地铁车站自动扶梯-自动扶梯的机械工作原理

蜗杆传动的设计计算要求学生通过学习，掌握蜗杆传动设计的计算方法。学习目标教学重点蜗杆传动的失效形式与计算准则1齿面接触强度计算2蜗杆传动的失效形式与计算准则齿面接触强度计算12011蜗杆传动的失效形式与计算准则由于蜗轮材料强度较低，主要是蜗轮轮齿失效。开式传动的主要失效形式：磨损。闭式传动的主要失效形式：点蚀和胶合。蜗杆按齿根圆直径用轴的计算方法，验算其强度和刚度。磨损和胶合尚无成熟的计算公式，用限制接触应力和用减磨材料制造蜗轮及良好润滑来减缓磨损，防止胶合。02齿面磨损齿面磨损是由于外界微小固体颗粒进入摩擦面，而产生的一种磨损形式，在开式传动中尤为明显。03齿面划痕齿面划痕是较硬的表面微观凸起将较软的表面划出沟纹的现象，这种失效会使传动精度降低，振动和噪声加剧。04齿面胶合齿面胶合是因为啮合面上润滑失效，而导致摩擦面产生大范围粘着、撕脱、烧灼现象，并迅速失效。05轮齿折断轮齿折断的原因有2种：由于疲劳应力的长期作用而产生的疲劳折断过载折断06齿面点蚀齿面点蚀是因为齿面在啮合过程中反复的接触应力而产生的点状疲劳脱落现象，一旦发生点蚀，传动精度降低，振动和噪声加剧。07蜗杆传动的失效形式

开式传动：磨损和齿根弯曲疲劳折断。对蜗轮轮齿进行齿根弯曲疲劳强度计算。

闭式传动：齿面疲劳点蚀，胶合。对蜗轮轮齿进行齿面接触疲劳强度计算。（1）（2）08蜗杆和蜗轮的啮合类似于斜齿轮和齿条的啮合，在赫兹公式的基础上，将蜗杆和蜗轮的相应参数代入，得到蜗杆传动接触强度2齿面接触强度计算计算公式：齿面接触强度验算公式：09蜗轮弯曲强度验算公式将d2=mz2代入上式，得设计公式：蜗轮弯曲强度10T2

：作用在蜗轮上的转矩，NmmK：载荷系数，一般K=1-1.4[H]：蜗轮的许用接触应力MPa[F]：蜗轮的许用弯曲应力MPaz2

：蜗轮齿数

：蜗杆分度圆导程角Yfa：蜗轮的齿形系数m：模数mm113材料及许用应力蜗杆常用合金钢40Cr等或45#钢（表面淬火或调质）。蜗轮常用减磨性好的铜合金（锡青铜或铝青铜），对低速轻载也可用铸铁。铸造铝青铜(ZQAl)抗点蚀能力强，强度较高。允许的相对滑动速度较低（0.5--8m/s），价格较低。铸造锡青铜（ZQSn）抗胶合能力强，减磨性良好。允许的相对滑动速度较高(12--25m/s)，但价格较贵。蜗杆传动的效率、散热和润滑要求学生通过学习，了解蜗杆传动的效率、散热和润滑的相关知识。学习目标教学重点蜗杆传动的效率1蜗杆传动的散热2蜗杆传动的润滑3蜗杆传动的效率蜗杆传动的散热蜗杆传动的润滑123011蜗杆传动的效率

2

轴承效率

3

搅油效率闭式蜗杆传动的总效率η：其中：

1

啮合效率02传递运动的蜗杆常取单头，γ小，自锁性能好，但效率低：η＝0.5--0.7，开式蜗杆传动的总效率η＝0.6—0.7。闭式蜗杆传动的总效率η查表13-7。无必要时不采用自锁蜗杆传动。03在箱体外表面上铸出或焊上散热片，增加散热面积。在蜗杆轴上安装风扇，强行通风。在箱体油池内装设蛇形冷却管。用压力喷油循环冷却。2蜗杆传动的散热04

风扇冷却冷却水管冷却压力喷油润滑冷却3蜗杆传动的润滑123常见问题冷却方式蜗杆传动的运动分析和受力分析要求学生通过学习，掌握蜗杆传动的运动分析和受力分析。学习目标教学重点蜗杆传动的运动分析1蜗杆传动的受力分析2蜗杆传动的运动分析蜗杆传动的受力分析12011蜗杆传动的运动分析n1n2V1：蜗杆节点圆周速度，沿蜗杆分度圆切线。（绝对速度）;V2

：蜗轮节点圆周速度，沿蜗轮分度圆切线。（牵连速度）;vs＝v12：蜗杆相对于蜗轮的运动速度，沿蜗杆螺旋线切线（相对速度）。02由理论力学，点的速度合成定理：03d1：蜗杆分度圆直径，mm

