大吨位载货电梯轿厢架的设计【字数：11551】
摘 要本次毕业设计主要任务是如何设计满足载货六吨的电梯轿厢架。平时，我们接触各种各样的电梯，如观光电梯，病人电梯，家用电梯等等，最终可以分为两大类一种是载人电梯，另外一种是载货电梯，此次研究的课程题目是载货电梯。随着工厂的日益增多，人们对载货电梯的需求量也就越来越多。如何确定本次设计的步骤?第一步就要了解电梯的由来，电梯的形状，然后就要知道前人设计大吨位电梯的思路，最后根据自己已经学习的理论知识就可以着手此次的毕业设计。本次的毕业设计主要运用的知识是所学课程《材料力学》中对力的分析。最后还需要完成满足毕业要求的工程图纸，图纸的内容应尽可能反应轿厢架的结构，还需要对其结构进行仿真分析。
目录
1.绪论 1
1.1 简述电梯发展 1
1.2电梯组成部分 2
1.2.1导向部分 2
1.2.2轿厢部分 4
1.2.3安全装置部分 5
1.3简述大吨位电梯和轿厢架 5
2. 曳引式电梯轿厢架的设计及受力分析 7
2.1确定选题要求 7
2.2设计并校核轿厢架 7
2.2.1计算轿厢架的重量 7
2.2.2校核轿厢架 8
2.3反绳轮轴的设计与校核 16
3.紧固件的设计与选择 19
3.1选择螺栓型号并校核 19
3.1.1受横向载荷螺栓组的连接 19
3.1.2计固件算紧螺栓连接强度 19
3.1.3上梁与立梁的螺栓连接 19
3.1.4下梁与立梁的螺栓型号 21
4.轿厢架的建模和有限元分析 23
4.1建立轿厢架三维模型 23
4.1.1上梁的三维模型 23
4.1.2下梁焊接组件的三维模型 23
4.2对组件部分进行有限元分析 24
4.3优化轿厢架 25
结束语 28
参考文献 29
致谢 30
1.绪论
简述电梯发展
说到电梯，当代的人已经不是那么陌生，但是在九十年代的时候，电梯这个名词对于人们还是很陌生，顾名思义，电梯 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
就是用电驱动的梯子，总的来说它是交通工具。那么电梯时怎么由来的呢，之所以有电梯这个名词，是因为人们在有限的土地使用上越来越匮乏，并且人们对天空中的向往由来已久，所以便诞生了诸如飞机、火箭包括电梯之类的东西。当代人类从来没有停止过对高空的探索，所以对电梯的探索也没停止过。美国著名高级工程师奥的斯想必大家并不陌生，他之所以为人们广为称赞是因为他解决了他那个时代的高层建筑提升装置的安全问题，使得电梯发展行业更安全的进行下去。奥的斯在世界博览会给人们亮相了他的安全提升装置，就在他弄断提升绳时，但是电梯不会坠落，相反停在了半空中，人们对此现象无不啧啧称赞。至此电梯行业便向前迈开了一大步。生活在继续，科技在发展，电梯的发展也在进步。电梯的材料由黑到彩，样式由直式到现在的斜式包括螺旋式，操作控制方面更是层层纳新。电梯在传动方式上也有着很大的变化，从刚开始的鼓轮式传动，到广为使用的曳引机传动，然后现在更加先进的液压式传动，此次课题主要研究的是曳引式电梯，所以鼓轮式和液压式就不作介绍。曳引式电梯的驱动方式很简单，通过曳引绳和轮子之间的摩擦力带动轮子转动，进而使得电梯上升或下行，理论上来说，电梯的高度是没有要求的，也就意味着曳引绳的长度是可以无限延伸的。说到钢丝绳，此次设计的钢丝绳拟选择公称直径是13的钢丝绳，此处仅是拟选择，具体要求还需参考后期设计数据，然后根据《电梯原理与安装》表26选择符合要求的钢丝绳。早在解放之前的时候，聪明的劳动人民就已经发明了类似于电梯的操作装置，例如水井边上的绕绳式滚筒，很好的解决了提升问题。只不过和现代科技有所区别的是它真正动力源头是人力。但是人力并不是人们所希望的动力源，所以随着科技的进步，电动机逐渐出现在人们眼前，至此之后电动机式曳引电梯开始广为使用。
表1 电机驱动方式变化表
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上面的表格中，是电机驱动方式的变化表。最先出现的直流拖动系统用作于大机房中，不适用于小机房，因为组成直流电机的组件很多，需要更大的空间来放置此电机，并且一开始的电机耗能很大，不仅不能节省空间还会增加耗能，所以在以后的发展当中，逐渐地就将直流式拖动电机所淘汰。淘汰之后的直流电机被永磁同步或者异步电动机所取代，之所以可以取代其位置是因为它刚好可以弥补直流式电动机的缺点，耗能小，占用空间较小，用在机房中将很大幅度上节省了井道的空间。
