鋼絲繩吊籠式施工升降機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)含SW三維及5張CAD圖,鋼絲繩,吊籠式,施工,升降機(jī),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),sw,三維,cad 短程自動升降裝置的設(shè)計(jì),班級：XXXX 學(xué)生：XXXX 學(xué)號：XXXX 學(xué)院：XXXX 指導(dǎo)教師： XXX,,背景 短行程簡易舉升機(jī)是工廠在一樓和二樓車間之間舉升人員或重物的機(jī)械設(shè)備。主要由電動機(jī)，減速機(jī)，絞車，制動器，吊箱等組成。簡單的升降機(jī)用于運(yùn)輸人員或物料，主要用于建筑和維護(hù)。它也可以用作倉庫，碼頭，碼頭，塔樓和高煙囪的長期垂直運(yùn)輸機(jī)。,Company Logo,國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 美國特雷克斯電梯的崛起證明了美國制造商的實(shí)力也有所增強(qiáng)。特雷克斯電梯公司設(shè)計(jì)的科林電梯如下圖所示：,Company Logo,總體方案設(shè)計(jì),Company Logo,簡易短行程升降機(jī)主要由電動葫蘆、吊籃、防斷繩機(jī)構(gòu)、機(jī)架組成： 由電動葫蘆實(shí)現(xiàn)吊籃的提升，電動葫蘆減速器、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、卷筒裝置、吊鉤裝置、聯(lián)軸器、電動機(jī)、等主要部件組成起升電動機(jī)采用較大起動力矩的錐形制動電機(jī)，以適應(yīng)產(chǎn)品斷續(xù)工作中頻繁的直接起動，最大轉(zhuǎn)矩為額定力矩的2.43倍。,,Company Logo,研究研究的主要步驟 （1）根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)要求，理清設(shè)計(jì)思路，抓住設(shè)計(jì)要領(lǐng)。 （2）初擬總體設(shè)計(jì)方案。 （3）動力源選擇與控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 （4）車架設(shè)計(jì)及受力分析。 （5）傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)及對軸、鍵類零件受力分析。 （6）康復(fù)醫(yī)療系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿生運(yùn)動功能的實(shí)現(xiàn)。 （7）標(biāo)準(zhǔn)件的列表和參數(shù)。 （8）確定各零件結(jié)構(gòu)尺寸，完成零件圖。,,Company Logo,研究的主要方法 （1）文獻(xiàn)研究法：根據(jù)研究主題，通過搜索文檔獲取技術(shù)數(shù)據(jù)，通過以往的研究成果分析出最佳技術(shù)方案。 （2）定量分析法：根據(jù)調(diào)查結(jié)果制定出技術(shù)攻關(guān)，依據(jù)工作原理制定出力學(xué)或者材料學(xué)分析論證。 （3）模擬法：通過使用3D建模平臺組裝零件，創(chuàng)建類似的模型，然后用于研究機(jī)械模型的一些基本特征。,創(chuàng)新點(diǎn) (1)該設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)制造成本低，使用維護(hù)成本低，易于實(shí)現(xiàn)，也符合設(shè)計(jì)所給的簡易短行程升降機(jī)設(shè)計(jì)要求。 (2機(jī)械系統(tǒng)比較穩(wěn)定，機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動系統(tǒng)可以保證運(yùn)載物相對地面的穩(wěn)定，靈活性大，穩(wěn)定性高。,Company Logo,Thanks.And Your Slogan Here.,THANKS,摘要：本論文本著節(jié)省材料、成本低廉、安全簡易、效率高的原則，立足于短行程簡易升降機(jī)的設(shè)計(jì)與研制，完成的基本工作如下：通過對國內(nèi)外技術(shù)調(diào)查取樣分析，為裝置關(guān)鍵部件和試驗(yàn)研究等層面提供了性能依據(jù)，在經(jīng)過理論的指導(dǎo)合理的設(shè)計(jì)出機(jī)械裝置的結(jié)構(gòu)，主要設(shè)計(jì)包括有齒輪傳動，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等，通過對各工作部件的設(shè)計(jì),試制出機(jī)械裝置并進(jìn)行模擬試驗(yàn)，以求得最佳試驗(yàn)性能參數(shù)，進(jìn)而對短行程簡易升降機(jī)的性能作出優(yōu)化設(shè)計(jì)。在對短行程簡易升降機(jī)理論進(jìn)行歸納總結(jié)基礎(chǔ)上，把安全簡易理論運(yùn)用到本課題的研究中。從而達(dá)到簡單易行，安全可靠，制造方便，成本低的設(shè)計(jì)目的。 