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蝸輪螺桿升降機(jī)的仿真設(shè)計(jì)
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- 蝸輪螺桿升降機(jī)的仿真設(shè)計(jì)
一、 課題名稱：
蝸輪絲杠升降機(jī)的仿真設(shè)計(jì)
二、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）主要內(nèi)容：
本課題要求根據(jù)給定參數(shù)先設(shè)計(jì)出一臺(tái)蝸輪蝸桿升降機(jī)，蝸輪蝸桿升降機(jī)是利用蝸輪和蝸桿的大傳動(dòng)比的特點(diǎn)，盡可能的省力完成升降一定重量的機(jī)構(gòu)。升降機(jī)包括蝸輪蝸桿的減速部分和絲杠的升降部分。要求學(xué)生根據(jù)參數(shù)設(shè)計(jì)出相應(yīng)的蝸輪蝸桿升降機(jī)各個(gè)部位，然后用UG或ProE完成仿真造型，并作出運(yùn)動(dòng)仿真和爆炸圖。
三、計(jì)劃進(jìn)度：
第8周：準(zhǔn)備資料，查閱相關(guān)資料，完成準(zhǔn)備工作；
第9-10周：完成機(jī)構(gòu)的方案設(shè)計(jì)和工作原理設(shè)計(jì)；
第11周：完成整體裝配圖和主要零部件圖所有圖紙；
第12周：完成仿真設(shè)計(jì)和論文初稿；
第13周：完成論文；
第14 周： 論文答辯。
四、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）結(jié)束應(yīng)提交的材料：
1、圖紙（零件圖、部件圖、裝配圖）
2、畢業(yè)論文
指導(dǎo)教師 教研室主任
年 月 日 年 月 日
摘要
本課題要求根據(jù)給定參數(shù)先設(shè)計(jì)出一臺(tái)蝸輪蝸桿升降機(jī)，蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)作為一種典型的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)被廣泛應(yīng)用。設(shè)計(jì)原理是電機(jī)帶動(dòng)蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，利用蝸輪蝸桿的傳動(dòng)，使蝸輪旋轉(zhuǎn)，蝸輪有內(nèi)梯形螺紋，與絲桿配合，蝸輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)絲桿做軸向運(yùn)動(dòng)。針對(duì)蝸輪蝸桿，先確定我所需求的傳動(dòng)比，跟據(jù)公式算出蝸輪蝸桿的各個(gè)數(shù)值，并對(duì)其強(qiáng)度，剛度等進(jìn)行校核。針對(duì)絲桿，根據(jù)上升的速度，蝸輪的轉(zhuǎn)速，算出螺距，公稱直徑等。最后還對(duì)其進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)，利用PROE強(qiáng)大的三維建模功能來實(shí)現(xiàn)，其所有模塊都是全相關(guān)的。這就意味著在產(chǎn)品開發(fā)過程中某一處進(jìn)行的修改，能夠擴(kuò)展到整個(gè)設(shè)計(jì)中，同時(shí)自動(dòng)更新所有的工程文檔，包括裝配體、設(shè)計(jì)圖紙，以及制造數(shù)據(jù)。
關(guān)鍵詞：升降機(jī)，蝸桿傳動(dòng)，仿真，
Abstract
This issue demands according to the given parameters of the first to design a worm lift Worm Drive institutions as a typical drive mechanism has been widely used. Design principle is the motor driven worm rotation, the use of worm gear transmission, so that worm wheel rotation, an inner trapezoidal thread worm, and screw co-rotating lead screw worm axial movement to do. Against the worm, first I need to determine the transmission ratio, calculated with the formula worm, according to various values, and its strength, stiffness etc. Check. For the screw, according to increase in speed, worm gear speed, calculate the pitch, nominal diameter. Finally the design of their simulation, using PROE powerful 3D modeling capabilities to achieve all of its modules are all related. This means that in the product development process of a Department modifications, can be extended to the entire design, while automatically updating all engineering documentation, including assembly, design drawings, and manufacturing data.
