升降电梯驱动系统和控制电路设计【机电毕业设计含11张CAD图+说明书2.2万字46页】
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!【包含文件如下】【机电毕业设计类】CAD图纸+word设计说明书.doc[22000字，46页]【需要咨询购买全套设计请加QQ97666224】.bat
A0-曳引机装配图.dwg
A3-梯形图.dwg
A3-门电机电路图.dwg
A4-IO配置框图.dwg
A4-PC机原理框图.dwg
A4-套筒.dwg
A4-涡轮.dwg
A4-缸盖.dwg
A4-蜗杆.dwg
A4-阶梯轴.dwg
A4联轴器.dwg
任务书.doc
开题报告.doc
目录+摘要.doc
翻译.doc
设计说明书.doc[22000字，46页]
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
目 录
1 绪论 …………………………………………………………………………………………..3
1.1引言 3
1.2电梯（垂直梯）简介 3
1.2.1电梯的组成?： 3
1.2.2电梯的（垂直梯）分类 5
1.3曳引机的主要技术指标 6
2 电梯的驱动功率计算 ……………………………………………………………………….8
2.1曳引比与曳引力 8
2.1.1曳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 10
2.4曳引轮上的静转矩 11
2.5静转矩的讨论 12
2.5.1曳引轮承受的静转矩变化 12
2.5.2设计载荷 12
2.5.3曳引机驱动转矩的计算 12
2.5.4动量定理及曳引力 13
2.6输入功率的简易计算方法 14
3 曳引机的设计 ……………………………………………………………………………….15
3.1 曳引机的额定载重量 15
3.1.1额定速度 15
3.1.2 曳引机减速器的中心距 15
3.1.3 交流电动机 15
3.1.4电动机的选用 15
4 曳引机主传动机构的设计与计算 ………………………………………………………….15
4.1 普通圆柱蜗杆副几何参数搭配方案 15
4.2几何计算中注明的几个问题 18
4.2.1普通圆柱蜗杆副的正确啮合条件 18
4.2.2 圆柱蜗杆传动的强度计算 18
4.2.3轮齿面接触疲劳强度计算 19
4.2..4圆柱蜗杆、蜗轮、蜗轮轴的材料 19
4.2.5.轴系零件的配合精度 20
4.3制动机构位置的讨论 21
4.3.1传动比i12 21
4.3.2曳引轮 21
4.3.3曳引比的应用 21
4.4整体方案讨论 21
4.5箱体结构设计的讨论 22
4.6箱体尺寸的确定 22
4.7肋的设置 22
4.8箱体设计应合理处理的几个问题 23
4.9轴承位置 24
4.10箱体设计的对称性 24
4.11曳引机轴的结构设计 24
4.12轴承的选用 27
4.12.1曳引机用轴承 27
4.12.2 滚动轴承的寿命计算 27
4.13联轴器的选用 28
4.14制动机构的设计与计算 30
4.14.1 制动机构的类型与特点 30
4.14.2 制动器的选择与设计 31
5 控制系统设计 ……………………………………………………………………………….33
5.1门电机主电路的设计 33
5.2 可编程控制器的设计 33
5.2.1 I/O点的分配 34
5.2.2梯形图 34
5.2.4梯形图原理分析 41
5.3将PC机应用在电梯控制中 42
总结 …………………………………………………………………………………………….44
致谢 ………………………………………………………………………………………. 45
参考文献 ………………………………………………………………………………………. 45
附录
附录1……………………………………………………………………………………….47
附录2……………………………………………………………………………………….48
- 内容简介：
-
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 中文资料 浅析步进电机的 制技术与发展趋势 1、概述 ： 随着微电子技术和计算机技术的发展，可编程序控制器有一了突飞猛进的发展，其功能已远远超出了逻辑控制、顺序控制的范围，它与计算机有一效结合，可进行模拟最控制，具有一远程通信功能等。有 即 器人， 一 ,目前可编程控制器广泛应用于冶金、矿业、机械、轻丁等领域，为工业自动化提供了有一力的工具。 制的步进电机开环伺服机构应用于组合机床自动生产线上的数控滑台控制，可省去该单元的数控系统 ,使该单元的 控制系统成本降低。 2、步进电机的基本特点 : （ 1）、一般步进电机的精度为步进角的 3不累积。 （ 2）、步进电机外表允许的最高温度步进电机温度过高首先会使电机的磁性材料退磁，从而导致力矩下降乃至于失步，因此电机外表允许的最高温度应取决于小同电机磁性材料的退磁点 ;一般来讲，磁性材料的退磁点都在摄氏 130 度以上，有一的甚至高达摄氏 200 度以上，所以步进电机外表温度在摄氏 80完全正常 （ 3）、步进电机的力矩会随转速的升高而下降。当步进电机转动时，电机各相绕组的电感将形成一个反向电动势 ;频率越高 ，反向电动势越大在它的作用大，电机随频率 (或速度 )的增大而相电流减小，从而导致力矩下降。 （ 4）、步进电机低速时可以正常运转，但若高于一定速度就无法启动，并伴有一啸叫声步进电机有一个技术参数 :空载启动频率，即步进电机在空载情况下能够正常启动的脉冲频率，如果脉冲频率高于该值 .，电机不能正常启动，可能发生丢步或堵转。在有一负载的情况下，启动频率应更低如果要使电机达到高速转动，脉冲频率应该有一加速过程，即启动频率较低，然后按一定加速度升到所希望的高频 数字化制造时代发挥着重大的用途伴 随着小同的数字化技术的发展以及步进电机本身技术的提高，步进电机将会在更多的领域得到应用。 3、步进电机控制系统的组成 ： 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移最，从而达到确定位的目的 ;同时 ,可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的步进电机 用其没有累积误差精度为百分百的特点，泛 应用于各种开环控制。 4、步进电机的 技术 : 应使输入步进电机的输入脉冲总数和脉冲频率受到相应的控制。