XX职业技术学院
毕业文（设计）务书
课题名称： 蜗轮丝杠升降机仿真设计
课题性质： 工程设计类
系 名 称： 机械系
专 业： 机械制造
班 级：
指导教师：
学生姓名：
课题名称：
蜗轮丝杠升降机仿真设计
二毕业文（设计）容：
课题求根定参数先设计出台蜗轮蜗杆升降机蜗轮蜗杆升降机利蜗轮蜗杆传动特点省力完成升降定重量机构升降机包括蜗轮蜗杆减速部分丝杠升降部分求学生根参数设计出相应蜗轮蜗杆升降机部位然UGProE完成仿真造型作出运动仿真爆炸图
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910周：完成机构方案设计工作原理设计
第11周：完成整体装配图零部件图图纸
第12周：完成仿真设计文初稿
第13周：完成文
第14 周： 文答辩
四毕业文（设计）结束应提交材料：
1图纸（零件图部件图装配图）
2毕业文
指导教师 教研室
年 月 日 年 月 日
摘
课题求根定参数先设计出台蜗轮蜗杆升降机蜗杆传动机构作种典型传动机构广泛应设计原理电机带动蜗杆转动利蜗轮蜗杆传动蜗轮旋转蜗轮梯形螺纹丝杆配合蜗轮旋转带动丝杆做轴运动针蜗轮蜗杆先确定需求传动公式算出蜗轮蜗杆数值强度刚度等进行校核针丝杆根升速度蜗轮转速算出螺距公称直径等进行仿真设计利PROE强三维建模功实现模块全相关意味着产品开发程中某处进行修改够扩展整设计中时动更新工程文档包括装配体设计图纸制造数
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 corotating 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 WordsLeft Worm Drive Simulation
目录
摘
Abstract
第章 绪 1
11 升降机发展史种类 1
12 课题研究务 3
第二章 蜗轮蜗杆设计 5
21蜗轮蜗杆材料选取 5
22 蜗轮蜗杆尺寸确定 6
23蜗轮蜗杆参数表 9
24 校核齿根弯曲疲劳强度 10
25章结 10
第三章 螺纹传动 11
31 材料选取 11
32 螺纹牙型选取 11
33耐磨性计算 12
34验算丝杠锁情况 13
35 计算螺杆驱动转矩 13
36计算螺杆强度 14
37 螺纹牙强度计算 15
371 螺杆螺纹牙强度校核 15
38 螺纹牙稳定性计算 15
39 传递效率计算 16
310 章结 16
第四章 轴承选择 17
41 滚动轴承选择 17
42 章结 18
第五章 箱体设计 19
51箱体尺寸确定 19
52 章结 19
第六章 仿真设计 20
61 蜗轮仿真 20
62 蜗杆仿真 20
63 螺杆仿真 21
64 箱体仿真 21
65 章结 22
第七章 课题结 24
总结 25
参考文献 26
致谢 27
第章 绪
11 升降机发展史种类
垂直运送需求类文明样久远早升降机力畜力水力提升重量升降装置直工业革命前直基动力方式
1854年奥蒂斯试验台设纽约贸易展览会批观众便跨入升降机邀请位观众割断缆索升降机仅仅降五六厘米安全升降机停
19世纪末升降机常见办公室套房公寓里电动液压两种机械装置推动升降厢
百年发展升降机技术已相成熟升降机升降特点目前已广泛运市政维修码头物流中心货物运输建筑装潢等升降机已融入日常生活
升降机种类变起土木工程升降机土木工程施工中常钢丝绳齿轮齿条驱动两种
1 简易升降机
钢丝绳驱动运送货物塔架吊篮卷扬机等组成塔架般桁架结构缆绳拉住保持直立吊篮型钢焊成装载货物容器卷扬机固定面钢丝绳绕塔架顶部滑轮吊篮连接牵引吊篮运行操作员面控制
2 齿轮齿条驱动升降机
运送货物塔架围栏机厢驱动装置控制系统加节装置安全装置起重系统组成
① 塔架
干标准节段组成子桁架结构保证塔架稳定隔定高度（约10～15米）附着杆建筑物连接次塔架节段装齿条导轨架
② 机厢围栏
机厢运载货物容器围栏围护机厢塔架装置设塔架底部机厢门围栏门机械－电气互锁机厢降入围栏时门动开升时门动关闭确保运行安全围栏底部装弹簧缓装置机厢着时免受击确保停机稳
③ 驱动装置
设机厢电动机减速器齿轮齿条组成减速器输出轴端齿轮伸出机厢固定塔架齿条啮合带着机厢运行机厢设控制系统操作员机运行加节装置设机厢顶部台手动机动型动臂式起重机加节时机厢升离塔顶定距离处利起重机加标准节段吊塔顶位固定完成加节工序确保升降机安全运行设限速制动装置行程限位开关行门保护开关等
齿轮齿条驱动升降机简易升降机相具高度架设速度快安全货两等特点建筑施工特高层建筑施工中广泛应
3 工业中升降机
升降机构分：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
移动方法分：固定式升降机拖拉式升降机行式升降机车载式升降机驾驶式升降机
（1） 固定式升降机
种升降稳定性适范围广货物举升设备生产流水线高度差间货物运送物料线线工件装配时调节工件高度高处料机送料型设备装配时部件举升型机床料料仓储装卸场叉车等搬运车辆配套进行货物快速装卸等 根求配置附属装置进行意组合固定式升降机安全防护装置电器控制方式工作台形式动力形式等种配置正确选择限度发挥升降机功取佳效果
固定式升降机选配置工液压动力方便周边设施搭接活动翻板滚动机动辊道防止轧脚安全触条风琴式安全防护罩动机动旋转工作台液动翻转工作台防止升降机落安全支撑杆锈钢安全护网电动液动升降机行走动力系统万滚珠台面
（2） 车载式升降机
车载式升降机提高升降机机动性升降机固定电瓶搬运车货车接取汽车引擎动力实现车载式升降机升降功适应厂区外高空作业 广泛应宾馆厦机场车站体育场车间仓库等场高空作业作时性高空明广告宣传等
（3） 液压升降机
液压升降机广泛适汽车集装箱模具制造木材加工化工灌装等类工业企业生产流水线满足作业高度升降需求时配装类台面形式（滚珠滚筒转盘转倾翻伸缩）配合种控制方式（分动联动防爆）具升降稳准确频繁启动载重量等特点效解决工业企业中类升降作业难点生产作业轻松
（4） 曲臂式升降机
广泛车站码头公建筑等需事高空作业行业领域具移动方便操作简单作业面衡性等特点路面情况四腿时支撑单腿支撑便操作
套缸式液压升降机
套缸式液压升降机级液压缸直立升液压缸高强度材质良机械性塔形梯状护架升降台更高稳定性身处20米高空感受优越稳性 适场合：厂房宾馆厦商场车站机场体育场等途：电力线路明电器高架道等安装维护高空清洁等单工作高空作业
