齒輪齒條式重載升降機設計【含三維PROE模型】【含8張CAD圖紙】

：喜歡就充值下載吧。資源目錄里展示的文件全都有，請放心下載，有疑問咨詢QQ:414951605或者1304139763 = 喜歡就充值下載吧。資源目錄里展示的文件全都有，請放心下載，有疑問咨詢QQ:414951605或者1304139763 = 設計計算過程1.1設計要求1.1.1主要內容齒輪齒條式重載升降機是一種依靠齒輪齒條傳動的物料提升機，主要用于高層建筑的貨物運輸，本機有非?？煽康碾姎夂蜋C械安全系統，是建筑施工中安全、高效的貨之運輸設備。齒輪齒條式重載升降機主要由傳動系統、錐鼓限速器、吊籠、外籠、標準節、附墻架、電氣設備和安全系統組成。要求升降臺采用滑輪+四組配重工作模式，四組齒輪齒條驅動，齒條固定在承重立柱上，齒輪隨升降臺移動；并且要求提升重量為300噸。設計合理的升降系統，對齒輪齒條進行有限元分析，并完成對升降系統的整體設計。1.1.2實施方案（1）設計傳動和限速機構；（2）設計籠體整體結構，并且選用合適的配重,每個配重應該為75噸左右；（3）設計附墻架等架體結構，選取合適的齒條固定在承重立柱上，確定合適的齒條長度以及齒數；（4）設計滑輪設置在頂部，方便對升降臺進行傳動。根據配重和升降臺合理選取鋼絲繩，并選取合適的電動機使升降臺的升降順利進行；（5）對齒輪齒條進行有限元分析.1.2導軌架（標準節）的設計與校核1.2.1主要性能參數及幾何參數標準節重量：140 kg；吊籠重：1500kg；最大吊桿起重量：q = 200kg；每個吊籠的額定載重量為: 2000kg；提升高度：144m;最大附著間距：L = 6m；標準節高：h = 1.508m；起升速度：v = 33m/min導軌架最大架設高度：H = 150m；標準節主弦桿尺寸：76mm4.5mm；標準節主弦桿中心距：ab = 650650mm；吊籠空間尺寸：3.01.52.27m；工作吊籠數：N=2； 主電機額定功率：P = 311kW。1.2.2計算載荷（1）結構自重載荷圖1-1 標準節結構圖表1-1 標準節自重明細表序號材料規格名稱數量材料單重（kg）總重（kg）1764.5主弦桿42010.642.4275505前（后）角鋼4Q235A2.7511326.82.75斜腹桿4Q235A1.265.044短角鋼4Q235A0.31.2563405前后角鋼2Q235A2.174.346齒條2Q235A23.847.67齒條連接塊6Q235A0.20.128連接彎板8Q235A0.342.27975505角鋼4Q235A2.8211.281026.82.75斜腹桿2Q235A1.372.741163405角鋼2Q235A2.34.61226.82.75斜腹桿2Q235A1.432.8613接頭4Q235A0.210.8414M1670螺釘6Q235A0.110.6615M16螺母6Q235A0.020.12總計137.1考慮到焊縫及安裝用緊固件的重量，取每個標準節的計算自重為140kg。（2）結構（自重）線載荷 （3）風載荷由實際結構計算得出（一個標準節）實際迎風面積為：應為：s=2(1.5080.076+0.5870.075+0.7750.0268)+0.5870.063+1.5080.06=0.486m2）桁架輪廓面積：結構迎風面充實率；(需改) 型鋼桁架結構充實系數 0.30.6，取 ；（與應一致）根據安裝高度與結構形式確定風載體形系數C ；型鋼構成平面桁架風力系數C = 1.61.7，取C = 1.6；標準節為兩桁架并列的等高結構，則總迎風面積為：A = 式中，（前片結構的迎風面積）（后片結構的迎風面積）1=12：按前片結構的1=0.5和間隔比a/b=1確定折減系數2=0.5代入上式，則總迎風面積為：工作狀態最大風力線載荷：最大風力線載荷按下式求得 （ ？）