升降电梯驱动系统设计及控制电路设计（全套设计含CAD图纸）
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外文翻译资料 1 机电一体化技术及其应用研究 1 机电一体化技术发展 机电一体化是机械、微、控制、机、信息处理等多学科的交叉融合，其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展，其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。 字化 微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础，如不断发展的数控机床和机器人；而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路，如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。 数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。 能化 即要求机电产品有一定的智能 ,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在 控机床上增加人机对话功能，设置智能 I/O 接口和智能工艺数据库，会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展，为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。 块化 由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而 有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元；具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样，在产品开发设计时，可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。 络化 由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品，现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能，利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统，使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处，因此，机电一体化产品无疑应朝网络化 方向发展。 性化 机电一体化产品的最终使用对象是人，如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要，机电一体化产品除了完善的性能外，还要求在外文翻译资料 2 色彩、造型等方面与环境相协调，使用这些产品，对人来说还是一种享受，如家用机器人的最高境界就是人机一体化。 型化 微型化是精细加工技术发展的必然，也是提高效率的需要。微机电系统(称 指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制 电路，直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。自 1986 年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针， 1988 年美国加州大学 校研制出第一个微电机以来，国内外在艺、材料以及微观机理方面取得了很大进展，开发出各种 件和系统，如各种微型传感器（压力传感器、微加速度计、微触觉传感器），各种微构件（微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等）。 成化 集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合，又包含在生产过程 中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率，应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次，使系统功能分散，并使各部分协调而又安全地运转，然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来，使其性能最优、功能最强。 源化 是指机电一体化产品自身带有能源，如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能，因而对于运动的机电一体化产品，自带动力源具有独特的好处。