因此在控制软件上设置一个脉冲总数和脉冲频率可控的脉冲信号发生器 ;对于频率较低的控制脉冲，可以利用 定时器构成，脉冲频率可以通过定时器的定时常数控制脉冲周期，脉冲总数控制则可以设置一脉冲计数器 脉冲数达到设定值时，计数器 作切断脉冲发生器回路，使其停止 ,伺服机构的步进电机无脉冲输入时便停止运转，伺服执行机构定位当伺服执行机构的位移速度要求较高时，可以用高速脉冲发生器 . 不同的 高速脉冲的频率可达 4000 6000通过 程输出一定数最的方波脉冲，控制步进电机的转角 ,可编程控制器输出的控制脉冲按步进电机的通电顺序分配到相应的绕组。 件环行分配器采用软环占用的源较多，特别是步进电机绕组相数大于四时，对于大型生产线应该充分考虑采用硬件环行分配器，虽然硬件结构稍微复杂些，但可以节省占用 输出输入点数，目前市场有一多种专用芯片可以选用 出的控制脉冲放大到几十至上百 倍 , 伏特、几安到几十几安的驱动能力 ,一般 通常的晶体管内流输出接口的负载能力仅为十几到几十伏特、几十到几百毫安 ,但对于功率步进电机则要求几十到上百伏特 ,几安到几十安的驱动能力，因此应该采用驱动器对输出脉冲进行放大。 5、国内外电机的发展趋势 : （ 1）、继续沿着小型化的方向发展随着电动机本身应用领域的拓宽以及各类整机的不断小型化，要求与之配套的电动机也必须越来越小，在 57, 42 机座号的电动机应用了多年后，现在其机座号向 3 9, 3 5,30, 25 方向向下延伸。 （ 2）、对电动机进行综合设计即把转速位置传感器，减速齿轮等和电动机本体综合设计在一起，这样使其能方便地组成一个闭环系统，因而具有一更加优越的控制性能。 （ 3）、向五相和三相电动机方向发展 泛应用的二相和四相电动机，其振动和噪声较大，而五相和三相电动机具有优势性而就这两种电动机而言，五相电动机的驱动电路比三相电动机复杂，因此三相电动机系统的性能价格比要比五相电动机更好一些我国的情况有一所小同，直到 20 纪纪八十年代，一直是磁阻式步进电动机占统治地位，混合式步进电动机是 80 年代后期才开始发展，至今仍然是 两种结构类型同时并存。尽管新的混合式步进电动机完全 磁阻式电动机的整机获得了长期应用，对于它的技术也较为熟悉，特别是典型的混合式步进电动机的步距角与典型的磁阻式电动机的步距角不一样，用户改变这种结构小是很客易的，这就使得两种机型并存的局面难以在较短时问内改变。这种现状对步进电动机的发展是不利的。 英文资料 LC . an by of a in he of it an to o to to is it of AM)it a, E in to is of LC of to an to a to go to of to he of 2、 of （ 1）、 of t （ 2）、 of is as a so of be by to 30 C an of be up 00C so 0（ 3）、 to go up to to a to is to in or （ 4）、 if in t a to a at of if is in be t a or up to is be if to to to an is to to of it of to to in of of an in 3、 an to is a of or an a to to to a it a to of to to an to be to be it to a to to of to to in to be a of of it t 00 to 00 of be to in a LC 4、 to be to a of of a a in L in a in in a 10 be it no be of to LC LC it of 000LC is to LC to s to on to by of a LC of go an to LC up to a to to go , is a a an of LC a to to to s of LC of s an of LC to to an to an 00 to to 00 s an an to on 5、 1）、 of is to to 7, 2 9,35,30,25 （ 2 ）、 of on to a to so it be to as a （ 3）、 to Be of in to so of is a of 0 i,80s, is of to to is 0s to is of up to in of of to a of to in to of s to of to be of is is of of is to in of is to 徐州 工程学院 毕业设计 （论文） 开题报告 课 题 名 称： 升降电梯驱动系统和控制电路设计 学 生 姓 名： 陈亮亮 学号： 20040601215 指 导 教 师： 杨根喜 职称 ： 副教授 所 在 学 院 ： 机电工程学院 专 业 名 称： 机械设计制造及其自动化 徐州 工程学院 2008 年 3 月 4 日 说 明 1根据 徐州 工程学院 毕业设计 (论文 )管理规定 ，学生必须撰写 毕业设计（论文）开题报告 ，由指导教师签署意见、教研室 审查， 学 院 教学 院长 批准后实施。 2 开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。 3毕业设计开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。 4本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，没有经过整理归纳，缺乏个人见解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。 5. 课题类型填：工程设计类；理论研究 类；应用（实验）研究类；软件设计类；其它。 6、课题来源填：教师科研；社会生产实践；教学；其它 课题 名称 升降电梯驱动系统设计及控制电路设计 课题来源 社会 实践 课题类型 工程设计类 选题的背景及 意义 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 。 研究 内容拟解决的主要问题 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，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 研究方法技术路线 1. 升降电梯多用于人流密集的公共场所如：商场、大厦、地铁、车 场、码头等。其中核心就是驱动系统和控制系统。 2. 驱动系统采用电动机带动蜗杆副，由蜗杆副为输出装置。 3. 控制部分采用 编程控制器。 