小型垂直升降机设计Word文件下载.docx
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第一章绪论
1.1升降机在生产和生活中的作用和意义
升降机作为一种十分常见的物品，却在日常生活中和工业生产中扮演这重要的角色。
升降机在作业时提供了一个稳定的平台，为我们高空作业保驾护航。
而升降机在日常生活中更是十分的普及，例如在酒店、宾馆、影院、商场、KTV等公共场所都十分常见。
而公共场所的安全和洁净是我们所关注的，所以升降机的清洁与保养显的非常重要。
1.2升降机国内研究发展情况
自从改革开发以来，我国的城市建设发展迅速，促使我国升降机的快速发展。
现在，升降机更是普遍，用来提升人们的出行速度。
1.2.1进外资，合作办厂
在1978年的党的十一届三中全会中提出了改革开放，从此，我国便进入了一个新的阶段。
我们从独自的研发、生产、开发到引进外资来运行电梯厂的电梯安装阶段，很多合资电梯公司如雨后春笋般涌现。
例如：
在1980年由中国工程机械总公司、迅达有限公司、香港怡和迅达（远东）有限公司3家公司合资成立了中国迅达升降机有限公司。
作为改革开放以来的第一家合资企业，不仅使我国的升降机行业得到发展，更是推动了我国的城市建设。
1979年升降机得到了快速增长，产品结构变化显著：
旧的直流升降机退出舞台；
VVVF交流变频调速升降机开始代替交流双速电梯、ACVV交流调速梯；
PLC以及微电脑控制技术广泛应用于控制系统；
最高梯速达到4米/秒。
行业发生了巨大的改变：
生产升降机的企业，以及员工和管理水平的质量都得到一定程度的提高和改善。
在短短的时间呢你，我们的科技怎么可以提升如此之快呢？
笔者分析其原因主要有两方面：
其一，党的十一界三中全会中确定了总方针——以经济建设为中心。
如果没有当时经济的发展就不会有现在的升降机市场，升降机行业就不复存在了。
其二，得益于改革开放的政策。
在改革开放后，党中央国务院开放了上海、广州、温州、宁波等多个城市及特区。
从1985年起，在长江三角洲、珠江三角洲、福建东南等地区的开辟经济开放区。
据升降机行业的特殊性，这些地域将成为升降机行业在中国发展的重点。
随着制造了大量的升降机，升降机行业在中国也在不断规范和技术管理也在逐步改善。
1984年6月，在西安成立了中国工程机械工业协会建筑机械制造电梯协会分会，现为中国电梯协会的前身。
1986年1月1日，“中国工程机械工业协会工程机械制造电梯协会分会”更名为“中国工程机械工业协会电梯协会”，电梯协会升级到二级协会。
从电梯行业首次以自己的行业组织。
1987年，国家标准GB7588-87“电梯制造与安装安全规范”公布，该标准相当于欧洲标准EN81-1“电梯制造与安装安全标准“（1985年12月修订），本标准意义重大，对于升降机制造和安装等问题影响深远。
改革开放的第一个十年，是升降机行业在中国的起步阶段。
1.2.2稳步发展,不断创新
第一个改革开放的十年我国的升降机行业开始起步，第二个十年我国的升降机行业不断发展、不断创新，这时，进入第二个阶段——稳定发展阶段。
在起步阶段，我国的升降机行业不断吸收国际上的新技术，不断完善自己的管理制度。
自改革开放政策的实施，中国的城市建设和发展很快，这推动了中国升降机行业的快速发展。
1997年升力输出和1996年持平，总产量持续增长，使中国升降机行业更加稳定。
1998年，苏州江南电梯有限公司的民族品牌电梯、自动扶梯和自动人行道在来西亚、菲律宾、印尼、新加坡、孟加拉国、阿拉伯联合酋长国、埃及、土耳其、阿根廷、澳大利亚、德国、荷兰、意大利、葡萄牙近20个国家均有销售。
