1、毕业设计（论文）装订线1摘要本次设计的内容主要由轿厢的外形结构设计和技术文件两部分构成。其中结构部分使用 AUTOCAD 和 SOLIDWORKS 软件实现全部平面图纸和三维模型的绘制。包括轿厢架、轿厢壁、轿厢底、轿厢顶以及其他结构部件。技术文件主要包括了轿厢外设部件和内部结构的一系列受力和技术参数的分析计算。包括电梯的工况、钢丝绳及绳头锥套的的强度计算、轿厢架的强度计算、电梯导轨的计算以及其他设备的选型计算。关键词：结构设计,受力分析毕业设计（论文）装订线2AbstractThe design of the elevator car mainly about the structural d
2、esign and technical documentation.Structural part of which software to use all of AUTOCAD and SOLIDWORKS drawings and 3D model drawing. Including car racks, car wall, the end car, the car roof and other structural components. Technical documents include the peripheral components and internal structu
3、re of the car a range of force and technical parameters of calculation. Conditions, including the elevator, wire rope and rope sleeve of the strength calculation, the car frame strength calculation, the calculation of the elevator rails and other equipment sizingKeywords: structural design, Stress A
4、nalysis毕业设计（论文）装订线31 引言随着社会发展和物质生活水平的提高，电梯成为人们日常工作、生活中必不可少的楼宇交通工具，而电梯轿厢正是乘客了解电梯性能、感受电梯品质、品评电梯档次的最直接环节。而电梯轿厢的设计也必须走向一个崭新的时代，必须着眼于未来，致力于让我们的日常生活不断发生惊喜的变化，致力于创造更理想的生活方式、创造更完善的生活空间，彰显丰富多彩的电梯文化，倡导电梯轿厢设计的最新理念，探讨电梯轿厢设计的未来发展方向。这就是本次课题所研究的作用和意义所在。本次课题的研究就主要是针对电梯轿厢的结构进行设计，力求能在设计过程中突出设计的创造性、科学性和实用性。有以下几个结构要素进行
5、设计：电梯的工况和受力分析以及主要技术参数，曳引能力、钢丝绳、轿架、厢体、导轨的结构设计计算以及一些辅助部分设计。如上就是本课题主要的设计内容,除了基本的计算设计和图纸外，也将会用到如 AutoCAD、SOLIDWORKS 平面三维设计软件，以求达到更好的设计效果和更直观的作品感受。由于本人能力及学识有限，在设计中尚存在一些缺陷，望老师们能给予批评以及指导。毕业设计（论文）装订线42 设计计算说明2.1 电梯的工况和受力分析电梯在正常运行时，以不大于额定载荷的载重量在额定运行速度的条件下工作，曳引电动机的转速为一衡等值，此时曳引钢丝绳两端受的力相等。设曳引机左转电梯上行，则曳引机右转电梯下行。
6、由于曳引机在电梯平层时起、制动的需要，曳引电动机出现了加、减速运转，此时曳引钢丝绳两端出现了不平衡的力。电梯加、减速运行时的工况如下：（见图 2-1)：1) 当轿厢载有额定载荷起动上行或以额定速度下行制动时： 重边力在轿厢侧： )ga+1QG=S1x( 轻边力在对重侧： )ga-1Wd2d(2) 当轿厢载有额定载荷起动下行或以额定速度上行制动时： 重边力在对重侧：)ga1=S1d(G轻边力在轿厢侧： )gaWd2x(3) 当轿厢空载起动上行或以额定速度下行制动时，重边力在轿厢侧： )ga1G=S1x(轻边力在对重侧：毕业设计（论文）装订线5)ga1W=Sd2d(4) 当轿厢空载起动下行或以额定
