电梯曳引机减速箱的设计、建模与运动仿真分析机械

1、毕业设计（论文）电梯曳引机减速箱的设计、建模与运动仿真分析所在学院 专 业班 级 姓 名 学 号 指导老师年 月 日摘要电梯的曳引机主要是由曳引纯、电动机、减速器、曳引轮、制动器和联轴器组成。其中对曳引机的设计重点是减速器的选择和箱体零件的设计根据电梯运行的速度和载 荷来选用电动机和制动器。减速器选择的是蜗杆减速器，轴承是调心滚子轴承，联轴器 选择的是弹性柱销联轴器。减速器是设计的主体部分，要根据电动机的转速、电梯的运行速度、曳引轮的直径 等参数设计减速器。电梯是利用曳引钢丝绳与曳引轮缘上绳槽的摩擦力传递动力，所以 必须设计表面摩擦系数大且耐磨的曳引轮。选用刚性联轴器，保证传递的动力，但要求两

2、轴的对中度较高。 本设计运用机械设计中机械传动装置的设计原理,完成电梯曳引机的传动方案的设计，完成减速箱结构的设计，并利用三维建模仿真软件对减速箱的零件进行三维建模并进行虚拟装配和运动仿真分析。关键词： 电梯；曳引机；组成；设计；减速器AbstractElevator tractor is mainly composed of a traction rope, motor, reducer, a traction wheel, brake and coupling. Focusing on the design of the traction machine is the design of

3、speed reducer selection and body parts to use motor and brake according to the speed and load of elevator running. Reducer is the choice of worm reducer, bearing is spherical roller bearings, couplings of choice is elastic pin coupling.The speed reducer is the main part of the design, according to t

4、he diameter parameter design of motor speed, speed, elevator traction wheel reducer. The elevator is the use of wire rope traction and the traction wheel friction rope slot to transmit power, so we must design surface friction coefficient and wear resistance of the traction wheel. The rigid coupling

5、, ensure power transfer, but requires two to moderately higher. This design is designed according to the principle of mechanical design device, complete the design of transmission scheme of elevator traction machine, complete the design of the reducer box structure, and 3D modeling of gear box parts

6、 and the analysis of virtual assembly and motion simulation with 3D modeling and simulation software.Key Words: Elevator traction machine; composition; design; reducer;摘要IAbstractI.I.I.目录I.V.第 1章绪论 61.1 课题研究的背景 6.1.1.1 电梯的起源 6.1.2.1 电梯的分类 6.1.2拽引机的介绍 7.1.2.1 拽引机的分类 7.1.2.2 曳引机的结构 7.第 2 章 曳引机及其传动系统的工

7、作原理及主要参数112.1 曳引机及其传动系统的工作原理1.12.2 主要参数 1.3.2.3 曳引力计算1.3.2.4 减速器设计1.3.2.5 减速器的基本构造1.3.2.5.1 齿轮、轴及轴承组合1.3.2.5.2 箱体 1.3.2.5.3 附件 1.4.2.5.4 减速器的传动比分配1.4.第 3 章 减速器设计1.5.3.1 减速器传动类型的选择1.5.3.2 常用蜗杆传动的分类及特点 1.53.3 蜗杆传动的几何尺寸计算1.6.3.4 圆柱蜗杆传动的受力分析2.0.3.5 蜗杆传动材料选择2.1.3.6 圆柱蜗杆传动强度计算和刚度验算2.23.7 蜗杆传动的布置与润滑油方式2.3第

8、 4 章 曳引轮的设计2.4.4.1 曳引轮参数的计算2.4.4.2 曳引轮的材料及结构 2.4.4.3 曳引轮绳槽形状分析2.4.第 5 章 制动器和联轴器的选择2.6.5.1 制动器类型的选择2.6.5.2 电磁制动器的工作原理及其选用 2.65.3 联轴器型号选择2.7.结论 2.9.参考文献 3.0.致谢 3.0.第 1 章 绪论随着社会的发展，电梯在社会发展中扮演了一个越来越重要的角色。曳引机及其传动系统是电梯梯中非常重要的部件，它的设计水平将影响电梯的服务能力。为了让电梯更好地服务于人类，必须设计好电梯的曳引机及其传动系统。1.1 课题研究的背景1.1.1 电梯的起源电梯是现代多层

