扶梯设计计算书Word文档格式.docx
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E
弹性模量
Ｅ＝2ｘ１０5N/mm２
2
H
提升高度
H=５4０0m
3
α
倾斜角度
α=３5°
４
V
扶梯运行速度
V＝0.495x103
ｑ梯
梯路线载荷
q梯=0。
７9９N/mm
６
ｑ人
1m宽扶梯乘客载荷
Ｑ人=5N/mｍ
7
Ｃｔ
理论运载能力
Ｃｔ=９000人/小时
８
Q主
主动链轮重量
Ｑ主＝274４Ｎ
9
Q架
金属骨架重量
Q架＝２５91７N
１0
Ｑ电
电机重量
Q电＝180３N
11
Ｑ减
减速机重量
Q减=１617Ｎ
１2
Q扶
扶手装置重量
Ｑ扶=1８966N
13
Q轨
导轨重量
Q轨=9410Ｎ
１4
Q前
梳齿前沿板重量
Q前=４５０8N
１5
Q控
电器控制重量
Q控=６37N
扶梯金属骨架,组合截面的转动惯量
主梁选用矩形管（120ｘ60x6）／20
1.方钢120ｘ60x6的截面参数：
截面面积Ｓ=１9７１.2mｍ2
重心距离x０=1９。
2mｍ
y0=41。
4mm
惯性矩Ix0=３。
12x1０6ｍm4
2.
组合截面的转动惯量
横截面如图２－1
一根方钢的转动惯量Ｉｘ’
Ｉx’＝Ix0+a2 。
S
=3。
１2ｘ106+（10０0/２－y0）2x１971。
２
=4．1８x10８mm４
组合截面的转动惯量Iｘ
Ix=4Ｉx’=4ｘ4.18ｘ108＝１.67x109mｍ4=1。
６7x１0-3m4
2。
3受力分析
扶梯受力情况,如图2-2所示
3。
１均布载荷ｑ
a.乘客给扶梯的均布载荷q人
按国际
ｑ人=5N／mm
b。
梯路线载荷q梯
q梯=0。
7９９N/mm
c.金属构件的线载荷ｑ构
q构=（Ｑ架+Q扶+ Q轨+Q控）/l
=（35917+18９66+9４10+637）/14６13
=４。
４4N/mm
均布载荷q
q=ｑ人+q梯+ q构=１0.24N/mm
3.２ 电机、减速机重量Q动
Ｑ动=Q电+ Ｑ减=１803+１617＝3４20N
2．4挠度及强度计算
由受力图分析,最大挠度和最大弯矩出现在F点，即：
ymａx=ｙF
Ｍmax=MF,下面计算从Ａ点到B点各分力对Ｆ点的挠度和弯矩。
2.4。
1Ｑ前1对F点引起的挠度y1和弯矩Ｍ1
式中：
a＝９28 b=１3686
x=７３０６。
5 Ｌ=14６13
y1＝—（Q前a2b2/6ＥIL）*[2（ｌ—x）／b+（l—x）/ａ-ｘ3/ab2］
=-０。
１663mm
M1=Ｑ前a（L－x）/l
＝2。
０9x106N.mm
２.4.2Q从对F点引起的挠度和弯距
式中:
a=1062 b=１３551
x＝7307 l=1４613
y２=—（ Q人ａ2b2/6EＩL）* ［2（l—x）／b＋（l－x）/a-x3／ab2］
=－0。
109mｍ
Ｍ2=［Ｑ人a（L－x）］／l
=1.37x１0６N。
mｍ
２．4．3 均布载荷q对F点引起的挠度和弯矩
y3=—5L4/38４EI=－18。
20mm
Ｍ３=ｑl2/８＝2。
７2x１0８N。
ｍm
2.4.4Q主对Ｆ点引起的挠度和弯矩
式中 a＝13293b=1３2０
x=７3０7 l=１4６13
ｙ４=—Ｑ主a2ｂ２/（６EIＬ）。
［2x/ａ＋x／b-（b-x）3／a2b]
=-0．143mm
M４＝ Q主bｘ/l=1．81x10６Ｎ。