12 课题研究务
设计蜗轮丝杠升降机设计设计针执行机构运动展开达求运动精度生产率必须求传动系统具定传动精度传动元件间应满足定关系实现零部件协调动作该设计均采新国标运模块化设计设计容包括蜗轮蜗杆传动部分螺纹传动部分箱体设计工作原理蜗杆圆周运动转变丝杠轴运动简单讲外力驱动蜗杆转动通蜗轮蜗杆传动副传动传递蜗轮蜗轮丝杠旋合带动丝杠做轴运动
述工作原理确定基传动简图图11：
图11 升降机原理图
第二章 蜗轮蜗杆设计
蜗轮蜗杆传动两轮啮合齿面间线接触获交错轴斜齿轮机构更啮合效果传动承载力更高
蜗轮蜗杆传动种螺旋式传动传动中形式齿啮合传动传动更稳振动噪音低适合需稳固状态机械
蜗轮蜗杆传动机构传动机构突出优点锁功蜗轮蜗杆传动机构蜗杆导程角啮合轮齿间量摩擦角时蜗轮蜗杆传动机构会反锁时蜗杆带动蜗轮蜗轮法带动蜗杆实现机械安全保护
21蜗轮蜗杆材料选取
蜗杆材料需具定强度良磨合耐磨性蜗杆般碳钢合金钢制造常材料40号45号钢15Cr20Cr40Cr等具体查阅机械设计手册选择表21：
表21 蜗轮蜗杆常材料
名称
材料牌号
特点
应范围
蜗杆
2015Cr20Cr 20CrNi
20MnVB20SiMnVB
20CrMnTi20CrMnMo
渗碳淬火（56~62HRC）磨削
高速重载传动
4540Cr40CrNi
35SiMn42SiMn35CrMo
37SiMn2MoV38SiNnMo
淬火（45~55HRC）磨削
45
调质处理
低速轻载传动
蜗轮
ZCuSn10Pb1
ZCuSn5Pb5Zn5
抗胶合力强机械强度低价格较高
滑动速度较长期连续工作处
ZCuAl10Fe3
ZCuAl10Fe3Mn2
抗交合力差机械强度高匹配蜗杆必须表面硬化处理价格便宜
中等滑动速度
ZCuZn38Mn2Pb2
HT150
HT200
机械强度低击韧性差加工容易价廉
低速轻载传动
通查表21确定蜗杆材料45号钢热处理调质 HBS 220——270蜗轮材料HT150时效处理蜗轮选择符合梯形螺纹丝杠螺母材料选择
22 蜗轮蜗杆尺寸确定
1蜗轮蜗杆理中心距确定公式
1）表示蜗轮受转矩
计算公式式中表示蜗轮受转矩表示蜗轮丝杠升降机输入功率中表示梯形螺纹效率表示轴承效率轴承效率通常取表示蜗轮蜗杆传递效率般取 表示输出功率 计算
表示蜗轮转速（丝杠转速）
计算
代入数计算
2）表示载荷系数
中系数查表22取值齿载荷分布系数蜗杆传动稳载荷工作时载荷分布均匀现象工作表面良磨合改善时取载荷变化较击振动时取动载系数蜗杆传动般较稳动载荷齿轮传动值取定：精度制造蜗轮圆周速度时取时取
表22 系数
工作类型
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
载荷性质
均匀击
均匀击
均匀击
时启动次数
>25
2550
>50
启动载荷
较
1
115
12
取
3）表示弹性影响系数
选HT150蜗轮45号钢蜗杆匹配取
4）表示接触系数
先假设蜗杆分度圆直径理中心距值05查图21取
图21 蜗轮蜗杆传动接触系数
中曲线——ZI蜗杆（ZAZNZK蜗杆似查）曲线——ZC蜗杆
4）表示许接触应力
表23 锡青铜黄铜铸铁许接触应力
蜗轮
材料
蜗杆
材料
滑动速度Vs(ms)
025
05
1
2
3
4
6
8
ZCuAl10Fe3ZCuAl10Fe3Mn2
钢淬火
钢淬火
渗碳钢
调质者淬火钢
160
140
245
210
130
110
225
220
115
90
210
180
90
70
180
150
160
130
115
95
90
75
ZCuZn38Mn2Pb2
HT200HT150(HB120~150)
HT150(HB120~150)
蜗轮基许应力 查表23取
寿命循环次数表示蜗轮转中轮齿侧吃面啮合次数表示总工作时数代入数计算寿命系数表示
理中心距终计算
表24 蜗轮蜗杆匹配表（部分）
中心距a
mm
传动
i
模数m
mm
蜗杆分度圆直径mm
蜗杆
头数
蜗轮
齿数
蜗轮变位
系数
100
517
775
1025
1325
15
205
265
31
41
53
62
70
82
5
5
4
315
5
4
315
5
4
315
25
25
2
50
50
40
315
50
40
315
50
40
315
45
25
355
6
4
4
4
2
2
2
1
1
1
1
1
1
31
31
41
53
30
4 1
53
31
41
53
62
70
82
0500
0500
0500
+0246
0500
0500
+0246
0500
0500
+0246
0000
0000
+0125
设计确定传动i15应选择相传动确定蜗轮蜗杆尺寸选择表25
表25 蜗轮蜗杆参数
中心距a
mm
传动
i
模数m
mm
蜗杆分度圆直径mm
蜗杆
头数
蜗轮
齿数
蜗轮变位
系数
100
15
5
50
2
30
0500
时计算结果
23蜗轮蜗杆参数表
表26 蜗轮蜗杆参数
项目
数
项目
数
中心距a
100
蜗杆分度圆直径
50
蜗杆头数
2
蜗杆齿顶圆直径
60
蜗轮齿数
30
蜗杆齿根圆直径
38
齿形角
20°
蜗杆齿顶高
5
模数m
5
蜗杆齿根高
6
传动i
15
蜗杆齿高
11
齿数u
15
导程角
1131°
齿轮变位系数
0500
蜗轮分度圆直径
150
蜗杆直径系数q
10
蜗轮喉圆直径
160
蜗杆轴齿距
157
蜗轮齿根圆直径
138
蜗杆导程
314
蜗轮齿顶高
5
蜗轮齿根高
6
蜗轮齿高
6
蜗轮齿宽<075取45mm蜗轮外圆直径+15m1675mm蜗杆螺纹部分长L≥(11+006)m64mm取L64mm蜗轮轮缘宽度b(067~075)取b40mm
24 校核齿根弯曲疲劳强度
蜗轮轮齿弯曲足失效情况发生蜗轮齿数（Z>90）开式传动中闭式蜗杆传动通常做弯曲强度校核种计算必须蜗轮轮齿形状较复杂离中间面越远行截面轮齿越厚齿根弯曲强度高斜齿轮欲精确计算难通常斜齿轮计算方法似计算
校核计算公式式中表示蜗轮齿形系数蜗轮量齿数蜗轮变位系数表26中查 ——螺旋角影响系数
代入数计算表示许应力式中：表示寿命系数表示许应力取
许应力蜗轮弯曲疲劳强度符合求
25章结
章通计算确定蜗轮蜗杆材料数进行校核前章相似前章基础确定尺寸需设计蜗轮蜗杆合理符合传动需求做蜗轮蜗杆设计时候问题传动整体考虑样计算相点进行疲劳强度校核闭式蜗杆传动通常做弯曲强度校核计算必须
