鋼絲繩吊籠式施工升降機結(jié)構(gòu)設計含SW三維及5張CAD圖,鋼絲繩,吊籠式,施工,升降機,結(jié)構(gòu)設計,sw,三維,cad 短程自動升降裝置的設計,班級：XXXX 學生：XXXX 學號：XXXX 學院：XXXX 指導教師： XXX,,背景 短行程簡易舉升機是工廠在一樓和二樓車間之間舉升人員或重物的機械設備。主要由電動機，減速機，絞車，制動器，吊箱等組成。簡單的升降機用于運輸人員或物料，主要用于建筑和維護。它也可以用作倉庫，碼頭，碼頭，塔樓和高煙囪的長期垂直運輸機。,Company Logo,國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 美國特雷克斯電梯的崛起證明了美國制造商的實力也有所增強。特雷克斯電梯公司設計的科林電梯如下圖所示：,Company Logo,總體方案設計,Company Logo,簡易短行程升降機主要由電動葫蘆、吊籃、防斷繩機構(gòu)、機架組成： 由電動葫蘆實現(xiàn)吊籃的提升，電動葫蘆減速器、運行機構(gòu)、卷筒裝置、吊鉤裝置、聯(lián)軸器、電動機、等主要部件組成起升電動機采用較大起動力矩的錐形制動電機，以適應產(chǎn)品斷續(xù)工作中頻繁的直接起動，最大轉(zhuǎn)矩為額定力矩的2.43倍。,,Company Logo,研究研究的主要步驟 （1）根據(jù)設計參數(shù)要求，理清設計思路，抓住設計要領。 （2）初擬總體設計方案。 （3）動力源選擇與控制系統(tǒng)的設計。 （4）車架設計及受力分析。 （5）傳動系統(tǒng)設計及對軸、鍵類零件受力分析。 （6）康復醫(yī)療系統(tǒng)設計及仿生運動功能的實現(xiàn)。 （7）標準件的列表和參數(shù)。 （8）確定各零件結(jié)構(gòu)尺寸，完成零件圖。,,Company Logo,研究的主要方法 （1）文獻研究法：根據(jù)研究主題，通過搜索文檔獲取技術(shù)數(shù)據(jù)，通過以往的研究成果分析出最佳技術(shù)方案。 （2）定量分析法：根據(jù)調(diào)查結(jié)果制定出技術(shù)攻關，依據(jù)工作原理制定出力學或者材料學分析論證。 （3）模擬法：通過使用3D建模平臺組裝零件，創(chuàng)建類似的模型，然后用于研究機械模型的一些基本特征。,創(chuàng)新點 (1)該設計結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)制造成本低，使用維護成本低，易于實現(xiàn)，也符合設計所給的簡易短行程升降機設計要求。 (2機械系統(tǒng)比較穩(wěn)定，機械系統(tǒng)運動系統(tǒng)可以保證運載物相對地面的穩(wěn)定，靈活性大，穩(wěn)定性高。,Company Logo,Thanks.And Your Slogan Here.,THANKS,摘要：本論文本著節(jié)省材料、成本低廉、安全簡易、效率高的原則，立足于短行程簡易升降機的設計與研制，完成的基本工作如下：通過對國內(nèi)外技術(shù)調(diào)查取樣分析，為裝置關鍵部件和試驗研究等層面提供了性能依據(jù)，在經(jīng)過理論的指導合理的設計出機械裝置的結(jié)構(gòu)，主要設計包括有齒輪傳動，結(jié)構(gòu)設計等，通過對各工作部件的設計,試制出機械裝置并進行模擬試驗，以求得最佳試驗性能參數(shù)，進而對短行程簡易升降機的性能作出優(yōu)化設計。在對短行程簡易升降機理論進行歸納總結(jié)基礎上，把安全簡易理論運用到本課題的研究中。從而達到簡單易行，安全可靠，制造方便，成本低的設計目的。 