自动扶梯设计计算书

1、自动扶梯设计计算书一.速度计算:(1)梯级运行速度校核：电动机转速n=960r/min减速机输出转速ni=39.18r/min梯级运行速度V=兀d(Zi x n"Z2)+ 60=3.14 X 0.683(23X 39.18/65)+ 60 =0.495(m/s)与额定速度偏差 0.495 一0.5 = 0.005 = 0.5% :二 5% 0.5满足标准(GB16899-1997第12.2.3条要求)(2)扶手带运行速度校核：梯级链轮Z=16d=683.4Fsd5主机链轮Z1=23d1=233驱动链轮Z2=65 小链轮Z3=30d2=657.2d3=243扶手轴链轮Z4=26d4=2

2、10.7摩擦轮直径d5=287扶手带速度 Vf= % (d5+10)(Z1 x n1 x Z3/Z2 x Z4) 60=3.14 X (587+10)(23X 39.18 X 30/65) + 60=0.499(m/s)与额定速度偏差 0.499 - 0.495 = 0.004 = 0.4% :二 2% 0.495满足标准(GB16899-1997第7.1条要求)二.功率计算：(1)乘客载荷：每节梯级载荷：Wi=1200N承载梯级数量：H/Xi=9.9 X 1000/200=49.5因此 W=1200X49.5=59400N(2)由运动部件的摩擦所引起的能量损耗系数刀1:当 =30 时，T 1

3、=0.12(3)电动机效率刀=0.83,满载系数0 =1P=FV/(1-刀 1)X 刀=Vw © sin30 /(1-y i)x 刀=20.33(KW)考虑扶手带消耗功率1.6KW选用11X2=22(KW) 双驱动三.梯级链及驱动链安全系数计算：梯级链与驱动链破断载荷为180KN梯级链涨紧装置的弹簧涨紧力为 2600N(单侧1300N)(1)梯级链安全系数计算根据EN115;1995第9.1.2条规定计算链条安全系数的乘客载荷为：W=5000ZH/tg30 (Z=1m、H=9.9m)=5000X 1X9.9/tg30=85736(N)梯级链条所受拉力：Fs=Wsin30 +2600=

4、85736X 0.5+2600 =45468(N)梯级链条的安全系数：fs=180000/(Fs=7.92>5满足标准(GB16899-1997第9.1.2条要求)(2)驱动链安全系数计算设定在驱动扶手带消耗功率为1.6KW因此P扶手=Fhx V贝U Fh=p扶手/V_1.6 102 9.8(16 2 二 0.105)/60=4548(N)驱动链所受拉力：Fd=(Fs d+Fh - ds)/d2=(45468X 0.683+4548X 0.243)/0.657=48950(N)驱动链安全系数：fd=180000 乂 2/F d=7.35>5满足标准(GB16899-1997第9.1

5、.2条要求)四.传动轴强度计算：(1)轴管的强度计算:扭矩:丁 Fs *d Fh *d3T max =2245468 0.683 4548 0.243二+22=13457 553=14010(N.m)轴管要求强度:d 空=17.2X(d 空=159mm)吗4(里)3_15917.2= 17.7(N /mm2)根据Q235-A机械设计手册化学工业出版社第3版Q235-A的EM直在1825之间，满足要求。(d 空=159mm)轴管的扭转角：d空=9.3X 43I 41-： 414010 (93)4"9-1 - (叫4_159= 0.21( / mm2)1 - 0.25( /m)(2)主轴

6、的强度计算作用在主轴上的力有通过轴承传递的力及两端支反力组成NByNDy150- 一1077一1501377ZJ504,10771501377Nby= 1.077FJ2+Fh(1.077-0.2475)-0.5Fd cos55 X 1.077 /1.077=1.077X 45468/2+4548X (1.077-0.2475)-0.5X 48950X cos55 X1.077 /1.077=(24485+3743-15119)/1.077=13109(N)Ndy= Fs+ Fh -( Nby+ Fd . cos55 )=45468+4548-(13109+28077)=8830(N)Nbz=

7、Ndz= Fd . sin55 /2=48950X 0.819/2=20045(N)NAY= NBY(1.077+0.15)+0.15 NDY /1.377=(16085+1325)/1.377=12643(N)NEY= NBYNDY NAY=13109 8830 12643=9296(N)NEz=(1.227 NDz+0.15 NBz)/1.377二(1.227X 20045+0.15X 20045)/1.377=20045(N)Naz = Fd sin55 Nez二48950X 0.819-20045=20045(N)作用在 A 点及 E 点合力：22Na 合=/Nay +Naz=. 12