研究的总体安排和进度计划 02 月 03 月：准备设计资料 和预备设计 03 月 04 月：初步完成设计方案并开始设计 04 月 05 月：完成零件图与装配图的绘制 05 月 06 月：完成论文的撰写 主要参考 文献 互换性 工程材料 机械设计 材料力学 电器控制与可编程控制器技术 大学物理 指导教师 意 见 指导教师签名： 年 月 日 教研室意见 学院 意见 教研室 主任签名： 2008 年 3 月 3 日 教学 院 长 签名： 年 月 日 徐州工程学院毕业设计(论文)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AbstractElevator tractor is product quantity that the design level, product quantity that the elevator constitutes the part primarily, it, direct influence elevator, its strength affect the elevator life span with work with life span directly dependable, it of the vibration feels with a comfort for directly affecting personnel embarking elevator.A main contents for designing spreads the design that move the organization for the lord and calculation.Keywords Elevator tractor Elevator The tractor lord spreads to move the organization1徐州工程学院毕业设计(论文)目 录1 绪论.31.1引言31.2电梯（垂直梯）简介31.2.1电梯的组成：31.2.2电梯的（垂直梯）分类51.3曳引机的主要技术指标62 电梯的驱动功率计算.82.1曳引比与曳引力82.1.1曳引传动与曳引传动形式82. 2作用在曳引轮上的静力82. 3曳引轮两侧静拉力计算102.4曳引轮上的静转矩112.5静转矩的讨论122.5.1曳引轮承受的静转矩变化122.5.2设计载荷122.5.3曳引机驱动转矩的计算122.5.4动量定理及曳引力132.6输入功率的简易计算方法143 曳引机的设计.153.1 曳引机的额定载重量153.1.1额定速度153.1.2 曳引机减速器的中心距153.1.3 交流电动机153.1.4电动机的选用154 曳引机主传动机构的设计与计算.154.1 普通圆柱蜗杆副几何参数搭配方案154.2几何计算中注明的几个问题184.2.1普通圆柱蜗杆副的正确啮合条件184.2.2 圆柱蜗杆传动的强度计算184.2.3轮齿面接触疲劳强度计算194.2.4圆柱蜗杆、蜗轮、蜗轮轴的材料194.2.5.轴系零件的配合精度204.3制动机构位置的讨论214.3.1传动比i12214.3.2曳引轮214.3.3曳引比的应用214.4整体方案讨论214.5箱体结构设计的讨论224.6箱体尺寸的确定224.7肋的设置224.8箱体设计应合理处理的几个问题234.9轴承位置244.10箱体设计的对称性244.11曳引机轴的结构设计244.12轴承的选用274.12.1曳引机用轴承274.12.2 滚动轴承的寿命计算274.13联轴器的选用284.14制动机构的设计与计算304.14.1 制动机构的类型与特点304.14.2 制动器的选择与设计315 控制系统设计.335.1门电机主电路的设计335.2 可编程控制器的设计335.2.1 I/O点的分配345.2.2梯形图345.2.4梯形图原理分析415.3将PC机应用在电梯控制中42总结.44致谢. 45参考文献. 45附录附录1.47附录2.484徐州工程学院毕业设计(论文)附录附录1外文文献Mechanical engineering involves application of the principles of dynamics, control, thermodynamics and heat transfer, fluid mechanics, strength of materials, materials science, electronics, and mathematics. It is concerned with machine tools, motor vehicles, textile machinery, packaging machines, printing machinery, metalworking machines, welding, air conditioning, refrigerators, agricultural machinery, and many other machines and processes essential to an industrial economyDynamics can be divided into two branches, kinematics and kinetics. The foundations of dynamics were laid by Galileo, who derived the law of motion for falling bodies and was the first to recognize that all changes of velocity of a body are the result of forces. Isaac Newton formulated this observation in his second law of motion (see Newtons laws of motion). Dynamics can be divided into two branches, kinematics and kinetics. The foundations of dynamics were laid by Galileo, who derived the law of motion for falling bodies and was the first to recognize that all changes of velocity of a body are the result of forces. Isaac Newton formulated this observation in his second law of motion (see Newtons laws of motion). Otis