關(guān)鍵字：升降機(jī) 電動葫蘆 齒輪傳動 I Abstract: Based on the principle of saving materials, low cost, safe and simple, and high efficiency, this paper is based on the design and development of short-stroke simple lifts. The basic work is as follows: through the sampling and analysis of domestic and foreign technical investigations, the key components and tests of the equipment. The research and other aspects provide the performance basis. After the theoretical guidance, the structure of the mechanical device is designed reasonably. The main design includes gear transmission, structural design, etc. Through the design of each working component, the mechanical device is tested and simulated. In order to obtain the best test performance parameters, the performance of the short stroke simple lift is optimized. Based on the summary of the short-stroke simple lift theory, the safety simple theory is applied to the research of this topic. Thus, it is simple, easy, safe, reliable, easy to manufacture, and low in cost. Key words:Elevator Electric hoist Gear drive III 目錄 1緒論 1 1.1 課題意義 1 1.2 升降機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀 1 1.3 研究方法 1 2 原理方案擬定 4 2.1 升降機(jī)總體方案設(shè)計(jì) 4 2.2 防斷繩方案 6 3 設(shè)計(jì)計(jì)算 7 3.1 鋼絲繩及卷筒的選型 7 3.2 鋼絲繩直徑的計(jì)算與選擇 7 3.3 卷筒的設(shè)計(jì)計(jì)算 8 3.4 電動機(jī)的選擇 10 4齒輪傳動設(shè)計(jì) 14 4.1 齒數(shù)的確定 14 4.2 行星齒輪傳動a-c副的設(shè)計(jì)計(jì)算 14 4.3 行星齒輪傳動d-e副的校核計(jì)算 16 4.4 行星齒輪傳動c-b副的校核計(jì)算 19 4.5 傳動效率的計(jì)算 22 5 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 23 5.1 機(jī)架設(shè)計(jì) 23 5.2 防斷繩機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 25 總結(jié) 26 參考文獻(xiàn) 27 致謝 28 ii 1緒論 1.1 課題意義 短行程簡易舉升機(jī)是工廠在一樓和二樓車間之間舉升人員或重物的機(jī)械設(shè)備。主要由電動機(jī)，減速機(jī)，絞車，制動器，吊箱等組成。簡單的升降機(jī)用于運(yùn)輸人員或物料，主要用于建筑和維護(hù)。通常使用鋼絲繩摩擦驅(qū)動器，鋼絲繩繞過牽引繩輪，電機(jī)驅(qū)動牽引繩輪來提升轎廂。電梯需要安全性和可靠性，高傳輸效率，準(zhǔn)確的水平度和舒適的乘坐體驗(yàn)。電梯（電梯）的基本參數(shù)主要包括額定負(fù)載能力，乘客人數(shù)，額定速度，轎廂尺寸和井道類型。它的發(fā)展趨勢是：梯群控制系統(tǒng)將越來越智能，超高速電梯（電梯）的速度越來越高，藍(lán)牙技術(shù)的廣泛應(yīng)用，綠色電梯（電梯）將得到普及，視覺化系統(tǒng)或人機(jī)對話。 如今，短行程簡易升降機(jī)已深入了人們的生活。高科技的發(fā)展，人們越來越依賴于現(xiàn)代化的機(jī)器，對升降機(jī)的要求也變得更高。設(shè)計(jì)更新升降機(jī)已變得更加重要。簡單易操作的升降機(jī)有利于節(jié)省工作時(shí)間，提高工作效益，更能為操作者提供必要的安全保障。 短行程升降平臺是用途廣泛的高空作業(yè)專用設(shè)備，其機(jī)械結(jié)構(gòu)使升降平臺起升的穩(wěn)定性較高，同時(shí)作業(yè)平臺面積大且承載能力高，使高空作業(yè)范圍更大，適合多人同時(shí) 作業(yè)，因此高空作業(yè)效率更高；現(xiàn)有技術(shù)中的剪叉式升降平臺一般動力設(shè)置在機(jī)構(gòu)底端或頂端，通過動力使得剪叉臂的角度發(fā)生變化，從而實(shí)現(xiàn)平臺的升降，但是這樣對剪叉臂的轉(zhuǎn)軸連接部位的強(qiáng)度要求較高，如果承載重量較大，易發(fā)生傾斜，使得升降過程中穩(wěn)定性較差。 