9、及高层建筑物中不可缺少的垂直运输设备。早在公元前1100 年前后，我国古代的周朝时期就出现了提水用的辘轳，这是一种由木制的支架、卷筒、曲柄和绳索组成的简单卷扬机。公元前236 年在古希腊，由著名的科学家阿基米德制成了第一台人力驱动的卷筒式卷扬机。这些就是电梯的雏形。1.2.1 电梯的分类电梯作为一种通用垂直运输机械，被广泛用于不同的场合，其控制、拖动、驱动方式也多种多样，按用途分类在使用中用得较多。 。a 乘客电梯用于运送乘客为主，兼以运送重量和体积合适的日用物件。适用于高层住宅、办公大楼、宾馆或饭店等人流较大的公共场合。其轿厢内部装饰要求较高，运行舒适感要求严格，具有良好的照明与通风设施，为

10、限制乘客人数，其轿厢内面积有限，轿厢宽深比例较大，以利于人员出入。为提高运行效率，其运行速度较快。派生品种有住宅电梯、观光电梯等。b 载货电梯用于运送货物为主，并能运送随行装卸人员。因运送货物的物理性质不同，其轿厢内部容积差异较大。但为了适应装卸货物的要求，其结构要求坚固。由于运送额定重量大，一般运行速度较低，以节省设备投资和电能消耗。轿厢的宽深比例一般小于 1。c 客货两用电梯主要用于运送乘客，也可运送货物。其结构比乘客电梯坚固，装饰要求较低。一般用于企业和宾馆饭店的服务部门。d 病床电梯用于医疗单位运送病人， 医疗救护器械。 其特点为轿厢宽深比小， 深度尺寸>=2.4m，以能容纳病床

11、，要求运行平稳，噪声小，平层精度高。e 杂物电梯这是一种专用于运送小件品的的电梯， 最大载重量为 500g， 如果轿厢额定载重量大于 250Kg 应设限速器和安全钳设施。 为防止发生人身事故， 严禁乘人和装卸货物将头伸入，为此限制轿厢分格空间高度不得超过1.4m,面积不得大于1.25m*m,深度不得大于 1.4m。其他特种用途的电梯还有汽车电梯，船舶电梯等。1.2 拽引机的介绍1.2.1 拽引机的分类曳引机按有无减速箱可分为：有齿轮曳引机和无齿轮曳引机（ 1）有齿轮曳引机：拖动装置的动力，通过中间减速器传递到曳引轮上的曳引机，其中的减速箱通常采用蜗轮蜗杆传动（也有用斜齿轮传动） ，这种曳引机用

12、的电动机有交流的，也有直流的，一般用于低速电梯和高速电梯上。曳引比通常为35:2。如果曳引机的电动机动力是通过减速箱传到曳引轮上的，称为有齿轮曳引机，一般用于 2 5ms 以下的低中速电梯。（ 2）无齿轮曳引机：拖动装置的动力，不用中间的减速器而是直接传递到曳引轮上的曳引机。以前这种曳引机大多是直流电动机为动力，现在国内已经研发出来有自主知识产权的交流永磁同步无齿轮曳引机，如许昌博玛曳引机。曳引比有2： 1 和 1： 1。载重320kg2000kg,梯速0.3m/s4.00m/so若电动机的动力不通过减速箱而直接传动到曳引轮上则称为无齿轮曳引机，一般用于 2 5ms 以上的高速电梯和超高速电梯

13、。本设计的对象是三层货梯，对电梯的速度要求不高，它属于低中速电梯。故设计的对象是有齿轮曳引机。1.2.2 曳引机的结构曳引电动机电梯的曳引电动机有交流电动机和直流电动机， 曳引电动机是驱动电梯上下运行的动力源。电梯是典型的位能性负载。根据电梯的工作性质，电梯曳引电动机应具有以下特点 2 :（ 1）能频繁地起动和制动：电梯在运行中每小时起制动次数常超过100 次，最高可达到每小时180240次，因此，电梯专用电动机应能够频繁起、制动，其工作方式 为断续周期性工作制。（ 2）起动电流较小：在电梯用交流电动机的鼠笼式转子的设计与制造上，虽然仍采用低电阻系数材料制作导条，但是转子的短路环却用高电阻系数

14、材料制作，使转子绕组电阻有所提高。这样，一方面降低了起动电流，使起动电流降为额定电流的2. 53. 5 倍左右，从而增加了每小时允许的起动次数；另一方面，由于只是转子短路端环电阻较大，利于热量直接散发，综合效果使电动机的温升有所下降。而且保证了足够的起动转矩，一般为额定转矩的 2 5 倍左右。不过，与普通交流电动机相比，其机械特性硬度和效率有所下降，转差率也提高到0. 1-0. 2。机械特性变软，使调速范围增大，而且在堵转力矩下工作时，也不致烧毁电机。（ 3）电动机运行噪声低：为了降低电动机运行噪声，采用滑动轴承。此外，适当加大定子铁芯的有效外径，并在定子铁芯冲片形状等方面均作合理处理。制动器

