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1、 单位代码 0 2 学 号 080105102 分 类 号 TH6 密 级 毕业设计多层建筑小型电梯设计 院（系）名称 工学院机械系 专业名称机械设计制造及其自动化 学生姓名唐洪平 指导教师李安生 2012年 5 月 15 日黄河科技学院毕业设计 第 IV 页 多层建筑小型电梯设计摘要电梯是一种以电动机为动力的垂直升降机，装有箱状吊舱，用于多层建筑乘人或载运货物。也有台阶式，踏步板装在履带上连续运行，俗称自动电梯。 服务于规定楼层的固定式升降设备。它具有一个轿厢，运行在至少两列垂直的或倾斜角小于15的刚性导轨之间。轿厢尺寸与结构形式便于乘客出入或装卸货物。此次电梯设计包括轿厢设计、配重系统设计
2、、传动系统设计、门禁系统设计、控制系统设计等。此次电梯设计针对已修建完毕的多层建筑，为低速电梯，要求经济适用、造型美观、节能先进，且尽可能少破坏墙体。电机通过联轴器连接蜗轮蜗杆减速器，蜗轮蜗杆减速器双输出轴通过锥齿轮改变传动方向使圆柱齿轮沿齿条上下运动，从而带动电梯上下运动，并用配重块抵消轿厢、电机、减速器等机构的自重，降低电机功率。齿条安装在工字钢导轨的凹槽中。在门洞处建与门洞等高的支撑平台，便于电梯的日常维护保养，层站设置在层与层之间。关键词：电梯，传动，齿轮，齿条AbstractAuthor: Tang Hongping Tutor: Li Ansheng The elevator is
3、 a kind of the motor powered vertical lift, a box shaped pod, used in multi-story buildings passenger or cargo. Also has the step, step plate arranged on the track of continuous operation, commonly known as automatic elevator. Service in the specified floor fixed lifting equipment. It has a car, run
4、ning in at least two rows of vertical or inclined angle less than 15 degrees between the rigid rails. Car size and structure is convenient for the passengers to access or loading and unloading of goods.The design of elevator car design, including a counterweight system design, the transmission syste
5、m design, the design of access control system, control system design. The design of elevator for has completed the construction of multi-storey buildings, for low-speed lift requirements, handsome in appearance, economical, energy-saving and advanced, and as little as possible damage to the wall. Th
6、e motor through a shaft coupling worm gear reducer, worm gear reducer with double output shaft through a bevel gear change transmission direction of the cylindrical gear along the rack to move up and down, so as to drive the elevator up and down movement, and the counterweight block offset car, moto
