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n 1=39.18r/min 梯级运行速度V=πd(Z 1×n 1/Z 2)÷60=3.14×0.683(23×39.18/65)÷60 =0.495(m/s)与额定速度偏差%5%5.0005.05.05.0495.0<==- 满足标准(GB16899-1997第12.2.3条要求) (2) 扶手带运行速度校核：扶手带速度Vf=π(d 5+10)(Z 1×n 1×Z 3/Z 2×Z 4)÷60=3.14×(587+10)(23×39.18×30/65)÷60=0.499(m/s)与额定速度偏差%2%4.0004.0495.0495.0499.0<==-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：W 1=1200N承载梯级数量：H/X 1=9.9×1000/200 =49.5 因此W=1200×49.5=59400N(2) 由运动部件的摩擦所引起的能量损耗系数η1：当α=30°时，η1=0.12(3) 电动机效率η=0.83，满载系数φ=1P=FV/(1-η1)×η=Vw φsin30°/(1-η1)×η =20.33(KW)考虑扶手带消耗功率1.6KW 选用11×2=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)=5000×1×9.9/ tg30°=85736(N)梯级链条所受拉力：Fs=Wsin30°+2600=85736×0.5+2600 =45468(N)梯级链条的安全系数：fs=180000/(Fs/2)=7.92>5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=F h ×V 则F h =P 扶手/V=60/)105.0216(8.91026.1⨯⨯⨯⨯π=4548(N)驱动链所受拉力：F d =(Fs ·d+F h ·d 3)/d2=(45468×0.683+4548×0.243)/0.657 =48950(N)驱动链安全系数：f d =180000×2/F d=7.35>5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：232max d Fh d Fs T ∙+∙=2243.045482683.045468⨯+⨯=).(1401055313457m N =+=轴管要求强度：d 空=17.2×[]34311ατ-∙T(d 空=159mm)[])/(7.17)2.17159()159109(114010234mm N =⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=τ 根据Q235-A 《机械设计手册》化学工业出版社第3版Q235-A的[]τ值在18～25之间，满足要求。
轴管的扭转角：d 空=9.3×[]44411αθ-∙T(d 空=159mm)[][])/(25.0)/(21.0)159109(1)1593.9(14010244m mm =<=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⨯=θθ (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N BY=［1.077F s/2+F h(1.077-0.2475)-0.5F d·cos55°×1.077］/1.077 =［1.077×45468/2+4548×(1.077-0.2475)-0.5×48950×cos55°×1.077］/1.077=(24485+3743-15119)/1.077=13109(N)N DY= F s+ F h -( N BY+ F d·cos55°)=45468+4548-(13109+28077)=8830(N)N BZ= N DZ= F d·sin55°/2=48950×0.819/2=20045(N)N AY=［N BY(1.077+0.15)+0.15 N DY］/1.377=(16085+1325)/1.377=12643(N)N EY= N BY＋N DY－N AY=13109＋8830－12643＝9296(N)N EZ=(1.227 N DZ+0.15 N BZ)/1.377=(1.227×20045+0.15×20045)/1.377=20045(N)N AZ= F d·sin55°－N EZ=48950×0.819－20045=20045(N)作用在A点及E点合力：N A 合=22AZ AY N N +=222004512643+=23699(N)N E 合=22EZ EY N N +=22200459296+ =22096(N)作用在主轴上的力矩：3555N.m 3314N.mAB DEM B = N A 合×0.15 (合成后) =23699×0.15 =3555(N.m)M D = N E 合×0.15 (合成后) =22096×0.15=3314(N.m) 轴的强度校核：根据 S s =ZM Z M B sB s/)/(2σσ==32714.335552253⨯⨯ =2.13 (一般轴在1.2～1.5之间)五. 自动扶梯制动器计算 1、 参数电机额定转速m p r N m ..960= 主轴转速m p r N s ..86.13= 自动扶梯额定速度s m V n /495.0= 自动扶梯制动距离2.0=S ～m 0.1 2、 飞轮矩的计算a) 上部梯级链轮以后的飞轮矩)(20014422kgm H CD s += b) 换算到制动器轴上)(0417.003.0)96086.13()200144()(22222kgm H H N N CD CD m s s k +=⨯+=⨯= c)上部梯级链轮以后的载荷折算飞轮矩)(008.0)96086.13(408.0772)(222222kgm H H N V QCD m n KQ =⨯⨯==ππ d)上部梯级链轮以前的折算飞轮矩221kgm CD m≈ e)总飞轮矩的计算 空载总折算飞轮矩:)(0417.103.022221kgm H CD CD CD m k +=+=满载总折算飞轮矩:)(0417.1038.0222222kgm H CD CD CD CD m KQ k +=++=7.3乘客保持的扭矩T p)(434.0960777.086.132777.030sin 77408.02kgm H H T P =⨯⨯⨯⨯⨯=π7.4制动器设定制动扭矩 设定制动扭矩m N T B .60= 7.5制动停止距离计算空载向上制停距离Bm n n T CD n V t V S 496022121⨯⨯+='π式中t 为动作延迟时间取s t 15.0=)(0743.0417.103.0508.00743.0508.049609602495.02115.0495.02121m T H T CD T CD S BB B ++⨯=+=⨯⨯⨯⨯⨯+⨯='∴π当H=9.9m 时)(22.00743.00.6417.19.903.0508.0m S =++⨯⨯='满载向下制停距离计算)(0743.0434.00417.1038.0508.00743.0508.0)(49602212222m HT H T T CD T T CD n t V S B pB p B m n +-+⨯=+-⨯=-⨯⨯⨯+=''π当H=9.9m 时=''S0.508[（0.038×9.9+1.417）/（6.0—0.434×9.9）]+0.0743=0.61(m)即制动距离均在0.2～1.0m 范围内,合格。
提升高度9.9米自动扶梯金属骨架刚度的Ansys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/M2．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=1/5068<1/1000所以，金属骨架符合标准要求。
图1图2图3图4图5。