1.2电梯组成部分
电梯的八大系统包括：/其中曳引系统由曳引电动机、联轴器、制动器、减速箱、机座、曳引轮等组成，提供电梯运行动力，然后把曳引机的旋转运动，转换为电梯的垂直运动。
1.2.1导向部分
电梯的导向部分由导轨支架、导轨、导靴、导向轮组成。前文电梯简述中有提到拟选择公称直径为13的钢丝绳，那么上梁上所选用的反向轮直径拟选择。一个电梯能否稳定运行，乘客乘坐是否舒服是在于导向部分的设计是否合格，所以导向部分对于电梯时非常重要的也是不可缺少的一部分。导轨在安装时必须要保证：已经安装了安全钳的时候，在导轨的五米铅锤测量不能大于1.2米。导轨在承受力时会变形，在电梯安装规范中明确提出，导轨不可发生变形，否则就是不合格，因此一定要规范导轨。在GB75882003中得知，立梁包括导轨如果需要检查，要把轿厢在载客时所发生的极限偏载考虑在内，如图1.1、1.2所为轿厢极限偏载的情况：
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图1.1 极限偏载情况一
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图1.2 极限偏载情况二
上述图中，是轿厢深度；代表轿厢宽度；C表示轿厢中心点；Q为额定载重的质心。轿厢的平稳运行对导轨的要求很大，这就要求导轨不能发生明显的变形，一旦发生变形，轿厢在运行时候就会发生上下颠簸，此时的情况是不符合电梯的安装标准的。如果导轨在安装时符合安全受力情况，导轨才不会发生明显的变形。
之前说到导向部分还由导靴组成。现在应用在电梯中的导靴总共有两种，一种是滑动导靴，另一种是滚动导靴。其中滚动导靴适用于高速电梯当中，原因是它采用了滚动式接触，从而减少了摩擦阻力，一般用在高速电梯和矿用电梯，速度。滑动式导靴在应用时可以使轿厢上下运行时减小晃动，稳定性较高。但是滑动式导靴与导轨直接接触，故磨损程度非常高，需要对及时检查导靴并更新。滑动导靴有刚性滑动导靴和弹性滑动导靴，这种导靴结构都较为简单，但是却十分稳定，主要用运行速度不高（），额定载重在2000kg以上的电梯，所以在本课题里，我选取了刚性较强的刚性滑动导靴，由参考书籍导靴部件的选择，确定了一款型号为的导靴，它的底座尺寸是。
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1.绪论 1
1.1 简述电梯发展 1
1.2电梯组成部分 2
1.2.1导向部分 2
1.2.2轿厢部分 4
1.2.3安全装置部分 5
1.3简述大吨位电梯和轿厢架 5
2. 曳引式电梯轿厢架的设计及受力分析 7
2.1确定选题要求 7
2.2设计并校核轿厢架 7
2.2.1计算轿厢架的重量 7
2.2.2校核轿厢架 8
2.3反绳轮轴的设计与校核 16
3.紧固件的设计与选择 19
3.1选择螺栓型号并校核 19
3.1.1受横向载荷螺栓组的连接 19
3.1.2计固件算紧螺栓连接强度 19
3.1.3上梁与立梁的螺栓连接 19
3.1.4下梁与立梁的螺栓型号 21
4.轿厢架的建模和有限元分析 23
4.1建立轿厢架三维模型 23
4.1.1上梁的三维模型 23
4.1.2下梁焊接组件的三维模型 23
4.2对组件部分进行有限元分析 24
4.3优化轿厢架 25
结束语 28
参考文献 29
致谢 30
1.绪论
简述电梯发展
说到电梯，当代的人已经不是那么陌生，但是在九十年代的时候，电梯这个名词对于人们还是很陌生，顾名思义，电梯 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
