早在1900年，美國OTIS公司就制成了世界上第一臺(tái)電動(dòng)扶梯。隨著中國改革開放的深入，安全、舒適的自動(dòng)扶梯這個(gè)在我國20多年前并不常見的“洋玩意”，已經(jīng)遍布全國各商場、賓館、展館、機(jī)場、碼頭、火車站、地鐵等公共場所。
早在1900年，美國OTIS公司就制成了世界上第一臺(tái)電動(dòng)扶梯。隨著中國改革開放的深入，安全、舒適的自動(dòng)扶梯這個(gè)在我國20多年前并不常見的“洋玩意”，已經(jīng)遍布全國各商場、賓館、展館、機(jī)場、碼頭、火車站、地鐵等公共場所。
當(dāng)前，全球能源短缺，而我國又是一個(gè)能源消耗大國，隨著扶梯的普及，其節(jié)能問題迫在眉睫。扶梯節(jié)能除了電器運(yùn)行控制系統(tǒng)的用電以外，驅(qū)動(dòng)主機(jī)本身的效率高低必須首先考慮。
扶梯驅(qū)動(dòng)主機(jī)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)形式主要有以下幾種：
一、電機(jī)－蝸輪蝸桿副－一級漸開線圓柱斜齒輪副－輸出軸＋鏈輪
二、電機(jī)－漸開線行星齒輪箱－輸出軸直聯(lián)梯級鏈輪
三、電機(jī)－兩級或三級漸開線圓柱斜齒輪副－輸出軸＋鏈輪
四、電機(jī)－蝸輪蝸桿副－輸出軸＋鏈輪齒輪
五、電機(jī)－V形帶輪－兩級漸開線圓柱斜齒輪副－輸出軸＋鏈輪
在所有的機(jī)械傳動(dòng)中，任何驅(qū)動(dòng)部件的主要功能耗損都取決于它自身的效率和所配用的電動(dòng)機(jī)（或其它原動(dòng)機(jī)）的工作效率，一般的說效率越高就越省電、就越節(jié)能。目前，國內(nèi)的電動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠家所生產(chǎn)的扶梯專用電動(dòng)機(jī)，效率一般都在85％左右，如何提高電動(dòng)機(jī)的效率及電動(dòng)機(jī)的節(jié)能控制，這里就暫且不談。接下來就不同結(jié)構(gòu)的扶梯驅(qū)動(dòng)主機(jī)的工作效率，進(jìn)行比較而分析節(jié)能的效果，淺談一下個(gè)人看法。
由于扶梯、人行道的特定工況，驅(qū)動(dòng)主機(jī)大都采用減速傳動(dòng)裝置，對驅(qū)動(dòng)主機(jī)的要求也必須滿足：少次數(shù)空載啟動(dòng)、連續(xù)運(yùn)行、傳動(dòng)比恒定、運(yùn)行速度低、工作沖擊小、體積載荷大、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)效率高、振動(dòng)小、噪音低、具有正反轉(zhuǎn)相同的運(yùn)行特征。
驅(qū)動(dòng)主機(jī)常用的基本傳動(dòng)結(jié)構(gòu)目前主要有上述提到的五種，哪些是比較 良的嚙合傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，有哪些不同的傳動(dòng)特點(diǎn)影響工作效率和節(jié)能？試比較如下：
普通（圓柱）蝸桿蝸輪副傳動(dòng)常見的有ZA、ZI、ZN、ZK幾種，適用在輸入軸及輸出軸空間交錯(cuò)角∑＝90°的傳動(dòng)場合。ZI這種漸開線圓柱蝸桿用平面砂輪磨削，可以獲得較高的齒形精度和齒面質(zhì)量，應(yīng)用比較普遍。蝸桿蝸輪副傳動(dòng)，減速比大、結(jié)構(gòu)緊湊、工作平穩(wěn)、噪聲低、傳動(dòng)鏈短，適用于扶梯驅(qū)動(dòng)主機(jī)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)。當(dāng)蝸桿的螺旋升角λ小于3°～5°時(shí)，蝸桿蝸輪傳動(dòng)具有自鎖性。作為驅(qū)動(dòng)主機(jī)可以防止扶梯發(fā)生高速滑車現(xiàn)象的發(fā)生，但此時(shí)的蝸桿效率僅為45％左右，甚至?xí)汀．?dāng)蝸桿的頭數(shù)越多、螺旋升角越大時(shí)，蝸輪蝸桿副的傳動(dòng)效率就越高，但是在蝸輪滾刀的螺旋升角大于30°的時(shí)候，滾刀的制造已經(jīng)非常困難。
無論哪一種蝸輪蝸桿，就傳動(dòng)效率而言，它的 大缺點(diǎn)是由它所固有的傳動(dòng)特性所決定的。