range of Escalators and Travolators includes products for commercial use - in department stores, hotels or offices, as well as those for use in public areas such as railway stations, airports or the underground.506 NCE (Commercial) A cost-competitive product benefiting from OTIS proven engineering expertise Customer satisfaction through partnership Because the key to a smooth and successful escalator installation is planning, from the very outset we dedicate a team of specialists to plan and implement a project. Working in close cooperation with the customer it analyses the requirements and defines the specification - taking into account all technical and aesthetic considerations. Accent on aesthetics Its the sheer number of design options which allows the Otis 506 NCE to be so individual. In turn this means it can effortlessly adapt itself to a buildings interior. Bright handrails with a lacquered-effect finish can be chosen in any specified colour. Balustrades are in clear glass with smoked, bronze and green as options. Exterior truss claddings are available in a wide range of finishes such as mirror,stainless steel and marble. Continuous and intermittent skirt lighting is optional. So too is understep lighting at embarkation and disembarkation points. And then there is the unique elongated newel which makes the escalator at once more elegant and more safe. It is in fact this dual role of combining the aesthetic with the functional which demonstrates the thinking behind the design of the Otis 506 NCE. Focused on service Optimum availability is also made possible by OTIS sophisticated spare parts service network which is supported by highly trained service technicians. Sheer scale of our service operation means a faster responseand superior availablilty. Passport Passport is a system which establishes strict checkpoints from planning and development through to manufacture and delivery. Involving both front-line and senior levels of OTIS management, it is a constant reminder that the quality of every escalator is paramount. OTIS 510PSE Elegant, Robust and Vandal Resistant Heavy Duty EscalatorThe OTIS510PSE escalator is the ideal product for applications with heavy passenger traffic such as railway and bus stations, subway stations, exhibition halls, airports, pedestrian subways, over-passes and other public transportation centers, The 510PSE is suitable for both indoor and outdoor installations. Features and Benefits: Safety is our priorityAt OTIS safety is our primary concern. The OTIS 510PSE has been designed with the latest safety features for the protection of the customer. The product surpasses the stringent requirements of the EN115 code. Design Elegant, Robust and Vandal ResistantThe OTIS 510PSE combines attractive aesthetic choices with a robust, vandal resistant design. Based on a proven international Otis