7、速度上行制动时，重边力在对重侧： )ga1=Sd1d(轻边力在轿厢侧： )gaG2x(式中：G轿厢自重 N Q额定载重量 N Wd对重装置重量 N Wd=G+kQ其中：k对重平衡系数 k=0.450.5 ,客梯取 k= 0.45A电梯起、制动加速度 m/s2根据 GB7588-1995电梯制造与安装安全规范第 9 章注释之公式中：变形为: C 1a+a= C1g+g当 0V0.63 时 C 1=1.10 a=0.467当 0.63V1.0 时 C 1=1.15 a=0.684当 1.0V1.6 时 C 1=1.20 a=0.892当 1.6V2.5 时 C 1=1.25 a=1.09当 2.5
8、V 时 C 11.25 va467.09.1式中：V额定运行速度 m/s 本梯 V1.0m/s取 a=0.684G重力加速度 m/s2 上海 g=9.81SX轿厢侧边力 N Sz对重侧边力 N S1钢丝绳重边力 N Sz钢丝绳轻边力 N 电梯属于起重机电设备，同时又是轨道运行器，具有超载、超速运行的可能，GB7588-2003 第 D2 篇规定了超载试验时载重量为 125额定载重毕业设计（论文）装订线6量；第 9.9 章规定了限速器允许运行速度不小 115%额定速度。在以下的强度计算中以此为依据。除此以外，一般的机械强度计算取安全系数1.1另外，当机械零部受力时，由于结构的不均匀、力的不稳定及
9、受力点的偏差，结构内部会产生剪力、弯矩、甚至扭矩等一系列的复合内应力来平衡外力，计算必须考虑这些复合应力。本电梯的受力构件所用的材料不低于 Q235-A，具有较大的强度屈服极限。按照莫氏强度理论和现代张力场梁理论及有限元强度理论计算可以得到轻便合理的结构和充分发挥材料的综合强度。除 GB7588 强制性规定的计算方法外，一般计算零部件的强度计算按第四强度理论计算综合强度，其理论公式为： = S/ d或 = 0。2 / d1式中: 强度储备系数 取 =1.11.5 为合理 d当量应力 MPa 2n2 + 式中：剪应力 Mpa =Q max/A min正应力 Mpa =M max/W min n扭
10、应力 Mpa n =Mn max/W min其中：Q剪切力 N，M弯矩 Nm，M n扭矩 Nm2.2 主要技术参数轿厢自重 G X=960+258（轿底梁）=1218kg轿门重 G M=138kg (包 括 门 、 门 机 )附加重 G F=31kg(包 括 平 层 、 极 限 、 操 纵 箱 、 挂 线 架 等 )轿厢重量 G=G X + GM + GF =1218+138+31=1387kg额定载重量 Q=1000kg曳引机 永磁同步无齿轮型提升高度 以 井 道 总 高 度 80m（ 22 层 22 站 ） 为 参 照 依 据钢丝绳重量 W s=0.3471485=257kg (5-10)
11、随行电缆重量 W D=0.862121=104kg (1-600.75mm2 ) 补偿链重量 W L=21.2575=187kg曳引轮直径 400mm毕业设计（论文）装订线7轿底轮直径 400mm曳引比 i=2:1平衡系数 k=0.45对重重量 W d=G+0.45Q=1387+451000=1837kg电动机功率 P=5.479kw电动机转速 n=95r/min额定运行速度 V1m/s=60m/min电梯运行机械效率 =0.682.3 电动机功率计算根据电梯与自动扶梯介绍的计算公式，电机静功率：PVQVk/61201000600.475/61200.855.479kW式中: 曳引机效率蜗轮蜗
12、杆传动 0.50.6，无齿轮传动 0.80.9。本梯为 2:1无齿轮传动,取 0.85。2.4 曳引能力验算曳引条件的验算按 GB7588-2003 第 9.3 章有以下三个要求：1. 当载有 125额定载荷的轿厢平层时不打滑；2.轿厢不是管空载还是满载，紧急制进动时的减速度不应超过缓冲器作用时的减速度值；3.对重压在缓冲器时轿厢不能上行(即对重滞留时钢丝绳应打滑)，槽口参数见图 2-1。2.4.1 轿厢平层时钢丝绳不打滑的计算载荷为 Q=1.25Q1250kg 图 2-2 曳引槽型钢 丝 绳 在 曳 引 轮 槽 中 不 打 滑 条 件 按 GB7588-1995 计 算 ,即 轿 厢 载 有
