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1、1 自动扶梯设计计算书 一. 速度计算： (1) 梯级运行速度校核： 电动机转速 n=960r/min 减速机输出转速 n1=39.18r/min 梯级运行速度 V=d(Z1n1/Z2)60 =3.140.683(2339.18/65)60 =0.495(m/s) 与额定速度偏差%5%5 . 0005 . 0 5 . 0 5 . 0495 . 0 满足标准(GB16899-1997 第 12.2.3 条要求) (2) 扶手带运行速度校核： 683 300 d5 d4 d d2 d3 d1 Z1Z2 Z3 Z4 Fh Fs Fd 扶手轴链轮Z4=26d4=210.7 梯级链轮Z=16d=683.
2、4 主机链轮Z1=23d1=233 驱动链轮Z2=65d2=657.2 小链轮Z3=30d3=243 摩擦轮直径d5=287 扶手带速度 Vf=(d5+10)(Z1n1Z3/Z2Z4)60 =3.14(587+10)(2339.1830/65)60 2 =0.499(m/s) 与额定速度偏差%2%4 . 0004 . 0 495 . 0 495 . 0 499 . 0 满足标准(GB16899-1997 第 7.1 条要求) 二. 功率计算： (1) 乘客载荷：每节梯级载荷：W1=1200N 承载梯级数量：H/X1=9.91000/200 =49.5 因此 W=120049.5=59400N
3、(2) 由运动部件的摩擦所引起的能量损耗系数 1： 当 =30时，1=0.12 (3) 电动机效率 =0.83，满载系数 =1 P=FV/(1-1) =Vwsin30/(1-1) =20.33(KW) 考虑扶手带消耗功率 1.6KW 选用 112=22(KW) 双驱动 三. 梯级链及驱动链安全系数计算： 梯级链与驱动链破断载荷为 180KN 梯级链涨紧装置的弹簧涨紧力为 2600N(单侧 1300N) (1) 梯级链安全系数计算 根据 EN115;1995 第 9.1.2 条规定计算链条安全系数的乘客载荷 为：W=5000ZH/tg30(Z=1m、H=9.9m) =500019.9/ tg30
4、 3 =85736(N) 梯级链条所受拉力：Fs=Wsin30+2600 =857360.5+2600 =45468(N) 梯级链条的安全系数：fs=180000/(Fs/2) =7.925 满足标准(GB16899-1997 第 9.1.2 条要求) (2) 驱动链安全系数计算 设定在驱动扶手带消耗功率为 1.6KW 因此 P扶手=FhV 则 Fh=P扶手/V = 60/ )105 . 0 216( 8 . 91026 . 1 =4548(N) 驱动链所受拉力：Fd=(Fsd+Fhd3)/d2 =(454680.683+45480.243)/0.657 =48950(N) 驱动链安全系数：f
5、d=1800002/Fd =7.355 满足标准(GB16899-1997 第 9.1.2 条要求) 四. 传动轴强度计算： (1) 轴管的强度计算： 扭矩： 2 3 2 max dFhdFs T 4 2 243 . 0 4548 2 683 . 0 45468 ).(14010 55313457 mN 轴管要求强度： d空=17.2 ( d空 34 3 1 1 T =159mm) )/( 7 . 17 ) 2 . 17 159 () 159 109 (1 14010 2 34 mmN 根据 Q235-A机械设计手册化学工业出版社第 3 版 Q235- A 的值在 1825 之间，满足要求。
6、轴管的扭转角：d空=9.3 ( d空=159mm) 44 4 1 1 T )/(25 . 0 )/(21 . 0 ) 159 109 (1 ) 159 3 . 9 (14010 2 4 4 mmm oo (2) 主轴的强度计算 作用在主轴上的力有通过轴承传递的力及两端支反力组成 5 NAY NBY NEY NDY A BD E B A NBZ NAZ E D NDZ NEZ O O Z Y X X 1501077150 1377 1377 1077150150 NBY=1.077Fs/2+Fh(1.077-0.2475)-0.5Fdcos551.077/1.077 =1.07745468/2+
7、4548(1.077-0.2475)-0.548950cos55 1.077/1.077 =(24485+3743-15119)/1.077 =13109(N) NDY= Fs+ Fh -( NBY+ Fdcos55) =45468+4548-(13109+28077) =8830(N) NBZ= NDZ= Fdsin55/2=489500.819/2 =20045(N) NAY=NBY(1.077+0.15)+0.15 NDY/1.377 =(16085+1325)/1.377 =12643(N) NEY= NBY NDY NAY =13109883012643 6 9296(N) NEZ=