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。 色化 技术的发展给人们的生活 带来巨大变化，在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。所以，人们呼唤保护环境，回归，实现可持续发展，绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求，机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境，产品寿命结束时，产品可分解和再生利用。 2 机电一体化技术在钢铁中应用 在钢铁企业中，机电一体化系统是以微处理机为核心，把微机、工控机、数外文翻译资料 3 据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来，采用组装合并方式，为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件，增强系统控制精度、质量和可靠性。机电一体化技术在钢铁企业中主要应用于以下几个方面： 能化控制技术 (由于钢铁具有大型化、高速化和连续化的特点，传统的控制技术遇到了难以克服的困难，因此非常有必要采用智能控制技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经等，智能控制技术广泛于钢铁的产品设计、生产、控制、设备与产品质量 诊断等各个方面，如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢 连铸 轧钢综合调度系统、冷连轧等。 布式控制系统 ( 分布式控制系统采用一台中央机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。随着测控技术的，分布式控制系统的功能越来越多。不仅可以实现生产过程控制，而且还可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理功能，成为一种测、控、管一体化的综合系统。 有特 点控制功能多样化、操作简便、系统可以扩展、维护方便、可靠性高等特点。 监视集中控制分散，故障面小，而且系统具有连锁保护功能，采用了系统故障人工手动控制操作措施，使系统可靠性高。分布式控制系统与集中型控制系统相比，其功能更强，具有更高的安全性。是当前大型机电一体化系统的主要潮流。 放式控制系统 (开放控制系统 (计算机技术发展所引出的新的结构体系概念。“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持，按此标准设计的系统，可以实现不同厂家 产品的兼容和互换，且资源共享。开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联，实现控制与经营、管理、决策的集成，通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联，实现测量与控制一体化。 算机集成制造系统 (钢铁企业的 将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体，用以实现从原料进厂，生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控外文翻译资料 4 制。目前钢铁企业已基本实现了过程自动化，但这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理，难以适应钢铁生产的要求。 未来钢铁企业竞争的焦点是多品种、小批量生产，质优价廉，及时交货。为了提高生产率、节能降耗、减少人员及现有库存，加速资金周转，实现生产、经营、管理整体优化，关键就是加强管理，获取必须的效益，提高了企业的竞争力。美国、日本等一些大型钢铁企业在 20 世纪 80 年代已广泛实现 。 场总线技术 ( 现场总线技术 ( 连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术 (如 4 20 C 直 流传输 )就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。通过现场总线连接可省去 66%或更多的现场信号连接导线。现场总线的引入导致变革和新一代围绕开放自动化系统的现场总线化仪表，如智能变送器、智能执行器、现场总线化检测仪表、现场总线化 现场就地控制站等的发展。 流传动技术 传动技术在钢铁工业中起作至关重要的作用。随着电力技术和微电子技术的发展，交流调速技术的发展非常迅速。