毕业设计电梯控制电路系统设计Word文档格式.docx

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目　　录

第１章设计总体方案

1.1设计的思路

1.曳引机的额定载重量

额定载重量是指曳引比为1，平衡系数（对重系数）为0.4时，曳引轮曳引的轿厢所承受的重量，对于客梯重量为1250kg，人数为16位。

2.额定速度

额定速度是批曳引比为1时曳引轮的圆周速度。

（单位：

m/s）即轿厢速度。

3.曳引机减速器的中心距：

160mm

4.交流电动机

a）功率（单位：

kw）：

22

b）中心高（单位：

mm）：

200

c）极数：

单速为4极

注：

1）曳引机减速器其它几何参数，应符合标准GB100085-88或JB2318-79或GB9147-88的规定。

2）电动机其它技术要求，应符合GB12974-91。

5.曳引机的总体设计

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：

电动机→联轴器→制动机构→减速器→曳引轮

电动机→联轴器→减速器→制动机构→曳引轮

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。

6.关于制动机构位置的讨论

制动机构放置在联轴器处，不但可以利用制动联轴器缩小尺寸，降低成本，而且可获得良好的受力状态，最后达到提高寿命、紧凑结构、美观大方的效果。

但放在联轴器处对维修来说稍有不便。

在结构设计中尽量避免蜗杆双端出轴。

曳引机需要机架，以便在机房内安装。

另外过轮需安置在机架上，与曳引机组成一体。

机架设计要注意：

曳引机的重心必须位于机架之内，最好接近机架平面中央；

机架要有足够的刚度；

机架不得与曳引轮，钢丝绳干涉。

至于曳引轮的布置，必须安装在输出（低速）轴上；

放置应征得用户认可，由输出轴左伸右伸决定。

对于齿轮副曳引机，一般和电动机一起放在减速器的同侧。

7.电动机的选用

除小型杂物电梯外，其它电梯都要经过起动→稳定→停运三个工作阶段，其速度要经过低速（加速）→正常匀速→低速（减速）三个阶段，其调速方法通常有直流调速、变极调速、调压调带、调频调带、直线调速等形式。