關鍵字：升降機 電動葫蘆 齒輪傳動 I Abstract: Based on the principle of saving materials, low cost, safe and simple, and high efficiency, this paper is based on the design and development of short-stroke simple lifts. The basic work is as follows: through the sampling and analysis of domestic and foreign technical investigations, the key components and tests of the equipment. The research and other aspects provide the performance basis. After the theoretical guidance, the structure of the mechanical device is designed reasonably. The main design includes gear transmission, structural design, etc. Through the design of each working component, the mechanical device is tested and simulated. In order to obtain the best test performance parameters, the performance of the short stroke simple lift is optimized. Based on the summary of the short-stroke simple lift theory, the safety simple theory is applied to the research of this topic. Thus, it is simple, easy, safe, reliable, easy to manufacture, and low in cost. Key words:Elevator Electric hoist Gear drive III 目錄 1緒論 1 1.1 課題意義 1 1.2 升降機發(fā)展現(xiàn)狀 1 1.3 研究方法 1 2 原理方案擬定 4 2.1 升降機總體方案設計 4 2.2 防斷繩方案 6 3 設計計算 7 3.1 鋼絲繩及卷筒的選型 7 3.2 鋼絲繩直徑的計算與選擇 7 3.3 卷筒的設計計算 8 3.4 電動機的選擇 10 4齒輪傳動設計 14 4.1 齒數(shù)的確定 14 4.2 行星齒輪傳動a-c副的設計計算 14 4.3 行星齒輪傳動d-e副的校核計算 16 4.4 行星齒輪傳動c-b副的校核計算 19 4.5 傳動效率的計算 22 5 結(jié)構(gòu)設計 23 5.1 機架設計 23 5.2 防斷繩機構(gòu)設計 25 總結(jié) 26 參考文獻 27 致謝 28 ii 1緒論 1.1 課題意義 短行程簡易舉升機是工廠在一樓和二樓車間之間舉升人員或重物的機械設備。主要由電動機，減速機，絞車，制動器，吊箱等組成。簡單的升降機用于運輸人員或物料，主要用于建筑和維護。通常使用鋼絲繩摩擦驅(qū)動器，鋼絲繩繞過牽引繩輪，電機驅(qū)動牽引繩輪來提升轎廂。電梯需要安全性和可靠性，高傳輸效率，準確的水平度和舒適的乘坐體驗。電梯（電梯）的基本參數(shù)主要包括額定負載能力，乘客人數(shù)，額定速度，轎廂尺寸和井道類型。它的發(fā)展趨勢是：梯群控制系統(tǒng)將越來越智能，超高速電梯（電梯）的速度越來越高，藍牙技術(shù)的廣泛應用，綠色電梯（電梯）將得到普及，視覺化系統(tǒng)或人機對話。 如今，短行程簡易升降機已深入了人們的生活。高科技的發(fā)展，人們越來越依賴于現(xiàn)代化的機器，對升降機的要求也變得更高。設計更新升降機已變得更加重要。簡單易操作的升降機有利于節(jié)省工作時間，提高工作效益，更能為操作者提供必要的安全保障。 短行程升降平臺是用途廣泛的高空作業(yè)專用設備，其機械結(jié)構(gòu)使升降平臺起升的穩(wěn)定性較高，同時作業(yè)平臺面積大且承載能力高，使高空作業(yè)范圍更大，適合多人同時 作業(yè)，因此高空作業(yè)效率更高；現(xiàn)有技術(shù)中的剪叉式升降平臺一般動力設置在機構(gòu)底端或頂端，通過動力使得剪叉臂的角度發(fā)生變化，從而實現(xiàn)平臺的升降，但是這樣對剪叉臂的轉(zhuǎn)軸連接部位的強度要求較高，如果承載重量較大，易發(fā)生傾斜，使得升降過程中穩(wěn)定性較差。 