随着我国别墅等私人住宅内电梯数量的不断增加,其舒适性愈发受到关注,而电梯系统的振动则是影响电梯使用体验的关键因素。本文以吉林大学与杭州杰牌传动科技有限公司合作项目为背景,基于某型号居家轻型强制卷筒电梯驱动主机及其配套的卷筒等装置在通用电梯井进行现场实测时,会引发电梯系统异常振动的问题,特对其电梯驱动主机系统进行振动分析并提出相应优化措施。目前国内外对于电梯系统振动情况的研究大多集中在应用于高层建筑的高速曳引电梯,而居家轻型强制卷筒电梯相对振动水平较低,因此鲜有研究。同时多数研究通过建立Matlab仿真程序的方式对电梯系统的固有特性和动态性能进行仿真分析,较之采用有限元分析方法,难以清晰观察到系统在不同频率值下各部分结构所对应的变形情况。并且大部分研究均单独建立电梯系统的垂直或水平振动模型,忽略了垂直振动和水平振动间的相互作用对系统振动的影响,然而仅依靠单一方向振动模型的固有频率无法对电梯系统的振动情况进行优化。因此有必要采用有限元法对居家轻型强制卷筒电梯系统整体振动情况进行分析,主要研究内容和相关结论如下。(1)根据某型电梯驱动主机系统的传动原理,对主要零部件进行参数化建模,依此建立了电梯驱动主机系统的有限元模型,建立各零件间的接触关系,添加材料特性并完成网格划分。推导了模态分析和频率响应分析理论,进而基于有限元法利用Lanczos算法和模态叠加法对电梯系统进行模态分析和频响分析,得到系统的前六阶固有频率和固有振型,以及系统在不同频率下的加速度响应,从而推断系统的第一阶固有频率小于电机激励频率极有可能是导致共振现象的原因。(2)进行台架试验和现场试验,分别测得伺服电机、减速器箱体以及轿厢内部的振动加速度。接下来求取加速度均方根值,研究台架试验中加入联轴器对伺服电机及减速器箱体表面振动加速度的影响。而后对测得的时域数据进行快速傅里叶变换以求得对应的频域曲线,频域分析中首先探究加速度峰值频率与电机转动频率的相关性,其次将试验结果与仿真计算结果进行对比,确保电梯驱动主机系统工作过程中振动峰值频率大于系统固有频率。结合上述两个结论验证了系统工作过程中共振现象的确存在。(3)基于减速器箱体的刚度和强度分析结果,利用SIMP拓扑优化方法对其进行结构优化,参考拓扑优化结果重新对箱体结构进行设计,优化后箱体在满足强度刚度要求的前提下,质量减轻了15.4%。进而建立了箱体轻量化后的电梯驱动主机系统有限元模型,并进行模态分析。从而确保系统的低阶固有频率不会大幅下降,振动水平不会大幅加剧。最后提出通过改变支架结构和钢丝绳刚度的措施以抑制系统振动情况,采用模态分析的方法对以上减振措施进行验证,优化后系统的第一阶固有频率分别较原方案提高了14.7%和23.2%,可以显著降低系统振动水平,并为居家轻型电梯的设计和减振隔振提供参考。