兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)設(shè)計(jì)【含CAD高清圖紙和文檔資料】

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摘 要 兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)是一種專(zhuān)為擴(kuò)大人員流動(dòng)而設(shè)計(jì)的新型旋轉(zhuǎn)門(mén)，是集自動(dòng)旋 轉(zhuǎn)門(mén)、平滑門(mén)和展臺(tái)功能三者優(yōu)點(diǎn)于一身的完美組合。 本論文主要論述了兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)的設(shè)計(jì)過(guò)程，其主要對(duì)兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)的 門(mén)體結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和檢測(cè)安全系統(tǒng)做了詳細(xì)的分析和設(shè) 計(jì)。提出了采用鋁型材和玻璃等組成門(mén)體框架，旋轉(zhuǎn)翼及平滑門(mén)用扁鋼固定在一 起形成旋轉(zhuǎn)門(mén)體，通過(guò)吊架將旋轉(zhuǎn)門(mén)體同六個(gè)被動(dòng)滾輪連接，使旋轉(zhuǎn)翼和平滑門(mén) 系統(tǒng)懸掛在門(mén)冠圓形軌道上；采用三相異步電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，通過(guò)一個(gè)減速器和 一對(duì)齒輪齒圈傳動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)體在門(mén)冠圓形軌道上旋轉(zhuǎn)；用可編程控制器 （PLC）來(lái)負(fù)責(zé)完成控制任務(wù)，由變頻器來(lái)實(shí)現(xiàn)門(mén)體多段轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)功能。使用 紅外線傳感器檢測(cè)進(jìn)出旋轉(zhuǎn)門(mén)的人員流動(dòng)，多部接觸式和非接觸式傳感器及光電 接近開(kāi)關(guān)來(lái)確保通行者的安全進(jìn)出。最終,設(shè)計(jì)出了一種功能實(shí)用、安全可靠的 旋轉(zhuǎn)門(mén)。 關(guān)鍵詞 兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)，門(mén)體，可編程控制器,傳感器 ABSTRACT Two wings automatic revolving door is one kind of new revolving door which is specially for the expansion of the people’s movement,it is a perfect combination that combines automatic revolving door、smoothing door and exhibition space on the merits of the three functions . This paper discusses the design process of the two wings automatic revolving door, it include the detailed analysis and design about gate body structure、drive system、transmission system、control system and testing security system of the two wings automatic revolving door.It proposed that the door frame is composed of glass and aluminum framework,the revolving door body is made of rotary-wing and smoothing door by flat steel fixed together, is connect to six passive wheels with the hanging brackets which hang on the door crown circular orbit.The three-phase asynchronous motor drive the revolving door body to ralate on the door crown circular orbit through a reducer and gears transmission;PLC is responsible for the task of controller and the function of rotational speed is rely on the VVF. The flow of personnel passing in and out of the revolution door is checked by the infrared ray sensor, the safety of people are ensured by a number of contact and non-contact sensors and photoelectric proximity switches.On the end, have designed a kind of function practical、safety dependablely revolving door. Key words Two wings automatic revolving door, gate body, programmable logic controller, sensor 目 錄 摘 要 Ⅰ ABSTRACT.II 1 緒論 .1 1.1 旋轉(zhuǎn)門(mén)的發(fā)展概況. .1 1.2 旋轉(zhuǎn)門(mén)作為出入口設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn). .1 1.3 旋轉(zhuǎn)門(mén)的發(fā)展趨勢(shì). .2 1.4 旋轉(zhuǎn)門(mén)研究的必要性. .2 2 方案設(shè)計(jì) .3 2.1 方案擬定 3 2.1.1 兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)設(shè)計(jì)方案一 3 2.1.2 兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)設(shè)計(jì)方案二 .4 2.2 方案選擇 5 2.2.1 方案比較 .5 2.2.2 確定方案 .5 3 門(mén)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .6 3.1 門(mén)體的總體設(shè)計(jì) 6 3.1.1 門(mén)體構(gòu)成 .6 3.1.2 門(mén)體規(guī)格 .6 3.2 旋轉(zhuǎn)門(mén)體部分設(shè)計(jì) 7 3.2.1 確定旋轉(zhuǎn)門(mén)體材料 .7 3.2.2 確定旋轉(zhuǎn)門(mén)體相關(guān)尺寸 .8 3.3 曲壁設(shè)計(jì) 13 3.3.1 曲壁的總體設(shè)計(jì) .13 3.3.2 確定曲壁材料 .13 3.3.3 確定材料尺寸 .14 3.4 旋轉(zhuǎn)門(mén)體加強(qiáng)連接設(shè)計(jì) 15 3.4.1 加強(qiáng)型鋼的總體設(shè)計(jì) .15 3.4.2 加強(qiáng)型鋼材料選擇及尺寸計(jì)算 .15 3.5 華蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 3.5.1 華蓋的總體設(shè)計(jì) .16 3.5.2 華蓋材料選擇 .17 3.5.3 華蓋材料尺寸確定 .17 4 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 19 4.1 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 19 4.2 減速機(jī)的選擇 19 4.2.1 旋轉(zhuǎn)門(mén)體的慣性力矩計(jì)算 .19 4.2.2 旋轉(zhuǎn)門(mén)體的摩擦力矩計(jì)算 .22 4.2.3 選擇減速機(jī) .22 5 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24 5.1 傳動(dòng)齒輪齒圈設(shè)計(jì) 24 5.1.1 齒輪齒圈設(shè)計(jì)前述 .24 5.1.2 齒輪齒圈參數(shù)設(shè)計(jì) .24 5.2 承重滾輪及其軌道設(shè)計(jì) 28 5.2.1 選擇滾輪 .28 5.2.2 軌道設(shè)計(jì) .29 5.3 齒圈連接轉(zhuǎn)盤(pán)支架的螺栓設(shè)計(jì) 32 5.3.1 螺栓直徑設(shè)計(jì) .32 5.3.2 齒圈結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) .33 5.4 轉(zhuǎn)盤(pán)支架設(shè)計(jì) 34 5.5 門(mén)體吊架設(shè)計(jì) 35 5.5.1 吊架處連接螺栓的直徑設(shè)計(jì) .35 5.5.2 吊架的尺寸設(shè)計(jì) .36 6 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 37 6.1 控制系統(tǒng)的控制過(guò)程及其控制功能 37 6.1.1 控制系統(tǒng)的控制過(guò)程分析 .37 6.1.2 控制系統(tǒng)的控制功能分析 .37 6.2 控制系統(tǒng)的選擇 37 6.3 變頻器的選擇 38 6.3.1 變頻器的容量計(jì)算 .38 6.3.2 指定變頻器減速時(shí)間 .38 6.3.3 變頻器的頻率設(shè)定 .40 6.4 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 41 6.4.1 PLC 的機(jī)型選擇 41 6.4.2 PLC 外接電氣元件的選擇 42 6.4.3 輸入輸出口的保護(hù)及分配 .43 6.4.4 PLC 的外部接線圖 45 6.5 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 45 6.5.1 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的要求分析 .45 6.5.2 PLC 程序設(shè)計(jì) 47 7 檢測(cè)安全系統(tǒng)設(shè)計(jì) 60 7.1 檢測(cè)安全系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 60 7.2 檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 60 7.2.1 檢測(cè)系統(tǒng)的要求 .60 7.2.2 檢測(cè)傳感器的選擇 .60 7.2.3 檢測(cè)傳感器的安裝 .60 7.3 安全系統(tǒng)設(shè)計(jì) 61 7.3.1 安全系統(tǒng)的要求 .61 7.3.2 安全傳感器的選擇 .61 7.3.3 安全接近開(kāi)關(guān)的安裝 .63 結(jié)論 65 參考文獻(xiàn) 66 附錄 A：西門(mén)子 PLC S7-200CPU226 的性能參數(shù) .68 附錄 B：PLC 硬件接線圖 .71 附錄 C：電氣接線圖 72 致 謝 73 攀枝花學(xué)院 Panzhihua University 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 文獻(xiàn)綜述 院 （系）： 機(jī)電工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 二零零三級(jí)二班 學(xué)生姓名： 王文兵 學(xué) 號(hào): 200320623082 2007 年 4 月 26 日 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）文獻(xiàn)綜述評(píng)價(jià)表 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目 兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)設(shè)計(jì) 綜述名稱(chēng) 評(píng)閱教師姓名 喬水明 職稱(chēng) 講師 評(píng) 價(jià) 項(xiàng) 目 優(yōu) 良 合格 不合格 綜述結(jié)構(gòu) 01 文獻(xiàn)綜述結(jié)構(gòu)完整、符合格式規(guī)范 綜述內(nèi)容 02 能準(zhǔn)確如實(shí)地闡述參考文獻(xiàn)作者的論點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果 03 文字通順、精練、可讀性和實(shí)用性強(qiáng) 04 反映題目所在知識(shí)領(lǐng)域內(nèi)的新動(dòng)態(tài)、新趨勢(shì)、新水平、新原理、新技術(shù)等 參考文獻(xiàn) 05 中、英文參考文獻(xiàn)的類(lèi)型和數(shù)量符合規(guī)定要求，格式符合規(guī)范 06 圍繞所選畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目搜集文獻(xiàn) 成績(jī) 綜合評(píng)語(yǔ)： 評(píng)閱教師（簽字）： 2007 年 4 月 26 日 文獻(xiàn)綜述 兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)的文獻(xiàn)綜述 1 兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)設(shè)計(jì)的意義 1.1我選兩翼自動(dòng)門(mén)設(shè)計(jì)的意義 兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)是機(jī)電一體化產(chǎn)品的代表,其既包括了機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì),又包括了控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。