1：蜗杆的角速度，

：蜗杆分度圆上螺旋线导程角。n1

：蜗杆的转速，r/min04

相对滑动速度vs大于v1和v２。相对滑动速度大，是蜗杆传动的一个特点。

vs对齿面润滑状况、失效形式、效率、发热都有较大影响。

v1

升高，vs升高，所以蜗杆的传动速度v1不能过高。

升高，vs升高，所以蜗杆的螺旋升角

不能过大。一般vs≤15m/s。052蜗杆传动的受力分析蜗轮的回转方向已知主动蜗杆的转向和螺旋方向，用左右手规则确定蜗轮的转向：四指弯曲表示蜗杆的转向，与拇指指向相反的方向表示蜗轮节点处的速度方向。06v2v2v1v1

已知主动蜗杆的转向和螺旋方向，用左右手规则确定蜗轮的转向：四指弯曲表示蜗杆的转向，与拇指指向相反的方向表示蜗轮节点处的切线速度方向。07A08C09T1n1蜗杆传动的受力分析蜗杆齿面的法向力Fn可以分解成三个互相垂直的力Fr、Ft、Fx。切向力径向力轴向力Fn1Fx1Ft1Fr1

)

n)10蜗杆传动的作用力n1n2Fx1Fx2Fr2Ft2Ft1Fr1n1Fr1Fr2Fx1Ft1Fx1T1n1Fn1Ft1Fr1

)

n)11主动轮作用力的方向n1n2n1Fx1Ft1Fr1Fr1Fx1Ft1Fx2Fr2Ft2Fr2蜗杆上圆周力Ft1与主动轮的转向相反；蜗杆上径向力Fr1

指向轮心；蜗杆上轴向力Fx1

与蜗轮上圆周力Ft2

方向相反：

1239从动轮的作用力的方向蜗轮圆周力Ft2与蜗轮的转向相同；径向力Fr2指向轮心；蜗轮上轴向力Fx2

与蜗杆上圆周力Ft1

方向相反：

n1n2n1Fx1Ft1Fr1Fr1Fx1Ft1Fx2Fr2Ft2Fr21340作用力的大小

:压力角

:蜗杆的传动效率n1n2Fx1Fx2Fr2Ft2Ft1n1Fr1Fr2Fx1Ft1Fr1自动扶梯的结构及工作原理要求学生通过学习，了解电梯的各个组成部分以及工作原理。学习目标教学重点自动扶梯的组成1自动扶梯的工作原理2自动扶梯的结构1自动扶梯的工作原理21945

自动扶梯主要组成部分有梯级、曳引链、驱动装置、导轨、金属骨架、扶手装置、梳板前沿板、电气设备等部件，如图所示。1自动扶梯结构2146自动扶梯结构梯路前沿板盖板玻璃拦板桁架控制系统

扶手驱动扶手入口主机及驱动梯级梯级链条装配围裙板22自动扶梯结构Handrail-扶手23驱动装置(主驱动系统)电动机、减速器、驱动齿轮、驱动链以及中间传动件、摩擦制动器等组成。主机驱动——驱动链——曳引链——梯级主机驱动——从动链轮——轴端曳引链——扶手驱动装置——扶手带由驱动曳引主机，主驱动链条，主驱动轮系统组成25梯级（梯级踏板）梯级由踏板、主副轮轴、踢板、支架、梯级链、梯级链反向及胀紧装置、支撑板等组成。踏板——水平，进出扶梯口处要有一段水平运动的距离

梯级链由链节，滚轮，连杆组成26导轨作用：支承由梯级传递来的梯路载荷，保证梯级按一定的规律运动以及防止梯级跑偏等。组成：主轮和辅轮的全部导轨、反轨、反板、导轨支架及转向壁等。27曳引链传递牵引力的主要部件，一般采用套筒滚子链结构，也有的采用齿条式结构。28桁架（金属构架）作用：安装和支承自动扶梯的各个部件、承受各种载荷以及将建筑物两个不同层高的地面连接起来。端部驱动及中间驱动自动扶梯的梯路、驱动装置、张紧装置、导轨系统及扶手装置等安装在金属骨架的里面和上面。30扶手装置传动部分（扶手带、扶手驱动装置、扶手带调节装置、滑轮群、托轮、防偏轮等）固定部分（支撑条、钢化玻璃、盖板等）

31扶手栏及扶手带扶手带由支架，内衬板，群板，外包板，盖板及扶手带导轨组成扶手装置32扶手带动驱动系统由扶手带传动机构，胀紧力调节机构，扶手带反向机构组成扶手装置3334梳板前沿板由梳齿、梳齿板、前沿板、活动地框等组成梳板前沿板的关键是梳齿与梯级踏板槽级的间隙调整，要保证间隙均匀，不允许有碰擦现象。35润滑系统对主驱动链，扶手带驱动链及梯级进行实时润滑，确保扶梯平稳运行36电气控制系统59包括主控制柜，操纵面板,检修控制盒及各种安全保护开关1960

2自动扶梯工作原理自动扶梯的规格项目输送能力(人/h)运行速度(m/s)提升高度H(m)梯级宽度W(mm)倾斜角度装饰板质量排列方式规格6000~90000.50~0.753~8800~120030°~35°全透明有、无支撑平行或交叉1961

2自动扶梯工作原理自动扶梯原理一系列的梯级与两根