毕业设计（论文）-电梯动力传动系统结构设计.docx

202X届本科毕业论文题目：电梯动力传动系统设计学院:专业:学号:姓名:导师:202X年5月教务处制原创性声明本人郑重声明：本人所呈交的毕业论文,是在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。毕业论文中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等,均已明确注明出处。除文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或在网上发表的论文。特此声明。论文作者签名：指导教师签名：日期：摘要本文主要探讨了电梯动力传动系统结构的设计问题。首先，本文介绍了电梯动力传动系统的基本构成部分，包括电机、减速器、曲柄连杆机构和导轨。其次，本文对电梯系统存在的问题进行了分析，主要包括噪音、能耗、维护和安全等方面。最后，本文提出了一些优化设计方案，包括电机和减速器的优化选择、曲柄连杆机构的改进以及导轨摩擦和振动的控制等方面。实验结果表明，采用这些优化方案可以有效地提高电梯动力传动系统的性能和安全性。关键词：电梯；动力传动系统；优化设计；安全性；性能ABSTRACTABSTRACTThispaperexploresthedesignoptimizationproblemofelevatorpowertransmissionsystemstructure.First,thispaperintroducesthebasiccomponentsoftheelevatorpowertransmissionsystem,includingthemotor,reducer,crankshaftconnectingrodmechanismandguiderail.Secondly,thispaperanalyzestheproblemsexistingintheelevatorsystem,mainlyincludingnoise,energy,maintenanceandsafety.Finally,thispaperproposessomeoptimizationdesignsolutions,includingtheoptimizationofmotorandreducerselection,improvementofcrankshaftconnectingrodmechanism,andcontrolofguiderailfrictionandvibration.Theexperimentalresultsshowthatadoptingtheseoptimizationschemescaneffectivelyimprovetheperformanceandsafetyofelevatorpowertransmissionsystem.Keywords:Elevator;PowerTransmissionSystem;OptimizationDesign;Safety;Performance目录1绪论11.1 课题选择的依据11.2 国内外的发展情况11.3 本次研究的主要任务22电梯动力传动系统方案论证32.1 曳引式电梯的工作原理32.2 曳引式电梯的优点42.3 电梯传动系统方案制定43传动系统的主要零部件设计63.1 传动系统的工作原理63.2 主要参数73.3 曳引机93.4 曳引钢丝绳93.5 限速器103.6 传动系统引绳的设计123.6.1 常见曳引绳的绕法123.6.2 曳引传动中的线速度与载荷力的关系123.6.3 曳引绳的受力分析133.6.4 钢丝绳的选用143.7.1 电机功率计算153.7.2 传动比的确定163.7.3 蜗轮蜗杆的设计173.7.4 蜗轮轴的设计203.7.5 滚动轴承的校核213.7.6 键联接的强度校核224.