作為機(jī)械自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的大學(xué)畢業(yè)生，把兩翼自動(dòng)門(mén)作為畢業(yè)設(shè)計(jì)能很好的運(yùn)用我們所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，鍛煉我們綜合運(yùn)用知識(shí)的能力和開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)產(chǎn)品的能力,能為我們以后參加工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 1.2兩翼自動(dòng)門(mén)設(shè)計(jì)的實(shí)際意義 從本世紀(jì)開(kāi)始，我國(guó)進(jìn)入了全面建設(shè)小康社會(huì)的新階段，創(chuàng)造美好生活環(huán)境是裝飾業(yè)發(fā)展的巨大推動(dòng)力；隨著人們對(duì)建筑物的要求越來(lái)越高，對(duì)門(mén)的選擇由單一的功用型向個(gè)性化、品位化發(fā)展，追求高格調(diào)的設(shè)計(jì)，營(yíng)造奢華的氣氛；而現(xiàn)代城市建筑物裝飾裝修中，將高科技應(yīng)用到建筑物的外觀形象上，使城市建筑的入口體現(xiàn)出智能化。此時(shí)，兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)以其全新的概念，寬敞開(kāi)放的門(mén)面和高格調(diào)的設(shè)計(jì)而作為自動(dòng)門(mén)中的頂級(jí)產(chǎn)品，做此項(xiàng)設(shè)計(jì)又有了許多實(shí)際的意義。 2 兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)的發(fā)展?fàn)顩r 2.1兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)的發(fā)展歷史 自1903年寶盾公司在荷蘭生產(chǎn)出第一座旋轉(zhuǎn)門(mén)，旋轉(zhuǎn)門(mén)至今已有一百年的歷史。在這段時(shí)間內(nèi)，從以前意義的轉(zhuǎn)門(mén)到今天的全自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)，旋轉(zhuǎn)門(mén)經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)的發(fā)展歷史，而兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)又是在傳統(tǒng)的自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的。發(fā)展到今天，旋轉(zhuǎn)門(mén)已具有可靠的安全系統(tǒng)和先進(jìn)的驅(qū)動(dòng)技術(shù)，其智能化高格調(diào)的設(shè)計(jì)為現(xiàn)代化樓宇建筑的入口提供了完美的選擇。 2.2兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 國(guó)外自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)發(fā)展較早，無(wú)論是驅(qū)動(dòng)技術(shù)還是控制技術(shù)都較為成熟。而我國(guó)旋轉(zhuǎn)門(mén)技術(shù)的發(fā)展起步較晚，其全自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)技術(shù)來(lái)源于荷蘭、瑞典、?日本等國(guó)。到目前為止，我國(guó)的技術(shù)水平離國(guó)外還有一定差距。國(guó)外著名專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠家有：荷蘭的B00N EDAM? 瑞典的BESAM? 德國(guó)的多瑪、蓋澤? 日本的納博克、寺岡等。而我國(guó)在90年代后期旋轉(zhuǎn)門(mén)開(kāi)始在我國(guó)建筑領(lǐng)域中得到迅速推廣和廣泛的使用。??發(fā)展到現(xiàn)在，我國(guó)也涌現(xiàn)出了一些旋轉(zhuǎn)門(mén)生產(chǎn)專(zhuān)業(yè)廠家。如：凱必盛、寶盾、青木寶盾、信步、歐立寶盾、京躍、上?？涤V州盛維、青島福田等。 2.3兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)的發(fā)展趨勢(shì) 兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)的發(fā)展趨勢(shì)主要有：新穎獨(dú)特的總體設(shè)計(jì)，高度的安全可靠性設(shè)計(jì)，多種運(yùn)轉(zhuǎn)使用方式設(shè)計(jì)，故障即時(shí)顯示功能設(shè)計(jì)，樓宇消防智能化控制設(shè)計(jì)，停電使用功能設(shè)計(jì)，大通行能力設(shè)計(jì)，精巧靈敏的遙控控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，先進(jìn)的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。同時(shí)，當(dāng)前最頂尖的兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)產(chǎn)品能利用先進(jìn)的通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使自動(dòng)門(mén)的維護(hù)不再受時(shí)間、地域和專(zhuān)業(yè)維護(hù)技術(shù)的限制，制造商可通過(guò) internet 與設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)交流，校正偏差，讓自動(dòng)門(mén)達(dá)到最佳運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí)，可準(zhǔn)確傳回故障信息，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程維護(hù)，縮短維護(hù)、保養(yǎng)時(shí)間；采用液晶顯示屏，進(jìn)行可視化設(shè)計(jì)，全面顯示門(mén)體轉(zhuǎn)速、狀態(tài)和故障等信息。 3兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)的優(yōu)缺點(diǎn) 兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)是樓宇設(shè)備中的光機(jī)電一體化技術(shù)產(chǎn)品，立足于建筑時(shí)代大潮的最前端。自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)的最大優(yōu)點(diǎn)在于它"永遠(yuǎn)開(kāi)門(mén)，又永遠(yuǎn)關(guān)門(mén)"，即對(duì)于人員來(lái)說(shuō)，門(mén)總可以打開(kāi)，可對(duì)于建筑物來(lái)說(shuō)門(mén)又總是關(guān)著。而要想進(jìn)一步擴(kuò)大旋轉(zhuǎn)門(mén)人員流量，擴(kuò)大旋轉(zhuǎn)門(mén)門(mén)扇之間的距離，就自然想到將旋轉(zhuǎn)門(mén)的門(mén)扇數(shù)量減為兩個(gè)，這就是兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)的獨(dú)特之處---大的通行能力設(shè)計(jì)。同時(shí)，兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)能減少公共場(chǎng)合人們對(duì)門(mén)體的接觸，能有效的防止了細(xì)菌的傳播。 面隊(duì)較為復(fù)雜的人流環(huán)境, 兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)的自動(dòng)化程度越高,其越容易出現(xiàn)故障,同時(shí)也容易發(fā)生傷人事故。但隨著科技的不斷進(jìn)步，穩(wěn)定可靠的驅(qū)動(dòng)、檢測(cè)、安全和控制系統(tǒng)的采用，這些缺點(diǎn)都會(huì)逐一克服。 4我設(shè)計(jì)兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)的特點(diǎn) 我設(shè)計(jì)兩翼旋轉(zhuǎn)門(mén)是采用圓周導(dǎo)軌懸掛整個(gè)旋轉(zhuǎn)門(mén)體的設(shè)計(jì)，是集自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)、平滑門(mén)和展臺(tái)功能三者優(yōu)點(diǎn)于一身的完美組合。根據(jù)不同的季節(jié)、場(chǎng)合而選擇旋轉(zhuǎn)門(mén)或平滑門(mén)的工作方式，特別適用于客流量很大的場(chǎng)所，如酒店、機(jī)場(chǎng)、醫(yī)院、商廈、娛樂(lè)中心等。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新穎：這種設(shè)計(jì)增強(qiáng)了抗風(fēng)能力，消除了風(fēng)口效應(yīng)，減少了能源損耗，有效的阻擋了灰塵，噪音和廢氣的進(jìn)入，充分發(fā)揮門(mén)的隔離和疏通作用。其展箱具有裝飾和展示功能。多重安全保護(hù)措施：安裝了多部非接觸式傳感器及獨(dú)特的安全開(kāi)關(guān)，確保通行者的安全。在斷電和意外情況下，自動(dòng)將門(mén)旋轉(zhuǎn)停至安全疏散位置，同時(shí)平滑門(mén)打開(kāi)，形成一個(gè)寬敞的疏散(緊急)通道價(jià)格較低又有很好的裝飾效果。特點(diǎn)：框架結(jié)構(gòu)-鋁合金骨架：門(mén)體采用鋁合金框架組裝、可拆式結(jié)構(gòu)，分成幾個(gè)獨(dú)立的部分，易于安裝，運(yùn)輸方便。驅(qū)動(dòng)部分由電機(jī)和齒輪減速機(jī)構(gòu)組成，安裝在門(mén)中心頂部的華蓋內(nèi)，維護(hù)工作經(jīng)濟(jì)方便。門(mén)的進(jìn)出口和旋轉(zhuǎn)部分都裝有傳感器，高靈敏度的系統(tǒng)保證了大門(mén)能即時(shí)開(kāi)啟以及對(duì)速度的調(diào)整，保證了通過(guò)者最大程度的行走安全。 5設(shè)計(jì)兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)的資料收集 兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)設(shè)計(jì)包括門(mén)體部分、機(jī)械傳動(dòng)部分、檢測(cè)安全系統(tǒng)和控制系統(tǒng)部分。其涉及較多領(lǐng)域，需要較強(qiáng)的資料收集能力。 5.1門(mén)體部分資料收集 門(mén)體部分主要涉及相關(guān)建筑行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和裝飾行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。建筑行業(yè)主要是門(mén)體尺寸要符合建筑行業(yè)進(jìn)出口要求，其主要參照《建筑門(mén)窗手冊(cè)》和《門(mén)窗工程》前者主要內(nèi)容各種門(mén)窗規(guī)格、材料和門(mén)的結(jié)構(gòu)等，包括有旋轉(zhuǎn)門(mén)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，介紹了旋轉(zhuǎn)門(mén)的大體結(jié)構(gòu)，以及門(mén)體鋁型材的型號(hào)、截面形狀和型材選用；后者主要介紹有門(mén)體材料型號(hào)和材料的選擇，以及少許旋轉(zhuǎn)門(mén)的安裝和裝飾要點(diǎn)。這些資料都沒(méi)有詳細(xì)介紹過(guò)兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)設(shè)計(jì)要點(diǎn)。同時(shí)還參照了《新編常用建筑材料手冊(cè)》上的一些門(mén)體結(jié)構(gòu)材料。 5.2機(jī)械部分資料收集 機(jī)械部分主要涉及電機(jī)選擇和傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)。由于兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)是依靠門(mén)體轉(zhuǎn)盤(pán)帶動(dòng)懸掛門(mén)體來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)的。其主要參照的資料有：《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》、《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)單行本—常用工程材料》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《機(jī)電產(chǎn)品目錄》。