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蝸輪螺桿升降機的仿真設計

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更新時間：2014-09-20
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蝸輪螺桿升降機的仿真設計
一、課題名稱：
蝸輪絲杠升降機的仿真設計
二、畢業(yè)論文（設計）主要內容：
本課題要求根據(jù)給定參數(shù)先設計出一臺蝸輪蝸桿升降機，蝸輪蝸桿升降機是利用蝸輪和蝸桿的大傳動比的特點，盡可能的省力完成升降一定重量的機構。升降機包括蝸輪蝸桿的減速部分和絲杠的升降部分。要求學生根據(jù)參數(shù)設計出相應的蝸輪蝸桿升降機各個部位，然后用UG或ProE完成仿真造型，并作出運動仿真和爆炸圖。
三、計劃進度：
第8周：準備資料，查閱相關資料，完成準備工作；
第9-10周：完成機構的方案設計和工作原理設計；
第11周：完成整體裝配圖和主要零部件圖所有圖紙；
第12周：完成仿真設計和論文初稿；
第13周：完成論文；
第14 周：論文答辯。

四、畢業(yè)論文（設計）結束應提交的材料：
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)先設計出一臺蝸輪蝸桿升降機，蝸桿傳動機構作為一種典型的傳動機構被廣泛應用。設計原理是電機帶動蝸桿轉動，利用蝸輪蝸桿的傳動，使蝸輪旋轉，蝸輪有內梯形螺紋，與絲桿配合，蝸輪旋轉帶動絲桿做軸向運動。針對蝸輪蝸桿，先確定我所需求的傳動比，跟據(jù)公式算出蝸輪蝸桿的各個數(shù)值，并對其強度，剛度等進行校核。針對絲桿，根據(jù)上升的速度，蝸輪的轉速，算出螺距，公稱直徑等。最后還對其進行仿真設計，利用PROE強大的三維建模功能來實現(xiàn)，其所有模塊都是全相關的。這就意味著在產(chǎn)品開發(fā)過程中某一處進行的修改，能夠擴展到整個設計中，同時自動更新所有的工程文檔，包括裝配體、設計圖紙，以及制造數(shù)據(jù)。

關鍵詞：升降機，蝸桿傳動，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. 升降機的發(fā)展史及種類 1
1.2 本課題的研究任務 3
第二章蝸輪蝸桿的設計 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度 10
2.5本章小結 10
第三章螺紋的傳動 11
3.1 材料的選取 11
3.2 螺紋牙型的選取 11
3.3耐磨性計算 12
3.4驗算絲杠自鎖情況 13
3.5 計算螺桿驅動轉矩 13
3.6計算螺桿的強度 14
3.7 螺紋牙的強度計算 15
3.7.1 螺桿螺紋牙強度校核 15
3.8 螺紋牙穩(wěn)定性的計算 15
3.9 傳遞效率的計算 16
3.10 本章小結 16
第四章軸承的選擇 17
4.1 滾動軸承的選擇 17
4.2 本章小結 18
第五章箱體的設計 19
5.1箱體尺寸的確定 19
5.2 本章小結 19
第六章仿真設計 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 22
第七章課題結論 24
總結 25
參考文獻 26
致謝 27