包括香港、澳门、台湾地区中国电梯产量已突破3.02万台。
1.2.3迅猛发展，日新月异
随着中国经济和城市化建设的快速发展的不断提高，升降机不在只是高档商务办公楼、剧院、商场和高层住宅楼中存在，慢慢地存在于生活中的各个角落，成为了都市生活中不可缺少的工具。
中国的电梯使用量是世界的三分之一，发达国家的十分之一。
作为一个拥有13亿人口的泱泱大国，我国的升降机市场赢得了世界升降机行业的关注。
2007年，中国政府增强了宏观调控，我国的升降机市场则趋向更稳定、更规范的方向发展，销售量达到21.6万台，比去年同期净增4.8万台，同比增长28％。
中国的升降机生产量再次创造了历史新高，其总量远远大于世界升降机总产量的一半。
根据统计，2007年安装升降机共计146999台，同比增长24%。
截至2007年底，我国使用量达917313台。
截止2008年年底，我国升降机总量突破百万台，成为世界上最大的升降机消费国家之一。
同时，也是世界上最大的升降机生产国家。
目前，我国的升降机走向了国际，不仅得到了国际的认可，而且其需求量不断增加。
1.3升降机国外发展现状和发展趋向
在过去的20时间内，经济不断发展，升降机也在发生变化。
其中最具代表性的就是RT（越野轮胎升降机）和AT（全地形升降器），其发展速度之快并打破了原有的市场结构。
在经济发展与市场竞争的作用下，国际升降机逐步走向一体化。
国际升降机的年销售额达到75亿美元，主要遍布在美国、德国、法国和意大利中国家。
升降机行业中顶尖的公司共计10多家，主要是在北美洲、亚洲（日本）、欧洲。
美国作为世界上最大的升降机生产国家之一，升降机的生产数量在总产量中占相对较高的比例。
20世纪60-70年代，德国的升降机行业快速发展，并研制成功RT和AT产品，这时，美国的主导地位便开始动摇。
同时日本的升降机行业也开始崛起，形成了美国、德国、日本三大鼎力支柱。
近年来，美国升降机市场出现反弹的现象。
在市场活跃的前提下，各国厂商都加入其中。
在激烈的市场竞争下，美国公司采取措施，不断增加实力，例如特雷克斯升降机公司。
美国科林特雷克升降机厂是该公司的前身，该公司与1995年开始一系列的并购计划，发展为世界顶尖公司。
20世纪70年代，日本发展成为升降机生产的主要力量，其产品质量和数量飞跃式提升，并开始出口欧洲和美国市场，其中产量占据世界首位。
1992年，日元升值，面临着亚洲危机，年产量开始走下滑路线。
现在，日本升降机市场的年需求量约为3000台。
欧洲的升降机市是一个很有潜力的市场，是升降机的出口大国，同时也是进口大国。
德国作为欧洲市场的榜首国家，其次分别是英国、法国、意大利。
德国产品市场的占有率如下：
利勃海尔野兔Dzhan的53％，格鲁夫占16％，真皮泰克公司占14％，多田野占10％和特雷克斯各占5％。
在同行业竞争中，制造商之间竞争力压力大，便开始扩大其产品线。
格鲁夫公司的竞争优势是汽车升降机和RT产品，为使其产品更具实力，便购买了克虏伯，开始着手准备生产履带式升降机。
该公司在占据了轨道升降机行业后，便开始进军其他升降机产品，希望扩大其影响力。
有一部分的升降机制造商，主要问题在市场营销协定或许可证贸易协定上。
早期的许可证贸易风险小，有在行业先例。
但根据生产许可协议，常因一段财产纠纷期满结束。
特雷克斯与IHI有接触史。
就目前来看，涂装标志产品AmericanCraneIHI履带式起重机升降平台是特雷克斯主提供。