這些書(shū)上介紹了機(jī)械傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)和軌道尺寸系列過(guò)程，長(zhǎng)用機(jī)械材料系列包括扁鋼和角鋼等系列，齒輪的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，各種電機(jī)及電機(jī)減速器系列等。這些資料基本包括了機(jī)械部分所需的全部分資料，使我能在此基礎(chǔ)上較好的完成機(jī)械部分的設(shè)計(jì)。 5.3檢測(cè)安全系統(tǒng)資料收集 檢測(cè)安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括各種傳感器的選擇。則需要一些傳感器的產(chǎn)品供應(yīng)目錄結(jié)合其相關(guān)特點(diǎn)進(jìn)行選擇。主要參照《現(xiàn)代新潮傳感器應(yīng)用手冊(cè)》，本書(shū)主要內(nèi)容有各種類(lèi)型的傳感器型號(hào)、參數(shù)和性能介紹。 5.4控制系統(tǒng)資料收集 由于我設(shè)計(jì)的兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)控制系統(tǒng)采用可編程控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)其控制要求，具體采用西門(mén)子的PLC控制系統(tǒng)。收集的資料有：《PLC機(jī)電控制系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)技術(shù)》、《西門(mén)子可編程控制器》、《現(xiàn)代機(jī)械工程綜合實(shí)踐》等。前兩本書(shū)主要介紹了西門(mén)子系統(tǒng)的軟件和硬件設(shè)計(jì)及其系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)。最后一本書(shū)中有旋轉(zhuǎn)門(mén)的PLC控制要求和PLC的編程要點(diǎn)。這些資料能較好的滿足我控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。 5.5資料收集評(píng)論 由于兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)是當(dāng)前正在流行和發(fā)展的一種市場(chǎng)產(chǎn)品，關(guān)于其設(shè)計(jì)的紙制圖書(shū)資料很少，又很不完善。有涉及的資料都是講解其控制的，且設(shè)計(jì)也很為不全，很多實(shí)際的問(wèn)題沒(méi)有考慮，如光電一體化產(chǎn)品示例一書(shū)中也只是提及自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)的梗概，上述資料沒(méi)有門(mén)體滾輪等的相關(guān)內(nèi)容。很多的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)問(wèn)題還需要我門(mén)利用因特網(wǎng)上的豐富資源，使用各種搜索引擎來(lái)找到我們所需的相關(guān)設(shè)計(jì)資料，滿足我的設(shè)計(jì)要求。同時(shí)參照個(gè)旋轉(zhuǎn)門(mén)生產(chǎn)廠家的相關(guān)產(chǎn)品，綜合上述資料完成兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)的設(shè)計(jì)。 參 考 文 獻(xiàn) [1] 王壽華.建筑門(mén)窗手冊(cè). 中國(guó)建筑工業(yè)出版社 [2] 圖集編繪組. 門(mén)窗工程. 中國(guó)建材工業(yè)出版社 [3] 洪向道. 新編常用建筑材料手冊(cè). 中國(guó)建筑工業(yè)出版社 [4] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè). 機(jī)械工業(yè)出版社 [5] 成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)單行本—常用工程材料. 化學(xué)工業(yè)出版社 [6] 濮良貴，紀(jì)名剛. 機(jī)械設(shè)計(jì). 高等教育出版社 [7] 國(guó)家機(jī)械工業(yè)局. 機(jī)電產(chǎn)品目錄. 機(jī)械工業(yè)出版社 [8] 揚(yáng)幫文. 現(xiàn)代新潮傳感器應(yīng)用手冊(cè). 機(jī)械工業(yè)出版社 [9] 魯遠(yuǎn)棟. PLC機(jī)電控制系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)技術(shù). 電子工業(yè)出版社 [10] 房海蓉，李建勇. 現(xiàn)代機(jī)械工程綜合實(shí)踐. 機(jī)械工業(yè)出版社 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 摘 要 I 摘 要 兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)是一種專(zhuān)為擴(kuò)大人員流動(dòng)而設(shè)計(jì)的新型旋轉(zhuǎn)門(mén)，是集自動(dòng)旋 轉(zhuǎn)門(mén)、平滑門(mén)和展臺(tái)功能三者優(yōu)點(diǎn)于一身的完美組合。 本論文主要論述了兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)的設(shè)計(jì)過(guò)程，其主要對(duì)兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)的 門(mén)體結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和檢測(cè)安全系統(tǒng)做了詳細(xì)的分析和設(shè) 計(jì)。提出了采用鋁型材和玻璃等組成門(mén)體框架，旋轉(zhuǎn)翼及平滑門(mén)用扁鋼固定在一 起形成旋轉(zhuǎn)門(mén)體，通過(guò)吊架將旋轉(zhuǎn)門(mén)體同六個(gè)被動(dòng)滾輪連接，使旋轉(zhuǎn)翼和平滑門(mén) 系統(tǒng)懸掛在門(mén)冠圓形軌道上；采用三相異步電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，通過(guò)一個(gè)減速器和 一對(duì)齒輪齒圈傳動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)體在門(mén)冠圓形軌道上旋轉(zhuǎn)；用可編程控制器 （PLC）來(lái)負(fù)責(zé)完成控制任務(wù)，由變頻器來(lái)實(shí)現(xiàn)門(mén)體多段轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)功能。使用 紅外線傳感器檢測(cè)進(jìn)出旋轉(zhuǎn)門(mén)的人員流動(dòng)，多部接觸式和非接觸式傳感器及光電 接近開(kāi)關(guān)來(lái)確保通行者的安全進(jìn)出。最終,設(shè)計(jì)出了一種功能實(shí)用、安全可靠的 旋轉(zhuǎn)門(mén)。 關(guān)鍵詞 兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)，門(mén)體，可編程控制器,傳感器 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） ABSTRACT IIⅡ ABSTRACT Two wings automatic revolving door is one kind of new revolving door which is specially for the expansion of the people’s movement,it is a perfect combination that combines automatic revolving door、smoothing door and exhibition space on the merits of the three functions . This paper discusses the design process of the two wings automatic revolving door, it include the detailed analysis and design about gate body structure、drive system、transmission system、control system and testing security system of the two wings automatic revolving door.It proposed that the door frame is composed of glass and aluminum framework,the revolving door body is made of rotary-wing and smoothing door by flat steel fixed together, is connect to six passive wheels with the hanging brackets which hang on the door crown circular orbit.The three-phase asynchronous motor drive the revolving door body to ralate on the door crown circular orbit through a reducer and gears transmission;PLC is responsible for the task of controller and the function of rotational speed is rely on the VVF. The flow of personnel passing in and out of the revolution door is checked by the infrared ray sensor, the safety of people are ensured by a number of contact and non-contact sensors and photoelectric proximity switches.On the end, have designed a kind of function practical、safety dependablely revolving door. Key words Two wings automatic revolving door, gate body, programmable logic controller, sensor 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 目 錄 1 目 錄 摘 要 Ⅰ ABSTRACT.II 1 緒論 .1 1.1 旋轉(zhuǎn)門(mén)的發(fā)展概況1 1.2 旋轉(zhuǎn)門(mén)作為出入口設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)1 1.3 旋轉(zhuǎn)門(mén)的發(fā)展趨勢(shì)2 1.4 旋轉(zhuǎn)門(mén)研究的必要性2 2 方案設(shè)計(jì) .3 2.1 方案擬定 3 2.1.1 兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)設(shè)計(jì)方案一 3 2.1.2 兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)設(shè)計(jì)方案二 .4 2.2 方案選擇 5 2.2.1 方案比較 .5 2.2.2 確定方 案 .5 3 門(mén)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .6 3.1 門(mén)體的總體設(shè)計(jì) 6 3.1.1 門(mén)體構(gòu)成 .6 3.1.2 門(mén)體規(guī)格 .6 3.2 旋轉(zhuǎn)門(mén)體部分設(shè)計(jì) 7 3.2.1 確定旋轉(zhuǎn)門(mén)體材料 .7 3.2.2 確定旋轉(zhuǎn)門(mén)體相關(guān)尺寸 .8 3.3 曲壁設(shè)計(jì) 13 3.3.1 曲壁的總體設(shè)計(jì) .13 3.3.2 確定曲壁材料 .13 3.3.3 確定材料尺寸 .14 3.4 旋轉(zhuǎn)門(mén)體 加強(qiáng)連 接設(shè)計(jì) 15 3.4.1 加強(qiáng)型鋼的總體設(shè)計(jì) .15 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 目 錄 2 3.4.2 加強(qiáng)型鋼材料選擇及尺寸計(jì)算 .15 3.5 華蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 3.5.1 華蓋的總體設(shè)計(jì) .16 3.5.2 華蓋材料選擇 .17 3.5.3 華蓋材料尺寸確定 .17 4 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 19 4.1 驅(qū)動(dòng)系 統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 19 4.2 減速機(jī)的選擇 19 4.2.1 旋轉(zhuǎn)門(mén)體的慣性力矩計(jì)算 .19 4.2.2 旋轉(zhuǎn)門(mén)體的摩擦力矩計(jì) 算 .22 4.2.3 選擇減速機(jī) .22 5 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24 5.1 傳動(dòng)齒輪齒圈設(shè)計(jì) 24 5.1.1 齒輪齒圈設(shè)計(jì)前述 .24 5.1.2 齒輪齒圈參數(shù)設(shè)計(jì) .24 5.2 承重滾輪及其軌道設(shè)計(jì) 