作寿命及乘客的舒服感，所以电梯对曳引机有很高的技术要求。
1.2电梯（垂直梯）简介
1.2.1电梯的组成 ：
电梯主要同曳引系统、导向系统、门系统、轿厢、配重（对重）平衡系统、电力拖动（动力）系统、电力控制系统、安全保护系统等部分组成。
在电梯的各组成部分中，电力拖动，电力控制、曳引机的组合称为动力系统，它是电梯的动力源，亦是控制运行速度、运行状态和改变运行规律的系统；轿厢和导向系统是电梯的执行系统；其他部分统称为电梯的辅助系统。 1.2.2电梯的（垂直梯）分类
垂直电梯是建筑物内垂直（或接近垂直）运输工具的总称。其种类十分繁多，可从不同的角度进行分类，常见的有下列几种：
按用途分类有：乘客电梯（客梯）、客货电梯、货梯（载货电梯）、病床电梯（医梯）、住宅电梯、服务电梯（杂物梯）、船舶电梯、观光电梯和车辆电梯（汽车库）。
按驱动方式分类有：直流电梯、交流电梯、液压电梯、齿轮齿条电梯（已基本淘汰）、直线电动机驱动电梯（有被交流电梯代用的趋势）。
按轿厢运行速度方式分类（暂时规定）有：低速电梯（v<1m/s）、中速电梯（v<1~2m/s）、高速电梯（v>2~5m/s）、超高速电梯（v>5m/s）。
按操作控制方式分类有：手柄开关操作电梯、控钮控制电梯、信号控制电梯、集称选控制电梯、并联控制电梯、群控电梯。
按有无司机分类有：有司机电梯、无司机电梯、有/无司机电梯。
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中国矿业大学2013届毕业设计
特殊电梯有：斜行电梯、立体停车场电梯、建筑施工电梯。
1.3曳引机的主要技术指标
为了提高曳引机产品质量，必须满足下列技术指标：
1.3.1要确保电梯承载能力及曳引机的强度
电梯承载能力从100kg到几吨重，速度从0.25m/s到10m/s以上，亦即曳引机的功率范围很大。在设计曳引机时，应首先满足在设计寿命内，不产生任何失效形式的强度要求，其中包括电动机功率的选择、制动力的确定，主传动机构强度设计或校核计算。要特别重视轴承强度的校核计算及地脚螺栓的设计计算。另外，绳轮可按易损件处理，其设计寿命可短一些。
1.3.2具有较高的传动效率
曳引机的传动效率是其综合技术指标。传动效率的高低不但标志着输入功率有效利用的程度，而且表明了克服阻力力矩的能力，功率耗损的多少。它不仅体现在节约能源上的意义，同时也是曳引机技术含量、设计质量、产品质量的具体体现。为提高传动效率，合理选择主传动机构、轴承和联轴器是十分重要的，并且要提高制造和安装精度。 1.3.3具有较高的体积载荷
所体积载荷是指曳引机的许用载荷（功率或转矩）除以曳引机体积所得商。体积载荷越大表明曳引机体积越小，结构越紧凑。不难理解，要想实现大的体积载荷，首先要选择高科技型的主传动机构。合理地设计箱体结构，其中同样功率的曳引机，体积可相差1/3，重量相差到2/5。因此设计出结构紧凑、体积小、重量轻的曳引机是设计者的奋斗目标。 1.3.4应满足电梯所需的运动特性
电梯的工作特性决定了曳引机的运动特征：运动速度中等、间断工作、变速、起动频繁的正反转运行。为了满足运动特性，在设计曳引机时要特别注意曳引传动系统中传动比的分配，电动机类型的选用，以及主传动机构齿轮副齿侧间隙的保证等。 1.3.5应具有较低的振动和噪声
这项技术指标对乘人电梯特别重要。为了不造成严重的环境污染，使乘客感到乘坐舒适，要求曳引机有较低的振动（特别是扭振）和噪声。 1.3.6应具有合理的结构
结构设计历来是机械设计中的重要课题，对曳引机而言则更为重要。结构设计要特别重视结构对受力、刚度的影响；对减振、降噪、附加载荷、自身振动频率的影响，对润滑条件、润滑质量的影响等。在设计曳引机结构时，要逐条分析、结合实力合理，没有（或少有）附加载荷、满足强度和刚度要求；润滑条件良好；外形美观；制造、安装、维修工艺良好；成本较低。
1.3.7具有灵活可靠的制动系统
制动系统要具有受力合理、技术先进、强度高、寿命长、灵活可靠、结构紧凑的性能
2 电梯的驱动功率计算
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