自动门机械部分设计毕业设计任务书

  2.1 设计任务  以平滑自动门为设计对象，完成以 PLC 为基础的自动门机械零部件的设计。  2.2 设计场合  本文以某营业厅自动门为例，完成 以 PLC为控制器的自动门机械零部件的设计，设计的对象是按照洞口宽度为 4m高度为 3m的洞口尺寸进行设计，这种规格尺寸主要适用与小人流的场合 。  在营业厅自动门正上方里外各安装一个红外 探测开关，当有人欲进入时，红外 探测开关检测出有人要进入或出去，从而产生输出信号。 PLC获取到该输入信号，启动电机，将门打开。当门打开到一定程度后，碰到限位开关，限位开关动作，产生输出信号，自动 门 停止动作。等待一时间段后，自动门自动合上。在闭合过程中，如红外探测开关检测有人要进入或出去时，自动门停止闭合，并立刻打开。为了保障门的安全性，设置关门限位开关，从而保障在自动门闭合即将结束时，不会发生两扇门 碰撞 。  2.3 设计规格  名称  尺寸（ mm）  洞口高度  3000 洞口宽度  4000 固定门扇高度  2100 固定门扇宽度  950 活动门扇高度  2100 活动门扇宽度  900 门扇厚度  10 门扇运行速度  0.5m/s 开门方式  平开    2.4 平开自动门的工作原理  首先，平移式 自动门 组由以下部件组成：      （ 1） 主控制器：它是 自动门 的指挥中心，通过内部编有指令程序的大规模集成块，发出相应指令，指挥马达或电锁 类系统工作；同时人们通过主控器调节门扇开启速度、开启幅度等参数 ；（ 2） 感应探测器：负责采集外部信号，如同人们的眼睛，当有移动 的物体进入它的工作范围时，它就给主控制器一个脉冲信号； （ 3） 动力马达：提供开门与关门的主动力，控制门扇加速与减速运行 ；（ 4） 门扇行进轨道：就象火车的铁轨，约束门扇的吊具走轮系统，使其按特定方向行 进、滑动 ；（ 5） 门扇吊具走轮系统：用于吊挂活动门扇，同时在动力牵引下带动门扇运行 ；（ 6） 同步皮带（或三角皮带）：用于传输马达所产动力，牵引门扇吊具走轮系统 ；（ 7） 下部导向系统：是门扇下部的导向与定位装置，防止门扇在运行时出现前后门体摆动 。  门扇要完成开门和关门动作，其原理如下：门正上方安装有一个红外传感器，其红外发射 管发射出一束红外光，在检测区内形成辐射面，这辐射面为检测区。此光线会反射，在有目标进入这一区域时，红外线接受管检测并发出一个反映红光变化的电信号。该信号经过放大、整形输入 PLC， PLC然后按照设定好的程序命令电机和驱动机构工作，使门扇按照设定的程序开启、加速、全速、制动后慢速、全开、开门后保留一段时间再关门，关门同样按照制定的程序运行，先加速、全速、制动后慢行、关闭。当关门时遇到障碍物时门扇会倒退，直至无障碍物时才关门。   2.5 设计方案   图 2-1 自动门的传动图  该方案是通过减速电机直接输出转矩驱动齿 形带主动轮转动，从而带动齿形带传动，吊件与齿形带之间通过皮带夹固定在一起，实现同时的左右运动，当主动轮顺时针转动时，皮带也顺时针传动，右吊件跟随皮带向右运动，左吊件跟随皮带向左运动，两门扇向相反方向运行实现自动门的开启，当触碰到限位开关时，信号会传送到 PLC控制自动门减速到停止。而当主动轮逆时针转动时，左吊件向右运行，右吊件向做运行，使得自动门处于关门动作。   第 3 章  门体的设计  3.1 门体的构成  平滑自动门的门体由固定门体和活动门扇组成。其中固定门体包括固定门扇、整体门框、可安装驱动机构的横梁、横梁上部 的上亮子玻璃窗，这样使得平滑门的布置美观大方，当然也有横梁上方无玻璃窗和无固定门扇的平滑自动门，这要根据建筑物出入口的特点、门的位置、洞口尺寸、出入通行情况及环境决定。  