1.2 升降機(jī)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 1.2.1 一種舉升重載的短行程升降裝置 如圖1.2為一種舉升重載的短行程升降裝置,該裝置由電機(jī)傳送機(jī)構(gòu),升降運(yùn)動機(jī)構(gòu)及固定導(dǎo)向機(jī)構(gòu)連接組成:電機(jī)傳送機(jī)構(gòu)通過螺栓安裝于固定導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的.上方,并通過鏈條傳動與升降運(yùn)動機(jī)構(gòu)相連接,升降運(yùn)動機(jī)構(gòu)通過導(dǎo)向側(cè)板形成的導(dǎo)向槽定位于固定導(dǎo)向機(jī)構(gòu)中的組合軸承，并以組合軸承為導(dǎo)向進(jìn)行升降運(yùn)動。該裝置可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用要求安裝適宜的傳動機(jī)構(gòu)，升降運(yùn)動穩(wěn)定可靠，且能夠滿足不同外形尺寸工件的舉升運(yùn)動的工作要求，結(jié)構(gòu)簡單,操作簡便,升降行走穩(wěn)定可靠，應(yīng)用效果顯著,對于空間狹小的工作環(huán)境應(yīng)用該裝置更為適合:使得制造成本大大降低，有效提高工作效率。 2-1舉升支架,2-2導(dǎo)向柱,2-3導(dǎo)向側(cè)板,2-4活動撞塊，固定導(dǎo) 向機(jī)構(gòu):3-1底板墊塊,3-2固塊,3-3底部固定板,3-4下部固定塊,3-5左側(cè)固定板,3-6右側(cè)固定板,3-7側(cè)板連接軸,3-8組合軸承 圖1.1 一種舉升重載的短行程升降裝置 1.2.1 一種短行程升降平臺 圖1.2為一種短行程升降平臺，屬于升降設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，包括底座、垂直安裝在底座上的立板、剪叉機(jī)構(gòu)和動力機(jī)構(gòu)，底座上安裝兩個(gè) 相互平行的底部導(dǎo)向塊，所述剪叉機(jī)構(gòu)的底部安 裝在底部導(dǎo)向塊上，頂部安裝頂部導(dǎo)向塊，所述 立板上安裝垂直導(dǎo)軌，所述頂部導(dǎo)向塊的一端滑 動安裝垂直導(dǎo)軌上，所述剪叉機(jī)構(gòu)由第一剪叉單 元和第二剪叉單元組成，所述動力機(jī)構(gòu)包括升降電機(jī)、絲桿和軸承座，所述升降電機(jī)通過支架固 定在第一連接軸外側(cè)，所述絲桿一端與電機(jī)固定 連接，另一端通過軸承轉(zhuǎn)動安裝在軸承座上，絲桿穿過第一連接軸和第二連接軸且與第二 連接軸螺紋連接，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中的剪叉式 升降平臺強(qiáng)度差、使用穩(wěn)定性差的技術(shù)問題。 1 .滾輪，2 .底座，3 .底部導(dǎo)向塊，4 .導(dǎo)向孔，5 .第一叉臂，6 .中間轉(zhuǎn)軸，7 .第二 叉臂，8 .升降電機(jī)，9 .第一連接軸，10 .絲桿，11 .第二連接軸，12 .頂部導(dǎo)向塊，13 .箱板，14 . 升降箱體，15 .立板，16 .扶桿，17 .垂直導(dǎo)軌，18 .軸承座，19 .軸承座滑軌，20 .導(dǎo)向筒，21 .上 部中間轉(zhuǎn)軸，22 .第三叉臂，23 .第四叉臂 圖1.2 一種短行程升降平臺 1.3 研究內(nèi)容 通過查閱文獻(xiàn)資料和其他參考資料，研究方法主要是基于互聯(lián)網(wǎng)和其他媒體，而收集方法是主要手段。主要目的是解決軋機(jī)的研究方法。主要方法主要分為以下幾個(gè)方面： （1）查閱有關(guān)專業(yè)權(quán)威文獻(xiàn)。圖書館：借用相關(guān)參考書以了解自動升降裝置的基本結(jié)構(gòu)； （2）調(diào)查國內(nèi)外現(xiàn)有自動升降裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)例，了解國內(nèi)外行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r； （3）要查詢與該主題研究有關(guān)的一定數(shù)量的中文和英文資料，就需要現(xiàn)代文獻(xiàn)檢索系統(tǒng)和能夠檢索互聯(lián)網(wǎng)文獻(xiàn)的能力； （4）認(rèn)識到自動升降裝置傳動機(jī)構(gòu)的工作原理和運(yùn)動原理，以及自動升降裝置機(jī)械傳動關(guān)鍵部件的參數(shù)選擇和設(shè)計(jì)； （5）檢查自動升降裝置機(jī)械傳動裝置主要部件的強(qiáng)度，繪制主要機(jī)構(gòu)的裝配圖，并繪制主要部件的零件圖； 1.4 研究方法 （1） 文獻(xiàn)研究法：根據(jù)研究主題，通過搜索文檔獲取技術(shù)數(shù)據(jù)，通過以往的研究成果分析出最佳技術(shù)方案。 （2） 定量分析法：根據(jù)調(diào)查結(jié)果制定出技術(shù)攻關(guān)，依據(jù)工作原理制定出力學(xué)或者材料學(xué)分析論證。 （3） 模擬法：通過使用3D建模平臺組裝零件，創(chuàng)建類似的模型，然后用于研究機(jī)械模型的一些基本特征。 