28 5.2.1 選擇滾輪 .28 5.2.2 軌道設(shè)計(jì) .29 5.3 齒圈連接轉(zhuǎn)盤(pán)支架的螺栓設(shè)計(jì) 32 5.3.1 螺栓直徑設(shè)計(jì) .32 5.3.2 齒圈結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) .33 5.4 轉(zhuǎn)盤(pán)支架設(shè)計(jì) 34 5.5 門(mén)體吊架設(shè)計(jì) 35 5.5.1 吊架處連接螺栓的直徑設(shè)計(jì) .35 5.5.2 吊架的尺寸設(shè)計(jì) .36 6 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 37 6.1 控制系統(tǒng)的控制過(guò)程及其控制功能 37 6.1.1 控制系統(tǒng)的控制過(guò) 程分析 .37 6.1.2 控制系統(tǒng)的控制功能分析 .37 6.2 控制系統(tǒng)的選擇 37 6.3 變頻器的選擇 38 6.3.1 變頻器的容量計(jì)算 .38 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 目 錄 3 6.3.2 指定變頻器減速時(shí)間 .38 6.3.3 變頻器的頻率設(shè)定 .40 6.4 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 41 6.4.1 PLC 的機(jī)型選擇 41 6.4.2 PLC 外接電氣元件的選擇 42 6.4.3 輸入輸出口的保護(hù)及分配 .43 6.4.4 PLC 的外部接線圖 45 6.5 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 45 6.5.1 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的要求分析 .45 6.5.2 PLC 程序設(shè)計(jì) 47 7 檢測(cè)安全系統(tǒng)設(shè)計(jì) 60 7.1 檢測(cè)安全系統(tǒng)的 總體設(shè)計(jì) 60 7.2 檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 60 7.2.1 檢測(cè)系統(tǒng)的要求 .60 7.2.2 檢測(cè)傳感器的選擇 .60 7.2.3 檢測(cè)傳感器的安裝 .60 7.3 安全系統(tǒng)設(shè)計(jì) 61 7.3.1 安全系統(tǒng)的要求 .61 7.3.2 安全傳感器的選擇 .61 7.3.3 安全接近開(kāi)關(guān) 的安裝 .63 結(jié)論 65 參考文獻(xiàn) 66 附錄 A：西門(mén)子 PLC S7-200CPU226 的性能參數(shù) .68 附錄 B：PLC 硬件接線圖 .71 附錄 C：電氣接線圖 72 致 謝 73 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 目 錄 4 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 緒論 1 1 緒論 1.1旋轉(zhuǎn)門(mén)的發(fā)展概況 旋轉(zhuǎn)門(mén)起源于荷蘭，至今已有一百年的歷史，在這段時(shí)間內(nèi)，從以前意義的 轉(zhuǎn)門(mén)到今天的全自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)，旋轉(zhuǎn)門(mén)經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)的發(fā)展歷史。其種類(lèi)較多， 按控制方式可分為全自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)、半自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)和手動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)；按旋轉(zhuǎn)翼結(jié)構(gòu)方 式可分為兩翼旋轉(zhuǎn)門(mén)、三翼旋轉(zhuǎn)門(mén)和四翼旋轉(zhuǎn)門(mén)；按結(jié)構(gòu)材料可分為金屬框架旋 轉(zhuǎn)門(mén)、水晶旋轉(zhuǎn)門(mén)（全玻璃旋轉(zhuǎn)門(mén)）和木旋轉(zhuǎn)門(mén)。 國(guó)外自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)發(fā)展較早，其技術(shù)也較為成熟。自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)的傳動(dòng)系統(tǒng)技術(shù) 具有節(jié)能、低噪聲、傳動(dòng)平穩(wěn)、壽命長(zhǎng)、性能可靠等優(yōu)點(diǎn)；控制系統(tǒng)采用數(shù)字化 設(shè)計(jì)的系統(tǒng)作為控制中樞，有功能更強(qiáng)大，操作更簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)；檢測(cè)安全系統(tǒng)采 用先進(jìn)的紅外與微波感應(yīng)技術(shù)，用于感知物體的移動(dòng)，操縱門(mén)體的動(dòng)行，使用各 種安全檢測(cè)傳感器，實(shí)現(xiàn)防擠、防夾和防撞功能。與此同時(shí)某些廠家生產(chǎn)的自動(dòng) 旋轉(zhuǎn)門(mén)還具有遠(yuǎn)程控制和液晶顯示功能。 新中國(guó)成立以來(lái)，特別是改革開(kāi)放以后，旋轉(zhuǎn)門(mén)也大量的出現(xiàn)在我國(guó)的各種 公共和高檔場(chǎng)合。但由于我國(guó)特殊的國(guó)情，使得旋轉(zhuǎn)門(mén)技術(shù)起步較晚，且其發(fā)展 受到一定的限制。因此，我國(guó)在自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)的傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和檢測(cè)安全系 統(tǒng)上離國(guó)外還有一定的差距。 1.2旋轉(zhuǎn)門(mén)作為出入口設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn) 而自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)作為出入口設(shè)計(jì)，其最大的優(yōu)點(diǎn)在于它對(duì)于人員來(lái)說(shuō)，門(mén)總 可以打開(kāi)，可對(duì)于建筑物來(lái)說(shuō)門(mén)又總是關(guān)著。同時(shí)，自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)能減少公共場(chǎng)合 人們對(duì)門(mén)體的接觸，能有效的防止了細(xì)菌的傳播；增強(qiáng)門(mén)口的抗風(fēng)能力，消除了 風(fēng)口效應(yīng)，減少了能源損耗，有效的阻擋了灰塵，噪音和廢氣的進(jìn)入。它還有多 重安全保護(hù)措施，通過(guò)安裝多部接觸式和非接觸式傳感器及獨(dú)特的安全開(kāi)關(guān)，確 保通行者的安全。門(mén)體采用鋁合金框架組裝、可拆式結(jié)構(gòu)，分成幾個(gè)獨(dú)立的部分， 易于安裝，運(yùn)輸方便。門(mén)的進(jìn)出口和旋轉(zhuǎn)部分都裝有傳感器，高靈敏度的系統(tǒng)保 證了大門(mén)能即時(shí)開(kāi)啟和對(duì)速度的隨時(shí)調(diào)整，保證了通過(guò)者最大程度的行走安全。 兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)又是在傳統(tǒng)的自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的。如想擴(kuò)大旋轉(zhuǎn)門(mén) 門(mén)扇之間的距離，增加旋轉(zhuǎn)門(mén)人員流量，就想到把旋轉(zhuǎn)門(mén)的門(mén)扇數(shù)量減為兩個(gè)， 這就是兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)的獨(dú)特之處---大的通行能力設(shè)計(jì)。同時(shí)，設(shè)計(jì)展箱和中 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 緒論 2 間平滑門(mén)，其展箱具有裝飾和展示功能；中間平滑門(mén)能在斷電和意外情況下，能 將其轉(zhuǎn)停至安全疏散位置，這時(shí)平滑門(mén)打開(kāi)，形成一個(gè)寬敞的疏散(緊急)通道。 1.3旋轉(zhuǎn)門(mén)的發(fā)展趨勢(shì) 自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)雖然已出現(xiàn)多年，但的技術(shù)發(fā)展仍在不斷完善和提高。其發(fā)展趨 勢(shì)主要有以下幾個(gè)：獨(dú)特新穎的總體設(shè)計(jì)，高度的安全可靠性設(shè)計(jì)，多種運(yùn)轉(zhuǎn)使 用方式設(shè)計(jì)，故障即時(shí)顯示功能設(shè)計(jì)，樓宇消防智能化控制設(shè)計(jì)，停電使用功能 設(shè)計(jì)，大通行能力設(shè)計(jì)，精巧靈敏的遙控控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，先進(jìn)的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè) 計(jì)。同時(shí)，自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)還能利用先進(jìn)的通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使自動(dòng)門(mén)的維護(hù)不再受 時(shí)間、地域和專(zhuān)業(yè)維護(hù)技術(shù)的限制，制造商可通過(guò) internet 與設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)交流， 校正偏差，讓自動(dòng)門(mén)達(dá)到最佳運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí)，可準(zhǔn)確傳回故障信息， 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程維護(hù)，縮短維護(hù)、保養(yǎng)時(shí)間；采用液晶顯示屏，進(jìn)行可視化設(shè)計(jì)，全面 顯示門(mén)體轉(zhuǎn)速、狀態(tài)和故障等信息。 1.4旋轉(zhuǎn)門(mén)研究的必要性 由于國(guó)外自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)發(fā)展較早，無(wú)論是驅(qū)動(dòng)技術(shù)還是控制技術(shù)都較為成熟。 而我國(guó)旋轉(zhuǎn)門(mén)技術(shù)的發(fā)展起步較晚，其全自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)技術(shù)來(lái)源于荷蘭、瑞典、 日 本等國(guó)。到目前為止，我國(guó)的自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)的技術(shù)水平離國(guó)外還有一定差距，特別 是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)上。我國(guó)設(shè)計(jì)的自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)的安全性能低，運(yùn)行噪 音大，壽命短，所以，仍需設(shè)計(jì)人員的不斷努力，才有希望趕超國(guó)外自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén) 的技術(shù)水平。因此，對(duì)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)的研究是十分有必要的。 隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定地增長(zhǎng)，人民生活水平的不斷提高，人們對(duì)生活 環(huán)境的要求也越來(lái)越高。而創(chuàng)造美好生活環(huán)境又必定成為裝飾業(yè)發(fā)展的巨大動(dòng)力。 在現(xiàn)代城市建筑物裝飾裝修中，人們對(duì)門(mén)的選擇已由單一的功用型向個(gè)性化、品 位化發(fā)展，而將高科技應(yīng)用到建筑物的外觀形象上，使城市建筑的入口體現(xiàn)出智 能化也是必然的趨勢(shì)。此時(shí)，兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)以其全新的概念，寬敞開(kāi)放的門(mén)面、 高格調(diào)和智能化的設(shè)計(jì)，自然成為現(xiàn)代化樓宇建筑的入口裝飾的主流，無(wú)可質(zhì)疑 的必選設(shè)施。這也堪稱(chēng)建筑物的點(diǎn)睛之筆。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 方案設(shè) 計(jì) 3 2 方案設(shè)計(jì) 2.1方案擬定 兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)的主體結(jié)構(gòu)由門(mén)體結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系 統(tǒng)和檢測(cè)安全系統(tǒng)五大部分構(gòu)成，根據(jù)對(duì)這五大部分作出分析后擬定以下兩 個(gè)兩翼旋轉(zhuǎn)門(mén)的設(shè)計(jì)方案。 