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1、SCD200/200 施工升降机设计计算书第 1 页 共 31 页1.计算原则及参数计算原则及参数1.1 计算原则1.1.1 产品标准本产品设计计算遵循以下现行产品标准：a、GB10052-1996施工升降机分类b、GB10053-1996施工升降机检验规则c、GB10054-1996施工升降机技术条件d、GB10055-1996施工升降机安全规则e、GB10056-1996施工升降机试验方法f、GB7920.3-1996升降机术语1.1.2 计算原则1.1.2.1 结构结构采用许用应力法，进行强度、稳定性、刚性计算，并满足其规定要求，一般不考虑材料的塑性变形影响。载荷取额定载重量时的对结构受
2、力最大组合，并取动载系数 =1.25。1.1.2.2 机构机构计算按照额定载重量、额定提升速度来选择、验算有关配套件。1.1.2.3 零件强度计算零件静强度按照零件所受的最大载荷计算，疲劳强度按照零件在额定载重量、额定提升速度对应所承受的载荷进行计算。1.2 主要性能参数a、额定载重量（N/人） 20000/15 b、额定提升速度（m/min） 34 c、最大提升高度（m） 150 d、吊笼外尺寸（m） 3.071.32.9e、吊笼质量（kg） 1521 SCD200/200 施工升降机设计计算书第 2 页 共 31 页f、单笼电机功率（kW） 211.5g、标准节长度（m） 1.508h、标
3、准节质量（kg） 177i、吊杆起重量（kg） 180 j、对重质量（kg） 1100k、整机质量(150m)（kg） 286001.3 主要材料特性钢管 894.5A=11.95cm2g=9.38kg/mI=106.92cm4W=24.03cm3i=2.99cm钢管 322.5A=2.32cm2g=1.82kg/mI= 2.54cm4W= 1.59cm3i= 1.05cm角钢75506A=7.26cm2g=5.70kg/mix=1.42cmiy=2.38cmiy0 =1.08cm2.载荷计算载荷计算2.1 载荷SCD200/200 施工升降机设计计算书第 3 页 共 31 页本机设计计算考虑
4、自重载荷，载重载荷，风载荷三类。2.1.1 自重载荷a、底笼质量（kg） m1=1216b、导轨架质量（kg/m） m2=177c、天轮质量（kg） m3=155d、附墙架质量（kg/套） m4=64e、对重质量（kg） m5=11002 f、对重绳质量（kg） m6=1502g、电缆质量（kg） m7=1902h、吊笼质量（kg） m8=1521 空笼 （kg） m81=701动力机构（kg） m82=720司机室（kg） m83=1002.1.2 载重载荷额定载重量（N/人） 20000/15 2.1.3 风载荷风载荷分别考虑工作状态和非工作状态，风压取值：工作状态：q =250N/m2非
5、工作状态：q =800N/m2计算公式按下式计算：P=CKnqA P-风载荷 NC-风力计算系数 ，取 C=1.2 Kn- 高度系数 工作状态取 Kn=1 非工作状态取 Kh=(h/10)0.3q -风压 N/m2A- 受风载面积 m2SCD200/200 施工升降机设计计算书第 4 页 共 31 页a、非工作状态风载荷非工作状态风沿 y-y 方向吹时迎风面积A导 1=（134.22+53.3253+85.6+26.22）/1000=0.378m2/mA笼 1=3.072.9=8.9m2 非工作状态风沿 y-y 方向吹时风载P导 1=CKnqA导 1= 1.2(h/10)0.3 8000.37
6、8= 362.88(h/10)0.3N/mP笼 1=CKnqA导 1= 1.2(h/10)0.38008.9= 8544(h/10)0.3 Nb、工作状态风载荷工作状态风沿 y-y 方向吹时迎风面积A导 1=（134.22+53.3253+85.6+26.22）/1000=0.378m2/mA笼 1=3.072.9=8.9m2 工作状态风沿 y-y 方向吹时风载P导 1=CKnqA导 1= 1.22500.378= 113.4N/mP笼 1=CKnqA导 1= 1.22508.9= 2670 N2.1.4 结构动载荷取结构动载荷计算系数 =1.25 图 2.1 风载荷示意图2.2 工况分析升降
