目錄序言設(shè)計(jì)條件閘板的設(shè)計(jì)螺桿的設(shè)計(jì)確定電機(jī)功率圓柱蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算參考文獻(xiàn)序言閘門(mén)——水工系列產(chǎn)品中的普通一員，它是流體輸送系統(tǒng)中的控制部件，看似簡(jiǎn)單，但它給人們帶來(lái)了一片安寧。提起閘門(mén)，也許人們并不了解，因?yàn)樗幍沫h(huán)境非常惡劣，所處的位置異常偏僻，但對(duì)于水工人來(lái)說(shuō)，對(duì)它可情有獨(dú)鐘。因?yàn)樗谥顾潘墓τ蒙喜豢尚∫暎瑢?duì)防洪排澇來(lái)說(shuō)作用也非同一般。那它的工作原理如何？它是用一啟閉設(shè)備〔蝸輪蝸桿啟閉機(jī)〕通過(guò)螺旋副傳動(dòng)使閘門(mén)進(jìn)行上下運(yùn)行而開(kāi)啟或關(guān)閉，從而到達(dá)止水排水的功能。閘門(mén)根據(jù)形式和功用不同可分為：鑄鐵閘門(mén)、鋼閘門(mén)，防潮門(mén)、浮箱拍門(mén)等各種類型。這次設(shè)計(jì)的是比擬常用的鑄鐵鑲銅閘門(mén)。因?yàn)樗拿芊庵顾阅芰己枚玫綇V泛的認(rèn)可。環(huán)境由清新自然變?yōu)榛靵y污濁是因?yàn)槿祟悾儆苫靵y污濁變?yōu)榍逍伦匀灰彩且驗(yàn)槿祟悾屛覀児餐瑏?lái)改善水環(huán)境、合理利用水資源！！

第一章設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)1.1畢業(yè)設(shè)計(jì)目的畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生完本錢(qián)專業(yè)教學(xué)方案的最后一個(gè)極為重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是使學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)過(guò)的根本理論、根本知識(shí)與根本技能去解決專業(yè)范圍內(nèi)的工程技術(shù)問(wèn)題而進(jìn)行的一次根本訓(xùn)練。這對(duì)學(xué)生即將從事的相關(guān)技術(shù)工作和未來(lái)事業(yè)的開(kāi)拓都具有一定意義。其主要目的：培養(yǎng)學(xué)生綜合分析和解決本專業(yè)的一般工程技術(shù)問(wèn)題的獨(dú)立工作能力，拓寬和深化學(xué)生的知識(shí)。培養(yǎng)學(xué)生樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)構(gòu)思和創(chuàng)新思維，掌握工程設(shè)計(jì)的一般程序標(biāo)準(zhǔn)和方法。培養(yǎng)學(xué)生樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想和使用技術(shù)資料、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)等手冊(cè)、圖冊(cè)工具書(shū)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，數(shù)據(jù)處理，編寫(xiě)技術(shù)文件等方面的工作能力。培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行調(diào)查研究，面向?qū)嶋H，面向生產(chǎn)，向工人和技術(shù)人員學(xué)習(xí)的根本工作態(tài)度，工作作風(fēng)和工作方法。