2.1.1 兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)設(shè)計(jì)方案一 方案一：主要是根據(jù)傳統(tǒng)意義的自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，其主要是采用中軸 來(lái)支撐和安裝整個(gè)旋轉(zhuǎn)門(mén)體，并用中軸上固定齒輪的方式來(lái)進(jìn)行傳動(dòng)，最終使旋 轉(zhuǎn)門(mén)體繞著中軸旋轉(zhuǎn)。其具體方案如下： ①門(mén)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 門(mén)體結(jié)構(gòu)分為固定部分和旋轉(zhuǎn)部分的設(shè)計(jì)，均由鋁型材框架和玻璃等組成。 旋轉(zhuǎn)門(mén)體采用中軸上安裝兩個(gè)旋轉(zhuǎn)扇翼，旋轉(zhuǎn)扇翼由一扇普通門(mén)體和一扇圓弧門(mén) 體構(gòu)成，這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)建筑屋內(nèi)和屋外的任何位置的隔離。門(mén)扉一般采用高強(qiáng)度鋁 合金型材，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，精密牢固。同時(shí)每扉門(mén)三面安裝密封毛條與地面天花及曲 壁緊密接觸，使門(mén)扉在任何位置均處于密閉狀態(tài)；門(mén)扉玻璃采用（3+3）夾膠玻 璃或 6mm 厚鋼化玻璃，曲壁玻璃一般采用（4+4）夾膠玻璃或 12mm 厚的鋼化玻璃。 ②驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 由于兩扇門(mén)翼距離較大且?guī)в袃缮葓A弧門(mén)，使得需要的驅(qū)動(dòng)力矩就較大，那 么采用兩臺(tái)三相異步電機(jī)對(duì)稱(chēng)布置來(lái)完成驅(qū)動(dòng)。 ③傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 傳動(dòng)系統(tǒng)主要是完成降速和力的傳動(dòng)，根據(jù)要求可采用兩臺(tái)異步電機(jī)輸出軸 分別接一臺(tái)減速器，然后又通過(guò)一對(duì)齒輪嚙合來(lái)把動(dòng)力傳遞給門(mén)體的中軸，使得 中軸帶動(dòng)固定在上面的旋轉(zhuǎn)門(mén)體轉(zhuǎn)動(dòng)。從而實(shí)現(xiàn)從動(dòng)力裝置到執(zhí)行裝置動(dòng)力的傳 遞過(guò)程。 ④控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)采用目前小型控制中較為常用的單片機(jī)控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，同時(shí)由變 頻器完成調(diào)速控制功能，再加上一些功能開(kāi)關(guān)來(lái)完成兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)的整個(gè)控制 要求。 ⑤檢測(cè)安全系統(tǒng)設(shè)計(jì) 檢測(cè)安全系統(tǒng)是關(guān)系到整個(gè)兩翼旋轉(zhuǎn)門(mén)能否健康安全運(yùn)行的關(guān)鍵一步，主要 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 方案設(shè) 計(jì) 4 采用紅外線傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)人流的檢測(cè)，采用各種接觸式和非接觸式傳感器以及多 個(gè)接近開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)兩翼旋轉(zhuǎn)門(mén)運(yùn)行過(guò)程中各個(gè)危險(xiǎn)位置和危險(xiǎn)情況的檢測(cè)，最終 實(shí)現(xiàn)兩翼自動(dòng)門(mén)的安全運(yùn)行。 2.1.2 兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)設(shè)計(jì)方案二 方案二：主要是在傳統(tǒng)意義的自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)基礎(chǔ)上來(lái)進(jìn)行改造設(shè)計(jì)的，其主要 是采用圓周導(dǎo)軌懸掛整個(gè)旋轉(zhuǎn)門(mén)體，并用懸掛門(mén)體上部轉(zhuǎn)盤(pán)的方式來(lái)進(jìn)行傳動(dòng)， 最終使旋轉(zhuǎn)門(mén)體繞著門(mén)冠的圓形軌道旋轉(zhuǎn)。其具體方案如下： ①門(mén)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 門(mén)體結(jié)構(gòu)分為固定部分和旋轉(zhuǎn)部分的設(shè)計(jì)，均由鋁型材框架和玻璃等組成。 旋轉(zhuǎn)門(mén)體采用中間平滑門(mén)加兩扇圓弧門(mén)構(gòu)成，同時(shí)，平滑門(mén)、圓弧門(mén)和一扇普通 門(mén)在旋轉(zhuǎn)門(mén)體的兩邊構(gòu)成一個(gè)旋轉(zhuǎn)展臺(tái)，這個(gè)展臺(tái)即成了旋轉(zhuǎn)扇翼，又能放置展 物。這樣不僅能形成一種美好的氛圍，還能較為完美的實(shí)現(xiàn)建筑屋內(nèi)和屋外的任 何位置的隔離。門(mén)扉一般采用高強(qiáng)度鋁合金型材，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，精密牢固。同時(shí)每 扉門(mén)三面安裝密封毛條與地面天花及曲壁緊密接觸，使門(mén)扉在任何位置均處于密 閉狀態(tài)；門(mén)扉玻璃采用（3+3）夾膠玻璃或 6mm 厚鋼化玻璃，曲壁玻璃一般采用 （4+4）夾膠玻璃或 12mm 厚的鋼化玻璃。 ②驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 由于門(mén)體懸掛在圓形軌道上，那么受到的摩擦力矩較小；同時(shí)又使用了較大 的轉(zhuǎn)盤(pán)來(lái)傳動(dòng)，使得較小的驅(qū)動(dòng)力就能產(chǎn)生較大的力矩。那么采用一臺(tái)三相異步 電機(jī)來(lái)完成驅(qū)動(dòng)即可。 ③傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 傳動(dòng)系統(tǒng)主要是完成降速和力的傳動(dòng)的，根據(jù)要求可采用在異步電機(jī)輸出軸 接一臺(tái)減速器，將轉(zhuǎn)速降到一定的轉(zhuǎn)速，然后又通過(guò)一對(duì)齒輪齒圈嚙合來(lái)把動(dòng)力 傳遞給由齒圈形成的門(mén)體轉(zhuǎn)盤(pán)上，使得轉(zhuǎn)盤(pán)帶動(dòng)懸掛門(mén)體在圓形軌道上轉(zhuǎn)動(dòng)。從 而實(shí)現(xiàn)從動(dòng)力裝置到執(zhí)行裝置動(dòng)力的傳遞過(guò)程。 ④控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)采用工業(yè)控制中十分常用的可編程控制器（PLC）來(lái)實(shí)現(xiàn)，同時(shí)由 變頻器完成調(diào)速控制功能，再加上一些功能開(kāi)關(guān)來(lái)完成兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)的整個(gè)控 制要求。 ⑤檢測(cè)安全系統(tǒng)設(shè)計(jì) 檢測(cè)安全系統(tǒng)是關(guān)系到整個(gè)兩翼旋轉(zhuǎn)門(mén)能否健康安全運(yùn)行的關(guān)鍵一步，主要 采用紅外線傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)人流的檢測(cè)，采用各種接觸式和非接觸式傳感器以及多 個(gè)接近開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)兩翼旋轉(zhuǎn)門(mén)運(yùn)行過(guò)程中各個(gè)危險(xiǎn)位置和危險(xiǎn)情況的檢測(cè)，最終 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 方案設(shè) 計(jì) 5 實(shí)現(xiàn)兩翼自動(dòng)門(mén)的安全運(yùn)行。 2.2方案選擇 2.2.1 方案比較 ①?gòu)脑O(shè)計(jì)新穎和功能上比較 方案一的設(shè)計(jì)思路是傳統(tǒng)意義的再次設(shè)計(jì)，沒(méi)有太多新穎的結(jié)構(gòu)和創(chuàng)新理念， 同時(shí)門(mén)體的結(jié)構(gòu)較其它三翼／四翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)復(fù)雜，且外形不是太美觀。因此， 沒(méi)有多少實(shí)際意義和市場(chǎng)價(jià)值。而方案二是對(duì)傳動(dòng)意義自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)， 它能獨(dú)特的展臺(tái)設(shè)計(jì)使其能增加兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)的實(shí)用功能。同時(shí)，其獨(dú)特的傳 動(dòng)方式和高格調(diào)的外觀設(shè)計(jì)使其能在多種自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)中占有一席之地。 ②從節(jié)能的角度比較 方案一的設(shè)計(jì)由于采用中軸轉(zhuǎn)動(dòng)，需要兩臺(tái)電機(jī)才能很好的進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。而方 案二的設(shè)計(jì)采用門(mén)體懸掛在圓形軌道上，只需要一臺(tái)同功率的電機(jī)就能很好的完 成驅(qū)動(dòng)。那么方案一的設(shè)計(jì)就耗能較多，則不宜采用。 ③從采用的控制系統(tǒng)上比較 方案一采用單片機(jī)控制系統(tǒng)雖然能很好的完成控制任務(wù)，但對(duì)設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)增 加了很多的負(fù)擔(dān)。它不僅要求進(jìn)行控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，還要進(jìn)行較為復(fù)雜的硬 件設(shè)計(jì)，其硬件包括一些芯片連接，隔離放大電路的設(shè)計(jì)。這些在方案二中就很 是簡(jiǎn)單，根本不需要太多的設(shè)計(jì)，因?yàn)榉桨付捎玫氖且延械目刂葡到y(tǒng)。同時(shí)， 方案一的控制系統(tǒng)由于對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō)體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所以較為適于大批量生產(chǎn)。 但是對(duì)我們單件或小批量生產(chǎn)來(lái)說(shuō)設(shè)計(jì)方案一的控制系統(tǒng)是不值得的。 2.2.2 確定方案 通過(guò)對(duì)方案一二的綜合比較，考慮各自方案的利與弊。綜合考慮后，我決定 選擇方案二進(jìn)行設(shè)計(jì)。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 門(mén)體結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì) 6 3 門(mén)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1門(mén)體的總體設(shè)計(jì) 3.1.1 門(mén)體構(gòu)成 兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)的門(mén)體部分設(shè)計(jì)主要包括旋轉(zhuǎn)門(mén)體部分設(shè)計(jì)和固定部分曲壁 設(shè)計(jì)，旋轉(zhuǎn)門(mén)體又包括中間旋轉(zhuǎn)平滑門(mén)和旋轉(zhuǎn)展箱設(shè)計(jì)。其中旋轉(zhuǎn)平滑門(mén)又由四 扇普通推拉門(mén)組成，在緊急或是停電的情況下打開(kāi)進(jìn)行人員流通，而旋轉(zhuǎn)展箱又 是轉(zhuǎn)門(mén)的一部分，由圓弧門(mén)、平滑門(mén)和扇門(mén)構(gòu)成一個(gè)展示空間，其都由鋁型材框 架和玻璃構(gòu)成。曲壁是旋轉(zhuǎn)門(mén)體部分的旋轉(zhuǎn)空間，由進(jìn)出門(mén)口和四塊弧形框架玻 璃構(gòu)成。 3.1.2 門(mén)體規(guī)格 門(mén)體規(guī)格根據(jù)文獻(xiàn) [1]兩翼旋轉(zhuǎn)門(mén)門(mén)體尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)。門(mén)體總體規(guī)格尺寸如表 3.1，門(mén)體總體外形圖如圖 3.1： 表 3.1 門(mén)體尺寸 內(nèi)直徑 門(mén)中線全闊 入口寬度 中間門(mén)全開(kāi)闊度 華蓋高度 門(mén)扉高度 （D）mm （E）mm （C）mm （F）mm （A）mm （B）mm 3600 3804 1676 1640 500 2200 圖 3.1 門(mén)體外形圖 F A B ?D CE 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 門(mén)體結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì) 7 3.2旋轉(zhuǎn)門(mén)體部分設(shè)計(jì) 3.2.1 確定旋轉(zhuǎn)門(mén)體材料 旋轉(zhuǎn)門(mén)體材料主要包括門(mén)體骨架的材料和門(mén)體玻璃材料，由于旋轉(zhuǎn)門(mén)體由四 扇推拉門(mén)組成和兩扇旋轉(zhuǎn)展箱構(gòu)成，因此其構(gòu)成相當(dāng)于有一棟四扇的推拉門(mén)和兩 扇旋轉(zhuǎn)的圓弧門(mén)與兩扇扇門(mén)。 ①旋轉(zhuǎn)門(mén)體的框架材料 門(mén)體框架材料可選用鋁型材來(lái)構(gòu)成骨架和安裝玻璃的框架，根據(jù)相關(guān)門(mén)體標(biāo) 準(zhǔn)，旋轉(zhuǎn)平開(kāi)門(mén)可按 90 系列的推拉門(mén)進(jìn)行設(shè)計(jì)。門(mén)體骨架采用 90 系列推拉門(mén)專(zhuān) 用鋁型材，據(jù)文獻(xiàn) [1]選擇如下。 平滑門(mén)的材料選擇如表 3.2： 表 3.2 平滑門(mén)材料 名稱(chēng) 材料代號(hào) 線密度（kg/m） 光企 L090704（圖 3.2） 0.966 勾企 L090705（圖 3.3） 1.033 上橫 L090706（圖 3.4） 0.836 下橫 L090707（圖 3.5） 1.152 （左右）邊框 L090703（圖 3.6） 0.854 上滑 L090701（圖 3.7） 1.375 下滑 L090702（圖 3.8） 1.198 相關(guān)鋁型材的截面形狀如下圖： 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 門(mén)體結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì) 8 圖 3.2 光企截面圖 圖 3.3 勾企截面圖 圖 3.4 上橫截面圖 圖 3.5 下橫截面圖 圖 3.6 邊框截面圖 圖 3.7 上滑截面圖 圖 3.8 下滑截面圖 旋轉(zhuǎn)扇門(mén)的材料可按中間平滑門(mén)的相關(guān)材料來(lái)做，則上橫選擇 L090706，下 橫選擇 L090707，左右光企框選擇 L090704。 旋轉(zhuǎn)圓弧門(mén)的材料可選擇圓弧專(zhuān)用鋁型材 6063，其相關(guān)截面形狀及尺寸同平 開(kāi)門(mén)的鋁型材相同。 ②旋轉(zhuǎn)門(mén)體玻璃材料 門(mén)扉玻璃一般有幾種選擇，一是防彈玻璃，二是夾膠玻璃，三是鋼化玻璃。 由于門(mén)一般用于高級(jí)的賓館，寫(xiě)字樓等高檔場(chǎng)所，一般無(wú)特殊要求。由于防彈玻 璃價(jià)格較為昂貴，并且無(wú)多大實(shí)際用處，而夾膠玻璃它安裝的透光性不是較好， 因此選擇鋼化玻璃是最合適的。根據(jù)參考其他相關(guān)產(chǎn)品的選擇情況，據(jù)文獻(xiàn) [2]旋 轉(zhuǎn)門(mén)體的平滑門(mén)玻璃可選用 6mm 的鋼化透明玻璃。旋轉(zhuǎn)圓弧門(mén)可選用專(zhuān)用的 6mm 圓弧鋼化玻璃。 3.2.2 確定旋轉(zhuǎn)門(mén)體相關(guān)尺寸 ①確定中間平滑四扇門(mén)的尺寸 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 門(mén)體結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì) 9 根據(jù)前面的總體設(shè)計(jì)可知，旋轉(zhuǎn)門(mén)的門(mén)扉高度為 2200mm，內(nèi)徑為 3600mm， 則中間平滑門(mén)尺寸可按文獻(xiàn) [1] 90 系列的尺寸高度為 2100mm，四扇門(mén)寬度為 3500mm 進(jìn)行設(shè)計(jì)。90 系列推拉鋁合金的門(mén)體圖如圖 3.9。 圖 3.9 平滑門(mén)體圖 90 系列推拉鋁合金的門(mén)體節(jié)點(diǎn)圖如下： 節(jié) 點(diǎn) 圖 3.10 節(jié)點(diǎn) 1 截面圖節(jié) 點(diǎn) 圖 3.11 節(jié)點(diǎn) 2 截面圖 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 門(mén)體結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì) 10 節(jié) 點(diǎn)節(jié) 點(diǎn)節(jié) 點(diǎn) 圖 3.12 節(jié)點(diǎn) 3、4、5 截面圖 由于平滑門(mén)的整體尺寸寬為 3500，高為 2100，則根據(jù)以上節(jié)點(diǎn)，可以計(jì)算 門(mén)的相關(guān)尺寸為。平滑門(mén)外部框架采用插接的方式，則門(mén)上下滑長(zhǎng)度就為整個(gè)平 滑門(mén)的寬度 3500mm，左右邊框的長(zhǎng)度就為平滑門(mén)的高度 2100mm。 單扇門(mén)寬度為： 式（3.1） (23)43507.41691BlBm??????重平 鋁 邊單 扇=（ ） 式中： 為平滑門(mén)的寬度， 為門(mén)邊框?qū)挾?；l平 邊 為門(mén)扇與邊框的重合值， 為鋁合金框的寬度；B重 B鋁 由于門(mén)體鋁合金的橫豎的寬度都一樣，則單扇門(mén)的框架連接采用直接對(duì)接的 方式 ，那么鋁型材的上下橫長(zhǎng)度為： 915m?上 下 橫 單 扇Ｂ ＝ Ｂ 光企和勾企的長(zhǎng)度為： 式（3.2）2105.832.86lHBllm???下 滑光 勾 上 滑 節(jié) 上 重 節(jié) 下 重 式中： 為平滑門(mén)的高度， 為鋁合金框上滑的寬度；上 滑 為門(mén)框安裝的上寬度， 為門(mén)框安裝的下寬度；l節(jié) 上 重 l節(jié) 下 重 而單扇門(mén)玻璃的長(zhǎng)度為： 式（3.3） 22056.871193lBlm????玻 長(zhǎng) 光 勾 上 橫 下 橫 玻 安 式中： 為光勾企的型材長(zhǎng)， 為鋁合金門(mén)框上橫寬度；l光 勾 上 橫 為鋁合金門(mén)框下橫寬度， 為玻璃安裝在門(mén)框的長(zhǎng)度；B下 橫 l玻 安 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 門(mén)體結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì) 11 單扇門(mén)玻璃的寬度為： 式（3.4） 291564.3182BBlm????光玻 寬 上 下 橫 勾 玻 重 式中： 為光企型材的寬度， 為勾企型材的寬度；光 勾 為玻璃與光勾企的安裝長(zhǎng)度；l玻 重 ②確定旋轉(zhuǎn)展臺(tái)材料尺寸 旋轉(zhuǎn)圓弧門(mén)的弧長(zhǎng)要能堵塞進(jìn)出門(mén)口，以免旋轉(zhuǎn)門(mén)轉(zhuǎn)到某個(gè)位置把門(mén)內(nèi)和門(mén) 外連通而失去兩翼旋轉(zhuǎn)門(mén)的意義。那么弧形門(mén)可按下面計(jì)算： 門(mén)進(jìn)出口的圓心夾角，根據(jù)余弦公式有： 式（3.5） 2222cos167801805BRR???????進(jìn) 出 寬 門(mén) 內(nèi) 門(mén) 內(nèi) 門(mén) 內(nèi)則 式中： 為轉(zhuǎn)門(mén)進(jìn)出口的門(mén)口寬度， 為轉(zhuǎn)門(mén)的內(nèi)半徑；進(jìn) 出 寬 門(mén) 內(nèi) 由于平滑門(mén)和圓弧門(mén)直接連接，則圓弧門(mén)的半徑為： 式（3.6） 23508.17RlBm???圓 平 鋁 則圓弧門(mén)型材弧長(zhǎng)為： 式（3.7） 2563.147807lRm????圓圓 弧 式中： 為圓弧門(mén)半徑；R圓 那么圓弧門(mén)的最小弧長(zhǎng)要為那么多，可以取其圓弧長(zhǎng)為 1750mm。 圓弧門(mén)左右型材長(zhǎng)度，圓弧門(mén)框架采用直接對(duì)接的方式，那么左右型材可依 下面計(jì)算。 式（3.8）2105.876293lHBm??弧 左 右 上 橫 下 橫 圓弧玻璃的弧長(zhǎng)為： 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 門(mén)體結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì) 12 式（3.9） 21750641Bllm????圓 弧弧 玻 寬 左 右 橫 玻 重 式中： 為左右橫型材的長(zhǎng)度；B左 右 橫 圓弧玻璃的長(zhǎng)度為： 式（3.10） 21973llm???弧 左 右玻 長(zhǎng) 玻 重 ③確定旋轉(zhuǎn)扇門(mén)材料尺寸 由于旋轉(zhuǎn)扇門(mén)要與旋轉(zhuǎn)圓弧門(mén)和平開(kāi)門(mén)構(gòu)成一個(gè)三角形柱的空間展臺(tái)，展臺(tái) 的空間大小由平開(kāi)門(mén)與扇門(mén)的夾角決定,扇門(mén)可大可小，但要保證構(gòu)成空間的穩(wěn) 定性。 扇門(mén)尺寸確定：由于扇門(mén)要保證與弧形門(mén)和平開(kāi)門(mén)形成展臺(tái)的穩(wěn)定性,則可 以選取平開(kāi)門(mén)與扇門(mén)與圓弧門(mén)的連接點(diǎn)在距圓弧門(mén)兩端面的 1/5 處。 則連接點(diǎn)在距圓弧型材兩邊距離為： 式（3.11）17503l m???圓 弧接 以下計(jì)算參照?qǐng)D 3.13，則連接處圓弧對(duì)應(yīng)圓心角為： 式（3.12） 2617503034.4Rl???????， 平 接 平 式中： 為平滑門(mén)的半徑， 為接點(diǎn)處離端面的圓弧長(zhǎng)；R平 l接 則對(duì)應(yīng)的兩直角邊長(zhǎng)度為 ： 式（3.13）cos1750cos3415aRm?????平 式（3.14）inin97b平 扇門(mén)對(duì)應(yīng)門(mén)的寬度為： 式（3.15） 291576Bbm???扇 單 扇（ ）（ 4） 由于門(mén)框架采用直接對(duì)接的方式連接，則扇門(mén)對(duì)應(yīng)框架型材寬度為就門(mén)的寬 度 1116mm，扇門(mén)的型材長(zhǎng)度就為門(mén)的高度 2100mm。 扇門(mén)玻璃的寬度為： 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 門(mén)體結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì) 13 式（3.16） 216410Blm????光玻 寬 扇 玻 重 扇門(mén)玻璃的長(zhǎng)度為： 式（3.17） 22105.87619lHBl????扇 玻 長(zhǎng) 上 橫 下 橫 玻 安 圖 3.13 門(mén)體連接圖 3.3曲壁設(shè)計(jì) 3.3.1 曲壁的總體設(shè)計(jì) 曲壁由六根工字鋼來(lái)做為立柱，形成門(mén)體的支撐體，每三根構(gòu)成一邊曲壁圓 弧。而六根工字鋼豎在水泥地板里，進(jìn)出口各布置 2 根，曲壁圓弧中間安裝框架 玻璃，然后頂部又用一圓形軌道將六根立柱固定在一起，形成一個(gè)曲壁的整體框 架。曲壁由四塊相同的圓弧玻璃組成，其總體設(shè)計(jì)圖如圖 3.14。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 門(mén)體結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì) 14 弧 形 玻 璃立 柱 圖 3.14 曲壁總體設(shè)計(jì)圖 3.3.2 確定曲壁材料 曲壁立柱可選用 GB/T70-1988 的熱軋工字鋼型號(hào) 10 作成為立柱，其相關(guān)尺 寸如下圖： 圖 3.15 工字鋼 工字鋼參數(shù)如表 3.3： 表 3.3 工字鋼參數(shù) 尺寸（mm）型號(hào) h b d t 10 100 68 4.5 7.6 安裝曲壁玻璃框的型材選用：曲壁上下圓弧型材選用文獻(xiàn) [2]3-91GB/T3280- 1992 的 2mm 的不銹鋼板彎曲成型，曲壁玻璃的選用 12mm 弧形鋼化玻璃。 3.3.3確定材料尺寸 由于圓的內(nèi)圓半徑為 1800mm,門(mén)口對(duì)應(yīng)的圓心角為 ，則兩邊曲壁各對(duì)應(yīng)的56? 圓心角應(yīng)為: 式（3.18）3602360214??????曲 所以?xún)蛇吳趯?duì)應(yīng)的弧長(zhǎng)為： 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 門(mén)體結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì) 15 式（3.19） 21243.80694lRm????曲曲 門(mén) 內(nèi) 式中： 為旋轉(zhuǎn)門(mén)的內(nèi)半徑；R門(mén) 內(nèi) 則每扇曲壁上橫的弧長(zhǎng)為: 式（3.20）438945==1372lbm??間曲上 橫 式中： 為曲壁與立柱的安裝預(yù)留間歇；b間 下橫的弧長(zhǎng)為： =1937l下 橫 上 橫 玻璃尺寸的確定： 玻璃的弧長(zhǎng)： 式（3.21）-2b1937-2=6l m?波 上 橫 玻 安 玻璃的高度為： 式（3.22）hB??下 上 玻 安 那么： 20176.0h??? 式中： 為上橫曲壁型框的長(zhǎng)度， 為下橫曲壁型框的長(zhǎng)度；b上 b下 (注以上的型材的直徑為 3600mm,玻璃的直徑為 3604mm) 3.4旋轉(zhuǎn)門(mén)體加強(qiáng)連接設(shè)計(jì) 3.4.1加強(qiáng)型鋼的總體設(shè)計(jì) 由于旋轉(zhuǎn)門(mén)體啟動(dòng)較為頻繁，可能鋁合金形成的框架在門(mén)體的頻繁旋轉(zhuǎn)過(guò)程 中就顯得強(qiáng)度不夠，同時(shí)由于門(mén)體由兩部分組成，一部分是平開(kāi)門(mén)，一部分是形 成展臺(tái)的旋轉(zhuǎn)部分。