1.2 升降機國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 1.2.1 一種舉升重載的短行程升降裝置 如圖1.2為一種舉升重載的短行程升降裝置,該裝置由電機傳送機構(gòu),升降運動機構(gòu)及固定導向機構(gòu)連接組成:電機傳送機構(gòu)通過螺栓安裝于固定導向機構(gòu)的.上方,并通過鏈條傳動與升降運動機構(gòu)相連接,升降運動機構(gòu)通過導向側(cè)板形成的導向槽定位于固定導向機構(gòu)中的組合軸承，并以組合軸承為導向進行升降運動。該裝置可根據(jù)實際應用要求安裝適宜的傳動機構(gòu)，升降運動穩(wěn)定可靠，且能夠滿足不同外形尺寸工件的舉升運動的工作要求，結(jié)構(gòu)簡單,操作簡便,升降行走穩(wěn)定可靠，應用效果顯著,對于空間狹小的工作環(huán)境應用該裝置更為適合:使得制造成本大大降低，有效提高工作效率。 2-1舉升支架,2-2導向柱,2-3導向側(cè)板,2-4活動撞塊，固定導 向機構(gòu):3-1底板墊塊,3-2固塊,3-3底部固定板,3-4下部固定塊,3-5左側(cè)固定板,3-6右側(cè)固定板,3-7側(cè)板連接軸,3-8組合軸承 圖1.1 一種舉升重載的短行程升降裝置 1.2.1 一種短行程升降平臺 圖1.2為一種短行程升降平臺，屬于升降設備技術(shù)領域，包括底座、垂直安裝在底座上的立板、剪叉機構(gòu)和動力機構(gòu)，底座上安裝兩個 相互平行的底部導向塊，所述剪叉機構(gòu)的底部安 裝在底部導向塊上，頂部安裝頂部導向塊，所述 立板上安裝垂直導軌，所述頂部導向塊的一端滑 動安裝垂直導軌上，所述剪叉機構(gòu)由第一剪叉單 元和第二剪叉單元組成，所述動力機構(gòu)包括升降電機、絲桿和軸承座，所述升降電機通過支架固 定在第一連接軸外側(cè)，所述絲桿一端與電機固定 連接，另一端通過軸承轉(zhuǎn)動安裝在軸承座上，絲桿穿過第一連接軸和第二連接軸且與第二 連接軸螺紋連接，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中的剪叉式 升降平臺強度差、使用穩(wěn)定性差的技術(shù)問題。 1 .滾輪，2 .底座，3 .底部導向塊，4 .導向孔，5 .第一叉臂，6 .中間轉(zhuǎn)軸，7 .第二 叉臂，8 .升降電機，9 .第一連接軸，10 .絲桿，11 .第二連接軸，12 .頂部導向塊，13 .箱板，14 . 升降箱體，15 .立板，16 .扶桿，17 .垂直導軌，18 .軸承座，19 .軸承座滑軌，20 .導向筒，21 .上 部中間轉(zhuǎn)軸，22 .第三叉臂，23 .第四叉臂 圖1.2 一種短行程升降平臺 1.3 研究內(nèi)容 通過查閱文獻資料和其他參考資料，研究方法主要是基于互聯(lián)網(wǎng)和其他媒體，而收集方法是主要手段。主要目的是解決軋機的研究方法。主要方法主要分為以下幾個方面： （1）查閱有關專業(yè)權(quán)威文獻。圖書館：借用相關參考書以了解自動升降裝置的基本結(jié)構(gòu)； （2）調(diào)查國內(nèi)外現(xiàn)有自動升降裝置的結(jié)構(gòu)設計實例，了解國內(nèi)外行業(yè)的發(fā)展狀況； （3）要查詢與該主題研究有關的一定數(shù)量的中文和英文資料，就需要現(xiàn)代文獻檢索系統(tǒng)和能夠檢索互聯(lián)網(wǎng)文獻的能力； （4）認識到自動升降裝置傳動機構(gòu)的工作原理和運動原理，以及自動升降裝置機械傳動關鍵部件的參數(shù)選擇和設計； （5）檢查自動升降裝置機械傳動裝置主要部件的強度，繪制主要機構(gòu)的裝配圖，并繪制主要部件的零件圖； 1.4 研究方法 （1） 文獻研究法：根據(jù)研究主題，通過搜索文檔獲取技術(shù)數(shù)據(jù)，通過以往的研究成果分析出最佳技術(shù)方案。 （2） 定量分析法：根據(jù)調(diào)查結(jié)果制定出技術(shù)攻關，依據(jù)工作原理制定出力學或者材料學分析論證。 （3） 模擬法：通過使用3D建模平臺組裝零件，創(chuàng)建類似的模型，然后用于研究機械模型的一些基本特征。 