7、r, reducer body weight, reduce motor power. Rack mounted in the groove of the I-shaped steel guide rail. In the office building and the door high supporting platform, convenient daily maintenance of elevators, the station set between layer and layer.Key words: elevator, transmission, gear, rack目录1 绪
8、论111 电梯的历史11.2 电梯的组成21.3 电梯分类31.4 项目背景及发展前景62传动系统设计72.1 电梯传动方案的选择72.2 电动机的选取102.3 减速器的选取112.4 联轴器的选用122.5 轴承的选取122.6 锥齿轮设计122.6.1 材料及齿数122.6.2 按齿面接触疲劳强度设计132.6.3 主要几何尺寸计算152.7 齿轮齿条设计152.7.1 齿轮几何尺寸计算152.7.2 齿条几何尺寸计算152.7.3材料的选用163导轨设计1731 导轨方案173.2工字钢的加装方式173.3 工字钢的选取174 门机的选取184.1 门机概况184.2 门机控制方式18
9、4.3 门机型号的选取185 轿厢设计19.1 轿厢概况195.2 轿厢体设计196 配重设计216.1箱体自重216.2 配重重量216.3 钢丝绳的选用226.4 缓冲器的选用227安全系统设计23总结24致谢25参考文献26黄河科技学院毕业设计 第 27 页 1 绪论11 电梯的历史电梯进入人们的生活已经150年了。1854年，在纽约水晶宫举行的世界博览会上，美国人伊莱沙格雷夫斯奥的斯第一次向世人展示了他的发明。他站在装满货物的升降梯平台上，命令助手将平台拉升到观众都能看得到的高度，然后发出信号，令助手用利斧砍断了升降梯的提拉缆绳。令人惊讶的是，升降梯并没有坠毁，而是牢牢地固定在半空中奥
10、的斯先生发明的升降梯安全装置发挥了作用。“一切安全，先生们。”站在升降梯平台上的奥的斯先生向周围观看的人们挥手致意。谁也不会想到，这就是人类历史上第一部安全升降梯。人类利用升降工具运输货物、人员的历史非常悠久。早在公元前2600年，埃及人在建造金字塔时就使用了最原始的升降系统，这套系统的基本原理至今仍无变化：即一个平衡物下降的同时，负载平台上升。早期的升降工具基本以人力为动力。1203年，在法国海岸边的一个修道院里安装了一台以驴子为动力的起重机，这才结束了用人力运送重物的历史。英国科学家瓦特发明蒸汽机后，起重机装置开始采用蒸汽为动力。紧随其后，威廉汤姆逊研制出用液压驱动的升降梯，液压的介质是水
11、。在这些升降梯的基础上，一代又一代富有创新精神的工程师们在不断改进升降梯的技术。然而，一个关键的安全问题始终没有得到解决，那就是一旦升降梯拉升缆绳发生断裂时，负载平台就一定会发生坠毁事故。奥的斯先生的发明彻底改写了人类使用升降工具的历史。从那以后，搭乘升降梯不再是“勇敢者的游戏”了，升降梯在世界范围内得到广泛应用。1889年12月，美国奥的斯电梯公司制造出了名副其实的电梯，它采用直流电动机为动力，通过蜗轮减速器带动卷筒上缠绕的绳索，悬挂并升降轿厢。1892年，美国奥的斯公司开始采用按钮操纵装置，取代传统的轿厢内拉动绳索的操纵方式，为操纵方式现代化开了先河。生活在继续，科技在发展，电梯也在进步。
