長春理工光電信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 1 緒論1 緒論1.1旋轉(zhuǎn)門的課題背景自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門是樓宇設(shè)備中的光機(jī)電一體化技術(shù)產(chǎn)品，它給人以親切大方的感覺，同時(shí)營造出奢華的氣氛，其全新的概念，寬敞的開放門面和高格調(diào)的設(shè)計(jì)，堪稱建筑物的點(diǎn)睛之筆，立足于建筑時(shí)代大潮的最前端。大廈在需要持續(xù)不斷的人流出入的同時(shí)，又要保持建筑物內(nèi)良好的空氣循環(huán)及環(huán)境的優(yōu)美，這是建筑師所遇到的一大難題，而旋轉(zhuǎn)門為大廈提供了理想的解 方 ，它 和 ， 而 了大廈入 的環(huán)境。旋轉(zhuǎn)門的最大優(yōu)點(diǎn)在于它 開門，又 門 ， 于 人 ，門 以 開，于建筑物 門又 是 。自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門 于其 開 的同時(shí)又 的點(diǎn)，其動(dòng) 好。currency1，自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門在“方面 的fifl。自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門的最大優(yōu)點(diǎn)在于它 開門，又 門， 于人 ，門 以 開， 于建筑物 門又 是 。currency1，自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門在?！胺矫?到的fifl，在人流 方面自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門 優(yōu)，currency1為門的轉(zhuǎn)是”的，門 之 的人是 的。自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門 的人流 。自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門 于其 開 的同時(shí)又 的點(diǎn)，其動(dòng) 在 的 于其自動(dòng)門要好。 于自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門的人流 ， 在自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門 設(shè)自動(dòng) 動(dòng) 開門，一方面 ， 一方面 自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門出 時(shí)，不 人的 。在 方面，自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門 不其自動(dòng)門，currency1為其門體 動(dòng)方 。1.2國內(nèi)外旋轉(zhuǎn)門發(fā)展現(xiàn)狀1.2.1國外旋轉(zhuǎn)門發(fā)展現(xiàn)狀自 在 產(chǎn)出 一旋轉(zhuǎn)門，旋轉(zhuǎn)門 一 的，fifl到 ，旋轉(zhuǎn)門 的全 和先進(jìn)的驅(qū)動(dòng)技術(shù)，其智化高格調(diào)的設(shè)計(jì)為 代化樓宇建筑的確入 提供了完美的選擇。國外著名廠家 ： 的BN EDAM 瑞典的BESAM 德國的多瑪 蓋澤 日本的博克 寺岡等。于國外自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門fifl早，其技術(shù)為成熟。自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門的傳動(dòng) 技術(shù) 節(jié) 低噪聲 傳動(dòng) 穩(wěn) 壽命長 性 等優(yōu)點(diǎn)；控制 采字化設(shè)計(jì)的 作為控制中樞， “更強(qiáng)大，操作更簡便等優(yōu)點(diǎn)；檢測全 采先進(jìn)的紅外與微波感應(yīng)技術(shù)，于感知物體的移動(dòng)，操縱門體的動(dòng) ，各全檢測傳感器，實(shí) 擠 夾和 撞“。與同時(shí)某些廠家 產(chǎn)的自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門還 程控制和液晶顯示。利 前先進(jìn)的 信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，自動(dòng)門的維護(hù)不再受時(shí) 域和專業(yè)維護(hù)技術(shù)的制，制造商1長春理工光電信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 1 緒論 internet 與設(shè)備進(jìn) 實(shí)時(shí)交流，校正偏差，讓自動(dòng)門達(dá)到最佳 狀。 出 異時(shí)， 準(zhǔn)確傳回 信息，實(shí) 程維護(hù)，縮短維護(hù) 保養(yǎng)時(shí)；采液晶顯示屏，進(jìn) 視化設(shè)計(jì)，全面顯示門體轉(zhuǎn) 狀和 等信息。1.2.2國內(nèi)旋轉(zhuǎn)門發(fā)展現(xiàn)狀我國旋轉(zhuǎn)門技術(shù)的fifl：我國的全自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門技術(shù) 源于 瑞典 日本等國。 代后期旋轉(zhuǎn)門開始在我國建筑領(lǐng)域中得到迅推廣和廣泛的。旋轉(zhuǎn)門的廠家：國內(nèi)專業(yè)廠家： 智 方 信 等。外 廣 維 等。旋轉(zhuǎn)門在我國的 前 ： 我國國 持續(xù)穩(wěn) 長， 成“和的 入。 本開始，我國進(jìn)入了全面建設(shè) currency1的新“，造美好 環(huán)境是fifl業(yè)fifl的 大推動(dòng) 。 代 建筑物fiflfi中，高科技應(yīng)到建筑物的外 ， 建筑的入 體 出智化。 