數(shù)學分析法：就是在撇開研究對象的其他一切特性的情況下，用數(shù)學工具對研究對象進行一系列量的處理，得到以數(shù)字形式表述的成果 2 原理方案擬定 2.1 升降機總體方案設計 本課題的主要任務是遵循機械設計的功能與可靠性、經(jīng)濟性與工藝性、操作與安全性等要求，完成短行程簡易升降機的系統(tǒng)的設計。針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種升降平臺，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中的升降平臺強度差、使用穩(wěn)定性差的技術(shù)問題。 1）設計控制系統(tǒng) 2）設計設防斷繩機構(gòu) 3）本升降機相關參數(shù) （1）?提升重量：2T （2）?升降機行程：4.5m （3）?電動葫蘆（電機、減速、制動、控制一體） 標準產(chǎn)品（供選用） ??????功率：3kw ??????提升速度：8m/min ?(4)鋼絲繩直徑：11mm ?(5)吊箱 根據(jù)以上要求，擬定如下兩種升降方案：方案一： 解決方案一如下圖圖2.1所示：簡單的短行程電梯主要由電動葫蘆，吊籃，防斷繩機構(gòu)和框架組成： 葫蘆通過電動葫蘆來提升，主要部件是電動葫蘆減速器，行走機構(gòu)，卷盤裝置，鉤裝置，聯(lián)軸器，電動機等。 提升電機采用具有較大啟動轉(zhuǎn)矩的錐形制動電機，以適應間歇工作中產(chǎn)品的頻繁直接啟動。最大扭矩為額定扭矩的2.4至3倍。 錐形轉(zhuǎn)子電動機：轉(zhuǎn)子為圓形，制動器和電動機集成在一起。電動機不工作時，圓錐制動器會握住電動機后蓋，并且始終處于制動狀態(tài)。電機定子通電后，除了產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)扭矩外，還會產(chǎn)生軸向磁拉力，這將導致轉(zhuǎn)子軸向移動以壓縮制動彈簧，釋放制動輪，然后轉(zhuǎn)子開始運轉(zhuǎn)。當電動機斷電時，軸向磁拉力消失，制動輪在制動彈力的作用下產(chǎn)生制動扭矩，電動機迅速停止。 吊籃設有防斷繩機構(gòu)，并且吊籃設有四個導輪，因此吊籃可以沿四根柱子上下移動。 圖2.1 方案一 方案二： 方案二如下圖所示：簡易短行程升降機主要由液壓缸、吊籃、機架組成： 圖2.2 方案二 由液壓缸實現(xiàn)吊籃的提升，同時配備有液壓工作系統(tǒng)。液壓升降在具備安全裝置的同時還設有： 1）溢流閥：防止系統(tǒng)壓力在上升時升得過高 2）緊急手動閥：電源中斷時，可以將轎廂降低到最近的樓層以打開門。 3）手動泵：當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，可以操作手動泵來泵送高壓油，以將轎廂提升到最近的地板位置； 4）管道破裂閥：當液壓系統(tǒng)破裂且汽車失速時，它可以自動切斷油路以停止下降。 5）燃油箱油溫保護：當燃油箱中的油溫超過標準設定值時，油溫保護裝置會產(chǎn)生一個信號，中止電梯的使用。當油溫下降時，可以啟動電梯。 方案一結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)制造成本低，使用維護成本低，易于實現(xiàn)，也符合題中所給的簡易短行程升降機設計。 方案二結(jié)構(gòu)復雜，須要配備多種配套施，如液壓缸，液壓泵，液壓油箱及管路、閥等，同時，要實現(xiàn)4~5米的升降，液壓缸就要求蠻長，這在工藝上也難以實現(xiàn)，同時，也會造成機架空余部分很長，造成材料，成本浪費。 因此，本設計選用方案一。 2.2 防斷繩方案 斷繩保護系統(tǒng)包括連桿，安全鉤，變槳和拉簧。如圖2.3所示，當鋼絲繩斷裂時，懸架的拉力F消失，在拉力彈簧的作用下，連桿使鉤子向外伸出并懸掛在主機的水平俯仰桿上?？蚣軜藴什糠?。 圖2.3 防斷繩機構(gòu) 3 設計計算 3.1 鋼絲繩及卷筒的選型 3.1.1 鋼絲繩的選型 根據(jù)纏繞方法，鋼絲繩可分為纏繞繩，交叉繩和混合繩。根據(jù)電線與電線之間的接觸狀態(tài)，將其分為點接觸繩，電線接觸繩和表面接觸繩。鋼絲繩的芯具有石棉芯，金屬芯和有機芯。