第三章 螺纹传动
螺旋传动利螺杆螺母螺旋副实现传动求回转运动转变直线运动时传递运动动力
31 材料选取
1材质求
根务书知螺杆低速强烈磨损扭矩工作环境工作螺杆必须耐磨损寿命长强度刚度适中具良切削加工性热处理残余应力热变形等
2常材料热处理
目前国常螺杆材料45号钢40Cr氨化钢38CrMoAl等
1）45号钢便宜加工性耐磨耐腐蚀性差
热处理方式先调质处理洛氏硬度达220~270采高频淬火硬度达45~48
根设计传动需求选择45号钢作螺杆材料
32 螺纹牙型选取
螺旋传动螺旋副摩擦性质分滑动螺旋滚动螺旋静压螺旋滑动螺旋结构简单便制造易锁缺点摩擦阻力传动效率低（般30——40）磨损快传动精度低等相反滚动螺旋静压螺旋摩擦阻力传动效率高（般90）结构复杂特静压螺旋需供油系统高精度高效率传动中
蜗轮丝杠升降机中传动滑动螺旋传动滑动螺旋传动采牙型矩形梯形锯齿形中梯形锯齿形螺纹应广
1梯形螺纹
螺纹种牙型等腰梯形牙型角30外螺纹锥面贴紧易松动矩形螺纹相传动效率略低工艺性牙根强度高中性剖分螺母调整间隙梯形螺纹常传动螺纹国标准规定30°梯形螺纹代号Tr公称直径×螺距表示左旋螺纹需尺寸规格加注LH右旋注出例Tr36×6Tr44×8LH等外传动效率较低锁力螺纹牙双受力螺纹牙强度较高磨损间隙进行补偿螺纹径跳动运动精度影响车削铣削磨削均加工加工精度高加工工艺性较较差环境工作
2矩形螺纹
传动矩形螺纹处效率略高梯形螺纹外余没什优点精确制造困难螺纹副磨损间隙难补偿修复中精度低牙根强度弱矩形螺纹梯形螺纹加工测量方便 时摩擦力传动效率高锁性较差螺纹牙双受力螺纹牙强度较低磨损法间隙进行补偿螺纹径跳动运动没影响车削加工铣削者磨削加工精度高加工较困难较环境工作
根务书分析该蜗轮丝杠升降机传动效率求高螺纹具锁性定强度综合考虑分析选择梯形螺纹
33耐磨性计算
耐磨性称耐磨耗性材料耐磨损性磨耗量磨耗指数表示先进行耐磨性计算螺纹磨损失效数确定螺杆直径确定螺杆具体尺寸计算样公式
式中表示螺杆分度圆直径表示梯形螺纹牙侧角表示轴力 表示整体式螺母取取表示许压强查表取
表31 滑动螺旋副材料许应力
钢——铸铁
‹24
13~18
6~12
4~7
代数计算结果
选取梯形螺纹表32
表32 梯形螺纹选取
公称直径
螺距
P
中
径
径
48
8
44
49
40
41
通计算螺纹选择符号求
34验算丝杠锁情况
根务书求梯形螺纹丝杠求具锁力必须丝杠锁情况进行验算需公式
式中表示梯形螺纹螺旋升角表示螺纹导程表示梯形螺纹牙型角代入数计算螺纹升角约3312°通常值度数
2）式中表示量摩擦角表示螺旋副摩擦系数 查表取
表33 滑动螺旋副摩擦系数
螺杆——螺母材料
摩擦系数f
钢——青铜
淬火钢——青铜
钢——钢
钢——铸铁
008~010
006~008
011~017
012~015
代入数计算满足锁条件
35 计算螺杆驱动转矩
计算螺杆驱动转矩计算螺杆强度服务计算必须需样公式
式中表示蜗杆驱动转矩参数
代入数计算T334104N·mm
36计算螺杆强度
螺杆强度计算种校核计算验证选择螺杆（包括材料尺寸）否符合求该计算关重需公式
式中表示外螺纹径表示螺杆受应力表示螺杆材料许应力查表34选取
表34 滑动螺旋副材料许应力
螺旋副
材料
许 应 力（）
螺杆
钢
处材料屈服极限稳定载荷时许应力取值
表35 螺纹常材料力学性
钢号
抗拉强度
屈服点
疲劳极限
弯曲
拉压
10
340~420
210
160~220
120~150
Q215
340~420
220
Q235
410~470
240
170~220
120~160
35
540
320
220~300
170~220
45
610
360
250~340
190~250
15MnVB
1000~1200
800
——
——
40Cr
750~1000
650~900
320~440
200~240
30CrMnSi
1080~1200
900
——
——
代入数计算结果969Nmm·mm螺杆强度符合求
37 螺纹牙强度计算
371 螺杆螺纹牙强度校核
1）许切应力校核
校核公式式中表示公称直径d48表示轴力 表示螺纹牙底宽度 b065P52表示旋合全数表示螺母材料许应力取值选择见表34代入数计算T约4MPa符合求
2）许弯曲应力校核
校核公式
式中表示螺纹工作高度表示螺母材料许弯曲应力查表见表35参数
代入数计算：结果约913符合求
38 螺纹牙稳定性计算
细长螺杆受较轴压力时候会丧失稳定性界载荷螺杆材料长度系数关需公式
式中表示界载荷表示稳定性安全校核系数取——螺杆柔度表示螺杆工作长度l100cm表示螺杆危险界面惯性半径i10表示长度系数查表36取
表36 螺杆长度系数
端部支承情况
长度系数
两端固定
端固定端完全固定
端铰支端完全固定
两端完全固定
两端铰支
端固定端
050
060
070
075
100
200
代入数计算FC约464128符合FCF>S求螺杆稳定性符合求
39 传递效率计算
传递效率计算公式式中表示螺纹传动效率表示梯形螺纹螺旋升角表示量摩擦角代入数计算
310 章结
章续设计做准备材料选取丝杆锁情况验算驱动转矩螺杆强度螺纹牙强度计算进行强度校核通查表资料确定设计数章整体设计中起着领导位置构思正确合理数面设计基础
第四章 轴承选择
41 滚动轴承选择
种结构类型轴承结构特性适应条件通常选择轴承类型时应综合考虑列素：
1 载荷情况
载荷选择轴承通常应根载荷方性质选择轴承
1）载荷般情况滚子轴承线接触承载力适承受较载荷球轴承点接触承载力适轻中等载荷种轴承载荷力般额定载荷表示
2）载荷方纯径力作宜选深沟球轴承圆柱滚子轴承滚针轴承考虑选调心轴承纯轴载荷作选推力球轴承推力滚子轴承径载荷轴载荷联合作时般选角接触球轴承圆锥滚子轴承两种轴承接触角增承受轴载荷力提高径载荷较轴载荷较时选深沟球轴承外圈挡边圆柱滚子轴承轴载荷较径载荷较时选推力角接触球轴承推力圆锥滚子轴承
3）载荷性质击载荷时宜选滚子轴承
2 高速性
般摩擦力矩发热量轴承高速性球轴承滚子轴承较高极限转速高速时应优先考虑选球轴承径载荷时选深沟球轴承径载荷时选圆柱滚子轴承联合载荷载荷时选角接触球轴承载荷时选圆锥滚子轴承圆柱滚子轴承角接触球轴承组合相径时外径越滚动体越轻越运转时滚动体作外圈离心力越更适较高转速工作定条件工作转速较高时宜选直径系