式中：；工作風壓系數風載荷的計算依據GB3811-2008 ；由GB3811-2008表15得，按照在沿海等地方選取。工作狀態風力線載荷 （ ？）非工作狀態風力線載荷：根據GB3811-2008表18得 ，計算取 ，由表19 得Kh=1，則： （ ？） 根據GB3811-2008表19確定的風壓高度變化系數Kh,計算得到導軌架各風壓段的計算風壓線載荷值。表1-2 計算風壓線載荷隨導軌高度變化參數表導軌架安裝高度（m）風壓高度變化系數Kh計算風壓線載荷（kg/m）101.062.39201.1370.50301.3282.35401.4691.09501.5797.95601.67104.19701.75109.18801.83114.17901.90118.541001.96122.281102.02126.031202.08129.771302.13132.891402.18136.011502.23139.13 本計算書取導軌架頂部的計算風壓作為整機全高的定值風壓。（4）結構的起升沖擊載荷結構起升沖擊系數的確定：由GB/T10054-2005得載荷沖擊系數為1.1+0.264v，式中v為額定提升速度（m/s）。 （應為1.1+0.264v=1.245）結構線載荷形成的沖擊載荷：（5）吊籠滾輪在導軌架（主弦桿）上的摩擦力:正常狀態下，由于吊籠重心偏離滾輪，所以滾輪與導軌主弦桿間存在摩擦力；當起升重物向外偏離吊籠中心線，達到外偏位置時，摩擦力最大。在下圖中：:吊籠自重（kg）； :額定載重量（kg）圖1-2 受力簡圖對A或B點取矩求出摩擦力:（0.04改為0.075）式中：f:滾輪與主弦桿間摩擦系數，取0.075;:軸承摩擦系數，取0.015;d:滾輪軸徑 d=30mm;D:滾輪直徑 D=88mm；:附加阻力系數，取=1.2.因摩擦力F=27.17kg與導軌架整體受力相比較是很小的，故忽略。（不應忽略）1.2.3標準節截面幾何特性及許用應力（1）單肢桿特性引用材料力學12公式計算主弦桿截面積：慣性矩：慣性半徑：長細比：查表得穩定系數：=0.968腹桿截面積：（2.23應為2.13）慣性矩：慣性半徑：長細比查表得穩定系數：=0.630（2）整體特性截面積：A=4=48.51=34.04；慣性矩：；慣性半徑：； 抗彎模量：（3）許用應力 Q235材料的許用應力為2350，取安全系數（應按GB3811 P35 表22中的B、C兩種組合分別取值），按公式計算可得到：1.2.4工況確定（1）可能存在的工況考慮到施工升降機的各種工作狀況，共列出12種工況。加入動載系數，分別計算各工況的軸向極限載荷N值（均取滿載值）。工況：雙籠同時滿載啟動上升；=（3700+3700）1.145+106.3150=24418kg（應為1.245）工況：雙籠同時滿載下降制動；=（3700+3700）（2-1.45）+106.3150=22272kg工況：一籠滿載上升，一籠滿載下降制動；=37001.145+3700（2-1.145）+106.3150=23345kg（應為1.245）工況：一側吊籠滿載上升，另一側停止； =3700（1+1.145）+106.3150=24251.5kg（應為1.245）工況：一側吊籠滿載下降，另一側停止（空中）；（2-）+=3700(2-1.145)+3700+150106.3=22808.5kg（應為1.245）工況：一側吊籠滿載下降，另一側靜止于地面；= （2-）=3700(2-1.145) +106.3150=19108.5kg（-？）