門的選擇 一的“性化 品化fifl，旋轉(zhuǎn)門以其全新的概念，寬敞開放的門面和高格調(diào)的設(shè)計(jì)，自”成為 代的建筑fifl的流， 的 選設(shè)?？胺Q建筑物的點(diǎn)睛之筆。是國家 自動(dòng)門產(chǎn)品 全性 節(jié)性 噪 工 后還 一的準(zhǔn)，所 國內(nèi)建筑業(yè)院校 的專業(yè) 程， 的機(jī)，自動(dòng)門 的 理于 狀。 國內(nèi)建筑業(yè)的fifl，這一狀一 所 。2長春理工光電信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 2 方 確2 方案的確定旋轉(zhuǎn)門要設(shè)計(jì)是 門體傳動(dòng) 控制 ，檢測 全 等方面進(jìn) 。 面方面體 以設(shè)計(jì) 方 。2.1方案一的設(shè)計(jì) 成： 為” 和旋轉(zhuǎn) ， 和 等 成。立門一 采高強(qiáng) ， 簡 ， ”。 旋轉(zhuǎn)門體及其驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，門 面fi 與 面 及 ，門在 于 狀 門 采夾 化 ， 一 采44夾 ，全 。 傳動(dòng) ： 二 交流電機(jī)提供動(dòng) ，減器帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)?？刂?： 片機(jī) 頻器 “開 成。 編程控制器PLC 頻器 “開 成。檢測 ： 紅外傳感器實(shí) 人自動(dòng)檢測，自動(dòng) 電機(jī) 停進(jìn) 操作。全 ：要 和非 全感應(yīng)器。 旋轉(zhuǎn)門入 立 fi 全 ， 止 人夾傷，自動(dòng)門入 右 立 內(nèi)fi 內(nèi)藏 夾感應(yīng)器，受擠壓門 馬 停止 轉(zhuǎn)。 恢復(fù)正，門則自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)；扇門底邊內(nèi)fi 內(nèi)藏 碰感應(yīng)器，碰到物體 人門立 停止 轉(zhuǎn)。 恢復(fù)正門則自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。2.2方案二的設(shè)計(jì) 成： 為” 和旋轉(zhuǎn) ， 和 等 成。立 門一 采高強(qiáng) ， 簡 ， ”。采中心門軸 fi和驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)門體設(shè)計(jì)，門 面fi 與 面 及 ，門在 于 狀；門 采3+3夾 6MM 化 ， 一 采4+4夾 ，全 。驅(qū)動(dòng) ： 一 交流電機(jī)提供動(dòng) ，減器帶動(dòng)中心門軸驅(qū)動(dòng)?？刂?： 編程控制器PLC 頻器 “開 成。檢測 ： 紅外傳感器實(shí) 人自動(dòng)檢測，自動(dòng) 電機(jī) 停進(jìn) 操作。全 ：要 和非 全感應(yīng)器。 旋轉(zhuǎn)門入 立 fi 全 ， 止 人夾傷，自動(dòng)門入 右 立 內(nèi)fi 內(nèi)藏 夾感應(yīng)器，受擠壓門 馬 停止 轉(zhuǎn)。 恢復(fù)正，門則自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)；扇門底邊內(nèi)fi 內(nèi)藏 碰感應(yīng)器，碰到物體 人門立 停止 轉(zhuǎn)。 恢復(fù)正門則自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。2.3方案選擇 3長春理工光電信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 2 方 確旋轉(zhuǎn)門采方 二這 ， 中心門軸 軸承機(jī)垂直fi于 面， 呈fi散 ”在中心門軸 ，各門扇之的角等。中心門軸的 方fi電動(dòng)機(jī)及其電氣控制 ，再配以感應(yīng)fi 和全fi ，就成為一完的自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門。是，這旋轉(zhuǎn)門門 與中心軸的”方 了門扇寬不太大，所以這旋轉(zhuǎn)門的直徑最大 約4 。為了解 這一問題，工程師們中心門軸設(shè)計(jì)成了門扇”在大 面， 減了門扇寬， 了電機(jī) 門中心的旋轉(zhuǎn)作 矩，這旋轉(zhuǎn)門的最大直徑擴(kuò)大到 。這 是穩(wěn)性，的 性很高，壽命長。 到旋轉(zhuǎn)門在停止時(shí)一耍，所以 旋轉(zhuǎn)門的 以 更多的人， 是門的凈開 寬。而方一 于采 電機(jī)驅(qū)動(dòng)給驅(qū)動(dòng) 帶 了許多麻煩，同時(shí)不利于節(jié)。在控制 ， 于片機(jī)的程 設(shè)計(jì)和 設(shè)計(jì)為繁雜， 利于大批 產(chǎn)，不適于設(shè)計(jì)。綜 方 進(jìn) 比， 以看出 二方 在體設(shè)計(jì)中更 實(shí)性，完 性。 選擇 二方 。4長春理工光電信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 3 門體 設(shè)計(jì)3 門結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門的尺寸 以根據(jù) 7文獻(xiàn) 以確其尺寸，其體尺寸所示；表. 門體尺寸門旋轉(zhuǎn)直徑 3200mm門凈高 A 2400mm門 高 B 2710mm門出入 尺寸 C 1430mm門外徑D 3360mm扇門半徑DW 1315mm圖. 門體 簡圖3.1門結(jié)構(gòu)材料的選用5長春理工光電信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 3 門體 設(shè)計(jì)門體要包括門體骨 的 料和門體 。根據(jù) 門體準(zhǔn), 按90 列的推門進(jìn) 設(shè)計(jì)。