自动扶梯驱动机及其可编程控制系统设计摘要设置肋板时，要考虑散热面积，增强刚度和美观大方。般设置成竖直肋。限速器和防逆运转器的布置在自动扶梯和人行道上，设置这两个附加机构是有标准要求的，般把限速器设置在高速轴上，把防逆运转器设置在低速轴上。.整轴式蜗杆副驱动机蜗杆轴的结构轴承及轴承在轴蜗杆上的位置整轴式蜗杆副驱动机的最大特点是电动机的转子轴及轴蜗杆是整体，长度几乎等于驱动机的总高度。轴蜗杆上装有轴承，抱闸轮，转子，风扇等零件，很多功能构件都在这根轴上，形成了驱动机最重要的心脏组件。该轴的精度体现了驱动机的精度，所以设计轴蜗杆的结构十分重要。而首先要涉及轴承的选择和安装。选轴承要考虑到承受载荷的性质和大小，运行速度的高低，调心性能，轴承游动和位移，安装拆卸的方便等。驱动机般用滚动轴承，驱动机输入轴属于较低转速，输出轴属于低转速左右承受的轴向力较大，并大于径向力，轴蜗杆的尺寸细而长，工作温度较高在度度间调心和拆卸没有特殊要求。故根据这些情况，确定下列几个问题其，轴向力和径向力同时存在，必须选用向心推力轴承角接触球轴承或圆锥滚子轴承。其二，在较高温度下工作的细长杆，应采用固游式安装形式，不能采用全固式，也不能采用全游式。由于轴蜗杆细长，电动机及减速器又是两个功能机构，故应采用三支点结构，亦既要上中下三处安置轴承。通过分析，在上部安装两个向心推力轴承，并将它们固结在箱体上，中间和下部各安装个能游动的向心推力轴承。轴承采用正面对面安装或者反背对背安装，应由结构型式而定。正安装或反安装对整轴上支承点位置影响不大，为了安装及控制轴窜动量，采用正安装优于反安装。.蜗杆轴的设计蜗杆轴的材料轴的材料主要是碳钢和合金钢。钢轴的毛坯多数用轧制和锻件，有的直接用圆钢。由于碳钢比合金钢价廉，对应力集中的敏感性较低，同时也可以用热处理或化学热处理的办法提高其耐磨性和抗疲劳强度，故采用碳钢制造轴尤为广泛，其中最常用的是钢。分析蜗杆轴的机械性能采用钢能达到其各项要求，且经济。确定蜗杆轴的最小直径轴的强度校核计算是，应根据轴的具体受载及应力情况，采取相应的计算方法，并恰当地选取其许用应力。对于蜗杆轴来说，其受径向的力较小，轴向力较大，承受的扭矩很大，承受的弯矩较小后述的蜗杆轴采用两对滚动轴承来支承，在径向是固定的，轴向可以有小幅度的游动。所以按扭转强度校核这种方法是只按轴所受的扭矩来计算轴的强度，如果还受有不大的弯矩时，则用降低许用扭转切应力的办法予以考虑。在轴的结构设计时，通常用这种方法初步估算轴径。电动机的转速如下额满额定功率.,工作功率.轴的扭转强度条件为由上式可得轴的直径轴的直径轴传递的功率为.轴的转速，式中取代值计算得.所以，取定轴的最小直径为,因轴所受主要为扭据，几乎不承受弯曲载荷，故不需要进行弯曲校核。当轴截面有键槽或轴上装配轴承时，轴径要适当增加，以增强轴的强度。故经慎重考虑，尺寸定为下在轴蜗杆的上端，和两个角接触球轴承配合的轴直径为,和中间轴承配合的轴径为,下端和轴承配合的轴径为.整个轴长轴的扭转刚度校核计算轴的扭转变形用每米长的扭转角来表示。圆轴扭转角单位的计算公式为对阶梯轴轴的材料的剪切弹性摸量，单位为,对于钢材，阶梯轴所受扭矩作用的长度，单位为阶梯轴受扭矩作用的轴段数。