起重機的大多數(shù)承重繩都使用交錯的線芯接觸線，這是有機的芯線。因此，在該設計中，還使用繞線的線，并且線芯是有機芯的線芯。 3.1.2 卷筒的選型 電動葫蘆用的卷筒，外形通常是帶有螺旋形繩槽的圓柱形；卷筒按制作方式，可分為鑄造卷筒和焊接卷筒兩種，按繞線方式，可分為單聯(lián)卷筒和雙聯(lián)卷筒。鑄造卷筒工藝復雜，成本較高。焊接卷筒和鑄造卷筒相比，重量大大減輕，當卷筒尺寸較大或單件生產(chǎn)時采用焊接卷筒是特別有利的。 故而，在本設計中將采用鑄造單聯(lián)卷筒，材料采用HT200。 3.2 鋼絲繩直徑的計算與選擇 鋼絲繩受力后，很難準確計算出內(nèi)部應力。通常，鋼絲繩的最小直徑可以根據(jù)鋼絲繩在工作狀態(tài)下的最大靜態(tài)拉力來計算。鋼絲繩上的最大靜態(tài)拉力可以計算如下： 式中——額定起升載荷； ——系數(shù)，單聯(lián)卷筒，； ——滑輪組倍率，； ——滑輪組及導向滑輪的效率，對于滾動軸承，。 即 鋼絲繩的最小直徑可按下式計算： 式中——鋼絲繩最小直徑； ——鋼絲繩最大工作靜拉力，； ——選擇系數(shù)，。 即 ，取。 標記：。 3.3 卷筒的設計計算 3.3.1 卷筒繩槽尺寸 卷筒繩槽分標準槽和深槽兩種，通常采用標準槽，在使用時鋼絲繩有可能脫槽時，需采用深槽?？紤]到電動葫蘆的工作情況和參考其他產(chǎn)品，在本設計中卷筒采用標準槽。 3.3.2 卷筒直徑 卷筒直徑有卷筒名義直徑和卷筒繞直徑之分。 卷筒名義直徑是指繩槽底的直徑，用下式計算： 式中——鋼絲繩直徑，； ——與機構(gòu)級別有關的系數(shù)，。 即 ，取。 卷筒的繞直徑是指卷筒上鋼絲繩中心的直徑，其值用下式計算: 3.3.3 卷筒長度 單聯(lián)卷筒的長度可按下式計算： 其中 式中——起升高度，； ——滑輪組倍率，； ——卷筒繞直徑，； ——附加安全圈數(shù)，取為； ——螺旋槽螺距，； ——固定繩尾所需長度，取； ——卷筒兩端空余部分的長度，取。 即 ，取。 3.3.4 卷筒厚度 對于鋼制卷筒，卷筒的厚度。 3.3.5 卷筒的強度計算 鼓壁主要承受壓應力，扭轉(zhuǎn)應力和彎曲應力，扭轉(zhuǎn)應力通常很小，可以忽略不計。此時，彎曲應力可以忽略不計，其組合應力僅為壓應力，即 式中——作用在筒壁上的壓應力； ——應力減小系數(shù)，取； ——鋼絲繩最大拉力，； ——卷筒厚度，； ——卷筒螺旋繩槽螺距，。 即 其中——鋼的屈服極限，取。 即 所以，強度條件能滿足。 3.3.6 卷筒轉(zhuǎn)速 卷筒的轉(zhuǎn)速可按下式計算： 式中——卷筒轉(zhuǎn)速； ——起升速度，； ——卷筒繞直徑，； ——滑輪組倍率，。 即 。 3.4電動機的選擇 3.4.1 電動機類型 電動葫蘆屬于小型起重機械。通常，使用交流異步電動機。常用的電機型號為YZR，YZ，YEJ，ZD等。參照行業(yè)為電動葫蘆提升機構(gòu)選擇的電動機類型，本設計中將使用ZD型圓錐形轉(zhuǎn)子異步電動機。該電動機由錐形定子，錐形轉(zhuǎn)子，制動彈簧和安裝在風扇和端蓋上的制動環(huán)組成。電動機通電時，除了產(chǎn)生使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的電磁力外，氣隙磁場還會在轉(zhuǎn)子的圓錐面上產(chǎn)生軸向力，從而導致轉(zhuǎn)子軸向移位，壓縮彈簧并分離錐形制動器。從后蓋上敲響。電機運行正常。關閉電源后，軸向磁力消失，轉(zhuǎn)子在制動彈簧的壓力下軸向復位，從而錐形制動環(huán)接觸后蓋的制動體，并產(chǎn)生摩擦制動扭矩停止轉(zhuǎn)子。 3.4.2電動機容量的確定 確定電動機容量的原則是，在指定的工作模式下，電動機的溫升不超過允許值，以確保有足夠的啟動轉(zhuǎn)矩和過載能力。 （1）電機型號的初步選擇 首先，應計算穩(wěn)態(tài)平均功率。對于不同的工作機制，可以根據(jù)負載和速度并根據(jù)以下公式獲得穩(wěn)態(tài)平均功率。對于起重工具： 式中——起升機構(gòu)電動機的穩(wěn)態(tài)平均功率； ——穩(wěn)態(tài)負載平均系數(shù)，； ——額定起升載荷，； ——起升速度，； ——機械總效率，取。 即 所以，初選ZD31-4型號的電動機，額定功率。 （2）電動機的過載校核 起升機構(gòu)電動機的過載校核公式為： 式中——基準接電持續(xù)率時的電動機額定功率； ——額定起升載荷，； ——起升速度，； ——機械總效率，?。? ——基準接電持續(xù)率時，電動機轉(zhuǎn)矩允許的過載倍數(shù)，?。? ——考慮電壓降、最大轉(zhuǎn)矩存在誤差等因素的系數(shù)，取。 即 初選的電動機不能滿足要求，所以電動機選用ZD32-4型，額定功率。 （3）電機發(fā)熱檢查 將電動葫蘆的使用壽命設置為8年，每年工作300天，每天工作8個小時，兩班制，這是電動葫蘆的預期壽命。 檢查電動機的發(fā)熱時，首先根據(jù)以下公式計算電動機所需的連續(xù)功率連接率： 式中——電動機所需的接電持續(xù)率； ——計算得到的穩(wěn)態(tài)平均功率，； ——基準接電持續(xù)率時的電動機額定功率，； ——一個工作循環(huán)的時間，； ——一個工作循環(huán)中電動機實際工作的時間，。 即 ，故滿足要求。 3.2.4 制動力矩的驗算 起升時作用在電動機軸上的轉(zhuǎn)矩為： 下降時，作用在電動機軸上的轉(zhuǎn)矩為： 式中——額定起升載荷，； ——卷筒繞直徑，； ——滑輪組倍率，； ——傳動比，電動機額定轉(zhuǎn)速和卷筒轉(zhuǎn)速之比，； ——上升時機械總效率，?。? ——下降時機械總效率，取。 即 ； 。 制動力矩需滿足下式： 式中——制動器的制動力矩，； ——制動安全系數(shù)，取。 即 ，故滿足要求。  4齒輪傳動設計 4.1 ?齒數(shù)的確定 行星齒輪變速器的齒數(shù)的確定是一項耗時的任務，并且經(jīng)常需要多次重復估計以獲得令人滿意的結(jié)果。齒輪齒數(shù)除了必須滿足一般齒輪傳動中齒輪齒的要求外，還必須滿足傳動比條件，同心條件，對接條件和裝配條件。在機械設計手冊中，行星齒輪變速器中的齒數(shù)列為標準值。齒數(shù)可以通過查表來確定。所確定的齒數(shù)如表4.1所示。 表4.1 齒輪齒數(shù) 傳動比 齒輪編號 52.67 a b e c d 21 114 105 47 38 4.2 行星齒輪傳動a-c副的設計計算 1，按齒面接觸強度初算小齒輪分度圓直徑： 式中——算式系數(shù)，； ——使用系數(shù)，； ——計算接觸強度的行星輪間載荷不均衡系數(shù)，； ——計算齒輪副小齒輪的名義轉(zhuǎn)矩，其值可按下式計算： 其中——分別為各個齒輪的齒數(shù)，其值可在表4-1中查得； ——齒輪所傳遞的轉(zhuǎn)矩， ——效率，； 所以； ——齒數(shù)比，； ——小齒輪齒寬系數(shù)，，取0.6； ——行星輪個數(shù)，； ——綜合系數(shù)，； ——電動葫蘆動力系數(shù)，； ——試驗齒輪的接觸疲勞極限，； 即 。 2，按齒輪彎曲強度初算齒輪模數(shù)： 式中——算式系數(shù)，； ——計算齒輪副小齒輪的名義轉(zhuǎn)矩，； ——使用系數(shù)，； ——計算齒輪彎曲強度的行星輪間載荷不均衡系數(shù)，； ——綜合系數(shù)，； ——小齒輪齒數(shù)，； ——載荷作用于齒頂時小齒輪的齒形系數(shù)，； ——試驗齒輪的彎曲疲勞極限，； 即 ，取。 4.3 行星齒輪傳動d-e副的校核計算 1，按輪齒彎曲強度計算。 計算齒根應力： 式中——齒根應力； ——端面內(nèi)分度圓名義切向力，其值可按下式計算： ； ——使用系數(shù)，； ——動載系數(shù)，； ——彎曲強度計算的齒向載荷分布系數(shù)，； ——彎曲強度計算的齒間載荷分配系數(shù)，； ——計算齒輪彎曲強度的行星輪間載荷不均衡系數(shù)，； ——小齒輪齒寬，，?。? ——齒輪模數(shù)，； ——載荷作用于齒頂時的應力修正系數(shù)，； ——載荷作用于齒頂時的齒形系數(shù)，； ——彎曲強度計算的重合度系數(shù)，其值由下式確定： ，式中，所以； ——螺旋角系數(shù)，； 即 。 許用齒根應力： 式中——許用齒根應力； ——試驗齒輪的彎曲疲勞極限，； ——試驗齒輪的應力修正系數(shù)，； ——彎曲強度計算的壽命系數(shù)，； ——相對齒根圓角敏感系數(shù)，； ——相對齒根表面狀況系數(shù)，； ——彎曲強度計算的尺寸系數(shù)，； ——彎曲強度計算的最小安全系數(shù)，； 即 所以滿足條件，故安全。 