由于 交流传动的优越性，电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动，数字技术的发展，使复杂的矢量控制技术实用化得以实现，交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。现在无论大容量电机或中小容量电机都可以使用同步电机或异步电机实现可逆平滑调速。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎，应用不断扩大。 外文资料翻译 1 n is on of of of a of a of of as NC of as of a of it is to in NC / O of as of up a As of of a is a If is to of 文资料翻译 2 as in we As of of is of to AN a to a as of so in be of of be no 1.5 of is to of is in to it so on of or a to as is of 1.6 is a in to to be by is of or 986 1988 at at of as . 外文资料翻译 3 a of of of in at In to of a be to of at be to 1.8 to as As on be to n a of of in s in at of of in of is of In of be in of is to of is at of of 2 in of in In of at of as by of a 文资料翻译 4 in in in As a of it is to in as a of a be or to on of be of be as a of be is of is to a of Is of 外文资料翻译 5 is of by a of in be of so to to to is be to of to of of of of of is of of of In to of is to to of of in 980s is in of in to 0 C 外文资料翻译 6 it in in on be 6% or to of CS of as C in a of C C to of in C C of to AC C or be to or AC in of as a to 徐州工程学院 毕业设 计（论文）任务书 机电工程 学院 机械设计制造及其自动化 专业 设计（论文）题目 升降电梯的驱动系统和控制电路设计 生 姓 名 陈亮亮 班 级 04 级 2 班 起 止 日 期 2008 2008 指 导 教 师 杨根喜 教研室主任 李志 发任务书日期 2008 年 2 月 25 日 电梯曳引机是电梯的主要组成部分 ，它的设计水平、产品质量，直接 影响电梯的产品质量，其强度和寿命直接影响电梯寿命和工作可靠性。 曳引比 i12 =1，机械效益 A=1； ,520q=10楼层为 4 层，限 16人。 论文 )的内容和要求： 定结构形式 计 0#图纸 以上 20000 字以上） 其中 电梯曳引机 结构装配图： 1 张； 阶梯轴零件图： 1 张； 联轴器零件图： 1 张； 套筒零件图： 1 张 端盖零件图： 1 张 。 电路图 3 张（包括一张梯形图）系统原理图 2 张 机械设计手册 机械设计 材料力学 普通物理学 电器控制及可编程控制技术 论文 )进度计划 (以周为单位 )： 起 止 日 期 工 作 内 容 备 注 第一周 第二周 第三周 第四周 第五、六、七周 第八、九、十周 第十一、十二周 第十三、十四、 十 五周 第十六周 毕业实习 毕业实习 确定设计方案，进行必要的计算 确定总体方案 绘制总图 绘制主要零件图 绘制其他控制 图 校验图纸，编写设计说明书 准备答辩 在绘制图纸期间，曾到徐州华红 电梯厂实地参观学习，对自己设计的电梯 有了感性的认识，从而为更好的完成设计任务提供了很大的帮助。 教研室审查意见： 室主任 年 月 日 学院审查意见： 教学院 长 年 月 日 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 1 摘要 点题曳引机是电梯的主要组成部分，它的设计水平、产品质量，直接影 响电梯的产品质量，其强度和寿命直接影响电梯寿命和工作可靠性，它的振动和噪声直接影响人员乘坐电梯的舒适感。因此本设计的主要内容为曳引机主传动机构的设计与计算。 关键词 ： 电梯；电梯曳引机；曳引机主传动机构 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 1 is it of a to 州工程学院毕业设计 (论文 ) 1 目 录 1 绪论 .