8、(1.227 NDZ+0.15 NBZ)/1.377 =(1.22720045+0.1520045)/1.377 =20045(N) NAZ= Fdsin55 NEZ =489500.81920045 =20045(N) 作用在 A 点及 E 点合力： Z A NA合 NA 合= 22 AZAY NN = 22 2004512643 =23699(N) Z NE合 E NE 合= 22 EZEY NN = 22 200459296 =22096(N) 作用在主轴上的力矩： 7 3555N.m3314N.m A BD E MB= NA 合0.15 (合成后) =236990.15 =3555(N
9、.m) MD= NE 合0.15 (合成后) =220960.15 =3314(N.m) 轴的强度校核： 根据 Ss= ZM ZMB s B s / )/( 2 = 32 714 . 3 3555 225 3 =2.13 (一般轴在 1.21.5 之间) 五. 自动扶梯制动器计算 1、 参数 电机额定转速mprNm960 主轴转速mprNs86.13 自动扶梯额定速度smVn/495 . 0 自动扶梯制动距离2 . 0Sm0 . 1 2、 飞轮矩的计算 8 a) 上部梯级链轮以后的飞轮矩)(200144 22 kgmHCDs b) 换算到制动器轴上 )(0417 . 0 03 . 0 ) 96
10、0 86.13 ()200144()( 22222 kgmHH N N CDCD m s sk c)上部梯级链轮以后的载荷折算飞轮矩 )(008 . 0 ) 960 86.13 ( 408 . 0 772 )( 22 2 2 2 2 kgmH H N VQ CD m n KQ d)上部梯级链轮以前的折算飞轮矩 22 1kgmCDm e)总飞轮矩的计算 空载总折算飞轮矩: )(0417 . 1 03 . 0 2222 1 kgmHCDCDCD mk 满载总折算飞轮矩: )(0417 . 1 038 . 0 22222 2 kgmHCDCDCDCD mKQk 7.3 乘客保持的扭矩 Tp )(43
11、4 . 0 960 777 . 0 86.13 2 777 . 0 30sin77 408 . 0 2 kgmH H T P o 7.4 制动器设定制动扭矩 设定制动扭矩mNTB.60 7.5 制动停止距离计算 空载向上制停距离 B m nn T CDn VtVS 4960 2 2 1 2 1 式中 t 为动作延迟时间取st15 . 0 )(0743 . 0 417 . 1 03 . 0 508 . 0 0743 . 0 508 . 0 4960 9602 495 . 0 2 1 15 . 0 495 . 0 2 1 2 1 m T H T CD T CD S B BB 当 H=9.9m 时
12、9 )(22 . 0 0743 . 0 0 . 6 417 . 1 9 . 903 . 0 508 . 0 mS 满载向下制停距离计算 )(0743 . 0 434 . 0 0417 . 1 038 . 0 508 . 0 0743 . 0 508 . 0 )(4960 2 2 1 2 2 2 2 m HT H TT CD TT CDn tVS B pBpB m n 当 H=9.9m 时 0.508（0.0389.9+1.417）/（6.00.4349.9） S +0.0743 =0.61(m) 即制动距离均在 0.21.0m 范围内,合格。 提升高度提升高度 9.99.9 米自动扶梯金属骨架
13、米自动扶梯金属骨架 刚度的刚度的 AnsysAnsys 应用分析应用分析 一金属骨架的有限元分析 1自动扶梯金属骨架的相关数据： 提升高度 9.9M 倾 角 30 梯级宽度 1M 扶梯水平跨距 24.072M 中间支撑弹簧刚度 5.67E6 N/M 2金属骨架建模和划分网格 建模和计算都使用 Ansys 软件进行。模型图见图 1。 金属骨架采用梁单位（ beam-189）进行网络划分，金 10 属骨架腹板采用壳单元（ shell-93） ，将自动扶梯金属骨 架的梁横截面预设为 4 种。网络划分为 0.1M。 弹簧单元采用 COMBIN14 单元，刚度系数设为 5.67E6。 在金属骨架材料特性中，设定弹性模量为210E9 Pa，泊松比为 0.29。 3受力分析 GB16899-1997自动扶梯和自动人行道的制造与安装 安全规范规定的乘客载荷（其值为 5000N/m2）,标准要 求扶梯在乘客载荷下变形不大于1/1000。 金属骨架受乘客载荷作用的受力图，如图2 5分析结果 水平方向位移 1.106mm 垂直方向位移 4.619mm 矢量和 4.75mm 从附图 3、4、5 中可知，自动扶梯在乘客载荷的作 用下，最大总位移为 4.75mm。 4.75/24072=1/50681/1000 所以，金属骨架符合标准要求。 11 图 1 12 图 2 图 3 图 4 13 图 5