4.4 行星齒輪傳動c-b副的校核計算 1，按接觸強度計算。 計算接觸應力： 式中——齒面的接觸應力； ——節(jié)點區(qū)域系數(shù)，； ——彈性系數(shù)，； ——重合度系數(shù)，； ——螺旋角系數(shù)，； ——端面內(nèi)分度圓名義切向力，其值可用下式計算： ，其中 ， 所以； ——使用系數(shù)，； ——動載系數(shù)，； ——接觸強度計算的齒向載荷分布系數(shù)，； ——接觸強度計算的齒間載荷分配系數(shù)，； ——計算接觸強度的行星輪間載荷不均衡系數(shù)，； ——齒數(shù)比，； ——齒寬，； ——小齒輪的分度圓直徑，； 即 。 計算許用接觸應力： 式中——齒面許用接觸應力； ——試驗齒輪的接觸疲勞極限，； ——接觸強度計算的壽命系數(shù)，； ——潤滑劑系數(shù)，； ——速度系數(shù)， ； ——粗糙度系數(shù)，； ——工作硬化系數(shù)，； ——接觸強度計算的尺寸系數(shù)，； ——接觸強度計算的最小安全系數(shù)，； 即 所以滿足強度條件，故安全。 2，按輪齒彎曲強度計算。 計算齒根應力： 式中——齒根應力； ——端面內(nèi)分度圓名義切向力，； ——使用系數(shù)，； ——動載系數(shù)，； ——彎曲強度計算的齒向載荷分布系數(shù)，； ——彎曲強度計算的齒間載荷分配系數(shù)，； ——計算齒輪彎曲強度的行星輪間載荷不均衡系數(shù)，； ——小齒輪齒寬，??； ——齒輪模數(shù)，； ——載荷作用于齒頂時的應力修正系數(shù)，； ——載荷作用于齒頂時的齒形系數(shù)，； ——彎曲強度計算的重合度系數(shù)，其值由下式確定： ，式中，所以； ——螺旋角系數(shù)，； 即 。 許用齒根應力： 式中——許用齒根應力； ——試驗齒輪的彎曲疲勞極限，； ——試驗齒輪的應力修正系數(shù)，； ——彎曲強度計算的壽命系數(shù)，； ——相對齒根圓角敏感系數(shù)，； ——相對齒根表面狀況系數(shù)，； ——彎曲強度計算的尺寸系數(shù)，； ——彎曲強度計算的最小安全系數(shù)，； 即 所以滿足條件，故安全。 4.5 傳動效率的計算 齒輪傳動的效率是變速器的重要性能指標。行星齒輪變速器的動力損失主要包括：齒輪嚙合副的摩擦損失，軸承中的摩擦損失，飛濺和攪拌的液壓損失，以及軸承機構(gòu)或輸出端的摩擦損失。機制，因此考慮了以上四個功率損耗。行星齒輪變速器的總功率為： 式中——齒輪嚙合效率，； ——軸承效率，可忽略不計； ——考慮液力損失的效率，可不考慮； ——均載機構(gòu)或N型傳動輸出機構(gòu)的效率，； 即 5 機械裝置結(jié)構(gòu)設計 5.1 機架設計圖 圖5.1 機架設計 機架零件可分為四類：基座，機架，底板和外殼。通常，對機架零件可以提出以下要求： (1) 工作條件要求：也就是說，任何機架的設計都必須首先確保機器的特定工作要求。例如，為了確保安裝在機架上的部件的平穩(wěn)運行，機架的形狀或內(nèi)部結(jié)構(gòu)不具有阻止移動部件通過的突起，并且提供了執(zhí)行某些工作條件所需的平臺；裝卸，手動操作要求。方便又安全。 (2) 剛度要求：框架的主要要求是在某些形狀條件下的剛度。如果基本部件的剛性不足，則在重力，夾緊力，摩擦力，慣性力和工作載荷的作用下會發(fā)生變形，振動或蠕變，從而影響產(chǎn)品的定位精度，加工精度和其他性能。例如，在機床的零件中，床身的剛度決定著機床的生產(chǎn)率和加工產(chǎn)品的精度。 (3) 強度要求：對于通用設備的框架，剛度可以滿足要求，強度也可以滿足。 (4) 穩(wěn)定性要求：對于具有細長或薄壁壓縮結(jié)構(gòu)和彎曲壓力結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，某些板殼結(jié)構(gòu)也存在不穩(wěn)定性問題或局部不穩(wěn)定性問題。不穩(wěn)定性會嚴重破壞結(jié)構(gòu)，必須在設計過程中進行檢 圖5.2 吊籃設計 5.2 防斷繩機構(gòu)設計 斷繩保護系統(tǒng)包括連桿，安全鉤，變槳和拉簧。