列8901轴承保持架材料结构轴承转速影响实体保持架压保持架允许转速高高速重载轴承需验算极限转速
3 轴游动性
般机械工作时机械摩擦工作介质关系轴发热热胀冷缩产生选择轴承结构类型时应轴铀游动性常轴某端选圈外圈挡边圆柱滚子轴承滚针轴承适应热胀冷缩引起轴伸长缩短
轴两端轴承孔轴性差（制造误差安装误差致）轴刚度变形较支点轴均求轴承调心性时应选调心球轴承调心滚子轴承
4 允许空间
机械设计中般先确定轴尺寸然根轴尺寸确定轴承尺寸轴选球轴承轴选滚子轴承径尺寸（轴尺寸）已确定径尺寸受限选滚针轴承直径系列890回轴承宽度尺寸受限选宽度系列80轴承
5 安装拆卸方便
轴承寿命般难等机寿命实际中轴承作易损件常装拆选轴承结构类型时应求装拆方便分离型角接触球轴承圆柱滚子轴承圆锥滚子轴承推力轴承圈锥孔带紧定套退卸套调心滚子轴承调心球轴承等均具装拆方便性
根选求选择圆锥滚子轴承
国家标准选择3030830313轴承
42 章结
章轴承选择实蜗轮蜗杆确定完轴承已确定轴承标准件选取通查表选择适合尺寸章轴承种类途概括性描述便解选取章整篇文中起着补充作
第五章 箱体设计
51箱体尺寸确定
参蜗轮减速机箱体设计蜗轮丝杠升降机箱体尺寸：
表51 箱体尺寸
底座厚度
4245
箱体壁厚
20
底座长度
32345
底座宽度
240
箱体高度
25094
脚螺栓
M14
箱盖紧固螺栓
M10
轴承盖螺栓
M6
蜗轮圆距箱壁距离
625~10
注油塞
M20
52 章结
通前面章螺杆蜗杆蜗轮确定章箱体设计形象说设计容器放进做量少材料样计算必少说章较容易没复杂公式供计算求相较低形状尺寸没固定值通简单运算便出章整篇文中起囊括作
第六章 仿真设计
仿真设计利UGProE完成仿真造型作出运动仿真爆炸图采利ProE进行仿真设计里说明ProE特点：ProENGINEER模块全相关意味着产品开发程中某处进行修改够扩展整设计中时动更新工程文档包括装配体设计图纸制造数全相关性鼓励开发周期点进行修改没损失行工程成够开发期功提前发挥作
易：菜单直观方式联级出现提供逻辑选项预先选取普通选项时提供简短菜单描述完整线帮助种形式容易学综合身力知识基础选择ProE
61 蜗轮仿真
蜗轮尺寸设计出基圆利拉伸命令设计出阶台阶台作限制轴承位置选择基圆草绘界面数画出渐开线接着利拉伸命令做出齿利轴阵列做出初体侧面选择基准面咽喉母圆半径画出圆旋转剪切
外蜗轮梯形螺纹螺杆配合根螺杆尺寸先确定螺纹尺寸利螺纹扫描中切口功进行扫描蜗轮仿真图61 图 61 蜗轮仿真
62 蜗杆仿真
样拉伸者旋转命令尺寸设计出柱体预留螺纹部分样利螺纹扫描中切口功根数代入进行扫描键槽建立蜗杆细端根配合公差确定键槽利拉伸剪切功实现蜗杆仿真图6 2示
图62 蜗杆仿真
63 螺杆仿真
螺杆显更简单圆柱体拉伸旋转方便实两者皆较惯拉伸旋转命令心会出现草绘截面完整错误命令圆柱体画样利螺纹扫描切口命令进行设计
螺杆仿真图63
图63 螺杆仿真
64 箱体仿真
箱体基命令做里时较头疼第箱体精确里第二两实体组合必然剪切时拉伸剪切命令极重第三设计箱体足够前面蜗轮蜗杆放进太配合轴承尺寸先利旋转命令做出放蜗轮部分然选择界面拉伸出放蜗杆样子设计尺寸行两者间蜗轮蜗杆配合空间尺寸拉伸剪切行利倒角功进行倒角箱体仿真
图64装配图仿真图65
图64 箱体仿真
装配总图65
图65 装配仿真
65 章结
章利PROE三维建模功进行设计介绍部分概设计方法拉伸剪切旋转阵列镜螺纹扫描等等显示出PROE独特面UG起更适合章整篇文章算前面总结设计实体表示出更清晰方式展现设计容
第七章 课题结
设计蜗轮丝杠升降机设计设计针执行机构运动展开达求运动精度生产率必须求传动系统具定传动精度传动元件间应满足定关系实现零部件协调动作该设计均采新国标运模块化设计设计容包括蜗轮蜗杆传动部分螺纹传动部分箱体设计工作原理蜗杆圆周运动转变丝杠轴运动简单讲外力驱动蜗杆转动通蜗轮蜗杆传动副传动传递蜗轮蜗轮丝杠旋合带动丝杠做轴运动
首先材料选取耐磨性计算螺杆驱动转矩强度计算进行校核表格进行材料终确定蜗轮蜗杆首先设计出传动需求传动参数表确定需求尺寸轴承选择通查表国家标准确定确定蜗轮蜗杆根尺寸设计出适合箱体
仿真设计利PROE三维建模功进行设计通拉伸剪切旋转阵列镜等功进行设计UG相ProENGINEER模块全相关意味着产品开发程中某处进行修改够扩展整设计中时动更新工程文档包括装配体设计图纸制造数全相关性鼓励开发周期点进行修改没损失行工程成够开发期功提前发挥作
总结
文通蜗轮丝杠升降机结构形状进行分析出总体方案总体方案零部件运动关系进行分析出蜗轮丝杠升降机整体结构尺寸然系统模块分进行具体零部件设计校核计算出零部件具体尺寸重新调整整体结构整理出设计图纸说明书次设计通蜗轮丝杠升降机设计成型机械设计方法步骤较深认识熟悉蜗轮轴等种常零件设计校核方法掌握选标准件查阅机械设计手册绘制零件图装配图设计非标准零部件点方法
通设计知道：蜗轮丝杠升降机传递效率较低具结构紧凑安装方便等优点梯形螺纹传动较矩形螺纹锯齿形螺纹升降机中更适合低速传动润滑较简单成较低等基结
次设计贯穿学专业知识综合运科专业知识中学时课中未学未深入容相信次设计工作学会帮助
学知识限机械设计门非常深奥学科设计中肯定存许足需改进方希老师指出学工作中完善
参考文献
[1] 吴宗泽机械设计实手册第二版化学工业出版社2003年10月91~168页560~562页916~918页1302~1339页
[2] 陈庭吉机械设计基础机械工业出版社2006年8月146~160页
[3] 濮良贵纪名刚机械设计第六版高等教育出版社1996年5月246~277页
[4] 金鹰机械制图机械工业出版社2005年10月159~172页183~187页
[5] 许菊机械设计化学工业出版设2005年6月101~106页197~216页
致谢
五周努力次毕业设计已接尾声五周里接课题没点思路现基成形心里种豪感专科生基础知识丰富前提做样感谢指导老师XX老师娄老师日工作较忙然抽出时间设计进度娄老师认真负责中期检查期详细检阅程悉心指导没想完成毕业设计难想象
感谢学三年中老师正悉心教导基础感谢学正支持帮助次毕业设计利完成
感谢方支持爸爸妈妈
感谢XX职业技术学院三年力栽培
里请接受诚挚谢意
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毕业文（设计）务书