這兩部分是靠扁鋼將其固定成一個(gè)整體，這樣使得中間平滑 門(mén)與圓弧門(mén)和旋轉(zhuǎn)扇門(mén)的連接既方便可靠。又加強(qiáng)了門(mén)體的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。因此 特在中間平滑門(mén)、圓弧門(mén)和旋轉(zhuǎn)扇門(mén)的上部框架型材中加加強(qiáng)型鋼。分別在圓弧 門(mén)加強(qiáng)型鋼兩端的弧長(zhǎng)處和扁鋼的弧長(zhǎng)中間分別打三個(gè)的螺栓孔，以連接門(mén)體吊 架。還有就是在各門(mén)體連接的交界處鉆螺栓孔，好使用螺栓固定各門(mén)體成為一個(gè) 整體的旋轉(zhuǎn)門(mén)體，即在轉(zhuǎn)動(dòng)扇門(mén)與平開(kāi)門(mén)連接處，轉(zhuǎn)動(dòng)扇門(mén)與圓弧門(mén)連接處，轉(zhuǎn) 動(dòng)圓弧門(mén)與平開(kāi)門(mén)連接處打螺栓孔。將門(mén)體加強(qiáng)型鋼和門(mén)體鋁合金用 2mm 厚的不 銹鋼包飾，用鉚釘將型鋼與鋁合金連接成一個(gè)整體，鋼板既起到了連接的作用， 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 門(mén)體結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì) 16 同時(shí)又起到了裝飾的效果，一舉兩得。 3.4.2加強(qiáng)型鋼材料選擇及尺寸計(jì)算 轉(zhuǎn)動(dòng)圓弧門(mén)加強(qiáng)型鋼選用： 根據(jù)鋁合金型材寬度為 28.2mm，可選用文獻(xiàn) [2]熱扎扁鋼（GB/T704-1988） ， 寬度為 28mm，厚度為 8mm 的系列扁鋼，其弧長(zhǎng)為轉(zhuǎn)動(dòng)圓弧門(mén)的弧長(zhǎng)。因此扁鋼彎 曲為半徑為 1778mm 的弧形。線密度為 1.76kg/m。其弧長(zhǎng)為：L= =1750mml圓 弧 平開(kāi)門(mén)加強(qiáng)型鋼選用： 根據(jù)平開(kāi)門(mén)的上滑鋁合金寬度為 90mm，因此可選用熱扁鋼（GB/T704-1988） 寬度為 90mm，選厚度為 8mm 的系列，線密度為 5.65Kg/m。扁鋼長(zhǎng)度為平開(kāi)門(mén)整 體的長(zhǎng)度加上兩邊接頭長(zhǎng)度。 扁鋼長(zhǎng)度： 式（3.23）2=350+ 8356mLl???平 接 式中： 為型鋼與兩扇圓弧門(mén)的連接長(zhǎng)度；l接 轉(zhuǎn)動(dòng)扇門(mén)加強(qiáng)型鋼選用： 根據(jù)扇門(mén)門(mén)框鋁合金寬度為 28.2mm。選用熱扎扁鋼（GB/T704-1988）寬度為 28mm，厚度為 6mm 的系列扁鋼，線密度為（1.32kg/m）.其長(zhǎng)度為轉(zhuǎn)動(dòng)扇門(mén)鋁合 金寬度加上兩邊接頭長(zhǎng)度，則扁鋼長(zhǎng)度： 式（3.24）12=6+89034mLBl??扇 接 接 式中： 為型鋼與圓弧門(mén)的連接長(zhǎng)度， 為型鋼與平滑門(mén)的連接長(zhǎng)度；l接 1 l接 2 圓弧門(mén)的加強(qiáng)型鋼連接門(mén)體吊架的螺栓孔位于型鋼圓弧端的 20mm 處，中間 連接吊架的螺栓孔為型鋼弧中間，門(mén)體加強(qiáng)型鋼連接用 M8 的螺栓，其孔位于門(mén) 體連接的交接處。 其連接結(jié)構(gòu)尺寸圖如圖 3.16： 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 門(mén)體結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì) 17 圖 3.16 門(mén)體加強(qiáng)連接尺寸圖 3.5華蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.5.1 華蓋的總體設(shè)計(jì) 華蓋是用來(lái)安裝驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的空間部分,其外形由鋼板和包裝金屬 材料構(gòu)成一個(gè)圓柱形體。其主要用來(lái)安裝轉(zhuǎn)盤(pán)齒圈，圓周導(dǎo)軌，電機(jī)，控制裝置 等。華蓋內(nèi)采用多層布局，最下面是導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上面安裝門(mén)體轉(zhuǎn)盤(pán)，轉(zhuǎn)盤(pán)和齒輪 減速器連接，齒輪減速器和電機(jī)用法蘭盤(pán)連接安裝在轉(zhuǎn)盤(pán)上方，其固定在與立柱 連接在一起的支撐架子上，控制裝置也固定在這個(gè)架子上。這樣設(shè)計(jì)布局較為合 理，且節(jié)約空間，使得華蓋的整體布局緊湊起來(lái)。同時(shí)，由于固定電機(jī)的架子與 門(mén)體立柱連接使得固定可靠，能有效的減小了驅(qū)動(dòng)裝置對(duì)門(mén)體的振動(dòng)。華蓋吊頂 不銹鋼板形成頂部，用鋼板構(gòu)成環(huán)形把吊頂鋼板和滑蓋頂部鋼板連接起來(lái)，環(huán)形 鋼板位于齒圈內(nèi)徑以?xún)?nèi)，用鉚釘將吊頂鋼板和滑蓋頂部鋼板連接起來(lái)。 華蓋的布局圖如圖 3.1 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 門(mén)體結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì) 18 鋼 板放 電 機(jī) 齒輪方 鋼 3方 鋼 2方 鋼 1放 控 制 裝置 圖 3.17 滑蓋布局圖 3.5.2 華蓋材料選擇 如上圖方鋼 1 是主要支撐件，它的選擇關(guān)系到整個(gè)電機(jī)的固定及其連接強(qiáng)度， 可選文獻(xiàn) [2]3-101 頁(yè) GB/T705-1989 的熱軋方鋼 ，方鋼 2 可選 GB/T705-198920? 的熱軋方鋼 ，方鋼 3 和方鋼 1 方鋼 2 選擇一樣的鋼板是用來(lái)固定減速機(jī)的，20? 可選用熱軋鋼板 GB/T70-1988 的 5mm 厚鋼板。減速機(jī)的法蘭盤(pán)同鋼板用螺栓連接 起來(lái)。同時(shí)鋼板上還要放控制裝置有可編控制器和變頻器。方鋼和立柱采用焊接 方式連接，而鋼板和方鋼間也用焊接的方式連接。華蓋頂部用的蓋鋼板選用文獻(xiàn) [2]的 GB/T4237-1992 的 2mm 不銹鋼板，而吊頂用 2mm 的不銹鋼板實(shí)現(xiàn)。 3.5.3 華蓋材料尺寸確定 方剛 1 的長(zhǎng)度為： 式（3.25）12sin642180sin623179lRm? ????內(nèi) 方鋼 2 的長(zhǎng)度為： 式（3.26）2i3i854l? ?內(nèi) 由于方鋼 3 連接在方鋼 1 和 2 的中間，那么方鋼 3 的長(zhǎng)度為： 式（3.27）37950l??? 鋼板的長(zhǎng)度大于方鋼 3 的長(zhǎng)度即可，可取鋼板一邊長(zhǎng)出方鋼 3 的 為 20mm,l間 那么鋼板長(zhǎng)度為： 式（3.28）432159021630ll m?間 鋼板的寬度大于方鋼 1 方鋼 3 間的距離即可，取一邊大于距離為 20mm,那么 鋼板的寬度為： 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 門(mén)體結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì) 19 式（3.29） 221()40859527bllm?????? 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè) 計(jì) 19 4 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4.1驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 整個(gè)門(mén)體的驅(qū)動(dòng)由電機(jī)提供動(dòng)力，電機(jī)通過(guò)一個(gè)一級(jí)齒輪減速器把速度降低 后，再通過(guò)齒輪和齒圈嚙合把動(dòng)力傳給齒圈,齒圈上固定有轉(zhuǎn)盤(pán)支架,轉(zhuǎn)盤(pán)支架又 和吊掛輪連接,而吊掛輪上懸掛著整個(gè)門(mén)體。齒圈使得吊掛輪在曲壁圓形導(dǎo)軌上 轉(zhuǎn)動(dòng),從而帶動(dòng)整個(gè)懸掛門(mén)體旋轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)從動(dòng)力裝置到執(zhí)行裝置的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)過(guò)程。 4.2減速機(jī)的選擇 電機(jī)選擇根據(jù)啟動(dòng)時(shí)克服門(mén)體的慣性力矩和阻力矩來(lái)進(jìn)行選擇。設(shè)計(jì)時(shí)要假 設(shè)門(mén)體能在要求時(shí)間內(nèi)加速到門(mén)體的快速轉(zhuǎn)速，這樣才能很好的滿足驅(qū)動(dòng)要求。 由于旋轉(zhuǎn)門(mén)體的最大轉(zhuǎn)速為 6r/min,即其角速度為：26/05wrads??? 式（4.1） 由于傳感器一般在 2m 范圍內(nèi)檢測(cè)人的來(lái)臨,當(dāng)人邁進(jìn)門(mén)口邊時(shí),門(mén)體要以正 常速度轉(zhuǎn)動(dòng)，則在這個(gè)時(shí)間內(nèi)門(mén)體要加速到正常速度。按照人的正常速度人能在 1s 內(nèi)走到門(mén)口，但由于某些其它的原因，同時(shí)為了能充分滿足動(dòng)力需要，可以將 加速時(shí)間設(shè)為 0.5s。則角加速度為： 式（4.2）2/0.5/radst???? 由于電機(jī)要帶動(dòng)門(mén)體轉(zhuǎn)動(dòng),有一個(gè)加速過(guò)程，在這個(gè)加速過(guò)程中需要克服旋 轉(zhuǎn)門(mén)體的慣性力矩和門(mén)體的摩擦力矩才能使其轉(zhuǎn)動(dòng)，根據(jù)力矩轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和角速度 的關(guān)系： ，則可能算出旋轉(zhuǎn)門(mén)體的啟動(dòng)慣性力矩。MJ?? 4.2.1 旋轉(zhuǎn)門(mén)體的慣性力矩計(jì)算 ①中間平滑門(mén)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 以下 是各加強(qiáng)型材的線密度。? 中間平滑門(mén)的加強(qiáng)型鋼轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為： 式（4.3） 231 25.61.JrdmLkgm?????? 平滑門(mén)的上邊框轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為： 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè) 計(jì) 20 式（4.4） 2321.75.49.JrdmLkg?????? 平滑門(mén)的下邊框轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為： 式（4.5） 233 21.98.54.JrdmLkg?????? 平滑門(mén)的左右邊框轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： 式（4.6） 2433 210.8542.1(.75.6).7Jrdkgm?????? 玻璃的總質(zhì)量為： 式（4.7）1496.mv??玻 式中： 為玻璃密度；? 框架型材的總質(zhì)量為： 24 24kg??????（ 0.95.836+0.951.2.06.+2.051.3） 式（4.8） 把中間四扇推拉門(mén)當(dāng)成一均勻質(zhì)量體來(lái)近似估算其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，則中間四扇門(mén) 的線密度為： 式（4.9）1296.43/5mkgml????平 那么中間四扇門(mén)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為： 式（4.10） 235 2145JrdLkgm????? ②轉(zhuǎn)動(dòng)扇門(mén)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 轉(zhuǎn)動(dòng)扇門(mén)的加強(qiáng)型鋼的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為： 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè) 計(jì) 21 式（4.11） 236 21.09.5JrdmLkg????? 轉(zhuǎn)動(dòng)扇門(mén)玻璃的質(zhì)量為： 式（4.12）31.2.7.603.?? 轉(zhuǎn)動(dòng)扇門(mén)框架的質(zhì)量為： 式（4.13）41.60.8.6.5.92.16.m kg?????? 同樣把轉(zhuǎn)動(dòng)扇門(mén)當(dāng)成一均勻質(zhì)量體來(lái)近似估算其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，則門(mén)體在 R 向的 線密度： 式（4.14）3406.3.8/1.59mkmb???? 那么門(mén)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為： 式（4.15） 27332(1.450.9)6.84.Jrdkg????? ③旋轉(zhuǎn)圓弧門(mén)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 旋轉(zhuǎn)圓弧門(mén)的框架質(zhì)量為： 式（4.16）51.708361.752.109627.5mkg????? 