电磁制动器的设计234.1 电磁制动器的工作原理234.2 制动系统的分析234.2.1 制动力矩的计算234.2.2 制动盘直径的确定244.2.3 制动盘厚度的确定244.2.4 摩擦片参数的确定254.2.5 摩擦片与制动盘之间的间隙254.3 电磁制动器的检查与调整254.4 压力沿衬片长度方向的分布规律254.5 计算蹄片上的制动力矩264.6 制动器制动力矩的确定29结论30致谢31参考文献321绪论1.1 课题选择的依据本文将根据电梯动力传动系统的具体情况，对其工作原理、电机选型、减速器设计、制动器设计等进行了分析和研究，对其在结构设计上的优化和改进进行了讨论。经过方案设计、计算，最终完成了各个重要结构和零件的结构设计和选取。在现代城市生活中，电梯是不可或缺的一种输送工具，电梯在安全性、舒适性、效率性等方面的需求也在不断提高。而电梯的驱动装置是影响其正常运转的主要因素之一，其驱动装置的合理、可靠是影响其运转及服役安全性的主要因素。1.2 国内外的发展情况电梯的发展并非人们想象的那样短暂，实际上，电梯已经发展了150年。埃及人在修建这座大教堂的时候，使用的是一种简单的吊车，来运送石头。他们认为，用这个方法可以节省人力和时间，因此，就有了一种吊车。1203年一座由毛驴驱动的吊车被安置在法国沿海的一座寺庙中，成为全球首座不依靠人工来搬运货物的吊车。吊车设备是在英国的瓦特的蒸气发动机之后才以蒸气作能源的。威廉汤姆逊发明了以水力为动力的电梯，而水力是以水为媒介的。1888年美国奥梯斯公司生产出了全球首部由DC电机驱动的电梯。这台机器位于纽约的德玛利斯大楼。这个老式电梯，最多也就是一分钟提升10多米的高度。这台电梯只是用来节省人力。但是由于吊车牵引索的断开，导致电梯吊炉的概率很大，因此吊车落舱是一个亟待解决的问题。1889年，由美国奥的斯电梯公司研制，以DC电机作为驱动，利用涡旋减速装置，推动盘管上的钢丝绳实现一系列功能。1892年美国奥的斯电梯公司首次使用按键控制设备，代替了以往通过拖拽缆绳控制车辆的控制方法，从而使控制电梯的方法得到改进、更方便服务于人。中国第一台电梯诞生于上海，1901年美国奥的斯公司生产的电梯首次在此应用。美国奥的斯于1932年为天津利顺德饭店加装了一部电梯，目前仍能正常使用。一九五一年，中共中央决定在天安门广场上建一部国产电梯，天津从青盛电子机械公司荣接此任务，四个多月后，终于如愿以偿，圆满完工。从五十年代起，我们就已经在全国范围内进行了大规模的制造，并已在人民大会堂和北京宾馆等大型建筑中使用。自20个世纪80年代初开始，由于改革开放，在中国设立了一系列的中外、独资的电梯制造企业，使得电梯行业得到了迅速的发展。为促进电梯行业的发展，我国新出台了一系列的与世界接轨的电梯技术标准，利用新标准的电梯将被大量的投放到市场上，从而提高了电梯的技术。产品的品质已经与国际同步，产品品质已经从以“卖家”为主转向以“买家”为主。随着科技的不断发展，电梯的机械系统也在不断地发展变化。未来，电梯的机械系统将会趋向于简化、小型化，并使用更先进、更轻的材料。这些变化将使电梯更加高效、节能和环保。除了机械系统的发展，电梯的外观也将会有所改变。未来，没有机房的电梯将会越来越流行，这将会极大地提高电梯的使用效率和人们的出行体验。而电梯的科技水平也将会不断提高，从而使电梯更加智能化、便捷化。除了以上的变化，未来电梯的发展方向还将注重于人体的保护和环境的保护。未来电梯将更加注重于人体的保护，例如在电梯设计上会增加安全保护措施，以防止意外事故的发生。同时，电梯将会向着能耗更低、噪声更小、无漏水、无电磁干扰、无井道导轨的方向发展，从而使电梯更加环保、节能和安全。