蝸輪蝸桿副在中間平面內(nèi)的嚙合相當(dāng)于斜齒條的嚙合，嚙合運(yùn)動(dòng)是以較大的相對滑動(dòng)為主并伴有相對滑動(dòng)與相對滾動(dòng)的復(fù)合嚙合運(yùn)動(dòng)，滑動(dòng)摩擦系數(shù)比滾動(dòng)摩擦系數(shù)大的多，一部分滑動(dòng)摩擦的能量轉(zhuǎn)化成為熱能。輪齒從進(jìn)入嚙合到退出嚙合，是蝸桿螺旋面相對滑掃蝸輪全齒的過程，因此蝸輪蝸桿副具有工作平穩(wěn)、振動(dòng)小、噪聲低的嚙合特征，因以滑動(dòng)為主，蝸輪應(yīng)采用耐磨和減磨的合金材料。在不同的潤滑條件下，初始的干摩擦及邊界摩擦、液體摩檫形成混合摩檫狀態(tài)。在重載工況下，蝸輪蝸桿副的嚙合發(fā)熱量大，磨損快，傳動(dòng)效率低，功率損耗大。大家都知道，所有的蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)主機(jī)在運(yùn)行3個(gè)月至半年后都要求進(jìn)行換油。在換油過程中，會(huì)發(fā)現(xiàn)油池中有大量的蝸輪材料磨損沉淀的細(xì)粉，可見它的磨損是多么的快速和嚴(yán)重，因此重載蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)主機(jī)的精度保持性也不易持久。另外，蝸輪蝸桿制造工藝水平要求比較高，需要高精度的加工機(jī)床、精密測量儀器、專用的滾刀、工裝。對加工、裝配、接觸調(diào)整的技術(shù)水平要求也比較高。蝸輪的材料也比較昂貴。由于蝸輪蝸桿，箱體，軸件等零件的制造精度誤差，整機(jī)裝配的誤差，致使蝸輪蝸桿副的實(shí)際工作效率很難達(dá)到較高的理論效率，一般只有70％左右，因之，能耗較大。點(diǎn)焊機(jī)
對于蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)的扶梯驅(qū)動(dòng)主機(jī)，如果采取合理的結(jié)構(gòu)及參數(shù)設(shè)計(jì)，合理的配對選材，必要的熱處理，良好的潤滑降溫，以達(dá)到提高減磨耐磨、抗膠合、抗點(diǎn)蝕、提高綜合機(jī)械強(qiáng)度的能力，則蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)主機(jī)的承載能力、傳動(dòng)效率將得到較大提高，并可延長其使用壽命。在有設(shè)備加工、計(jì)量檢測，對嚙跑合等工藝手段具備的條件下，驅(qū)動(dòng)主機(jī)如果采用平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)，將可較大地提高蝸輪蝸桿副的承載能力和傳動(dòng)效率。
公元1765年，俄國科學(xué)院院士歐拉提出把漸開線齒廓用于齒輪傳動(dòng)。公元1829年，第一部插齒機(jī)的誕生使精密傳動(dòng)的漸開線齒輪加工得以實(shí)現(xiàn)。一百多年以來，漸開線齒輪傳動(dòng)（以下簡稱齒輪傳動(dòng)）是機(jī)械傳動(dòng)中應(yīng)用 廣泛，機(jī)械傳動(dòng)效率 高的一種傳動(dòng)形式，它具有其它機(jī)械傳動(dòng)形式所不可替代的 點(diǎn)，如傳動(dòng)比恒定、傳動(dòng)比和速度范圍大、結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)功率和扭距大、傳動(dòng)精度高、重量輕、體積載荷大、工作安全可靠、壽命長、種類多。但是，作為扶梯的驅(qū)動(dòng)主機(jī)，工作平穩(wěn)性好、噪音強(qiáng)度低的要求，使得它的 大難點(diǎn)在于齒輪加工要有更高的質(zhì)量精度要求
齒輪傳動(dòng)的用途是傳遞動(dòng)力或傳遞運(yùn)動(dòng)。一般地講，齒輪是同時(shí)起著這兩種作用的，但有著主次之分，如滾齒機(jī)、磨齒機(jī)、測量儀器中的齒輪是以傳遞運(yùn)動(dòng)為主，汽輪機(jī)、軋鋼機(jī)中的齒輪是以傳遞動(dòng)力為主。而扶梯齒輪箱驅(qū)動(dòng)主機(jī)同時(shí)起著減速及傳遞動(dòng)力的作用。
漸開線齒輪的精度考核有三個(gè)方面：運(yùn)動(dòng)精度、工作平穩(wěn)性、接觸精度。
漸開線扶梯驅(qū)動(dòng)主機(jī)對減速比精度的要求并不嚴(yán)格，只求恒定。但對工作平穩(wěn)性及接觸精度都有很高的要求，因?yàn)檫@直接關(guān)系到扶梯運(yùn)行的工作平穩(wěn)性，低噪音以及可靠安全的承載能力和理想的使用壽命。
