三层货运电梯曳引机及传动系统设计

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1、毕业设计(论文)三层货运电梯曳引机及传动系统设计TO DESIGN TRACTOR AND TRANSMISSION SYSTEM OF THREE FREIGHT ELEVATOR学生姓名学院名称专业名称指导教师20*年5月27日 摘要 电梯的曳引机主要是由曳引绳、电动机、减速器、曳引轮、制动器和联轴器组成。根据电梯运行的速度和载荷来选用电动机和制动器。曳引绳的设计，首先选用一种曳引绳的绕法，再由它的受力情况来选择曳引绳的数量和截面积。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

2、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，但要求两轴的对中度较高。关键词 货运电梯；曳引机；组成；设计AbstractElevator traction machine mainly by the traction rope, motor, reducer, traction wheels, brakes and coupling components. The operating speed of the elevator and load the selection of motor and brake. The design of the traction rope,

3、first choose a traction rope around the law, then the forces it to choose the number of the traction rope and cross-sectional area. Reducer is the main part of the design, according to motor speed, lift speed, traction wheel gear design parameters such as diameter. Lift is the use of traction on the

4、 rim of the traction rope friction groove transmit power, it must design and wear-resistant surface friction coefficient of the traction wheel. Rigid coupling used to ensure the transfer of power, but requires moderately high on both axes.朗读显示对应的拉丁字符的拼音Keywords Freight elevator Traction machine comp

5、osition design 目 录摘要IAbstractII1 绪论11.1 课题研究的背景意义11.2 曳引机的介绍2曳引机的分类21.2.2 曳引机的结构22 曳引机及其传动系统的工作原理及主要参数62.1 曳引机及其传动系统的工作原理62.2 主要参数73曳引机及其运动系统设计9引绳的设计9常见曳引绳的绕法9曳引传动中的线速度与载荷力的关系9曳引绳的受力分析10钢丝绳的选用10曳引电动机的选择11减速器的设计12减速器传动类型的选择12常用蜗杆传动的分类及特点13蜗杆传动的几何尺寸计算13圆柱蜗杆传动的受力分析173蜗杆传动材料选择18圆柱蜗杆传动强度计算和刚度验算19蜗杆传动的布置与

6、润滑油方式20曳引轮的设计21曳引轮参数的计算21曳引轮的材料及结构21曳引轮绳槽形状分析22制动器的选择23制动器类型的选择23电磁制动器的工作原理及其构造24制动器参数计算及选用25联轴器的选用25联轴器的种类及其特点25联轴器型号选择26结论28致谢29参考文献301 绪论随着社会的发展，货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货梯中非常重要的部件，它的设计水平将影响货梯的服务能力。为了让货梯更好地服务于人类，必须设计好货梯的曳引机及其传动系统。1.1 课题研究的背景意义伴随着经济的高速发展，高层建筑不断出现，电梯也随之问世。电梯是服务于规定楼层的固定式升降设备。

7、电梯业的发展使得电梯业界涌现了各种类型的电梯，不同类型的电梯有着不同的用途，但不管是什么类型的电梯，它们有着一个共同的作用方便了人们的生产生活。货梯作为电梯中的一种，在人们的日常生活中扮演了不可或缺的角色。曳引式货梯在实际生活生产中运用非常的广泛。曳引机是驱动电梯的轿厢和对重装置作上、下运行的装置。曳引式提升机构是世界上电梯行业广泛采用的提升形式，它与卷扬式（或称强制式）提升机构相比具有以下几点优越性1：（1）安全可靠 如果下降中的轿厢或对重因为某种原因冲击底坑中的缓冲器时，曳引式提升机构能自动消失曳引能力，不致于使轿厢或对重继续向上运行直到冲击电梯机房楼板或拉断曳引钢丝绳，造成伤亡事故和财产

8、损失。（2）允许提升高度大 曳引式提升机机构不像卷扬式提升机构那样，随着电梯的上升，曳引钢丝绳不继地一圈一圈地绕在卷筒上，其曳引钢丝绳的长度不受限制，因此可以实现将轿厢提升到任何实际需要的高度上。（3）结构紧凑 对于垂直起吊设备，根据规范要求，曳引轮直径与钢丝绳直径之比不得小于40。曳引式提升机构可以比较容易地通过增加钢丝绳的根数或减少曳引钢丝绳的直径，从而可达到曳引轮直径的减小和使整个提升机构的重量减轻。由于电梯上曳引钢丝绳都在3根以上，因此电梯上采用曳引式提升机构比卷扬式提升机构的结构更紧凑，（4）便于选用价格便宜、结构紧凑的高转速电动机 在电梯额定速度一定的情况下，曳引轮直径越小，则需要