15、电梯采用的是机一电摩擦型常闭式制动器，所谓常闭式制动器，指机械不工作时制动器制动，机械运转时松闸。电梯制动时，依靠机械力的作用，使制动带与制动轮摩擦而产生制动力矩；电梯运行时，依靠电磁力使制动器松闸，因此又称电磁制动器。根据制动器产生电磁力的线圈工作电流，分为交流电磁制动器和直流电磁制动器。由于直流电磁制动器制动平稳，体积小，工作可靠，电梯多采用直流电磁制动器。因此这种制动器的全称是常闭式直流电磁制动器。制动器是保证电梯安全运行的基本装置，对电梯制动器的要求是：能产生足够的制动力矩，而且制动力矩大小应与曳引机转向无关；制动时对曳引电动机的轴和减速箱的蜗杆轴不应产生附加载荷；当制动器松闸或制动时

16、，要求平稳，而且能满足频繁起、制动的工作要求；制动器应有足够的刚性和强度；制动带有较高的耐磨性和耐热性；结构简单、紧凑、易于调整；应有人工松闸装置；噪声小。制动器功能基本要求：当电梯动力电源失电或控制电路电源失电时，制动器能立即进行制动。当轿厢载有125额定载荷并以额定速度运行时，制动器应能使曳引机停止运转。电梯正常运行时，制动器应在持续通电情况下保持松开状态；断开制动器的释放电路后，电梯应无附加延迟地被有效制动。切断制动器的电流，至少应用两个独立的电气装置来实现。电梯停止时，如果其中一个接触器的主触点未打开，最迟到下一次运行方向改变时，应防止电梯再运行。装有手动盘车手轮的电梯曳引机， 应能用

17、手松开制动器并需要一持续力去保持其松开状态。制动器的工作原理：当电梯处于静止状态时，曳引电动机、电磁制动器的线圈中均无电流通过，这时因电磁铁芯间没有吸引力、制动瓦块在制动弹簧压力作用下，将制动轮抱紧，保证电机不旋转；当曳引电动机通电旋转的瞬间，制动电磁铁中的线圈同时通上电流，电磁铁芯迅速磁化吸合，带动制动臂使其制动弹簧受作用力，制动瓦块张开，与制动轮完全脱离，电梯得以运行；当电梯轿厢到达所需停站时，曳引电动机失电、制动电磁铁中的线圈也同时失电，电磁铁芯中的磁力迅速消失，铁芯在制动弹簧的作用下通过制动臂复位，使制动瓦块再次将制动轮抱住，电梯停止工作。减速器减速器被用于有齿轮曳引机上。安装在曳引电

18、动机转轴和曳引轮转轴之间。减速器 （箱） 的种类及其特点： 蜗杆减速器是由带主动轴的蜗杆与安装在壳体轴承上带从动轴的蜗轮组成，其速比可在18120范围内，蜗轮的齿数不少于30,其效率不如 齿轮减速器，但其结构紧凑，外型尺寸不大。蜗杆减速器特点：传动比大，噪音小、传动平稳，而且当由蜗轮传动蜗杆时，反效率低，有一定的自锁能力；可以增加电梯制动力矩，增加电梯停车时的安全性。联轴器联轴器是连接曳引电动机轴与减速器蜗杆轴的装置， 用以传递由一根轴延续到另一根轴上的扭矩，又是制动器装置的制动轮。在曳引电动机轴端与减速器蜗杆轴端的会合处。 电动机轴与减速器蜗杆轴是在同一轴线上，当电动机旋转时带动蜗杆轴也旋转

19、，但是两者是两个不同的部件，需要用合适的方法把它们连接在同一轴线上，保持一定要求的同轴度。联轴器的种类：（ 1）刚性联轴器：对于蜗杆轴采用滑动轴承的结构，一般采用刚性联轴器，因为此时轴与轴承的配合间隙较大，刚性联轴器有助于蜗杆轴的稳定转动。刚性联轴器要求两轴之间有高度的同心度，连接后不同心度不应大于0.02mm。（ 2）弹性联轴器：由于联轴器中的橡胶块在传递力矩时会发生弹性变形，从而能在一定范围内自动调节电动机轴与蜗杆轴之间的同轴度， 因此允许安装时有较大的同心度（ 允差0 1mm，） 使安装与维修方便， 同时， 弹性联轴器对传动中的振动具有减缓作用。曳引轮曳引轮是曳引机上的绳轮，也称曳引绳轮