門體骨 采90 列推拉門專 ，根據(jù) 7文獻(xiàn) 中 以確門體骨 ；旋轉(zhuǎn)門門扇 左邊 選代號 L090704右邊 選代號 L090704橫 選代號 L090706橫 選代號 L090707圖3.2 L7 圖. L77 6長春理工光電信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 3 門體 設(shè)計(jì)圖.4 L74 門體 的選 門 一 選擇，一是 彈 ，二是夾 ， 是 化 。于自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門一 于高級的賓館，寫字樓等高檔 所一 殊要求。 于 彈 價(jià)格為昂貴，并且多大實(shí)際，而夾 它fi的透光性不是好。currency1選擇 化 是最 適的。根據(jù)參 其 產(chǎn)品的選擇情，以選 的 化透明 。 3.2門結(jié)構(gòu)尺寸的確定根據(jù)前面的 體設(shè)計(jì) 知， 旋轉(zhuǎn)門的 尺寸 參照 7文獻(xiàn) 中 列尺寸高為 4 一扇門寬為5 進(jìn) 設(shè)計(jì)。根據(jù)以 節(jié)點(diǎn), 以計(jì)算扇門的 尺寸為：左邊 和右邊 的高為： A 2H = 邊 門體 的隙 (.)=2400- 5= 5 中：H邊 為門扇邊 高尺寸，A為門凈高。橫和橫的寬為：B DW=橫 (. )=1315mm中：DW為門扇寬。的實(shí)際高為： 2 12H l b b= +邊 橫橫 (.)2350 50.8 76.2 2 122247mm= +=中： l邊 為 外顯示尺寸，b 橫，b橫 門邊尺寸。7長春理工光電信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 3 門體 設(shè)計(jì)實(shí)際寬為： 2 2 12b b b= 橫邊 (.4)=1315- 4+ = 中：b橫門扇 邊 fi 的寬，b邊 邊 實(shí)際尺寸。 3.3中間軸的設(shè)計(jì)與軸承的選用 中軸的設(shè)計(jì) 軸的直徑為：D軸= 2 2 2DW l l 隙 (.5)=3200-2 5- - =5 中： 為門體旋轉(zhuǎn)直徑，l隙為門扇邊 fi 與 之的隙，l 為扇門邊 fi 的寬。于軸是 fi軸承 齒輪 門扇的，并且在軸受到 不大。所以選 不銹 焊 。牌號Cr Ni制造，以熱理狀交貨的半徑為5 為 尺長為 中軸在fi軸承的 端要車削 ，并且達(dá)到5 ，尺寸 為普 級。軸承的選為了軸承很好的”， 須軸承。 于要 軸承，則軸承要 ， 各一。 于軸承，其內(nèi)徑為軸承的外徑，其 須滿足強(qiáng)要求。currency1為軸所計(jì)算的直徑為532mm, 端車削后直徑為530mm， 選雙列 錐滾子軸承，根據(jù)(GB/T-22-1995)選號為 35000 ，代號為3519/530。 fi在軸 的軸承要受軸 。并且軸承受到的軸 比大， 需在門fi 面設(shè)計(jì)一凹臺， 止軸的滑動(dòng)和fi時(shí) 止其雜進(jìn)入軸襯內(nèi)。8長春理工光電信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 3 門體 設(shè)計(jì)圖.5 軸承3.4曲壁部分設(shè)計(jì)4根75 75 10 角 做為支撐體，2根成一邊 體。角 在，進(jìn)出 各 2根，”后 又一 角 4根角 ”在一。成 的 體 ，”后fi 。 2 同的 成。 料的選選6063專 。 50 50 10 的角 成一 ， 成，便于 工。 的選8mm 化 。料尺寸的確于 的內(nèi) 半徑為1600mm,門 應(yīng)的 角為48o則 邊 各 應(yīng)的 心角應(yīng)： 360 48 2 1322 = = o (. )所以 邊 應(yīng)的 長：1322 1600 3.143602L=oo(.7)1934.24mm= 尺寸的確 的 長： 1322 (1600 20) 3.14 4 25360 22L= (. )986.2mm=的高： 2400 76.2 50.8 2 12 2297h mm= + (.) 立 75 75 10 角 尺寸確：于要保持角 的穩(wěn)性， 在 的角 尺寸為100mm。則角 的高算為：2400 100 10 2710H mm= + + =角 (.) 尺寸的確： 的內(nèi)直徑為3200mm, 為 半 角 ”在立 角 ,則 角 內(nèi) 長為：3.14 3200 10048L d mmpi= = 全 (.) 中：d為旋轉(zhuǎn)門的旋轉(zhuǎn)直徑。則內(nèi) 長： 10048 50242L mm= =半 (. )9長春理工光電信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 3 門體 設(shè)計(jì)3.5華蓋的設(shè)計(jì)華蓋 是 fi驅(qū)動(dòng) 和控制 的 ，其要 和 和 成一 體。其要fi軸承，電機(jī)，控制fi 等。于華蓋要 fi電機(jī)，電機(jī)的 一 。為了保 電機(jī)在工作時(shí)不fi動(dòng) ， 選擇的 要求其 比高。 選擇熱 。其 為2 ，直徑為3360mm的 ， 各一 。華蓋底 設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)門的外徑為3360mm， 于底 要fi軸承， 須在 中 。與同時(shí)角 要 ， 須在 工 。圖. 華蓋尺寸圖華蓋的設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)門的外徑為3360mm， 于 面的 要 fi電機(jī)， 須在其面 。同時(shí)為了保 足 的強(qiáng) 支撐電機(jī)的 ，則 須在 。 與 焊 在一 。 于電機(jī)的 不大， 一 方 。其體尺寸圖所示：10長春理工光電信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 3 門體 設(shè)計(jì)圖.7 華蓋尺寸圖11長春理工光電信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 4 驅(qū)動(dòng) 設(shè)計(jì)4 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1軸和軸承設(shè)計(jì)計(jì)算4.1.1軸的尺寸設(shè)計(jì)于軸承還 出 ，是軸的直徑知。并且旋轉(zhuǎn)軸在徑受 不大要受到徑 的作， 以選擇 錐滾子軸承。根據(jù)文獻(xiàn)5中 選雙列 錐滾子軸承，號為3519。