9、曳引轮转速越高，与此同时也就要驱动电动机转速越高。因此采用曳引式提升机构便于选用结构紧凑、价格便宜的高转速电动机曳引机是曳引式货梯的驱动部分，是其主要组成部分，它的设计水平、产品质量直接影响电梯的质量，其强度和寿命直接影响电梯的寿命，因而电梯曳引机的设计水平也影响了人们正常的生产生活、关系着人们的健康，也影响着社会的发展。为了确保曳引式货梯正常工作、安全使用，使它更好地作用于社会，必须设计出切实可行的曳引机及其传动系统。本课题设计紧密联系实际，以曳引式三层货梯为例，设计它的曳引机及其传动机构。1.2 曳引机的介绍电梯的曳引机是电梯的动力设备，又称为电梯的主机。其功能是输送与传递动力使电梯运行。

10、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25ms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：

11、1。载重320kg2000kg，梯速0.3m/s4.00m/s。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25ms以上的高速电梯和超高速电梯。 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，

12、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2535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25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0102。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）

13、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

14、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，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

15、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

16、，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

17、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，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

18、安装时有较大的同心度(允差01mm)，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QT602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、

19、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

20、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，能起到支承和固定绳的作用，且能贮存润滑剂。钢丝绳中的钢丝的材料由含碳量为041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0035。2 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

21、电梯曳引驱动关系如图21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3。 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

22、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： 曳引条件必须满足：； 式(2.1)式中：T1T2为载有125额定载荷的轿厢位于最低层站及空轿厢位于最高层站的两种情况下，曳引轮两边的曳引绳较大静拉力与较小静拉力之比。 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:=（g+a）/(g-a)g重力加速度a轿厢制动减速度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：1，对V型槽：12)。 中，f为曳引绳在曳引槽中的当量摩擦系数，为曳引绳在曳引导轮上的包角。称为曳引系数。它限定了T1T2的比值，越大，则表明了T1T2允许值和T1T2

23、允许值越大， 也就表明电梯曳引能力越大。因此，一台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 主要参数查国家标准GB/T7025.17025.397中的规定1）轿厢及曳引绳的重量G（Kg）:500；2）额定载重Q（Kg）：1000；3）轿厢的额定速度v（m/s）：1；4）停层站数：3；5）提升的高度H（mm）：10200；6）对重重量：对重可以平衡（相对平衡）轿厢的重量和部分电梯的负载重量，减少电机的功率损耗。为了使对重装置对轿厢起到最佳的平衡作用，必须精确计算对重装置的重量。对重重量（W/Kg）的计算公式：WG+KQ；式（2.2）式中：G轿厢及曳引绳的重量（Kg）；

24、K电梯平衡系数，取0.5； Q电梯额定载重（Kg）；W=500+0.5*10001000Kg7）电梯传动系统和垂直移动系统的总效率：对带有蜗轮减速器的电梯，它的电梯传动系统和垂直移动系统的总效率一般为：0.50.65；而对无蜗轮减速器的直流（或交流）高速电梯其传动系统总效率一般为：0.80.85。本设计的传动系统带有蜗轮减速器。故取8) 钢丝绳的选择系数C（9)电梯的加速度:；10）电梯的减速度：；11)蜗杆轴向齿形角：；12）表面散热系数：；13）曳引机工作的环境温度：；3曳引机及其运动系统设计曳引绳根数的选用见表311:表31曳引绳根数的选用电梯类型曳引绳根数客梯、货梯、医梯4杂物电梯2为

25、了电梯更安全地运行，本设计曳引绳根数选用5根（1）1：1绕法:曳引轮的线速度与桥厢升降速度之比为1：1（见图31a）（2）2：1绕法：曳引轮的线速度与桥厢升降速度之比为2：1 (见图31b)（3）3：1绕法：曳引轮的线速度与桥厢升降速度之比为3：1（见图31c）图31曳引绳常见的几各绕法因此1：1绕法也可称为曳引比1：1或传动速比1：1（1:1传动方式）2：1绕法也可称为曳引比2：1或传动速比2：1（2:1传动方式）3：1绕法也可称为曳引比3：1或传动速比3：1（3:1传动方式）（1）当曳引比为1：1时= 即曳引绳速度轿厢运行速度P= 即轿厢侧曳引绳载荷力轿厢总重量式中：曳引绳（轮）线速度 轿