3.2 门形式的选择  平滑自动门的结构形式主要有两种：即单开式和双开式，单开式就是只有一扇门从单侧自动滑开。双开式是两扇门同时从中间滑向两侧或两侧滑向中间。根据功能要求和设计要求，选择双开式作为本次设计对象。   单开式   双开式  图 3-1 自动门的开门方式 示意 图  3.3 门体和门扇材料的选择  商用平滑自动门的门体有铝合金、碳素钢、不锈钢 和玻璃等。因为对门体的设计没有特殊要求，本设计采用铝合金作为门体材料。而平滑门的门扇大多采用的是玻璃，一中是建筑玻璃，一种是钢化玻璃，因钢化玻璃透明性好、强度高，破碎后 无尖角不会伤人，所以应用广泛，此设计采用钢化玻璃作为门扇材料。  3.4 门体的相关参数  名称  尺寸（ mm）  活动门扇高度  2100 活动门扇宽度  900 门扇厚度  10 密度  2500kg/ 3m  表 3-1 门体规格参数  根据设计的规格门扇高度 mmh 2100 ，单扇门宽度 mmdw 900 ，厚 d=10mm，计算出自动门的体积为：  30189.001.09.01.2 mddhv w   因为门体还有玻璃夹和止摆装置等附件，我们可以把单扇门的总重看为 55kg 自动门的运行速度一般是取 0.3 0.5m/s,这里我们取的是 0.5m/s 进行设计。  下图为门体的整体平面外形图：   图 3-2 门体结构简图   3.5 门体附件的设计  3.5.1 门夹的设计     门夹安装在活动门扇的上下端，用于门扇与驱动 机构的门滑轮吊件的连接。门夹与玻璃门扇的连接，再与门滑轮吊件连接。作为活动门扇与吊件的金属连接件，门夹有门顶玻璃夹与门底玻璃夹，是小型正方形另一种为长条玻璃顶夹和长条玻璃底夹，这种玻璃底夹是与活动门扇等宽的上下两条。玻璃夹的材料有铝合金、不锈钢及黄铜，本设计选用铝合金作为玻璃夹的材料。因为选用的玻璃为 10mm 厚度，因此可选用型号为 DC-090型的门夹。    图 3-3 门夹图  3.5.2平滑门止摆装置的选择  平滑自动门属于悬挂活动门扇，这样门扇受力就会产生摆动，为保证门扇能平稳的按照直线运动，所以门框的下部 要设置止摆装置。  目前，主流的止摆装置主要有三种，即轨道式止摆、夹持式止摆和内藏式止摆。  轨道式止摆在地面开轨道槽，轨道采用不锈钢作为材料，滑块为塑料，这种止摆装置的门扇上可以加多个滑块，因此抗摆动能力强。  夹持式止摆是在门扇的下方加上加持轮，门扇在夹持轮中间运动。这中止摆装置安装起来比较方便，但是外形开起来不够美观，而且夹持轮会磨损门扇的下框表面，所以采用较少。  内藏式止摆装置是安装在门扇下框的槽内，由支撑轴和尼龙轮构成。安装方便，也能够使门扇看起来更美观，但要求轴和尼龙轮安装牢靠接触面平整。   综合考虑各 个止摆装置性能，和设计要求以及实践的方便性，选用轨道式止摆装置作为平滑门的止摆装置。  下图为本次设计的自动门的止摆装置的结构尺寸图：    1、大滑轮      2、小滑轮       3、止摆器支架   4、滑动轨道  5、塑料垫       6、螺钉      7、活动门扇  图 3-4 止摆装置结构图  自动门在运行的过程中，由于滑轮能够沿着轨道正常的运行，所以这种轨道式的运行结构能够很好的防止自动门的侧摆，这里设计的止摆装置采用的是三个滑动地轮，他们分别在各自的轨道中运行，三个轨道三个滑轮这样的结构设计能够使得自动门 的摆动幅度更小，原因是就算当中一个滑轮由于某种因素（比如表面磨损变形）导致侧向摆动，也会受到其它两个滑轮的牵制，使其正常运行。