自动人行道设计计算书

编 写 Ansys分析 1. 踏板线速度计算 参数

自动人行道设计计算说明书 校 核 审 核 电机额定速度Nm＝960rpm 减速机速比 ib ＝24.5:1 主驱动小链轮齿数Z1=23 主驱动大链轮齿数Z2=65 踏板曳引链轮齿数Z3=16

踏板曳引链轮节圆直径D1=683.41mm=0.68341m

主轴转速

Ns=

NmZ196023×=×=13.865rpm ibZ224.565 踏板运行速度

13.865NsVt=×πD1=×3.14×0.68341=0.4959m/s

6060

2. 扶手带线速度计算 2.1 参数

主轴转速Ns=13.865rpm 扶手传动小链轮齿数Z4=30 扶手传动大链轮齿数Z5=26 扶手带包轮直径D2=0.587m 扶手带厚度δ=0.012m

2.2 扶手带线速度计算

1/8

扶手带传动链轮速比if=Vf=

Z526==0.866667 Z430Ns13.865×πD2=×3.14×(0.587+0.012)= 0.5015m/s

600.86666760if1.02Vt=1.02×0.4959=0.5058 m/s ∴Vt ＜Vf＜1.02Vt 扶手带速度合格。

3. 理论输送能力计算 参数

踏板名义速度Vn=0.5m/s

系数K=2(按梯级1000mm,取K=2)

理论输送能力

Ct=

Vn0.5×3600×K=×3600×2=9000(人/小时) 0.40.44. 电机功率计算：

带踏板链的踏板重量W=75.82Kg/m； 踏板链的张紧力T＝300Kg/条； 踏板宽度B=1.004米

踏板链前进侧摩擦系数 µ1 =0.02; 踏模式板链返回侧摩擦系数 µ2 =0.01; 乘客负荷效率为 β=0.75; 人行道速度ν=30m/min; 减速机效率η=0.95

乘客负荷p:p270B2701.0040.75203.31(kg/m) 电机的功率P与踏板的运行阻力fp和扶手带的运行阻力fH有关:

2/8

pfPfH10260W

H (sincos2)WH1.65Htan{(p)(sincos1)}(25)2costancostan10260

当提升高度H=3m 时:

H(sincos2)WH1.65Htan{(p)(sincos1)}(25)2costancostanp10260375.82(sin12cos120.01)75.8231.653tan12{(20331)(sin12cos120.02)}(25)2cos12tan12cos12tan1230102600.95W

4.1KW(取H3m时，功率为5.5KW)

同理: H≤5m 时,功率为7.5KW; H≤8m 时,功率为11KW

5. 踏板链、驱动链、扶手带链条强度校核：

乘客载荷Ｑ＝5000N/㎡=510㎏/㎡(以下其余参数代号同上) (1)踏板链安全系数

踏板链在踏板的两侧各使用一条，因此每一条承受二分之一的负载

安全系数踏板链的保证破断力[F]5

F1WHWHTF{(Q)(sincos1)(sincos2)}

2costancostan2①当提升高度Ｈ＝5m

175.82575.8253000000F{(510)(sin12cos120.02)(sin12cos120.01)}22cos120tan120cos120tan1201555.57(kg)3/8

当使用C-10V的踏板链,其保证破断力为[F]100000N10204kg 则安全系数踏板链的保证破断力[F]102046.65

F1555.57②当提升高度Ｈ＝8m

175.82875.8283000000F{(510)(sin12cos120.02)(sin12cos120.01)}22cos120tan120cos120tan1202400.7kg

kg 当使用C-13V 的踏板链, 其保证破断力为[F]130000N13265则安全系数踏板链的保证破断力[F]132655.55

F2400.7则H≤5m时,踏板链用C-10V; 5m(2)驱动链安全系数

 安全系数驱动链的保证破断[F力]5

F驱动链张力F:

r1WHWHF{(Q)(sincos1)(sincos2)}1

2costancostanr2 1）

提升高度Ｈ＝6m

驱动链的张紧力F：

175.82675.826327.18F{(510)(sin12cos120.02)(sin12cos120.01)}2cos12tan12cos12tan12384.1 2876.52(kg)(其中r1:踏板链轮半径;r1=327.18mm; r2:驱动链轮半径;r2=384.1mm)