有人会作为特雷克斯牌工作用的例子IHI合作。
但是，这样的协议可能不会持续很长一段时间，其结果无非是特雷克斯要求加强IHI的控制权，或寻求独立生产履带式起重机。
IHI在北美市场尚未有确定的份额，承包商只作用。
英国格罗夫开始于1999年TADANO和日立建机有限公司于1978年与对方签订了提供产品和扩大其产品系列合作协议。
1999年2月在国内市场萎缩的情况下，日立建机宣布将与多田野的合作以达到扩大流动式电梯的生产和销售领域的目的。
特雷克斯两个操作系统采矿设备和起重运输设备，起重设备，包括ATS和RT产品汽车吊，履带式升降机，起重机等的操作。
林克腰带是基于其生产挖掘机的经验，并成为桁架臂升降采用的技术的厂家之一。
但住友商事株式会社已经在日本和升程和挖掘机的企业，美国（包琳柯腰带）分离，按照电梯和挖掘机属于不同行业。
利勃海尔野兔超过企业生产的挖掘机，还生产移动升降机和塔升降机，爱尔兰生产集装箱的运载升降机，其公司是独立的实体。
1.4课题条件
物件：
800x800，重20公斤
总高：
4.7m
楼层高：
3.5m
层高：
约1m左右
速度：
5m/min；
电压安全约束：
2
1.5总体设计方案框架
根据本设计课题的研究是适用于楼层上的物料升降运送。
因此实际需求拟采取如下：
动力选择：
电动机（带减速器）
传动形式：
链条传动
主体机构：
框架
第二章小型垂直升降机的动力机构设计
2.1动力系统选择依据
驱动机构形式主要的有液压驱动、机械驱动、气动驱动和电动驱动等。
液压传动具有体积小，高功率输出，很好的控制和稳定行动等，缸、电机和齿轮，齿条的优势实现直线运动;
使用摆动气缸，电动机和减速装置，一个油缸和一个齿条，齿轮或链条和链轮来实现旋转运动。
液压驱动器优势在于良好的润滑、使用寿命长、结构紧凑、刚性好；
劣势是系统的成本更复杂。
准确的定位可以在任何位置上停止来实现。
主机液压系统主要用在专业的机器手，但它是需要配备压力源。
机械驱动适用于简单的场合。
气动驱动结构简单，成本低。
空气源是方便，植物的需要压缩气体源通常是，与没有污染，0.4-0.6MPA的一般压力，高达为1MPa。
它的缺点是，输出小，体积由于空气的可压缩性的大，难以实现的中间位置止动，所以只能用于点控制并且润滑相对较差，以及气压系统易生锈。
电动往复运动瞬变由于减速和旋转运动，该机构在不污染环境，可用电工作，操作简单方便，在工作场所只需连接电源即可工作，和工作场所中的每个建筑面积，很容易找到的功率。
因此：
最后一个动力来源作为电动机将使用于升降机。
2.2动力计算
因为本设计升降速度v=5m/min。
所以输出转速为：
.（2-1）
（r为链轮的半径,数据将在后面介绍来源）
机构升降功率为：
（2-2）
2.3动力选型
根据上节的计算结果可知：
输出转速需要非常低，机构需要选择摆线针轮减速器。
传动比的主要特点：
一级齿轮转速时传动比，在11-87的速度，两极的范围在20-128的速度。
在传输过程中速度作为一个多齿在一起，所以在过载具有承载能力强，稳定传输可靠。
由于采用行星摆线针轮驱动的结构，因此具有结构紧凑、体积小、重量轻、同等功率的条件下的优势。
它的质量是由于摆线齿轮的一半等减速机、轮销、轴销和布什由轴承钢制造，工作和滚动摩擦，从而大大提高了部件的机械性能，并确保其使用寿命，提高传输效率。
由于升降转速需为14.5r/min，输出功率需大于0.016KW，选择如图1二级直连型XWED8175B型，传动比103，输入转速为1500r/min,输出转速为14.5r/min，额定转速为2750N.M,额定功率为1.5KW（考虑过载及摩擦等其它不可考虑的因素，这个值尽可能取大些）。