言 . 3 梯（垂直梯）简介 . 3 梯的组成 ： . 3 梯的（垂直梯）分类 . 5 引机的主要技术指标 . 6 2 电梯的驱动功率计算 . 引比与曳引力 . 8 引传动与曳引传动形式 . 8 2. 2 作用在曳引轮上的静力 . 8 2. 3 曳引轮两侧静拉力计算 . 9 . 10 . 11 引轮承受的静转矩变化 . 11 计载荷 . 12 引机驱动转矩的计算 . 12 量定理及曳引力 . 12 . 13 3 曳引机的设计 引机的额定载重量 . 14 定速度 . 14 引机减速 器的中心距 . 14 流电动机 . 14 动机的选用 . 14 4 曳引机主传动机构的设计与计算 通圆柱蜗杆副几何参数搭配方案 . 15 何计算中注明的几个问题 . 17 通圆柱蜗杆副的正确啮 合条件 . 17 柱蜗杆传动的强度计算 . 18 齿面接触疲劳强度计算 . 18 4 圆柱蜗杆、蜗轮、蜗轮轴的材料 . 19 . 19 动机构位置的讨论 . 20 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 2 动比 . 20 引轮 . 20 引比的应用 . 20 体方案讨论 . 20 体结构设计的讨论 . 21 体尺寸的确定 . 21 的设置 . 22 体设计应合理处理的几个 问题 . 22 承位置 . 23 体设计的对称性 . 23 引机轴的结构设计 . 23 承的选用 . 25 引机用轴承 . 25 动轴承的寿命计算 . 25 轴器的选用 . 26 动机构的设计与计算 . 28 动机构的类型与特点 . 28 动器的选择与设计 . 28 5 控制系统设计 电机主电路的设计 . 31 编程控制器的设计 . 31 谢 . . 41 参考文献 . 41 附录 附录 1 录 2 州工程学院毕业设计 (论文 ) 3 1 绪论 言 电梯作为垂直方向的交通工具，在随着计算机和电力电子技术的发展，现代电梯已成为典型的机电一体化产品。高层办公楼、住宅建筑中的垂直电梯，商场、机场、火车站、地铁站内的扶梯、自动人行道；宾馆、酒店中的观光电梯越来越给人们带来方便。 随着我国房地产业的迅猛发展，中国电梯新技术在变频变压、 无机房电梯、永磁同步拖动技术、无齿轮曳引机、计算机控制技术、远程监控技术等将迅速推广。我国在电梯制造技术方面，内资电梯企业实力不断增强，如江苏江南、山东百斯特、浙江巨人、上海房屋设备总公司、东莞飞鹏、宁波宏大、苏州申龙、东南液压电梯等电梯制造企业发展很快。随着我国加入 及国家实施西部大开发的推进，全球著名电梯品牌如奥的斯、迅达、通力、三菱、日立、东芝、富士达、 已陆续进入中国市场。 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 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 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。 梯（垂直梯）简介 ： 按照其功能的不同，电梯可分为曳引系统、导向系统、门系统、轿厢 和对重、安全装置电气拖动和控制系统等部分 . （一）曳引系统 1、作用：曳引系统的作用是输出动力、曳引轿厢运行。 2、组成：主要由曳引机、曳引钢丝绳、导向轮、反绳轮等构成。 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 4 曳引机由电动机、连轴器、制动器、减速箱、机座和曳引轮组成。 曳引钢丝绳连接轿厢和对重，依靠曳引轮绳槽和钢丝绳之间的摩擦来驱动电梯上下运行。 导向轮一般安装在曳引机座或承重梁上，用来承托曳引钢丝绳，调节轿厢和对重之间的距离。 反绳轮是安装在轿顶或对重顶部的动滑轮，主要作用是降低电梯速度，提高电梯运载能力。 （二）导向系统： 1、作用：限制轿厢和对重的自由度，使其只能沿着导轨上下运动。 2、组成：主要由导轨、导靴、导轨架组成。 导轨是对轿厢和对重的运动起导向作用，主要由 L 型两种。 导靴安装在轿厢和对重架上，强制轿厢沿着导轨上下垂直运动。 导轨架安装在井道壁上，用来支撑和固定导轨。 （三）门系统 1、作用 :用以封闭轿厢和井道出口。 2、组成 :由轿门、厅门、开门机构组成。 轿门安装在轿厢上，有交删式和封闭式等。 厅门安装在每层电梯出口处。 每个厅门设有机械和电气联锁装置，保证厅门打开时电梯不能运行。 开门机构是开关电梯门的机构，有自动式、手动式两种区别。 （四）轿厢和对重 1、轿厢用来运送乘客或货物，是电梯的运载承载部分。它主要有机械架、轿厢底、轿厢壁、轿顶组成。 2、对重相对于轿厢悬挂于曳引绳底另一端，使曳引机只需克服轿厢和对重之间底重量差便能驱动电梯，进而起到减少动力消耗、改善曳引机能力底作用。