12、150年来，电梯的材质由黑白到彩色，样式由直式到斜式，在操纵控制方面更是步步出新手柄开关操纵、按钮控制、信号控制、集选控制、人机对话等等，多台电梯还出现了并联控制，智能群控；双层轿厢电梯展示出节省井道空间，提升运输能力的优势；变速式自动人行道扶梯的出现大大节省了行人的时间；不同外形扇形、三角形、半菱形、半圆形、整圆形的观光电梯则使身处其中的乘客的视线不再封闭。如今，以美国奥的斯公司为代表的世界各大著名电梯公司各展风姿，仍在继续进行电梯新品的研发，并不断完善维修和保养服务系统。调频门控、智能远程监控、主机节能、控制柜低噪音耐用、复合钢带环保一款款集纳了人类在机械、电子、光学等领域最新科研成果的新
13、型电梯竞相问世，冷冰冰的建筑因此散射出人性的光辉，人们的生活因此变得更加美好。1887年，美国奥的斯公司制造出世界上第一台电梯，这是一台以直流电动机传动的电梯。它被装设在1889年纽约德玛利斯大厦。这座古老的电梯，每分钟只能走10米左右。当初设计的电梯纯粹是为了省力。1900年，以交流电动机传动的电梯开始问世。1902年，瑞士的迅达公司研制成功了世界上第一台按钮式自动电梯，采用全自动的控制方式，提高了电梯的输送能力和安全性。随着超高层建筑的出现，电梯的设计、工艺不断得到提高，电梯的品种也逐渐增多。1900年，美国奥梯斯公司制成了世界上第一台电动扶梯。1950年又制成了安装在高层建筑外面的观光电
14、梯，使乘客能在电梯运行中清楚地眺望四周的景色。中国最早的一部电梯出现在上海，是由美国奥的斯公司于1901年安装的。1932年由美国奥的斯公司安装在天津利顺德酒店的电梯至今还在安全运转着。1951年，党中央提出要在天安门安装一台由中国自行制造的电梯，天津从庆生电机厂荣接此任，四个月后不辱使命，顺利地完成了任务。十一届三中全会后，沐浴着改革开放的春风，中国电梯业进入了高速发展的时期。如今，在中国任何一个城市，电梯都在被广泛应用着。电梯给人们的生活带来了便利，也为中国现代化建设的加速发展提供了强大的保障。1.2 电梯的组成1、曳引系统 曳引系统的主要功能是输出与传递动力，使电梯运行。 曳引系统主要由
15、曳引机、曳引钢丝绳，导向轮，反绳轮组成。 2、导向系统 导向系统的主要功能是限制轿厢和对重的活动自由度，使轿厢和对重只能沿着导轨作升降运动。 导向系统主要由导轨，导靴和导轨架组成。 3、轿厢 轿厢是运送乘客和货物的电梯组件，是电梯的工作部分。 轿厢由轿厢架和轿厢体组成。 4、门系统 门系统的主要功能是封住层站入口和轿厢入口。 门系统由轿厢门，层门，开门机，门锁装置组成。 5、重量平衡系统 系统的主要功能是相对平衡轿厢重量，在电梯工作中能使轿厢与对重间的重量差保持在限额之内，保证电梯的曳引传动正常。 系统主要由对重和重量补偿装置组成。 6、电力拖动系统 电力拖动系统的功能是提供动力，实行电梯速度
16、控制。 电力拖动系统由曳引电动机，供电系统，速度反馈装置，电动机调速装置等组成。 7、电气控制系统 电气控制系统的主要功能是对电梯的运行实行操纵和控制。 电气控制系统主要由操纵装置，位置显示装置，控制屏(柜)，平层装置，选层器等组成。 8、安全保护系统 保证电梯安全使用，防止一切危及人身安全的事故发生。安全系统由电梯限速器、安全钳、缓冲器、安全触板、层门门锁、电梯安全窗、电梯超载限制装置、限位开关装置组成。1.3 电梯分类根据建筑的高度、用途及客流量（或物流量）的不同，而设置不同类型的电梯。目前电梯的基本分类方法大致如下：1、按用途分类乘客电梯，为运送乘客设计的电梯，要求有完善的安全设施以及一
17、定的轿内装饰。载货电梯，主要为运送货物而设计，通常有人伴随的电梯。医用电梯，为运送病床、担架、医用车而设计的电梯，轿厢具有长而窄的特点。 杂物电梯，供图书馆、办公楼、饭店运送图书、文件、食品等设计的电梯。 观光电梯，轿厢壁透明，供乘客观光用的电梯。车辆电梯，用作装运车辆的电梯。船舶电梯，船舶上使用的电梯。建筑施工电梯，建筑施工与维修用的电梯。其它类型的电梯，除上述常用电梯外，还有些特殊用途的电梯，如冷库电梯、防爆电梯、矿井电梯、电站电梯、消防员用电梯等。2、按驱动方式分类交流电梯，用交流感应电动机作为驱动力的电梯。根据拖动方式又可分为交流单速、交流双速、交流调压调速、交流变压变频调速等。直流电