8、6432 200452=23699(N)Ne 合=Ney2 Nez2=92962 200452=22096(N)作用在主轴上的力矩：A 巾E3555N.m3314N.mMb= Na合X 0.15(合成后)=23699X0.15=3555(N.m)M d= N e合X 0.15(合成后)=3314(N.m)轴的强度校核:根据Ss=匚=（Mb/Z） MB/Z225 3.14 73=355532=2.13（一般轴在1.21.5之间）五.自动扶梯制动器计算1、参数电机额定转速Nm =960r.p.m主轴转速 Ns =13.86r.p.m自动扶梯额定速度Vn =0.495m/s自动扶梯制动距离S = 0

9、.21.0m2、飞轮矩的计算a）上部梯级链轮以后的飞轮矩CD2=144H +200（kgm2）b）换算到制动器轴上22 Nc 213.86 22CDk -CDs ( -) =(144H 200) ( - ) -0.03H 0.0417(kgm ) Nm960C）上部梯级链轮以后的载荷折算飞轮矩cdKq2H 7720.408 二13.86 2()960_2=0.008H(kgm )d）上部梯级链轮以前的折算飞轮矩CDm : 1kgm2e）总飞轮矩的计算空载总折算飞轮矩：CD12 =CD； CDm =0.03H 1.0417（kgm2）满载总折算飞轮矩22222CD； =CD； CDKq CD：

10、= 0.038H 1.0417(kgm2)7.3 乘客保持的扭矩Tp13.86T 卫P 0.408rr - cc 0.7770 777 -77 sin30 0.7"-960= 0.434H (kgm)107.4 制动器设定制动扭矩 设定制动扭矩Tb =60N.m7.5 制动停止距离计算2空载向上制停距离S =Vnt12 nm CD1-V n260 49TB式中t为动作延迟时间取t = 0.15s*.0743 Tb212 二 960 CD12.S'=0.495 0.15 - 0.495 = 0.508260 49Tb0.03H 1.417=0.508 Tb0.0743(m)当H

11、=9.9m时0.0743 =0.22(m)0.03 9.9 1.4176.0满载向下制停距离计算S =0.508 2_ 212 二 nm CD 2CD；S =Vntm- =0.508 - 0.07432 60 49(Tb -Tp)Tb -Tp0.038H 1.0417= 0.5080.0743(m)Tb - 0.434H当H=9.9m时S“=0.508 (0.038X 9.9+1.417) / (6.00.434X 9.9) +0.0743=0.61(m)即制动距离均在0.21.0m范围内，合格。提升高度9.9 米自动扶梯金属骨架刚度的Ansys应用分析一金属骨架的有限元分析1自动扶梯金属骨架

12、的相关数据：提升高度9.9M倾 角30°梯级宽度1M扶梯水平跨距24.072M中间支撑弹簧刚度5.67E6 N/M2金属骨架建模和划分网格建模和计算都使用Ansys 软件进行。模型图见图1。金属骨架采用梁单位（beam-189）进行网络划分，金属骨架腹板采用壳单元（shell-93 ） ，将自动扶梯金属骨架的梁横截面预设为4 种。网络划分为0.1M。弹簧单元采用 COMBIN1嶂元，刚度系数设为 5.67E6 （在金属骨架材料特性中，设定弹性模量为210E9 Pa ，泊松比为0.29 。3受力分析GB16899-1997自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范规定的乘客载荷（其值为5

13、000N/m2） , 标准要求扶梯在乘客载荷下变形不大于1/1000 。金属骨架受乘客载荷作用的受力图，如图25分析结果水平方向位移1.106mm垂直方向位移4.619mm矢量和4.75mm从附图3、4、5中可知，自动扶梯在乘客载荷的作用下，最大总位移为4.75mm。4.75/24072=1/5068<1/1000所以，金属骨架符合标准要求。ANAN图311AN3YS 5J.1AW ?7 2007 09：37：3BNODAL SOLUTION STEFFISUB -1TIME=1SEQV (AVG)PowerGrapliic5 EFACET=1AVRESMat MX -.0075 SMN

14、 -.1 99E-05 SMX .2«E*08 J99E3 .27OEiO/ .535E107 .ftO9E+DT JOSEi 08 J35EiO8 1C2EtO8 -1B5F+n8 .216FtO8 243E+D0吕吕口ANSYS 5,7,1APR 27 2007G9：37?BNODAL SOLUTIONSTEP=ISUD =1TlME=tSEQV AVGPawerGraphicsEFACETIAVRES=MatDMX =SMN =.199E 05SMX =.2d3E+08.1 SSE'OSS .Z7DE+U/ 弓 539E+07 =q ,HD9E4UZ = 10SE+0B13SE4UB = 16?E+nB 吕 J63E408 =.21BE+OB