數(shù)學(xué)分析法：就是在撇開研究對象的其他一切特性的情況下，用數(shù)學(xué)工具對研究對象進(jìn)行一系列量的處理，得到以數(shù)字形式表述的成果 2 原理方案擬定 2.1 升降機(jī)總體方案設(shè)計(jì) 本課題的主要任務(wù)是遵循機(jī)械設(shè)計(jì)的功能與可靠性、經(jīng)濟(jì)性與工藝性、操作與安全性等要求，完成短行程簡易升降機(jī)的系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種升降平臺，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中的升降平臺強(qiáng)度差、使用穩(wěn)定性差的技術(shù)問題。 1）設(shè)計(jì)控制系統(tǒng) 2）設(shè)計(jì)設(shè)防斷繩機(jī)構(gòu) 3）本升降機(jī)相關(guān)參數(shù) （1）?提升重量：2T （2）?升降機(jī)行程：4.5m （3）?電動葫蘆（電機(jī)、減速、制動、控制一體） 標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品（供選用） ??????功率：3kw ??????提升速度：8m/min ?(4)鋼絲繩直徑：11mm ?(5)吊箱 根據(jù)以上要求，擬定如下兩種升降方案：方案一： 解決方案一如下圖圖2.1所示：簡單的短行程電梯主要由電動葫蘆，吊籃，防斷繩機(jī)構(gòu)和框架組成： 葫蘆通過電動葫蘆來提升，主要部件是電動葫蘆減速器，行走機(jī)構(gòu)，卷盤裝置，鉤裝置，聯(lián)軸器，電動機(jī)等。 提升電機(jī)采用具有較大啟動轉(zhuǎn)矩的錐形制動電機(jī)，以適應(yīng)間歇工作中產(chǎn)品的頻繁直接啟動。最大扭矩為額定扭矩的2.4至3倍。 錐形轉(zhuǎn)子電動機(jī)：轉(zhuǎn)子為圓形，制動器和電動機(jī)集成在一起。電動機(jī)不工作時(shí)，圓錐制動器會握住電動機(jī)后蓋，并且始終處于制動狀態(tài)。電機(jī)定子通電后，除了產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)扭矩外，還會產(chǎn)生軸向磁拉力，這將導(dǎo)致轉(zhuǎn)子軸向移動以壓縮制動彈簧，釋放制動輪，然后轉(zhuǎn)子開始運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)電動機(jī)斷電時(shí)，軸向磁拉力消失，制動輪在制動彈力的作用下產(chǎn)生制動扭矩，電動機(jī)迅速停止。 吊籃設(shè)有防斷繩機(jī)構(gòu)，并且吊籃設(shè)有四個(gè)導(dǎo)輪，因此吊籃可以沿四根柱子上下移動。 圖2.1 方案一 方案二： 方案二如下圖所示：簡易短行程升降機(jī)主要由液壓缸、吊籃、機(jī)架組成： 圖2.2 方案二 由液壓缸實(shí)現(xiàn)吊籃的提升，同時(shí)配備有液壓工作系統(tǒng)。液壓升降在具備安全裝置的同時(shí)還設(shè)有： 1）溢流閥：防止系統(tǒng)壓力在上升時(shí)升得過高 2）緊急手動閥：電源中斷時(shí)，可以將轎廂降低到最近的樓層以打開門。 3）手動泵：當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，可以操作手動泵來泵送高壓油，以將轎廂提升到最近的地板位置； 4）管道破裂閥：當(dāng)液壓系統(tǒng)破裂且汽車失速時(shí)，它可以自動切斷油路以停止下降。 5）燃油箱油溫保護(hù)：當(dāng)燃油箱中的油溫超過標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定值時(shí)，油溫保護(hù)裝置會產(chǎn)生一個(gè)信號，中止電梯的使用。當(dāng)油溫下降時(shí)，可以啟動電梯。 方案一結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)制造成本低，使用維護(hù)成本低，易于實(shí)現(xiàn)，也符合題中所給的簡易短行程升降機(jī)設(shè)計(jì)。 方案二結(jié)構(gòu)復(fù)雜，須要配備多種配套施，如液壓缸，液壓泵，液壓油箱及管路、閥等，同時(shí)，要實(shí)現(xiàn)4~5米的升降，液壓缸就要求蠻長，這在工藝上也難以實(shí)現(xiàn)，同時(shí)，也會造成機(jī)架空余部分很長，造成材料，成本浪費(fèi)。 因此，本設(shè)計(jì)選用方案一。 2.2 防斷繩方案 斷繩保護(hù)系統(tǒng)包括連桿，安全鉤，變槳和拉簧。如圖2.3所示，當(dāng)鋼絲繩斷裂時(shí)，懸架的拉力F消失，在拉力彈簧的作用下，連桿使鉤子向外伸出并懸掛在主機(jī)的水平俯仰桿上。框架標(biāo)準(zhǔn)部分。 圖2.3 防斷繩機(jī)構(gòu) 3 設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1 鋼絲繩及卷筒的選型 3.1.1 鋼絲繩的選型 根據(jù)纏繞方法，鋼絲繩可分為纏繞繩，交叉繩和混合繩。根據(jù)電線與電線之間的接觸狀態(tài)，將其分為點(diǎn)接觸繩，電線接觸繩和表面接觸繩。鋼絲繩的芯具有石棉芯，金屬芯和有機(jī)芯。起重機(jī)的大多數(shù)承重繩都使用交錯的線芯接觸線，這是有機(jī)的芯線。因此，在該設(shè)計(jì)中，還使用繞線的線，并且線芯是有機(jī)芯的線芯。 