26、厢升降速度 P轿厢侧曳引绳载荷力 轿厢总重量（2）当曳引比为2：1时：=2 即曳引线速度2倍轿厢运行速度P=/2 即轿厢侧曳引绳载荷力1/2轿厢总重量（3）当曳引比为3：1时：=3 即曳引线速度3倍轿厢运行速度P=/3 即轿厢侧曳引绳载荷力1/3轿厢总重量本设计选用曳引比为2：1；当桥厢静止或均速运动时：轿厢侧曳引绳的载荷力P4：；式（3.1）；单根绳的作用载荷：；当电梯加速时：；式(3.2）500(9.8+2)p1500（9.8+2）kN；单根绳的作用载荷：；当电梯减速时：；式(3.3）500(9.8-2)p1500（9.8-2）25.85kN;单根绳的作用载荷：；对重所受的重力:所以P（对

27、）4.9kNP(max)式中P(对)钢丝绳在对重一侧受到的载荷P（max）钢丝绳在桥厢侧受到的最大载荷由此可以得出，只要钢丝绳能承载轿厢一侧的载荷就能承载对重一侧的载荷，故只要按轿厢一侧的要求选用钢丝绳即可。钢丝绳的最小公称直径D(min)/mm:；式(3.4）式中C是钢丝绳的选择系数（mm/）单根钢丝绳最大工作静拉力（N）；根据钢丝的工作条件，选67类钢丝绳类钢丝绳，见表325:表32 67类钢丝绳力学性能钢丝绳公称直径/mm钢丝绳公称抗拉强度/MPa157016701770钢丝绳最小破断拉力/Kn纤维芯钢丝绳钢芯钢丝绳纤维芯钢丝绳钢芯钢丝绳纤维芯钢丝绳钢芯钢丝绳23456根据钢丝绳的最小公

28、称直径和它所受的载荷选用：67类，直径4mm的纤维钢丝绳电梯的运行是一个按一定工艺过程做间歇运动的起重运输的起重机械，因此其曳引电动机的功率选择及其校核方法是类同于一般断续运行的起重运输机械的，即要频繁走动和制动。而且电梯的起动电流较小，要求噪声小。各类电梯所用的曳引电动机基本上可以分为交流电动机和直流电动机两大类。但无论什么样电机，均要根据电梯的实际载重量和电梯的运行速度合理地选择电梯电动机的功率，即不能太小，也不能太大。不然将对其利用率、发热等方面带来不利影响。其次，电动机功率的决定还要根据各类电梯机房的工作环境、通风散热条件、电机本身的绝缘等情况决定其过载能力大小。而这一决定因素也与电动

29、机本身的机械特性和电特性有关。根据曳引电动机的工作条件，选择绕线型Y系列三相异步电动机作为电梯的曳引电动机。电梯曳引机的功率的计算公式：P=Q(1-K)v/102；式(3.5）式中：P曳引电动机的功率（Kw）；Q电梯的额定载重量（Kg）；K电梯中与平衡重有关的平衡系数；v电梯的额定运行速度（m/s）；电梯传动系统和垂直移动系统的总效率；P1000(1-0.5)*1/(102*0.5)=9.8Kw；常用三相异步电动机的主要参数见表33表33 三相异步电动机(摘自ZB/T系K22 007-1988)Y列三相异步电动机的主要技术参数型号额定功率/Kg满载时额定电流额定转矩最大转矩转速(r/min)电

30、流/A效率（%）功率因数Y80I-2283075Y802-277Y90S-2284078Y90L-2Y100L-2287082Y112M-22890Y132S1-22900Y132S2-2Y160M1-2112930Y160M2-215选用的电动机的型号是：Y160M12电动机的转速n:n=2930r/min；电动机的功率：；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

31、；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6。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。常用蜗杆传动的分类及特点见表34：表34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，应用较广泛。但导角大时加工较困难。不易磨削，传动效率较低，齿面磨损较快。因此，一般用于头数较少、载荷较小、转速较低或不太重要的传动法向直廓圆柱蜗杆容易实现磨削，因此加工精度容易保证，效