20、或驱绳轮。是电梯传递曳引动力的装置，利用曳引钢丝绳与曳引轮缘上绳槽的摩擦力传递动力，装在减速器中的蜗轮轴上。如是无齿轮曳引机，装在制动器的旁侧，与电动机轴、制动器轴在同一轴线上。（1） 曳引轮的材料及结构要求材料及工艺要求： 由于曳引轮要承受轿厢、 载重量、 对重等装置的全部动静载荷，因此要求曳引轮强度大、韧性好、耐磨损、耐冲击，所以在材料上多用QT60 2 球墨铸铁。为了减少曳引钢丝绳在曳引轮绳槽内的磨损，除了选择合适的绳槽槽型外，对绳槽的工作表面的粗糙度、硬度应有合理的要求。曳引轮的直径：曳引轮的直径要大于钢丝绳直径的40倍。在实际中，一般都取4555倍，有时还大于60倍。因为为了减小曳引

21、机体积增大，减速器的减速比增大， 因此其直径大小应适宜。曳引轮的构造型式：整体曳引轮分成两部分构成，中间为轮筒（鼓），外面制成轮圈式绳槽切削在轮圈上，外轮圈与内轮筒套装，并用铰制螺栓连结在一起成为一个曳引轮整体。其曳引轮的轴就是减速器内的蜗轮轴。（2） 曳引轮绳槽形状: 曳引驱动电梯运行的曳引力是依靠曳引绳与曳引轮绳槽之间的摩擦力产生的。曳引钢丝绳曳引钢丝绳也称曳引绳，电梯专用钢丝绳联接轿厢和对重，并靠曳引机驱动使轿厢升降。 它承载着轿厢、 对重装置、 额定载重量等重量的总和。 曳引机在机房穿绕曳引轮、 导向轮，一端联接轿厢，另一端联接对重装置。曳引钢丝绳一般为圆形股状结构，主要由钢丝、绳股和

22、绳芯组成。钢丝绳股由若干根钢丝捻成，钢丝是钢丝绳的基本强度单元；绳股由钢丝捻成的每股绳直径相同的钢丝绳，股数多，疲劳强度就高。电梯用一般是6 股和 8 股。绳芯是被绳股的缠绕的挠性芯棒，通常由纤维剑麻或聚烯烃类（ 聚丙烯或聚乙烯） 的合成纤维制成，能起到支承和固定纯的作用，且能贮存润滑剂。钢丝纯中的钢丝的材料由含碳量为0. 4%1%的优质钢制成，为了防止脆性，材料中的硫、磷等杂质的含量不应大于 0 035。第2章曳引机及其传动系统的工作原理及主要参数2.1 曳引机及其传动系统的工作原理曳引式电梯曳引驱动关系如图 2-1所示。安装在机房的电动机与减速器、制动器 等组成曳引机，是曳引驱动的动力。曳

23、引钢丝绳通过曳引轮一端连接轿厢，一端连接对 重装置。轿厢与对重装置的重力使曳引钢丝绳压紧在曳引轮绳槽内。电动机转动时由于 曳引轮绳槽与曳引钢丝绳之间的摩擦力，带动钢丝绳使轿厢和对重作相对运动，轿厢在 井道中沿导轨上下运行。图21电梯曳引传动系统1电动机；2制动器；3减速器；4曳引绳；5导向轮；6绳头组合;7轿厢；8对重装置轿厢与对重装置能做相对运动是靠电动机转动时通过曳引绳和曳引轮间的摩擦力来实现的。这种摩擦力又叫曳引力或驱动力。运行中电梯轿厢的载荷和轿厢的位置以及运行方向都在变化。为使电梯在各种情况下都有足够的曳引力，国家标准 GB 75881995电梯制造与安装安全规范规定：曳引条件必须满

24、足：(Ti/T2)CiC2<efa；式中：T1/T2为载有 站的两种情况下，曳引轮两边的曳引绳较 大静拉力与较小静拉力之比。C1 与加速度、减速度及电梯特 殊安装情况有关的系数，一般称为动力系 数。其中：C1= (g+a) /(g-a)g重力加速度a轿厢制动减速度C2 由于磨损导致曳引轮槽断面变化的影响系数(对半圆或切口槽：C2 = 1,对 V 型槽：C2 = 1. 2) 0efa中，f为曳引纯在曳引槽中的当 量摩擦系数，a为曳引绳在曳引导轮上的 包角。efa称为曳引系数。它限定了 T1/ T2的比值，efa越大，则表明了 T1/T2 允许值和T1T2允许值越大，125%额定载荷的轿厢位