3.1.2 卷筒的選型 電動葫蘆用的卷筒，外形通常是帶有螺旋形繩槽的圓柱形；卷筒按制作方式，可分為鑄造卷筒和焊接卷筒兩種，按繞線方式，可分為單聯(lián)卷筒和雙聯(lián)卷筒。鑄造卷筒工藝復(fù)雜，成本較高。焊接卷筒和鑄造卷筒相比，重量大大減輕，當(dāng)卷筒尺寸較大或單件生產(chǎn)時(shí)采用焊接卷筒是特別有利的。 故而，在本設(shè)計(jì)中將采用鑄造單聯(lián)卷筒，材料采用HT200。 3.2 鋼絲繩直徑的計(jì)算與選擇 鋼絲繩受力后，很難準(zhǔn)確計(jì)算出內(nèi)部應(yīng)力。通常，鋼絲繩的最小直徑可以根據(jù)鋼絲繩在工作狀態(tài)下的最大靜態(tài)拉力來計(jì)算。鋼絲繩上的最大靜態(tài)拉力可以計(jì)算如下： 式中——額定起升載荷； ——系數(shù)，單聯(lián)卷筒，； ——滑輪組倍率，； ——滑輪組及導(dǎo)向滑輪的效率，對于滾動軸承，。 即 鋼絲繩的最小直徑可按下式計(jì)算： 式中——鋼絲繩最小直徑； ——鋼絲繩最大工作靜拉力，； ——選擇系數(shù)，。 即 ，取。 標(biāo)記：。 3.3 卷筒的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.3.1 卷筒繩槽尺寸 卷筒繩槽分標(biāo)準(zhǔn)槽和深槽兩種，通常采用標(biāo)準(zhǔn)槽，在使用時(shí)鋼絲繩有可能脫槽時(shí)，需采用深槽?？紤]到電動葫蘆的工作情況和參考其他產(chǎn)品，在本設(shè)計(jì)中卷筒采用標(biāo)準(zhǔn)槽。 3.3.2 卷筒直徑 卷筒直徑有卷筒名義直徑和卷筒繞直徑之分。 卷筒名義直徑是指繩槽底的直徑，用下式計(jì)算： 式中——鋼絲繩直徑，； ——與機(jī)構(gòu)級別有關(guān)的系數(shù)，。 即 ，取。 卷筒的繞直徑是指卷筒上鋼絲繩中心的直徑，其值用下式計(jì)算: 3.3.3 卷筒長度 單聯(lián)卷筒的長度可按下式計(jì)算： 其中 式中——起升高度，； ——滑輪組倍率，； ——卷筒繞直徑，； ——附加安全圈數(shù)，取為； ——螺旋槽螺距，； ——固定繩尾所需長度，??； ——卷筒兩端空余部分的長度，取。 即 ，取。 3.3.4 卷筒厚度 對于鋼制卷筒，卷筒的厚度。 3.3.5 卷筒的強(qiáng)度計(jì)算 鼓壁主要承受壓應(yīng)力，扭轉(zhuǎn)應(yīng)力和彎曲應(yīng)力，扭轉(zhuǎn)應(yīng)力通常很小，可以忽略不計(jì)。此時(shí)，彎曲應(yīng)力可以忽略不計(jì)，其組合應(yīng)力僅為壓應(yīng)力，即 式中——作用在筒壁上的壓應(yīng)力； ——應(yīng)力減小系數(shù)，?。? ——鋼絲繩最大拉力，； ——卷筒厚度，； ——卷筒螺旋繩槽螺距，。 即 其中——鋼的屈服極限，取。 即 所以，強(qiáng)度條件能滿足。 3.3.6 卷筒轉(zhuǎn)速 卷筒的轉(zhuǎn)速可按下式計(jì)算： 式中——卷筒轉(zhuǎn)速； ——起升速度，； ——卷筒繞直徑，； ——滑輪組倍率，。 即 。 3.4電動機(jī)的選擇 3.4.1 電動機(jī)類型 電動葫蘆屬于小型起重機(jī)械。通常，使用交流異步電動機(jī)。常用的電機(jī)型號為YZR，YZ，YEJ，ZD等。參照行業(yè)為電動葫蘆提升機(jī)構(gòu)選擇的電動機(jī)類型，本設(shè)計(jì)中將使用ZD型圓錐形轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)。該電動機(jī)由錐形定子，錐形轉(zhuǎn)子，制動彈簧和安裝在風(fēng)扇和端蓋上的制動環(huán)組成。電動機(jī)通電時(shí)，除了產(chǎn)生使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的電磁力外，氣隙磁場還會在轉(zhuǎn)子的圓錐面上產(chǎn)生軸向力，從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)子軸向移位，壓縮彈簧并分離錐形制動器。從后蓋上敲響。電機(jī)運(yùn)行正常。關(guān)閉電源后，軸向磁力消失，轉(zhuǎn)子在制動彈簧的壓力下軸向復(fù)位，從而錐形制動環(huán)接觸后蓋的制動體，并產(chǎn)生摩擦制動扭矩停止轉(zhuǎn)子。 3.4.2電動機(jī)容量的確定 確定電動機(jī)容量的原則是，在指定的工作模式下，電動機(jī)的溫升不超過允許值，以確保有足夠的啟動轉(zhuǎn)矩和過載能力。 （1）電機(jī)型號的初步選擇 首先，應(yīng)計(jì)算穩(wěn)態(tài)平均功率。對于不同的工作機(jī)制，可以根據(jù)負(fù)載和速度并根據(jù)以下公式獲得穩(wěn)態(tài)平均功率。對于起重工具： 式中——起升機(jī)構(gòu)電動機(jī)的穩(wěn)態(tài)平均功率； ——穩(wěn)態(tài)負(fù)載平均系數(shù)，； ——額定起升載荷，； ——起升速度，； ——機(jī)械總效率，取。 即 所以，初選ZD31-4型號的電動機(jī)，額定功率。 （2）電動機(jī)的過載校核 起升機(jī)構(gòu)電動機(jī)的過載校核公式為： 式中——基準(zhǔn)接電持續(xù)率時(shí)的電動機(jī)額定功率； ——額定起升載荷，； ——起升速度，； ——機(jī)械總效率，取； ——基準(zhǔn)接電持續(xù)率時(shí)，電動機(jī)轉(zhuǎn)矩允許的過載倍數(shù)，取； ——考慮電壓降、最大轉(zhuǎn)矩存在誤差等因素的系數(shù)，取。 