其寬為190 mm。又 于齒輪與軸承 須出一的，一 選擇為40mm。其體尺寸圖所示：圖4. 軸的 圖軸的 計(jì)算： =. 4(D-S)S其中為 的 D為 的外徑 ，S為 的 。M=WL (L為 的長)= 30.02491 (532 8) 8 (190 2400 190 104 30) 10 + + + + (4.)=152.73kg 4.1.2軸承的選擇與驗(yàn)算徑 確：軸承受到的徑 為減器currency1出的轉(zhuǎn)矩以大齒輪的 半徑。其為“r=MR =225400 2530 = 5. N軸 的確：Fa=Mg=( 4 10m m+ 門體 =(152.73+4 4) (4. )=4 7.N設(shè)工作時(shí)為 7 時(shí)( 5 4時(shí))中軸 端按軸承的 方車削后=5 ， 文獻(xiàn)5中表 - - 選雙列 錐滾子軸承，號為5。其中e=.4，fi=. ，fi = .5，fi=. ，Cr = flN。12長春理工光電信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 4 驅(qū)動(dòng) 設(shè)計(jì)arFF =3487.3850.6 =4.大于.4時(shí)動(dòng) Pr =0.45Fr +YFa=0.45 5. .54 7. (4.)=. N文獻(xiàn)3中表-5得fi=fi = .5文獻(xiàn)5中表 - - - -得 = .n=.45=.=. =根據(jù) C= ( fmfn ) e=( . 11.435.) . (4.4)= 557. N軸承Cr= N 557. N， 適。4.2軸的校核在確軸承的支點(diǎn) 時(shí)， 文獻(xiàn)5中a。 于雙列 錐滾子軸承，文獻(xiàn)5中得 95a mm= 。作簡支 的軸的支承 2400+2 95=2590l mm= 。根據(jù)軸的計(jì)算簡圖作出軸的 矩圖和”矩圖。13長春理工光電信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 4 驅(qū)動(dòng) 設(shè)計(jì)圖4. 中軸受 圖軸的 圖以及 矩和”矩圖中 以看出面C是軸的面。 計(jì)算出軸的受 情： 面的受 支 1 2 850.6NV NVF F= = (4.5)垂直面受 支 1 2 3487.3NH NHF F= = (4. )14長春理工光電信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 4 驅(qū)動(dòng) 設(shè)計(jì) 矩的計(jì)算 NH1F L2 850.6 2.59=2203.1 .zM N m= (4.7)”矩的計(jì)算 T=225.4 .N m (4. )按 ” 成應(yīng) 校的軸的強(qiáng)進(jìn) 校時(shí)， 需 軸 承受最大 矩和”矩的面 面C的強(qiáng)。 文獻(xiàn)3中 155及 表中的，并 0.6a = ，軸的計(jì)算應(yīng) ( ) 22caM aTW+=( ) 223 42203100 0.6 2254005260.1 530 (1 ( ) )530+(4.)=4.68MPa其中W為 ”面 ， 3 4 1W 0.1 (1 ), dd d = = ，d1為 的內(nèi)徑，d為 的外徑。前面選軸的 料為Cr Ni，調(diào)理， 文獻(xiàn)3中表151得 1 60MPa = 。currency1 1ca ， 全。4.3電機(jī)的確定4.3.1確定各扇門的質(zhì)量于轉(zhuǎn)軸中心 端是 稱的，以一邊門體計(jì)算 。 ： 代號為L090704的為0.966代號為L090706的為0.836代號為L090707的為1.152扇門 的 ： 1 2 3(2400 40) 2 1315 1315m = =2.360 2 0.966+1.135 0.836+1.135 1.152 (4.)=8.053kg中： 1 ， 2 ， 3 為各 的。扇門 的 ：m v = 15長春理工光電信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 4 驅(qū)動(dòng) 設(shè)計(jì)= 2.2470 1.211 0.006 2500 40.82kg (4.)中：v 為 的體， 為 的。扇門的 ： m m m= + (4. ) =40.82+8.053=49kg中：m 為扇 的 ，m 扇門 的 。4.3.2各部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算設(shè)門扇為 的 體,其在寬方的面 以 計(jì)算,mRL = 其中R為門扇的寬，L為門扇的長。則門扇 中心 計(jì)算2 22 2 21 02 12r mRJ r dm Lr dr r dr = = = = (4.)軸理知，門扇 于軸的轉(zhuǎn)動(dòng) 為：21( )12 2mR RJ m L= + +249 1.31549 1.045512= + (4.4)=56.6 其中L1為軸的半徑4.3.3 慣性力矩的計(jì)算設(shè)門體 1s 內(nèi) 到門體的轉(zhuǎn)， 于旋轉(zhuǎn)門體的最大轉(zhuǎn)為6r/min， 角 2 6 /60 5w rad spi pi= = ， 于傳感器一 工作在2m 內(nèi)檢測人是 ， 人 進(jìn)門邊時(shí)，門體要以正轉(zhuǎn)動(dòng)，則在這時(shí)門體要 到正。在0.5s內(nèi) 到,則角 2 /5 rad spi = ， 于電機(jī)要帶動(dòng)門體轉(zhuǎn)動(dòng)， 一 程， 一 程程需要克旋轉(zhuǎn)門體的性矩其轉(zhuǎn)動(dòng)，根據(jù) 矩轉(zhuǎn)動(dòng) 和角的 m J= 。則 算出旋轉(zhuǎn)門體的性 矩為：3m J= 23 56.6 213.3 /5 N mpi= = (4.5)4.3.4電機(jī)的確定16長春理工光電信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 4 驅(qū)動(dòng) 設(shè)計(jì)根據(jù)機(jī)設(shè)計(jì)中電機(jī)所需“按 計(jì)算：1000MWP KW= (4. )電動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)動(dòng)軸的傳動(dòng) 為：4 3 31 2 = (4.7)中 1 , 2 , 3 為滾子軸承，齒輪，軸器的傳動(dòng) 。 