工況：一側吊籠滿載上升，另一側靜止于地面；= +=37001.145+106.3150=20181.5kg（應為1.245）工況： 兩側吊籠滿載停于空中；= +=3700+3700+106.3150=23345kg工況：兩側吊籠停于地面；=15945kg工況：安裝時，雙籠同時動作，其中上升時受力大；=（+）+=170021.145+106.3150=19838kg（應為1.245）工況：安裝時，一側吊籠動作，另一側停于地面；=+ =17001.145+106.3150=17891.5kg（應為1.245）工況： 安裝時，一側吊籠動作，另一側停于空中=+=17001.145+1700+106.3150=19591.5 kg（應為1.245）（2）確定計算工況在以上工況軸向力計算中，假定的都是可能出現的各種工況。綜合計算結果相比較，工況受力最大，需校核強度和剛度；工況受傾翻力矩較大，即所受彎矩較大；工況的非工態承受最大風載荷，也需校核。所以選上述三種典型工況作為本機的計算工況，校核整體穩定性和結構強度，并將其分別定義為工況1、工況2和工況3。（3）計算典型工況下結構承受的彎矩工況1：結構端部彎矩； 橫向載荷引起的彎矩； 0；工況2： 0.325=1202.5kg.m 0.88=0.883700=3256 kg.m = 0；= 0工況3：；0；1.2.5導軌架結構整體穩定性校核（1）確定最大自由工作高度(第一附著支撐點的位置)設最大自由工作高度為h = 12m，自重作用于結構頂部。導軌架長細比：（查結構力學5計算得）查表得穩定系數為 = 0.879風載荷對導軌架根部彎矩及應力校核公式： = =1/219.501212 = 1404kg.m本結構為雙向壓彎結構，采用下面的（鋼結構）計算公式進行校核： 在本結構中：?。?=1；=1；CY=1; ；; 計算工況1條件下的結構整體穩定性： 又；將上述數據帶入公式中得：（=？）（=？）即在工況1條件下，是安全的。計算工況2下的結構的整體穩定性：； 1202.5kgm； 3256kgm；。（=？）（=？）所以，本結構在條件2下也是安全的 。計算工況3下，結構的整體穩定性：；（62.39應為139.13）= h =92.8412=1114.08kg kg/ 所以，本結構在工況3條件下是安全的（非工作狀態）結論：導軌架自由工作高度在12m以下時，不加附著支撐是安全的。本升降機規定自由工作高度7.5m，是偏安全的。（2）確定第一附著支撐后的最大工作高度（第二附著位置）設定長細比，確定二附著支撐之間的間距為保證導軌架整體結構在工作時，其受力狀態差異不太大，應使整體結構具有的長細比相差不大。取由= = = 60可得式中帶中間支承的等截面壓桿的計算長度系數。經驗計算：時，所以，取，因最大自由高度為12m，則附著支撐之間的間距為9m。本升降機規定附著支撐之間的間距為6m左右，是偏安全的。結構長細比：=可取查表得風載荷對導軌架的彎矩a) 工作狀態最大風載荷對第一支承點處產生的彎矩：b) 工作狀態最大風載荷對導軌架根部產生的彎矩：c) 非工作狀態最大風載荷對第一支承點處產生的彎矩（取20m高處風載）：（62.39應為139.13）d) 非工作狀態最大風載荷對導軌架根部產生的彎矩（取20m高處風載）：（62.39應為139.13）在計算工況1條件下的結構穩定性所受最大軸向載荷：；將上述數據代入公式可得： ( ? )所以，本結構在工況1條件下是安全的。在計算工況2條件下的結構穩定性； ；;帶入公式得: 所以，本結構在工況2條件下也是安全的。計算工況3下結構的穩定性：；= h = 92.849 = 835.56kg所以，本結構在工況3條件下是安全的（非工作狀態）。結論：本結構在工作高度不超過21m時，結構的穩定性可以保證，若超過21m時，需在21m處加第二附著支撐。（3）確定第二附著支撐后的最大工作高度（第三附著位置）確定附著支撐之間的間距，計算長細比為保證結構的附著支撐具有一定的規律性，各附著支撐之間的間距相等，均為9m。