QCTJ160漸開線扶梯齒輪箱驅(qū)動(dòng)主機(jī)精度保持性長、振動(dòng)小、噪音低、效率高（整機(jī)效率達(dá)到80％以上）、承載大、外形美觀、結(jié)構(gòu)緊湊、節(jié)能環(huán)保，尤其是高強(qiáng)度的剛性傳動(dòng)能保證它的使用安全可靠、壽命長，抗災(zāi)害、耐灰砂雨淋等惡劣環(huán)境的工作能力特別強(qiáng)，經(jīng)跟蹤類似齒輪箱，連續(xù)使用三年，運(yùn)行可靠。測量齒輪公法線僅有很小的磨損，噪音、振動(dòng)均沒有大的變化。故障少、維修率低，有利于扶梯的舒適性，延長了扶梯的使用年限，節(jié)省了資金和費(fèi)用， 大程度地有利于終端客戶的切實(shí)利益，保證了客戶正常安全使用，受到了廣大電梯終端用戶的信賴。
曾經(jīng)有一位電梯行業(yè)資深專業(yè)人士在文章中說過：“齒輪傳動(dòng)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)的主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，在目前的條件下，要 于其它機(jī)械傳動(dòng)形式，是“ 佳方案”。但這個(gè)結(jié)論并不排除齒輪傳動(dòng)與其它機(jī)械傳動(dòng)的混合應(yīng)用“。
蝸輪蝸桿＋斜齒輪的扶梯驅(qū)動(dòng)主機(jī)，綜合了蝸輪蝸桿及斜齒輪兩方面的 點(diǎn)及傳動(dòng)特性，應(yīng)用比較廣泛，但仍然存在蝸輪蝸桿傳動(dòng)效率低，磨損快的不足之處。
QCTJ160漸開線扶梯齒輪箱驅(qū)動(dòng)主機(jī)由專用電動(dòng)機(jī)，經(jīng)帶輪和包布窄V帶傳動(dòng)齒輪箱。其中帶輪的的制造、安裝使用、窄V帶的選型，產(chǎn)品品質(zhì)等都直接關(guān)系到主機(jī)的正常使用，而合理的選用潤滑油同樣關(guān)系到齒輪箱的正常運(yùn)行和使用壽命。如果使用電機(jī)－兩級或三級漸開線圓柱斜齒輪－輸出軸＋鏈輪結(jié)構(gòu)的扶梯驅(qū)動(dòng)主機(jī)更將體現(xiàn)齒輪傳動(dòng)的 越性。
漸開線行星齒輪傳動(dòng)扶梯驅(qū)動(dòng)主機(jī)具有重量輕、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、體積載荷大、傳動(dòng)比大、效率高等諸多 點(diǎn)，是漸開線齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的佼佼者。這種齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的技術(shù)工藝水平要求高，設(shè)備資金投入多，制造難度大，成本高，對行星輪、太陽輪、行星架（轉(zhuǎn)臂）的制造精度品質(zhì)要求特別嚴(yán)格，否則將造成驅(qū)動(dòng)主機(jī)較大的振動(dòng)和噪音。
漸開線行星齒輪扶梯驅(qū)動(dòng)主機(jī)從性價(jià)比的角度來看，由于成本造價(jià)比較高，自動(dòng)扶梯用戶從資金投入方面考慮將會(huì)選擇性的使用，目前用量不會(huì)太大，但是它的技術(shù)含量高，是一種比較特殊的結(jié)構(gòu)，有廣闊的發(fā)展前景。
無齒曳引機(jī)應(yīng)用在扶梯驅(qū)動(dòng)主機(jī)上尚有許多不足之處，如能耗大、造價(jià)高、過熱失磁、維修不便等，只能觀其今后的技術(shù)發(fā)展。
在當(dāng)前全球能源消費(fèi)急劇上升之際，電梯曳引機(jī)行業(yè)激烈竟?fàn)幍膰?yán)峻形勢下，陜西秦川機(jī)械發(fā)展股份有限公司秦川曳引機(jī)廠推出的漸開線扶梯齒輪箱具有效率高節(jié)能，用油量少，故障率低，使用壽命長等 點(diǎn)。雖然漸開線扶梯齒輪箱驅(qū)動(dòng)主機(jī)有設(shè)備儀器投資費(fèi)用大，技術(shù)質(zhì)量要求苛刻，加工精度可控性要求較高的不足，但隨著眾多不可比擬的 點(diǎn)與實(shí)惠被越來越多的自動(dòng)扶梯，自動(dòng)人行道用戶所熟知，漸開線扶梯齒輪箱驅(qū)動(dòng)主機(jī)必將在電梯行業(yè)得到充分認(rèn)可和更廣泛的應(yīng)用。