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齒輪齒條驅動式垂直升降機由貨物吊籠和驅動裝置組成，包括電纜導向裝置、帶駕駛室吊籠、連接鉸、驅動裝置和導架與附墻架等部分。驅動裝置包括2、3套三相交流起重異步電動機、聯軸器、減速器、齒輪和壓輪等，它們安裝在傳動底板上，傳動底板和吊籠之間用鉸連接。這類升降機結構緊湊，拆裝方便，搬運靈活，提升高度大，運載能力強，故廣泛應用于較高的建筑工地，是垂直運送建筑材料和人員的高效率施工機械。
吊籠的空間框架結構直接承受貨載作用，它超靜定的支撐導向裝置和多變的受載情況導致其精確計算較為復雜。杭州那泰有限元分析公司采用有限單元法對吊籠進行強度、剛度有限元分析，以提高設計精度，改進使用可靠性。
齒輪齒條驅動式垂直升降機是雙籠無對重總體構造形式，每只吊籠的額定載重量為2t。吊籠的長×寬×外高為3.0m1.3m2.8m，內高為2.53m，吊籠表面使用鋼絲網護罩，便于采光和減小風載。吊籠上裝有12只帶有滾珠軸承的導輪使吊籠載著人貨沿導架運行。考慮這些實際情況，建模時忽略吊籠鋼絲網的影響，將吊籠計算模型簡化為30個結點，56個空間剛架單元的桿系結構。整體坐標系Oxyz原點設于底部導輪支撐側中部。結點2、3、10、11的x和y方向支撐導輪分別以相應方向的拉壓邊界單元k1~k8代替，吊籠與傳動底板間采用鉸軸連接，故在鉸接點29、30處設置z方向拉壓邊界單元k9、k10，邊界單元的剛度值均取較大值K=109，以模擬真實接觸情況。根據升降機吊籠的具體情況，桿件截面分為4組，第1組為槽鋼，第2~4組為等邊角鋼。具體為第1組：1~9、55、56單元， 如1［2，19］、2［3，20］、9［11，15］、55［10，29］、56［11，30］。第2組：10~24單元，如10［1，2］、11［3，4］、24［15，16］。第3組：25~36單元，如25［9，17］、26［12，22］、36［7，26］。第4組：36~54單元，如36［7，26］、37［17，18］、54［8，27］。在同組截面中，型鋼截面方向可能不同，這個情況在計算方向截面模量時加以考慮。
工作中吊籠承受的主要外載荷有貨物載荷、自重載荷。司機與駕駛室的質量相對較小，計算時把它并入自重載荷。由于鋼絲網的迎風面積較小，橫向風載忽略不計。按貨物載荷可能發生的3種不利偏置情況，分別與自重載荷組成3種計算工況。3種不利的貨物載荷偏置工況分別是：1)向外1/2偏置；2)向左或右1/2偏置；3)向左外或右外1/4偏置。編程計算時，設自重載荷均布于吊籠框架上下面的16個結點處。求得的各工況變形情況可見，工況3產生的變形最奇異，變形量也最大，最大方向變形值為9.83mm。
本文介紹了施工升降機框架結構強度設計的方法過程，通過建模分析，得出了幾種不利載荷工況時吊籠的應力和變形。通過對3種滿載不利工況進行桿件有限元應力和變形計算，得出在最大偏載情況下，第3組桿件的第33號單元應力最大，其值為172MPa，但沒有超過Q345材料的許用應力值。這樣可以提高設計精度，既滿足剛度、強度要求，也能減少自重。建議在升降機結構設計中，要考慮最大偏載工況下結構件中應力最大的單元，以滿足實際制造和使用要求。
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