mm
2.４．5Q前2对Ｆ点引起的挠度和弯矩
式中 a＝１3293 ｂ=９28
x=7307 l=14613
ｙ５=-Ｑ前２ａ2b２/（6EIL）。
[２ｘ/a+x／b—（b—x）３/a２b]
=-0。
１６６mm
Ｍ５＝Q前bx/l=2．0９x1０6N.mm
6Q动对Ｆ点引起的挠度和弯矩
式中 ａ=1４143 b＝４7０
ｘ=7307 l＝１4613
y6=—Ｑ动ａ2ｂ2/（6EIL）。
［2ｘ/ａ＋ｘ／b-（b-ｘ）3/l]
=-0。
064mm
M6= Ｑ动bｘ/l=８．04x10６Ｎ．mｍ
所以Ｆ点的挠度为：
yF＝y1+y2＋y3+y4+y５+ｙ6
＝—18。
55mm
即:
最大挠度ｙｍax=１8。
扶梯跨距为１4613mｍ，其允许挠度为1/７5０
所以[y]＝l/750=19.48mm>
18.５５mm
F点处的弯矩MF
ＭF＝M1＋M2＋M3+Ｍ4＋M5＋M6
=2。
8７4x108N.mm
所以最大应力为δmａx
δmaｘ= MF。
ｙ/Ix=2．874x1０８x500/1。
67x１０9
=86。
２Ｎ/mｍ2=８.62x１０7 N／ｍ２
允许应力[δ]=2.7 x１08N/m2＞δmax＝８。
62x107 N/m２
所以金属骨架强度满足要求
3.自动扶梯驱动功率计算
4.1梯路牵引计算
4.1.1已知数据
序号
代号
含 义
计算式及结果
Q级
一个梯级的重量
245Ｎ
t级
梯级节距
0。
4064m
q链
每米链条重量
９8N/m
4
q梯=Q级/ｔ级+2q链＝79９N/mm
Ｑ人
每位乘客的重量
6００N
6
q人
乘客的线载荷
q人＝nQ人/ｔ级ψ=２643/mm
７
ｄ级
梯级主副轮轴径
1。
７ｃｍ
8
μ级
梯级轮轴承磨擦系数
0１5
f
梯级轮滚动磨擦系数
０．１
10
d
梯级主副轮直径
7cm
μ链
链条销轴的磨擦系数
0．３
12
d链
链条销轴直径
４３cm
１3
R
曲线段梯级主轮曲率半径
1.７９m
14
μ轮
链轮轴承处磨擦系数
01
d轮
链轮轴颈直径
０.7434m
16
D0
链轮节圆直径
6834m
17
3５°
18
提升高度
４５00mm
19
N
每个梯级上的人数
２0
ψ
扶梯的满载系数
ψ=（2－ｖ）x０。
６=０.８59
梯路各区段长度：
L6—7=０．４58m L7－8=0。
602m
L９-1０＝9。
8５２m L１1-1２=0.４５９m
L1２—13=0。
４m L0-１＝1.２71m
L２—3=9.８4０m L4-５=0。
62０m
直线段阻力系数C0
C0=［（μ级。
ｄ级+2f）/d]。
β
=（0.015ｘ1.７+2x0．1）／８
=0．０２８
式中β为轮缘侧面与导轨间可能出现磨擦系数,取β=1
曲线段阻尼系数CR
CＲ=1＋αC0＋（μ链ｄ链）/R
=1＋∏/6x0。
0２8+（0.３ｘ０.01４3/1．7９）
=1．0１７
链轮上的阻尼系数C链
Ｃ链＝（μ链d链＋μ轮d轮）/D０
=（0。
3x0。
0143＋0。
０1x0。
１１）／0。
7７7
=０.0０６９
4.1.2满载上升时各区段上张力计算
张紧端取弹簧张力A为49０0N
S6=S5（１+2C链）＋q梯D0（１—Ｃ链）
= Ｓ5（1＋2x０．006９）＋799x0．７7７（1—0。
0069）
＝1.01３8Ｓ5+61７
A=1。
2（Ｓ5+S6）＝４９0０