圖1-3 附著支撐結構簡圖取所以若不考慮結構的受載過程中橫向載荷的影響，其第一附著點A恰為結構彎曲中心反彎點，故可把圖a簡化為圖b?，F在簡化條件下考核該結構的穩定狀態因橫向載荷僅為風載荷，故失真性不大。簡化后結構高度， ，由GB3811-2008中表J.1查得：計算長度：長細比:查表得：風載核對第二附著支撐處的彎矩工作狀態：非工作狀態：（62.39應為139.13）計算工況1條件下結構的穩定性及強度：；將上述數據代入公式可得：所以，本結構在工況1條件下也是安全的 。計算工況2條件下結構的穩定性及強度：； ；帶入公式得：所以，本結構在工況2下也是安全的 。計算工況3條件下的整體穩定性（非工作狀態）（62.39應為139.13）所以在工況3條件下結構也是安全的。結論：結構在工作高度超過30米時，須在30米處加第三附著支撐。由于結構受力的一致性，在30米基礎上每增加9米，增加一個附著支撐。其計算與第三附著支承相同，不另證明。需要說明的是，在以上穩定性校核中，結構所受的豎向力均按最大高度H=150m工況的軸力進行計算的，雖有些保守，但對校核結果偏安全。1.2.6結構的單肢桿件受力計算（1）主弦桿計算工作狀態：=2538.02Kgm則 ，工作狀態，安全非工作狀態則非工作狀態，安全綜上所述，主弦桿滿足強度要求。（2）腹桿計算 因工作狀態只有風載產生橫向力，但其值很小。故只檢驗非工作狀態風載產生的內力。由對標準節的分析知腹桿與框架連接處最危險；斜腹桿與框架的夾角；風載產生的橫向力；腹桿軸向力；腹桿的應力；所以，腹桿滿足強度要求。（3）主弦桿厚度的校核主弦桿選用.5的無縫鋼管制造，接頭部位管內徑為6.85mm。主弦桿截面積：最底一節標準節受力為：則有：所以壁厚為4.5mm的鋼管滿足強度條件。1.2.7標準節連接螺栓強度計算選用M24的8.8級六角螺栓，考慮到工作時的偏心受載，螺栓在標準節兩側受拉。因此，按工況2計算：；實際受力狀況：螺釘的面積；（按M24計算）8.8級螺栓、螺栓的屈服極限；（是屈服極限，不是許用應力）所以該螺栓連接是安全的。1.3吊籠籠架強度校核1.3.1籠架承受的總載荷其中a=1.5,b=2.2（？）（1.145應為1.245）籠架承受的總載荷由4根主梁分擔P=0.252790kg10N/kg = 6975N1.3.2籠架受力分析吊籠內裝載額定載重量，載荷重心位置沿吊籠寬度方向，向遠離導軌架方向偏離六分之一寬度處設置。(參見圖1-2)（？）由于籠架中主槽鋼、頂槽鋼和斜槽鋼均采用12#槽鋼制成，由機械設計手冊查得槽鋼彎曲的強度條件為： 滿足彎曲強度條件，選用的型鋼符合要求1.3.3關鍵連接焊縫強度校核（1）吊籠連驅動耳板處焊縫校核圖2-1吊籠連驅動耳板處焊縫示意圖 焊縫一：如圖所示，外力與焊縫長度方向平行，其中：；焊縫的計算長度= (100-10)mm，即焊縫的實際長度減10mm，將數值代入公式得：（1.145應為1.245）所以焊縫一滿足強度要求。焊縫二：如圖所示，外力與焊縫長度方向垂直，其中：；焊縫的計算長度= (135-10)mm，即焊縫的實際長度減10mm；正面直角角焊縫的強度設計值增大系數，對承受動力載荷的結構，將數值代入公式得：（應為1.245）所以焊縫二滿足強度要求。（2）驅動架連接耳板處焊縫校核圖2-2驅動架連接耳板處焊縫示意圖如圖所示：外力與焊縫長度方向平行，其中：；焊縫的計算長度= (120-10)mm，即焊縫的實際長度減10mm；將數值代入公式得：所以焊縫滿足強度要求。（3）安全鉤板處焊縫校核外力與焊縫長度方向垂直，其中：；焊縫的計算長度= (100-10)mm，即焊縫的實際長度減10mm；正面直角角焊縫的強度設計值增大系數，對承受動力載荷的結構，將數值代入公式得：所以焊縫滿足強度要求。