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蜗轮螺杆升降机的仿真设计

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更新时间：2014-09-20
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蜗轮螺杆升降机的仿真设计
一、课题名称：
蜗轮丝杠升降机的仿真设计
二、毕业论文（设计）主要内容：
本课题要求根据给定参数先设计出一台蜗轮蜗杆升降机，蜗轮蜗杆升降机是利用蜗轮和蜗杆的大传动比的特点，尽可能的省力完成升降一定重量的机构。升降机包括蜗轮蜗杆的减速部分和丝杠的升降部分。要求学生根据参数设计出相应的蜗轮蜗杆升降机各个部位，然后用UG或ProE完成仿真造型，并作出运动仿真和爆炸图。
三、计划进度：
第8周：准备资料，查阅相关资料，完成准备工作；
第9-10周：完成机构的方案设计和工作原理设计；
第11周：完成整体装配图和主要零部件图所有图纸；
第12周：完成仿真设计和论文初稿；
第13周：完成论文；
第14 周：论文答辩。

四、毕业论文（设计）结束应提交的材料：
1、图纸（零件图、部件图、装配图）
2、毕业论文

指导教师教研室主任

年月日年月日

摘要
本课题要求根据给定参数先设计出一台蜗轮蜗杆升降机，蜗杆传动机构作为一种典型的传动机构被广泛应用。设计原理是电机带动蜗杆转动，利用蜗轮蜗杆的传动，使蜗轮旋转，蜗轮有内梯形螺纹，与丝杆配合，蜗轮旋转带动丝杆做轴向运动。针对蜗轮蜗杆，先确定我所需求的传动比，跟据公式算出蜗轮蜗杆的各个数值，并对其强度，刚度等进行校核。针对丝杆，根据上升的速度，蜗轮的转速，算出螺距，公称直径等。最后还对其进行仿真设计，利用PROE强大的三维建模功能来实现，其所有模块都是全相关的。这就意味着在产品开发过程中某一处进行的修改，能够扩展到整个设计中，同时自动更新所有的工程文档，包括装配体、设计图纸，以及制造数据。

关键词：升降机，蜗杆传动，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

目录
摘要
Abstract
第一章绪论 1
1.1. 升降机的发展史及种类 1
1.2 本课题的研究任务 3
第二章蜗轮蜗杆的设计 5
2.1蜗轮蜗杆材料的选取 5
2.2 蜗轮蜗杆尺寸的确定 6
2.3蜗轮蜗杆参数表 9
2.4 校核齿根弯曲疲劳强度 10
2.5本章小结 10
第三章螺纹的传动 11
3.1 材料的选取 11
3.2 螺纹牙型的选取 11
3.3耐磨性计算 12
3.4验算丝杠自锁情况 13
3.5 计算螺杆驱动转矩 13
3.6计算螺杆的强度 14
3.7 螺纹牙的强度计算 15
3.7.1 螺杆螺纹牙强度校核 15
3.8 螺纹牙稳定性的计算 15
3.9 传递效率的计算 16
3.10 本章小结 16
第四章轴承的选择 17
4.1 滚动轴承的选择 17
4.2 本章小结 18
第五章箱体的设计 19
5.1箱体尺寸的确定 19
5.2 本章小结 19
第六章仿真设计 20
6.1 蜗轮的仿真 20
6.2 蜗杆的仿真 20
6.3 螺杆的仿真 21
6.4 箱体的仿真 21
6.5 本章小结 22
第七章课题结论 24
总结 25
参考文献 26
致谢 27