4/8

当使用80-2的驱动链,其保证破断力[F]=166600N=17000kg 则安全系数驱动链的保证破断力[F]170005.95

F2876.522) 当提升高度H＝8m

驱动链（＃100-2）的张紧力F：

175.82875.828327.18F{(510)(sin12cos120.02)(sin12cos120.01)}2cos12tan120cos12tan12379.1 3884.9(kg)(其中r1:踏板链轮半径;r1=327.18mm; r2:驱动链轮半径;r2=379.1mm) 当使用80-2的驱动链,其保证破断力[F]=216000N=22040.82kg

则安全系数驱动链的保证破断力[F]22040.825.675

F3884.9则H≤6m时驱动链用#80-2; 6m（3）扶手带链条强度校核：

按国标GB16899-1997 “12.3.2”要求，链条在5000N/㎡的乘客载荷下，安全系数应不小于５．

扶手带运行阻力最大为120kgf,

扶手带驱动链的安全率：

驱动链在扶手带最大运行阻力下的拉力：

F120141158.85(kgf)

106.513安全率为S

链条理论破断强度221013.915

F158.856. 制动距离计算

按国标GB16899-1997“12.4.4.4” 要求，在每0.4m长度制动载荷为

100kgf

5/8

的情况下，制动距离在0.2～1.0m．

(1) 上行：

TB(TLTF)/12Dg；

GDRGDLT/1减速机链轮直径2);

电机链轮直径其中，GRDGD电机(GD电机GD电机GD皮带GD平衡轮; (2) 下行：

TLTF, 

等效链轮直径：DTGPCD踏板速度: V=30m/min: 制动距离: L30 满载时：

角度、提升高度 3m 设计参数 级链轮直径TGPCD(m) 大驱动链轮齿数TGZ 小驱动链轮齿数TGV 传动比M 传动效率η1 6/8 11.042 65 23 13.978 0.95 0.65436 65 65 23 14.12 5m 8m 12° 0.125TB(TLTF)12Dg;

GDRGDLT1TB(TLTF)22Dg;

GDRGDLT2ZDV；

TGZM0.05;

传动效率η2 等价直径GENS(m) 扶手带GDH(㎏.㎡) 梯级GDS(㎏.㎡) 端部链轮GD2TG(㎏.135 ㎡) 端部链轮GDT(㎏.㎡) 乘客载荷(㎏.㎡) 扶梯GDLT(㎏.㎡) 主机GDR(㎏.㎡) 乘客扭矩ＴL(kgf.m) 阻力扭矩TF(kgf.m) 等效直径Ｄ（m） 制动减速度εdn(m/ s2) 制动距离L30(dn)(m)

设计符合要求．

0.0443 0.5047 0.7932 6.0350 4.4269 5.6548 0.0119 0.4506 0.3274 0.0441 0.8376 1.2268 6.5519 7.3622 9.2072 0.0118 0.4732 0.3142 0.0460 1.3206 1.8575 7.1387 11.6934 14.4478 0.0117 0.5845 0.2638 135 142.90 0.0119 0.0051 0.2390 0.95 0.0118 0.0051 0.3400 0.0117 0.0051 0.4858 7.金属珩架刚度、强度的刚度计算

7.1自动人行道金属骨架的相关数据：

提升高度 4.7M 倾 角 12° 梯级宽度 1M 扶梯水平跨距 13M

7/8

7.2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，金属骨架腹板 采用壳单元（shell-93），将自动人行道金属骨架的梁横截面预设为8种。网络划分为0.1M，网格图见图2。

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。

7.3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1/750。

金属骨架受乘客载荷作用的受力图，如图3

7.4分析结果

水平方向位移 0.73 垂直方向位移 4.278 矢量和 4.342

从附图4中可知，自动人行道在乘客载荷的作用下，最大总位移为4.342mm。

4.342/13000=1/2994<1/750 所以，金属骨架符合标准要求。

8/8