1.3.4主要受力構件的強度校核（1）籠頂吊耳的校核圖2-3驅動架連接耳板處焊縫示意圖吊耳的材料為Q235其許用應力為吊耳的最小危險截面的面積 （錯）吊耳強度： 吊耳焊縫強度：，其中：，焊縫的計算長度= (60-10)mm，即焊縫的實際長度減10mm，將數值代入公式得（75應為60）所以焊縫滿足強度要求。（2）立梁槽鋼的校核立梁由12#槽鋼制成，由機械設計手冊查得槽鋼截面積槽鋼的強度條件為：槽鋼滿足強度要求。 1.4驅動部分設計與校核電機功率：311kw；額定輸出轉速：87.5r/min；額定輸出轉矩：2600N.m；減速器速比：1:16；1.4.1電動機選擇與校核由于電動機選用施工升降機專用電機，所以僅作過載和發熱校驗。電動機過載校驗應滿足公式：式中：電機額定功率，33kW；：電壓損失及轉速差異系數；籠式交流異步電動機取H=2.5；：電動機臺數；：相對于額定功率時的電動機最大轉矩倍數；：額定起升載荷；：額定起升速度；：起升機總效率。電機額定功率滿足過載校驗。1.4.2限速器設計與校核（1）制動時間計算最大減速發生在電機額定轉矩的150%。最大值負載轉動慣量：最快的減速時間：確定平均減速時間，令（2）計算減速時間為5s的制動轉矩:（3）計算制動功率Pb:1.5齒輪齒條傳動機構的設計和計算1.5.1齒輪齒條的材料選擇齒條材料的種類很多，在選擇過程中應考慮的因素也很多，主要以以下幾點作為參考原則：1） 齒輪齒條的材料必須滿足工作條件的要求。2） 應考慮齒輪尺寸的大小、毛坯成形方法及熱處理和制造工藝。3） 正火碳鋼，不論毛坯制作方法如何，只能用于制作載荷平穩或輕度沖擊工作下的齒輪，不能承受大的沖擊載荷；調制碳鋼可用于制作在中等沖擊載荷下工作的齒輪。4） 合金鋼常用于制作高速、重載并在沖擊載荷下工作的齒輪。5） 飛行器中的齒輪傳動，要求齒輪尺寸盡可能小，應采用表面硬化處理的高強度合金鋼。6）金屬制的軟齒面齒輪，配對兩輪齒面的硬度差應保持為3050HBS或者更多。鋼材的韌性好，耐沖擊，還可通過熱處理或化學熱處理改善其力學性能及提高齒面硬度，故適用于來制造齒輪。由于該齒輪承受載荷比較大，應采用硬齒面（硬度350HBS），故選取合金鋼，以滿足強度要求，進行設計計算。1.5.2齒輪齒條的設計與校核（1）升降機構的功率設V為最低起鉆速度（米/秒），F為以V起升時游動系統起重量（理論起重量，公斤）。起升功率 F= 取0.8（米/秒）由于整個升降機構由8個電機所帶動，所以每部分的平均功率為轉矩公式： N.mm所以轉矩 T=式中n為轉速（單位r/min）（2）各系數的選定計算齒輪強度用的載荷系數K，包括使用系數、動載系數、齒間載荷分配系數及齒向載荷分配系數，即 K=1）使用系數是考慮齒輪嚙合時外部因素引起的附加載荷影響的系數。該齒輪傳動的載荷狀態為輕微沖擊，工作機器為重型升降機，原動機為液壓裝置，所以使用系數取1.35。2）動載系數齒輪傳動不可避免地會有制造及裝配誤差，輪齒受載后還要產生彈性變形，對于直齒輪傳動，輪齒在嚙合過程中，不論是有雙對齒嚙合過渡到單對齒嚙合，或是有單對吃嚙合過渡到雙對齒嚙合的期間，由于嚙合齒對的剛度變化，也要引起動載荷。為了計及動載荷的影響，引入了動載系數，如圖2-1所示。圖2-1動載系數由于速度v很小，根據上圖查得，取1.0。3）齒間載荷分配系數一對相互嚙合的斜齒（或直齒）圓柱齒輪，有兩對（或多對）齒同時工作時，則載荷應分配在這兩對（或多對）齒上。對于直齒輪及修形齒輪，取。4）齒輪載荷分布系數當軸承相對于齒輪做不對稱配置時，受災前，軸無彎曲變形，齒輪嚙合正常，兩個節圓柱恰好相切;受載后，軸產生彎曲變形，軸上的齒輪也就隨之偏斜，這就使作用在齒面上的載荷沿接觸線分布不均勻。計算齒輪強度時，為了計及齒面上載荷沿接觸線分布不均勻的現象，通常以系數來表征齒面上載荷分布不均勻的程度對齒輪強度的影響。根據機械設計表10-4取=1.37。