1 0.98 = ， 2 0.97 = ， 3 0.99 = ，則 的傳動(dòng) 為：4 30.98 0.97 0.99 = (4. )=0.83則 以計(jì)算出電機(jī)的“213.3 0.261000 0.83P KW = = (4.)于門體還應(yīng)承受一的 ，以及旋轉(zhuǎn)門體 與 門體的 ， 其產(chǎn) 的 ， 于門體直徑大，則產(chǎn) 大的 矩。同時(shí)還 一些其 的currency1 ，齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng) ，currency1計(jì)算出的“放大一些同時(shí)門體的轉(zhuǎn)動(dòng)底，則電機(jī)應(yīng)適應(yīng)轉(zhuǎn)底的，根據(jù) 的計(jì)算 以選以 電機(jī)。表4. 電機(jī)參表方 號 “(KW)轉(zhuǎn)矩(N.m)同 滿 轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn)r/min)傳 齒輪傳 減器 動(dòng)比動(dòng)比 1 JCJ71-0.55 0.55 23.5 1500 1440 240 21.8 112 JXJ1-35-0.37 0.37 82.0 1500 1440 240 6.9 35于電機(jī)currency1出的轉(zhuǎn)大，一 在5r in， 減器難以實(shí) 門體轉(zhuǎn) r in，currency1在選電機(jī)時(shí) 以選帶減器的電機(jī) 實(shí) 要求。根據(jù) 要求， 以選一 列齒輪減 異 電機(jī)， 列異 電機(jī)按照B 44 - 準(zhǔn)設(shè)計(jì)制造廣泛于 工 ，建筑機(jī) 業(yè)。 列異 電動(dòng)機(jī)是直 currency1出低轉(zhuǎn)，大轉(zhuǎn)，且 轉(zhuǎn) 寬， 轉(zhuǎn) ，噪聲低，高節(jié)，體， ， 格多，選方便等點(diǎn)。于計(jì)算出所需電機(jī)“為. fl 一些 currency1 ，應(yīng)選擇電機(jī)“在. fl 的電動(dòng)機(jī) 。綜 電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)fi 的尺寸 價(jià)格和齒輪傳動(dòng)， 方 比 適。 選 -5-.75 輪減器 異電機(jī)。表4. 電機(jī)參表號 “(KW)轉(zhuǎn)矩(N.m)同 滿 轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn)r/min)傳 齒輪傳 減器 動(dòng)比動(dòng)比 17長春理工光電信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 4 驅(qū)動(dòng) 設(shè)計(jì)JXJ1-35-0.37 0.37 67.9 1500 1440 240 6.9 35圖4. 電機(jī)尺寸圖表4. 電機(jī)尺寸表P E M n-d D2 D3 D4 D b h B4 9 129 4-12 290 260 230 45 8 31 5764.4齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算4.4.1選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)按傳動(dòng)方 ，選直齒 齒輪傳動(dòng)。旋轉(zhuǎn)門為一 傳動(dòng)，不高， 選7級 GB10095-88。文獻(xiàn)3中齒輪 料為40Cr調(diào)， 為280HBS，大齒輪的 料選45 調(diào) 為240HBS，其 料 差40HBS。齒輪齒 1z =30，大齒輪齒 2 30 6.86 205.8z = ， 2z =206。4.4.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 進(jìn) 計(jì)算， 23 12.32 t Etd HKT Zudu = (4. )確 內(nèi)的各計(jì)算參18長春理工光電信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 4 驅(qū)動(dòng) 設(shè)計(jì)選 tK =1.25。計(jì)算齒輪傳的轉(zhuǎn)矩41 8.7 10 .T N mm= (4. )文獻(xiàn)3中表10-7選齒寬 d =1。文獻(xiàn)3中表10-6得 料的彈性 12189.8E aZ MP=。文獻(xiàn)3中圖 10-21d 按齒面 得齒輪的 強(qiáng) lim1 600H aMP = ，大齒輪的 強(qiáng) lim2 550H aMP = 。根據(jù)應(yīng) 循環(huán) 81 160 60 41.16 1 (2 8 365 15) 1.803 10hN n jL= = = (4. ) 8721.803 10 2.63 106.86N = = (4. )文獻(xiàn)3中圖10-19得 壽命 ： 1 0.90HNK = ， 2 0.96HNK = 。計(jì)算 許應(yīng) 概為，全 S=，得1 lim11 0.90 600 540HN HHK MPa MPaS = = (4. 4)2 lim2 0.96 550 528HN HHK MPa MPaS = = 2 (4. 5)計(jì)算計(jì)算齒輪的 1td ，代入 H 中的 23124312.321.25 8.74 10 7.86 189.82.321 6.86 52857.85t Etd HKT Zudumm = = =(4. )計(jì)算 v1 57.85 41.16 0.125 /60 1000 60 1000td nv m spi pi = = = (4. 7)計(jì)算齒寬19長春理工光電信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 4 驅(qū)動(dòng) 設(shè)計(jì)文獻(xiàn)中表107 d =0.61 57.85 57.85d tb d mm= (4. )計(jì)算齒寬和齒高之比b/h： 1157.85 1.9330ttdm mmz= = = (4. )齒高： 2.25 2.25 1.93 4.3425th m mm= = (4.)57.85 13.3224.3425bh = = (4.) 