课题名称： 蜗轮丝杠升降机仿真设计
课题性质： 工程设计类
系 名 称： 机械系
专 业： 机械制造
班 级：
指导教师：
学生姓名：
课题名称：
蜗轮丝杠升降机仿真设计
二毕业文（设计）容：
课题求根定参数先设计出台蜗轮蜗杆升降机蜗轮蜗杆升降机利蜗轮蜗杆传动特点省力完成升降定重量机构升降机包括蜗轮蜗杆减速部分丝杠升降部分求学生根参数设计出相应蜗轮蜗杆升降机部位然UGProE完成仿真造型作出运动仿真爆炸图
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910周：完成机构方案设计工作原理设计
第11周：完成整体装配图零部件图图纸
第12周：完成仿真设计文初稿
第13周：完成文
第14 周： 文答辩
四毕业文（设计）结束应提交材料：
1图纸（零件图部件图装配图）
2毕业文
指导教师 教研室
年 月 日 年 月 日
摘
课题求根定参数先设计出台蜗轮蜗杆升降机蜗杆传动机构作种典型传动机构广泛应设计原理电机带动蜗杆转动利蜗轮蜗杆传动蜗轮旋转蜗轮梯形螺纹丝杆配合蜗轮旋转带动丝杆做轴运动针蜗轮蜗杆先确定需求传动公式算出蜗轮蜗杆数值强度刚度等进行校核针丝杆根升速度蜗轮转速算出螺距公称直径等进行仿真设计利PROE强三维建模功实现模块全相关意味着产品开发程中某处进行修改够扩展整设计中时动更新工程文档包括装配体设计图纸制造数
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 corotating 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 WordsLeft Worm Drive Simulation
目录
摘
Abstract
第章 绪 1
11 升降机发展史种类 1
12 课题研究务 3
第二章 蜗轮蜗杆设计 5
21蜗轮蜗杆材料选取 5
22 蜗轮蜗杆尺寸确定 6
23蜗轮蜗杆参数表 9
24 校核齿根弯曲疲劳强度 10
25章结 10
第三章 螺纹传动 11
31 材料选取 11
32 螺纹牙型选取 11
33耐磨性计算 12
34验算丝杠锁情况 13
35 计算螺杆驱动转矩 13
36计算螺杆强度 14
37 螺纹牙强度计算 15
371 螺杆螺纹牙强度校核 15
38 螺纹牙稳定性计算 15
39 传递效率计算 16
310 章结 16
第四章 轴承选择 17
41 滚动轴承选择 17
42 章结 18
第五章 箱体设计 19
51箱体尺寸确定 19
52 章结 19
第六章 仿真设计 20
61 蜗轮仿真 20
62 蜗杆仿真 20
63 螺杆仿真 21
64 箱体仿真 21
65 章结 22
第七章 课题结 24
总结 25
参考文献 26
致谢 27
第章 绪
11 升降机发展史种类
垂直运送需求类文明样久远早升降机力畜力水力提升重量升降装置直工业革命前直基动力方式
1854年奥蒂斯试验台设纽约贸易展览会批观众便跨入升降机邀请位观众割断缆索升降机仅仅降五六厘米安全升降机停
19世纪末升降机常见办公室套房公寓里电动液压两种机械装置推动升降厢
百年发展升降机技术已相成熟升降机升降特点目前已广泛运市政维修码头物流中心货物运输建筑装潢等升降机已融入日常生活
升降机种类变起土木工程升降机土木工程施工中常钢丝绳齿轮齿条驱动两种
1 简易升降机
钢丝绳驱动运送货物塔架吊篮卷扬机等组成塔架般桁架结构缆绳拉住保持直立吊篮型钢焊成装载货物容器卷扬机固定面钢丝绳绕塔架顶部滑轮吊篮连接牵引吊篮运行操作员面控制
2 齿轮齿条驱动升降机
运送货物塔架围栏机厢驱动装置控制系统加节装置安全装置起重系统组成
① 塔架
干标准节段组成子桁架结构保证塔架稳定隔定高度（约10～15米）附着杆建筑物连接次塔架节段装齿条导轨架
② 机厢围栏
机厢运载货物容器围栏围护机厢塔架装置设塔架底部机厢门围栏门机械－电气互锁机厢降入围栏时门动开升时门动关闭确保运行安全围栏底部装弹簧缓装置机厢着时免受击确保停机稳
③ 驱动装置
设机厢电动机减速器齿轮齿条组成减速器输出轴端齿轮伸出机厢固定塔架齿条啮合带着机厢运行机厢设控制系统操作员机运行加节装置设机厢顶部台手动机动型动臂式起重机加节时机厢升离塔顶定距离处利起重机加标准节段吊塔顶位固定完成加节工序确保升降机安全运行设限速制动装置行程限位开关行门保护开关等
齿轮齿条驱动升降机简易升降机相具高度架设速度快安全货两等特点建筑施工特高层建筑施工中广泛应
3 工业中升降机
升降机构分：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
移动方法分：固定式升降机拖拉式升降机行式升降机车载式升降机驾驶式升降机
（1） 固定式升降机
种升降稳定性适范围广货物举升设备生产流水线高度差间货物运送物料线线工件装配时调节工件高度高处料机送料型设备装配时部件举升型机床料料仓储装卸场叉车等搬运车辆配套进行货物快速装卸等 根求配置附属装置进行意组合固定式升降机安全防护装置电器控制方式工作台形式动力形式等种配置正确选择限度发挥升降机功取佳效果
固定式升降机选配置工液压动力方便周边设施搭接活动翻板滚动机动辊道防止轧脚安全触条风琴式安全防护罩动机动旋转工作台液动翻转工作台防止升降机落安全支撑杆锈钢安全护网电动液动升降机行走动力系统万滚珠台面
（2） 车载式升降机
车载式升降机提高升降机机动性升降机固定电瓶搬运车货车接取汽车引擎动力实现车载式升降机升降功适应厂区外高空作业 广泛应宾馆厦机场车站体育场车间仓库等场高空作业作时性高空明广告宣传等
（3） 液压升降机
液压升降机广泛适汽车集装箱模具制造木材加工化工灌装等类工业企业生产流水线满足作业高度升降需求时配装类台面形式（滚珠滚筒转盘转倾翻伸缩）配合种控制方式（分动联动防爆）具升降稳准确频繁启动载重量等特点效解决工业企业中类升降作业难点生产作业轻松
（4） 曲臂式升降机
广泛车站码头公建筑等需事高空作业行业领域具移动方便操作简单作业面衡性等特点路面情况四腿时支撑单腿支撑便操作
套缸式液压升降机
套缸式液压升降机级液压缸直立升液压缸高强度材质良机械性塔形梯状护架升降台更高稳定性身处20米高空感受优越稳性 适场合：厂房宾馆厦商场车站机场体育场等途：电力线路明电器高架道等安装维护高空清洁等单工作高空作业