25、于最低层站及空轿厢位于最高层AnmI!也就表明电梯曳引能力越大。因此， 电梯的曳引系数代表了该台电梯的曳引 能力。图22曳引机的工作原理2.2 主要参数2.32.4按照传动结构的特点，可将减速器分为四大类。a圆柱齿轮减速器(1) 渐开线圆柱齿轮减速器(2) 圆弧齿圆柱齿轮减速器b圆锥齿轮减速器(1) 渐开线圆锥齿轮减速器(2) 双曲面齿轮减速器(3) 圆弧齿圆锥齿轮减速器c蜗杆减速器(1) 圆柱蜗杆减速器(2) 环面蜗杆减速器(3) 锥蜗杆减速器d行星齿轮减速装置(1) 渐开线行星齿轮减速装置(2) 少齿差行星齿轮减速装置(3) 摆线针轮减速装置(4) 谐波齿轮减速装置2.5减速器的基本构造2

26、.5.1 齿轮、轴及轴承组合2.5.2 箱体箱体是减速器中结构和受力最复杂的零件，目前尚无完整的理论设计方法。因此， 一般是在满足强度、刚度的前提下，同时考虑结构紧凑、制造方便、质量轻及使用方便 等方面要求，作经验设计。箱体通常用灰铸铁铸造，对于重载荷或有冲击载荷的减速器也可以采用铸钢箱体。箱体通常做成沿轴心线水平剖分的形式，以便于轴承部件的装卸。上箱盖和下箱盖用螺栓联接成一体，轴承座的联接螺栓应尽量靠近轴承底孔，而轴承座旁的凸台，应具有足够的承托面，以便放置联接螺栓，并保证旋紧螺栓时所需的扳手空间，为保证箱体具有足够的刚度，在轴承孔附近应加支撑肋。为保证减速器安置在基础上的稳定性并尽可能减少

27、箱体底座平面的机械加工面积，箱体底座一般不采用完整的平面。按照现代工业美学的要求，箱体造型设计出现了下列趋势：外表几何形状简单，限于直线平面，轴承孔露在外面而肋藏在箱体里面；装地脚螺栓用地脚不伸出箱体的外表面；起吊减速器用的吊耳与箱体铸成一体，箱体没有伸出部分，使减速器在传动的总体布局中易于配置； 箱盖顶部的水平面是加工剖分面和安装时对准减速器用的工艺基准面；箱体内的贮油空间增大。当然这种外貌比较整齐美观的箱体结构也存在某些公认的缺点：质量稍有增加；铸造造型工时多；内部清理和涂漆困难。为了减少这些缺点，对中小型减速器，可只在低速级轴孔处下设肋板，一减少肋板数目。2.5.3 附件为了保证减速器的

28、正常工作，除了应对齿轮、轴、轴承组合和箱体的结构设计予以足够的重视外，还应考虑到为减速器注油、排油、检查油面高度、加工及拆装检修时箱盖与箱座的精确定位，吊装等辅助零件和部件的合理选择和设计。2.5.4 减速器的传动比分配第3章减速器设计3.1 减速器传动类型的选择减速器按传动方法分可分为：齿轮减速器和蜗杆减速器。其中蜗杆传动用于传递交 错轴之间的运动和动力。齿轮减速器的主要优点：工作可靠，使用寿命长；瞬时传动比为常数；传动效率高; 结构紧凑；功率和速度适用范围很广等。缺点是：齿轮制造需专用机床和设备，成本较 高；精度低时，振动和噪声较大；不宜用于轴间距离大的传动等。蜗杆传动的主要优点是：结构紧

29、凑、工作平稳、无噪声、冲击振动小以及能得到很 大的单级传动比，而且具有一定自锁功能。它的缺点是：传动效率比齿轮传动低，需要 贵重的减摩性有色金属。综合上述两类减速器的优缺点，蜗杆减速器适合作为电梯曳引机的减速器。3.2 常用蜗杆传动的分类及特点常用蜗杆传动的分类及特点见表3-1:表31常用蜗杆传动的分类及特点传动类别蜗杆型式特点及使用范围圆柱蜗杆传动普通圆柱蜗杆传动阿基米德圆柱蜗杆加工方便，应用较1泛。但导角大时加上较 困难。不易磨削，传动效率较低，齿而磨损 较快。因此，一般附于头数较少、载荷较小、 转速较低或不太重要的传动法向直廓圆柱蜗杆渐开线圆柱蜗杆容易实现磨削，因此加工精度容易保证，效率

30、较高。一般附于头数较多（3头以上）、转速较图和要求较精密的传动中锥面包络圆柱蜗杆加工容易，可以磨削。因此能获得较高的精 度。开始得到较广泛的应用圆弧圆柱蜗杆可以磨削。在冶金矿山、起重、化工、建筑 等机械中得到日益广泛的应用平囿一次包络环面蜗杆蜗杆均为平面包络环面蜗杆，可淬硬磨削， 因此加工精度、效率较局，承裁能力较大。划、面蜗杆传动平囿二次包络环面蜗杆在冶金、起重、化工和重型机械等行业得到 日益广泛的应用。一次包络环面蜗杆加，小需要滚刀，而二次 包络环面蜗杆加，要侬力，但后者的承载能 力更大直廓环面蜗杆（球面蜗杆）是双包围环面蜗杆的一种；应用较广泛，但 蜗杆必须人为修形，难以淬火磨削；蜗轮只