計(jì)算 根據(jù)v=0.125m/s，7級 ， 文獻(xiàn)3中圖10-8得動(dòng) Kv=1.4；直齒輪，設(shè) 10 /A tK F N mmb 。 文獻(xiàn)3中圖103得 1.2Ha FaK K= =文獻(xiàn)3中表10-2得 的齒輪的 1.25AK = ，文獻(xiàn)3中表10-47級 齒輪 支承 時(shí)，2 2 31.12 0.18(1 0.6 ) 0.23 10H d dK b = + + + (4. )據(jù)代入后得31.4 0.18 (1 6.7 ) 1 0.23 10 52.85 2.79HK = + = (4.)b/h=13.322, HK =2.79，文獻(xiàn)3中圖10-13得 FK =2.65 1.25 1.4 1.2 2.79 5.859A V H HK K K K K = = (4.4)按實(shí)際的 校正所算得的 直徑， 得3 31 K 5.85957.85 96.82K 1.25td d mmt= = 1 (4.5)計(jì)算 96.82 3.2330dm mmz= = =11(4. )4.4.3按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算 20長春理工光電信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 4 驅(qū)動(dòng) 設(shè)計(jì) 3 22 Fa Sad FY YKTmz (4.7確計(jì)算 內(nèi)的各計(jì)算參文獻(xiàn)3中圖10-20c得齒輪的 強(qiáng) 1 500FE MPa = ；大齒輪的 強(qiáng) 2 380FE MPa = ； 文獻(xiàn)3中圖10-18得 壽命 1 0.89FNK = ， 2 0.93FNK = ；計(jì)算 許應(yīng) 全 S=1.4， 得 1 1 0.89 500 317.861.4FN FEF K MPaS = = =1 (4. ) 2 2 0.93 380 252.431.4FN FEF K MPaS = = =2 (4.)計(jì)算 K1.25 1.4 1.2 2.65 5.565A V H FK K K K K = = (4.4) 齒 文獻(xiàn)3中表10-5得 1 2.52FaY = ， 2 2.10FaY = ；應(yīng) 校正 文獻(xiàn)3中表10-5 得 1 1.625SaY = ， 2 1.9SaY = ；計(jì)算大 齒輪的 Fa SaFY Y 并 以比 1 1 2.52 1.625 0.012883317.86Fa SaFY Y = =1 (4.4) 2 2 2.10 1.9 0.01581252.43Fa SaFY Y = =2 (4.4 )得大齒輪的大。設(shè)計(jì)計(jì)算21長春理工光電信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 4 驅(qū)動(dòng) 設(shè)計(jì) 13243222 5.565 8.7 10 0.015811 302.572Fa Sad FY YKTmzmm =(4.4) 計(jì)算 ， 齒面 強(qiáng)計(jì)算的 大于 齒根 強(qiáng)計(jì)算的 ， 于齒輪的 的大要 于 強(qiáng)所 的承 ，而齒面 強(qiáng)所 的承 ，與齒輪直徑 ， 強(qiáng)算得的 . 并就 為準(zhǔn) =；按 強(qiáng)算得的 直徑1 96.82d mm= ，算出齒輪齒： 196.82 32.273dzm= = = ， 1z =33。大齒輪齒2 1 6.86 33 226.38z uz= = 2 226z =這 的齒輪傳動(dòng)， 滿足齒面 強(qiáng)，又滿足齒根 強(qiáng)，而且做到了 ， 。4.4.4幾何尺寸計(jì)算計(jì)算 直徑33 3 99d z m mm= 1 1 (4.44)226 3 678d z m mm= 2 2 (4.45)計(jì)算中心( ) (99 678) 388.52 2d da mm+ += = =1 2 (4.4 )計(jì)算齒輪寬1 1 99 99db d mm= (4.47) 2 1100 , 104B mm B mm= = 。 算4112 2 8.7 10 1757.699tTF Nd= = = (4.4 )1 1757.6 22.2 / 100 /99A tK F N mm N mmb = = ， 適。 (4.4)于軸的尺寸非大， 齒輪 為齒 其設(shè)計(jì)。其設(shè)計(jì)與一 齒輪設(shè)計(jì)時(shí)完全一 的。22長春理工光電信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 4 驅(qū)動(dòng) 設(shè)計(jì)23長春理工光電信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 5 控制 設(shè)計(jì)5 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1硬件設(shè)計(jì)5.1.1變頻器容量選擇計(jì)算頻器 的選 很多currency1 ，列電動(dòng)機(jī)的 ，電動(dòng)機(jī)的 電流，電動(dòng)機(jī) 時(shí)等，其中最要的電動(dòng)機(jī)的 電流。表5. 電機(jī)參表 電動(dòng)機(jī)號“W電 流A電 壓V%“currency1 最大轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng) 2( . )kgm輪的 轉(zhuǎn)動(dòng) Y881-4 550 1.51 380 73 0.76 2.2 0.0018 0.6驅(qū)動(dòng)一臺電動(dòng)機(jī)于連續(xù) 轉(zhuǎn)的頻器 須同時(shí)滿足列3項(xiàng)計(jì)算 ：滿足負(fù) currency1出/kVA： cosmcm kPP (5.)1.1 550(0.85 0.76)0.94滿足電動(dòng)機(jī) /kVA： 310 3cm e eP U I (5. )310 3 380 1.510.94炒 滿足電動(dòng)機(jī)電流/A： cm eI kI 5.)1.1 1.511.66炒中： cmP 為頻器的 /kVAmP 負(fù) 要求的電動(dòng)機(jī)軸currency1出“/kw24長春理工光電信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 5 控制 設(shè)計(jì)eU 電動(dòng)機(jī) 電壓/veI 電動(dòng)機(jī) 電流/A 電動(dòng)機(jī) cos 電動(dòng)機(jī)“currency1k電流波補(bǔ)償 k是電流波補(bǔ)償 ， 于頻器的currency1出波并不是完全的正弦波，而含 高 諧波的成 ，其電流應(yīng) 所 。 