分别代表阶梯轴第段上所受的扭矩长度和极惯性矩。轴截面的极惯性矩，单位为，对于圆轴，.分析并进行计算可得出.轴的扭转刚度条件是式中为轴每米长的允许扭转角，与轴的使用场合有关。对于精密传动轴，可取所以刚度校正合格。.低速轴的设计确定低速轴的最小直径低速轴的材料钢，选择理由同蜗杆轴的相同。确定低速轴的最小直径低速轴上的功率.蜗杆轴输入功率蜗杆副的传动效率作用在低速轴上的转矩作用在低速轴上的力矩已知低速轴上蜗轮的分度圆直径为.，所以有作用在低速轴上的力圆周力，径向力，轴向力，蜗轮导程角按扭转强度条件计算的最小直径所以定轴的最小直径为,和轴承配合处的轴径为。按弯扭合成强度条件进行轴强度校核通过轴的结构设计，轴的主要结构尺寸，轴上的零件的位置，以及外载荷和支反力的位置均已经确定，轴上的载荷弯矩和扭矩已可以求出。轴所受的载荷是从轴上零件传来的。计算时，常常将轴上的分布载荷简化为集中点，其作用力取为载荷分布段的中点。作用在轴上的扭矩，般从传动轮毂宽度的中点算起。在作计算简图时，应先求出轴上受力零件的载荷，将其分解成水平分力和垂直分力。现作出本设计低速轴的弯矩扭矩图。根据受力分析，有以下关系其中已知，.是按低速轴上的受力点确定的根据计算可得载荷水平面垂直面支反力弯矩总弯矩.扭矩校核轴的强度已知轴的自动扶梯驱动机及其可编程控制系统设计摘要，链传动，带传动，齿轮传动等。其中摩擦轮传动过程中速度不恒定，滑动率较大，要设有加压装置，故承受的径向力大，体积载荷小，传动比范围小，使用寿命短，所以不适合驱动机的主传动机构。带传动传动可实现大中心距，工作平稳缓冲击吸震噪音低，有过载保护能力结构简单工艺性好成本低，但传动比不恒定，滑动率大，传动不范围小轴承受径向力较大体积载荷小寿命短等不足之外，不宜在驱动机上应用。特别指出，齿形带吸取了链传动及带传动的优点，克服了其不足，已成为有发展前途的传动机构。链传动由于具有多边形效应，传动中产生周期性加速度，引起振动和噪声，轴的径向力较大，磨损后易产生振动和脱链，只能用于低速传动，所以不能用于驱动机的主传动机构。齿轮传动是机械传动中用途最广的传动形式，它具有其他传动机械形式不可比拟的许多特点，如传动效率高，传动比和速度范围大，传动比恒定，寿命长，体积载荷大，工作安全可靠，而且种类很多。通过以上机械传动类型特性简单比较，认为齿轮传动是驱动机的主传动机构的在目前的技术条件下，要优于其他传动形式。是“最佳”方案。齿轮传动种类很多，其啮合特点应用范围设计技术结构特性等各不相同，所以用于主传动机构也必须认真研究，特别是结合工艺设备条件加以选择。国内外驱动机所选用的主传动机构差异较大，国内以选用蜗杆副为主，国外正向齿轮副以及行星齿轮系方向发展。现列举主要的齿轮传动类型渐开线圆柱齿轮副。斜齿圆柱齿轮副具有重合度大瞬时接触线长承载能力大工作平稳噪音较低等特点，很大程度上满足了驱动机所要求的技术指标，得到广泛的应用。目前国外多用同轴式二级斜齿圆柱齿轮传动作为主传动机构，这样驱动机结构紧凑体积小重量轻体积载荷大其设计技术用的较合理。