这种结构设计的优点止是摆效果较为理想，同时能够使得小滑轮承担一部分大滑轮的纵向荷载，提高其寿命，还能有效的抵抗风压 和提高止摆装置的导向能力 。  止摆装置由于是安装在很贴近地面处，同时要承受一部分门扇重量和风压力，所 以要求对其材料的要求是具有足够的强度刚度同时不易生锈等特点，所以主要采用不锈钢材料进行生产，而滑轮采用是尼龙材料，这种材料在滑轮上应用比较广泛。  3.5.3锁具的选择  锁具现 在主要有机械锁和电子锁等，而 机械锁是一种没有电子器件的大密钥量高可靠的全机械密码锁 。所以不适合用在公众场合的自动门上，所以主要采用电子锁来实现自动门的锁闭。电子锁的种类很多，有磁力锁、电插锁、电锁口等， 电插锁  ，最早的自动门大多用电插锁实现，市场上有专用和不专用两种。专用电插锁就是专为自动门特点而设计的电锁，最早都是台湾进口过来，此类锁可应用于各厂牌自动门。工作原理是由感应器或门禁控制机等（如自助银行刷卡机）送信号给电锁，电锁接受到信号后先开锁再送信号给自动门开门。因先开锁然后由锁的控制单元送信号给门机控制 器实现开门，这样就避免了门开启而锁未跳开而造成的撞锁现象。而且锁的控制单元有延时输出开门信号功能所以叫专用电锁。专用电插锁的优点是破坏性开启门的难度加强，被强制开门的难度更大。 此次设计采用电插锁作为锁具。  本次设计选用的是 SOMB型电插锁，其规格参数如下：  品牌： SOMB          型号： SB-203E 材质：不锈钢          尺寸： 200*34*44(mm) 输入电压： DC12V 启动电流： 500mA 工作电流： 480mA 使用范围：玻璃门、木门、铁门、防火门  安全类型：断电开门  另外 锁具还 需 要实现与门禁系统的连接，控制器必须能够使开门动作与开锁动作相协调，确保操作无误。高挡自动门可以实观在开门信号输出之前 1/1O 秒输出开锁信号，这种特性对于自动平开门特别重要，如果达不到这种水平的同时还要加锁，就很容易引起故障。   第 4 章  驱动和传动系统的设计  4.1 自动门运行阻力的计算  自动门运行阻力计算：  平滑自动门总运行阻力包括摩擦阻力、风阻力、坡度阻力和惯性阻力。因为坡度斜角小，运行速度慢，所以坡度阻力和惯性阻力忽略不计。  （ 1）摩擦阻力fF 摩擦阻力包括门滑轮的滚动摩擦阻力、门滑轮轴承中的摩擦阻力以及门滑轮轮缘与轨道之间的滑动摩擦阻力。为了简化 ,假设其总运行 效率为 0.95。   （ 2）风阻力dF。  根据实际环境情况，这里取六级风压进行阻力计算。  自动门的风阻力为：   式中dC为风力系数，平滑门风力系数 取 1.1；  A 垂直与风向的迎风面积 （自动门的总面积） ；  dP 计算风压（ Pa） ；  A  门滑轮与止摆器的综合摩擦系数，这里取 0.1。  查表得六级大风风速；   这里取 smv /13 。  风压计算公式：   综上                   4.2 自动门驱动功率的计算  根据传动的实际情况，取各部分传动效率如下：   联轴器效率： 99.01  滚动轴承效率： 99.02  闭式齿轮传动效率： 97.03  所以 9.0234221  取减速电机的效率取 9.0 。  电动机工作时需要的功率为：  1000FvPo    所以减速电机的驱动功率为 54.5W。  4.3 减速电机的选型  4.3.1直流电机的调速  他励或并励直流电动机相比于交流电机而言，其结构复杂、价格高、维修不方便，但是在 调速方面却有其独特的优点。鼠笼式电动机在一般情况下是不能够实现调速的，更不能进行无极调速，所以对于调速要求较高的设备，通常采用直流电动机，这是因为直流电机能够实现无极调速，并且机械传动机构比较简单。  