1、孔口尺寸為800mm×800mm2、閘板〔寬×高〕為876mm×900mm3、設(shè)計(jì)水深度為6675mm4、工作水深度為6675mm5、提升高度為875mm第二章閘板設(shè)計(jì)閘板設(shè)計(jì)：作用于閘板的總靜水壓力，從圖1-1所示可以算出：P=AB〔P1+P2〕/2×[6675+〔6675-900〕]×10-3×1000×10××=49078N按圖1-2所示，將閘板分為3個(gè)區(qū)格，先算出每一個(gè)區(qū)格所受水壓的大小，再分別對(duì)每一區(qū)格進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。表1-1為各區(qū)格承受的水壓計(jì)算值。作用于各區(qū)格的水壓表1-1區(qū)號(hào)水深〔mm〕平均水頭〔mm〕區(qū)格面積〔mm2〕總水壓力P〔N〕157756075635566755925×1650426215×1630836515×16266現(xiàn)以第二區(qū)格為例進(jìn)行閘板橫梁強(qiáng)度的計(jì)算。作用于二號(hào)梁的最大彎矩M，由下式算得：Mmax=ql2/8=16308×876/8762×8×106Nmm由圖1-3可得A1=270×15=4050mm2A2=85×20=1700mm2按公式Sx=A1×d/2+A2×H/2求出X1——X1軸的靜矩為=4050×15/2+1700×85/2×105mm3按公式e1=Sx/A=〔A1×d/2+A2×H/2〕/A求出形心軸的位置為e1×105〕/〔4050+1700〕e2按公式Ix=〔IA1+IA2〕+A1L12+A2L22=〔bd3+aH3〕/12+A1〔e1-d/2〕2+A2〔H/2-e1〕2〔mm4〕求出X——X軸的慣性矩為Ix為Ix=〔bd3+aH3〕/12+A1〔e1-d/2〕2+A2〔H/2-e1〕2〔mm4〕IA1=270×153×105mm4IA2=20×853×105mm4×105×105+4050×〔17.7-15/2〕2+1700×〔17.7-85/2〕2×105×105×105×106mm4按公式W1=Ix/e1W2=Ix/e2〔mm3〕求出抗彎截面模數(shù)為W1×106×105mm3W2×106×104mm3從而，梁的最大彎曲應(yīng)力σmax〔受拉力〕為σmaxσmax=Mmax/W1×106×105鑄鐵件的平安系數(shù)必須大于6，那么許用拉伸應(yīng)力為20～25〔平安〕梁的最大彎曲應(yīng)力〔受壓力〕為σmax=Mmax/W2×106×104許用壓縮應(yīng)力為100Mpa〔平安〕最大撓度為Ymax=5ql4/384EI為Ymax=5××8764/384××105××106為Ymax<[Y]〔合格〕螺桿的設(shè)計(jì)由啟門(mén)力求出螺桿的力矩為：M2×105Nmm型號(hào)：488選用材料和許用應(yīng)力螺桿材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。按耐磨性計(jì)算螺紋中徑由表12-1-4中公式〔1〕，取ψd2〔F/[P]〕1/2×[17234.9/〔1/6〕]1/2=42.8mm，由〔見(jiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第2卷〕可選d=48，P=8，d2=44，D4=49，d3=39，D1=40的梯形螺紋，中等精度，螺紋副標(biāo)記為T(mén)r48×8-7H/7e。螺母高度H=ψ×d2=4×44=176取H=177強(qiáng)度計(jì)算由?機(jī)械設(shè)計(jì)?手冊(cè)第3卷表12-1-3得，螺紋磨擦力矩，Mt12Ftg〔λ+ψ〕，即M2×105Nmm，代入表12-1-4之式得σca33〕2+3〔Mc33〕2]1/2=[(4××393)2+3××393〕2]1/22<[σ]螺母螺紋強(qiáng)度驗(yàn)算因螺母材料強(qiáng)度低于螺桿故只算螺母螺紋強(qiáng)度即可,由?機(jī)械設(shè)計(jì)?手冊(cè)第3卷表12-1-4得，牙根寬度×根本牙型高H1×8=4mm，代入表中12-1-4中的〔7〕式及〔8〕式有τ=F/ΠD4bm××2<[τ]σb=3Fh1/D4b2n=(3×××49×2×2<[σb]螺桿的穩(wěn)定性驗(yàn)算由閘門(mén)的起吊高度可得螺桿的最大工作長(zhǎng)度L=1200mm由?