即 初選的電動機(jī)不能滿足要求，所以電動機(jī)選用ZD32-4型，額定功率。 （3）電機(jī)發(fā)熱檢查 將電動葫蘆的使用壽命設(shè)置為8年，每年工作300天，每天工作8個(gè)小時(shí)，兩班制，這是電動葫蘆的預(yù)期壽命。 檢查電動機(jī)的發(fā)熱時(shí)，首先根據(jù)以下公式計(jì)算電動機(jī)所需的連續(xù)功率連接率： 式中——電動機(jī)所需的接電持續(xù)率； ——計(jì)算得到的穩(wěn)態(tài)平均功率，； ——基準(zhǔn)接電持續(xù)率時(shí)的電動機(jī)額定功率，； ——一個(gè)工作循環(huán)的時(shí)間，； ——一個(gè)工作循環(huán)中電動機(jī)實(shí)際工作的時(shí)間，。 即 ，故滿足要求。 3.2.4 制動力矩的驗(yàn)算 起升時(shí)作用在電動機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩為： 下降時(shí)，作用在電動機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩為： 式中——額定起升載荷，； ——卷筒繞直徑，； ——滑輪組倍率，； ——傳動比，電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速和卷筒轉(zhuǎn)速之比，； ——上升時(shí)機(jī)械總效率，?。? ——下降時(shí)機(jī)械總效率，取。 即 ； 。 制動力矩需滿足下式： 式中——制動器的制動力矩，； ——制動安全系數(shù)，取。 即 ，故滿足要求。  4齒輪傳動設(shè)計(jì) 4.1 ?齒數(shù)的確定 行星齒輪變速器的齒數(shù)的確定是一項(xiàng)耗時(shí)的任務(wù)，并且經(jīng)常需要多次重復(fù)估計(jì)以獲得令人滿意的結(jié)果。齒輪齒數(shù)除了必須滿足一般齒輪傳動中齒輪齒的要求外，還必須滿足傳動比條件，同心條件，對接條件和裝配條件。在機(jī)械設(shè)計(jì)手冊中，行星齒輪變速器中的齒數(shù)列為標(biāo)準(zhǔn)值。齒數(shù)可以通過查表來確定。所確定的齒數(shù)如表4.1所示。 表4.1 齒輪齒數(shù) 傳動比 齒輪編號 52.67 a b e c d 21 114 105 47 38 4.2 行星齒輪傳動a-c副的設(shè)計(jì)計(jì)算 1，按齒面接觸強(qiáng)度初算小齒輪分度圓直徑： 式中——算式系數(shù)，； ——使用系數(shù)，； ——計(jì)算接觸強(qiáng)度的行星輪間載荷不均衡系數(shù)，； ——計(jì)算齒輪副小齒輪的名義轉(zhuǎn)矩，其值可按下式計(jì)算： 其中——分別為各個(gè)齒輪的齒數(shù)，其值可在表4-1中查得； ——齒輪所傳遞的轉(zhuǎn)矩， ——效率，； 所以； ——齒數(shù)比，； ——小齒輪齒寬系數(shù)，，取0.6； ——行星輪個(gè)數(shù)，； ——綜合系數(shù)，； ——電動葫蘆動力系數(shù)，； ——試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限，； 即 。 2，按齒輪彎曲強(qiáng)度初算齒輪模數(shù)： 式中——算式系數(shù)，； ——計(jì)算齒輪副小齒輪的名義轉(zhuǎn)矩，； ——使用系數(shù)，； ——計(jì)算齒輪彎曲強(qiáng)度的行星輪間載荷不均衡系數(shù)，； ——綜合系數(shù)，； ——小齒輪齒數(shù)，； ——載荷作用于齒頂時(shí)小齒輪的齒形系數(shù)，； ——試驗(yàn)齒輪的彎曲疲勞極限，； 即 ，取。 4.3 行星齒輪傳動d-e副的校核計(jì)算 1，按輪齒彎曲強(qiáng)度計(jì)算。 計(jì)算齒根應(yīng)力： 式中——齒根應(yīng)力； ——端面內(nèi)分度圓名義切向力，其值可按下式計(jì)算： ； ——使用系數(shù)，； ——動載系數(shù)，； ——彎曲強(qiáng)度計(jì)算的齒向載荷分布系數(shù)，； ——彎曲強(qiáng)度計(jì)算的齒間載荷分配系數(shù)，； ——計(jì)算齒輪彎曲強(qiáng)度的行星輪間載荷不均衡系數(shù)，； ——小齒輪齒寬，，??； ——齒輪模數(shù)，； ——載荷作用于齒頂時(shí)的應(yīng)力修正系數(shù)，； ——載荷作用于齒頂時(shí)的齒形系數(shù)，； ——彎曲強(qiáng)度計(jì)算的重合度系數(shù)，其值由下式確定： ，式中，所以； ——螺旋角系數(shù)，； 即 。 許用齒根應(yīng)力： 式中——許用齒根應(yīng)力； ——試驗(yàn)齒輪的彎曲疲勞極限，； ——試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)，； ——彎曲強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)，； ——相對齒根圓角敏感系數(shù)，； ——相對齒根表面狀況系數(shù)，； ——彎曲強(qiáng)度計(jì)算的尺寸系數(shù)，； ——彎曲強(qiáng)度計(jì)算的最小安全系數(shù)，； 即 所以滿足條件，故安全。 4.4 行星齒輪傳動c-b副的校核計(jì)算 1，按接觸強(qiáng)度計(jì)算。 