31、能飞刀近似加工本次设计选用圆弧圆柱蜗杆传动传为曳引机的减速器。3.3 蜗杆传动的几何尺寸计算因为减速器要有一定的自锁性，所以蜗杆的头数和蜗轮的齿数要符合原理。为了不使蜗轮发生根切现象，必须满足的条件是：蜗杆蜗轮啮合参数搭配见表3- 2表 3 2 （摘自 GB/T91471999）中心距a/mm公称传动比i模数m/mm蜗杆分度 圆直径d1 /mm蜗杆头数Z1蜗轮齿数Z2蜗轮变位系数x2实际传动比ia6331.53321310.16731402.526390.53950226490.5498031.53.838.4310.53140332410.83341502.530510.551632.252

32、6.5290.1675910031.54.846.4310.531403.838.4410.76341503.236.6500.53150632.7532.5600.4556012531.56.257.6300.51630404.846.4410.7084150444500.75050对圆弧圆柱蜗杆传动x2 = 0.71.2比较适宜，选 X2 = 0.833;查上表可得：中心距a：a = 80mm公称传动比i:i=40;模数m：m=3mm ；蜗杆分度圆直径d1:d 1 =32mm ;蜗轮齿数Z2 :Z2=41, Z2 >17符合要求；实际传动比ia；ia =41.?蜗轮的分度圆直径：d2

33、 = 2a-d1 -2x2m ;d2 = 2 80-32-2 0.833 3 = 123mmY蜗杆分度圆柱导程角 ：三arctan(mz1/d1)、，；=arctan(3 1 一一 32) = 5.36 . ?蜗杆直径系数：q= d/ ；mq= 32/3 = 10.7;蜗杆节圆柱导程角/:/= arctanz1/(q 2x2).?乎=arctan1/(10.7+2 父0.833)=4.6 °顶隙c：*c = c m其中 c = 0.16)；c = 0.16 3 = 0.48. ?蜗杆齿顶高hai ；* haL ham . ?ha1 = 1X 3 = 3mm；蜗轮的齿顶高ha2 :*、

34、ha2 = m(ha X2).?ha2 = 3父(1 + 0.833) = 5.5mm；蜗杆齿根高h f 1 ：*、hfi = (ha + c )m；hf1=(1 0.16) 3-3.48mm；蜗轮齿根高hf 2 ：*、hf2 =m(ha c - &). ?hf2 =3 (1 0.16-0.833)= 0.981mm；蜗杆节圆直径：d1 二 d1 2 x2； md； =32+2M0.833M3 = 37mm；蜗轮的节圆直径：d2 = d2 = 123mm；蜗杆齿顶圆直径：da1 = d 1 2ha . 1 ?da1 = 32+2M3 = 38mm；蜗轮喉圆直径：da2 = d 2 2h

35、a ；da2 =123 2 5.5 = 134mm；蜗杆齿根圆直径：df1 = d 12hf .?df1 =322父 3.48 = 25.04mm；蜗轮齿根圆直径:df 2 - d 2 2hf .2 ?df2 -123 -2 0.981 -121.038mm ；蜗杆轴向齿距：Px 二二 m . ?px = 3.14 父 3 = 9.42mm ；蜗杆的轴向齿厚： sx = 0 . 4n . ?sx=0.4 3.14 3 = 3.768mm ；蜗杆的法向齿厚：Sn = SxC 0 S ?s = 3.768 cos5.36 = 3.75mm蜗杆分度圆法向弦齿高：_hn1 = m 3 m. m ?蜗杆

36、螺纹部分长度：b1 定 2.5mjz2 +1 ；b ： 2.5 341 1 48.61mm.?蜗轮最大外圆直径：da2 m a dam12；da2max = 134 + 3 = 137 mm ；蜗轮轮缘宽度： b2 = 0.7da1. ?b2 = 0.7 父 38 = 26.6 mm；蜗轮咽喉母贺半径：%2 = a-da2/2；rg2 =80-134+2 = 13mm；蜗轮齿根圆弧半径：rf2 =0.5da1 0.2m ；rf2 = 0.5 38 0.2 3 = 19.6mm ；滑动速度：,/ vs = v1 /cos ”;v1 = n二 d1 /60；vs= n 1d （ 6 0'?