12 课题研究务
设计蜗轮丝杠升降机设计设计针执行机构运动展开达求运动精度生产率必须求传动系统具定传动精度传动元件间应满足定关系实现零部件协调动作该设计均采新国标运模块化设计设计容包括蜗轮蜗杆传动部分螺纹传动部分箱体设计工作原理蜗杆圆周运动转变丝杠轴运动简单讲外力驱动蜗杆转动通蜗轮蜗杆传动副传动传递蜗轮蜗轮丝杠旋合带动丝杠做轴运动
述工作原理确定基传动简图图11：
图11 升降机原理图
第二章 蜗轮蜗杆设计
蜗轮蜗杆传动两轮啮合齿面间线接触获交错轴斜齿轮机构更啮合效果传动承载力更高
蜗轮蜗杆传动种螺旋式传动传动中形式齿啮合传动传动更稳振动噪音低适合需稳固状态机械
蜗轮蜗杆传动机构传动机构突出优点锁功蜗轮蜗杆传动机构蜗杆导程角啮合轮齿间量摩擦角时蜗轮蜗杆传动机构会反锁时蜗杆带动蜗轮蜗轮法带动蜗杆实现机械安全保护
21蜗轮蜗杆材料选取
蜗杆材料需具定强度良磨合耐磨性蜗杆般碳钢合金钢制造常材料40号45号钢15Cr20Cr40Cr等具体查阅机械设计手册选择表21：
表21 蜗轮蜗杆常材料
名称
材料牌号
特点
应范围
蜗杆
2015Cr20Cr 20CrNi
20MnVB20SiMnVB
20CrMnTi20CrMnMo
渗碳淬火（56~62HRC）磨削
高速重载传动
4540Cr40CrNi
35SiMn42SiMn35CrMo
37SiMn2MoV38SiNnMo
淬火（45~55HRC）磨削
45
调质处理
低速轻载传动
蜗轮
ZCuSn10Pb1
ZCuSn5Pb5Zn5
抗胶合力强机械强度低价格较高
滑动速度较长期连续工作处
ZCuAl10Fe3
ZCuAl10Fe3Mn2
抗交合力差机械强度高匹配蜗杆必须表面硬化处理价格便宜
中等滑动速度
ZCuZn38Mn2Pb2
HT150
HT200
机械强度低击韧性差加工容易价廉
低速轻载传动
通查表21确定蜗杆材料45号钢热处理调质 HBS 220——270蜗轮材料HT150时效处理蜗轮选择符合梯形螺纹丝杠螺母材料选择
22 蜗轮蜗杆尺寸确定
1蜗轮蜗杆理中心距确定公式
1）表示蜗轮受转矩
计算公式式中表示蜗轮受转矩表示蜗轮丝杠升降机输入功率中表示梯形螺纹效率表示轴承效率轴承效率通常取表示蜗轮蜗杆传递效率般取 表示输出功率 计算
表示蜗轮转速（丝杠转速）
计算
代入数计算
2）表示载荷系数
中系数查表22取值齿载荷分布系数蜗杆传动稳载荷工作时载荷分布均匀现象工作表面良磨合改善时取载荷变化较击振动时取动载系数蜗杆传动般较稳动载荷齿轮传动值取定：精度制造蜗轮圆周速度时取时取
表22 系数
工作类型
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
载荷性质
均匀击
均匀击
均匀击
时启动次数
>25
2550
>50
启动载荷
较
1
115
12
取
3）表示弹性影响系数
选HT150蜗轮45号钢蜗杆匹配取
4）表示接触系数
先假设蜗杆分度圆直径理中心距值05查图21取
图21 蜗轮蜗杆传动接触系数
中曲线——ZI蜗杆（ZAZNZK蜗杆似查）曲线——ZC蜗杆
4）表示许接触应力
表23 锡青铜黄铜铸铁许接触应力
蜗轮
材料
蜗杆
材料
滑动速度Vs(ms)
025
05
1
2
3
4
6
8
ZCuAl10Fe3ZCuAl10Fe3Mn2
钢淬火
钢淬火
渗碳钢
调质者淬火钢
160
140
245
210
130
110
225
220
115
90
210
180
90
70
180
150
160
130
115
95
90
75
ZCuZn38Mn2Pb2
HT200HT150(HB120~150)
HT150(HB120~150)
蜗轮基许应力 查表23取
寿命循环次数表示蜗轮转中轮齿侧吃面啮合次数表示总工作时数代入数计算寿命系数表示
理中心距终计算
表24 蜗轮蜗杆匹配表（部分）
中心距a
mm
传动
i
模数m
mm
蜗杆分度圆直径mm
蜗杆
头数
蜗轮
齿数
蜗轮变位
系数
100
517
775
1025
1325
15
205
265
31
41
53
62
70
82
5
5
4
315
5
4
315
5
4
315
25
25
2
50
50
40
315
50
40
315
50
40
315
45
25
355
6
4
4
4
2
2
2
1
1
1
1
1
1
31
31
41
53
30
4 1
53
31
41
53
62
70
82
0500
0500
0500
+0246
0500
0500
+0246
0500
0500
+0246
0000
0000
+0125
设计确定传动i15应选择相传动确定蜗轮蜗杆尺寸选择表25
表25 蜗轮蜗杆参数
中心距a
mm
传动
i
模数m
mm
蜗杆分度圆直径mm
蜗杆
头数
蜗轮
齿数
蜗轮变位
系数
100
15
5
50
2
30
0500
时计算结果
23蜗轮蜗杆参数表
表26 蜗轮蜗杆参数
项目
数
项目
数
中心距a
100
蜗杆分度圆直径
50
蜗杆头数
2
蜗杆齿顶圆直径
60
蜗轮齿数
30
蜗杆齿根圆直径
38
齿形角
20°
蜗杆齿顶高
5
模数m
5
蜗杆齿根高
6
传动i
15
蜗杆齿高
11
齿数u
15
导程角
1131°
齿轮变位系数
0500
蜗轮分度圆直径
150
蜗杆直径系数q
10
蜗轮喉圆直径
160
蜗杆轴齿距
157
蜗轮齿根圆直径
138
蜗杆导程
314
蜗轮齿顶高
5
蜗轮齿根高
6
蜗轮齿高
6
蜗轮齿宽<075取45mm蜗轮外圆直径+15m1675mm蜗杆螺纹部分长L≥(11+006)m64mm取L64mm蜗轮轮缘宽度b(067~075)取b40mm
24 校核齿根弯曲疲劳强度
蜗轮轮齿弯曲足失效情况发生蜗轮齿数（Z>90）开式传动中闭式蜗杆传动通常做弯曲强度校核种计算必须蜗轮轮齿形状较复杂离中间面越远行截面轮齿越厚齿根弯曲强度高斜齿轮欲精确计算难通常斜齿轮计算方法似计算
校核计算公式式中表示蜗轮齿形系数蜗轮量齿数蜗轮变位系数表26中查 ——螺旋角影响系数
代入数计算表示许应力式中：表示寿命系数表示许应力取
许应力蜗轮弯曲疲劳强度符合求
25章结
章通计算确定蜗轮蜗杆材料数进行校核前章相似前章基础确定尺寸需设计蜗轮蜗杆合理符合传动需求做蜗轮蜗杆设计时候问题传动整体考虑样计算相点进行疲劳强度校核闭式蜗杆传动通常做弯曲强度校核计算必须