32、率较高。一般用于头数较多（3头以上）、转速较高和要求较精密的传动中渐开线圆柱蜗杆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环面蜗杆传动平面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、效率较高，承载能力较大。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工不需要滚刀，而二次包络环面蜗杆加工要滚刀，但后者的承载能力更大平面二次包络环面蜗杆直廓环面蜗杆（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；蜗轮只能

33、飞刀近似加工选用圆弧圆柱蜗杆传动传为曳引机的减速器因为减速器要有一定的自锁性，所以蜗杆的头数蜗轮的齿数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35表35 （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/mm蜗杆头数蜗轮齿数蜗轮变位系数实际传动比63332 13131402639395022649498031314033241415030515163295910031314041415050506360601253030404141504445050对圆弧圆柱蜗杆传动比较适宜,选；查上表可得：中心距a：a80mm；公称传动比i：i

34、=40；模数m：m=3mm；蜗杆分度圆直径：32mm；蜗轮齿数：41，17符合要求；实际传动比；蜗轮的分度圆直径:；式(3.6）蜗杆分度圆柱导程角：；式(3.7）；蜗杆直径系数：式(3.8）蜗杆节圆柱导程角:；式(3.9）；顶隙c：（其中）；式(3.10）；蜗杆齿顶高；式(3.11）；蜗轮的齿顶高：； 式(3.12）；蜗杆齿根高：；式(3.13）；蜗轮齿根高：；式(3.14）；蜗杆节圆直径：；式(3.15）；蜗轮的节圆直径：；蜗杆齿顶圆直径：；式(3.16）；蜗轮喉圆直径：；式(3.17）；蜗杆齿根圆直径：；式(3.18）；蜗轮齿根圆直径：；式(3.19）；蜗杆轴向齿距：；式(3.20）；蜗杆

35、的轴向齿厚：；式(3.21）；蜗杆的法向齿厚：；式(3.22）；蜗杆分度圆法向弦齿高：；式(3.23）蜗杆螺纹部分长度：；式(3.24）；蜗轮最大外圆直径：；式(3.25）；蜗轮轮缘宽度：；式(3.26）；蜗轮咽喉母贺半径：；式(3.27）；蜗轮齿根圆弧半径：；式(3.28）；滑动速度：；式(3.29）；传动效率：；式(3.30）；圆柱蜗杆传动的受力情况如图327：图32圆柱蜗杆传动的受力蜗杆轴传递的转矩：(其中)；式(3.31）；蜗轮传递的转矩：；式(3.32）；蜗杆圆周力：；式(3.33）；蜗杆轴向力：；式(3.34）;蜗杆径向力：；式(3.35）；蜗轮轴向力：；式(3.36）蜗轮圆周力：

36、；式(3.37）蜗轮径向力：；法向力：；式(3.38）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3-68：表3-6蜗轮材料及其力学性能蜗轮材料铸造方法力学性能适用的滑动速度一侧受载两侧受载ZCuAl10Fe3砂模金属模196490540见表3-78090638010ZCuAl10Fe3Mn2砂模金属模4905401009010ZcuZn38Mn2Pb2砂模金属模245345605510HT150砂模15040252HT200砂模200473025HT250砂模25055

37、3525蜗杆的材料及其力学性能见表3-7表3-无锡青铜、黄铜及铸铁的许用接触应力（单位）蜗轮材料蜗杆材料滑动速度123468ZCuAl10Fe3ZCuAl10Fe3Mn2钢经淬火*24522521018016011590ZcuZn38Mn2Pb2钢经淬火*2102001801501309575HT200、HT150(120150HB)渗碳钢16013011590HT150(120150HB)调质或淬火钢1401109070注：标有*的蜗杆如未经淬火，其需降低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圆柱蜗杆传动

38、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，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1445得：；查图1447得：查图14410得：；查图14411得：；查表14412得：K；接触强度设计：；式(3.39）.；接触强度校核：；式(3.40）；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：；刚度设计符合要求。蜗杆传动润滑油方式的选择见表38表38蜗杆传动润滑油方式滑动速度12.55510工作条件重载重载中载润滑方法浸油润滑浸油或喷油润滑从上面计算数