由直流电机转速公式：  KERTUn aa )( 可知 调节aR、 U、 中的 任意一个，都可以实现对电机转速的调节，改变电枢电路中的外电阻也可以对电机进行调速，但其特点是耗电多，机械特性软，调速范围小，且只能进 行有极调速，所以这种方法采用较少。现在对直流电机调速的方法主要有调磁法和调压法。  wkwP O 5.540 5 4 5.09.01 0 0 0 5.01.98 4.3.2选用直流减速电机优势  因为直流电机在调速方面很简单，但是相对于异步电机却有以下优点：  1）由于采用高性能永磁材料，无刷直流电机的转子尺寸得以减小，可以具有较低的惯性，更快的响应速度，更高的转矩惯量比。  2）由于没有了转子损耗（转子采用永磁材料），所以无需定子励磁电流分量，所以无刷直流电机具有较高的效率和功率密度。对于同等容量的输出，交流异步电机需要更大的整流器和逆变器。  3）由于没有转子发热，无需考虑转子冷却问题。  4）交流异步电机由于其非线性的本质，固控制起来较为复杂，无刷直流电机把其复杂的磁场定向控制简化为离散状态的转子位置控制，无需坐标变换，调速范围更宽，控制性能更好。  综上所述，无刷直流电机具有更大的功率密度、更高的效率和更好的控制性能。  所以减速电机，选用无刷直流电机。  4.3.3确定减速机型  初选同步带轮直接 d=60mm。  则主动轮转速：  由公式 m ax100060 vdnv 得：  m in/2.15960 5.01 0 0 060 rn w  减速电机的输出动轮速比：  845001.06014.3 2.159 dni w  根据装置的驱动功率和减速器输出的速比，选用日本进口的 SS40E8-H4E8-12.5 型号直流减速电机，其功率 P=80W，额定转速 200r/min。 A=24mm,B=70mm。    技术参数：  型号： SS40E8-H4E8-12.5 功率： 80W                 电压： 24V 回转速度为 200rpm          质量 3.1kg 4.4 齿带传动的设计  4.4.1齿带传动各个参数的设计计算  （ 1）齿带传动特点  齿带传动主要部件为齿形同步带。其传动综合了齿轮传动、链传动和带传动的优点， 克服了其它各种带打滑和伸长等缺点，构成了一种独特的传动形式。同步齿带传动具有传动准确、平稳、噪声小、无滑差、承载能力高、寿命长、带齿受力均匀合理和具有最小膨胀系数以及最大可靠性等优点。同步齿带可以获得恒定的速比，且速比范围大，允许的线速度高，传递效率高，结构紧凑，具有耐油耐潮等特点，使得其可以在环境较恶劣的条件下工作。  （ 2）同步带的主动轮转速  齿带传动的设计计算通常按照同步带传动进行设计计算。  初选 同步带 主动 轮 节圆 直径 mmd 60 。  根据公式m ax100060 vdnv 计算得：  smndnv /5.0100060 60100060m ax  min/2.159 rn   （ 3）同步带的功率  PKP Ac  AK 为 工况系数，查表取 AK =1.6。  则          WPC 2.875.546.1 （ 4）同步带带型的选择  参考同步带选型图，根据带轮转速 1n 和同步带功率CP，选择带型为 L 型。   