对重由对重架、对重块、和补偿装置组成。 （五）电气拖动和控制部分 电梯的电力拖动系统有两大类，即交流拖动系统和 直流拖动系统。常见的直流拖动系统可分为控硅励磁和控硅供电两类；交流拖动系统分单速、双速、调速三类。 电梯的控制系统取决于电梯的用途、额定载荷、速度、控制方式等设计要求和使用性能要求，但控制内容大致相同。主要是指对电梯的启动、加速、运行、减速、停止和运行方向、楼层显示、轿内指令、层站厅外召唤、安全保护等信号进行管理和控制。 （六）安全装置 安全装置的作用是保证电梯安全使用，防止危机人身、财物的事故发生。安全装置分为两类：机械安全装置和电气安全装置。 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 5 1、机械安全装置 机械安全装置 主要有安全触板、厅门锁、限速器、安全钳、缓冲器等。 安全触板设计在轿门上，在电梯关门过程中，当人或物品触及安全触板时，轿门自动反开，防止夹伤人或物。 门锁装置（主要指厅门）位于厅门内侧，门关闭后将厅门关住，封闭井道，防止电梯不在本层站时人员进入井道；同时，当电梯离开本层站时，人们不能在电梯厅门用非正常手段打开厅门，防止人员进入井道；只有所有电梯厅门关闭后，电梯才能投入正常启动运行。 限速器一般安装在机房楼板上。当电梯运行速度超过速度限定时，限速器动作，先切断安全回路，如果电梯仍向下运 行将直接牵引安全钳动作，将电梯制停。 安全钳一般安装在轿厢底部（特殊情况下对重也安装有安全钳），当限速器动作时，电梯轿厢（或对重）仍向下运行，在限速器的带动下安全钳动作，将轿厢 (对重 )夹持在导轨上而使轿厢 (对重 )停止运动。 缓冲器分为弹簧式和液压式两种，是电梯最后一道安全装置。当轿厢或对重因某种原因超出极限位置冲顶或蹲底时，可减少设备对建筑物的冲击力。 2、电气安全装置 电气安全装置主要有上下限位开关、极限开关、超载保护、门区光电装置等。 限位开关作用是当电梯超越正常行程 范围时，通过安装在轿厢上的打板驱使限位开关动作，切断回路，强迫电梯停止。 极限开关是当电梯冲越端站时，限位开关又未制停电梯时，能在电梯或对重未触及缓冲器前切断安全回路或强行切断主电源的电气安全装置。 超载保护是通过安装在轿厢悬挂结构或活动轿厢上的称量装置来实现的，当轿厢内装载的重量超出额定载荷时，发出警告信号，提醒电梯使用人员，并且保持开门状态不关门，直至轿厢内的人或物重量不超载。 另外，电梯中还有许多保证电梯安全运行的电气安全装置如轿厢内防捣乱功能等，这里不再加以说明。 的（垂直梯）分类 (一 )按电梯的用途分类 根据电梯在楼宇使用用途（服务对象）的不同，电梯可分为： 1、乘客电梯：主要用于运送乘客上下楼宇，一般设置有较好的轿内装饰和完善的安全设施。 2、载货电梯：主要用于垂直方向运输货物、设备等，一般有专人控制。 3、消防电梯：在楼宇发生火灾时，其它电梯均不能使用，只有该电梯可供消防员专用，平时用于运输设备、员工、载货等。它一般是从地下室到顶层的每一层均能停留的垂直升降梯。对高层楼宇，消防电梯非常重要，应特别加以注意。 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 6 4、病床电梯：为医 院运送病床、担架、医用车而设计，轿厢具有窄长的特点。 5、杂物电梯：供图书馆、书店、办公楼、饭店等运送图书、文件、食品等设计的电梯，杂物电梯一般体积较小，不允许载人。 6、观光电梯：轿厢壁透明，供乘客观光使用，一般安装在商业比较繁花的高层楼宇内。 7、自动人行道：主要用于水平方向运输人员及物品的电梯。 8、自动扶梯：主要用于斜面运送乘客的电梯。 9、其它电梯：如车辆电梯、船舶电梯、建筑施工电梯和曳引电机等 （二）按电梯运输速度来分类 1、低速电梯：指运行速度一般为 /秒的电梯。 2、快速电梯：指运行速度一般为 /秒的电梯。 3、高速电梯运行速度一般为 /秒的电梯。 4、超高速电梯：指速度大于 /秒的电梯。 （三）按驱动方式和曳引电机分类 1、交流电梯：用交流感应电动机驱动的电梯。根据拖动方式可分为交流单速、交流双速、交流调速电梯。 2、直流电梯：用直流电动机驱动的电梯。多用于速度大于 2米 /秒的高档电梯。 3、液压电梯：利用液压泵，由柱塞或柱塞钢丝绳驱动轿厢升降的电梯。 4 齿轮齿 条电梯：将导轨加工成齿条，轿厢上装有与之齿合的齿轮，电动机带动齿轮旋转使轿厢升降的电梯。多用于码头岸吊、建筑工地等。 5、直线电机电梯：用直线电机带动的电梯，它是目前最新驱动方式的电梯。 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： 确保电梯承载能力及曳引机的强度 电梯承载能力从 100几吨重，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。 