第一章绪论
1.1. 升降机的发展史及种类
对垂直运送的需求与人类的文明一样久远，最早的升降机使用人力、畜力和水力来提升重量。升降装置直到工业革命前都一直依靠这些基本的动力方式。
1854年，奥蒂斯把他的试验台设在纽约贸易展览会上。当有了大批观众后，他便跨入升降机，并邀请一位观众割断缆索。升降机仅仅下降了五六厘米。最后，安全升降机停了下来。　
到19世纪末，升降机常见于办公室和套房公寓里。电动的和液压的两种机械装置都用于推动升降厢。
经过上百年的发展，升降机技术已经相当成熟了。升降机自由升降的特点目前已经广泛运用于市政维修，码头、物流中心货物运输，建筑装潢等，升降机已经融入了人们的日常生活。
升降机的种类也变得多起来，土木工程的升降机在土木工程施工中，常用的有钢丝绳或齿轮齿条驱动两种。
1 简易升降机
　由钢丝绳驱动，大多用于运送货物。由塔架、吊篮、卷扬机等组成。塔架一般为桁架结构，用缆绳拉住，保持直立。吊篮用型钢焊成，是装载货物的容器。卷扬机固定在地面上，钢丝绳绕过塔架顶部的滑轮与吊篮连接，牵引吊篮上下运行，操作人员在地面上控制。
2 齿轮齿条驱动升降机
　可运送人和货物。主要由塔架、围栏、机厢、驱动装置、控制系统、加节装置、安全装置和起重系统组成。
① 塔架
由若干标准节段组成的管子桁架结构。为了保证塔架的稳定，每隔一定高度（约10～15米）用附着杆与建筑物连接一次。塔架节段上装有齿条和导轨架。
② 机厢和围栏
机厢是运载人或货物的容器，围栏是围护机厢和塔架的装置，设在塔架的底部。机厢门和围栏门用机械－电气互锁。机厢降入围栏时，门自动打开，上升时门自动关闭。以确保运行安全。围栏底部装有弹簧缓冲装置。使机厢着地时免受冲击，确保停机平稳。
③ 驱动装置
设在机厢内，由电动机、减速器和齿轮齿条组成。减速器输出轴端的齿轮，伸出机厢，与固定在塔架上的齿条啮合，带着机厢上下运行。机厢内设有控制系统，操作人员亦可随机运行。加节装置设在机厢的顶部，是一台手动或机动的小型动臂式起重机。加节时，机厢上升到离塔顶一定距离处，利用起重机把待加标准节段吊到塔顶，就位固定后，即完成加节工序。为了确保升降机的安全运行，设有限速制动装置，行程限位开关，行门保护开关等。
　　齿轮齿条驱动的升降机与简易升降机相比，具有高度大，架设速度快，安全可靠，人货两用等特点，在建筑施工，特别是高层建筑施工中，广泛应用。
3 工业中的升降机
按照升降机构的不同分：剪叉式升降机、升缩式升降机、套筒式升降机、升缩臂式升降机、折臂式升降机。
按移动的方法不同分：固定式升降机、拖拉式升降机、自行式升降机、车载式升降机、可驾驶式升降机。
（1）固定式升降机
是一种升降稳定性好，适用范围广的货物举升设备主要用于生产流水线高度差之间货物运送；物料上线、下线；工件装配时调节工件高度；高处给料机送料；大型设备装配时部件举升；大型机床上料、下料；仓储装卸场所与叉车等搬运车辆配套进行货物快速装卸等。根据使用要求，可配置附属装置，进行任意组合，如固定式升降机的安全防护装置；电器控制方式；工作平台形式；动力形式等。各种配置的正确选择，可最大限度地发挥升降机的功能，取得最佳的使用效果。
　　固定式升降机的可选配置有人工液压动力、方便与周边设施搭接的活动翻板、滚动或机动辊道、防止轧脚的安全触条、风琴式安全防护罩、人动或机动旋转工作台、液动翻转工作台、防止升降机下落的安全支撑杆、不锈钢安全护网、电动或液动升降机行走动力系统、万向滚珠台面。
（2）车载式升降机
车载式升降机是为提高升降机的机动性，将升降机固定在电瓶搬运车或货车上，它接取汽车引擎动力，实现车载式升降机的升降功能。以适应厂区内外的高空作业。广泛应用于宾馆、大厦、机场、车站、体育场、车间、仓库等场所的高空作业；也可作为临时性的高空照明、广告宣传等。
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