計(jì)算接觸應(yīng)力： 式中——齒面的接觸應(yīng)力； ——節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，； ——彈性系數(shù)，； ——重合度系數(shù)，； ——螺旋角系數(shù)，； ——端面內(nèi)分度圓名義切向力，其值可用下式計(jì)算： ，其中 ， 所以； ——使用系數(shù)，； ——動載系數(shù)，； ——接觸強(qiáng)度計(jì)算的齒向載荷分布系數(shù)，； ——接觸強(qiáng)度計(jì)算的齒間載荷分配系數(shù)，； ——計(jì)算接觸強(qiáng)度的行星輪間載荷不均衡系數(shù)，； ——齒數(shù)比，； ——齒寬，； ——小齒輪的分度圓直徑，； 即 。 計(jì)算許用接觸應(yīng)力： 式中——齒面許用接觸應(yīng)力； ——試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限，； ——接觸強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)，； ——潤滑劑系數(shù)，； ——速度系數(shù)， ； ——粗糙度系數(shù)，； ——工作硬化系數(shù)，； ——接觸強(qiáng)度計(jì)算的尺寸系數(shù)，； ——接觸強(qiáng)度計(jì)算的最小安全系數(shù)，； 即 所以滿足強(qiáng)度條件，故安全。 2，按輪齒彎曲強(qiáng)度計(jì)算。 計(jì)算齒根應(yīng)力： 式中——齒根應(yīng)力； ——端面內(nèi)分度圓名義切向力，； ——使用系數(shù)，； ——動載系數(shù)，； ——彎曲強(qiáng)度計(jì)算的齒向載荷分布系數(shù)，； ——彎曲強(qiáng)度計(jì)算的齒間載荷分配系數(shù)，； ——計(jì)算齒輪彎曲強(qiáng)度的行星輪間載荷不均衡系數(shù)，； ——小齒輪齒寬，?。? ——齒輪模數(shù)，； ——載荷作用于齒頂時(shí)的應(yīng)力修正系數(shù)，； ——載荷作用于齒頂時(shí)的齒形系數(shù)，； ——彎曲強(qiáng)度計(jì)算的重合度系數(shù)，其值由下式確定： ，式中，所以； ——螺旋角系數(shù)，； 即 。 許用齒根應(yīng)力： 式中——許用齒根應(yīng)力； ——試驗(yàn)齒輪的彎曲疲勞極限，； ——試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)，； ——彎曲強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)，； ——相對齒根圓角敏感系數(shù)，； ——相對齒根表面狀況系數(shù)，； ——彎曲強(qiáng)度計(jì)算的尺寸系數(shù)，； ——彎曲強(qiáng)度計(jì)算的最小安全系數(shù)，； 即 所以滿足條件，故安全。 4.5 傳動效率的計(jì)算 齒輪傳動的效率是變速器的重要性能指標(biāo)。行星齒輪變速器的動力損失主要包括：齒輪嚙合副的摩擦損失，軸承中的摩擦損失，飛濺和攪拌的液壓損失，以及軸承機(jī)構(gòu)或輸出端的摩擦損失。機(jī)制，因此考慮了以上四個(gè)功率損耗。行星齒輪變速器的總功率為： 式中——齒輪嚙合效率，； ——軸承效率，可忽略不計(jì)； ——考慮液力損失的效率，可不考慮； ——均載機(jī)構(gòu)或N型傳動輸出機(jī)構(gòu)的效率，； 即 5 機(jī)械裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5.1 機(jī)架設(shè)計(jì)圖 圖5.1 機(jī)架設(shè)計(jì) 機(jī)架零件可分為四類：基座，機(jī)架，底板和外殼。通常，對機(jī)架零件可以提出以下要求： (1) 工作條件要求：也就是說，任何機(jī)架的設(shè)計(jì)都必須首先確保機(jī)器的特定工作要求。例如，為了確保安裝在機(jī)架上的部件的平穩(wěn)運(yùn)行，機(jī)架的形狀或內(nèi)部結(jié)構(gòu)不具有阻止移動部件通過的突起，并且提供了執(zhí)行某些工作條件所需的平臺；裝卸，手動操作要求。方便又安全。 (2) 剛度要求：框架的主要要求是在某些形狀條件下的剛度。如果基本部件的剛性不足，則在重力，夾緊力，摩擦力，慣性力和工作載荷的作用下會發(fā)生變形，振動或蠕變，從而影響產(chǎn)品的定位精度，加工精度和其他性能。例如，在機(jī)床的零件中，床身的剛度決定著機(jī)床的生產(chǎn)率和加工產(chǎn)品的精度。 (3) 強(qiáng)度要求：對于通用設(shè)備的框架，剛度可以滿足要求，強(qiáng)度也可以滿足。 (4) 穩(wěn)定性要求：對于具有細(xì)長或薄壁壓縮結(jié)構(gòu)和彎曲壓力結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，某些板殼結(jié)構(gòu)也存在不穩(wěn)定性問題或局部不穩(wěn)定性問題。不穩(wěn)定性會嚴(yán)重破壞結(jié)構(gòu)，必須在設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行檢 圖5.2 吊籃設(shè)計(jì) 5.2 防斷繩機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 斷繩保護(hù)系統(tǒng)包括連桿，安全鉤，變槳和拉簧。