第三章 螺纹传动
螺旋传动利螺杆螺母螺旋副实现传动求回转运动转变直线运动时传递运动动力
31 材料选取
1材质求
根务书知螺杆低速强烈磨损扭矩工作环境工作螺杆必须耐磨损寿命长强度刚度适中具良切削加工性热处理残余应力热变形等
2常材料热处理
目前国常螺杆材料45号钢40Cr氨化钢38CrMoAl等
1）45号钢便宜加工性耐磨耐腐蚀性差
热处理方式先调质处理洛氏硬度达220~270采高频淬火硬度达45~48
根设计传动需求选择45号钢作螺杆材料
32 螺纹牙型选取
螺旋传动螺旋副摩擦性质分滑动螺旋滚动螺旋静压螺旋滑动螺旋结构简单便制造易锁缺点摩擦阻力传动效率低（般30——40）磨损快传动精度低等相反滚动螺旋静压螺旋摩擦阻力传动效率高（般90）结构复杂特静压螺旋需供油系统高精度高效率传动中
蜗轮丝杠升降机中传动滑动螺旋传动滑动螺旋传动采牙型矩形梯形锯齿形中梯形锯齿形螺纹应广
1梯形螺纹
螺纹种牙型等腰梯形牙型角30外螺纹锥面贴紧易松动矩形螺纹相传动效率略低工艺性牙根强度高中性剖分螺母调整间隙梯形螺纹常传动螺纹国标准规定30°梯形螺纹代号Tr公称直径×螺距表示左旋螺纹需尺寸规格加注LH右旋注出例Tr36×6Tr44×8LH等外传动效率较低锁力螺纹牙双受力螺纹牙强度较高磨损间隙进行补偿螺纹径跳动运动精度影响车削铣削磨削均加工加工精度高加工工艺性较较差环境工作
2矩形螺纹
传动矩形螺纹处效率略高梯形螺纹外余没什优点精确制造困难螺纹副磨损间隙难补偿修复中精度低牙根强度弱矩形螺纹梯形螺纹加工测量方便 时摩擦力传动效率高锁性较差螺纹牙双受力螺纹牙强度较低磨损法间隙进行补偿螺纹径跳动运动没影响车削加工铣削者磨削加工精度高加工较困难较环境工作
根务书分析该蜗轮丝杠升降机传动效率求高螺纹具锁性定强度综合考虑分析选择梯形螺纹
33耐磨性计算
耐磨性称耐磨耗性材料耐磨损性磨耗量磨耗指数表示先进行耐磨性计算螺纹磨损失效数确定螺杆直径确定螺杆具体尺寸计算样公式
式中表示螺杆分度圆直径表示梯形螺纹牙侧角表示轴力 表示整体式螺母取取表示许压强查表取
表31 滑动螺旋副材料许应力
钢——铸铁
‹24
13~18
6~12
4~7
代数计算结果
选取梯形螺纹表32
表32 梯形螺纹选取
公称直径
螺距
P
中
径
径
48
8
44
49
40
41
通计算螺纹选择符号求
34验算丝杠锁情况
根务书求梯形螺纹丝杠求具锁力必须丝杠锁情况进行验算需公式
式中表示梯形螺纹螺旋升角表示螺纹导程表示梯形螺纹牙型角代入数计算螺纹升角约3312°通常值度数
2）式中表示量摩擦角表示螺旋副摩擦系数 查表取
表33 滑动螺旋副摩擦系数
螺杆——螺母材料
摩擦系数f
钢——青铜
淬火钢——青铜
钢——钢
钢——铸铁
008~010
006~008
011~017
012~015
代入数计算满足锁条件
35 计算螺杆驱动转矩
计算螺杆驱动转矩计算螺杆强度服务计算必须需样公式
式中表示蜗杆驱动转矩参数
代入数计算T334104N·mm
36计算螺杆强度
螺杆强度计算种校核计算验证选择螺杆（包括材料尺寸）否符合求该计算关重需公式
式中表示外螺纹径表示螺杆受应力表示螺杆材料许应力查表34选取
表34 滑动螺旋副材料许应力
螺旋副
材料
许 应 力（）
螺杆
钢
处材料屈服极限稳定载荷时许应力取值
表35 螺纹常材料力学性
钢号
抗拉强度
屈服点
疲劳极限
弯曲
拉压
10
340~420
210
160~220
120~150
Q215
340~420
220
Q235
410~470
240
170~220
120~160
35
540
320
220~300
170~220
45
610
360
250~340
190~250
15MnVB
1000~1200
800
——
——
40Cr
750~1000
650~900
320~440
200~240
30CrMnSi
1080~1200
900
——
——
代入数计算结果969Nmm·mm螺杆强度符合求
37 螺纹牙强度计算
371 螺杆螺纹牙强度校核
1）许切应力校核
校核公式式中表示公称直径d48表示轴力 表示螺纹牙底宽度 b065P52表示旋合全数表示螺母材料许应力取值选择见表34代入数计算T约4MPa符合求
2）许弯曲应力校核
校核公式
式中表示螺纹工作高度表示螺母材料许弯曲应力查表见表35参数
代入数计算：结果约913符合求
38 螺纹牙稳定性计算
细长螺杆受较轴压力时候会丧失稳定性界载荷螺杆材料长度系数关需公式
式中表示界载荷表示稳定性安全校核系数取——螺杆柔度表示螺杆工作长度l100cm表示螺杆危险界面惯性半径i10表示长度系数查表36取
表36 螺杆长度系数
端部支承情况
长度系数
两端固定
端固定端完全固定
端铰支端完全固定
两端完全固定
两端铰支
端固定端
050
060
070
075
100
200
代入数计算FC约464128符合FCF>S求螺杆稳定性符合求
39 传递效率计算
传递效率计算公式式中表示螺纹传动效率表示梯形螺纹螺旋升角表示量摩擦角代入数计算
310 章结
章续设计做准备材料选取丝杆锁情况验算驱动转矩螺杆强度螺纹牙强度计算进行强度校核通查表资料确定设计数章整体设计中起着领导位置构思正确合理数面设计基础
第四章 轴承选择
41 滚动轴承选择
种结构类型轴承结构特性适应条件通常选择轴承类型时应综合考虑列素：
1 载荷情况
载荷选择轴承通常应根载荷方性质选择轴承
1）载荷般情况滚子轴承线接触承载力适承受较载荷球轴承点接触承载力适轻中等载荷种轴承载荷力般额定载荷表示
2）载荷方纯径力作宜选深沟球轴承圆柱滚子轴承滚针轴承考虑选调心轴承纯轴载荷作选推力球轴承推力滚子轴承径载荷轴载荷联合作时般选角接触球轴承圆锥滚子轴承两种轴承接触角增承受轴载荷力提高径载荷较轴载荷较时选深沟球轴承外圈挡边圆柱滚子轴承轴载荷较径载荷较时选推力角接触球轴承推力圆锥滚子轴承
3）载荷性质击载荷时宜选滚子轴承
2 高速性
般摩擦力矩发热量轴承高速性球轴承滚子轴承较高极限转速高速时应优先考虑选球轴承径载荷时选深沟球轴承径载荷时选圆柱滚子轴承联合载荷载荷时选角接触球轴承载荷时选圆锥滚子轴承圆柱滚子轴承角接触球轴承组合相径时外径越滚动体越轻越运转时滚动体作外圈离心力越更适较高转速工作定条件工作转速较高时宜选直径系