图 4-1同步带选型图  L型同步带承载载荷属于轻型载荷，其齿形尺寸如下：  带型（节距代号）  节距（bP）  （ mm）  齿形角2  齿根厚  s  齿 高  th 带高  h 齿根圆角半径  fr 齿顶圆角半径  ar L（轻型）  9.525 40 4.65 1.91 3.6 0.51 0.51    图 4-2同步带齿形尺寸分布图  根据表 1.11 可以查得 L 型同步带的基准宽度 mmbs 4.25 （ 5）确定带轮齿数 Z 和带轮节圆直径 d 根据小带轮转速 1n 和 L 型带型，参照小带轮最小齿数表 ，有小带轮最小齿 数12min z ，小带轮齿数 12min1 zz ，取 z1 =20.  图 4-3小带轮最小齿数表  L 型带型的节距 Pb=9.525mm，则有节圆直径：  mmpzd 67.6014.3 20525.9  所以通过带型验算节圆直径取 d=60mm能够满足设计的条件 。  设计的齿轮的平面结 构图如下：    图 4-4齿轮剖视图  （ 6）验算带速 v m a x/485.01 0 0 060 vsmdnv 即满足要求 。  （ 7） 确定中心距和同步带长度pL  图 4-5自动门运行线路图    图中 实线部分表示两扇门的关闭状态，虚线表示两扇门的完全开启状态。 L1是 活动门扇的宽度， L2 是 桥门的宽度， L3 则是 门开闭 全 过程中占用的皮带长度，根据给定的尺寸 mmL 9001 ， mmL 4002 ，可以计算得到 L3，所以有 ：  mmLLLL 3100)200450(29002)22(22 2113  而齿轮的中心距3LD 中， 同时考虑 留有皮带剩余余量，所以取 mm3200中D。  由公式2dLD p 中得：  mmdDL p 5.659067.6014.3320022 中  所以选取的同步带长度为 6590.5mm。  （ 8）确定同步带宽度sb L型同步带的同步带基准宽度为 25.4mm，许用工作拉力 NFp 46.244，而工作时候所需拉力 NF 1.98 ，所以当带宽取 25.4mm 的时候，满足使用要求。  即 4.25sb。  （ 9）齿轮轴的强度计算和材料选择  带传动作用在轴上的压力 FQ 由式 v pcQF 1000 得：  Nv p cQF 8.179485.0 0872.010001000  轴承的材料最常用的 45#钢，因为这种材料的机械综合性能比较好，下面就以这种材料为列来进行强度的验算。  带传动在轴上的压力会以齿轮轴的固定点为支承点产生一个弯应力，现在对轴的强度进行计算（轴承的直径为 .0.022m，轴承受力点与支点的距离 L 为 0.01m）：  最大弯矩： MNLFMQ .7 9 8.101.08.1 7 9  抗弯截面系数： 44 022.005.064/ dW  强度 =M/W= MP a53.1022.005.0/798.1 4  因为 45钢的许用弯应力为 102Mpa，所以选用这种材料是满足要求的。  4.4.2 齿带传动张紧装置的设计  带传动在运转一段时间以后，会因为带的塑性变形和磨损而松弛，从而影响工作性能或致使带不能正常工作。为了有效的防止这种不良结果的产生，就必须采取有效的补救措施。现在常用的措施有下面几种： 1、定期的张紧装置。 2、自动张紧装置。3、采用张紧轮的张紧装置。  根据自动门的使用环境和条件，要求整个传动装置结构简单，占用空间少，采用张紧轮的张紧装置会使整个自动门传动装置占用的空间变大，同时 也使得自动门的皮带运行方向改变，不能正常带动皮带夹来实现自动门的开闭，所以不宜采用，而自动张紧装置是将有带轮的电动机安装在浮动的摆架上，利用电动机的自重，使带轮随同电动机绕固定轴摆动，来保持初拉力，所以也不适合采用。固选用定期张紧装置的方式来进行张紧。  下面是本次设计采用的弹簧张紧装置。