第一章緒論
1.1. 升降機的發(fā)展史及種類
對垂直運送的需求與人類的文明一樣久遠，最早的升降機使用人力、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力方式。
1854年，奧蒂斯把他的試驗臺設在紐約貿(mào)易展覽會上。當有了大批觀眾后，他便跨入升降機，并邀請一位觀眾割斷纜索。升降機僅僅下降了五六厘米。最后，安全升降機停了下來。　
到19世紀末，升降機常見于辦公室和套房公寓里。電動的和液壓的兩種機械裝置都用于推動升降廂。
經(jīng)過上百年的發(fā)展，升降機技術已經(jīng)相當成熟了。升降機自由升降的特點目前已經(jīng)廣泛運用于市政維修，碼頭、物流中心貨物運輸，建筑裝潢等，升降機已經(jīng)融入了人們的日常生活。
升降機的種類也變得多起來，土木工程的升降機在土木工程施工中，常用的有鋼絲繩或齒輪齒條驅動兩種。
1 簡易升降機
　由鋼絲繩驅動，大多用于運送貨物。由塔架、吊籃、卷揚機等組成。塔架一般為桁架結構，用纜繩拉住，保持直立。吊籃用型鋼焊成，是裝載貨物的容器。卷揚機固定在地面上，鋼絲繩繞過塔架頂部的滑輪與吊籃連接，牽引吊籃上下運行，操作人員在地面上控制。
2 齒輪齒條驅動升降機
　可運送人和貨物。主要由塔架、圍欄、機廂、驅動裝置、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
由若干標準節(jié)段組成的管子桁架結構。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)段上裝有齒條和導軌架。
② 機廂和圍欄
機廂是運載人或貨物的容器，圍欄是圍護機廂和塔架的裝置，設在塔架的底部。機廂門和圍欄門用機械－電氣互鎖。機廂降入圍欄時，門自動打開，上升時門自動關閉。以確保運行安全。圍欄底部裝有彈簧緩沖裝置。使機廂著地時免受沖擊，確保停機平穩(wěn)。
③ 驅動裝置
設在機廂內，由電動機、減速器和齒輪齒條組成。減速器輸出軸端的齒輪，伸出機廂，與固定在塔架上的齒條嚙合，帶著機廂上下運行。機廂內設有控制系統(tǒng)，操作人員亦可隨機運行。加節(jié)裝置設在機廂的頂部，是一臺手動或機動的小型動臂式起重機。加節(jié)時，機廂上升到離塔頂一定距離處，利用起重機把待加標準節(jié)段吊到塔頂，就位固定后，即完成加節(jié)工序。為了確保升降機的安全運行，設有限速制動裝置，行程限位開關，行門保護開關等。
　　齒輪齒條驅動的升降機與簡易升降機相比，具有高度大，架設速度快，安全可靠，人貨兩用等特點，在建筑施工，特別是高層建筑施工中，廣泛應用。
3 工業(yè)中的升降機
按照升降機構的不同分：剪叉式升降機、升縮式升降機、套筒式升降機、升縮臂式升降機、折臂式升降機。
按移動的方法不同分：固定式升降機、拖拉式升降機、自行式升降機、車載式升降機、可駕駛式升降機。
（1）固定式升降機
是一種升降穩(wěn)定性好，適用范圍廣的貨物舉升設備主要用于生產(chǎn)流水線高度差之間貨物運送；物料上線、下線；工件裝配時調節(jié)工件高度；高處給料機送料；大型設備裝配時部件舉升；大型機床上料、下料；倉儲裝卸場所與叉車等搬運車輛配套進行貨物快速裝卸等。根據(jù)使用要求，可配置附屬裝置，進行任意組合，如固定式升降機的安全防護裝置；電器控制方式；工作平臺形式；動力形式等。各種配置的正確選擇，可最大限度地發(fā)揮升降機的功能，取得最佳的使用效果。
　　固定式升降機的可選配置有人工液壓動力、方便與周邊設施搭接的活動翻板、滾動或機動輥道、防止軋腳的安全觸條、風琴式安全防護罩、人動或機動旋轉工作臺、液動翻轉工作臺、防止升降機下落的安全支撐桿、不銹鋼安全護網(wǎng)、電動或液動升降機行走動力系統(tǒng)、萬向滾珠臺面。
（2）車載式升降機
車載式升降機是為提高升降機的機動性，將升降機固定在電瓶搬運車或貨車上，它接取汽車引擎動力，實現(xiàn)車載式升降機的升降功能。以適應廠區(qū)內外的高空作業(yè)。廣泛應用于賓館、大廈、機場、車站、體育場、車間、倉庫等場所的高空作業(yè)；也可作為臨時性的高空照明、廣告宣傳等。
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