鋼絲繩斷裂時，吊籠的拉力消失，連桿在拉力彈簧的作用下使吊鉤向外伸出并懸掛在主機標準部分的水平俯仰桿上。連桿和銷釘由45＃鋼制成，彈簧材料為65Mn。 圖5.3 防斷繩機構(gòu) 圖5.4 防斷繩彈簧結(jié)構(gòu) 結(jié)論 本設計本著節(jié)省材料、成本低廉、安全簡易、效率高的原則，立足于短行程簡易升降機的設計與研制，完成的基本工作如下：通過對國內(nèi)外技術(shù)調(diào)查取樣分析，為裝置關鍵部件和試驗研究等層面提供了性能依據(jù)，在經(jīng)過理論的指導合理的設計出機械裝置的結(jié)構(gòu)，簡易短行程升降機主要由電動葫蘆、吊籃、防斷繩機構(gòu)、機架組成：由電動葫蘆實現(xiàn)吊籃的提升，電動葫蘆減速器、運行機構(gòu)、卷筒裝置、吊鉤裝置、聯(lián)軸器、電動機、等主要部件組成。起升電動機采用較大起動力矩的錐形制動電機，以適應產(chǎn)品斷續(xù)工作中頻繁的直接起動，最大轉(zhuǎn)矩為額定力矩的2.4至3倍。錐形轉(zhuǎn)子電動機：轉(zhuǎn)子為園錐形，制動器和電動機合為一體。電機不工作時，錐形制動器抱緊電機后端蓋，始終處于制動狀態(tài)。當電動機定子通電時，除產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩外，同時產(chǎn)生軸向磁拉力，使轉(zhuǎn)子軸向移動壓縮制動彈簧，松開制動輪，轉(zhuǎn)子隨即開始運轉(zhuǎn)。當電動機斷電時，軸向磁拉力消失，制動輪在制動彈簧力的作用下產(chǎn)生制動力矩，電動機迅速停止運轉(zhuǎn)。 主要設計包括有齒輪傳動，結(jié)構(gòu)設計等，通過對各工作部件的設計,試制出機械裝置并進行模擬試驗，以求得最佳試驗性能參數(shù)，進而對短行程簡易升降機的性能作出優(yōu)化設計。在對短行程簡易升降機理論進行歸納總結(jié)基礎上，把安全簡易理論運用到本課題的研究中。從而達到簡單易行，安全可靠，制造方便，成本低的設計目的。 生活在繼續(xù)，科技在發(fā)展，電梯也在進步。150 年來，電梯的材質(zhì)由黑白到彩色，樣式由直式到斜式，在操縱控制方面更是步步出新一一手柄開關操縱、按鈕控制、信號控制、集選控制、人機對話等等，多臺電梯還出現(xiàn)了并聯(lián)控制，智能群控，雙層轎廂電梯展示出節(jié)省井道空間，提升運輸能力的優(yōu)勢，變速式自動人行道扶梯的出現(xiàn)大大節(jié)省了行人的時間，不同外形一一扇形、三角形、半菱形、半圓形、整圓形的觀光電梯則使身處其中的乘客的視線不再封閉。如今，以美國奧的斯公司為代表的世界各大著名電梯公司各展風姿，仍在繼續(xù)進行電梯新品的研發(fā)，并不斷完善維修和保養(yǎng)服務系統(tǒng)。調(diào)頻門控、智能遠程監(jiān)控、主機節(jié)能、控制柜低噪音耐用、復合鋼帶環(huán)保款集納了人類在機械、電子、光學等領域最新科研成果的新型電梯競相問世，冷冰冰的建筑因此散射出人性的光輝，人們的生活因此變得更加美好。 鑒于研究能力有限，短程自動升降裝置的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和等一些關鍵性因素還有待進一步提升。未來希望可以更好的學習有關的知識，將短程自動升降裝置的設計與智能化控制方向結(jié)合，使短程自動升降裝置朝著更好的方向邁進一步。 參考文獻 [1]濮良貴.紀名剛主編.機械設計（第八版）[M].北京：高等教育出版社，2006.5 [2]成大先.機械設計手冊（第五版）[M].北京：化學工業(yè)出版社，2008.3 [3]郭宏亮.機械原理[M].北京：北京大學出版社，2011.12 [4]林怡青.謝宋良.王文濤編.機械設計基礎課程設計指導書[M].北京：清華大學出版社，2010.1 [5]顧曉勤.劉申全主編.工程力學Ⅰ[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2006.1 [6]吳宗澤.機械設計課程設計手冊[M]. 北京: 高等教育出版社,2006.1-98. 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