所以S5=１721。
3N Ｓ6＝2362N
S7=S6+ｑ梯 ｌ６—7C0=２３62+79９x0.４58x0。
０28=2３72N
S８=Ｓ7＋（q梯+ q人）l7-8C0=２３72+（７99＋264３）x０。
602x0.02８=２430N
S9= S８（CR+ 2αＣ０）+（ｑ梯+ｑ人）R［αC０ –（１—CＯSα）］
=2４30x[1。
０17-2（∏/6）x0。
０28]+（79９+2６43）x1．7９x［（∏/6）x0。
028－
（1－COＳ35°
）］
＝1665Ｎ
S１0＝S９+（ｑ梯+ q人）ｌ9-10（ＳIＮα＋C０COSα）
=１665+（799＋２643）x9.852x（ＳＩN３5°
+０.02８COＳ35°
）
=1９４４3N
S11＝S10ＣR＋（q梯+q人）Ｒ［αC0 +（１－COSα）］
=19443x1.0１7＋（799+２６４３）x1.７９［（∏/6）x0。
028+（1—COS35°
=2０6８９N
Ｓ12=Ｓ11+（ｑ梯＋ｑ人）l１1—12C0
=2０68９+（799+264３）x0.459x０。
028
=２073３N
Ｓ13=S12+ｑ梯ｌ12—13C0
=2073３+799x0.4ｘ0。
02８
=２0742Ｎ
S4＝Ｓ５-ｑ梯l4－5C0
=1７21-799ｘ0。
６20x0.028
=1707N
Ｓ 3=S4（CR—２μ链d链/R）+q梯R[（１－COSα）＋αC０］
=1707x（1。
０１7-２x0．３x0.0１43/1．79+7９９x1。
79x[（1-COS3５°
）＋
（∏/6）ｘ０.0２８]＝１９40N
Ｓ２＝S3 +ｑ梯l2—3（SINα-Ｃ0COＳα）
=19４０+799ｘ9。
8４０x（SＩＮ35°
—0。
028ＣＯＳ35°
=5680N
Ｓ１= Ｓ2（2—CＲ）＋q梯Ｒ[（1-COSα）-C０α]
＝5680ｘ（2－1。
０1７）+799x１.79x[（1-COＳ３５°
）—0。
028x（∏／6）]
＝５754N
S０＝S1—q梯ｌ0-1 C０
=575４—7９9x１.271x0.０28
＝57２6N
３。
1.3满载上升时的圆周力Ｐ上
P上=S1３ –S０+（S1３+S0）Ｃ链—q梯Dｅ
＝20724—5726+（２072４+５７2６）x0.00６9—７９9x0.7７7
=14５78N
3．1.４驱动梯级满载上升时所需功率为N梯
N梯＝ＳV/（102x９.８）=（１45７8x0。
495）/（102x9．8）
=7。
21ｋw
4.2扶手牵引力计算
4.2.1已知数据
含 义
乘客对扶手带的线载荷
4．５N/m
每米扶手带的重量
２5N/m
３
μ驱
驱动滑轮与扶手间磨擦系数
0.5
曲线段的包角
圆弧段为∏,其它∏／6
Fl1
扶手胶带对滑轮群滚动磨擦系数
０.5
μ０
滑轮承轴的磨擦系数
０．01
ｄ１
滑轮轴颈
１.５ｃm
μg
扶手胶带与扶手导轨间磨擦系数
D1
滑轮群轴颈
５
fｌ2
扶手胶带对滑轮群的磨擦系数
１1
d3
托辊轴的直径
12cm
1２
Ｄ3
托辊的直径
７ｃm
１３
fｌ3
fl3=fl1
5cm
L0—1=0．07１m L1—2=10.６５２m
Ｌ2-3＝1.50ｍ Ｌ4—5＝１。
0８４m
L6－7＝9。
621ｍ Ｌ8-9=１。
417m
L１0-0=2。
03３m
扶手带在曲线段的阻力系数CR