图1二级直连型XWED8175B型电动机（带减速器的）
第三章小型垂直升降机的传动系统设计
3.1常见机构的特点和应用
表1常见机构的特点和应用表
类型
特点
应用
连杆机构
结构简单、工作可靠、制造容易、传输距离远，传输负荷较大时，可实现快速回报的运动规律，但它是不容易获得均匀的运动或运动的任何其他规律，传输并不稳定，振动，冲击比较大
对于大型或重型负荷的工作，可以实现复杂的运动规律或移动和摆动的运动轨迹。
凸轮机构
结构紧凑、调整方便、工作可靠，并能获得任何运动规律，但动态负载越大，传输效率较低
对于行程的较小和较少负载和规律的具体动作的场合。
非圆齿轮机构
结构简单、工作可靠、从动件可实现任意转动规律，但齿轮制造较困难
用于从动件作连续转动和要求有特殊运动规律的场合。
槽轮间歇机构
结构简单，被驱动部件的旋转是相对稳定的，并能实现单向间歇的任意时的间歇旋转，但是，当盘旋转速度为高时，动态负载较大
常用作自动转位机构，尤其适用于转位角度在45°
以上的低速传动。
凸轮式间歇机构
结构简单、驱动平稳，动态负载是小的，可实现任何预期单向间歇旋转，但凸轮制造难度
用作高速分度机构或自动转位机构。
不完全齿轮机构
结构简单、容易制造，从动可以实现更大范围的单向间歇发送的，但啮合开始和终止的影响，传输不顺畅
多用作轻工机械的间歇传动机构
螺旋机构
传动平稳噪音，减速比大;
可旋转和移动在一条直线上，传动平稳噪声和交换;
滑动丝杠可以做成自锁螺丝机构，速度通常是非常低的只适用于小功率传输
用于需要微动或增强应用，如机床夹具，设备和仪器，而且对旋转运动的螺母到螺杆装置的直线运动。
摩擦轮机构
有过载保护，轴的承载能力和轴越大，则工作表面设有滑动，磨损更快;
高速传输的寿命较低
用于仪器及手动装置以传递回转运动。
圆柱齿轮机构
加载和徐速与一系列大，传动比不变，体积小，工作可靠，效率高;
制造和安装精度的要求更高，精度低传输噪声较大，而且没有过载保护功能;
的斜齿圆柱齿轮机构，承载能力强的平滑的运动，但在传输会产生轴向力，在使用时，必须安装止推轴承或角接触轴承
广泛应用于各种传动系统，传递回转运动，实现减速或增速、变速以及换向等。
齿轮齿条机构
具有结构简单，成本低，传动效率高的优点，易于实现大范围的议案;
当移动速度或更高，以提高运动的平滑性，采用螺旋齿轮或人字齿轮齿条机构
广泛用于各种机械，变速控制装置，自动转移，转向，送料机构和所述旋转和旋转的运动转换装置的传输系统。
圆锥齿轮机构
用于发送俩个相交叉轴的运动;
直伞齿轮的圆周速度低，和弯曲牙齿用于更高圆周速度。
用于减速、转换轴线方向以及反向的场合，如汽车、拖拉机、机床等。
螺旋齿轮机构
常用之间既不平行也不相交轴传递运动，但齿面啮合点之间，并沿齿高和牙齿的方向滑动了，容易磨损，所以只宜轻负载驱动
用于传递空间交错轴之间的运动。
蜗轮蜗杆机构
传动平稳噪音小，结构紧凑，传动比，使自锁虫;
自锁式蜗轮蜗杆传动效率非常低，齿轮磨损严重，在高速传动齿轮环需要昂贵的耐磨材料，如青铜，较高的制造精度，刀具成本昂贵
对于大的传输减速器（但功率不太大），生长装置中，分度机构，升降装置，微调进给装置，从而节省能量传递装置。
行星齿轮机构
传动比大，结构紧凑，工作可靠，制造和安装精度要求高，其他功能与普通齿轮传动，主要是渐开线齿轮，摆线针轮，谐波齿轮三齿行星传动