機(jī)械設(shè)計(jì)?手冊(cè)第3卷表12-1-4式中ul/i=(2×1200)/(39/4)=246.2,式中i=d3/4=39/4=9.75,×105Nmm蝸桿蝸輪傳動(dòng)效率(單頭蝸桿)η1滾珠軸承的機(jī)械效率為η2×滾柱軸承的機(jī)械效率為η3×需要驅(qū)動(dòng)功率為N=nM2××102/9550×電動(dòng)機(jī)滿載時(shí)的轉(zhuǎn)速為1430r/min啟閉速度為v=1430×S/i=1430×求得速比為i=22.88,取蝸輪減速器速比為i=24電動(dòng)啟閉時(shí)間:按一端固定一端自由從表12-1-5可得u=2,應(yīng)按表12-1-4中(9)式計(jì)算臨界載荷Fc,可得Fc={340/[1+0.00013(ul/I)2]}××392故穩(wěn)定性條件滿足由經(jīng)驗(yàn)得知,螺桿太長(zhǎng)在閘門(mén)關(guān)閉過(guò)程中壓力過(guò)大而使絲桿變形,故需加軸導(dǎo)架。閘門(mén)吊耳距軸導(dǎo)架距離應(yīng)大于H’+〔0.3-0.5〕=1.2+〔0.3-0.5〕那么軸導(dǎo)架設(shè)在距閘孔頂3.4m處。三、確定電動(dòng)機(jī)的功率先求閘門(mén)本體的自重力W1，由于鑄鐵的密度為ρ3，那么閘門(mén)本體的面板重力為：W01××××閘門(mén)本體的肋重力為：W02=〔0.085-0.015〕×××××6上述重力為粗略計(jì)算，實(shí)際上由于鑄鐵毛坯裕量的關(guān)系，往往比計(jì)算要重一些，考慮到計(jì)算上的誤差，故乘以超重系數(shù)1.1，那么1.1〔W01+W02×黃銅密封鑲條的密度為ρ3那么W03×××4××W1螺桿直徑為φ夾殼聯(lián)軸器重力約196NW2閘門(mén)活動(dòng)局部的自重力：W=W1+W2啟門(mén)時(shí)克服水壓的摩阻力為T(mén)=f×∑×啟門(mén)力為FQ螺紋采用Tr46×8螺桿螺紋外徑為d=46mm，中徑為d2=44mm，內(nèi)徑d1=39mm，導(dǎo)程為s=8mmφ=tg-10.2φ=11°19’螺旋升角為α=tg-1s/π×d2=tg-1×44=tg-1°tg〔α+φ〕=tg〔11°19’+5°51’〕=tg17°10’啟閉閘門(mén)時(shí)施加在螺母上的扭矩為M2=F〔d2/2〕tg〔α+φ×44/2×tg17°10’圓柱蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算〔a〕.選擇材料加工蝸桿選用45鋼，調(diào)質(zhì)，外表淬火，HRC40-45蝸輪選用QT900，鑄造〔b〕.初選幾何參數(shù)參照?機(jī)械設(shè)計(jì)?手冊(cè)第3卷表14-4-3，當(dāng)i=24時(shí)，Z1=2；Z2=Z1×24=48〔c〕.計(jì)算蝸輪輸出轉(zhuǎn)矩T2粗算傳動(dòng)效率η：η×i1/2×241/2T2=9550P1ηi/n1=9550×××24〕/1450=197Nm〔d〕.確定許用接觸應(yīng)力σHPσHP=σHbp·Zs·Zn查表14-4-16查得σHbp=150N/mm2查表14-4-15查得Vs=3m/sσHP=σHbp·Zs·Zn=110××〔e〕.求載荷系數(shù)K由表14-4-14知K=K1K2K3K4K5K6設(shè)V=0.5m/min，按表14-4-14取K1=1查表14-4-17，8級(jí)精度時(shí)，K2=1；由圖得K3=0.63，由表14-4-18查得K4=1，由表14-4-19查得；由圖14-4-6查得K5=1.15；由圖14-4-16查得K6所以K=K1K2K3K4K5K6=1×1××1××〔f〕.計(jì)算m和q值mq1/3≥[〔15150/Z2·σHP〕2K·T2]≥查表14-4-2，取mq1/3=10.8，那么m=5，q=10主要幾何尺寸計(jì)算〔q+Z2+2X2×〔10+48〕=145mmd1=d1’=qm=10×5=50mmd2=mZ2=5×