37、C o s ）3Vs = 1930M 3.14父 32M10 /（60 父 cos4.6） = 3.243m/ s ；传动效率：”=(1 0 0 虎5)3.4 圆柱蜗杆传动的受力分析圆柱蜗杆传动的受力情况如图 3- 1所示:T1 = 9 5 5叩（n/中 n1 = n）；1=9550 11 1930= 54.43N m蜗轮传递的转矩：T2 = Ti "；T2 = 54.43 乂 3父 0.7786 =127.14 N，m ；蜗杆圆周力：Ft1 = 2 0 0T0 d/Ft1 = 2000 54.43. 32 = 3402N蜗杆轴向力：Fxi = Ft1 cot 7 ；FX1=3402

38、 cot5.36 = 36260N ;蜗杆径向力:Fri = Fxitana ；Fr1 =3 6 2>6 0 tw n 2 N ； 13 19 7蜗轮轴向力：FX2 = Ft1 =3402N ；蜗轮圆周力：Ft2 = _FX1= -36260 N ；蜗轮径向力：Fr2 = -Fr1 = -13197N ;法向力：Fn = FX1 /(cos7 *cos n)定-Ft2/(cosy 'cos )；Fn 3 6 2 6 0 / ( c o s 5 .=3 6 Mo3.5 蜗杆传动材料选择考虑到蜗杆传动难于保证高的接触强度，滑动速度又较大，以及蜗杆变形等因素, 故蜗杆、蜗轮不能都用硬材

39、料制造，通常为蜗轮应该用减摩性良好的软材料制造。蜗轮材料及其力学性能见表3-3:表3-3蜗轮材料及其力学性能蜗轮材料铸造方法力学性能<yHbpCTFbp适用的滑动速度vs/msCT b一侧受载两侧受载ZCuAl10Fe3砂模金属模196490540见表3-780906380<10ZCuAl10Fe3Mn2砂模金属模一490540一100一90<10ZcuZn38Mn2Pb2砂模金属模一24534560一55一<10HT150砂模一1504025<2HT200砂模一2004730w 25HT250砂模一2505535w 25蜗杆的材料及其力学性能见表3-4注：标有*

40、的蜗杆如未经淬火，其 0 Hbp需降低20%根据蜗轮及蜗杆的受力情况，滑动速度选择材料，具体情况如下:蜗轮的材料：ZCuAl10Fe3蜗杆的材料：淬火钢许用接触应力c-Hbp =160N mm23.6 圆柱蜗杆传动强度计算和刚度验算圆柱蜗杆传动的破坏形式，主要是蜗轮齿表面产生胶合、点蚀和磨损，而轮齿的弯 曲折断却很少发生。因此，通常多按齿面接触强度计算。因 z2=41Y80,故不进行弯曲 强度核算。查参考文献机械设计手册（第五版），机械传动单行本：查图14 45得：4 =0.91 ;查图14 47得：Zn = 1.28查图14 410得：Kz=3.4；查图14 411得：K同 =0.37 ；查

41、表14 412得：K=1.1 ;接触强度设计:ZZ p；0 Hp =160 0.91 1.28 = 186.4N mm2 .;a 至 4813kKzT2/(仃HpK.)；naHp t KKZT24813/(a3KgL) =179.33N mm/;<rHp =186.4N *mm2;接触强度校核： 3oh=3 2 8I9Kz2T /aQ& )0H =3289J1.1 黑3.4-127.14/(803 父 0.37) = 164.78 7。Hp ；接触强度符合设计要求。刚度的校核：查参考书机械设计(第四版)13.7可知，蜗杆的中心挠度：V1 = 0.0004m ;0.025dl =

42、0.025父32= 0.8mm之 0.0004m = 0.4mm；刚度设计符合要求。3.7蜗杆传动的布置与润滑油方式表3- 5蜗杆传动润滑油方式滑动速度Vs/(m/s)0 11 2.5>2.5 5> 5 10工作条件一润滑方法浸油润滑浸油或喷油润滑A=91 50 a1 . 8 m;)A = 9M10*M 801.88 = 0.34 m2；t1 0 0 0 p ( 1a A力 速 )t1 = 1000M11M (1 - 0.969)/(18、0.34) + 20 = 75.72c < 800c ；第4章曳引轮的设计曳引轮是曳引机上的纯轮，也称曳引纯轮或驱绳轮。是电梯传递曳引动力

43、的装置， 利用曳引钢丝绳与曳引轮缘上绳槽的摩擦力传递动力，装在减速器中的蜗轮轴上。曳引轮的设计包括曳引轮的材料、形状、参数计算。4.1 曳引轮参数的计算曳引轮直径D> 40d（d为钢丝绳直径）。D= 60Voi e（ rf；式中：v。是轿厢速度（m/s）1 减速器传动比；e-曳引比；n-电动机的转速（r/min ）；D=60"m 2M 40/（冗"930） = 792mm ；4.2 曳引轮的材料及结构材料及工艺要求：由于曳引轮要承受轿厢、载重量、对重等装置的全部动、静载荷， 因此要求曳引轮强度大、韧性好、耐磨损、耐冲击，所以在材料上多用QT60-2球墨铸铁。为了减少曳