鋼絲繩斷裂時(shí)，吊籠的拉力消失，連桿在拉力彈簧的作用下使吊鉤向外伸出并懸掛在主機(jī)標(biāo)準(zhǔn)部分的水平俯仰桿上。連桿和銷釘由45＃鋼制成，彈簧材料為65Mn。 圖5.3 防斷繩機(jī)構(gòu) 圖5.4 防斷繩彈簧結(jié)構(gòu) 結(jié)論 本設(shè)計(jì)本著節(jié)省材料、成本低廉、安全簡易、效率高的原則，立足于短行程簡易升降機(jī)的設(shè)計(jì)與研制，完成的基本工作如下：通過對國內(nèi)外技術(shù)調(diào)查取樣分析，為裝置關(guān)鍵部件和試驗(yàn)研究等層面提供了性能依據(jù)，在經(jīng)過理論的指導(dǎo)合理的設(shè)計(jì)出機(jī)械裝置的結(jié)構(gòu)，簡易短行程升降機(jī)主要由電動葫蘆、吊籃、防斷繩機(jī)構(gòu)、機(jī)架組成：由電動葫蘆實(shí)現(xiàn)吊籃的提升，電動葫蘆減速器、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、卷筒裝置、吊鉤裝置、聯(lián)軸器、電動機(jī)、等主要部件組成。起升電動機(jī)采用較大起動力矩的錐形制動電機(jī)，以適應(yīng)產(chǎn)品斷續(xù)工作中頻繁的直接起動，最大轉(zhuǎn)矩為額定力矩的2.4至3倍。錐形轉(zhuǎn)子電動機(jī)：轉(zhuǎn)子為園錐形，制動器和電動機(jī)合為一體。電機(jī)不工作時(shí)，錐形制動器抱緊電機(jī)后端蓋，始終處于制動狀態(tài)。當(dāng)電動機(jī)定子通電時(shí)，除產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩外，同時(shí)產(chǎn)生軸向磁拉力，使轉(zhuǎn)子軸向移動壓縮制動彈簧，松開制動輪，轉(zhuǎn)子隨即開始運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)電動機(jī)斷電時(shí)，軸向磁拉力消失，制動輪在制動彈簧力的作用下產(chǎn)生制動力矩，電動機(jī)迅速停止運(yùn)轉(zhuǎn)。 主要設(shè)計(jì)包括有齒輪傳動，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等，通過對各工作部件的設(shè)計(jì),試制出機(jī)械裝置并進(jìn)行模擬試驗(yàn)，以求得最佳試驗(yàn)性能參數(shù)，進(jìn)而對短行程簡易升降機(jī)的性能作出優(yōu)化設(shè)計(jì)。在對短行程簡易升降機(jī)理論進(jìn)行歸納總結(jié)基礎(chǔ)上，把安全簡易理論運(yùn)用到本課題的研究中。從而達(dá)到簡單易行，安全可靠，制造方便，成本低的設(shè)計(jì)目的。 生活在繼續(xù)，科技在發(fā)展，電梯也在進(jìn)步。150 年來，電梯的材質(zhì)由黑白到彩色，樣式由直式到斜式，在操縱控制方面更是步步出新一一手柄開關(guān)操縱、按鈕控制、信號控制、集選控制、人機(jī)對話等等，多臺電梯還出現(xiàn)了并聯(lián)控制，智能群控，雙層轎廂電梯展示出節(jié)省井道空間，提升運(yùn)輸能力的優(yōu)勢，變速式自動人行道扶梯的出現(xiàn)大大節(jié)省了行人的時(shí)間，不同外形一一扇形、三角形、半菱形、半圓形、整圓形的觀光電梯則使身處其中的乘客的視線不再封閉。如今，以美國奧的斯公司為代表的世界各大著名電梯公司各展風(fēng)姿，仍在繼續(xù)進(jìn)行電梯新品的研發(fā)，并不斷完善維修和保養(yǎng)服務(wù)系統(tǒng)。調(diào)頻門控、智能遠(yuǎn)程監(jiān)控、主機(jī)節(jié)能、控制柜低噪音耐用、復(fù)合鋼帶環(huán)?？罴{了人類在機(jī)械、電子、光學(xué)等領(lǐng)域最新科研成果的新型電梯競相問世，冷冰冰的建筑因此散射出人性的光輝，人們的生活因此變得更加美好。 鑒于研究能力有限，短程自動升降裝置的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和等一些關(guān)鍵性因素還有待進(jìn)一步提升。未來希望可以更好的學(xué)習(xí)有關(guān)的知識，將短程自動升降裝置的設(shè)計(jì)與智能化控制方向結(jié)合，使短程自動升降裝置朝著更好的方向邁進(jìn)一步。 參考文獻(xiàn) [1]濮良貴.紀(jì)名剛主編.機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）[M].北京：高等教育出版社，2006.5 [2]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（第五版）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.3 [3]郭宏亮.機(jī)械原理[M].北京：北京大學(xué)出版社，2011.12 [4]林怡青.謝宋良.王文濤編.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書[M].北京：清華大學(xué)出版社，2010.1 [5]顧曉勤.劉申全主編.工程力學(xué)Ⅰ[M]. 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