列8901轴承保持架材料结构轴承转速影响实体保持架压保持架允许转速高高速重载轴承需验算极限转速
3 轴游动性
般机械工作时机械摩擦工作介质关系轴发热热胀冷缩产生选择轴承结构类型时应轴铀游动性常轴某端选圈外圈挡边圆柱滚子轴承滚针轴承适应热胀冷缩引起轴伸长缩短
轴两端轴承孔轴性差（制造误差安装误差致）轴刚度变形较支点轴均求轴承调心性时应选调心球轴承调心滚子轴承
4 允许空间
机械设计中般先确定轴尺寸然根轴尺寸确定轴承尺寸轴选球轴承轴选滚子轴承径尺寸（轴尺寸）已确定径尺寸受限选滚针轴承直径系列890回轴承宽度尺寸受限选宽度系列80轴承
5 安装拆卸方便
轴承寿命般难等机寿命实际中轴承作易损件常装拆选轴承结构类型时应求装拆方便分离型角接触球轴承圆柱滚子轴承圆锥滚子轴承推力轴承圈锥孔带紧定套退卸套调心滚子轴承调心球轴承等均具装拆方便性
根选求选择圆锥滚子轴承
国家标准选择3030830313轴承
42 章结
章轴承选择实蜗轮蜗杆确定完轴承已确定轴承标准件选取通查表选择适合尺寸章轴承种类途概括性描述便解选取章整篇文中起着补充作
第五章 箱体设计
51箱体尺寸确定
参蜗轮减速机箱体设计蜗轮丝杠升降机箱体尺寸：
表51 箱体尺寸
底座厚度
4245
箱体壁厚
20
底座长度
32345
底座宽度
240
箱体高度
25094
脚螺栓
M14
箱盖紧固螺栓
M10
轴承盖螺栓
M6
蜗轮圆距箱壁距离
625~10
注油塞
M20
52 章结
通前面章螺杆蜗杆蜗轮确定章箱体设计形象说设计容器放进做量少材料样计算必少说章较容易没复杂公式供计算求相较低形状尺寸没固定值通简单运算便出章整篇文中起囊括作
第六章 仿真设计
仿真设计利UGProE完成仿真造型作出运动仿真爆炸图采利ProE进行仿真设计里说明ProE特点：ProENGINEER模块全相关意味着产品开发程中某处进行修改够扩展整设计中时动更新工程文档包括装配体设计图纸制造数全相关性鼓励开发周期点进行修改没损失行工程成够开发期功提前发挥作
易：菜单直观方式联级出现提供逻辑选项预先选取普通选项时提供简短菜单描述完整线帮助种形式容易学综合身力知识基础选择ProE
61 蜗轮仿真
蜗轮尺寸设计出基圆利拉伸命令设计出阶台阶台作限制轴承位置选择基圆草绘界面数画出渐开线接着利拉伸命令做出齿利轴阵列做出初体侧面选择基准面咽喉母圆半径画出圆旋转剪切
外蜗轮梯形螺纹螺杆配合根螺杆尺寸先确定螺纹尺寸利螺纹扫描中切口功进行扫描蜗轮仿真图61 图 61 蜗轮仿真
62 蜗杆仿真
样拉伸者旋转命令尺寸设计出柱体预留螺纹部分样利螺纹扫描中切口功根数代入进行扫描键槽建立蜗杆细端根配合公差确定键槽利拉伸剪切功实现蜗杆仿真图6 2示
图62 蜗杆仿真
63 螺杆仿真
螺杆显更简单圆柱体拉伸旋转方便实两者皆较惯拉伸旋转命令心会出现草绘截面完整错误命令圆柱体画样利螺纹扫描切口命令进行设计
螺杆仿真图63
图63 螺杆仿真
64 箱体仿真
箱体基命令做里时较头疼第箱体精确里第二两实体组合必然剪切时拉伸剪切命令极重第三设计箱体足够前面蜗轮蜗杆放进太配合轴承尺寸先利旋转命令做出放蜗轮部分然选择界面拉伸出放蜗杆样子设计尺寸行两者间蜗轮蜗杆配合空间尺寸拉伸剪切行利倒角功进行倒角箱体仿真
图64装配图仿真图65
图64 箱体仿真
装配总图65
图65 装配仿真
65 章结
章利PROE三维建模功进行设计介绍部分概设计方法拉伸剪切旋转阵列镜螺纹扫描等等显示出PROE独特面UG起更适合章整篇文章算前面总结设计实体表示出更清晰方式展现设计容
第七章 课题结
设计蜗轮丝杠升降机设计设计针执行机构运动展开达求运动精度生产率必须求传动系统具定传动精度传动元件间应满足定关系实现零部件协调动作该设计均采新国标运模块化设计设计容包括蜗轮蜗杆传动部分螺纹传动部分箱体设计工作原理蜗杆圆周运动转变丝杠轴运动简单讲外力驱动蜗杆转动通蜗轮蜗杆传动副传动传递蜗轮蜗轮丝杠旋合带动丝杠做轴运动
首先材料选取耐磨性计算螺杆驱动转矩强度计算进行校核表格进行材料终确定蜗轮蜗杆首先设计出传动需求传动参数表确定需求尺寸轴承选择通查表国家标准确定确定蜗轮蜗杆根尺寸设计出适合箱体
仿真设计利PROE三维建模功进行设计通拉伸剪切旋转阵列镜等功进行设计UG相ProENGINEER模块全相关意味着产品开发程中某处进行修改够扩展整设计中时动更新工程文档包括装配体设计图纸制造数全相关性鼓励开发周期点进行修改没损失行工程成够开发期功提前发挥作
总结
文通蜗轮丝杠升降机结构形状进行分析出总体方案总体方案零部件运动关系进行分析出蜗轮丝杠升降机整体结构尺寸然系统模块分进行具体零部件设计校核计算出零部件具体尺寸重新调整整体结构整理出设计图纸说明书次设计通蜗轮丝杠升降机设计成型机械设计方法步骤较深认识熟悉蜗轮轴等种常零件设计校核方法掌握选标准件查阅机械设计手册绘制零件图装配图设计非标准零部件点方法
通设计知道：蜗轮丝杠升降机传递效率较低具结构紧凑安装方便等优点梯形螺纹传动较矩形螺纹锯齿形螺纹升降机中更适合低速传动润滑较简单成较低等基结
次设计贯穿学专业知识综合运科专业知识中学时课中未学未深入容相信次设计工作学会帮助
学知识限机械设计门非常深奥学科设计中肯定存许足需改进方希老师指出学工作中完善
参考文献
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[2] 陈庭吉机械设计基础机械工业出版社2006年8月146~160页
[3] 濮良贵纪名刚机械设计第六版高等教育出版社1996年5月246~277页
[4] 金鹰机械制图机械工业出版社2005年10月159~172页183~187页
[5] 许菊机械设计化学工业出版设2005年6月101~106页197~216页
致谢
五周努力次毕业设计已接尾声五周里接课题没点思路现基成形心里种豪感专科生基础知识丰富前提做样感谢指导老师XX老师娄老师日工作较忙然抽出时间设计进度娄老师认真负责中期检查期详细检阅程悉心指导没想完成毕业设计难想象
感谢学三年中老师正悉心教导基础感谢学正支持帮助次毕业设计利完成
感谢方支持爸爸妈妈
感谢XX职业技术学院三年力栽培
里请接受诚挚谢意
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