18、梯，用直流电动机作为驱动力的电梯。这类电梯的额定速度一般在2.00m/s以上。 液压电梯，一般利用电动泵驱动液体流动，由柱塞使轿厢升降的电梯。齿轮齿条电梯，将导轨加工成齿条，轿厢装上与齿条啮合的齿轮，电动机带动齿轮旋转使轿厢升降的电梯。螺杆式电梯，将直顶式电梯的柱塞加工成矩形螺纹，再将带有推力轴承的大螺母安装于油缸顶，然后通过电机经减速机（或皮带）带动螺母旋转，从而使螺杆顶升轿厢上升或下降的电梯。直线电机驱动的电梯，其动力源是直线电机。电梯问世初期，曾用蒸汽机、内燃机作为动力直接驱动电梯，现已基本绝迹。3、按速度分类电梯无严格的速度分类，中国习惯上按下述方法分类。 低速梯，常指低于1.00m/
19、s速度的电梯。 中速梯，常指速度在1.002.00m/s的电梯。 高速梯，常指速度大于2.00m/s的电梯。 超高速梯，速度超过5.00m/s的电梯。 随着电梯技术的不断发展，电梯速度越来越高，区别高、中、低速电梯的速度限值也在相应地提高。4、按电梯专职司机分类有司机电梯，电梯的运行方式由专职司机操纵来完成。无司机电梯，乘客进入电梯轿厢，按下操纵盘上所需要去的层楼按钮，电梯自动运行到达目的层楼，这类电梯一般具有集选功能。有/无司机电梯，这类电梯可变换控制电路，平时由乘客操纵，如遇客流量大或必要时改由司机操纵。5、按操纵控制方式分类手柄开关操纵，电梯司机在轿厢内控制操纵盘手柄开关，实现电梯的起动
20、、上升、下降、平层、停止的运行状态。按钮控制电梯：是一种简单的自动控制电梯，具有自动平层功能，常见有轿外按钮控制、轿内按钮控制两种控制方式。 信号控制电梯，这是一种自动控制程度较高的有司机电梯。除具有自动平层，自动开门功能外，尚具有轿厢命令登记，层站召唤登记，自动停层，顺向截停和自动换向等功能。集选控制电梯，是一种在信号控制基础上发展起来的全自动控制的电梯，与信号控制的主要区别在于能实现无司机操纵。并联控制电梯，23台电梯的控制线路并联起来进行逻辑控制，共用层站外召唤按钮，电梯本身都具有集选功能。群控电梯，是用微机控制和统一调度多台集中并列的电梯。群控有梯群的程序控制、梯群智能控制等形式。6、
21、其它分类方式按机房位置分类，则有机房在井道顶部的（上机房）电梯、机房在井道底部旁侧的（下机房）电梯，以及有机房在井道内部的（无机房）电梯。按轿厢尺寸分类，则经常使用“小型”、“超大型”等抽象词汇表示。此外，还有双层轿厢电梯等。7、特殊电梯斜行电梯，轿厢在倾斜的井道中沿着倾斜的导轨运行，是集观光和运输于一体的输送设备。特别是由于土地紧张而将住宅移至山区后，斜行电梯发展迅速。 立体停车场用电梯，根据不同的停车场可选配不同类型的电梯。 建筑施工电梯，是一种采用齿轮齿条啮合方式（包括销齿传动与链传动，或采用钢丝绳提升），使吊笼作垂直或倾斜运动的机械，用以输送人员或物料，主要应用于建筑施工与维修。它还可
22、以作为仓库、码头、船坞、高塔、高烟囱的长期使用的垂直运输机械。 消防电梯，在发生火警时,用来运送消防人员,乘客和消防器材等。冷库电梯，在大冷库或制冷车间,运送冷冻货物.但是需要满足门扇及导轨等活动处密封、浸水等要求。矿井电梯，供矿井运送人员及货物之用。特殊电梯 供特殊环境条件下使用,如防爆,防腐,耐热等特殊用途的电梯。滑道电梯 在建筑物内配置,常与建筑物,人行道平行使用。运机电梯，飞机库中几十吨或者上百吨重量的飞机,垂直提升到飞机场跑道上。门吊电梯，在大型门式起重机的门腿中,运送在门机中的工作人员及检修机件等。座椅电梯，人坐在电动机驱动的椅子上,控制椅子手柄上的按扭,使椅子下部的动力驱动装置驱
23、动人椅,沿楼梯扶栏的导轨上下运动.1.4 项目背景及发展前景当今社会，人们生活的压力越来越大，下班之后回家爬楼梯显然对已经疲惫不堪的上班族是个不小的挑战，电梯无疑是一种很好的选择。当今社会，人口老龄化严重，老年人所占的比重越来越大。老年人出行怕楼梯显得尤为不变，还有部分老人乘坐轮椅就更加不便了，有部电梯显得特别方便了。据统计资料，我国大约有3亿人居住在城市。他们住居的楼房基本上都没有安装电梯，再考虑到各个城市的消费水平，在大、中型城市的居民都需要现粗略计算这种小型电梯的需求量。假设每200人需要电梯一部，则约需要15万部电梯。本次设计的电梯也可以安装在其他建筑物上，由此推断，本项目的需求市场很