就是用电驱动的梯子，总的来说它是交通工具。那么电梯时怎么由来的呢，之所以有电梯这个名词，是因为人们在有限的土地使用上越来越匮乏，并且人们对天空中的向往由来已久，所以便诞生了诸如飞机、火箭包括电梯之类的东西。当代人类从来没有停止过对高空的探索，所以对电梯的探索也没停止过。美国著名高级工程师奥的斯想必大家并不陌生，他之所以为人们广为称赞是因为他解决了他那个时代的高层建筑提升装置的安全问题，使得电梯发展行业更安全的进行下去。奥的斯在世界博览会给人们亮相了他的安全提升装置，就在他弄断提升绳时，但是电梯不会坠落，相反停在了半空中，人们对此现象无不啧啧称赞。至此电梯行业便向前迈开了一大步。生活在继续，科技在发展，电梯的发展也在进步。电梯的材料由黑到彩，样式由直式到现在的斜式包括螺旋式，操作控制方面更是层层纳新。电梯在传动方式上也有着很大的变化，从刚开始的鼓轮式传动，到广为使用的曳引机传动，然后现在更加先进的液压式传动，此次课题主要研究的是曳引式电梯，所以鼓轮式和液压式就不作介绍。曳引式电梯的驱动方式很简单，通过曳引绳和轮子之间的摩擦力带动轮子转动，进而使得电梯上升或下行，理论上来说，电梯的高度是没有要求的，也就意味着曳引绳的长度是可以无限延伸的。说到钢丝绳，此次设计的钢丝绳拟选择公称直径是13的钢丝绳，此处仅是拟选择，具体要求还需参考后期设计数据，然后根据《电梯原理与安装》表26选择符合要求的钢丝绳。早在解放之前的时候，聪明的劳动人民就已经发明了类似于电梯的操作装置，例如水井边上的绕绳式滚筒，很好的解决了提升问题。只不过和现代科技有所区别的是它真正动力源头是人力。但是人力并不是人们所希望的动力源，所以随着科技的进步，电动机逐渐出现在人们眼前，至此之后电动机式曳引电梯开始广为使用。
表1 电机驱动方式变化表
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上面的表格中，是电机驱动方式的变化表。最先出现的直流拖动系统用作于大机房中，不适用于小机房，因为组成直流电机的组件很多，需要更大的空间来放置此电机，并且一开始的电机耗能很大，不仅不能节省空间还会增加耗能，所以在以后的发展当中，逐渐地就将直流式拖动电机所淘汰。淘汰之后的直流电机被永磁同步或者异步电动机所取代，之所以可以取代其位置是因为它刚好可以弥补直流式电动机的缺点，耗能小，占用空间较小，用在机房中将很大幅度上节省了井道的空间。
1.2电梯组成部分
电梯的八大系统包括：/其中曳引系统由曳引电动机、联轴器、制动器、减速箱、机座、曳引轮等组成，提供电梯运行动力，然后把曳引机的旋转运动，转换为电梯的垂直运动。
1.2.1导向部分
电梯的导向部分由导轨支架、导轨、导靴、导向轮组成。前文电梯简述中有提到拟选择公称直径为13的钢丝绳，那么上梁上所选用的反向轮直径拟选择。一个电梯能否稳定运行，乘客乘坐是否舒服是在于导向部分的设计是否合格，所以导向部分对于电梯时非常重要的也是不可缺少的一部分。导轨在安装时必须要保证：已经安装了安全钳的时候，在导轨的五米铅锤测量不能大于1.2米。导轨在承受力时会变形，在电梯安装规范中明确提出，导轨不可发生变形，否则就是不合格，因此一定要规范导轨。在GB75882003中得知，立梁包括导轨如果需要检查，要把轿厢在载客时所发生的极限偏载考虑在内，如图1.1、1.2所为轿厢极限偏载的情况：
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图1.1 极限偏载情况一
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图1.2 极限偏载情况二
上述图中，是轿厢深度；代表轿厢宽度；C表示轿厢中心点；Q为额定载重的质心。轿厢的平稳运行对导轨的要求很大，这就要求导轨不能发生明显的变形，一旦发生变形，轿厢在运行时候就会发生上下颠簸，此时的情况是不符合电梯的安装标准的。如果导轨在安装时符合安全受力情况，导轨才不会发生明显的变形。
之前说到导向部分还由导靴组成。现在应用在电梯中的导靴总共有两种，一种是滑动导靴，另一种是滚动导靴。其中滚动导靴适用于高速电梯当中，原因是它采用了滚动式接触，从而减少了摩擦阻力，一般用在高速电梯和矿用电梯，速度。滑动式导靴在应用时可以使轿厢上下运行时减小晃动，稳定性较高。但是滑动式导靴与导轨直接接触，故磨损程度非常高，需要对及时检查导靴并更新。滑动导靴有刚性滑动导靴和弹性滑动导靴，这种导靴结构都较为简单，但是却十分稳定，主要用运行速度不高（），额定载重在2000kg以上的电梯，所以在本课题里，我选取了刚性较强的刚性滑动导靴，由参考书籍导靴部件的选择，确定了一款型号为的导靴，它的底座尺寸是。
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