PWM控制方 的頻器，k約為1.051.1。指頻器的 動(dòng) 時(shí)頻器產(chǎn)品號所列的頻 ，一 以準(zhǔn) 為準(zhǔn)，在頻器 以內(nèi)進(jìn) 減，在進(jìn) 急劇 和減時(shí)，一 利 止“，以頻器跳閘，同時(shí) 長了 減時(shí)。 產(chǎn)設(shè)備 時(shí) 殊要求時(shí)， 須事先實(shí)編破器的 是 滿足所要求的 時(shí)，不滿足則要選 大一檔的頻器 。在指 時(shí)的情，頻器所 需的 計(jì)算：2937 cos 375lcmAkT GD nPt (5.4)2225.4 0.61.1 1440(937 0.73 0.76) (375 3)0.94+炒 中： cmP 為頻器的 /kVAk電流補(bǔ)償 , PWM控制方 的頻器,k約為1.051.1 電動(dòng)機(jī) cos 電動(dòng)機(jī)“currency1n電動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)/(r/min)2GD 電動(dòng)機(jī)軸 的 輪 矩/( 2.N m )At 電動(dòng)機(jī) 時(shí)/slt負(fù) 轉(zhuǎn)矩/( 1.N m )指頻器的減時(shí)降低頻器的currency1出頻，就 以實(shí) 電動(dòng)機(jī)減。 頻器currency1出頻的降低， 電動(dòng)機(jī)更的減。 頻器currency1出頻 應(yīng)的低于電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)時(shí)，電動(dòng)機(jī)就進(jìn) 再 制動(dòng)。在這 狀，異 電動(dòng)機(jī)成異fi電機(jī)，而負(fù) 的機(jī)被轉(zhuǎn)換為電并 饋給頻器。 饋 大時(shí)頻器本身的電壓保護(hù)電路動(dòng)作并切斷頻器的currency1出，電動(dòng)機(jī)于自減狀， 而法達(dá)到減的目的。25長春理工光電信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 5 控制 設(shè)計(jì)為了出 述 ， 述 在直流中回路的其 消耗，而不造成電壓升高。在電壓星頻器中，一 在直流中回路的電 器 端并 制動(dòng) 和制動(dòng)電 。 直流中回路的電壓升高到一的電壓，制動(dòng)就回 ，直流電壓 制動(dòng)電 放電， 電動(dòng)機(jī)回饋給頻器的直流中回路的 ，以熱的 在制動(dòng)電 消耗掉。制動(dòng)電 的選擇方法：1)計(jì)算制動(dòng) 矩 / .bT N m1 2( )( )9.55m lb lsJ J n nT Tt+ = (5.5)(0.0018 0.051)(1440 1) 2.2(9.55 1)5.7+ = =中： bT 動(dòng) 矩/ 1.N mmJ 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng) /2.kgmlJ 折算 電動(dòng)機(jī)軸的負(fù) 轉(zhuǎn)動(dòng) /2.kgm1n減開始/(1.minr )2n 減完了/( 1.minr )st 減時(shí)/slT負(fù) 轉(zhuǎn)矩/1.N m2)計(jì)算制動(dòng)電 bR 的 在進(jìn) 再 制動(dòng)時(shí)， 不 放電的制動(dòng)電 ，電動(dòng)機(jī)內(nèi) 20%的銅損被轉(zhuǎn)換為制動(dòng) 矩。 這currency1， 以按 初 計(jì)算制動(dòng)電 的 選。210.1047( 0.2 )cobb mURT T n= (5. )27600.1047(5.76 0.2 2.2) 1440720.11= =中： obR 制動(dòng)電 cU 直流電路電壓/V26長春理工光電信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 5 控制 設(shè)計(jì)200V級頻器, cU =380V400V級頻器, cU =760VbT 制動(dòng)轉(zhuǎn)矩/(1.N m )mT 電動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)矩/(1.N m )1n減開始/(1.rm )中，( 0.2 ) 0b mT T ，則 要 制動(dòng)電 。放電電路 制動(dòng) 和制動(dòng)電 串而成，currency1，制動(dòng) 本身允許電流 cI 就是放電電路的最大允許。所以制動(dòng)電 的最 min /c cR U I= 。，制動(dòng)電 bR 的 應(yīng) min b obR R R 。 的頻器 產(chǎn)廠家在產(chǎn)品目錄中。給出制動(dòng)電 最的參 ， 供戶在選擇制動(dòng)電 時(shí)參 。3)計(jì)算制動(dòng)電 消耗的“ 0RP /kW前所述，電動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)的20%制動(dòng)轉(zhuǎn) 電動(dòng)機(jī)內(nèi) 損 產(chǎn) ，所以以按 求得電動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)電 消耗的 “：3 1020.1047 10 ( 0.2 )( )R b m nP T T n= (5.7)= 30.1047 10 (5.76-0.2 2.2) 1440=0.802于 自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門是恒轉(zhuǎn)矩負(fù) ， 頻器選 的。