24、大，前景广阔。2传动系统设计2.1 电梯传动方案的选择最早的垂直运输电梯采用卷轮结构，称为鼓轮式电梯。这种电梯在使用上很不安全。当电梯上下行程控制元件失灵，超越顶层的极限位置接近楼板时，钢丝绳继续被鼓轮卷绕，轿厢会撞击楼板，以致钢丝绳被拉断，轿厢从最高处自由落下，引起重大事故。为解决这种电梯的缺点，人们将电梯从卷扬结构变为曳引结构，大轮称为曳引轮，被曳引电动机拖动旋转。这种设计方式避免对重与轿厢相互碰撞。连接轿厢于对重是钢丝绳，称为曳引钢绳，这种曳引方法的特点是：当轿厢运行至顶层时，对重处于底层；轿厢运行至底层时，对重处于顶层，若电梯曳引电机失控，向上、下极限位置运行时，对重或轿厢将达到地坑地
25、面，然后曳引钢丝绳开始打滑，不会出现钢丝绳被拉断的事故。同时，由于曳引电机钢绳不在鼓轮上缠绕，可以方便D增加钢丝绳的根数，电梯曳引方式的改变大大提高了电梯的安全性。电梯作为一种运输机械，它要求其传动装置能满足大距离在垂直方向上运动，并且有较高的传动精度和传动效率，通过对各种能实现上、下运动的机构进行，主要有以下几种：第一；钢丝绳式：通过钢丝绳的拽引轿厢，实现轿厢的升降。第二；液压、气压式：向液压（气压）缸中输入液压油（气体），使活塞实现升缩，把活塞的末端与轿厢连接，实现轿厢的升降。第三；齿轮齿条式：固定导向轨道和安装齿条，在轿厢上安装齿轮，由电动机带动齿轮旋转，变转动为直线运动，从而达到轿厢上
26、下运行的目的。第四；螺杆式：把大螺母与轿厢想连接，螺杆垂直布置，通过电动机带动杆旋转，由于螺杆螺母间有螺旋角，把螺杆的转动变成螺母的上下运动，从而使与螺母连接在一起的轿厢上下运动。本次设计所研究的电梯主要安装于已经建成的房屋,这些房屋一般都没有预留安装电梯的机房,为这些房子设计电梯,既需要考虑各种传动方式的优缺点，又要考虑把这些传动方式合理地与建筑物连接起来，要求对建筑不能有较大的改造施工。既要考虑其实用性和安装的问题。步行楼梯的布置位置主要有图2-1所示的两种：根据我国现有的居民楼的步行楼梯的布置方式，在其步行梯的墙面上安装电梯，主要考虑因素有以下几点：第一；电梯的安装位置是否影响步行楼梯的
27、正常使用；第二；电梯安装运行后，是否对建筑物的墙体结构的受力状况有影响；第三；安装的电梯与搭配是否和谐。 如果要在楼房的其他位置安装电梯，对建筑物的施工工程量较大。按照现行的电梯安装情况，大多建筑物在安装电梯前就预留井道。如果对已经建成的楼房增加井道，这将增加施工成本。通过查阅相关资料，和请教有实际工程经验的工人师傅，认为比较合理的安装位置为图2-1所示的AB电梯的安装在步行电梯的一侧，把电梯的入口设置在一楼和二楼之间的平台处，在每两层之间的平台设置出入口，居住在各层的居民上下半层就可以方便乘坐电梯。拟定电梯安装位置后，选用合适的驱动方式。图22所示驱动方式，都只适合在预留井道的前提下安装电梯
28、，它们只适合于安装于建筑物的内部。如果不进行较大规模的土建施工，不能采用这几种传动方式应用于实际工程中。如果采用螺杆式，这种传动方式要求把大螺母与轿厢连接起来，螺母与一根竖直的螺杆相配合，螺杆的轴线平行与墙的表面。工作时，电动机通过一套传动系统，带动螺杆的旋转，由于螺旋副的特点，螺母就沿螺杆轴线方向运动，带动轿厢上下运动，达到上下运送货物或人的目的。建筑施工时，必然要求在安装电梯的墙壁一侧建立地基，把螺杆竖直安装，并且螺杆的垂直度要求较高。如果从建筑物上引出拉杆，保证螺杆的竖直，这种方式可以满足螺杆垂直度要求。但是，这种方式影响了轿厢的上下运行。如果采用其他方式固定螺杆工程造价会很高，再加上螺
29、旋副制造难度较大，加工成本高。选用此传动方案，工程造价高，不适合用来做较大距离的传动。通过各种方案的比较，综合考虑使用性和经济性能，拟用齿轮齿条传动方式。传动机构示意图如图23所示： 1、齿条 2、齿轮 3、轴承 4、联轴器 5、锥齿轮6、联轴器 7、蜗轮蜗杆减速器 8、电动机图23 电梯传动系统结构图采用齿轮齿条传动，齿条固定在建筑物上，齿轮安装在轿厢上，电动机带动齿轮旋转，变转动为直线运动，从而达到轿厢上下运行的目的。根据电梯的使用条件，以及电梯的起升高度较低等特点，轿厢的额定运行速度过高将会产生振动、噪音。参考采用齿轮齿条传动的施工电梯的设计，我们初定电梯的运行速度为 。2.2 电动机的