39、据可得，选用的润滑方法是浸油润滑。采用油池润滑时，蜗杆选择布置在下方。蜗杆浸入油中的深度能浸入螺旋的牙高，且油面不超过滚动轴承最低滚动体的中心。箱体的散热面积：；式(3.41）；箱体的工作温度：；式(3.42）；箱体的工作温度适宜。曳引轮是曳引机上的绳轮，也称曳引绳轮或驱绳轮。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。曳引轮的设计包括曳引轮的材料、形状、参数计算。曳引轮直径D40d(d为钢丝绳直径)。 3； 式(3.43）式中：是轿厢速度（m/s）i减速器传动比；e-曳引比；n-电动机的转速（r/min）；材料及工艺要求：由于曳引轮要承受

40、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QT602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形外，对绳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，增加曳引绳的使用寿命，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)，外面制成轮圈式绳槽切削在轮圈上），外轮圈与内

41、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。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。因此曳引轮绳槽的形状直接关系到曳引力的大小和曳引绳的寿命、曳引轮绳槽的形状，常用的有半圆槽（如图33a）、带切口的半圆槽（又称凹形槽）(如图33b)、V形槽、半圆槽（如图33c）：1)半圆槽与曳引绳接触面积大，曳引绳变形小，有利于延长曳引绳和曳引轮寿命，但这种绳槽的当量摩擦系数小，因此曳引能力低。为了提高曳引能力，必须用复绕曳引绳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

42、轮的绳槽。2)V形槽：V形槽的两侧，对曳引绳产生很大的挤压力，曳引绳与绳槽的接触面积小，接触面的单位压力大，曳引绳变形大，曳引绳与绳槽间具有较高的当量摩擦系数，可以获得很大的驱动力。但这种绳槽的槽形和曳引绳的磨损都较快，而且当槽形磨损，曳引绳中心下移时，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，曳引绳与绳槽接触面积减小，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，

43、又有曳引绳磨损小，特别是当槽形磨损，曳引绳中心下移，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。图33常用曳引轮绳槽的形状为保证电梯的曳引力及电梯安全运行，选用凹形槽。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。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

44、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39：表39 常用制动器性能特点及应用制动器名称特点及应用说明外抱块式制动动器构造简单可靠，散热好。瓦块有充分和均匀的退距，调整间隙方便。对于直形制动臂，制动转矩大小与转向无关，制动轮轴不受弯曲作用力。但包角和制动转矩小，制造比带式制动器复杂，杠杆系统复杂，外形尺寸大。应用较广，适于工作频繁及空间较大场合。内涨蹄式制动器两个内置的制动蹄沿径向向外挤压制动鼓，产生制动转矩。结构紧凑，散热性好，密封容易，可用于安装空间受限制的场合，广泛用于轮式起重机及各种车

45、辆。带式制动器构造简单紧凑。包角大，制动转矩大。制动轮轴受较大的弯曲作用力，制动带的比压和磨损不均匀。简单和差动带式制动器的制动转矩大小均与旋转方向有关，限制了应用范围。散热差。适于大型机器，要求结构紧凑的制动。盘式制动器利用轴向力使圆盘或圆锥形摩擦表面压紧，实现制动。制动轮轴不受弯曲。构造紧凑。与带式制动器比较，磨损较均匀，制动转矩大小与旋转方向无关，制成封闭型式，可防尘防潮。摩擦面散热条件次于块式和带式，温度较高。适于应用在紧凑性要求高的场合。续表39载荷自制盘式制动器靠重物自重在机构中产生的内力制动，它能保证重物在升降过程中平稳下降和安全悬吊。主要用于提升设备及起重机械的起升机构中。磁粉

46、制动器主要利用磁粉磁化时所产生的剪力来制动。体积小，重量轻，激磁功率小且制动转矩与转动件的转速无关。但磁粉会引起零件磨损。适用于自动控制及各种机器的驱动系统中。磁涡流制动器坚固耐用，维修方便，调速范围大。但低速时效率低，温升高，必需采取散热措施。常用于有垂直负载的机械中，吸收停车前的动能，以减轻停止式制动器的负载。电梯是垂直运输工具，选用磁涡流制动器。电梯制动器的工作原理2：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