张紧装置的结构如下：   张紧装置的主要构成部分有： 1、底座    2、调节推板    3、调节杆    4、预劲弹簧     5、螺母  图 4-6张紧装置结构图   张紧装置的工作原理：  自动门在安装的时候，旋转调节杆 3 向前旋转，从而使 弹簧 4 处于预紧状态，如果同步带传动出现松弛的时候，则只需旋松调节推板 2和螺母 5，在弹簧向左推力下，雕节挡板带动齿轮一起向左移动，从而使得皮带能够重新张紧。如果还不能满足张紧要求，可以再旋转调节杆，再进行调整。  其三维模型图如下（含齿轮）：   图 4-7张紧装置三维图   第 5 章  门吊件  皮带夹  导轨的设计  5.1 门吊件的设计  自动门吊件用于连接自动门和皮带的组件，包括连接杆，吊轮，吊架，平衡杆等部分，连接杆用于连接皮带夹和吊架，用来将皮带的动力传递到门体上，使门获得左右移动的动力，而吊架一端是固定在桥门上， 一端与连接杆相连，在其中部连接着两个吊轮，在自动门运行的过程中，吊轮能够绕轴在轨道中滚动，大大减小了自动门的运行阻力。平衡杆连接在两吊轮的另一端，用来保证两吊轮的相对位置和防止吊轮内侧和导轨之间的侧压。  5.1.1门吊架的设计  吊架是用来固定吊轮支承和连接门夹的部件，考虑到吊架的外形的加工工艺性和强度刚度要求， 吊架部件 材料一般都是 由冷轧钢板冲压成型 。其结构尺寸参数设计如下：   图 5-1吊架结构图  其中中间的两个较大的孔是用来安装滑轮支承轴，而左右方的三角形孔则是用来与连接杆相连时的螺孔，这样的三角形结构连 接能够使得他们之间具有较好的稳定性， 固定准确。  其三维结构图：    图 5-2吊架三维图  5.1.2吊轮的设计  吊轮固定在吊架上，通过齿形带传递动力，然后带动自动门沿着导轨运动。 自动平移门 吊 轮 都 采用 的是 特殊的尼龙滑轮， 这种材质的滑轮 强度高、耐磨性好、自润滑性好，同时还能有一定的减震效果。 所以使得其应用广泛。吊轮设计的尺寸参数如下：   图 5-3吊轮的平面外形图   其三维外形图如下 ：    图 5-4 吊轮三维图  5.1.3吊轮轴的设计  轴的材料选择：轴长期在弯应力的作用下工作，其材料的要求是：强度高，刚度好，抗疲 劳，应力集中敏感度小，加工性能好，而且要求轴的表面光滑度要好。  轴的材料主要采用中碳钢、 35或者 45钢、合金钢 20Cr或者 40Cr 等。  最常用的是 45#钢，其含碳量是 0.45%，这种材料钢具有较好的机械综合性能，所以此次设计采用的轴材料为 45#钢。  轴的设计包括两个方面：  结构设计：使轴具有合理的形状结构，良好的加工工艺性。  强度计算：保证轴在荷载的作用下不致使断裂或者过大的变形。  轴的结构设计：  轴的端部应有 45 度的倒角，以便安装时候能够对中和锐边划手。  轴的结构设计主要根据以下几个方面：轴上零件的配置；轴上零件的固定；轴上零件的装拆；轴的加工工艺性。  轴的结构尺寸设计如下：    图 5-7支承轴外形图  轴的强度计算：  轴是 固定在吊架上的，然后作为吊轮滚动的支承，它们之间的装配连接如下图所示：   图 5-8吊件的结构图  下图是轴受到门体和吊架总重的受力示意图， O点是吊轮与导轨接触的中点，它作为轴承的支承点。    图 5-9支承轴受力示意图  轴工作时只有弯矩作用而不受扭矩作用，所以 0M ,T=0.单扇门由两个吊轮悬挂在导轨上 ，所以每根轴 A 点收到向下的力 NmgF 2752/ ，  支承轴受到的弯矩 mNLFM /9.9036.0275 ，  抗弯截面系数 444 02.005.064/02.014.364/ dW  强度 =M/W=9.9/( 402.005.0 )=12.375Mpa 材料选用的是 45 号调质钢，许用弯应力是 102Mpa， 12.375Mpa<102Mpa,所以通过设计能够承受足够的强度。  