綜上所述，最終確定齒輪系數K=1.35111.37=1.8（3）齒輪傳動的設計參數、許用應力的選擇1）壓力角的選擇我國對一般用途的齒輪傳動規定的標準壓力角為=20。2）齒數z的選擇為使齒輪免于根切，對于=20的標準直齒輪，應取z17，這里取z=20。 173）齒寬系數的選擇由于齒輪做懸臂布置，取=0.64）預計工作壽命10年，每年250個工作日，每個工作日10個小時=1025010=25000h 5.齒輪的許用應力 按下式計算式中：S疲勞強度安全系數。對于接觸疲勞強度計算時，取S=1；進行齒根彎曲疲勞強度計算時，取S=1.251.5。 考慮應力循環次數影響的系數，稱為壽命系數。應力循環次數N的計算方法是：設n為齒輪的轉速（單位為r/min）；j為齒輪每轉一圈時，同一齒面嚙合次數；為齒輪工作壽命（單位為h），則齒輪工作應力循環次數N按下式計算： N=60njn暫取10，則N=601025000=1.5。查機械設計表10-18可得=1.3。齒輪疲勞極限。彎曲疲勞極限用代入；接觸疲勞極限用代入，查機械設計圖10-21得=980。1500=1.3 S=1 1950 850 S=1.4 607.1 （雙向工作乘以0.7）424.97當齒數z=20 17 時，齒形系數=2.8 2.97 應力校正系數=1.55 1.52基本參數選擇完畢。（4）齒輪的設計計算齒輪的設計計算公式： Km開式齒輪磨損系數，Km=1.25（機械設計手冊（3卷）14-134）轉矩 N.mm （1式） 所以 v=0.8 n=899.2/m （2式）將1式、2式及各參數代入計算公式得：解得：；20取m=25 那么n=9.5，取n=10N.m齒面接觸疲勞強度計算公式：式中的單位為Mpa，d的單位為mm，其余各符號的意義和單位同前。由于本傳動為齒輪齒條傳動，傳動比近似無窮大，所以=1 為彈性影響系數，單位，其數值查機械設計表，取=189.8，如表2-1所示： 表2-1 材料特性系數計算，試求齒輪分度圓直徑：=126.1mm通過模數計算得：m=5.5，z=23 所以分度圓直徑d=235.5=126.5mm1.5.3幾何尺寸確定（1）齒輪齒頂高 齒根高 齒高 分度圓直徑 （2）齒條的設計取齒條的模數m=5.5,壓力角，則齒數z=120，故齒距取，則長度，取螺旋角。端面模數端面壓力角端面齒距齒頂高齒根高齒高 齒條選用45號鋼或41Cr4制造并經調質，表面硬度均應在56HRC以上，選擇7級精度。1.6升降機基礎設計升降機自重： 17090kg砼基礎承載力：F=341.8kN基礎自重： G=3.84.40.325KN/m3=125.4KN1.6.1驗算基底壓力其中：G為基礎自重設計值=125.4kN A基礎底面積=3.84.4=15.62 m2本基礎僅考慮豎向荷載，彎距不予計算，取M=0Pmax,min=(341.8kN+125.4KN)/（3.84.4m2）=27.94kN/m2=0.03Mpa f=0.15Mpa 滿足要求1.6.2受沖切承載力驗算依據建筑地基基礎設計規范GB 50007-2002第8.2.7條。 驗算公式如下: 式中： hp受沖切承載力截面高度影響系數，取 hp=1.00；ft混凝土軸心抗拉強度設計值，取 ft=1.5kPa；am沖切破壞錐體最不利一側計算長度:am=(0.650+0.650+20.3)/2=0.95m；h0承臺的有效高度，取 h0=0.3m；Pj最大壓力設計值，取 Pj=30kPa；Fl實際沖切承載力：Fl =30(3.8+0.65+20.3)(3.8-(0.65+20.3)/2/2=96.58kN允許沖切力：0.71.001.5950.00270.00=269325.00N=269.325kNFl 實際沖切力不大于允許沖切力設計值，所以能滿足要求！