总之，电梯的未来将会是一个快速发展的领域，随着科技的不断进步，电梯的机械系统、外观设计和科技水平都将会不断地发展变化，从而为人们的出行带来更加便利、安全和舒适的体验。1.3 本次研究的主要任务(1)查阅相关资料，学习电梯动力传动系统组成和原理。(2)学习电梯动力传动系统的工作过程，掌握各部件的作用和性能要求。(3)结合电梯动力传动系统使用要求，设计电梯动力传动系统的各个零部件，选用合适材质，并完成零部件结构设计。(4)绘制零部件图。(5)编制设计计算书。2电梯动力传动系统方案论证2.1 曳引式电梯的工作原理牵引装置主要负责对电梯进行功率的输出和传输，从而实现电梯的正常运转。它的主体是曳引机，曳引钢丝绳，引导轮，逆向轮等。曳引机由电机、刹车和曳引轮等部件构成，是曳引机的动力源，为电梯的运转提供能量；牵引装置是在牵引机上，用于引导牵引索朝向吊车及配重处的钢索车轮；逆绳轮是安装在轿厢骨架及对重架上方的一种动态的滑轮，可以按要求将牵引绳通过逆绳轮而形成各种牵引率；曳引缆索吊于拖曳车轮，拖曳车轮旋转时，依靠缆索与拖拽车轮的摩擦力来推动吊车和对重物升降。如果出现了紧急状况，由该装置的感应器在第一时间将动力断开，然后由刹车盘夹住刹车盘，从而使旅客得到最大程度的保护。牵引电梯的牵引传动关系见图2-1。1拽引机；2-速度控制器；3-导向轮；4-轿厢导靴；5-自动门机构；6-安全钳；7-超载装置；8-对重；9-张紧轮；10-缓冲器；11-厅门；12-厅门套框；13-轿厢图2-1电梯曳引传动系统由安装于机舱内的电机和减速器、制动器构成的拖曳装置，为拖曳装置提供了动力。曳引钢索经由曳引轮的一端与吊车相连，另一端与吊车相连。吊车及配重机构的重力作用，将牵引钢索按在曳引轮的绳槽中。当电机旋转时，利用曳引轮与牵引钢丝绳间的摩擦作用，驱动钢丝绳，使得吊车与吊车做相对移动，吊车在吊车轨道上上下移动。2.2 曳引式电梯的优点电梯的驱动方式可分为三种：机械驱动（带轮驱动）、液压驱动和曳引驱动。机械式电梯的不足之处在于：提升高度低，额定载重小，电梯行程不同，需要配置不同的卷筒，导轨承受的横向力大，钢丝绳有过绕或逆绕的风险，以及能耗大等。液压电梯是一种传统的电梯，因为它存在着漏油污染环境、运行噪音过大以及消耗了很多的电能等问题，这与现代化的电梯行业的环境和能源的发展思想不符，所以除了一些特定的情况之外，目前已经很少被采用。这种牵引升降装置具有升降方向相对于对重物上下移动的特点，并能随需缠绕，不限长短，不限数量。与水力升降方式比较，升降速率及载荷均有所增加,且更具安全性及可靠性。2.3 电梯传动系统方案制定本次设计缠绕模式为单线缠绕，缠绕模式为i=的缠绕模式；该拖车系统使用了一种新型的、高效率的、低噪声的、稳定的拖车系统。开门方式选用了滑动门，它的开启形式为：一对门板，从中央打开，打开时，左、右门板以同样的速率向两边滑移；当关闭大门时，它们同时朝中心移动。在进入电梯的时候，电梯的大门会随着电梯而移动，这是一扇有源的大门，而楼层的大门则是无源的大门。车顶用15mm厚的钢片制作而成，并在后部加装了加固筋，以保证车顶的力学性能及刚度。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。车厢是一个承重构件，用来运输旅客或货运，并且只有一个电梯结构，旅客可以看见；它是一种可以对轿厢空间进行封闭的围壁，除了必要的进出口和通风孔之外，它没有任何的开口，它是由轿底板、轿厢壁、轿厢顶等共同组成的。轿厢底是由底板和框架两部分共同组成的，框架用槽型钢或钢板压力焊接而成，底板用厚1.2钢材做成，每个面壁是由多块折边的钢板拼装而成的。车架为厚度2型钢，车架上需安装开启装置，车门马达控制箱，风扇，维修操作箱等。在轿顶、轿壁、轿顶三层间加设橡胶衬里以达到降噪、降噪的目的。最终确定的方案如图2-1所示。曳引轮图2-1曳引机的工作方案3传动系统的主要零部件设计3.1 传动系统的工作原理