30、选取设计任务要求，电梯的最大承载重量为500kg，电梯的运行速度为小于1 。根据实际考虑电梯的运行速度设计为0.4 。并且电梯能频繁启动，运行平稳。按设计要求，以及工作条件查阅相关标准，选用小功率变频调速三相异步电动机，此种电机适用于变频调速电梯。式中 总功率；减速器功率；电机功率；齿轮齿条效率，查减速器设计实例精解表2-1，取0.97；锥齿轮效率，查减速器设计实例精解表2-1，取0.95；轴承效率，查减速器设计实例精解表2-1，取0.98；联轴器效率，查减速器设计实例精解表2-1，取0.99；蜗轮蜗杆效率，查减速器设计实例精解表2-1，取0.8。查机械设计课程设计手册，选取电机型号为Y112
31、M4，满载转速为1440r/min，额定电压380V，频率50Hz。2.3 减速器的选取根据电机转速及其他综合因素考虑，选取减速器型号为上海嘉田传动机械有限公司生产的NRV130蜗轮蜗杆减速器，如图24所示中心距为130mm，传动比为60，输出转速24r/min。图24 NRV130蜗轮蜗杆减速器2.4 联轴器的选用为了隔离振动与冲击，从机械设计教材中选择弹性柱销联轴器。这种联轴器制造容易，装拆方便，成本较低，适用于连接两同轴线的传动，并具有补偿两周相对位移和一般减震性能。计算转矩 工作情况系数，查机械设计表14-1得KA=1.5公称转矩T=9.55 22.75 Tca=1.522.75=34
32、.12 根据减速器蜗杆轴轴端直径和电机轴端直径，根据GB/T4323-2002，选用弹性注销联轴器LX2，公称转矩为560，许用转速为6300r/min，符合设计要求。2.5 轴承的选取轴承所受载荷的大小、方向和性质，是选择轴承的类型的主要依据，设计需要轴承的主要承受收轴向力，径向向承受的载荷较小，轴承的转速较低，轴承的载荷较大。主轴需用轴承定位，故选用止推轴承，如图25所示图25 轴上安装的轴承结合轴径大小选用轴承型号为止推轴承中的推力球轴承52211和52208，极限转速分别为1900r/min和2400r/min，符合要求，适用。根据GB/T78131998，选用相应轴承座分别型号为SN
33、209和SN207。2.6 锥齿轮设计2.6.1 材料及齿数本次设计中锥齿轮仅用来改变传递方向，故选用传动比为1，齿数取为30。材料选用40Cr，调制处理。2.6.2 按齿面接触疲劳强度设计1、 确定设计公式中各参数（1）初选载荷系数=1.3（2）计算齿轮传递转矩 （3）选取齿宽系数=0.2（4）弹性系数=189.8 （5）齿轮的疲劳接触极限=740MPa（6）应力循环次数 （7）接触寿命系数=0.98（8）计算许用接触应力 取失效率为1%，最小安全系数=1=725.2MPa（9）计算端面重合度 当量齿数=42.43（10）计算端面重合度 =0.87（11）节点区域系数=2.52、设计计算（1
34、）计算齿轮分度圆直径=175.2（2）计算圆周速度v=157.68=0.02m/s（3）计算载荷系数K查表得，使用系数=1 动载系数=1.02 齿间载荷分配系数=1 齿间载荷分布系数=1.2K=1.224（4）校正分度圆直径=171.722.6.3 主要几何尺寸计算1、计算大端模数m=/Z=171.72/30=5.724mm，取6mm2、大端分度圆直径 3、计算锥距R=127.28mm4、计算分锥角5、计算齿高hH=2.25m=2.25*6=13.5mm6、计算大端顶圆直径=181.4mm2.7 齿轮齿条设计2.7.1 齿轮几何尺寸计算分度圆直径 取m=8，Z=40，宽取50齿顶圆直径mm齿根