44、引钢丝纯在曳引轮绳槽内的磨损，除了选择合适的纯槽槽形外，对纯槽 的工作表面的粗糙度、硬度应有合理的要求9。曳引轮的直径：曳引轮的直径要大于钢丝绳直径的 40倍。在实际中，一般都取45 到55倍，有时还大于60倍。因为为了减小曳引绳的弯曲应力，增加曳引纯的使用寿命， 一般希望曳引轮的直径越大越好，但曳引轮大会使曳引机体积增大，减速器的速比增大， 因此其直径大小应适宜。曳引轮的构造型式：整体曳引轮分成两部分构成，中间为轮筒 （鼓），外面制成轮圈 式纯槽切削在轮圈上），外轮圈与内轮筒套装，并用银制螺栓连结在一起成为一个曳引 轮整体。具曳引轮的轴就是减速器内的蜗轮轴。4.3 曳引轮纯槽形状分析曳引驱动

45、电梯运行的曳引力是依靠曳引纯与曳引轮纯槽之间的摩擦力产生的。因此曳引轮绳槽的形状直接关系到曳引力的大小和曳引纯的寿命、曳引轮绳槽的形状，常用 的有半圆槽（如图41a）、带切口的半圆槽（又称凹形槽）（如图41b）、V形槽、半 圆槽（如图41c）:图4-1 常用曳引轮绳槽的形状1）半圆槽与曳引纯接触面积大，曳引纯变形小，有利于延长曳引纯和曳引轮寿命， 但这种纯槽的当量摩擦系数小，因此曳引能力低。为了提高曳引能力，必须用复绕曳引 纯的方法以增大曳引绳在曳引轮上的包角， 它多用在全绕式高速无齿轮曳引机直流电梯 上，半圆槽还广泛用于导向轮、轿顶轮、对重轮的纯槽。2）V形槽：V形槽的两侧，对曳引纯产生很大

46、的挤压力，曳引纯与纯槽的接触面积小，接触面 的单位压力大，曳引纯变形大，曳引纯与纯槽间具有较高的当量摩擦系数，可以获得很 大的驱动力。但这种纯槽的槽形和曳引绳的磨损都较快，而且当槽形磨损，曳引纯中心 下移时，槽形就接近带切口的半圆槽，当量摩擦系数很快下降。因此这种槽形的范围受 到限制，只有在轻载、低速电梯上应用。3）凹形槽：带切口的半圆槽，它是在半圆槽的底部切制了一条楔形槽，曳引纯与纯槽接触面积 减小，比压增大，曳引绳在楔形槽处发生弹性变形，部分楔入沟槽中，使当量摩擦系数 大为增加，一般为半圆槽的1.5到2倍，使曳引能力增加。这种槽形既有当量摩擦系数大，又有曳引纯磨损小，特别是当槽形磨损，曳引

47、纯中心下移，由于预制的楔 形槽的作用，使当量摩擦系数基本保持不变的优点，使这种槽形在电梯曳引轮上应用最 多。为保证电梯的曳引力及电梯安全运行，选用凹形槽。第5章制动器和联轴器的选择制动器是用于机构或机器减速或使其停止的装置，它是保证机构或机器正常安全工 作的重要部件。电力制动只能消耗机构或机器的一部分动能，减小或限制其运动速度，不能使运动 停止。机械式制动器则具有减速、停止及支持等功能。为了减小制动转矩，缩小制动器尺寸，通常将制动器装在机构的高速轴上，或装在 减速器的输入轴上。5.1 制动器类型的选择按工作状态分类，制动器可分为常闭式和常开式。常闭式制动器靠弹簧或重力的作 用经常处于紧闸状态，而机构运行时，则用人力或松闸器使制动器松闸。与此相反，常 开式制动器经常处于松闸状态，只有施加外力时才能使其紧闸。常用制动器性能特点及 用见表5-1 :5.2 电磁制动器的工作原理及其选用电梯制动器的工作原理:当电梯处于静止状态时，曳引电动机、电磁制动器的线圈中均无电流通过，这时因 电磁芯间没有吸引力、制动瓦块弹簧压力作用下，将制动轮抱紧，保证电机不旋转；当 曳引电动机通电旋转的瞬间，制动电磁铁中的线圈同时通上电流，电磁铁芯迅速磁化吸 合，带动制