自动扶梯设计计算书.docx

共 共13页 第 PAGE 13页 8.5米自动扶梯 设计计算书 1.骨架弯曲刚度校核计算 1.1计算分析 自动扶梯的弯曲变形主要是骨架的变形，骨架受扶梯自重和乘客载荷，受力较复杂。现通过简化模型来计算其挠度。考虑到扶梯的对称性和均匀性，受力的连续性，把自动扶梯简化为简支梁模型，如图1所示。 图1 已知： 提升高度H 8.5 m 扶梯自重P 115000 N 名义宽度Z1 1000 mm 升角а1 35 ° 沿斜面方向的梯级间距 400 mm L1 2668 mm L2 2028.6 mm 每平方米载荷 5000 N 1.2与承重结构相当的垂直方向上的受力面积计算计算公式： Aα=4×（1＋V）×S3×（Lm/Ho）/（（S3/S2）＋（Ld/Ho）^3） 8.5米自动扶梯 设计计算书 其中： V……泊松系数 0.30 S1……上主梁型材截面 2736.00 mm^2 S2……立柱型材截面 2256.00 mm^2 S3……斜撑型材截面 2256.00 mm^2 Lm……立柱间宽度 1200.00 mm Ho……上下主梁中心线间距 800.00 mm Ld……斜撑长度 1442.22 mm Aα= 2565.50 mm^2 1.3惯性矩的计算 利用最大优化法，简化骨架的截面成以下模型（如图2）：先计算单梁的惯性矩 上主梁截面如图3 下主梁、斜撑、立柱截面如图4 图3 图4 图2 上主梁的惯性矩 8.5米自动扶梯 设计计算书 Iz1=bh^3/12= 8936512.00 mm^4其中： b= 80.00 mm h= 160.00 mm a= 6.00 mm 下主梁、斜撑、立柱的惯性矩 Iz1=bh^3/12= 4381632.00 mm^4其中： b= 80.00 mm h= 120.00 mm a= 6.00 mm 相对于骨架Z轴的惯性矩 Iz=(Iz1+a^2×A)+Iz2+a^2×A）= 804315712.00 mm^4 其中： a……上横梁中心至Z轴的距离 a= 390.00 mm a……下横梁中心至Z轴的距离 a= 410.00 mm A……上横梁的截面面积 A= 2736.00 mm^2 A……下横梁的截面面积 A= 2256.00 mm^2 整个骨架的惯性矩 I=2Iz= 1608631424.00 mm^4 1.4骨架挠度计算 按GB16899-1997要求，乘客载荷不需增加动荷系数，故校核挠度在静载荷下进行。 据法国扶梯专家乔治.艾胜扬先生提供的骨架强度校核公式及材料力学中的计算方法，可知：骨架挠度计算公式为： δf=((5×Ps×L^3×cosа2)/(8×48×E×I)+(Ps×L×cosа2)/(8×G×Aа)×cosа2其中： δf……两支点间距最大挠度（mm） L……两支点间距离（mm） L= 18867.05 mm 8.5米自动扶梯 设计计算书 Ps……自动扶梯负荷（kg） Ps= 84219.31 N E……拉压弹性模量（Mpa） E= 210000.00 Mpa I……惯性矩（mm^4） I= 1.61E+09 mm^4 G……剪切弹性模量（Mpa） G= 80000.00 MPa Aа……与承重结构相当的垂直方向上的受力截面（mm^2） 2565.50 mm^2 а2……两支点连线与水平线夹角（° а2= 26.79 ° n……安全系数 n= 1.20 δf= 21.78 mm 按GB16899-1997要求，自动扶梯骨架最大挠度为跨度的1/750 [δf]=Lc/750 [δf]= 22.46 mm判定： 符合要求 2.驱动主轴强度校核 2.1计算分析 如图5所示，驱动主机受到扭矩和弯矩两种盈利的作用，但由于扭矩变形远大于弯矩的变形，故近似按扭矩变形进行强度校核。 2.2计算说明 在下面的计算中，所用的公式有关参数出自《机械零件设计手册》（国防工业出版社出版）及《机械设计手册》（化学工业出版社出版）。 2.2.1计算中的已知条件及参数 驱动主轴材料为： 35号钢无缝钢管 剪切许用应力为：[τ] 30.00 Mpa 每米许用扭转角：[Φ] 1.00 ° 电动机功率：P= 15.00 kw 减速器的效率：η减= 0.80 链条的效率：η链= 0.98 轴承的效率：η轴承= 0.98 减速机输出转速：n1= 39.20 r/min 图5 8.5米自动扶梯 设计计算书 驱动主轴转速：n2= 12.66 r/min 主轴外径：D= 170.00 mm 主轴内径：d= 146.00 mm 主轴长度：L= 1000.00 mm 剪变模量：G= 78400.00 Gpa 2.3强度校核 τ=T/(2Wp)= 9.89 Mpa 驱动主轴的剪切应力式中