采用展开式二级斜齿圆柱传动作为驱动机的主传动机构这种设计方法，未能更好的结合驱动机的技术要求加以体现，仅是般的设计方法，机构不够紧凑，体积载荷较小。圆柱蜗杆及圆柱斜齿轮的混合应用。圆柱蜗杆副在大传动比时，传动效率较低。为提高传动效率和使驱动机机构紧凑，又便于交错轴传递转矩，将渐开线斜齿圆柱齿轮副和圆柱蜗杆副联合应用作为主传动机构，也是较合理的设计方案。圆锥齿轮副。驱动机主传动机构可选用曲线齿圆锥齿轮副。因为它具有传动平稳振动小噪音低承载能力大安全可靠传动效率高等优点。由于驱动机所用的传动比在之间，用单级圆锥齿轮副四不能实现的，用二级传动机构设计较困难，故用圆锥齿轮副和圆柱齿轮副联合应用比较合理。输入轴和输出轴垂直，显得机构紧凑，使用也更加方便。形星齿轮传动。行星齿轮在驱动机上的应用，也是驱动机设计的大突破。行星齿轮传动为主传动机构的驱动机具有机构紧凑，体积载荷大，噪音低振动小传动效率高的工作性能。带传动与齿轮传动蜗镐传动的混合机构。利用齿形带的工作特性，特别是吸振缓振的特点，可把齿形带放置在第级，从而带动同轴式齿轮传动机构或级蜗杆传动机构的驱动机将是种良好的设计方案。齿轮传动中的圆柱蜗杆副具有传动比范围大，速度恒定，体积载荷大，机构紧凑，工艺性好，机构简单，成本低，噪声低，便于设计成立式驱动机等系列优点。分析各种蜗杆传动的啮合特性及工艺等综合因素，采用圆柱蜗杆副为主传动机构较为合适。通过蜗杆类型及几何参数啮合参数的选择，可以克服传动效率低的不利因素。.驱动机的机构形式立式和卧式驱动机目前广泛应用的驱动机有立式和卧式驱动机两大类。立式和卧式在使用上没有什么区别，而在机构上有较大差异。从整体机构分析，蜗杆副驱动机多用立式，立式般情况下比卧式占有面积小，在扶梯上的安装较为方便。整轴式和分轴式驱动机整轴式就是电动机轴和主传动机构的高速轴为体。不是体而用联轴器联接成体时，为分轴式驱动机。目前所用的驱动机中，卧式齿轮副驱动机都是分轴式的。立式蜗杆副驱动机分两种，种是整轴式蜗杆副驱动机，种是分轴式蜗杆副驱动机。目前西欧各国生产的自动扶梯普遍采用整轴式驱动机。国内整轴式蜗杆副驱动机也被广泛应用。九三太工大电梯实业公司也设计生产整轴式蜗杆副的驱动机，由于机构合理，安装工艺严谨而达到了较高质量。整轴式蜗杆副驱动机与分轴式驱动机相比其主要特点是降低了高度般低成本和售价低般低，结构比较简单，就目前驱动机发展的方向，正向小型化发展，尽量要求驱动机的尺寸小，所以选用整轴式结构。第章自动扶梯的驱动功率计算.自动扶梯的主要参数提升高度建筑物上，下楼层间的高度。取，为小提升高度。理论输送能力，设备每小时内理论上能输送的人数。当自动扶梯的各梯级均站满人时，就达到了其理论输送能力，由下式计算理论输送能力人承载系数，与踏板名义宽度有关。当.时，额定速度取.梯级深度取.所以人额定速度自动扶梯运行速度的快慢，直接影响到乘客在扶梯上的停留时间。与满载系数密切相关，根据现场实测数据并经线性回归，得梯级名义宽度取.倾角为.自动扶梯阻力计算为方便起见，扶梯自重的线载荷表示，经过估算每个梯级的重量为梯级的宽度大约是每个滚子的重量约为.,梯级的节距是。那么可以算出梯级的线载荷为，取,个滚轮才间隔.。乘客的线载荷用表示，其计算公式如下估计