7、机为双笼带对重的人货两用升降机，最大起升高度 160m，升降机最危SCD200/200 施工升降机设计计算书第 5 页 共 31 页险的两种工况为：、双笼均在顶部；.一笼在顶部，一笼在底部。3 驱动机构计算驱动机构计算3.1 驱动机构载荷计算驱动机构受力最大是载荷：F=（m8+m+m驾-m5）9.8=(1521+2000+200-1100)9.8= 25.69kN3.2 电机选用验算3.2.1 电机静功率2N静 =FV/60=（25.6934）/600.85=17.13N静 =8.56kW11.5kW电机功率满足要求3.2.2 电动机发热验算以工作类型系数法验算电机发热。设平均起升高度为总高度
8、的 0.20.4 倍，取 40m。则 tx=H/v=40/34=70.5s同时考虑工况最大功率状态，t起=0.85st起/tx=0.012则N等效=N静=8.56kW若负载为断续周期工作制 S3 工作制，负载持续率为 40%，由等效功率转换为 FC%时的功率N40=K40 N等效=8.56=10.13 kW4 . 1因此电机发热满足要求因此电机发热满足要求SCD200/200 施工升降机设计计算书第 6 页 共 31 页3.3 齿轮齿条强度验算3.3.1 计算载荷及基本参数疲劳载荷按额定载荷时，各工况中齿轮承受的最大载荷计算，即P=25.69kN齿轮齿条基本参数 m=8齿轮： 齿数 Z1=15
9、宽度 B =40变位系数 x1=0.12精度等级 8 级材料 40Cr 热处理齿面硬度 HRC45-50齿条： 宽度 B =40精度等级 8 级材料 45 热处理硬度 HRC45-503.3.2 弯曲疲劳强度计算由于开式齿轮传动的主要破坏形式是齿面磨损，一般只需计算齿根弯曲强度，同时需考虑齿厚减薄。a、疲劳应力根据公式F =KAKVKFKYFYYmnFt bFt 分度圆上圆周力， 2Ft =25.69kN， Ft =12.85kNKA工况系数 KA=1.25KV动载系数 KV=1KF1端面载荷分配系数 KF2=CF/Y1=（1+x1）1+2由 Z1/（1+x1）=13.39=0SCD200/2
10、00 施工升降机设计计算书第 7 页 共 31 页1=0.712=0.881=1.675查得 CF=0.885 ， KF1=CF/Y=0.885/YK齿向载荷分布系数 K=1.21YF齿形系数 YF1=2.88 YF2=2.07Y螺旋角系数 Y=1F 1= 1.250.8851.212.88Y1/Y840100085.12 = 154.81N/mm2F2 =F1YF2/YF1= 111.27N/mm2b、疲劳极限Flim=FlimYNYSYXFlim试验齿轮弯曲疲劳强度 Flim1=294 N/mm2Flim2=220 N/mm2YN寿命系数设每天工作时间 10h，40%工作制，每次满载；设年
11、工作日 300 天，齿轮寿命 2 年，齿条 10 年则：Ne1=60rnt=601106.53001040%2=1.53103Ne2=60rnt=60123001040%10=1.44103YN1=1 YN2=1.2YX尺寸系数 YX1=0.98 YX2=0.99YS应力集中系数 YS1=0.98 YS2=0.99Flim1=Flim1YN1YS1YX1=29411.260.98=363N/mm2Flim2=Flim2YN2YS2YX2=2201.21.040.99=272N/mm2疲劳强度设计满足要求疲劳强度设计满足要求SCD200/200 施工升降机设计计算书第 8 页 共 31 页c、安
12、全系数由于同时考虑又磨损会使危险断面齿厚减薄，因此，应将求得的弯曲应力F乘以磨损系数 Km.根据有关标准规定齿轮最大允许磨损量为原齿厚的 20%，所以：Km=1.6 并取安全系数 SFmin=1.5 SF1=Flim1/FlKm=363/135.161.6=1.68SFmin=1.5 SF2=Flim2/F2Km=272/97.151.6=1.75SFmin=1.5 因此安全性满足要求因此安全性满足要求3.3.3 齿轮弯曲静强度由于该齿轮与限速器所用齿轮完全相同，其齿根最大弯曲静应力计算见 4.5 限速器齿轮计算一节3.4 减速器计算3.4.1 减速器基本参数本减速器选用 To65b 型减速机构部分采用平面二次包络弧面蜗杆传动，其主要参数：a、中心距 a=125mmb、传动比 i=14c、蜗杆头数 Z1=3d、蜗轮齿数 Z2=42e、精度等级及粗糙度 8 级f、材料及热处理蜗杆 40Cr 调质 HB240-280 齿面淬火 HRC50-55蜗轮 ZQSn10-1g、工作制：间歇工作，有冲击负荷3.4.2 几何计算SCD200/200 施工升降机设计计算书第 9 页 共 31 页a、中心距 a=125mmb、传动比