13、 125额 定 载 荷 位 于 最 低 层 站 及 轿 厢 空 载 位 于 最 高 层 站 两 种 不 利 情 况 来 计 算 。 其 计算 公 式 为 ： faeC21S/2）（式中：S 1重边力, S 2轻边力毕业设计（论文）装订线8C1轿厢的起、制动加减速度系数(GB7588-1995)145.agC2与绳轮槽摩擦系数 sin96.5的切口槽C20.993 e自然对数的底数f钢丝绳在绳槽中的当量摩擦系数 sin/2)(-14钢丝绳在铸铁绳轮中的摩擦系数 0.1曳引轮槽切口角度 96.5/1801.684 弧度(见图 2-1)sin)48.25-(10.4f1) 当载有 125额定载荷的轿
14、厢位于最高层站平层时，重边力 S1 在轿厢侧，轻边力 S2在对重侧：S1(1)=(G Q WD WL) /2=(1387 1250 38+187)9.81/2=14038N(合 力 )S2(1)(W d +Ws)/2=(1837+257)9.81/210271N(合力)2) 当空载轿厢位于最低层站平层时，重边力 S1对重侧, 轻边力 S2在轿厢侧：S1(2)(W d WD WL)/2(1837+38+187)9.81/210114NS2(2)(GW s)/2(1218+257)9.81/27235N3) 曳引系数计算:ef e 0.219 1.9897 曳引轮包角 1804) 曳引能力的计算:
15、当载有 125额定载荷的轿厢位于最高最层站时(S1(1)/ S2(1) ).C1.C2(14038/10271)1.1450.9931.554 当空载轿厢在最低层站时(S2(2) / S2(1) ).C1.C2(10114/7235)1.1450.9931.589结论：重力比值小于曳引系数 ef 。即（S 1/S2）C 1C2e fa钢丝绳毕业设计（论文）装订线9在曳引轮槽中不打滑。能满足钢丝绳在曳引轮槽中不打滑条件,符合 GB7588-2003 第 9.3a)条的要求，保证电梯正常运行。2.4.2 轿厢滞留工况钢丝绳打滑的验算按 GB7588-2003 第 M2 提供的公式:（S 1/S2）
16、 .C2e fa，因对重压在缓冲器上,而曳引轮还在转动。此时重边力 S1在轿厢侧:S1 =（G+Q+ W s）g/2=（1387+1250257）9.81/2=14195N轻边力 S2在对重侧S2 =(Wd + WLW D)g/2=（0+38+187）9.81/2=1014N（S 2/S1） .C2=(14195/1014) 1.1450.993=15.917e fa 结论：重力比值小于曳引系数 ef 。即（S 1/S2）C 1C2e fa钢丝绳在曳引轮槽中打滑。能满足钢丝绳在曳引轮槽中打滑条件,符合 GB7588-2003 第 9.3c)条要求，保证轿厢蹲底时电梯不能运行。2.4.3 电梯导
17、向轮与钢丝绳直径比校核要求 D/d40D/d=400/10=40式中：D导向轮直径 400mmi2钢丝绳直径 10mm 结论：符合 GB7588-2003 第 9.2.1 条的要求2.4.4 电梯曳引力矩的计算： mNigWGQDYd 50.39281.)37180(4.2)(M式中：D曳引轮直径（m）iY曳引比 i Y=2曳引机额定力矩： mNinPg 85.739.0158.6979751D式中：i 1-齿轮比 无齿轮为 1毕业设计（论文）装订线10-电梯曳引效率 2:1 无齿曳引 =0.91曳引力矩储备系数 =587.885/539.550=1.089结论：电梯曳引能力足够2.5 电梯运
18、行速度验算 smiDn/95.02160954.60V21 结论：通过调频电梯运行速度在 1.0m/s 正负 0.01m/s,完全与额定运行速度一致。2.6 曳引钢丝绳强度计算本电梯选用钢丝绳 5 根，GB8903-88，验算钢丝绳强度按 GB7588-2003要求的安全公式：S S/S1K式中：SS钢 丝 绳 的 最 小 破 断 载 荷 TS=44.0 kNS1天然纤维芯单 根 钢 丝 绳 所 受 的 最 大 拉 力 250N= /0.684911387/)1(2 )(nigaQGx强度储备系数 =44000/250517.565结论：符合 GB7588-2003 第 9.2.2 条的要求，钢丝绳强度足够。2.7 绳头装置锥套强度计算受力分析：当钢 丝 绳 以拉力的型式将 S1传给钢丝绳锥套时，锥套的螺纹段以拉应力 = S 1/AL的方式来平衡，而锥套的锥端部分则以张力 Z= S1/AZ的方式来平衡，见图 2-3 所示:(10 锥套杆 151.5)：q=P/Aq= S1max/Aq ， Z AZ= qAq 。式中：q张力 MPa Aq锥端部分截面积 mm2其中：A Ld 2/4=13.376 2/4=140.521 mm 2