design, the 510PSE will provide high degree of reliability and durability in the demanding, high traffic public transportation environment. Quality Rigorous Quality OTIS 513NPE Proven performance in the heavy duty public escalator marketPurpose-designed for the public sector, the Otis 513 NPE embodies the three qualities essential for heavy duty escalator requirements. It is safe. It is robust. And it is reliable. Built to resistBeing a public escalator, for both indoor and outdoor use, the Otis 513 NPE has been conceived to withstand the most punishing treatment. The build has been made especially sturdy and the materials used especially robust. In short, the Otis 513 NPE is vandal-resistant. Developed to withstand extremes of weather as well as to cope with particularly heavy traffic, the Otis 513 NPE has established an unsurpassed reputation for reliability. Quality to rely onThis reliability is in part due to the escalators advanced technology: the use, for example, of a microprocessor controller with a variable speed converter. A control panel checks the escalator in operation. And there are interfaces for remote monitoring and control. All these features conspire to extend the life-time of components even when confronted by heavy traffic demands. The result is, quite simply, optimum availability and low operation costs. Focus on serviceOptimum availability is also made possible by OTIS sophisticated spare parts service network which issupported by highly trained service technicians. Sheer scale of our service operation means a faster response and superior availablilty. User-friendlyThe oil tight-welded bottom plate of the truss together with superior-quality insulation permits the Otis 513 NPE to be regularly hose cleaned. Whats more the oil separator collects and separates lubricants from the cleaning water. Adapting to requirementsTo meet individual needs, the Otis 513 NPE can be equipped with sophisticated options such as the maintenance-free piezoelectric contact mat, halogen-free wiring and a non-lubricated chain. Automatic handrail tensioning can also be fitted. Reliability through PassportPassport is a system which establishes strict checkpoints from planning and development through to manufacture and delivery. Involving both front-line and senior levels of OTIS management, it is a constant reminder that the quality of every escalator is paramount. It is a linchpin in our production and commercial strategy. 附录2中文文献与发动机、机器的设计、制造、装配和运转以及生产过程有关的一门工程学科。机械工程涉及动力学、控制、热力学和热传递、流体力学、材料强度、材料科学、电子学和数学等原理的应用。它涉及机床、机动车、纺织机械、包装机械、印刷机械、金属加工机械、焊接、空气调节、制冷器、农业机械以及许多工业经济所必需的其它机器和工艺过程。 物理学中力学的分支。研究物体运动的各物理因素如力、质量、动量和能量之间的关系，又分运动学和动理学两个分支。动力学是16世纪末由伽利略奠基的，他通过用光滑物体沿斜面向下滑动的实验，得出了落体运动的定律。他还第一个认识到物体运动的惯性以及力是物体速度变化的原因，后来由牛顿于17世纪把这个事实表述为第二运动定律物理学中力学的分支。研究物体运动的各物理因素如力、质量、动量和能量之间的关系，又分运动学和动理学两个分支。动力学是16世纪末由伽利略奠基的，他通过用光滑物体沿斜面向下滑动的实验，得出了落体运动的定律。