35、圆直径mm2.7.2 齿条几何尺寸计算m=8，宽取50+252=100mm齿顶高齿根高mm2.7.3材料的选用选取齿轮齿条材料为20CrMnTi,具有齿面硬度高，承载能力强，芯部韧性好，耐力冲击适合于重载、高速、过载等场合，符合本次设计的要求。3导轨设计31 导轨方案本次设计所研究的电梯主要安装于已经建成的房屋,这些房屋一般都没有预留安装电梯的机房和井道,为这些房子设计电梯,既需要考虑各种传动方式的优缺点，又要考虑把这些传动方式合理地与建筑物连接起来，要求对建筑不能有较大的改造施工。如果要在楼房的其他位置安装电梯，对建筑物的施工工程量较大。按照现行的电梯安装情况，大多建筑物在安装电梯前就预留井
36、道。如果对已经建成的楼房增加井道，这将增加施工成本。于是考虑将轨道加装在外墙上，采用工字钢作为导轨，将齿条安装在工字钢的凹槽中，电梯沿齿条上下运行。这样对墙体就不会有大的破坏。3.2 工字钢的加装方式由于墙体不够平整，导轨装上去则会导致电梯运行不平稳，产生噪声，甚至酿成安全事故。故在墙体和导轨之间加上垫块使其平整，垫块如图31所示图31 导轨垫块3.3 工字钢的选取 根据GB70688，选取工字钢型号为12工字钢，高120mm，腿长68mm，腹厚5mm，材料为45钢。4 门机的选取4.1 门机概况电梯门机，是一个负责启闭电梯门的一个伺服系统，比如电梯的开门关门是一个电信号，那么他通过电动机，传
37、感器，变速器等转变为一个特定方向的力，关闭或打开门。 交流异步变频门机通常简称为变频门机，其构成主要分为三部分：变频门机控制系统、交流异步变频电机、变频门机机械系统；电梯变频门机有两种运动控制方式：“速度开关控制方式”、“编码器控制方式”；“速度开关控制方式”不能检测轿门的运动方向、位置和速度，只能使用位置和速度开环控制，导致控制精度相对要差，门机运动过程的平滑性不太好，因此多使用“编码器控制方式”。4.2 门机控制方式电梯运行停稳后，控制系统将信号传递给变频器控制电机顺时针转动，通过带轮传递到链轮上，链轮转动带动链条运动，链条运动带动与轿门相连的小链轮运动，使轿门打开。反之，电机则逆时针转动
38、。如图41所示图41 门机4.3 门机型号的选取此次设计门机选用的门机系苏州威菱电梯部件有限公司生产的三菱改造门机，其中电机为三相异步电动机YVP71-6-2.7N，额定功率80W，额定转速930r/min。变频器为松下AAD03020D/NSFC01-01. 5 轿厢设计5.1 轿厢概况轿厢是电梯用以承载和运送人员和物资的箱形空间。轿厢一般由轿底、轿壁、轿顶、轿门等主要部件构成，其内部净高度至少应为2m。轿厢体是形成轿厢空间的封闭围壁，除必要的出入口和通风孔外不得有其他开口，轿厢体由不易燃和不产生有害气体和烟雾的材料组成。为了乘员的安全和舒适，轿厢入口和内部的净高度不得小于2米。为防止乘员过
39、多而引起超载，轿厢的有效面积必须予以限制。具体可参见GB7588-2003对额定载重量和轿厢最大有效面积的对应规定。在乘客电梯中为了保证不会过份拥挤，标准还规定了轿厢的最小有效面积。轿厢体一般由轿底板（轿底 car platform;platform）、轿厢壁（轿壁 car enclosures;car walls）、轿厢顶。一般有操纵箱（轿内的操纵装置）、通风装置、照明、停电应急照明、报警和通信装置。5.2 轿厢体设计玻璃钢（FRP）亦称作GRP，即纤维强化塑料，一般指用玻璃纤维增强不饱和聚脂、环氧树脂与酚醛树脂基体。以玻璃纤维或其制品作增强材料的增强塑料，称谓为玻璃纤维增强塑料，或称谓玻璃
40、钢。由于所使用的树脂品种不同，因此有聚酯玻璃钢、环氧玻璃钢、酚醛玻璃钢之称。质轻而硬，不导电，机械强度高，回收利用少，耐腐蚀。可以代替钢材制造机器零件和汽车、船舶外壳等。相对密度在1.52.0之间，只有碳钢的1/41/5，可是拉伸强度却接近，甚至超过碳素钢，而比强度可以与高级合金钢相比。因此，在航空、火箭、宇宙飞行器、高压容器以及在其他需要减轻自重的制品应用中，都具有卓越成效。某些环氧FRP的拉伸、弯曲和压缩强度均能达到400Mpa以上。FRP是良好的耐腐材料，对大气、水和一般浓度的酸、碱、盐以及多种油类和溶剂都有较好的抵抗能力。已应用到化工防腐的各个方面，正在取代碳钢、不锈钢、木材、有色金属