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图 1引机 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 7 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。 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。 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。 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。 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。 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。 引机的总体设计 曳引机主要由电动机、联轴器、减速器、曳引轮、机架、飞轮（手扳轮）、编码器等部分组成。目前曳引机的组合形式主要有下列三种： 1） 电动机联轴器制动机构减速器曳引轮 2） 电动机联轴器减速器制动机构曳引轮 3） 制动机构电动机联轴器减速器曳引轮 综合分析后 ,本人选择第 1）种方案来设计。 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 8 2 电梯的驱动功率计算 引比与曳引力 引比和机械效益 曳引比：曳引机上曳引轮的圆周速度与轿厢速度之比称为曳引比，用 i12表示。 机械效益：令曳引机中曳引轮上钢丝绳承受的拉力为 F，轿厢总重力为 Q，则机械效益 A=Q/F 式 （ 2 定滑轮及动滑轮机构 Q 为重物， F 为拉力，动力臂与阻力臂都是滑轮的半径 r，所以 rQ= A=Q/F=1 i12=1 式（ 2 定滑轮机构速度不变、力不变。 R 不变， A= i12 梯的曳引传动形式 曳引传动形式可由定滑轮、动滑轮、组合滑轮、差动滑轮机构组合而成。多年经验表明 常用曳引传动形式见下 定滑轮机构的曳引传动 该传动形式的曳引比 i12=1，机械效益 A=1。增加一个过轮其目的是为了拉开轿厢与对重之间的距离。过轮使曳引轮与钢丝绳的包角减小。一般设计尽量使包角大于 135。过轮使绳的弯曲次数增多，疲劳寿命减少。 曳引比为 2 的曳引传动 i12=2， A=2 亦即轿厢（或对重）的上升（或下降）速度是曳引轮圆周速度的 1/2。曳引轮两侧钢丝绳承受的拉力分别为轿厢总重量、对重总重量的 1/2 滑轮组机构曳引传动 在轿厢（或对重）上各有三股钢丝绳，有三个定轮。 i12=3， A=3，亦即轿厢（或对重）的上升（或下降）速度是曳引轮圆周速度的 1/3，曳引轮两侧钢丝绳承受的拉力分别为轿厢总重量、对重总重量的 1/3 还有大曳引比曳 引传动、复绕曳引传动、长绕曳引传动、双对重对曳引传动、具有补偿 的曳引传动。 综合分析之后，决定选择第一个方案，曳引比 i12 =1，机 械效益 A=1。 用在曳引轮上的静力 电梯是靠曳引轮 槽与钢丝绳之间产生的摩擦力（或摩擦力矩）平衡外力，在曳引机的驱 下，牵引轿厢与对重上下运行的。在曳引轮两侧的钢丝绳分别系有轿厢及对重，轿厢与对重分别在钢丝绳上产生拉力 Q 与 F。 Q 与 F 是静止情况下的拉力，故称静力。静力实际上是两侧各构件重力和对钢丝绳的拉力。计算中用到的符号如下： N）； 取值为 29002N）； 取值为 1250力（ N）； 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 9 N）； N）； 绳 所 受 的 重 力（ N）； 图 2引轮上的静力图 N）； N）； i12 1 2 m/s）； 2r/。 引轮两侧静拉力计算 Q 值 从轿厢到曳引轮之间是一个曳引系统。也就是说轿厢的速度、重量要通过曳引系统中的滑轮组才能传递到曳引轮。当然也可以通过滑轮组直接连接起来，这时 i12 1,A1。则可用下式求得 Q 值。 Q=（ 2） /A+ 2） / i12+ 式（ 2 大小受轿厢到曳引轮之间距离的影响，亦即是轿厢位置的函数，即 R1=f1(于是： Q=（ 2） /A+f1(曳引机强度设计计算中，为了安全可靠，一般规定额定载荷要乘以系数 轿厢的结构自重一般为额定载荷的 1。 4 倍，前文已述及机械效益与曳引比量值相等，最后 Q 值的计算式为： Q=2/+ 式（ 2 式中， i12由曳引传动机构确定。 设计曳引机时按满载，轿厢在井道部位计算。设曳引绳的根数为 n，电梯提升高度为 H，绳的直径为 d，绳的单位长度重量为 q，则 州工程学院毕业设计 (论文 ) 10 F 值 在对重侧同样是一个滑轮组传动机构，也有机械效益。