他还第一个认识到物体运动的惯性以及力是物体速度变化的原因，后来由牛顿于17世纪把这个事实表述为第二运动定律安全第一 OTIS 506NCE自动扶梯安装了许多安全装置，也许是迄今为止最为安全的自动扶梯。其中有许多装置是奥的斯首创的，目前已经成为行业中公认的标准，例如GUARDIAN裙板。另外特殊设计的楔型扶手带入口保护装置防止了杂物被卷入；一次铸造成型的铝合金梯级保证了梯级的钢性。更重要的是梯级与裙板之间的间隙不仅能保持不变，而且远小于规范的标准。事实上在安全的领域上，OTIS 506NCE自动扶梯不但完全符合所有规范，而且大大超越了规范。 质量控制使产品可靠 乘坐的舒适感和产品的可靠性是通过高质量的部件和专业的装配来达到的。我们在这两个方面上设定了严格的标准并坚决予以执行。我们保证每一块梯阶板都通过测量，并执行了严格的装配控制，对制造的每一步骤都控制在严格的误差范围内。扶手的钢度是通过连续的玻璃支撑来保证的，由于在导轨上包有一圈聚合物，摩擦力和扶手的磨损程度得以降到最低。 运行质量令人印象深刻 OTIS 506NCE自动扶梯能为您提供所有商用自动扶梯所必须的平稳和安静的运行。 奥的斯卓著的工程制造经验使产品的价格具有竞争力。 外观优美 OTIS 506NCE自动扶梯有一系列不同的设计可供选择，使每台扶梯看上去都各有特色。这也就是说，我们可以方便地配合每一幢大楼的内部装潢。有多种颜色鲜艳的带有漆面效果的扶手带可供选择。扶手玻璃也可以选用透明的，烟灰色的、青铜色或是绿色的。桁架外部装修也有多种不同材料可供选择如镜子，不锈钢或大理石。也可以安装连续的或是部分的裙板照明。同样，在上下端口也可以安装梯级灯。另外，独特的扶手设计使自动扶梯外观更优雅，使用更安全。事实上，在设计506NCE自动扶梯时自动扶梯的外观和功能都得到了综合的考虑。 客户合作 顺利，平稳的安装自动扶梯的关键是缜密的计划，从开始阶段，我们就由一个专家组来组织计划并实施。 我们始终与客户保持紧密的合作关系，分析客户要求，解释说明所有的规格并考虑所有技术上和美观方面应考虑的事项。 注重服务 通过先进的备件管理和受过良好培训的维修技术人员组成的维修网络，使我们的客户得到方便的服务。我们拥有的大量服务客户意味着我们的服务可以反应速度更快，服务覆盖范围更广。 质量通行证 通行证是一个质量检测系统，从产品的计划发展，到制造和运输过程中都建立了严格的检测关卡，包括奥的斯的一线员工和奥的斯的高级管理层都参与了这个过程，我们不断地提醒自己：质量是每一台自动扶梯的首要要求。5 图 书 分类号： 密 级： 毕业设计 (论文 ) 升降电梯驱动系统设计及控制电路设计 生姓名 陈亮亮 学院名称 机电学院 专业名称 机械设计制造及其自动化 指导教师 杨 根喜 2008 年 6 月 2 日 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 1 徐州工程学院学位论文原创性声明 本人 郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。 本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 论文作者签名： 陈亮亮 日期： 08 年 6 月 2 日 徐州工程学院学位论文版权协议书 本人完全了解徐州工程学院关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归徐 州工程学院所拥有。徐州工程学院有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。徐州工程学院可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 论文作者签名： 陈亮亮 导师签名： 杨根喜 日期： 08 年 6 月 2 日 日期： 08 年 6 月 2 日 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 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 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 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 . 错误 !未定义书签。 致谢 . . 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 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 4 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。 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 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 5 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。 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徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 6 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。 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。 图 1引机 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 7 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。 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州工程学院毕业设计 (论文 ) 9 力（ N）； 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 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 10 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
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