（1）扶手胶带在导轨上滑动时
μ=μg+0。
01=０。
31
CR＝lμβ＝ｌ0.31ｘ∏/6=１。
（2）扶手胶带在滑轮群上运动时
μ＝（2fμ＋μ0d1）/ Ｄ1+μ0=（2x0。
5+0。
01x1．5）/2＋0.０1=0.3
CR=lμβ=l０.31x∏＝2。
57
C0=μg=０。
（2）扶手带在托辊上运动时
C0=（2 fl3+μ0d1）/Ｄ3=（2ｘ0.5+０.01ｘ1。
5）/6=0。
1７
3.２。
2满载上升时扶手系统各点张力计算（圆弧段R=0.3５２）根据结 构可使S2＝0
S3=S2+ｑ扶L2-3μｇ=０＋2５x１。
5ｘ0.3=11Ｎ
S４=S3ＣR+q扶（1—COSα）=1１x２.５７＋25ｘ0.３5２ｘ（1—ＣOＳ35°
=4６N
S5=S４+（q扶+ ｑ人）L４－５C0
=４6+（25+4５）x1。
0８４x0。
=６9N
S6=S５CＲ ＋（q扶+q人）R（1—CＯSα）
＝69x1.１7+（2５+45）ｘ2.２x（１-COS35°
=101N
S7=S6＋（ｑ扶+ q人）L6－７（Ｃ0COSα+ＳIＮα）
=10１+（2５+45）x9.６21x（0.３COS32°
+ ＳＩN35°
=６13N
Ｓ8= S7ＣR+（q扶+q人）R（1—COSα）
=613x1。
17+（25+４5）x２．2x（１-CＯＳ３4５°
=７３7N
S9=S8+（q扶＋q人） Ｌ8-9Ｃ０
＝737+（２5＋４5）x１。
41７x0．3
=76７Ｎ
S10=S９CR－q扶Ｒ（1-CＯSα）
=７67ｘ2.5７—２５x0.3５２x（1—COS３5°
=1９5４N
S0= S11+q扶L10—0Ｃ0
=1954+25x2.03３x0。
＝1９69Ｎ
S1＝ S2-ｑ扶L1-1２（C０CＯSα—SINα）
=0－25ｘ10．652x（0.17xCOS35°
-SIN35°
=９4N
Ｓ１-０=S１-ｑ扶Ｌ0—1C0
=９4—25ｘ0．０71ｘ0。
=9３N
4.2.2满载上升时驱动扶手带所需功率N扶
扶手带驱动处的圆周力S
S=S0—Ｓ1-0＝1９69－9３＝1876N
满载上升时驱动一条扶手带所需功率为N1
N1＝SV=1８76x０.495=92８w=0。
928kw
满载上升时驱动两条扶手带所需功率N扶
Ｎ扶=2N1=1.85６kｗ
4.3功率计算：
由梯路和扶手所引起的在驱动主轴上的总功率为
N总=（N梯+ Ｎ扶／η扶）／η
式中：
η扶—－驱动扶手带的链传动和磨擦传动的效率
η扶=η链η摩=0。
９7x0.98=0。
95１
η-—电机Z１曳引主轴的效率
η=η扶η链=0．93x0.97=0.９0２
N总=（7.２１+１.856/０。
95）／０.9０２
＝10。
05ｋｗ
所选电机功率为11ｋw.
4。
驱动链条的强度校核
P驱＝ P上。
（De/ Ｄ驱）+Ｓ。
（D扶／Ｄ驱）。
（1/η扶）
=1４578x（０。
777/0.7０3）+２ｘ1876ｘ（0。
４７０/0.７03）x（1/0。
931）
＝1８807。
安全系数n＝P2／Ｐ驱=１1１２０0/18８０7.4=５.9１
安全系数大于5，满足要求
5．曳引链条强度校对
安全系数n曳＝P1/P上=22２４00/145７８=１５.２6
安全系数远大于5,满足要求。
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