按规定，对重取 Q+ 称对重系数，其值一般为 以对重侧的拉力 F 可由下式计算： F=（ + 12+ f2( 式（ 2 考虑到上文所述相应问题最后得 F=2 i12+ f2( 式（ 2 Q 值与 G 值差 由式可知 2- 12-(2) 式（ 2 =(1 i12-(2) 实际计算时可采用简化式 2/ i12-(2) 式（ 2 Q 值与 F 值之和 由式可知 P=Q+F=（ 2+ 12+(2) 式（ 2 =2 1+） i12+(2) 实际计算时可采用简化式 P=2/ i12+(2) 式（ 2 2 的计算有两种情况 没有补偿绳时 2=补偿绳时 2=2电梯没有运行前，曳引轮随的拉力差 生的转矩称静转知 T（ N m），它的方向与 G 相同。可由下式计算，设曳引轮节圆直径为 D（ 则 T20= 2*1000） 式（ 2 =1/2*D* i12-(2)*1/1000 电动机受的静转矩为 静力 P 是比较大的力，作用在轴颈上要产生摩擦转矩 T10（ N m），其值可由下式计算： T 10=000 式（ 2 式中 r 为轴半径（ T20 方向与 动机受的摩擦转矩为 T10= T20/ 式（ 2 电动机轴上承受的总静转矩为： 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 11 T10=10 式 （ 2 或 10+T0 和 由 F 值的计算式可以看出， F 值的大小仅随 小变化，在电梯提升高度 工作状态。这时产生的静力矩与 G 方向一致。当 F 方向的静转矩大到一定程度时，亦即若大于摩擦力矩时，电梯起动的瞬时，主传动机构的共轭啮合面发生改变，由左齿面（或右齿面）改变成了右齿面（或左齿面），也就是这个瞬间齿面要产生一次冲击，齿面改变的结果使齿轮副啮合状态发生了根本变化。正常（以蜗杆副为例）共轭啮合是蜗杆为主动件。改变后的啮合状态是蜗轮为主动件。要 特别注意，无论那个齿面工作，电梯的运行方向不变，这是一个重要的共轭齿面啮合现象。 转矩的讨论 载荷很小时（极限情况是空载）， FQ，静载荷产生的转矩方向与 F 方向一致；载荷较大时（极限情况是满载）； QF，静载荷产生的转矩方向与 Q 的方向一致，又由 P 力产生的摩擦转矩总和 （ 1） 满载上行 T20 方向一致要相 ） 加 （ 2） 满载下行 T20 方向相反要相减 （ 3） 空载上行 T20 方向一致要相减 （ 4） 空载下行 T20 方向一致要相加 所谓上行和下行是指轿厢运行方向。 关于对重系数 =就是说 Q 值和 F 值仅相差（ 引轮两侧的接力在不考虑钢丝绳重量影响的情况下，仅随载重量 变化而变化。若载重量不是满载而是 ，则 Q=F，这时静转矩理论上可为零，也就是说电梯功率可达到最小。客梯的乘客不可能总是满载，也不可能空载运行，从概率上讲可以判定，乘载 40%60%的机率最多。而 =见系数的给定值是很巧妙的，这就不难断定客梯实际运行中电动机功率多数情况是很小的。曳引机使 用情况已说明主传动机构齿轮副失效破损的很徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 12 少。由于 P 力的作用，设计轴承则是一个重要问题了。 在设计曳引机时，总是按照最危险的情况考虑，所以应采用 超载计算， Q 总是大于 F。曳引机主传动机构的设计及电动机选择，都应遵循这一原则。 运行中的曳引传动情况是很复杂的：轿厢运行有上有下；轿厢有加速度起动、减加速度停车及匀速正常工作；有移动构件和转动构件；有重量、有质量等，所以曳引机承受的力和转矩将受到动量和转动惯量的影响。在分析计算曳引机驱动转矩时，要充分考虑 这些因素，亦加以较全面的讨论，从中寻找出最危险情况，进行曳引机强度计算以达到安全可靠的目的。 曳引力是非运动时的静力。因为电梯在运动的全过程中，速度是变化 的，呈近似梯形，起动时有加速度，正常运行是匀速，停层时是减加速，所以在起动和停层阶段受动量大小的影响。由此在计算曳引力时涉及支动量及动量定理。 动量定义：物体质量与速度的乘积称为动量。 K= 式 （ 2 动量定理：在一个机械系统中，各构件动量对时间求导之和等于所有外力之和，即 对于一个构件单独分析同样成立。 a)上行加速起动阶段，所承受的曳引力 对于轿厢，它承受的重力为 2，亦是受的外力，曳引轮对轿厢的作用力为 Q，于是由式可得 （ 2） dv/-(2) 式（ 2 所以 Q=（ 2） +（ 2） a/g =（ 2） (1+a/g) 式中 a 加速度（ m/ g重力加速度（ m/ 对重承受的重力为 是承受的外力。应注意 v 指向 （ (dv/F( 式（ 2 F=( ( Q2)a/g=( 1a/g) 所以可方便地求得曳引轮两侧拉力之差 2)（ 1+a/g） =( 1+a/g) 式（ 2 整理后得 徐州工程学院毕业设计 (论
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