旋轉(zhuǎn)圓弧門(mén)的玻璃質(zhì)量為： 式（4.17）6.4.9. 旋轉(zhuǎn)圓弧門(mén)的加強(qiáng)型鋼轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為： 式（4.18） 821.7565630.Jkgm????22（ r+）（ .71.8） 旋轉(zhuǎn)圓弧門(mén)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為： 式（4.19） 827.5056303.Jkgm????122（ r+）（ .78） 那么整個(gè)門(mén)體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為： 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè) 計(jì) 22 式（4.20） 12345678922.9.0.1.0.5468.321.5305JJJJkgm????????總 ④那么可以計(jì)算出旋轉(zhuǎn)門(mén)體慣性阻力矩 式（4.21）230583.MJNM????總慣 4.2.2 旋轉(zhuǎn)門(mén)體的摩擦力矩計(jì)算 由于門(mén)體通過(guò)吊架上的滾輪與曲壁上的軌道旋轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)門(mén)體運(yùn)動(dòng)的，因此， 還應(yīng)存在一個(gè)摩擦力矩來(lái)阻礙門(mén)體的運(yùn)動(dòng)，則摩擦系數(shù)應(yīng)是滾動(dòng)摩擦系數(shù)。由相 關(guān)的資料可知滾輪與圓形軌道的摩擦系數(shù)為 f=0.005。 旋轉(zhuǎn)門(mén)體的總的質(zhì)量為： 式（4.22）5.631.753.198.5042.196.24m???????總 （ 209+6） 2（ 7+7） =35kg 由于滾輪與軌道的結(jié)合面由兩個(gè)，那么，門(mén)體的摩擦阻力為： 式（4.23）sin4520.3102FfNGN????阻 摩擦阻力矩為： 式（4.24）25.784.MRm阻 阻 式中：R 為圓弧門(mén)的半徑 4.2.3 選擇減速機(jī) 門(mén)體轉(zhuǎn)動(dòng)需要的總力矩即為： 式（4.25）45382.N???阻總 慣 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)中電機(jī)所需功率按下式計(jì)算: 式（4.26）()10aaMWPK? 其中式中 是整個(gè)傳動(dòng)中的傳動(dòng)效率,由于從電機(jī)到門(mén)體經(jīng)過(guò)了兩對(duì)齒輪傳a? 動(dòng),且齒輪傳動(dòng)效率 0.97，由于有齒輪減速機(jī)則經(jīng)歷兩對(duì)軸承，其傳動(dòng)效率為 0.98。由此可以計(jì)算出所需電機(jī)的功率： 式（4.27）2 4850.310.97.aPKW???? 由于門(mén)體還應(yīng)能承受一定的風(fēng)阻，以及旋轉(zhuǎn)門(mén)體周?chē)珬l與曲壁門(mén)體間的摩 擦阻力和門(mén)體轉(zhuǎn)盤(pán)吊架的質(zhì)量都沒(méi)計(jì)算在內(nèi)。盡管其產(chǎn)生的阻力較小，但由于門(mén) 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè) 計(jì) 23 體直徑過(guò)大,則會(huì)產(chǎn)生較大的阻力矩。同時(shí)可能還有一些其它沒(méi)有考慮的因素， 因此特將計(jì)算出的功率放大一些。根據(jù)相關(guān)的計(jì)算結(jié)果可以選以下幾種減速機(jī)。 可選用文獻(xiàn) [4]中的 G 系列全封閉出齒輪減速機(jī)配備電機(jī)功率為 0.55KW，此減速機(jī) 是專(zhuān)為機(jī)電一體化產(chǎn)品而設(shè)計(jì)，是全封閉的硬齒面斜齒輪傳動(dòng)，有低噪音、高效 率的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)整體結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、適應(yīng)性強(qiáng)。選擇時(shí)減速機(jī)傳動(dòng)比不宜過(guò) 大，因?yàn)閹?dòng)門(mén)體的轉(zhuǎn)盤(pán)齒圈不能太小而使得產(chǎn)生的力矩過(guò)小，同時(shí)要符合立式 安裝要求。因此，根據(jù)這些可列出以下幾個(gè)型號(hào)方案： 表 4.1 減速機(jī)方案表 減速機(jī)型 號(hào) 功率 （KW） 機(jī)型號(hào) 減速比 輸出轉(zhuǎn)矩 （N.M） 輸出轉(zhuǎn)速 （r/min） 適配電機(jī) GLF28- 550-3 0.55 28 3 14 466.7 Y801-4 GHF28- 550-3 0.55 28 3 14 466.7 Y801-4 GLF28- 550-5 0.55 28 5 23.4 280.0 Y801-4 GHF28- 550-5 0.55 28 5 23.4 280.0 Y801-4 由于兩翼轉(zhuǎn)門(mén)的兩個(gè)扇翼相距較遠(yuǎn)，使得安裝在吊架上的齒圈應(yīng)有較大的直 徑，才利于傳遞力矩，即要求從減速器輸出軸到齒圈的傳動(dòng)比應(yīng)取較大一些才好， 因此減速器輸出軸到齒圈的轉(zhuǎn)速應(yīng)適中才好。由于 GLF28-550-5 的減速比適當(dāng)， 輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速也相對(duì)其型號(hào)較為符合要求，同時(shí)它又是立式鑄鋁盒箱體，質(zhì)量 較輕。所以 GLF28-550-5 型是最符合要求的。 所配電機(jī)相關(guān)參數(shù)如表 4.2： 表 4.2 電機(jī)參數(shù)表 滿載時(shí)型號(hào) 額定功 率 （KW） 轉(zhuǎn)速 （r/min） 電流 （A） 效率 （%） 功率 因素 堵轉(zhuǎn) 電 流 （A） 額定轉(zhuǎn)矩 （N.M） 轉(zhuǎn)動(dòng)慣 量 凈重 （kg） Y801-4 0.55 1440 1.6 70.5 0.76 6.5 2.2 0.0018 17 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè) 計(jì) 24 5 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 電機(jī)通過(guò)一個(gè)一級(jí)齒輪減速器把速度降低后，依靠齒圈與支架構(gòu)成的轉(zhuǎn)盤(pán)來(lái) 實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的傳遞。其中齒圈和轉(zhuǎn)盤(pán)支架用螺栓固定在一起,轉(zhuǎn)盤(pán)支架又和吊掛輪 連接,整個(gè)門(mén)體靠吊架連接在滾輪上。轉(zhuǎn)盤(pán)使得吊掛輪(6 個(gè)吊掛輪,一邊 3 個(gè))在 曲壁圓形導(dǎo)軌上轉(zhuǎn)動(dòng),從而帶動(dòng)整個(gè)懸掛門(mén)體旋轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)從動(dòng)力裝置到執(zhí)行裝置的 動(dòng)力傳遞過(guò)程。 5.1傳動(dòng)齒輪齒圈設(shè)計(jì) 5.1.1齒輪齒圈設(shè)計(jì)前述 減速機(jī)是通過(guò)輸出軸齒輪帶動(dòng)門(mén)體轉(zhuǎn)盤(pán)的大齒圈使得門(mén)體轉(zhuǎn)動(dòng)的，通過(guò)這一 對(duì)齒輪齒圈的嚙合將電機(jī)的動(dòng)力傳給門(mén)體,齒圈安裝在滾輪連接的支架架上。門(mén) 體最高轉(zhuǎn)速為 6r/min，而減速機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速為 280r/min，那么這對(duì)齒輪齒圈傳 動(dòng)比為： 式（5.1）28046.7ni?減門(mén) 設(shè)計(jì)兩翼旋轉(zhuǎn)門(mén)的使用壽命為十年，那么齒輪齒圈可按使用壽命為十二年來(lái) 設(shè)計(jì)，設(shè)門(mén)每天能工作的時(shí)間為十小時(shí)，根據(jù)前面設(shè)計(jì)可知輸入功率為 0.55KW， 齒輪的轉(zhuǎn)速為 280r/min。 5.1.2齒輪齒圈參數(shù)設(shè)計(jì) ①選定齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 按傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。兩翼旋轉(zhuǎn)門(mén)是一般日常機(jī)器，速度不 高，故可選用 8 級(jí)精度（GB10095-88） 。查文獻(xiàn) [3]中 189 頁(yè)表 10-1。小齒輪材料 為 45 鋼，硬度為 20HBS,大齒圈的材料選用文獻(xiàn) [2]3-254 頁(yè)的 MC 尼龍硬度為 30HBS。先設(shè)取小齒輪齒數(shù) =20，大齒輪齒數(shù) 。1z2046.793z?? ②按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由設(shè)計(jì)公式進(jìn)行計(jì)算，即： 式（5.2）?? 2312.t EtdHKTZu??????????? 1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算參數(shù) a. 試選用載荷系數(shù) =1.3。t b. 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè) 計(jì) 25 式（5.3）55411 0.9.09.1.870.2PT Nmn???? c. 由文獻(xiàn) [3]中 201 頁(yè)表 10-7 選取齒寬系數(shù) =0.6。d? d. 由文獻(xiàn) [3]中 198 頁(yè)表 10-6 查得材料的彈性系數(shù) 。 1256.4EZMPa e. 由文獻(xiàn) [3]中 207 頁(yè)圖 10-21d 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 ，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 。lim150HMPa?? lim20H?? f. 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 式（5.4） 9160281(03651).47hNnjL???? 式（5.5） 982.47.26? g. 由文獻(xiàn) [3]中 203 頁(yè)圖 10-19 查得接觸疲勞壽命系數(shù)： ， 。10.85HNK21.0HN h. 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 1％，安全系數(shù) S=1，得： 式（5.6）lim1[].45HNMPaS???? 式（5.7）2li0210K 2）計(jì)算 a. 試計(jì)算小齒輪的分度圓 ，代入[ ]中較小的值1tdH? 式（5.8） ??23 24312870.756.4. 1041t EtdTZum??????????????? 可以取整值為 為 45mmtd b. 計(jì)算圓周速度 v 式（5.9）145280.7/60tnms??? c. 計(jì)算齒寬 式（5.10）.6dtb? d. 計(jì)算齒寬和齒高之比 b/h 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè) 計(jì) 26 模數(shù)： 式（5.11）1/45/271.6ttmdzm?? 齒高： 式（5.12）23h? 式（5.13）//38b e. 計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù) v=0.7m/s，8 級(jí)精度，由文獻(xiàn) [3]中 192 頁(yè)圖 10-8 查得動(dòng)載系數(shù) Kv=1.10； 直齒輪，假設(shè) 。由文獻(xiàn) [3]圖 10—3 查得 。/10/AtKFbNm? 1.2HaFK? 由文獻(xiàn) [3]190 頁(yè)表 10-2 查得兩段的齒輪的使用系數(shù) ；A 由文獻(xiàn) [3]194 頁(yè)表 10-4 查的 8 級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支承懸掛布置時(shí)， 式（5.14）23.56.70.1Hdb???????（ ） 將數(shù)據(jù)代入后得： 式（5.15）231.0027.K??（ +） 由 b/h=7.18, =1.27，查文獻(xiàn) [3]195 頁(yè)圖 10-13 得 =1.3，則H? FK? 故載荷系數(shù) 式（5.16）1.1.68AVHK????? f. 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式可得： 式（5.17）331.68450tdm g. 計(jì)算模數(shù) 式（5.18）02.5mz?1 ③按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)計(jì)算公式： 式（5.19）??32FaSdYKTz?????????? 1）確定計(jì)算公式內(nèi)的各計(jì)算參數(shù) a. 由文獻(xiàn) [3]204 頁(yè)圖 10-20c 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 ；大130FEMPa? 齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 ；2160FEMPa?? b. 由文獻(xiàn) [3]202 頁(yè)圖 10-18 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) ， ；1.8