5.1.4 吊件的整体装配设计  自动门吊件的设计原则是使得皮带到自动门动力传递效率最高，即在吊 件结构的设计中在提供相同的原动力的情况下，门体获得的横向运动力最好的方案即为最佳方案。  在吊件结构设计方案过程中，我们可以将连接杆和吊架之间的连接看作一个杠杆来做受力分析。  下面为门吊件设计的两种方案：  方案一：连接杆连接在吊架的中间传递横向动力， A、 B点是两个吊轮的中心点，O点为两吊轮的中心点， F1表示皮带传递的水平动力。    图 5-10 方案一示意图  方案二：连接杆连接在吊架的一端传递动力， A、 B点是两个吊轮的中心点， O点为两吊轮的中心点， F1表示皮带传递的水平动力。   图 5-11 方案二示意图  方案 的分析比较：  两种方案的受力示意图：  L表示的是力 F1与 F2距离 AB水平线的垂直距离， L1表示 F1 与滑轮 1中心点 A 的水平距离， L2 表示 F2距离滑轮 1中心点 A的水平距离。   图 5-12 两种方案受力比较 图  F1 为方案一中的受力， F2 为方案 2 中的受力。受力方向为左，为了方便分析，我们把力移动到 AB轴线上，转化成力和力矩的形式。 F1在 O点产生一个 M1的力矩，F2在 O点产生一个 M2的力矩。   假设 FFF 21 ，有：  FLLFM 11  FLLFM 12  因为 O 点力矩 M1 的作用使得 A 点受到一个向下的力 F3，同时 M2 在 A 点产生的向下的力为 F4，在 A 点产生的向下的力越大，也会使得吊轮与轨道之间的摩擦力越大，阻碍滑轮的左右运动。  由 M=FL得：   1113 LFLLMF 2224 LFLLMF 12 LL  所以有43 FF ，  所以方案二使得滑轮与滚道间的摩擦阻力更小，能够有效的减少滑轮和轨道的摩擦损耗选择方案二较好。  下图为整个吊 件的结构图：    图 5-13 吊件结构图  5.2 皮带夹的设计  皮带夹是用于连接皮带和吊件的工件，皮带夹的设计要 求是在能够满足整个传动机构正常运行的前提下，能够夹具和皮带之间夹 紧可靠，不会产生相对滑动。再考虑到齿带的外形，我们可以将夹具设计成齿条形状来很好的和齿形带进行啮合，从而能够使得皮带和皮带夹之间不会长生相对运动。这种结构的皮带夹即能很好的满足传动 要求，而且结构简单，安装拆卸方便。   图 5-14 皮带夹的平面结构图   在皮带夹的尺寸设计的时候，我们需要考虑我们选用的带的带型的齿高、齿宽和皮带厚度等， 因为只有尺寸合适才能使得皮带夹能够很好的与皮带啮合。如上图尺寸L1=30mm 是皮带夹的齿形宽度，其要求是 L1 必须大于所选皮带的宽度，在皮带设计的时候，我们选用的是 L 型同步带，其宽度 mmbs 4.25，而皮带夹的齿形宽度sbL 301，满足尺寸要求，所以 L1设计为 30mm的宽度较为合适。  L2 为皮带夹齿形条的齿高，其值为 L2=2mm，而我们选用的 L 型齿形同步带其齿高mmht 91.1 ，所以有 thL 2 ，即 L型齿形同步带能够完全啮合，同时考虑到啮合的预留间隙，所以在设计皮带夹的时候设计齿高 L2为 2mm也是满足要求。而 L3是为皮带留的厚度，这里设计的预留厚度 mmL 23， L 型同步带的厚度（除去齿高）：mmhhd t 69.191.16.3 （ h为带总高）  所以 dL3，即皮带能够放入皮带夹中，同时又有 hL3，即皮带不会在皮带夹中发生相对滑动，所以 L3取为 2mm也是满足设计要求。  其三维模型图如下： &