客梯多用调压或调频调速电动机。

随着技术的发展，采用调频调速电动机要优于调压调速电动机，所以这里我选用调频调速电动机。

电动机转速和它的极数有关。

转速高，极数少，体积小，成本低，故应选择4极电动机，n1=1500r/min

1）传动比i12

经综合考虑选用i12=36

2）曳引轮

曳引轮大小直接影响轿厢速度，由公式得

T2=F2r2=3277376.64，于是F2=T2/r2=3277376.64/297.6=11012.69

D/d2=F2/Q，于是D=F2*d2/Q=11012.69*297.6/（1250+2900）=789.73

取D=800，绳径：

d=16

3）曳引比的应用

经验所得：

客梯i/12=1（当v≥1m/s时）

1.2设计方案的确定

目前已有的结构分：

整体式——蜗杆、蜗轮轴向装入箱体内：

箱体在蜗轮轴线的水平面内分成上下两个箱体

整体式曳引机中心距一般小于（或等于）160mm，a小于125mm的曳引机应一律采用整体式，不应采用分箱式。

分箱式曳引机减速器被蜗轮轴的水平轴平面分开。

把箱体剖分成箱盖、箱座。

其优点是加工工艺好，装配和维修方便。

不利条件是具有分箱面，需用多个螺栓联接。

结构不够紧凑，外观不好设计。

所以多在大中心距曳引机设计中采用。

a>

160mm时多用分箱式.应特别指出，立式曳引机都应是整体式，而齿轮副曳引机都应采用分箱式。

综合考虑后，我决定选用分箱式。

1.3箱体结构设计的讨论

曳引机设计中一般应采用卧式；

我选用的是分体式。

采用加强肋和散热肋；

箱体要有结构的对称性，要有较大的盛油量及良好的铸造工艺；

结构尽量简化，紧凑、实用、美观、大方；

箱体各部尺寸要尽量成比例。

1.4箱体尺寸的确定

箱体尺寸是由主传动机构及电动机（凸缘式为例）尺寸确定。

箱体内壁尺寸完全由蜗杆副的几何尺寸确定。

蜗杆轴长由蜗轮外圆直径大致决定。

蜗轮轴长蜗杆轴外圆直径大致决定。

这就基本确定了箱体内壁尺寸。

下置件（蜗杆或蜗轮）距箱底的尺寸一般取30～50mm。

当蜗杆下置时，为了保证电动机中心的高度或凸缘尺寸，可以增大这个尺寸。

一般不用增加底板厚度的办法，也不用阶梯式机架的结构。

也有的把箱体和机架铸成一体。

这种结构可增大盛油量，但结构复杂铸造工艺差，成本高，不尽合理。

关于壁厚，有的设计采用了较大尺寸，如底座尺寸δ=30mm，也有的δ=25mm。

其理由是为了增大箱体刚度。

这种增大刚度的方法显然不尽合理。

因为增大刚度要找到产生刚度大小的原因，分清静刚度还是动刚度。

另外增大壁厚，要明显增大重量和体积，加大成本。

对于分箱式，蜗杆上置时底座壁厚δ=0.04a+5>

8mm，于是

a=160mmδ1=12mm

a=200mmδ1=13mm

a=250mmδ1=15mm

a=315mmδ1=18mm

a=400mmδ1=19mm

a=500mmδ1=25mm

箱盖δ/1=0.85δ1>

8mm

蜗杆下置时底座壁厚δ2=0.85δ1，箱盖δ/2=0.9δ2

箱体分箱面处底座凸缘厚度B1=1.5δ1，上盖凸缘厚度B2=B1=1.5δ。

地脚螺钉直径df（必要时应校核计算）≈0.036a+12（取标准值）

轴承盖螺钉直径df1=（0.4～0.5）df

箱体的外观尺寸由结构形式、安装尺寸及附件所需而成形。

1．箱体肋的设置

设置肋有两个目的，一是增加箱体刚度、强度，二是增大散热面积。

在设置肋时最好将两个目的合二为一。

蜗杆副曳引机产生的热量圈套，油温升较高，在不明显增大空间尺寸的情况下，增加肋是增大散热面积，降低油温升的良好措施之一，同时对提高箱体刚度十分有效。

我对肋的设置有如下看法：

其一，曳引机的电动机风扇，不冷却减速器箱体，减速器高速轴上不设有风扇，所以肋的设置不需要考虑风向。

亦即只考虑增强刚度和散热效果就可以了，故选用设置竖直肋，不设置横向肋。

又因曳引机不是连续工作，小时负荷率较小，所以油温升不是主要主要矛盾，肋的尺寸不必过大。

其二，为了增大刚度，要在支承处设置处大尺寸的肋。

在轴承支承的内箱壁处设置竖直肋，可明显增强箱体抗扭矩、抗弯矩的能力，从而提高箱体的刚度。

其三，设置肋要以受拉、受压代替受弯；

肋板不易过高、过薄以免折断，不要过小、过密以防铸造工艺不佳；

要美观大方，和箱体协调，可把肋设计成三角形、长方形、梯形等结构形式。

为了适应铸造工艺要考虑起模斜度。

其四，底座受力大，是盛油处，在底座箱壁上要多设肋，其结果不但可加强刚度和强度，而且可增加散热效果。

其五，整体式曳引机，功率小、散热量小，一般可不设肋。

整体式两侧的大压盖外壁可不设肋，而内壁一定要设置较强的竖肋，这对整体刚度将起到重要作用。

分箱式大压盖也同样处理。

肋的设置见图

2．箱体设计应合理处理的几个问题

在箱体设计时应充分考虑油标（或油针）、通气孔、注油孔、观察孔、油塞、吊钩（或吊环）等。

不但要按标准选用其尺寸，而且要恰当地设置其位置。

a）注油孔和观察孔一个是注入润滑油，一个是观察蜗杆副齿面的啮合部位和啮合面积，一旦出现啮合问题便于修复。

当蜗杆下置时，两者可合一放置在箱盖的顶部。

一般为方形，尺寸由设计者确定或按JB130—70选用。

对于上置蜗杆，注滑动孔和下置蜗杆情况相同，而观察孔应放在箱体的位置。

另外，分箱式或小中心距曳引机可不设置观察孔。

b）通气孔曳引机在工作过程中油池内要产生大量蒸气。

气体若排不出来，箱内将产生巨大压力，后果不堪设想。

所以一定要设置通气孔，把气体排出。

通气孔要具备通气好、尘埃不易进入箱内的性能，可放在注油孔盖上，或和油针合为一体。

形式和尺寸可根椐JB130—70选用。

c）油标或油尺润滑油的注油高度十分重要。

工作中要经常注意油面高度，达不到规定高度时要马上加油，这一切都需要用油标或滑动尺度量。

目前用圆形油标较多，可按GB1160-79的规定选用。

若采用油尺（油针），则要将其放在运动件不干涉的地方。

d）油塞和放油孔相配合的六角螺塞，可严防漏滑动和渗油。

其尺寸见JB/IQ4450—86。

放油孔设计尺寸要大一点，以便放滑动并用M12X1.25～M30X2。

油塞由二个零件组成：

螺塞、皮封油垫。

放油孔要低于箱座底面。

e）吊沟、吊环为起重用的挂钩可参考有关标准。

3．轴承位置

曳引机有两根轴，每个轴两端都装有轴承，箱体是其机架（支承）。

每个轴承都有国的作用点，为了增强刚度，该作用点最好位于箱体壁厚中点附近。

这样设置的结果使受力合理，避免了轴承处过于凸出箱外或箱内，造成结构设计方面的不合理。

1.5箱体设计的对称性

箱体设计成对称结构，美观大方，另外用户对输出轴轴伸方向要求不同，为调头安装方便，也需要设计成对称结构。

由于蜗轮轴上装有曳引轮，两个轴承受力相差很大，这种情况允许选用不同型号即尺寸不同的轴承。

在这种情况下也应按大尺寸轴承将箱体设计成对称结构。

1．曳引机轴的结构设计

2．轴的计算步骤

按传动轴处理确定轴的最小直径用计算准则τ≤[τ]T,设计出一个直径为d的光轴作为被设计轴的最小直径。

τT=T/Wt=（9.55*106P/n）/0.2d3≤[τ]T

d≥=A=25.95

曳引机一般用45号钢，[τ]T=30～40Mpa，A=118～106。

当弯矩相对转矩很小时，[τ]T取大值，A取小值。

当考虑到键槽对强度影响时，直径方向开一个键槽轴的直径应扩大3%，两个键槽扩大7%。

轴的结构设计初步计算出光轴后，要考虑轴承（计算选定）内孔走私、跨距、轴上零件、安装工艺等，将光轴设计成阶梯轴。

在轴的结构设计中要特别重视下列几个问题；

在设计阶梯轴时，要充分考虑加工工艺，要设有退刀槽越程槽；

各处下径最好取标准值；

在几何尺寸的过渡部分不要留有直角，而要用圆弧过度，台阶过度处用椭圆弧联接最好，总之要采取有效有效措施，减少应力集中；

台阶、轴肩、轴环尺寸应采用推荐值；

轴承处的轴户大小要考虑到轴承拆卸；

各轴上零件的周周向用键固定，轴向用轴户和挡板固定