1.6.3配筋計算 依據建筑地基基礎設計規范GB 50007-2002第8.2.7條。（1）抗彎計算，計算公式如下: 式中 a1截面I-I至基底邊緣的距離，取 a1=1.58 m； P截面I-I處的基底反力: P=30(30.650-1.58)/(30.650)=5.69kPa；a截面I-I在基底的投影長度,取 a=0.65 m。經過計算得 :M=1/121.582(23.80+0.65)(30+5.69-2125.4/3.802)+(30-5.69)3.80=50.66kN.m。（2）配筋面積計算,公式如下: 經過計算得 As=50660000.00/(0.9300270)=694.92mm2。由于最小配筋率為0.15%,所以最小配筋面積為:1710mm2。故取 As=1710mm2。取12200能基本滿足要求因而基礎采用12200雙層雙向能滿足要求。1.7配重的設計根據設計要求，需設置四組配重，分別為75噸每個，因此本次設計給每組齒輪齒條升降架均配置一組75噸的配重，通過頂部的滑輪及鋼絲與貨廂連在一起。為了防止升降過程中配重晃動或鋼絲繩斷裂后掉落造成安全事故，因此與貨廂一樣，給每組配重均配置了導向滾輪組件及限速機構。詳見三維總圖。1.8齒輪齒條有限元分析1.8.1齒輪分析主要步驟為：建立幾何零件添加材料屬性網格劃分添加約束添加載荷-計算-結果查看（1）打開chilun.CATPart.文件（2）添加材料屬性點擊選擇對應材料，并根據實際設置材料參數。 （3）進入結構分析模塊開始-分析與模擬-Generative Structural Analysis（4）網格劃分進入靜力學有限元分析模塊厚實體零件會自動生成網格，但為確保分析精確性，對自動網格參數進行優化設置，參數如下：（5）添加約束創建面固定約束點擊選擇圖示面約束點擊ok，完成約束建立（6）創建分布力點擊，并輸入力Z方向，-367500N選擇圖示面加載點擊確認（7）計算1）點擊計算2）點擊確定開始計算，如下計算進行中：3）計算完成后點擊yes（8）結果查看（后處理）1）查看應力云圖，應力分布如下圖：結論：從有限元結果可以看出，本齒輪在最大負載情況下局部最大應力為435MPa，而我們此次設計的齒輪熱處理后屈服強度為800MPa，抗拉強度為1150MPa，因此滿足強度要求。2）應變云圖，應變分布如下圖：結論：從有限元結果可以看出，本主齒輪在最大負載情況下局部最大應變為0.0657mm，而我們選擇的材料延伸率為15%，因此0.0657mm的變形不會造成零件失效，故滿足強度要求。1.8.2齒條分析主要步驟為：建立幾何零件添加材料屬性網格劃分添加約束添加載荷-計算-結果查看（1）打開chitiao.CATPart.文件（2）添加材料屬性點擊選擇對應材料，并根據實際設置材料參數。 （3）進入結構分析模塊開始-分析與模擬-Generative Structural Analysis（4）網格劃分進入靜力學有限元分析模塊厚實體零件會自動生成網格，但為確保分析精確性，對自動網格參數進行優化設置，參數如下：（5）添加約束創建面固定約束點擊選擇圖示面約束點擊ok，完成約束建立（6）創建分布力點擊，并輸入力Z方向，-367500N選擇圖示面加載點擊確認（7）計算1）點擊計算2）點擊確定開始計算，如下計算進行中：3）計算完成后點擊yes（8）結果查看（后處理）1）查看應力云圖，應力分布如下圖：結論：從有限元結果可以看出，本齒條在最大負載情況下局部最大應力為625MPa，而我們此次設計的齒條熱處理后屈服強度為1150MPa，抗拉強度為1350MPa，因此滿足強度要求。2）應變云圖，應變分布如下圖：結論：從有限元結果可以看出，本齒條在最大負載情況下局部最大應變為0.156mm，而我們選擇的材料延伸率為15%，因此0.156mm的變形不會造成零件失效，故滿足強度要求。36