Key Words:Left, Worm Drive, Simulation
目錄
摘要
Abstract
第一章 緒論 1
1.1. 升降機(jī)的發(fā)展史及種類 1
1.2 本課題的研究任務(wù) 3
第二章 蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì) 5
2.1蝸輪蝸桿材料的選取 5
2.2 蝸輪蝸桿尺寸的確定 6
2.3蝸輪蝸桿參數(shù)表 9
2.4 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 10
2.5本章小結(jié) 10
第三章 螺紋的傳動(dòng) 11
3.1 材料的選取 11
3.2 螺紋牙型的選取 11
3.3耐磨性計(jì)算 12
3.4驗(yàn)算絲杠自鎖情況 13
3.5 計(jì)算螺桿驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩 13
3.6計(jì)算螺桿的強(qiáng)度 14
3.7 螺紋牙的強(qiáng)度計(jì)算 15
3.7.1 螺桿螺紋牙強(qiáng)度校核 15
3.8 螺紋牙穩(wěn)定性的計(jì)算 15
3.9 傳遞效率的計(jì)算 16
3.10 本章小結(jié) 16
第四章 軸承的選擇 17
4.1 滾動(dòng)軸承的選擇 17
4.2 本章小結(jié) 18
第五章 箱體的設(shè)計(jì) 19
5.1箱體尺寸的確定 19
5.2 本章小結(jié) 19
第六章 仿真設(shè)計(jì) 20
6.1 蝸輪的仿真 20
6.2 蝸桿的仿真 20
6.3 螺桿的仿真 21
6.4 箱體的仿真 21
6.5 本章小結(jié) 22
第七章 課題結(jié)論 24
總結(jié) 25
參考文獻(xiàn) 26
致謝 27
第一章 緒論
1.1. 升降機(jī)的發(fā)展史及種類
對(duì)垂直運(yùn)送的需求與人類的文明一樣久遠(yuǎn)，最早的升降機(jī)使用人力、畜力和水力來提升重量。升降裝置直到工業(yè)革命前都一直依靠這些基本的動(dòng)力方式。
1854年，奧蒂斯把他的試驗(yàn)臺(tái)設(shè)在紐約貿(mào)易展覽會(huì)上。當(dāng)有了大批觀眾后，他便跨入升降機(jī)，并邀請(qǐng)一位觀眾割斷纜索。升降機(jī)僅僅下降了五六厘米。最后，安全升降機(jī)停了下來。
到19世紀(jì)末，升降機(jī)常見于辦公室和套房公寓里。電動(dòng)的和液壓的兩種機(jī)械裝置都用于推動(dòng)升降廂。
經(jīng)過上百年的發(fā)展，升降機(jī)技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟了。升降機(jī)自由升降的特點(diǎn)目前已經(jīng)廣泛運(yùn)用于市政維修，碼頭、物流中心貨物運(yùn)輸，建筑裝潢等，升降機(jī)已經(jīng)融入了人們的日常生活。
升降機(jī)的種類也變得多起來，土木工程的升降機(jī)在土木工程施工中，常用的有鋼絲繩或齒輪齒條驅(qū)動(dòng)兩種。
1 簡(jiǎn)易升降機(jī)
由鋼絲繩驅(qū)動(dòng)，大多用于運(yùn)送貨物。由塔架、吊籃、卷揚(yáng)機(jī)等組成。塔架一般為桁架結(jié)構(gòu)，用纜繩拉住，保持直立。吊籃用型鋼焊成，是裝載貨物的容器。卷揚(yáng)機(jī)固定在地面上，鋼絲繩繞過塔架頂部的滑輪與吊籃連接，牽引吊籃上下運(yùn)行，操作人員在地面上控制。
2 齒輪齒條驅(qū)動(dòng)升降機(jī)
可運(yùn)送人和貨物。主要由塔架、圍欄、機(jī)廂、驅(qū)動(dòng)裝置、控制系統(tǒng)、加節(jié)裝置、安全裝置和起重系統(tǒng)組成。
① 塔架
由若干標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段組成的管子桁架結(jié)構(gòu)。為了保證塔架的穩(wěn)定，每隔一定高度（約10～15米）用附著桿與建筑物連接一次。塔架節(jié)段上裝有齒條和導(dǎo)軌架。
② 機(jī)廂和圍欄