常作为减速装置的变速比，增速装置，发送装置，还合成和分解的运动。
带传动机构
轴向距离很大，工作稳定，无噪音，可以缓冲振动和摩擦型带传动过载保护功能;
结构简单，安装要求并不高，外形的尺寸比较大。
摩擦型带弹性滑动，并且不能用于索引系统;
摩擦很容易发挥电，不应该被用于易燃易爆场合;
轴和熊力大，传动皮带寿命短
用于传递较远距离的两轴的回转运动或动力。
链传动机构
轴向距离大，平均传输率是恒定的，该元件链油膜振动吸收能力和恶劣环境有很强的适应能力，工作可靠，轴重小之间形成瞬间的运行速度是不均匀的，高的速度，与稳定的传输;
链条磨损伸长由于容易引起共振，一般需额外张力和减振装置
3.2传动机构的确定
根据上述表格和任务书条件，总高4.7m，楼层高3.5m，层高约1m左右，距离较远，属于长途运输材料，初步选择的皮带传动机构和链条传动机构。
然而，由于在上升的滑动和向后的现象的过程中，所以带传动机构被淘汰了。
最后确定链传动作为电梯的传动机构。
3.3链传动计算
链作为标准件，基于驱动器的需求选择链的类型作为链传动的设计计算额标准，确定链模型、参数的合理选择、链轮设计的选择、决定了润滑方式等。
3.3.1链的类型选择
设计链的作用是发挥的平衡和传输，所以根据实际需要来选择短节距精密滚子链（以下简称为滚子链<
GB/T1234-1997>
），其主要由外链路是铰链的内在联系和成。
销轴线和外链板，套筒和内链节板是静态的与滚子，使滚子是可以自由旋转，以便减少摩擦时网状关节磨损，并且可以减轻这种影响的套筒。
3.3.2滚子链的基本参数和尺寸
根据实际需要选择12A型链条，尺寸如图2
图2滚子链结构尺寸
节距P=19.05mm
滚子直径d1=11.91mm
内节内宽b1=12.57mm
销轴直径d2=5.96mm
套筒孔径d3=5.98mm
链条通道高度h1=18.34mm
内链板高度h2=18.08mm
外链板高度h3=15.62mm
过渡链尺寸l1=7.9mml2=9014mmc=0.1mm
排距Pt=22.78
3.3.3滚子链链轮的基本参数和主要尺寸
图3滚子链链轮结构尺寸
初选Z=18,已经选择链条的型号为12A型。
配用链条的节距P=19.05mm
滚子链外径
排距
确定分度圆的直径d:
（3-1）
齿顶圆直径
:
（3-2）
由于121.60mm<
d<
115.14mm,选择d=118mm
齿跟直径
（3-3）
分度圆弦齿高
：
取
=5mm
最大齿跟距离
（3-4）
齿侧凸缘
选取
=80mm
3.3.4齿槽形状的选取
选择三圆弧一直线齿形。
3.3.5链轮材料的选择和热处理
由于本设计的链轮无剧烈冲击振动和要求耐磨损的主从动链轮，所以选择链轮的材料为45钢。
热处理方法为：
淬火回火，齿面硬度要求40—50HRC.
3.4链传动校核
3.4.1链传动的主要失效形式
⑴铰链磨损
链路进入和退出的啮合和相邻的链的相对转动，因此，铰链销的轴和套筒相对转动时。
由于磨损，使实际俯仰可变长度，沿高度方向上的啮合点的链链轮和转变。
当达到的程度，链条与链轮可以被摧毁，导致链的失败。
链条磨损后节距会变长.Dp的图中为伸长的平均量为链接距离。
铰链的磨损实际上是外链拉伸2DP，即P2=P+2DP。
和内连杆距离是相同的，即P1=P。
如图4（b）中，链轮节径的增加量DD=Dp/sin（180/z）。
因此，如果压差（的压差/p值=3％，通常允许的伸长，DD是随着越来越多的齿数Z链的。
因此，为了保证在链的使用寿命，不同的是牙齿的最大数目应限制。
（a）（b）
图4链条
升级会员 