47、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。电磁制动器的外形见图34.图34电磁制动器的外形图中1制动弹簧调节螺母；2制动瓦块定位弹簧螺栓；3制动瓦块定位螺栓；4倒顺螺母；5制动电磁铁；6电磁铁芯；7定位螺栓；8制动臂；9制动瓦块；10制动材料；11制动手轮；12制动弹簧螺杆；13手动松闸凸轮（缘）；14制动弹簧电梯制动器有关参数尺寸见表310表310电梯制动器有关参数尺寸曳引机

48、类型电梯额定载重量（Kg）制动器制动轮直径（mm）制动器闸瓦宽度（mm）圆弧角度(度)有齿轮曳引机10020015065885002009088750300084020088电梯的额定载重量为1000Kg。从上表可以查得：制动器制动轮直径：840mm；制动器闸瓦宽度：200mm；制动器闸瓦圆弧角：；悬挂重物时，制动器产生的制动力矩：M=(W+Q)d/(2ie)；式(3.44）式中：M制动力矩（）；W轿厢及曳引绳自重（N）；Q电梯额定载重(N)；d制动轮直径(mm)；i减速器传动比；e曳引比；M（500+1000）0.84/（240；联轴器功能：来把两轴联接在一起，机器运转时两轴不能分离，只有机

49、器停车并将联接拆开后，两轴才能分离。联轴器的类型联轴器所联接的两轴，由于制造及安装误差，承载后的变形以及温度变化的影响等，会引起两轴相对位置的变化，往往不能保证严格的对中。根据联轴器有无弹性元件、对各种相对位移有无补偿能力，即能否在发生相对位移条件下保持联接功能以及联轴器的用途等，联轴器可分为刚性联轴器，挠性联轴器和安全联轴器。联轴器的具体类型及其特点见表311：表311联轴器的具体类型及其特点联轴器的类型特点刚性联轴器优点：构造简单、价格较低；缺点：1）对两轴的对中性要求较高；2）缺乏缓冲吸振能力。无弹性元件挠性联轴器能补偿各种原因导致的位移，保证两轴的对中度。金属弹性元件挠性联轴器不仅可以

50、补偿两轴偏斜和位移，而且具有缓和冲击和吸收振动的能力。适合用于频繁起动、受变载荷、高速运转、经常反向和两轴不便于严格对中的地方。非金属弹性元件挠性联轴器优点：1）具有弹性滞后特性，具有一定的消振能力；2）单位重量的非金属材料所能储存的能量比金属材料大许多，缓冲性能较好；3）结构简单，价格便宜。缺点：联轴器尺寸较大，且寿命也较短。电动机动作时有一定的振动作用，而且电动机频繁起动，载荷随货物重量的变化而变化。根据以上条件选择金属弹性元件挠性联轴器作为本设计的联轴器。一般以联轴器所需传递的计算转矩小于所选联轴器的作用转矩（T）或标准联轴器的公称转矩为原则；式(3.45)式中：电动机的功率（Kw）；n

51、电动机的转速（r/min）；K工作情况系数；动力机系数；起动系数；温度系数；查参考资料机械设计手册（第五版）第三卷表15.12得：；查参考资料机械设计手册（第五版）第三卷表15.13得：；查参考资料机械设计手册（第五版）第三卷表15.14得:；查参考资料机械设计手册（第五版）第三卷表15.15得:；所以：；查参考资料机械设计手册（第五版）第三卷表15.11，选用联轴器的名称为膜片联轴器（JB/T91472000），JMJ型。膜片联轴器（JB/T91472000），JMJ型的主要性能：转矩范围：；轴径范围：；最高转速：；轴向许用相对位移：；角向：；膜片联轴器（JB/T91472000），JMJ型的特点及应用说明：易平衡，不需润滑，对环境的适应性强，且结构简单，装拆方便，工作可靠，无噪声，有一定的补偿性能和缓冲性能。结论 本设计是根据曳引机各部件的原理、工作状况来计算设计各部件，也综合考虑曳引机的总体运行，所以设计出来的曳引机各部件间协调性较好，工作比较安全稳定。设计的曳引机曳引能力强、安全可靠，方便人们垂直运输货物，使货运电梯更好地服务于人类。垂直运输越来越频繁、越来越重要的今天，曳引机的前景不可估量。它在经济的发展、社会的发展中，也扮演了不可或缺的角色。致谢做好了设计，很有成就感。但成果并不只属于我一个人，更应当属于他们我的大学老师，没有他们我不可能做好这