機(jī)廂是運(yùn)載人或貨物的容器，圍欄是圍護(hù)機(jī)廂和塔架的裝置，設(shè)在塔架的底部。機(jī)廂門和圍欄門用機(jī)械－電氣互鎖。機(jī)廂降入圍欄時(shí)，門自動(dòng)打開，上升時(shí)門自動(dòng)關(guān)閉。以確保運(yùn)行安全。圍欄底部裝有彈簧緩沖裝置。使機(jī)廂著地時(shí)免受沖擊，確保停機(jī)平穩(wěn)。
③ 驅(qū)動(dòng)裝置
設(shè)在機(jī)廂內(nèi)，由電動(dòng)機(jī)、減速器和齒輪齒條組成。減速器輸出軸端的齒輪，伸出機(jī)廂，與固定在塔架上的齒條嚙合，帶著機(jī)廂上下運(yùn)行。機(jī)廂內(nèi)設(shè)有控制系統(tǒng)，操作人員亦可隨機(jī)運(yùn)行。加節(jié)裝置設(shè)在機(jī)廂的頂部，是一臺(tái)手動(dòng)或機(jī)動(dòng)的小型動(dòng)臂式起重機(jī)。加節(jié)時(shí)，機(jī)廂上升到離塔頂一定距離處，利用起重機(jī)把待加標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段吊到塔頂，就位固定后，即完成加節(jié)工序。為了確保升降機(jī)的安全運(yùn)行，設(shè)有限速制動(dòng)裝置，行程限位開關(guān)，行門保護(hù)開關(guān)等。
齒輪齒條驅(qū)動(dòng)的升降機(jī)與簡(jiǎn)易升降機(jī)相比，具有高度大，架設(shè)速度快，安全可靠，人貨兩用等特點(diǎn)，在建筑施工，特別是高層建筑施工中，廣泛應(yīng)用。
3 工業(yè)中的升降機(jī)
按照升降機(jī)構(gòu)的不同分：剪叉式升降機(jī)、升縮式升降機(jī)、套筒式升降機(jī)、升縮臂式升降機(jī)、折臂式升降機(jī)。
按移動(dòng)的方法不同分：固定式升降機(jī)、拖拉式升降機(jī)、自行式升降機(jī)、車載式升降機(jī)、可駕駛式升降機(jī)。
（1） 固定式升降機(jī)
是一種升降穩(wěn)定性好，適用范圍廣的貨物舉升設(shè)備主要用于生產(chǎn)流水線高度差之間貨物運(yùn)送；物料上線、下線；工件裝配時(shí)調(diào)節(jié)工件高度；高處給料機(jī)送料；大型設(shè)備裝配時(shí)部件舉升；大型機(jī)床上料、下料；倉儲(chǔ)裝卸場(chǎng)所與叉車等搬運(yùn)車輛配套進(jìn)行貨物快速裝卸等。 根據(jù)使用要求，可配置附屬裝置，進(jìn)行任意組合，如固定式升降機(jī)的安全防護(hù)裝置；電器控制方式；工作平臺(tái)形式；動(dòng)力形式等。各種配置的正確選擇，可最大限度地發(fā)揮升降機(jī)的功能，取得最佳的使用效果。
固定式升降機(jī)的可選配置有人工液壓動(dòng)力、方便與周邊設(shè)施搭接的活動(dòng)翻板、滾動(dòng)或機(jī)動(dòng)輥道、防止軋腳的安全觸條、風(fēng)琴式安全防護(hù)罩、人動(dòng)或機(jī)動(dòng)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)、液動(dòng)翻轉(zhuǎn)工作臺(tái)、防止升降機(jī)下落的安全支撐桿、不銹鋼安全護(hù)網(wǎng)、電動(dòng)或液動(dòng)升降機(jī)行走動(dòng)力系統(tǒng)、萬向滾珠臺(tái)面。
（2） 車載式升降機(jī)
車載式升降機(jī)是為提高升降機(jī)的機(jī)動(dòng)性，將升降機(jī)固定在電瓶搬運(yùn)車或貨車上，它接取汽車引擎動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)車載式升降機(jī)的升降功能。以適應(yīng)廠區(qū)內(nèi)外的高空作業(yè)。 廣泛應(yīng)用于賓館、大廈、機(jī)場(chǎng)、車站、體育場(chǎng)、車間、倉庫等場(chǎng)所的高空作業(yè)；也可作為臨時(shí)性的高空照明、廣告宣傳等。
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