又currency1為 旋轉(zhuǎn)門的轉(zhuǎn)不允許超 ，電機(jī)不 。currency1而 以選 的頻器， 要所選的頻器滿足一 環(huán)境 。根據(jù)以 的計(jì)算的據(jù)，選佳靈JP6C-T9-0.75。頻器的參；27長春理工光電信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 5 控制 設(shè)計(jì)表5. 頻器參表頻器號 C-7 -.75適配電動(dòng)機(jī)“ .75電流 VA .電壓V 44頻Hz 5 電流A .5 短時(shí) 電流的5% in電 源電壓頻 445Hz Hz允許波動(dòng) 電壓%-5%頻5%-5%瞬電壓降低 V以 繼續(xù) 轉(zhuǎn)所需電源 VA . currency1出“調(diào)最高頻Hz 54 設(shè) 基本頻Hz 54 設(shè)動(dòng)頻Hz .5 設(shè)波頻Hz 設(shè) 擬設(shè)設(shè) 辨 擬設(shè)控制電壓頻性 基本頻 設(shè) 44V電矩提升 自動(dòng):按照負(fù) 轉(zhuǎn)矩調(diào) 最佳動(dòng)設(shè):. .編碼設(shè)動(dòng)轉(zhuǎn)矩 5%以 (轉(zhuǎn)矩矢 控制) 制動(dòng)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩 %以 選時(shí) 5%以 (DBR時(shí))直流制動(dòng) 設(shè)制動(dòng)開 開始頻時(shí)等外殼 護(hù)等級 I4 冷方 自冷 .45.1.2傳感器與安全系統(tǒng)的設(shè)計(jì)檢測傳感器的選檢測 是 fi于門 面的 傳感器 實(shí) 的，其要“是感知人的進(jìn)出 而fi出開門信號。紅外傳感器的選擇要 檢測 和currency1出 及其點(diǎn)。ADS-A門傳感器是好的選擇。它的檢測 調(diào)，fi高在門的設(shè)計(jì)高 內(nèi)，其currency1出 為繼電器 點(diǎn)， 以直 和控制器連。那么檢測傳感器就 以選擇這。其性參 文獻(xiàn) 。全 設(shè)計(jì)為 止 旋轉(zhuǎn)門在工作程中currency1某些原currency1而fi 傷人的事 出 ，那么就需要配 一的全 。要采以方 。紅外 夾全感應(yīng)器 止門扇與 之夾傷 人， 人在門扇與 立 全內(nèi)時(shí)，感應(yīng)器與 28長春理工光電信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 5 控制 設(shè)計(jì)開 信號同時(shí) 門扇應(yīng)馬 停止。 撞 fi于入 右 門立 ，內(nèi)fi 內(nèi)藏 感應(yīng)器，遇物體碰撞 受壓，門扇馬 停止轉(zhuǎn)動(dòng)， 止夾傷人， 內(nèi)感應(yīng)器恢復(fù)正后，轉(zhuǎn)門 之恢復(fù)正 轉(zhuǎn)。扇門底邊f(xié)i 全開寬內(nèi)藏 感應(yīng)器，碰到物體 受壓，門扇馬 停止轉(zhuǎn)動(dòng)， 止門扇 倒人， 內(nèi)感應(yīng)器恢復(fù)正后，轉(zhuǎn)門 之恢復(fù)正 轉(zhuǎn)。外，還采了4測 為5 的電感 開 。 開 于 夾 區(qū)域設(shè) 直流制動(dòng)門及鎖門。) 夾 開 的選 于在出入 夾區(qū)域內(nèi)要fi了 夾傳感器。而 夾感應(yīng)器是 感應(yīng)人是于 夾區(qū)域內(nèi)，而不知道是門扇 夾區(qū)域內(nèi)，所以 夾傳感器是法鑒人是 受夾 正在受夾。則需要一 開 判斷門 走到了 夾區(qū)域內(nèi)。在 夾區(qū)域內(nèi)，則 感應(yīng)器fi出信號表示，時(shí) 人進(jìn)入 夾區(qū)則 被夾。 信號同時(shí) 時(shí)則門停轉(zhuǎn)制動(dòng)。 于人的寬一 在.5 以， 設(shè)為 感應(yīng)器感應(yīng)。 門 門 .5 時(shí)， 開 傳感器就 以fi出信號。currency1選擇光電 BR 列 傳感器其號為BR-DD傳感器。其性參 文獻(xiàn) 。) 夾傳感器的選 夾傳感器是 檢測人是在 夾區(qū)域內(nèi)的。應(yīng)采紅外傳感器檢測，其檢測方 是 直的。currency1 人在 夾區(qū)域時(shí)，傳感器 直檢測不誤判。傳感器不是 直的，而是fi散的，人正轉(zhuǎn)門區(qū)時(shí)， 夾傳感器就 檢測到人的存在，而時(shí)門 又 正好在 夾 傳感器 內(nèi)。 者信號同時(shí) ，門體 停轉(zhuǎn)，而造成不 要的麻煩。currency1 以選擇紅外垂直 夾傳感器。紅外 夾傳感器fi在門的進(jìn)出 的 夾區(qū)域內(nèi)， 進(jìn)出 的右邊立 旁的華蓋 ，其體 根據(jù)調(diào)節(jié)而。基于以 以選號為B 5M-“R。其性參 文獻(xiàn) 。)直流制動(dòng) 開 選 于 電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)時(shí)，門要停在指的 ，而門停轉(zhuǎn)時(shí)，電機(jī)要先停轉(zhuǎn)而門體 一性而得門法停在指的 。這時(shí)我們就需要 開 ， 門 門停 時(shí)，就產(chǎn) 信號fi出制動(dòng)信息，門體在這 。 開 的感應(yīng)大，門制動(dòng)后停在指 的前邊感應(yīng) ， 于 開 一 應(yīng)時(shí)，則門停超門應(yīng)停的 。根據(jù) 自動(dòng)門產(chǎn)品類， 選CR 列電 開 為 的號Ncurrency1出。其性參 文獻(xiàn) 。4)鎖門 開 的選 鎖門時(shí)，為了讓門 確的停在 鎖的 ，同需要一 開 提前感應(yīng)鎖門 的 ，fi出鎖門信號門體 確停在這 便于我們 電磁鎖和機(jī)鎖，而需人再 推門體其準(zhǔn)確停。 開的感應(yīng)到不了門體的 確停，而得法 鎖。所以感應(yīng)為適 。根據(jù) 自動(dòng)門產(chǎn)品類推， 選5 感應(yīng)高波