41、等。FRP热导率低，室温下为1.251.67kJ/（mhK），只有金属的1/1001/1000，是优良的绝热材料。在瞬时超高温情况下，是理想的热防护和耐烧蚀材料，能保护宇宙飞行器在2000以上承受高速气流的冲刷。由于本次设计的电梯设计是加装电梯，电梯完全暴露在墙体外。要求有良好的观赏性和安全性兼容。于是想到观光电梯。采用玻璃钢和不锈钢结合，玻璃钢为6+6+1.43，角落由不锈钢作为主要支柱。如图51所示 轿箱内净高为2200mm，宽1500mm，深900mm，门宽400mm，门高2100mm，轿厢内占地面积为1.35 ，准载6人。图51 轿厢6 配重设计6.1箱体自重1、玻璃钢重量玻璃钢表面积
42、=5.78 ；玻璃钢体积=0.076 ；取玻璃钢密度= ；玻璃钢重量=228kg；2、不锈钢重量不锈钢表面积 =3.19 ；不锈钢体积 =0.076 ；取不锈钢密度 =；玻璃钢重量 =228kg；3、其他部件重量减速器重量110kg；电机重量=30kg；齿轮重量60kg；其他部件100kg；总重量m628kg；6.2 配重重量配重重量=m+m0.4=879.2kg；选取配重材料为密度混凝土密度为；总配重体积=0.18；每个配重重量取为450kg；每个配重体积为0.09；6.3 钢丝绳的选用根据GB20118-2006选取钢丝绳的型号为6.4 缓冲器的选用选取缓冲器型号为弹簧缓冲器，缓冲容量，缓
43、冲行程为80mm，缓冲力为5KN，符合设计要求。7安全系统设计标准电梯的安全系统保证电梯安全使用，防止一切危及人身安全的事故发生，由电梯限速器、安全钳、缓冲器、安全触板、层门门锁、电梯安全窗、电梯超载限制装置、限位开关装置组成。此次设计的电梯时非标准电梯。本次设计的减速器是蜗轮蜗杆减速器，具有自锁功能，给安全方面加上了一道保险。电梯支撑平台上加装缓冲器，选取型号为弹簧缓冲器，缓冲容量0.40 ，缓冲行程为95mm，缓冲力为8KN，符合设计要求。总结大学三年就会在这最后的毕业设计总结划上一个圆满的句号。我曾经以为时间是一个不快不慢的东西，但现在我感到时间过的是多么的飞快，四年了，感觉就在一眨眼之
44、间结束了我的大学生涯。毕业，最重要的一个过程,最能把理论知识运用到实践当中的过程就数毕业设计了。这也是我们从一个学生走向社会的一个转折，另一个生命历程的开始.毕业大学四年就会在这最后的毕业设计总结划上一个圆满的句号。我曾经以为时间是一个不快不慢的东西，但现在我感到时间过的是多么的飞快，四年了，感觉就在一眨眼之间结束了我的大学生。.毕业，最重要的一个过程,最能把理论知识运用到实践当中的过程就数毕业设计了。这也是我们从一个学生走向社会的一个转折，另一个生命历程的开始.毕业设计的两个月，我学到了很多，也成熟了很多。通过近一学期毕业设计的学习，给我最深的感受就是我的设计思维得到了很大的锻炼与提高。作为
45、一名设计人员要设计出有创意而功能齐全的产品，就必须做一个生活的有心人。多留心观察思考我们身边的每一个机械产品，只有这样感性认识丰富了，才能使我们的设计思路具有创造性。毕业设计，帮助我们总结大学四年收获、认清自我。同时，还帮助我们改变一些处理事情时懒散的习惯。从最开始时的搜集资料，整理资料，到方案比选，确定方案，再到着手开始进行传动方案设计、安全系统和配重系统设计的设计，每一步都是环环相扣，衔接紧密，其中任何一个步骤产生遗漏或者疏忽，就会对以后的设计带来很多的不便。学生的动手能力和资料搜集能力在设计中也得到提升。毕业设计中很多数值、公式、计算方法都需要我们去耐心地查阅书籍，浏览资料，设计中需要用
46、到辅助设计软件的地方，也需要我们耐心的学习。掌握其使用的要领，运用到设计当中去。最后汇总的时候，需要将前期各个阶段的工作认真整理。致谢毕业设计即将结束，在李安生老师的指导和帮助之下，学生对于机械方面的知识有了更多新的认知，对传动系统设计有了更深一步的认识，对电梯设计的整体脉络了解得更加的清晰透彻。通过毕业设计，学生对自己大学四年以来所学的知识有更多的认识。 我的毕业设计的题目是多层建筑小型电梯设计，毕业设计这是对我的四年知识能力考查，也是对我应用这些知识能力的考查，我尽力使自己的设计减少错误，但我知道由于许多知识和能力的欠缺，肯定有一定的错误。再次感谢我的导师李安生老师给我的悉心指导，还有其他老师给我在设计
